góp phần nghiên cứu phương pháp chiết xuất berberin từ cây vàng đắng coscinium usitatum pierr

PHầN I Đặt vấn đề Vàng đắng là một cây thuốc quý hiếm, mọc hoang chủ yếu ở các nước vùng nhiệt đới, ở nước ta cây mọc phổ biến ở miền Đông nam bộ, Nam trung bộ, Tây nguyên. Ngoài ra còn thấy mọc nhiều ở Trung và Hạ Lào, Campuchia. Vàng đắng thu hái hầu như quanh năm, thu hoạch về thái mỏng, phơi hay sấy khô hoặc không chế biến gì khác. Người ta đã tìm thấy trong rễ và thân vàng đắng rất giàu Berberin. Berberin là hoạt chất của nhiều cây như : Hoàng liên gai (Berberis sp.), Hoàng liên ô - rô (Mahonia sp.), nhiều cây thuộc chi Coptis, Hoàng bá (Phellodendronamurense) Trong thân và rễ cây vàng đắng hàm lượng Berberin rất cao, ở nước ta đây là nguồn nguyên liệu rất quý để chiết xuất Berberin. Trong nhân dân, người ta dùng vàng đắng chữa lị, đau mắt, viêm ruột . Trong y học dùng Berberin làm thuốc chữa lị, đau mắt, viêm ruột, còn có thể dùng làm thuốc chữa ung thư [7]. Ngoài ra, người ta còn dùng làm thuốc cầm máu trong phụ khoa sau khi sinh nở, chữa viêm túi mật, đặc biệt là tác dụng tốt với bệnh sỏi mật [20]. Trong kỹ nghệ người ta còn dùng Berberin để tạo chất màu làm thuốc nhuộm, hoặc làm chất tạo màu trong gia vị và trong đồ uống có cồn [18] và trong các lĩnh vực khác. Đã có nhiều tài liệu nghiên cứu về phương pháp chiết xuất Berberin tõ cây vàng đắng như phương pháp chiết của Phạm Viết Trang [11], phương pháp chiết Berberin bằng áp lực nóng của Nguyễn Liêm [8] và có rất nhiều quy trình khác nữa. Nhưng các quy trình chiết vẫn còn mét sè nhược điểm như : kéo dài thời gian, tèn nhiều dung môi, hoá chất Với mong muốn đóng góp một phần nhá trong việc cung cấp những thông số về phương pháp chiết xuất Berberin nói chung và chiết từ cây vàng đắng nói riêng . Do vậy chúng tôi đã thực hiện đề tài : “Góp phần nghiên cứu phương pháp chiết xuất Berberin tõ cây vàng đắng Coscinium usitatum Pierre”. Với nội dung đề tài nhằm giải quyết những vấn đề sau : - Khảo sát mét sè điều kiện chiết xuất Berberin đạt năng suất, chất lượng cao. - dự kiến quy trình chiết xuất Berberin trong điều kiện hiện tại ở Việt Nam. Trên cơ sở những kết quả này sẽ hoàn thiện quy trình chiết xuất Berberin để đưa vào sản xuất. PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Nguồn nguyên liệu chiết xuất berberin Berberin là mét alcaloid được phát hiện trong khoảng 150 loài thuộc nhiều họ thực vật khác nhau: Họ Mao lương (Ranunculaceae), họ Hoàng liên (Berberidaceae), họ Tiết dê (Menispermaceae), họ Cam (Rutaceae) Theo Muraviova, Berberin thường có trong những cây thuộc chi Berberis : - Berberis aristata DC. - B. buxifolia Lam. - B. buxifolia Lam. - B. canadonsis Mill. - B. glauca H. B. K - B. licium Roile - B. noranensis Schult - B. sinosis Desf - B. amurensis Rupr. Có hàm lượng Berberin trong lá 0.15% - 3% , vá rễ đến 1% [21]. Cã hµm lîng Berberin trong l¸ 0.15% - 3% , vá rÔ ®Õn 1% [21]. Karbovic và Bespalova cho rằng berberin có trong Berberis vulgaris L. và B. amurensis Rupr. với hàm lượng alcaloid không dưới 0.6% [20]. Còn theo Orekhop thì trong cây Berberis heteropoda có chứa alcaloid trong đó có berberin [23]. Trong từ điển cây thuốc của Võ Văn Chi đó cho biết trong thân và rễ của Hoàng liên gai (Berberis wallichiana. D . C ) có chứa berberin [2]. Bên cạnh những cây thuộc chi Berberis cho berberin còn có những cây khác còng cho berberin như các cây thuộc chi Coptis: - Coptis teeta Wall. - C chinensis Franch. - C . teetoides C.Y. Cheng - C. deltoidea C. Y Cheng et Hsiao [1]. với hàm lượng không Ýt hơn 4% [3]. Ngoài ra berberin còng có trong các cây thuộc cây chi Mahonia với hàm lượng cao : - M. annamica. Gagnep [19]. - M. nepalensis D.C.[2] - M. bealei Carr. [2] Ngoài những cây trên Berberin còn được tìm thấy trong vá các cây như: Hoàng bá (Phellondendron amurense Rupr. và P. chinense Schneider.), với tỷ lệ 1,6% [2], Thổ hoàng liên ( Thalictrum foliosolum D. C.) có chừng 0,35% [1], Vàng đắng (Coscinium fenestratum Colebr.) với hàm lượng không Ýt hơn 1,5% [3]. Tuy nhiên hiện nay người ta thường dùng vàng đắng để đưa vào sản xuất Berberin, đó là do hàm lượng Berberin trong thân và rễ cây cao, nguồn nguyên liệu nhiều, dễ thu hái, có ở nhiều vùng ở Việt Nam, biên giới Việt Lào, Campuchia. Do đó người ta coi vàng đắng là nguồn nguyên liệu sè mét để chiết xuất Berberin. 2. Chi Coscinium: Chi Coscinium là mét chi nhá trong họ Tiết dê ( Menispermaceae) phân bố chủ yếu ở vùng núi miền Đông Nam bộ, Nam Trung bộ, Tây Nguyên, ngoài ra còn thấy mọc hoang nhiều ở trung và hạ Lào, Campuchia. Theo Phạm Hoàng Hé trong ‘ Cây cỏ Việt Nam’ đã mô tả 3 loài Coscinium là:[4] - C. fenestratum Colebr. - C. blumeanum Miers. - C. colaniae Gagn. phân bố ở vùng Tây nguyên, Lục tỉnh. Theo Bài Giảng Dược liệu tập II đã mô tả 2 loài: - C. fenestratum Colebr. - C. usitatum Pierre. phân bố vùng núi miền Đông Nam bộ, Tây Nguyên. 3. Cây Vàng Đắng: 3.1. Những nghiên cứu về thực vật: Theo Trần Công Khánh đã mô tả: cây vàng đắng hay còn gọi là vang đằng, vàng giang, tơ-rơn.[6] Cây vàng đắng là một loại dây leo, thân gỗ to, sống lâu năm có thể dài tới 10 m hoặc hơn nữa, đường kính thân từ 5 - 10cm hoặc hơn. Thân và cành hình trụ, mặt ngoài màu vàng xám, có những nếp nhăn mê hay nhẵn. Cành nhỏ mới đầu có lông màu hơi nâu, sau không có lông, đổi thành hơi trắng, mang các vết sẹo của cuống lá hình đĩa. Mặt cắt của thân và cành có màu vàng tươi; mặt cắt của rễ có màu vàng sẫm, nhìn rõ những dãy mạch gỗ toả tròn như hình nan hoa bánh xe, chất nước chảy ra tõ mặt cắt cũng có màu vàng. Lá đơn nguyên , mọc so le, phiến lá mỏng dài, thường hình trứng rộng hoặc hình trứng dài11-33cm, rộng 8-23cm, gốc phiến lá tròn, thẳng hay hình tim nông, ngọn lá thuôn nhọn, mặt trên lá không có lông, khi khô thường nhẵn, gân giữa và các gân chính lõm xuống; mặt dưới lá có lông hơi trắng, nhìn rõ 5 - 7 gân xoè ra như hình chân vịt và 1 - 2 đôi gân ở mép ngoài cùng, cũng như hệ gân hình mạng lưới nhỏ. Cuống lá mảnh, dài 3 - 16 cm, mới đầu có lông hơi nâu, thường phồng ra ở 2 đầu, đầu trên đính cách mép phiến lá tõ 0, 2-0, 8 cm, đầu dưới cong gập lại như đầu gối. Côm hoa: hoa đính trên các đầu hình cầu; đường kính 6 - 7mm có cuống nhỏ dài 10-30mm, được sắp xếp trong mét chùm dài 5 - 11cm ở trên nách lá hay ở đoạn thân già không mang lá; các côm hoa này đứng đơn độc hay tụ họp vài cái một, trục chính và các nhánh của côm hoa mảnh, có lông tơ màu nâu, các lá bắc dạng dùi, dài 4-5mm. Hoa đực gần như không cuống, bao hoa có 6 - 9 bộ phận hình bầu dục gần bằng nhau, mặt ngoài có lông, mặt trong nhẵn; 3 - 6 bộ phận phía trong dài 1,5-2mm, các bộ phận ngoài cùng nhỏ hơn dài1- 1,5mm, đính thấp hơn. Bộ nhị có 6 nhị xếp thành 2 vòng; vòng ngoài gồm 3 nhị rời, dài 1mm, 3 nhị ở vòng trong dính liền nhau ở phía dưới. Hoa cái có bao hoa giống như hoa đực, 6 nhị lép hình chuỳ dài 1mm, bé nhụy gồm 3 lá noãn dài 2mm, có lông dày, vòi hình sợi, uốn cong. Chùm quả dài 10-15cm, mang 20 - 30 quả hạch hình cầu, đường kính 2,5- 3cm, mặt ngoài có lông màu nâu đến vàng cam, thịt quả màu vàng, vị đắng; vỏ quả trong tạo thành hạch cứng, dày tới 3mm. Năm 1999, Đỗ Tất Lợi [10] đã mô tả cây vàng đắng khác với Trần Công Khánh: Là một cây leo to, có phân nhánh, mọc bò trên mặt đất hoặc leo lên những cây gỗ cao. Thân non màu trắng bạc, thân già màu ngà, xù xì, có vết tích của lá rụng. Cắt ngang thân có hình bánh xe, giữa có vòng lõi tuỷ xốp. Lá mặt trên xanh, mặt dưới màu trắng nhạt, có 5 gân ( 3 gân nổi rõ). Hoa màu trắng phớt tím, mọc thành xim ở kẽ lá. Rễ hình trụ, đầu thuôn hình nón, mặt ngoài màu trắng nhạt, mặt trong màu vàng. Theo Võ Văn Chi mô tả [2]: Vàng đắng là một loại dây leo to, thân rộng 5 - 7cm có thể tới 15 - 20cm ở những gốc già; gỗ màu vàng, vỏ thân nứt nẻ màu xám trắng; các nhánh, mặt dưới lá, côm hoa và quả có lông màu trắng bạc. Lá mọc so le, phiến to đến 25cm, gân gốc 5; màu trắng mốc ở mặt dưới; cuống phình và cong ở góc, hơi dính vào trong phiến lá. Hoa nhá mọc thành chụm tán trên thân già, hoa đực có 5 nhị, hoa cái có nhị lép, 3 lá noãn có lông. Quả hạch tròn, đường kính cỡ 2,5cm. Riêng Phạm Hoàng Hé [4] lại mô tả cây vàng đắng với những loài khác nhau: - Coscinium fenestratum Colebr. ( Dây vàng đắng) Dây leo to, thân rộng 5-7cm, gỗ vàng; nhánh, mặt dưới lá, phát hoa và trái có lông the quắn, trắng, phiến lá to đến 25cm, có 5 gân xuất phát từ đáy, trắng mốc mặt dưới, cuống phù và cong ở đáy. Chôm mang tán trên thân già; hoa đực có 6 tiểu nhuỵ, hoa cái có tiểu nhuỵ lép, 3 tâm bì có lông cho ra trái tròn, to 2,5cm. - C. blumeanum Miers. ( Vàng đắng Blume) Dây leo, thân to. Lá có phiến xoan hay xoan tròn dài, to 12-35cm, rộng 6- 20cm, không lông. Lóc nhá như mặt bọt, mặt dưới mốc trắng, có lông dày, gân ở đáy 7, gân phô 2 - 5 cặp, Cuống dài 6-20cm, gắn cách bìa 1,5-2cm. Hoa đầu to 10-13cm; hoa đực có 3 - 6 lá đài, 6 tiểu nhuỵ. Hoa cái có 6 lá dài, 3 tâm bì. Quả nhẵn cứng xoan, có lông, to 2,5cm. - C. colaniae Gagn. 3.2. Những nghiên cứu về thành phần hoá học: *. Theo những nghiên cứu của nước ngoài: Trong rễ cây vàng đắng C. fenestratum Colebr. có mét sè alcaloid thứ yếu như Berlambine, noroxyhydrastinine và dihydroberlambine [14]. Ngoài ra trong rễ cây C. fenestratum Colebr. có mét alcaloid mới, đó là: 12, 13 - dihydro - 8 - oxo - berberin (I), còng có tác dụng tốt như berberin. Bên cạnh đó còn có oxyberberin, tetrahydroberberin ( canadin), sitosterol, và stigmasterol [15]. Còn Maskovski thì lại cho rằng: Berberin sulfat dùng chữa viêm gan, viêm túi mật, sỏi mật, ngày 5-10mg, đợt điều trị tõ 2 - 4 tuần. Ngoài ra còn có thể dùng dưới dạng cồn[22]. Berberin được chiết ra tõ C. fenestratum có hiệu quả ức chế các vi khuẩn gây bệnh đường ruột ở gia súc như gà, lợn, chó. . . có thể trộn vào thức ăn hoặc nước uống [17]. Ngoài những ứng dụng trên, Berberin còn dùng để làm chất tạo màu trong thực phẩm và trong các loại đồ uống có cồn [18]. Vì những cụng dông quan trọng như vậy và những công trình nghiên cứu cần phải bổ sung cho nên chúng tôi tiến hành đề tài trên. PHẦN III THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ. Hàm lượng phần trăm berberin trong dược liệu khô kiệt được tính theo công thức: a: Khối lượng tủa thu được (g) v: Thể tích dịch lọc thu được (ml) P: Khối lượng dược liệu khô kiệt (đã trừ độ Èm) lấy để định lượng (g). Kết quả ở bảng 1: Bảng 1: Kết quả định lượng Berberin trong dược liệu n Đọ Èm (%) 1 2 3 8, 04 8, 12 8, 09 ∑ TB 2.2. Khảo sát độ tan của các muối Berberin: Tõ lâu nhiều tác giả đã đặt vấn đề nghiên cứu dùng dung môi thay thế cồn Ethylic để chiết Berberin trong vằng đắng như Nguyễn Liêm, Triệu Duy Điệt, Hồ Đắc Trinh Muốn vậy, chúng ta phải tìm độ tan của các muối Berbrin khác nhau hay nói cách khác là dùng các dung dịch acid khác nhau để chiết xuất Berberin tõ dược liệu. Năm 1983 Hồ Đắc Trinh đã đưa ra hệ số hoà tan của các muối Berberin [12]: - B. iodat: 1: 2130 : 1: 2130 - B.clohydrat: 1: 500 : 1: 500 - B. citrat: 1: 125 : 1: 125 - B. photphat: 1: 15 : 1: 15 - B. acetat: 1: 20 : 1: 20 - B. sulfat: 1: 30 : 1: 30 - B. sulfat acid: 1: 100 : 1: 100 Như trên ta thấy hệ số hoà tan của các muối Berberin trong nước lớn nhất là Berberin photphat, Berberin acetat rồi đến Berberin sulfat trung tính. Acid photphoric và Acid acetic là loại acid khó kiếm đắt tiền nên không được sử dụng làm dung môi chiết xuất, còn acid sulfuric công nghiệp là loại hoá chất dễ mua, rẻ tiền nên việc sử dụng làm dung môi chiết xuất là thích hợp. [...]... Liêm - Góp phần nghiên cứu cải tiến quy trình chiết xuất Berberin tõ cây vàng đắng - Tạp chí dược liệu, tập 5, sè 5/2000, tr.131 12 Hồ Đắc Trinh, Viện dược liệu, chiết Berberin clorid trong vàng đắng bằngdung dịch acid sulfuric loãng Tạp chí Dược học, sè 3,1983, BYT xuất bản, tr 19 13 Trường ĐH Dược khoa Hà nội - Sản xuất Berberin clorua tõ vá cây Hoàng Bá Việt Nam - Thực tập kỹ thuật chiết xuất, tr.21... lần kết tủa để tránh lượng Berberin hao hụt theo nước ót - Có thể tiến hành chiết Berberin clorit tõ vàng đắng ngay sau khi thu hoạch và đặc biệt là ngay tại nơi thu hoạch (tại rừng núi), Berberin clorid thô có thể đem về các xí nghiệp có điều kiện để tinh chế PHẦN IV KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Qua quá trình tiến hành thực nghiệm để tìm ra phương pháp chiết xuất Berberin tõ cây vàng đắng, chúng tôi rút ra những... của các muối Berberin, acid acetic là acid tốt nhất để chiết Berberin nói chung và từ vàng đắng nói riêng - Với quy trình cải tiến, chúng tôi tìm được nồng độ H SO là: 2, 0 đến 2,2%, nồng độ muối là: 32,2- 32,4%, tỉ lệ dung môi / dược liệu là 8/1, chiết 3 lần đạt hiệu quả chiết xuất cao với hàm lượng Berberin là: 83,75% - dự kiến được quy trình chiết xuất Berberin tõ vàng đắng nói riêng và Berberin nói... những Alcaloid chiết xuất từ các cây thuốc Việt Nam - ĐH Dược khoa Hà nội-,1971,tr.10, tr.42 8 Nguyễn Liêm- Chiết suất Berberin bằng áp lực nóng - Tạp chí Dược học sè 3 1980 bộ Y tế xuất bản tr.10 9 Nguyễn Liêm - Góp phần về nghiên cứu thực vật và hoá học của cây vàng đắng - Luận án Phó Tiến sĩ khoa học - Học viên Quân y,1981, tr.116 10 Đỗ Tất Lợi - Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam - Xuất bản lần... acid sulfuric để chiết Berberin tõ vàng đắng với nồng độ là 2% 2.3 Chiết xuất Berberin tõ cây vàng đắng: * Khảo sát nồng độ H SO : 2 Sơ đồ quy trình chiết: 4 * Mô tả: Thân vàng đắng đem về thái mỏng, sấy khô ở nhiệt độ 60 C, đem xay thành bột thô cỡ 0,1mm Bét dược liệu đem chiết với acid sulfuric 2,2%, tỷ lệ dung môi/ dược liệu là 8/1, ngâm 2-3h, thỉnh thoảng lắc Chiết 3 lần, gộp các dịch chiết, thêm than... cả ở trong rừng 2 4 Đã dùng phương pháp tinh chế để tinh chế Berberin clorid thô thu được từ vàng đắng đạt hàm lượng 98% Đề xuất: - Kiểm tra lại quy trình trên ở quy mô pilot để có kết luận chắc chắn trong sản xuất - Việc chiết xuất Berberin dưới dạng kết tinh để tạo hàng xuất khẩu cũng cần có kỹ thuật và trang bị tốt mới chiết được hiệu suất cao - Có thể áp dụng để chiết xuất ngay tại nơi thu hoạch... Văn Chi - từ điển cây thuốc Việt Nam - NXB Y học 1999-Tr, 1314 3 Dược điển Việt Nam II- tập 3 Tr.303; 72-73 4 Phạm Hoàng Hé - Cây cỏ Việt Nam - Quyển I - NXB Trẻ,1999, Tr.333 5 Thống kê ứng dụng trong công tác dược - Trường ĐH Dược Hà Nội - Tủ sách sau đại học - 1995 - trang 16-18 6 Trần Công Khánh- cây vàng đắng - Tạp chí Dược học - sè 4 - 1983 - BYT xuất bản, tr.8 7 Phan Quốc Kinh - Nghiên cứu những... Thời gian Năng lượng Độ tan Quá trình chiết - Khi chiết bằng cồn sẽ kéo th - Khi c Tinh chế 2.8 Mét sè nhận xét: Phương pháp chiết xuất của chúng tôi qua nghiên cứu và thực nghiệm thấy có ưu điểm: Hiệu suất chiết tương đương với cồn etylic Hàm lượng B clorid trong sản phẩm 83,75% - Phương pháp đơn giản: không cần máy móc, không cần năng lượng (t ), có thể áp dụng cho bất cứ xí nghiệp nào - Dung môi... nguyên liệu và tránh hiện tượng giảm hàm lượng Berberin trong vàng đắng bởi độ Èm, đặc biệt là ở những nơi có điều kiện bảo quản khó khăn - Khi thu hái nên thu hái cả lá và rễ; đã chặt cây nào thì nên tận thu nguyên liệu cây đó, nhằm tiết kiệm nguyên liệu và bảo vệ nguồn tài nguyên quý giá của chúng ta Cần bảo vệ và tái sinh cây vàng đắng để bảo đảm sản xuất lâu dài./ Tài liệu tham khảo 1 Bài giảng... hành khảo sát độ tan của Berberin vớicác dung dịch acid sau: acid sulfuric 2%, 4%, acid clohydrid 1%, acid acetic 1% Cân 5 gam dược liệu, chiết với 4 loại dung dịch trên theo phương pháp ngâm Mỗi lần chiết với 40ml dung dịch acid (Tỉ lệ dung môi/ dược liệu: 8/1), ngâm tõ 2 - 3 tiếng, thỉnh thoảng lắc, chiết 3 lần Gộp các dịch chiết lại Cân 0, 1g than hoạt cho vào bình đựng dịch chiết, lắc khoảng 10 phút . Berberin nói chung và chiết từ cây vàng đắng nói riêng . Do vậy chúng tôi đã thực hiện đề tài : Góp phần nghiên cứu phương pháp chiết xuất Berberin tõ cây vàng đắng Coscinium usitatum Pierre”. Với nội. nhiều tài liệu nghiên cứu về phương pháp chiết xuất Berberin tõ cây vàng đắng như phương pháp chiết của Phạm Viết Trang [11], phương pháp chiết Berberin bằng áp lực nóng của Nguyễn Liêm [8] và có. C. usitatum Pierre. phân bố vùng núi miền Đông Nam bộ, Tây Nguyên. 3. Cây Vàng Đắng: 3.1. Những nghiên cứu về thực vật: Theo Trần Công Khánh đã mô tả: cây vàng đắng hay còn gọi là vang đằng, vàng