Khóa luận tốt nghiệp: Góp phần nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của loài tía tô Perilla frutescens

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Đề tài:

GÓP PHẦN NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LOÀI TÍA TÔ

Perilla frutescens

Giáo viên hướng dẫn : TS CẦM THỊ ÍNH

HÀ NỘI – 2021

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Đề tài:

GÓP PHẦN NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LOÀI TÍA TÔ

Perilla frutescens

HÀ NỘI - 2021

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em muốn gửi lời cảm ơn và biết ơn chân thành của mình tới tất cả các thầy cô, gia đình và bạn bè đã động viên, hỗ trợ, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập nghiên cứu và thực hiện khóa luận tốt nghiệp

Em xin chân thành tỏ lòng biết ơn đến TS Cầm Thị Ính, người cô đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành khóa luận này

Và em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Công nghệ sinh học và các cán bộ nghiên cứu Phòng Hóa sinh Nông nghiệp và Tinh dầu, Viện Hóa học các Hợp chất Thiên nhiên – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành khóa luận

Cuối cùng em xin dành tất cả sự quý trọng tới gia đình, bạn bè và những người thân thiết đã động viên em trong việc hoàn thành giai đoạn học tập quan trọng này

Một lần nữa, xin cảm ơn tất cả mọi người Kính chúc mọi người nhiều sức khỏe và hạnh phúc trong cuộc sống

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 1 tháng 5 năm 2021

Sinh viên

Bùi Thùy Linh

1.2.2 Nghiên cứu về thành phần hóa học của Perilla frutescens 6

1.2.3 Nghiên cứu về hoạt tính sinh học của Perilla frutescens 20

1.2.4 Tình hình nghiên cứu trong nước về Tía Tô 24

PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.1 Đối tượng nghiên cứu 26

2.2 Phương pháp nghiên cứu 26

2.2.1 Phương pháp nghiên cứu thành phần hóa học 26

2.2.2 Điều kiện thực nghiệm nghiên cứu thành phần hóa học 27

2.2.3 Phương pháp thử nghiệm hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 27

2.3 Thực nghiệm nghiên cứu 29

2.3.1 Thực nghiệm xử lý nguyên liệu 29

2.3.2 Thực nghiệm đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 31

2.3.3 Thực nghiệm phân lập các hợp chất 31

PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34

3.1 Kết quả thu nhận tinh dầu Tía Tô và xác định thành phần các hợp chất có trong tinh dầu 34

3.1.1 Thu nhận tinh dầu Tía Tô 34

3.1.2 Thành phần các hợp chất có trong tinh dầu 35

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Phân loại khoa học của Tía Tô 5 Bảng 1.2 Các axit phenolic, flavonoid và anthocyanin đã được tìm thấy trong

loài Tía Tô P frutescens 8 Bảng 1.3 Các hợp chất dễ bay hơi được tìm thấy trong loài P frutescens

10

Bảng 1.4 Các hợp chất triterpene, phytosterol, axit béo, polyconsanol và

tocopherrol có trong loài P frutescens 18

Bảng 3.1 Hàm lượng tinh dầu có trong Tía Tô tươi bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước 34 Bảng 3.2 Thành phần các hợp chất có mặt trong tinh dầu Tía Tô khô (TT1) 36 Bảng 3.3 Thành phần các hợp chất có mặt trong tinh dầu Tía Tô tươi (TT2) 38 Bảng 3.4 Kết quả thử nghiệm hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 40

Bảng 3.5 Số liệu phổ của T1A1 44

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Perilla frutescens var crispa 4

Hình 1.2 Perilla frutescens var frutescens 4

Hình 1.3 Cây Tía Tô 5

Hình 1.4 Hình vẽ mô tả bộ phận cây Tía Tô 6

Hình 1.5 Cấu trúc hóa học của các hợp chất ưa nước chính được xác định

Hình 2.1 Lá Tía Tô đã được cắt nhỏ 29

Hình 2.2 Mẫu đã cắt đổ ngập nước trong nồi chưng cất 29

Hình 2.3 Bộ chưng cất tinh dầu 29

Hình 2.4 Tinh dầu Tía Tô 29

Hình 2.5 Tía Tô sau sấy 30

Hình 2.6 Ngâm chiết Tía Tô 30

Hình 3.1 Tinh dầu Tía Tô tươi và tinh dầu Tía Tô khô 35

Hình 3.2 Sắc ký đồ của tinh dầu Tía Tô khô (TT1) 36

Hình 3.3 Sắc ký đồ của tinh dầu Tía Tô tươi (TT2) 38

Hình 3.4 Sơ đồ phân lập hợp chất từ cặn chiết của Tía Tô 41

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

13C- NMR : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân C-13

DEPT : Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer

DPPH : 1,1 - diphenyl -2- picrylhydrazyl

ESI-MS : Electrospray Ionisation Mas Spectrometry GC-MS : Gas Chromatography - Mass Spectrometry HMBC : Heteronuclear Muiltiple Bond Conelation

1H-NMR : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton H-1

HSQC : Heteronuclear Muiltiple Quantum Cohenrence MIC : Minimum Inhibitory Concentration

MỞ ĐẦU

Việt Nam là nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, mưa nhiều, cây cối tươi tốt quanh năm, thảm thực vật rất phong phú và đa dạng Theo thống kê “Tiếp cận các nguồn gen và chia sẻ lợi ích” (của Tổ chức Bảo tồn Thiên nhiên Thế giới IUCN) tại Việt Nam hiện có gần 12.000 loài thực vật bậc cao Trong đó, Tía Tô là một loài cây gia vị được trồng nhiều và sử dụng rất phổ biến ở Việt Nam Đây là loại cây không chỉ có giá trị dinh dưỡng cao, dùng để ăn kèm với nhiều món ăn ngon mà còn là vị thuốc trong y học Việt Nam Trong y học cổ truyền Tía Tô được sử dụng trong nhiều bài thuốc chữa nhiều bệnh như ngộ độc, đau bụng, nôn mửa, cảm mạo, ho,… [1][2]

Ngoài ra, tinh dầu lá Tía Tô có hoạt tính sinh học và dược lý cao nên đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như thực phẩm, y học và mỹ phẩm [46] Tinh dầu lá Tía Tô được sử dụng làm hương liệu, phụ gia thực phẩm khá phổ biến tại các quốc gia như Nhật Bản, Hàn Quốc, Ấn Độ, Mỹ… Tinh dầu Tía Tô còn được sử dụng bảo quản thịt cá và các loại thực phẩm khác Chỉ cần sử dụng một lượng nhỏ, hoạt tính cao, an toàn cho sức khỏe và có thể áp dụng cho mọi loại thực phẩm ở mọi giá trị pH [14] Trong lĩnh vực y học, nhiều công trình nghiên cứu khoa học đã chứng minh tác dụng dược lý của tinh dầu Tía Tô như trị ho, hạ sốt, kháng khuẩn, kháng nấm, chống viêm, chống dị ứng, điều trị khối u và ung thư Với tác dụng kháng khuẩn và tạo hương, tinh dầu Tía Tô còn được sử dụng nhiều trong sản xuất nước hoa, kem trị mụn và các sản phẩm hóa – mỹ phẩm như xà phòng, sữa dưỡng thể, kem dưỡng và muối tắm [32] Tinh dầu Tía Tô còn được sử dụng để làm giảm căng thẳng, mệt mỏi và giúp cơ thể tươi trẻ hơn bằng việc xông hơi, massage [14]

Có thể nói Tía Tô được xem là loại cây có giá trị sử dụng và giá trị kinh tế to lớn và đã và đang được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu

Nhằm mục đích nghiên cứu xác định một số thành phần hóa học trong

Tía Tô, đề tài “Góp phần nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính

sinh học của loài Tía Tô Perilla frutescens” được tiến hành

Mục tiêu nghiên cứu:

- Thu nhận tinh dầu bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước Xác định thành phần các hợp chất có trong tinh dầu của Tía Tô bằng phương pháp sắc ký GC-MS

- Tạo các cặn chiết etanol, diclometan, etyl axetat từ loài Tía Tô Phân lập cặn chiết etyl axetat và xác định cấu trúc của chất sạch

- Đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của tinh dầu Tía Tô Ý nghĩa thực tiễn

- Góp phần nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của Tía Tô, khai thác và tìm hiểu ứng dụng của cây Tía Tô

PHẦN 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Chi Perilla

Chi Perilla (chi Tía Tô) là một chi có thể có nguồn gốc từ vùng Đông Á,

thuộc họ Hoa môi (Lamiaceae) Chi này bao gồm một số giống thảo mộc, hạt giống và cây rau khác của Châu Á Nguồn gốc chi Perilla có thể từ vùng núi của Ấn Độ và Trung Quốc, sau được nhân trồng khắp nơi ở châu lục Các loài trong chi này cũng được trồng ở vùng có khí hậu ôn hòa của Châu Âu Ở Mỹ

và Ukrina còn thấy chúng mọc trong tự nhiên [1] Đến nay chi Perilla được

ghi nhận có 4 loài và có khá nhiều “thứ”

Tía Tô có tên khoa học là Perilla frutescens, tuy nhiên đến nay cũng ghi

nhận nhiều dạng chemotaxonomy của Tía Tô [1] Do đặc điểm hình thái rất đa dạng nên việc phân loại các giống Tía Tô vẫn còn được bàn luận mà chưa đi đến thống nhất Theo màu sắc lá, Tía Tô có 2 giống: lá xanh và lá tím Dựa trên mục đích sử dụng, Tía Tô được chia thành hai giống chính [6]:

- Perilla frutescens var crispa: Thường trồng làm thuốc, cất tinh dầu hoặc làm

rau gia vị Trong thành phần tinh dầu của giống này có chứa hàm lượng lớn perilla aldehyde – chất tạo hương thơm của cây Giống này được trồng rộng rãi ở Nhật Bản, Trung Quốc, Việt Nam hay Mỹ

- Perilla frutescens var frutescens: hạt lớn có hàm lượng dầu cao, thường

được trồng để sản xuất dầu hạt Tinh dầu của giống này thường không chứa perilla aldehyde Lá có mùi hương gần giống lá vừng, thường được trồng và sử dụng phổ biến ở Hàn Quốc

Ở Việt Nam cây Tía Tô còn được gọi là cây Tử Tô, Tử Tô Tử hay Tô Ngạnh, Hom Tô (tiếng Thái), Phằn Cưa (tiếng Tày) [1][2] Theo nghiên cứu người ta chia Tía Tô thành hai giống dựa trên đặc điểm hình thái Một giống Tía Tô có mép lá phẳng, mặt trên màu xanh, mặt dưới màu tím đỏ, thân có sọc đỏ, hoa đỏ và có mùi thơm nhẹ Giống thứ hai có mép lá quăn, màu tím đậm hơn ở cả hai mặt lá và có mùi thơm mạnh hơn Tuy nhiên cả hai giống đều có perilla andehyde trong tinh dầu Các giống Tía Tô trên đều được trồng

hoặc mọc hoang, trong đó giống Tía Tô lá tím là giống được trồng phổ biến nhất và ứng dụng rộng dãi trong nhiều lĩnh vực [1]

Hình 1.1 Perilla frutescens var

crispa

Hình 1.2 Perilla frutescens var frutescens

Tía Tô là cây ưa sáng và ưa ẩm; thích nghi với những vùng khí hậu ôn hòa, nhiệt độ trung bình năm là 18 đến 23°C Ở những vùng có khí hậu nhiệt đới điển hình như các tỉnh phía nam, cây thường chỉ trồng được vào mùa mưa Tía Tô ra hoa kết quả nhiều Sau khi quả già, cây tàn lụi, hạt giống phát tán xung quanh, đến mùa mưa ẩm năm sau mới nẩy mầm Tuy nhiên, do nhu cầu sử dụng rau gia vị nhiều, nên ở vùng ngoại thành Hà Nội, người ta có thể trồng Tía Tô gần quanh năm Ở Hàn Quốc, Nhật Bản và Trung Quốc, Tía Tô được trồng đến hàng chục ngàn hecta để thu hoạch hạt cất tinh dầu [1]

1.2 Tía Tô Perilla frutescens

Tía Tô có danh pháp khoa học là Perilla frutescens L thuộc họ Bạc Hà

(Lamiaceae) Tên thường gọi: Tử Tô, Tô Ngạnh, Tô Diệp [2]

Hình 1.3 Cây Tía Tô

Cây Tía Tô được phân loài trong hệ thống phân loại khoa học như sau [3]:

Bảng 1.1 Phân loại khoa học của Tía Tô

Giới Thực vật (Plantae)

Ngành Thực vật có mạch (Magnoliophyta)

Lớp Thực vật hai lá mầm (Magnoliopsida)

Bộ Hoa môi (Lamiales)

Họ Hoa môi (Lamiaceae) hay Húng hoặc Bạc Hà

Loài Perilla frutescens (L.) Britton

1.2.1 Đặc điểm thực vật [1][2]

Cây nhỏ, cao 0,5 – 1m Thân vuông, mọc đứng, phân cành nhiều, có rãnh dọc và có lông Lá mọc đối, hình bầu dục, dài 2 – 3cm, gốc tròn, mép khía răng và uốn lượn, mặt trên xanh lục, mặt dưới màu tía, có khi cả hai mặt đều tía, có lông Cuống lá dài Khi vò ra, lá có mùi thơm đặc biệt

Cụm hoa mọc ở kẽ lá và đầu cành, dài 6 – 20cm Lá bắc hình mác, dài hơn hoa; hoa nhỏ, màu trắng hay tím, dài hình chuông, phình ra ở phía dưới, môi trên cụt, 3 răng bằng nhau, ngắn, môi dưới 2 răng; tràng có ống hình chuông, có lông ở mặt ngoài, gồm 5 cánh; nhị 4, ẩn trong tràng, bao phấn hình chim, lúc đầu song song sau chẽ ra; bầu có vòi nhụy xẻ đôi

Quả bế, hình cầu, đường kính 1mm, màu nâu sáng

Hình 1.4 Hình vẽ mô tả bộ phận cây Tía Tô

Mùa hoa quả: tháng 5 – 8

– Tía Tô có mùi thơm rất đặc trưng, thương dùng làm gia vị

– Tính vị: có vị cay, tính ôn, mùi thơm, có tác dụng thanh nhiệt giải độc, tiêu thủng Lá Tía Tô có tác dụng làm cho ra mồ hôi, trị cảm, giải độc,…Cành Tía Tô có tác dụng chữa ho có đờm, hen suyễn, tê thấp Dầu hạt Tía Tô ở Ấn Độ, Trung Quốc và Nhật Bản được dùng trong kỹ nghệ vẽ trên đồ sứ, thực phẩm

1.2.2 Nghiên cứu về thành phần hóa học của Perilla frutescens

Trên thế giới có rất nhiều công trình nghiên cứu khoa học về thành phần hóa học của Tía Tô

Trong hạt, thân và lá Tía Tô có 271 hợp chất đã được nhận biết hoặc phân lập Dựa trên các đặc tính hóa học, các tác giả phân loại 271 hợp chất thành 2 nhóm: nhóm các hợp chất ưa nước và nhóm các hợp chất kỵ nước Trong đó, nhóm các hợp chất ưa nước gồm có các axit phenolic, flavonoid, anthocyanin và nhóm các hợp chất kỵ nước (ưa béo) là các hợp chất dễ bay hơi như các triterpene, phytosterol, axit béo, tocopherol và policosanol [9].

Các hợp chất đã được phân loại, liệt kê trong bảng 1.2, 1.3 và 1.4 và cấu trúc của một số hợp chất có trong hình 1.5, 1.6, 1.7 và 1.8

 Các hợp chất phenolic, flavonoid và anthocyanin

Trong Tía Tô thường có các hợp chất phenolic Peng và cộng sự đã xác định được các hợp chất catechin, axit ferulic, apigenin, luteolin, axit rosmarinic và axit caffeic bằng phương pháp điện di mao quản trong lá và hạt Tía Tô [39] Meng và cộng sự đã xác định các polyphenol khác nhau từ các

giống Tía Tô khác nhau (var crispa và var frutescens) Bao gồm các dẫn xuất

của axit cinnamic (axit coumaroyl tartaric, axit caffeic, axit rosmarinic), flavonoid (apigenin 7- O -caffeoylglucoside, scutellarein 7- O -diglucuronide, luteolin 7 O diglucuronide, apigenin 7 O diglucuronide, luteolin 7 O -glucuronide, scutellarein 7- O -glucuronide) và các anthocyanin (chủ yếu là cisshisonin, shisonin, malonylshisonin và cyanidin 3 O (E) -caffeoylglucoside-5- O -malonylglucoside) [36]

Axit rosmarinic là một trong những hợp chất phenolic chính trong lá Tía Tô và nghiên cứu gần đây cho thấy xuất hiện nhiều các thành phần phenolic ở giai đoạn ra hoa đầy đủ [32] Meng và các cộng sự đã chứng minh rằng màu đỏ được tạo ra bởi sự hiện diện của một anthocyanin chính là malonylshisonin, 3- O - (6- O - (E) -p-coumaryl-β- D -glucopyranosyl) -5- O -

(6 - O -malonyl-β-d-glucopyranosyl) –cyanidin [36], và các hợp chất anthocyanin khác cũng có liên quan trong hình thành cao tế bào biểu bì của lá và thân cây lá đỏ [45] Các mẫu lá xanh chỉ cho thấy một lượng nhỏ các hợp chất loại anthocyanin trong số tất cả các hợp chất polyphenol Bảng 1.2 dưới đây chỉ ra các hợp chất thuộc nhóm axit phenolic, flavonoid và các anthocyanin đã tìm thấy ở các phận khác nhau của Tía Tô

Bảng 1.2 Các axit phenolic, flavonoid và anthocyanin đã được tìm thấy trong loài Tía Tô P frutescens

3 Axit caffeic-3-O-glucoside Hạt giống [19,49]

6 Axit Rosmarinic Thân, Lá, Hạt [18,19,28,32,36,39, 45,49]

7 Axit Rosmarinic metyl este Hạt giống [28,49]

8 Axit Rosmarinic-3-O-glucoside Hạt giống [19,49]

Tinh dầu (EOs) là một loại chất chuyển hóa thứ cấp có thể được chiết xuất từ các cơ quan thực vật có mùi thơm khác nhau như hoa, chồi, thân, vỏ, lá, quả,… [9] Các thành phần phổ biến nhất của chúng là tecpenoid, các hợp chất thơm và béo Một số giống được phân biệt bởi các thành phần hóa học khác nhau của tinh dầu chiết xuất từ các cơ quan thực vật của chúng như một thành phần chính của dầu được gọi là chemotype

Tới nay từ tinh dầu của P frutescens đã xác định được 193 hợp chất khác

nhau (bảng 1.3), trong đó các hợp chất chủ yếu là 2-acetylfuran, perilla aldehyde, caryophyllene, laurolene, 2-hexanoylfuran, 2-butylamine, α-asarone, farnesene, α-caryophyllene, (Z, E) -farnesene, perilla ketone, dehydro-elsholtzia ketone, limonene, shisofuran, farnesene (Z, E, α), β-caryophyllene, và trans-shisool [9]

Ngoài ra, phương pháp chiết xuất cũng có thể có ảnh hưởng đáng kể đến thành phần của chất chiết xuất Huang và cộng sự [20] so sánh quá trình chưng cất lôi cuốn hơi nước, trích ly chất lỏng siêu tới hạn (SFE-CO2) và vi chiết pha rắn (HS-SPME) sau đó phân tích sắc ký khí-khối phổ (GC-MS) các hợp chất dễ bay hơi và tìm thấy 64 hợp chất, chủ yếu là perilla aldehyde và xeton Tian và cộng sự [42] đã xác định được 119 hợp chất từ tinh dầu Tía Tô từ 11 bộ phận khác nhau Bảng 1.3 dưới đây cho biết các hợp chất dễ bay hơi

được tìm thấy trong loài P frutescens

Bảng 1.3 Các hợp chất dễ bay hơi được tìm thấy trong loài P frutescens

77 All- trans –squalene Lá [20]

141 Cis oxide cris Lá [15]

Hình 1.6 Cấu trúc hóa học của một số hợp chất bay hơi được xác định trong P frutescens

Carotenoid là các sắc tố hữu cơ, thuộc nhóm tetraterpenoid và phân bố rộng rãi trong tự nhiên, có trong lục lạp Hàm lượng carotenoid của Tía Tô so với các loại cây giàu β-caroten (cà rốt, rau bina) hoặc giàu lutein (rau bina, bông cải xanh, rau diếp) cao hơn gấp 5 lần [9] Các triterpene (bảng 1.4, hình 1.7) bao gồm cả axit dayic, axit oleanolic và axit ursolic được xác định trong Tía Tô bằng phân tích sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) Ngoài ra còn có một số phytosterol (bảng 1.4, hình 1.8) như các hợp chất ampesterol, stigmasterol, β-sitosterol, β-amyrin, axit oxalic, triacylglycerol đã được tìm thấy trong hạt Tía Tô Hàm lượng của β-sitosterol đã được chứng minh là tương quan với hàm lượng của axit linolenic [30]

Các chất sáp, độ ẩm và chất béo thô từ hạt Tía Tô lần lượt chiếm khoảng 72mg/100g, 5,6–8,2% và 51,2–48,4% Các thành phần chính của sáp là policosanol (25,5–34,8%), este sáp, este steryl và aldehyde (53,0–49,8%), hydrocacbon (18,8–10,5%), axit (1,7–2,1%) và triacylglycerol (1,0–2,9%),

được phân tích bằng HPLC Policosanol được chiết xuất trong sáp của hạt P

frutescens cũng được xác định bằng GC là 67–68% octacosanol, 16–17%

hexacosanol, và 6–9% triacontanol Hạt của cây Tía Tô rất giàu chất Policosanol với 427,83mg/kg dầu [27] Bảng 1.4 cho biết các hợp chất

triterpene, phytosterol, axit béo, polyconsanol và tocopherrol có trong loài P

frutescens

Bảng 1.4 Các hợp chất triterpene, phytosterol, axit béo, polyconsanol và tocopherrol có trong loài P frutescens

252 Axit linoleic Hạt giống [11,30,31,33,34,40]

253 Axit linolenic Hạt, lá [11,30,31,33,34,40]

254 Axit oleic Hạt giống [11,20,30,31,33,40]

256 Axit pentadecanoic Hạt giống [30]

257 Axit stearic Hạt giống [11,30,31,33,34,40]

Hình 1.8 Cấu trúc hóa học của các hợp chất kỵ nước chính được xác định

trong P frutescens

1.2.3 Nghiên cứu về hoạt tính sinh học của Perilla frutescens

Hoạt tính sinh học của Tía Tô P frutescens là do các hợp chất có mặt

trong loài rất phong phú, sự hiện diện của các nhóm hợp chất làm cho Tía Tô có nhiều hoạt tính sinh học khác nhau

 Hoạt tính chống oxy hóa

Khả năng chống oxy hóa cao của P frutescens là do trong cây chứa hàm

lượng axit phenolic, flavonoid và carotenoid khá cao Chiết xuất từ hạt và lá Tía Tô thể hiện hoạt tính chống oxy hóa phụ thuộc vào nồng độ Axit

rosmarinic và luteolin được phân lập từ quả P frutescens var acuta cho thấy

khả năng bao vây các gốc tự do (DPPH) đáng kể với nồng độ ức chế IC50 lần lượt là 8,61 và 7,50µM [18] Axit rosmarinic được phân lập từ lá Tía Tô thể

hiện hoạt tính bao vây gốc tự do (DPPH) là 88,3 ± 0,7% ở nồng độ 10μg/mL với SC50 (nồng độ sống sót 50%) là 5,5 ± 0,2μg/mL [1] Tian và cộng sự đã chứng minh rằng hoạt tính chống oxy hóa của tinh dầu Tía Tô có thể phụ

thuộc vào vị trí trồng trọt [42] Dịch chiết của P frutescens thu hoạch từ các

vùng khác nhau cũng thể hiện khả năng loại bỏ các gốc tự do ở các mức độ khác nhau (nồng độ 10mg/mL) với khả năng tỷ lệ ức chế là 94,80 ± 0,03% Chiết xuất 80% metanol của hạt Tía Tô thể hiện đặc tính chống oxy hóa mạnh

Hợp chất flavonoid là luteolin trong hạt Tía Tô đã đảo ngược đáng kể độc tính tế bào do hydrogen peroxide gây ra trong các tế bào thần kinh vỏ não Luteolin làm suy giảm rõ rệt quá trình phản ứng oxy hóa ROS (reactive oxygen species) và ngăn chặn sự giảm hoạt động của ty thể, catalase và glutathione trong các tế bào thần kinh chính bị ROS tác động, ngăn ngừa các bệnh thoái hóa thần kinh Trong một nghiên cứu khác, luteolin ức chế quá trình peroxy hóa của axit linoleic

Monoterpene là perilla aldehyde đã được chứng minh là một chất cảm ứng thioredoxin mạnh khi nó kích hoạt hệ thống Nrf2-Keap1 Khả năng chống oxy hóa của Tía Tô có thể khác nhau giữa các loại cây khác nhau, lá Tía Tô tím cho thấy hoạt tính chống oxy hóa cao hơn và ngăn chặn quá trình oxy hóa lipoprotein mật độ thấp (LDL) so với lá xanh Một nghiên cứu khác cho thấy rằng hợp chất 2′, 3′-dihydroxy-4′, 6′-dimethoxychalcone (DDC) được tìm thấy trong lá Tía Tô xanh giúp tăng cường khả năng chống lại tổn thương oxy hóa của tế bào thông qua việc kích hoạt con đường phản ứng chống oxy hóa Nrf2 (ARE) [26]

 Hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm

Dịch chiết etanol của hạt Tía Tô (đã khử chất béo) ức chế yếu sự phát triển của các chủng vi khuẩn gây bệnh ở miệng Nhưng chiết xuất giàu polyphenol từ hạt Tía Tô đã thể hiện hoạt tính kháng khuẩn mạnh mẽ chống

lại Streptococci (gây bệnh ở miệng và vi khuẩn Porphyromonas gingivalis

(vi khuẩn gây hôi miệng) Trong số các polyphenol, luteolin cho thấy hoạt

tính kháng khuẩn rõ rệt chống lại vi khuẩn ở miệng Ngoài ra, hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu từ lá Tía Tô đối với vi khuẩn Gram dương và Gram âm đã được nghiên cứu, và kết quả cho thấy hiệu quả của tinh dầu này trong việc ức

chế sự phát triển của vi khuẩn đã được thử nghiệm Vi khuẩn Staphylococcus

aureus và Escherichia coli bị ức chế với nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) là

500μg/mL và 1250μg/mL, tương ứng Hợp chất perillaldehyde, ức chế hoạt

động của chống lại nấm sợi M mucedo và P chrysogenum với giá trị MIC

đối với đã ở nồng độ 62,5pg/mL [9]

Tác dụng diệt nấm của dịch chiết của Tía Tô đã được chứng minh trong

các trường hợp của các nấm Aspergillus flavus, Aspergillus

oryzae, Aspergillus niger, Rhizopus oryzae và Alternaria alternate [42]

 Tác dụng chống dị ứng

Dịch chiết nước của P frutescens thể hiện tác dụng chống dị ứng in vivo và in vitro Dịch chiết P frutescens (0,05 đến 1g/kg) ức chế đáng kể các phản

ứng dị ứng toàn thân được kích hoạt bởi anti-DNP IgE ở chuột theo cách phụ

thuộc vào liều lượng Tương tự, chiết xuất nước của lá loài P frutescens đã

được chứng minh là có kết quả tích cực chống lại bệnh viêm da dị ứng trên

mô hình động vật Tác dụng chống dị ứng của dịch chiết lá P frutescens

(PFL) đối với bệnh viêm da dị ứng do 2,4-dinitrofluorobenzene (DNFB) gây ra ở chuột C57BL/6 đã được đánh giá và kết quả cho thấy chiết xuất dạng nước (100μg/mL) của PFL có thể ức chế đáng kể tình trạng viêm dị ứng do DNFB gây ra bằng cách làm giảm bớt sự biểu hiện của MMP-9 và IL-31, cũng như tăng cường hoạt động T-bet Trong một thí nghiệm khác, sử dụng phản ứng phản vệ da thụ động ở tai chuột (PCA), chiết xuất nước từ PFL ức chế đáng kể phản ứng PCA, và các tác giả đã kết luận về vai trò của axit rosmarinic trong tác dụng này [35]

 Hoạt tính chống viêm

Luteolin đã được phân lập từ chiết xuất etanol của lá Tía Tô (PFL) đã được chứng minh là có tác dụng có lợi đối với các bệnh viêm thần kinh theo cách phụ thuộc vào liều lượng (IC50 = 6,9μM) thông qua việc ngăn chặn sự biểu hiện của tổng hợp oxit nitric cảm ứng (iNOS) [38]

Dịch chiết etanol của PFL được xác định là có hoạt tính chống viêm đáng kể trong các đại thực bào chuột Raw 264.7 do LPS gây ra thông qua việc ức chế sự biểu hiện của các cytokine gây viêm, ức chế kích hoạt protein kinase (MAPK) do mitogen kích hoạt và yếu tố phiên mã kappa (NF-B) để phản ứng

với LPS [21] Dầu hạt của P frutescens cho thấy tác dụng bảo vệ tuyệt vời

chống lại viêm thực quản trào ngược và điều này có thể là do các hoạt động kháng tiết (kháng cholinergic, kháng histaminic), chống oxy hóa và ức chế

lipoxygenase do sự hiện diện của axit α-Linolenic (ALA) (18: 3, n -3) Một

nghiên cứu gần đây (trên chuột) cho thấy chiết xuất PF cải thiện bệnh viêm ruột (IBD) thông qua việc bảo vệ bệnh viêm đại tràng do dextran sulfat natri gây ra, với NF-κB, truyền tín hiệu và kích hoạt phiên mã 3 (STAT3) là mục tiêu giả định Một loại perillaketone và alkaloid được phân lập từ phần trên mặt đất của Tía Tô cho thấy tác dụng ức chế đáng kể đối với các cytokine tiền viêm (TNF-α, IL-6) và chất trung gian gây viêm (NO) trong các tế bào RAW264.7 được LPS kích thích, cho thấy rằng những hợp chất này có thể là thành phần chính cho các rối loạn viêm [43]

 Hoạt tính khác

- Hoạt tính chống khối u: trong một mô hình gây ung thư (in vivo), việc sử

dụng phần chiết xuất từ Tía Tô (2,0mg/con chuột) dẫn đến việc làm giảm đáng kể 7,12-dimethylbenz (a) anthracene (DMBA)-initiated và TPA-Promotion tumorgenesis Điều này có lẽ dựa trên hai hiệu ứng độc lập: ức chế tổn thương DNA do oxy hóa và ức chế phân tử kết dính, chemokine, và tổng hợp eicosanoid Ngoài ra, Lin và cộng sự đã đánh giá tác dụng ức chế của PFL và họ phát hiện ra rằng nó có hiệu quả gây ra các gen liên quan đến quá

trình apoptosis (chết theo chương trình) và có thể ức chế sự tăng sinh tế bào HepG2 (u gan ở người) [9]

- Hoạt tính chống hen suyễn bởi dầu hạt Tía Tô đã được minh chứng bởi Deng và cộng sự [17] Mô tả tác dụng chống hen suyễn ở chuột lang và kết

luận rằng tinh dầu của P frutescens có thể cải thiện chức năng phổi trong

bệnh hen suyễn bằng cách điều chỉnh sản xuất eicosanoid và ngăn chặn sự tạo ra leukotriene (LT) Zhao và cộng sự [47] được cho là có thể có hoạt tính chống thiếu máu cục bộ của luteolin chiết xuất từ PFL, có khả năng thông qua việc tái cân bằng trạng thái pro-oxidant/chống oxy hóa

1.2.4 Tình hình nghiên cứu trong nước về Tía Tô

Ở nước ta, các nghiên cứu về cây Tía Tô tập trung vào tinh dầu và công nghệ chiết xuất tinh dầu là chủ yếu Ngoài ra, các nghiên cứu về dịch chiết lá Tía Tô và hoạt tính sinh học cũng đang được quan tâm trong những năm gần đây

Theo Đỗ Huy Bích và các cộng sự, trong tinh dầu Tía Tô có chứa perilla aldehyde, perrilla alcohol, limonene, α-pinene, elsholtziacetone,

β-cargophylene và linalool Tinh dầu Tía Tô có tác dụng kháng khuẩn in vitro

đối với các loại sinh vật theo thứ tự hoạt tính giảm dần (tụ cầu vàng, trực

khuẩn lỵ Flexner, trực khuẩn lao, Bacillus mycoides, Bacillus subtilis, liên cầu tan máu, trực khuẩn lỵ Shiga, Salmonella typhi, Proteus vulgaris,

Candida albicans, trực khuẩn coli, phế cầu) Đồng thời, nó có tác dụng diệt

amip lỵ với nồng độ ức chế thấp nhất là 1/1.280 Dịch chiết metanol có tác

dụng kháng nấm Candida albicans Một hoạt chất kháng khuẩn và kháng nấm

là perilla aldehyde citral Tía Tô có tác dụng gây trấn tĩnh, hạ nhiệt, làm toát mồ hôi, ức chế cơ trơn ruột gây bởi histamine và acetylcholine, và gây ra cảm ứng đối với interferon Hạt Tía Tô chứa chất có hoạt tính chống oxy hóa [1]

Trần Hữu Anh (1999) đã nghiên cứu ba phương pháp thu nhận tinh dầu từ lá và hoa của cây Tía Tô Tác giả cũng đưa ra các điều kiện tối ưu để chiết

tinh dầu thu được từ các phương pháp khác nhau [7] Nguyễn Thị Hoàng Lan và cộng sự (2014) đã khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất tinh dầu từ lá Tía Tô [5] Nguyễn Thị Hoàng Lan và cộng sự (2015) công bố khả năng kháng khuẩn của tinh dầu Tía Tô nguyên chất và tinh dầu 5%, đồng thời xác định giá trị MIC của tinh dầu đối với một số chủng vi khuẩn Gram dương và Gram âm Nguyễn Thị Hoàng Lan và cộng sự (2016) sử dụng tinh dầu Tía Tô trong bảo quản thịt lợn, chỉ ra tinh dầu lá Tía Tô có khả năng chống oxy hóa và kháng khuẩn quan trọng trong việc kéo dài thời gian bảo quản thịt lợn Nguyễn Bá Huy (2019) đã nghiên cứu thiếp lập quy trình thu nhận dịch chiết từ lá Tía Tô có hàm lượng polyphenol cao nhằm ứng dụng trong sản xuất nước giải khát [3]

PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

Nguyên liệu nghiên cứu là loài Perilla frutescens var crispa (tên tiếng

Việt: Tía Tô) được thu hái vào tháng 1 năm 2021 tại Hà Nội Mẫu nguyên liệu được giám định tên khoa học bởi TS Nguyễn Quốc Bình, Bảo tàng thiên nhiên Việt Nam (VAST) Mẫu tiêu bản được lưu giữ tại Viện Hoá học Các hợp chất thiên nhiên (INPC)

Mẫu sau thu hái một phần được phơi khô trong bóng râm và sấy ở 450C cho tới khô; một phần được chưng cất tinh dầu ngay

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp nghiên cứu thành phần hóa học

 Phương pháp thu nhận tinh dầu:

Phương pháp này dựa trên sự thẩm thấu, hòa tan, khuếch tán và lôi cuốn theo hơi nước của những hợp chất hữu cơ trong tinh dầu chứa trong các mô khi tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ cao Sự khuếch tán sẽ dễ dàng khi tế bào chứa tinh dầu trương phồng do nguyên liệu tiếp xúc với hơi nước bão hòa trong một thời gian nhất định Khi hơi nước bốc lên sẽ kéo theo các tinh dầu Hỗn hợp gặp nước lạnh sẽ ngưng tụ lại thành giọt và do tính chất không tan trong nước của tinh dầu mà tinh dầu và nước sẽ tách ra

Phần mẫu tươi và phần mẫu khô được thái nhỏ và được chiết lôi cuốn hơi nước để thu nhận tinh dầu Mỗi mẫu được thực hiện cất lôi cuốn nước trong vòng 4 giờ, tính từ thời điểm sôi Thu được 02 mẫu tinh dầu (Tía Tô khô và Tía Tô tươi) Tinh dầu Tía Tô được làm khan bằng Na2SO4 và nhận biết thành phần bằng phương pháp sắc ký khí kết hợp phổ khối (GC-MS)

 Phương pháp phân lập các hợp chất: Sử dụng sắc ký bản mỏng, sắc ký cột pha thường (silica gel) và sắc ký rây phân tử (sephadex LH-20) để phân lập các hợp chất