Tách chiết và phân lập các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học

NGUYỄN VÃN CƯỜNG (Chủ biên) NGUYỄN NGỌC TUẤN - PHẠM THỊ HỐNG PHƯỢNG LÊ TIẾN DŨNG - VŨ ĐÌNH HỒNG - TRẨN ĐÌNH THẮNG TÁCH CHIẾT VÀ PHÂN LẬP CÁC HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN có HOẠT TÍNH SINH HỌC ■ 343 ■ NHÀ XUÁT BÀN ĐẠIH(?c CGNG nghiẹp XJH THÀNH PHỊ HỊ CHÍ MINH NGUYỆN VÃN CƯỜNG (chủ biên) NGUYỄN NGỌC TUẤN - LÊ TĨÉN DŨNG - PHẠM THỊ HĨNG PHƯỢNG - VŨ ĐÌNH HỒNG - TRÀN ĐÌNH THẢNG TÁCH CHIẾT VÀ PHÂN LẬP CÁC HỢP CHÁT THIÊN NHIÊN CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC •G ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HCM /HƯVÌẸN MA VẠCH: NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỔ HỊ CHÍ MINH Lời nói đâu Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học có nguồn gốc từ ngn khác nhau, hạn thực vật, năm, địa y, vi sinh vật, sinh vật hiên, trở thành phân không thê thiêu y học ngày Chủng sử dụng rộng rãi nguồn thuốc từ thời cô đại nhiêu hĩnh thức khác y học cô truyên Ngày nay, y học sử dụng sản phẩm từ thiên nhiên họp chất hoạt tính sinh học có nguồn gốc thiển đê bảo vệ sức khỏe Một so họp chất có hoạt tính sình học từ thiên nhiên bao gồm alkaloid, glycoside, polyphenol, saponin, tannin, terpenoit tinh dầu Đáng chủ ỷ, họp chất thiên nhiên cải thiện sức khỏe người mà không gãy tác dụng phụ bát lợi so với loại thuốc tơng họp Ngồi ra, chúng tương đối rẻ dê dàng có sẵn Các họp chất thiên nhiên thê tính đa dạng với cấu trúc phân tử đặc biệt có thê đuợc sử dụng chất dân đường tông họp bán tông họp thuốc đê tăng hoạt tính sinh học Các họp chât thiên nhiên có hoạt tính sinh học chiết xuất bang cách sử dụng kỹ thuật chiết xuất khác Có hai phương pháp chiết xt đuợc sử dụng cho họp chat có hoạt tính sinh học: phương pháp điên phương pháp lĩìện đại Các phương pháp cô điên bao gồm chiết soxhlet, ngâm dầm, ngâm chiết, tham, hâm, săc, háp chưng cất lôi nước Các phương pháp đại phương pháp xanh như: chiết xuất sóng siêu ám, enzym, vi sóng diện trường, chiết chất lỏng có áp suất chiết chất lỏng siêu tới hạn Nhìn chung, họp chât thiên nhiên có hoạt tính sinh học biêu hiệu khác việc điều trị vấn để sức khỏe người Các họp chất hoạt tính sinh học hoạt động dược lý phong phú, bao gồm đặc tỉnh kháng khuân, hoạt động chổng viêm, hoạt động kích thích miễn dịch, hoạt động chông ung thư, hoạt động chổng oxy hóa, Hoạt tính sinh học hợp chât từ thiên nhiên xác định cách sử dụng thử nghiệm in vitro in vivo Tuy nhiên, thuốc có nguồn gốc từ' thiên nhiên phải vượt qua thư nghiệm lãm sàng đê đưa vào sử dụng Từ năm 1981 đen nam 2019, có 1881 họp chất từ thiên nhiên bán tông họp sử dụng thuốc chữa bệnh: ưng thư (247), tiêu đường (63), tác nhân da xơ cứng (13), tăng nhãn áp (19), chống viêm (53), chong ký sinh trùng (20), kháng vi rút (186), kháng nam (34), khảng khuân (162) Nham đáp ứng nhu cầu giáng dạy, học tập cho sinh viên đại học sau đại học ngành Cơng nghệ Kỹ thuật Hóa học - Trường đại học Cơng nghiệp TP Hơ Chi Minh, nhóm tác giả biên soạn giáo trình làm tài liệu học tập đông thời tài liệu tham khảo cho nha nghiên cứu, sinh viên đại học sau đại học nghiên cứu hóa học dược lý học cua họp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học Nội dung giáo trĩnh bao gồm: chương Chương 1: Mơ đầu; Chương 2: Kỹ thuật chiết tách họp chất thiển nhiên có hoạt tính sinh học; Chương 3: Các kỹ thuật phân lập họp chất thiển nhiên cổ hoạt tính sinh học; Chương 4: Phân lập họp chất thiên nhiên có nguồn gơc từ thực vật; Chương 5: Phân lập họp chất thiên nhiên có nguồn gốc từ sinh vật biên; Chương 6: Phân lập họp chất thiên nhiên có nguồn gốc từ vi sinh vật; Chương 7: Phân lập họp chát thiên nhiên có ngn góc từ nám Trong q trình biên soạn giáo trình khó tránh khỏi thiếu sót, nhóm tác giả mong nhận ý kiến đóng góp xây dựng quỷ độc giả đế giáo trĩnh hoàn chỉnh lần tái sau Thư góp ý xin gửi địa chì email: nvc@iiih.edu.vn Thay mặt nhỏm tác giá NGUYỄN VĂN CƯỜNG MỤC LỤC Chương Mỏ’ đầu 13 1.1 Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học 13 1.1.1 Lịch sử phát triển - Khái niệm 13 1.1.2 Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học từ ngn dược liệu phong phú Việt Nam 15 1.2 Tách chiết hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học 17 1.2.1 Mục tiêu việc tách chiết hợp chất thiên nhiên 17 1.2.2 Các kỹ thuật tách chiết 18 1.3 Phân lập họp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học 19 1.4 Thử nghiệm hoạt tính sinh học cua hợp chất thiên nhiên 21 1.4.1 Khái niệm 21 1.4.2 Phân loại thử nghiệm hoạt tính sinh học 23 1.4.3 Một số nguyên tắc tìm kiếm, sàng lọc chât có hoạt tính sinh học 23 1.4.4 Các xu hướng nghiên cứu, tìm kiếm họp chất mói có hoạt tính sinh học 25 Tài liệu tham khảo 26 Chuông Kỹ thuật chiết tách họp chất thiên nhiên có hoạt ♦ tính sinh học • .27 2.1 Giới thiệu chung 27 2.2 Các trình xảy chiết tách họp chất thiên nhiên 28 2.3 Xử lý nguyên liệu 29 2.4 Dung môi 30 2.4.1 Dung môi phân cực không phân cực 30 2.4.2 Chất tan nước dung môi phân cực 31 2.4.3 Chất tan diethyl ether dung môi không phân cực 32 2.5 Các kỹ thuật chiết tách truyền thống 32 2.5.1 Chiết bàng phương pháp ngấm kiệt (Percolation) 32 2.5.2 Chiết phương pháp ngâm (Maceration) 32 2.5.3 Chiết phương pháp ngấm kiệt ngược dòng 33 2.5.4 Chiết bang phương pháp Soxhlet 33 2.5.5 Chiết cách đun hồi lưu 34 2.5.6 Phương pháp chiết lôi nước 35 2.6 Các kỹ thuật chiết tách đại 35 2.6.1 Chiết phương pháp siêu âm 35 2.6.2 Chiết enzyme (EAE) 36 2.6.3 Chiết sử dụng vi sóng 38 2.6.4 Chiết sử dụng xung điện trường (PEF) 39 2.6.5 Chiết lỏng siêu tới hạn (SFE) 40 2.6.6 Chiết lỏng điều áp (pressurized liquid extraction) 43 2.7 Các u tơ ảnh hưởng đến q trình chiết xuât 44 Tài liệu tham khảo .46 Chuông Các kỹ thuật phân lập họp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học 48 3.1 Giới thiệu chung 48 3.1.1 Khái niệm phương pháp sắc ký 49 3.1.2 Các bước trình sắc ký 49 3.1.3 Phân loại phương pháp sắc ký 50 3.2 Sắc ký lớp mỏng 51 3.2.1 Nguyên tắc 51 3.2.2 Chất hấp phụ dùng sắc ký lớp mỏng 52 3.2.3 Dung môi triển khai 54 3.2.4 Các kỹ thuật sắc ký lóp mỏng 58 3.2.5 Các ứng dụng sắc ký lóp mỏng 59 3.3 Sắc ký cột 59 3.3.1 Nguyên tắc 60 3.3.2 Kỹ thuật triển khai 61 3.3.3 Sắc ký cột nhanh (Flash chromatography) 67 3.3.4 Sắc ký nhanh -cột khô (Dry-column flash chromatography) .69 3.4 Sac ký trao đối ion 71 3.4.1 Nguyên tắc 71 3.4.2 Các tiêu chí lựa chọn điều kiện IEC .72 3.4.3 Các loại nguyên liệu đế làm nhựa trao đổi ion đặc tính 75 3.4.4 Sắc ký cột trao đổi ion bước thực 77 3.5 Sac ký lọc gel 85 3.5.1 Giới thiệu sắc ký lọc gel 85 3.5.2 Các loại hạt gel dùng sác ký gel 86 3.5.3 Lựa chọn điều kiện hoạt động .91 3.5.4 Thực hành sắc ký cột lọc gel 92 3.5.5 Các ứng dụng kỹ thuật sắc ký gel 96 3.6 Kỹ thuật ghép nối 104 3.6.1 Giới thiệu 104 3.6.2 Các kỹ thuật kết nối có sẵn 105 Tài liệu tham khậọ 118 Chuông Phân lập họp chất thiên nhiên có ngn gơc từ thực vật 119 4.1 Giới thiệu chung 119 4.2 Thành phần hợp chất có hoạt tính sinh học có ngn gốc từ thực vật 120 4.3 Quỵ trình chung chiết tách phân lập họp chất thiên nhiên có nguồn gốc từ thực vật 121 4.3.1 Thu mẫu - định danh mẫu thực vật 121 4.3.2 Các kỹ thuật chiết tách 122 4.3.3 Các kỹ thuật phân lập 128 4.4 Phân lập số họp chất có hoạt tính sinh học có nguồn gốc từ thực vật 129 4.4.1 Alkaloid 129 4.4.2 Coumarin 130 4.4.3 Flavonoid isoflavonoid 131 4.4.4 Iridoid secoiridoid 133 4.4.5 Saponin 134 4.4.6 Carotenoid 134 4.4.7 Ecdysteroid ._ 135 4.4.8 Tinh dầu hợp chất dễ bay 137 Tài liệu tham khảo 138 Chuông Phân lập họp chất thiên nhiên có nguồn gốc tù’ sinh vật biến 139 5.1 Giới thiệu chung 139 5.2 Thành phần hợp chất có hoạt tính sinh học có nguồn gốc từ sinh vật biển 141 5.3 Quy trình chung chiết tách phân lập họp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 144 5.3.1 Thu mẫu - định danh mẫu sinh vật biển 144 5.3.2 Các kỹ thuật chiết tách phân lập 146 5.4 Phân lập số họp chất có hoạt tính sinh học có nguồn gốc từ sinh vật biển Việt Nam 152 5.4.1 Phân lập số hợp chất có hoạt tính sinh học từ lồi hải miên (Sponge) 152 5.4.2 Phân lập hợp chất có hoạt tính sinh học từ lồi san hơ mem (Soft coral) 153 5.4.3 Phân lập hợp chất có hoạt tính sinh học từ lồi da gai (Echinodermata) 154 5.4.4 Phân lập hợp chất có hoạt tính sinh học từ loài vi sinh vật biển (marine microogarnism) 155 Tài liệu tham khảo 156 Cbirong Phân lập hợp chất thiên nhiên có nguồn gốc tù’ vi sinh vật 158 6.1 Giới thiệu vi sinh vật 158 6.2 rách chiêt phân lập hợpchất từ vi sinh vật 159 6.2.1 Quy trình phân lập penicillin phưong pháp lên men lỏng 159 6.2.2 Quy trình phân lập số hợp chất từ vi sinh vật bang sắc ký phân bố ngược dòng 162 6.2.3 Quy trình phân lập số họp chất từ vi sinh vật băng sac ký trao đối ion 166 6.2.4 Quy trình phân lập số họp chất từ vi sinh vật nhựa hấp phụ 167 Tài liệu tham khảo 173 Chng Phân lập 11Ọ’P chất thiên nhiên có nguồn gốc tù’ nấm 175 7.1 Giới thiệu chung 175 7.2 Các ứng dụng từ nấm 177 7.2.1 Thành phần dinh dưỡng nấm 178 7.2.2 ứng dụng nấm làm thuốc 180 7.2.3 Nấm hoạt chất kháng khuân 182 7.2.4 Nấm chất chống khối u 182 7.2.5 Kháng viêm 183 7.2.6 Nấm chất chống oxy hóa 183 7.3 Quy trình chiết tách phân lập số họp chất có hoạt tính sinh học từ nâm 183 Danh mục bảng Bảng 1.1 Lịch sứ phát triển hợp chất thiên nhiên 13 Bảng 2.1 Các dung môi thường dùng sáp xếp tăng dần tương dối theo số phân cực 30 Bảng 3.1 Các chất hấp phụ dùng SKLM (sắp xếp theo Stahl) 53 Bảng 3.2 Các loại Silica gel dùng SKLM 54 Bảng 3.3 Các hệ dung môi thuốc thử SKLM họp chất thiên nhiên 54 Bảng 3.4 Hướng dẫn tỷ lệ silica/mẫu phụ thuộc vào khả tách mỏng [BioMediaViet nam] 62 Báng 3.5 Một số hỗn họp dung môi thường dùng cho họp chất phân cực (dùng cho sác ký cột sắc ký lóp mỏng) 66 Báng 3.6 Sự tương quan đường kính cột, lượng mẫu, thê tích dung mơi 67 Bảng 3.7 Các loại silica gel dùng FC 68 Bảng 3.8 Áp dụng FC để tách họp chất thiên nhiên 69 Bảng 3.9 Các dung dịch dệm thông dụng 74 Bảng 3.10 Các đặc tính tổng quát loại nhựa trao đổi ion 76 Bảng 3.11 Một số loại nhựa trao đổi ion thương mại 76 Bảng 3.12 Nhựa trao đổi anion yếu 81 Bảng 3.13 Nhựa trao đổi anion mạnh 82 Bảng 3.14 Nhựa trao đối cation yếu 83 Bảng 3.15 Nhựa trao đối Cation mạnh 84 Bảng 3.16 Các loại gel Sephadex khả phân đoạn gel 89 Bảng 3.17 Các loại gel Bio-Gel khả phân đoạn gel 90 Bảng 3.18 Thòi gian trương nở ngâm gel Sephadex dung mơi 93 Bảng 3.19 Thể tích gel Sephadex trương nở loại dung môi 95 Báng 3.20 Một so protein sử dụng làm chất chuân đê đo trọng lượng phân tử 97 Bâng 3.21 Một số loại gel thương mại sử dụng cho sắc ký gel 102 Bảng 3.22 Một số loại gel thương mại nhà sản xuất Pharmacia 103 Bảng 4.1 Bảng thu mẫu thực vật nghiên cứu 121 Bảng 5.1 Một hợp chất hoạt tính sinh học phân lập từ vi sinh vật thực vật phù du biển 142 Bảng 5.2 Một hợp chất hoạt tính sinh học phân lập từ bọt biên 142 Bảng 5.3 Một họp chất hoạt tính sinh học phân lập từ lồi khác 143 Bảng 5.4 Bảng thu mẫu thực vật nghiên cứu 145 Bảng 5.5 Một số CO' sở liệu hữu ích URL giúp tiến hành loại trừ lặp lại (dereplication) 149 Bảng 6.1 Thành phần môi trường lên men CO' đê lên men sản xuất penicilin 160 Bảng 6.2 Các họp chất thiên nhiên phân lập tù' vi sinh vật sử dụng phương pháp sắc ký ngược dòng 165 Bảng 6.3 Các họp chất thiên nhiên phân lập từ vi sinh vật sử dụng phương pháp trao đổi ion 169 Bảng 6.4 Các họp chất thiên nhiên phân lập từ vi sinh vật sử dụng phương pháp nhựa hấp phự .170 Bảng 7.1 Các kỹ thuật chiết xuất polysaccharide 185 10 Chưoìig Phân lập hợp chất thiên nhiên có nguồn gốc từ nấm 7.1 Giói thiệu chung Nấm người sử dụng làm thảo dưọ’c thực phẩm từ lâu, chủ yếu giá trị dinh dưỡng tiềm hàm lượng chất xơ cao, protein, nguyên tố vi lượng hàm lượng calo thấp với nước (90%), protein (2-40%), chất béo (2-8%), carbohydrate (1-55%), chất XO' (3-32%) tro (8-10) Ngồi ra, nhiều chất chuyển hóa có hoạt tính sinh học làm cho nấm trở thành phố biến y học dân gian, đặc biệt ỏ’ Châu Phi, Trung Đông, Trung Quốc Nhật Bản Các tác dụng y học bao gồm tác dụng chống viêm, với hợp chất chống viêm, đa dạng vê cấu trúc hóa học polysaccharide, terpenoid, họp chat phenol nhiều phân tử trọng lượng phân tử thấp khác Năm 1877, Stahlschmidt Thốmer công bố mô tả sac to quinoid từ nghiên cứu phân lập họp chat terphenylquinone có nguồn gơc Ltyrosine- L-phenylalanin atromentin acid polyporic từ thê nâm đảm (basidiomes) Từ đó, nhà hóa học hữu coi ngành nấm đảm (basidiomycetes) nguồn phong phú hợp chất hoạt tính sinh học nghiên cứu loại nam liên quan đen phân lập hợp chất, làm sáng tở cấu trúc tống hợp tạo terpenoid độc đáo nên tảng phân tử cho q trình sinh tơng họp số họp chất Ví dụ chất strobilurins, tức thuốc diệt nấm /-methoxyacrylate sử dụng nông nghiệp; Pleuromutilin kháng sinh kháng khuân bán tống hợp retapamulin điều trị trường họp nhiễm Staphylococcus aureus] illudin sesquiterpenes có vịng cyclopropane, phát triển làm thuốc chống ung thư omphalotins cyclopeptide có hoạt chất chống lại tuyến trùng nút rễ Các blazeispirol từ nam Agaricus subrufescens phát chât vận mạnh chọn lọc cùa thụ thô gan X (LXR alpha) 175 Strobilurin A (fungicidal) Retapamulin (anti bacteria) 2R-amino-5-henxynoic acid (Trogia venenata) COOH (antibacteria) Cycloprop-2-ene carboxylic acid (Russula subnigricans) 176 OH Saponaceolide B (Tricholoma terrium) Omphalotin A (nematicidal) Hình 7.1 Cấu trúc hóa học sản phẩm thiên nhiên thuộc ngành Nấm đảm có hoạt tính dược lý 7.2 Các ứng dụng tù’ nấm Nấm thực phấm giàu dinh dưỡng, calo với protein, vitamin khoáng chất chất lượng tốt Nấm nguồn thực phẩm thuốc tự nhiên quan trọng Bởi có nhiều chất xơ, chất béo tinh bột, nấm ăn coi thực phẩm lý tưởng cho người béo phì cho bệnh nhân tiêu đường dể ngăn ngừa tăng đường huyết Nấm đưọ’c biết đến có chứa họp chất chống oxy hóa, tim mạch, tăng cholesterol máu, kháng khuân, bảo vệ gan tác dụng chống ung thư 177 Neosarcodonin o 11-0- Acetylcyathatrirol (12R)- Ila,14aEpoxy- 13 a, 14b, 15 trihydroxycyath- 3ene Lucidadiol Hình 7.2 Một số hợp chất hoạt tính sinh học terpenoid phân lập từ nấm 7.2 ỉ Thành phần dinh dưỡng nấm Thành phần carbohydrate nấm: Hàm lượng carbohydrate nấm đại diện cho phần lớn thể chiếm từ 50 đến 65% tính theo trọng lượng khô Lượng dường tự chiếm khoảng 11% Nấm mực (CoprừìUS atramentarius) chứa 24% carbohydrate tính theo trọng lượng khơ Mannitol, cịn gọi đường nấm, chiếm ưu khoảng 80% tống số dường tự nấm tươi chứa 0,9% mannitol, 0,28% đường khử, 0,59% 178 glycogen 0,91% hemicellose Carbohydrate nấm mờ (Agaricus bisponis) raffinose, sucrose, glucose, fructose xylose chiếm U’U the Nấm nguồn protein: Protein thành phần quan trọng cấu tạo nên chất khô nấm Hàm lượng protein nấm phụ thuộc vào thành phân lớp nền, kích thước đống nấm, thời gian thu hoạch vả loài nâm Hàm lượng protein nấm báo cáo lả thay đôi theo giai đoạn Protein sợi nấm mỡ (A bisporus) dao động từ 32 đến 42% tính theo trọng lượng khơ Nấm nói chung có hàm lượng protein cao hầu hêt loại rau khác hầu hết thực vật hoang dã 14,71 đến 17,37% 15,20-18,87% protein thề cùa loài nấm sữa (Lactarious delỉcỉosus') Lactarỉous sanguiffus tương ứng Nấm chứa tât acid amin thiết yếu theo yêu cầu người trưởng thành Chất béo: Thành phần chất béo nấm không cao so với carbohydrate protein Chất béo có thề nấm hầu hết acid béo không no Hàm lượng chất béo nấm khác loài khác nhau, 2,04% nam thông (Sỉỉillus gramdatus) 3,66% nấm bánh nếp (Suìllus luteus) 2,32% nấm cỏ tranh (A campestrisỴ Nấm giàu acid linolenic, acid béo thiết yếu Nấm coi nguồn chất béo khoáng chất tốt Phần chất béo nấm chủ yếu bao gồm acid béo khơng bão hịa Nấm nguồn cung cap vitamin: Đặc biệt, nấm nhũng nguồn cung cap vitamin tốt nhất; Nấm hoang dã chứa lượng vitamin D2 cao nhiều so với nấm mỡ (Agaricus bisporus) trông màu Nam chứa vitamin B-complex vitamin c vói lượng nhở, chúng nghèo vitamin A, D E Thành phần khống chất: Nấm có đặc diem chứa ngun tố khoáng hàm lượng cao cần thiết cho sức khoe người Các thành phân khống nấm K, p, Na, Ca, Mg nguyên tố Cu, Zn, Fe, Mo, Cd dạng phụ Nấm có khả tích lũy kim loại nặng Cd, Pb, Ar, Cu, Ni, Ag, Cr Hg Thành phần khống chất nấm dựa lồi, độ tuổi đường kính thể nấm Nó phụ thuộc vào loại chất cung cấp cho việc trồng nấm Hàm lượng khoáng nấm ăn tự nhiên cao nấm trồng 179 7.2.2 úng dụng Nấm làm thuốc Nấm không nguồn cung cấp chất dinh dưỡng mà thực phẩm chữa bệnh, hữu ích việc ngăn ngừa bệnh tăng huyết áp, tiểu dường, tăng cholesterol máu ung thư.-Những đặc điểm chức nấm chủ yếu diện chất xơ đặc biệt chitin beta glucan Một số lồi nám có đặc tính kháng u, kháng vi-rút, chống huyết khối điều hịa miễn dịch số nấm có the có khả làm giảm lượng đường máu tăng cao Các lồi nấm sị (Pleurotus) có giá trị dược liệu cao Các hợp chất chiết xuất từ loại nấm có hoạt tính chống lại bệnh mãn tính khác bao gồm tăng huyết áp, tăng cholesterol máu chúng có khả sở hữu hoạt động chống oxy hóa, chơng viêm kháng u thiết yếu Nấm thái dương (Agancus blaze I) sử dụng làm thuốc nói chung chống lại bệnh khác nhau, ung thư, viêm gan mãn tính, tiêu đường, xơ cứng động mạch tăng lipid máu Sự quan tâm đếrì việc sử dụng nấm và/hoặc chiết xuất làm chất bơ sung chế độ ăn uống tăng lên đáng kề, phần tác dụng kháng u, chống ung thư, kháng vi rút, chống viêm, hạ đường huyết, hạ cholesterol hạ huyết áp Nấm dược sử dụng cho bệnh truyền nhiễm mãn tính vú khớp, giảm mức cholesterol máu, cải thiện tuần hồn, khắc phục chứng mơ ban đêm bệnh lao, thấp khớp, bệnh gút vàng da, cổ chướng, giun đường ruột có tác dụng chống khối u, chống virus chất chông ung thư Nấm hiệu bệnh nhân cao huyết áp, ảnh hưởng đên thận bệnh nhân tiếu đường, hoạt động điều hòa miễn dịch chống khối u cùa phức họp Polysaccharide-Protein (PSPC) từ môi trường ni cay sợi nấm hoạt động điều hịa miễn dịch chống u chúng cùa lectin từ nấm ăn mang lại cho chúng giá trị giá trị dược liệu Nấm linh chi (Ganoderma lucìdỉưn) sử dụng nhiều lần đế kiếm soát bệnh tật bệnh nhân HIV AIDS chứng minh bang cách tăng trọng lượng thể, lịch sử sử dụng nấm linh chi 2000 năm dế tăng cường sức khỏe tuối thọ Trung Quốc, Nhật Bản nước châu Á khác Trong quyến Thần nông ban thảo viết vào thời Đông Hán Trung Quốc (25-220 trước Công nguyên) nấm linh chi xếp vào loại siêu thượng phẩm nhân sâm, Bủn thào cương mục nấm linh chi coi loại thuốc quý, có tác dụng bảo can (bảo vệ gan), giải độc, cường tâm, kiện não (bơ óc), tiêu đờm, lợi niệu, ích vị (bồ dày): gần nhà khoa học phát nấm linh chi cịn có tác dụng phịng chống ung thư, chống lão hóa làm tăng tuổi thọ Có nhiều cơng trình nghiên cứu giới định danh hoạt chất xác định 180 tác dụng dược lý nấm linh chi như: germani, ganoderic acid, ganodermic acid, oleic acid, ganodosteron, ganoderans, adenosine, betaD-glucan, (đặc biệt nấm linh chi, có hàm lượng germani cao nhân sâm đen.5 - lần) COOH A: B: D: F: G: H: R|= R3= R6= o, R2= R5= OH, R4= H R|= R3= R5= R6= o, R2 = OH, R4= H R|= R3= R3= R6= o, R2= R4= OH R|= R2= R3= R5= R6= o R4= OH R,= R2= R4= OH, R3= R5= R6= o R|= OH, R2= R3= rJ= Rfi= o, R4=OAC Z: R,= OH, R2= R3= R4= R5= R6= o Ganoderic acid Hình 7.3 Cấu trúc cùa ganoderic acid khác dẫn xuất phân lập từ G Lucidum 181 7.2.3 Nấm hoạt chất kháng khu ấn Nấm Osmoporus odoratus tạo chất chiết xuất từ ether dầu hỏa, chloroform, acetone nước có ích cho hoạt động kháng khuẩn chúng chông lại Staphylococcus aureus Streptococcus pyogenes, Bacillus sub tills, Escherichia colỉ Pseudomonas aeruginosa Dịch chiêt từ nước Osmoporus odoratus hoạt động hoạt động kháng khuẩn chống lại sinh vật có thề so sánh với chất ampicillin chloramphenicol Hoạt tính kháng khuẩn nhiều chiết xuất dung môi methanol, ethanol, acetone chiết xuất nước nấm linh chi (G lucỉdum) áp dụng chống lại sáu loài vi khuẩn E colỉ, s aureus, K pneumoniae, B subtilỉs, s typhỉ p aeruginosa Chiết xuất methanolic sáu loại nấm hoang dã (Á perlatum, c cỉbarỉus, C vermỉculrỉs, R formosa, M oreades, p pulmonarỉus) Western Ghats Karnataka, An Độ cho thây hoạt dộng kháng khuân đáng kể B subtilis, s aureus, E coli, p aeruginosa vă Candida albicans Hoạt tính kháng khuẩn kháng nấm methanol chiết xuất nước the từ Phellinus áp dụng chống lại năm mầm bệnh vi khuẩn E coll, p aeruginosa, s typhi, s aureus Streptococcus mutans năm chủng nam Penicillium spp, Aspergillus fumigatous, Aspergillus nỉger, Aspergillus flavus Mucor indicus 7.2.4 Nấm la chat chống khoi u Bon loại nam, Lent inns (Lentinula) edodes, Schizophyllum Commune, Grifola frondosa Sclerotinia sclerotiorum, đặc biệt /Lglucans, lentinan, schizophyllan tương ứng chúng (còn gọi SPG, soniíìlan, sizofiran), grifolan SSG biết đen với hoạt tính kháng u Hâu hết glucan liên kết /i- (1-6) - nhánh p- (1-3), hoạt động hoạt động chống khối u Pleurotus rimosus tạo ethyl acetate, methanol aqueus ức chế dòng tế bào Dalton’s Lymphoma Ascites (DLA) gây khối u ran dòng tế bào EAC gây khối u cổ trướng chuột, chiết xuất ethyl acetate có tác dụng kháng u cao so với chiết xuất khác Hoạt tính kháng u G lucidum lần sử dụng thơng qua mơ hình khối u ran gây dòng tế bào EAC chuột, chiết xuất từ methanol dung dịch nước mang lại đặc tính kháng u đáng kề cách ức 182 chế phát triển khối 11 Polysaccharid chiết xuất từ sợi nấm L tuberregiỉim ức chế hiệu tăng sinh khối u rắn chuột 7.2.5 Khảng viêm Ethanol chiết xuất từ sợi nấm nuôi cấy M esculents tiếng vời hoạt tính chống viêm quan trọng dựa liều lượng để ức chế tình trạng viêm cấp tính mãn tính mơ hình chuột so sánh với Diclofenac tiêu chuẩn Các hoạt động chống viêm cấp tính mãn tính ethyl acetate chiết xuất methanolic từ G lỉicidum thê thông qua carrageen, mơ hình viêm mãn tính gây câp tính formalin gây chuột Chloroform chiết xuất từ G lucidỉim có hoạt tính chống viêm đáng kể 7.2.6 Nấm chất chong oxy hóa Q trình oxy hóa cần thiết nhiều thể sống để sản xuất lượng cung cấp nhiên liệu cho trình sinh học Tuy nhiên, việc sản xuất khơng kiêm sốt gốc tự có nguồn gốc từ oxy dẫn đên khởi phát nhiều bệnh, chẳng hạn ung thư, viêm khó’p dạng thấp XO’ vữa động mạch, trình thối hóa liên quan đến lão hóa Ethyl acetate, methanol dịch chiết nước G lucidum ức chế mạnh gốc Ơ2- -OH, dịch chiết nước khơng thê ức chê q trình peroxy hóa lipid gây ion sắt chiết xuất ethanol từ sợi nấm cùa G lucỉdum có hoạt tính chống oxy hóa cao 7.3 Quy trình chiết tách phân lập số họp chất có hoạt tính sinh học • tír nấm Các polysaccharid nấm thu từ thế, sinh khôi sợi nấm trực tiếp từ môi trường nuôi cấy lỏng, chẳng hạn exopolysaccharid giải phóng vào mơi trường ngoại bào Hiện có số kỹ thuật chiết xuất polysaccharide, chẳng hạn chiết xuất bang nước nóng, chiết xuất có hỗ trợ vi sóng, chiết xuất xung, chiêt xt có hơ trợ siêu âm, chiết xuất kiềm, chiết xuất có hỗ trợ enzyme, sô phương pháp khác, mơi loại đêu có đặc thù, ưu diêm nhược diêm riêng Tất kỹ thuật nhằm mục đích chiết xuất chất tạo phân tử sinh học phức tạp liên kết với thành tế bào nấm, xem xét đặc thừ chúng liên quan đến thành tế bào nấm, nơi polysaccharide protein 183 liên kết Một chi tiết quan trọng khác liên quan đến việc trì đặc tính polysaccharide, trọng lượng phân tử, cấu trúc cấu trúc loại liên kết peptide nó, đặc điểm chịu trách nhiệm cho đặc tính hoạt tính sinh học chất tạo màng sinh học Thành tế bào nấm cấu trúc phức tạp bao gồm chủ yếu glucans (5060%), glycoprotein (20-30%), chitin (10-20%) protein Sự lắp ráp siêu phân tử phân tử chưa làm sáng tỏ cách đầy đủ, nhiên người ta biết ràng vi sợi chitin xếp gần với màng sinh chất Các microflbrils chitin liên kết cộng hóa trị với glucan P" (1 —> 3), trải rộng khắp thành tế bào, nơi chúng tạo liên kêt, chí tương tác yếu với nhóm chức mannanoprotein, gắn vào cấu trúc Ngoài mạng lưới fibril glucan tuyến tính, mạng lưới glucan phân nhánh P- (1 —►6) hoạt động cầu nối giúp giữ cho cấu trúc thành tế bào nhỏ gọn Do đó, kỹ thuật chiết xuất phải tiết kiệm lượng để phá vỡ thâm nhập vào kênh dày đặc glucan glycoprotein, hòa tan chúng chiết xuất chất chuyển hóa Các thơng số loại dung mơi, thời gian chiết, nhiệt độ, áp suất pH phải tính đến chiết polysaccharide, đặc diem chất mật độ, độ xốp độ ẩm Tuy nhiên, theo nguyên tắc bản, nguyên tắc lần chiết phụ thuộc vào thiết bị, nhiên, nguyên tắc trình chiết xảy theo bước sau, không thiết phải theo thứ tự này: chat long tăng lên điều kiện làm việc xác định làm ấm chất nền, thâm nhập qua lỗ chân lông kênh phân tử đê tiếp cận thành tế bào, nơi tượng vận chuyên khối lượng khác (sinh hóa vật lý) giúp xâm nhập vào thành tế bào Một số tượng xảy thành tê bào bị võ’ chất chuyến hóa chuyển khỏi mơi trường tế bào, từ chúng dịch chiết mang theo Các bước tách tinh chế bố sung chất chuyển hóa quan trọng để thu phân đoạn tinh khiết Kỹ thuật sử dụng rộng rãi đê chiết xuất polysaccharide chiêt xuât nước Kỹ thuật dựa nguyên tắc phân cực phân tử polysaccharide tương thích với phân cực nước, chúng hịa tan q trình chiết xuất Đầu tiên chiết nấm số dung môi hữu cơ, thường ethanol acetone để loại bỏ 184 hợp chất không phân cực, dung môi hữu tạo điều kiện cho việc tách hoàn toàn polysaccharide khỏi họp chất khác lipid, phenol teipen, bước không bắt buộc Chiết xuất polysaccharides theo truyền thống thực với nước nóng (90 - 100 °C), quy trình có the lặp lại cạn kiệt khoảng thời gian từ đến Sau đó, vật liệu ly tâm tách khỏi phần rắn thể nấm đê thu chiết xuất polysaccharide nước đậm đặc Các kỹ thuật khác chiết xuất có hỗ trợ vi sóng, cơng nghệ chiết xuất xung chiết xuất có hỗ trợ siêu âm sử dụng Tuy nhiên, phương pháp có nhược điếm thời gian chiết xuất lâu, hiệu suất thấp nguy làm suy giảm chất tạo màng sinh học Ngoài ra, kỹ thuật đại chiết nước tới hạn (SWE) sử dụng dung môi eutectic sâu sử dụng để chiết xuất polysaccharide, hai kỹ thuật trình bày chi tiết bên Bảng 7.1, tóm tắt kỹ thuật chiết xuất polysaccharide Bảng 7.1 Các kỹ thuật chiết xuất polysaccharide Nấm Hiệu Nhiệt độ Phương Thời gian (°C)/Áp suất suất chiết pháp chiết (phút) (%) 100 0,88 240 Nước Pleurotus nóng ostreatus 29,2 100 Plenrotus eryngiỉ 120 7.31 95 Pleurotus eryngiỉ 180 12,18 90 Kiềm Pleiưotus eryngìi 300 0,44 120 Pleurotus tuberregỉum 0,08 100 Ple urotỉís fl or ìda 30 10,9 70 Siêu lọc Pleurotus eryngii 140 7,5 80 Siêu âm Pleurotus eryngii 170 32,4 180/1.5 30 Vi sóng hỗ Pleurotus Mpa trợ osíreatus 3,61 35,36 Enzyme Pleurotus dịamor 44.77 hỗ trợ 185 Tài liêu tham khảo Barbosa, J R., dos Santos Freitas, M M., da Silva Martins, L H., & de Carvalho Junior, R N (2020) Polysaccharides of mushroom Pleurotus spp: New extraction techniques, biological activities and development of new technologies Carbohydrate polymers, 229, 115550 Cocero, M J., Cabeza, A., Abad, N., Adamovic, T., Vaquerizo, L., Martinez, c M., & Pazo-Cepeda, M V (2018) Understanding biomass fractionation in subcritical & supercritical water The Journal ofSupercritical Fluids, 133, 550-565 Elsayed, E A., El Enshasy, H., Wadaan, M A., & Aziz, R (2014) Mushrooms: a potential natural source of anti-inflammatory compounds for medical applications Mediators of inflammation, 2014 Ma, G., Yang, w., Fang, Y., Ma, N., Pei, F., Zhao, L., & Hu, Q (2016) Antioxidant and cytotoxicites of Pleurotus eryngii residue polysaccharides obtained by ultrafiltration Lwt, 73, 108-116 Maity, K., Kar, E., Maity, s., Gantait, s K., Das, D., Maiti, s., & Islam, s s (2011) Chemical analysis and study of immunoenhancing and antioxidant property of a glucan isolated from an alkaline extract of a somatic hybrid mushroom of Pleurotus florida and Calocybe indica variety APK2 International journal of biological macromolecules, 49(Ạ\ 555-560 186 Kang, Q., Chen, s., Li, s., Wang, B., Liu, X., Hao, L., & Lu, J (2019) Comparison on characterization and antioxidant activity of polysaccharides from Ganoderma lucidum by ultrasound and conventional extraction International journal of biological macromolecules 124, 1137-1144 Khatun, s., Islam, A., Cakilcioglu, u., Guler, p., & Chatterjee, N c (2015) Nutritional qualities and antioxidant activity of three edible oyster mushrooms (Pleurotus spp.) NJAS-Wageningen Journal of Life Sciences, 72, 1-5 Liu, X., Pang, H., Gao, z., Zhao, H., Zhang, J., & Jia, L (2019) Antioxidant and hepatoprotective activities of residue polysaccharides by Pleurotus citrinipileatus International journal of biological macromolecules, 131 315-322 Ruthes, A c., Smiderle, F R., & lacomini, M (2015) D-Glucans from edible mushrooms: A review on the extraction, purification and chemical characterization approaches Carbohydrate polymers, 7 7, 753-761 10 Stadler, M., & Hoffmeister, D (2015) Fungal natural products— the mushroom perspective Frontiers in microbiology, 6, 127 11 Waktola, G., & Temesgen, T (2018) Application of mushroom as food and medicine Advances in Biotechnology and Microbiology, 113, 1-4 12 Zhang, J., Wen, c., Qin, w., Qin, p., Zhang, H., & Duan, Y (2018) Ultrasonic-enhanced subcritical water extraction of polysaccharides by two steps and its characterization from Lentinus edodes International journal of biological macromolecules, 118, 2269-2277 13 Zdanowicz, M., Wilpiszewska, K., & Spychaj, T (2018) Deep eutectic solvents for polysaccharides processing A review Carbohydrate polymers, 200, 361-380 187 TÁCH CHIÉT VÀ PHÂN LẬP CÁC HỌP CHẤT THIÊN NHIÊN CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC NGUYỄN VĂN CƯỜNG (chủ biên) NGUYỄN NGỌC TUẤN - LÊ TIẾN DŨNG - PHẠM THỊ HỒNG PHƯỢNG - VU ĐÌNH HỒNG - TRẦN ĐÌNH THẮNG NHÀ XT BẢN ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH 12 Nguyễn Văn Bảo - p - Q Gò vấp - TPHCM ĐT: (028) 3894 0390 -816; Fax: (028) 3994 0650 Email: nhaxuatban@iuh.edu.vn Chịu trách nhiệm xuất bản: TRƯƠNG NGỌC THƠI Biên tập: Sưa in: Trình bày bìa: ĐỒN THANH ĐIỀN ĐỒN THANH ĐIỀN Đối tác liên kết: VĂN SANG Khoa Công nghệ Hóa học - Truờng đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh ISBN : 978-604-920-127-1 In 100 khổ 16 X 24 cm theo Quyết định xuất số: 64/QĐNXBĐHCN ngày 9/12/2021 với xác nhận đăng kí xuất bàn số 3804 2021/CXBIPH/1 - 13/ĐHCNTPHCM ngày 27/10/2021 In Xưởng in NXB Đại học Công nghiệp TPHCM, nộp lưu chiểu tháng 12/2021 ■ I V ĐHCN TP.HCM 100294943 ... 1.2 Tách chiết hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học 17 1.2.1 Mục tiêu việc tách chiết hợp chất thiên nhiên 17 1.2.2 Các kỹ thuật tách chiết 18 1.3 Phân lập họp chất thiên nhiên có. .. chất có hoạt tính sinh học từ loài hải miên (Sponge) 152 5.4.2 Phân lập hợp chất có hoạt tính sinh học từ lồi san hơ mem (Soft coral) 153 5.4.3 Phân lập hợp chất có hoạt tính sinh học. .. Một hợp chất hoạt tính sinh học phân lập từ vi sinh vật thực vật phù du biển 142 Bảng 5.2 Một hợp chất hoạt tính sinh học phân lập từ bọt biên 142 Bảng 5.3 Một họp chất hoạt tính sinh học