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

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.. Đã có nhiều tài liệu nghiên cứu về phương pháp chiết xuất B

PHầN I Đặt vấn đề

Vàng đắng là một cây thuốc quý hiếm, mọc hoang chủ yếu ở các nước vùngnhiệt đới, ở nước ta cây mọc phổ biến ở miền Đông nam bộ, Nam trung bộ, Tâynguyên Ngoài ra còn thấy mọc nhiều ở Trung và Hạ Lào, Campuchia Vàng đắngthu hái hầu như quanh năm, thu hoạch về thái mỏng, phơi hay sấy khô hoặc khôngchế biến gì khác Người ta đã tìm thấy trong rễ và thân vàng đắng rất giàuBerberin

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 dùnglàm thuốc chữa ung thư [7] Ngoài ra, người ta còn dùng làm thuốc cầm máu trongphụ khoa sau khi sinh nở, chữa viêm túi mật, đặc biệt là tác dụng tốt với bệnh sỏimật [20] Trong kỹ nghệ người ta còn dùng Berberin để tạo chất màu làm thuốcnhuộm, hoặc làm chất tạo màu trong gia vị và trong đồ uống có cồn [18] và trongcác lĩnh vực khác

Đã có nhiều tài liệu nghiên cứu về phương pháp chiết xuất Berberin tõ câyvàng đắng như phương pháp chiết của Phạm Viết Trang [11], phương pháp chiếtBerberin bằng áp lực nóng của Nguyễn Liêm [8] và có rất nhiều quy trình khácnữa 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 đưavào 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 :

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 kháccòng 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 hàmlượng 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 đểđưa vào sản xuất Berberin, đó là do hàm lượng Berberin trongthân và rễ cây cao, nguồn nguyên liệu nhiều, dễ thu hái, có ởnhiều vùng ở Việt Nam, biên giới Việt Lào, Campuchia Do đóngười ta coi vàng đắng là nguồn nguyên liệu sè mét để chiếtxuất 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 mọchoang nhiều ở trung và hạ Lào, Campuchia

Theo Phạm Hoàng Hé trong ‘ Cây cỏ Việt Nam’ đã mô tả 3loài 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:

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 cólông màu hơi nâu, sau không có lông, đổi thành hơi trắng, mang các vết sẹo củacuống lá hình đĩa Mặt cắt của thân và cành có màu vàng tươi; mặt cắt của rễ cómàu vàng sẫm, nhìn rõ những dãy mạch gỗ toả tròn như hình nan hoa bánh xe, chấtnước chảy ra tõ mặt cắt cũng có màu vàng

Lá đơn nguyên , mọc so le, phiến lá mỏng dài, thường hình trứng rộng hoặchình 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 vàcác gân chính lõm xuống; mặt dưới lá có lông hơi trắng, nhìn rõ 5 - 7 gân xoè ranhư hình chân vịt và 1 - 2 đôi gân ở mép ngoài cùng, cũng như hệ gân hình mạnglưới 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 nhưđầu gối

Côm hoa: hoa đính trên các đầu hình cầu; đường kính 6 - 7mm có cuống nhỏdài 10-30mm, được sắp xếp trong mét chùm dài 5 - 11cm ở trên nách lá hay ở đoạnthân 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 trongnhẵn; 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 nhịrời, dài 1mm, 3 nhị ở vòng trong dính liền nhau ở phía dưới Hoa cái có bao hoagiống 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 3cm, mặt ngoài có lông màu nâu đến vàng cam, thịt quả màu vàng, vị đắng; vỏ quảtrong tạo thành hạch cứng, dày tới 3mm.

2,5-Năm 1999, Đỗ Tất Lợi [10] đã mô tả cây vàng đắng khác với Trần CôngKhánh: Là một cây leo to, có phân nhánh, mọc bò trên mặt đất hoặc leo lên nhữngcây gỗ cao Thân non màu trắng bạc, thân già màu ngà, xù xì, có vết tích của lárụng 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 hìnhnón, 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 xámtrắng; 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, hoađực có 5 nhị, hoa cái có nhị lép, 3 lá noãn có lông Quả hạch tròn, đường kính cỡ2,5cm

Riêng Phạm Hoàng Hé [4] lại mô tả cây vàng đắng với những loài khácnhau:

- 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 5gân 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, to2,5cm

- C blumeanum Miers ( Vàng đắng Blume) Dây leo, thân to.

Lá có phiến xoan hay xoan tròn dài, to 12-35cm, rộng 20cm, không lông Lóc nhá như mặt bọt, mặt dưới mốc

6-trắng, có lông dày, gân ở đáy 7, gân phô 2 - 5 cặp, Cuống dài6-20cm, 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 Quảnhẵn 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

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 hoặcnước uống [17]

Ngoài những ứng dụng trên, Berberin còn dùng để làm chất tạo màu trongthực phẩm và trong các loại đồ uống có cồn [18]

Vì những cụng dông quan trọng như vậy và những công trình nghiên cứucần 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 kiệtđược tính theo công thức:

Bảng 1: Kết quả định lượng Berberin trong dược liệu

n Đọ Èm (%) m tủa (g) Vdịch lọc (ml) Hàm lượng Berberin (%)

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 cồnEthylic để chiết Berberin trong vằng đắng như Nguyễn Liêm, Triệu Duy Điệt, HồĐắc Trinh

Muốn vậy, chúng ta phải tìm độ tan của các muối Berbrin khác nhau haynói cách khác là dùng các dung dịch acid khác nhau để chiết xuất Berberin tõ dượcliệu

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

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 Acidphotphoric và Acid acetic là loại acid khó kiếm đắt tiền nên không được sử dụnglàm dung môi chiết xuất, còn acid sulfuric công nghiệp là loại hoá chất dễ mua, rẻtiền nên việc sử dụng làm dung môi chiết xuất là thích hợp

Dựa trên cơ sở đó chúng tôi tiến hành khảo sát độ tan của Berberin vớicácdung 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 phápngâm 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, 1gthan hoạt cho vào bình đựng dịch chiết, lắc khoảng 10 phút Lọc loại bỏ than hoạt.Lượng dịch lọc thu được là 100ml Cân 10g NaCl cho vào mỗi bình, lắc cho tanhết, để lắng qua đêm Lọc lấy tủa, đem sấy ở 600C đến khối lượng không đổi Đem cân

Quy trình chiết theo sơ đồ 1.

Qua bảng 2 và đồ thị 1 ta thấy nếu chiết với dung dịch acid acetic 1% sẽ chokết quả cao nhất, sau đó là đến dung dịch acid sulfuric 2% Nhưng do acid acetic làmét acid dễ bay hơi, độc và đắt tiền, còn acid sulfuric rẻ, dễ mua, hầu như khôngbay hơi, do đó chúng tôi chọn acid sulfuric để chiết Berberin tõ vàng đắng vớinồng độ là 2%.

2.3 Chiết xuất Berberin tõ cây vàng đắng:

* Khảo sát nồng độ H2SO4:

Sơ đồ quy trình chiết:

* Mô tả:

Thân vàng đắng đem về thái mỏng, sấy khô ở nhiệt độ 600C, đem xay thành bộtthô 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, thêmthan hoạt, lắc khoảng 10 phút sau đó lọc loại bỏ than hoạt Tõ sè ml dịch lọc thuđược tính xem cần khối lượng NaCl là bao nhiêu để dung dịch có nồng độ NaCl là

32, 2 - 32,4%, lắc cho muối tan thấy xuất hiện tủa

Lọc nóng loại bỏ bã than hoạt Dịch lọc chứa trong nồi kết tinh Lọc lấy tinh thểbằng lọc chân không Cồn được đem cất thu hồi Tinh chế lại 1 lần nữa

Sấy: tinh thể Berberin clorid thu được đem sấy ở 50 - 600 C trong 6giờ

 Theo quy trình chiết của Nguyễn Liêm:

Ba quy trình trên được so sánh qua bảng sau:

Nội

dung

Quy trình của BM

Công nghiệp Dược

Quy trình của Nguyễn

xuất phải đầu tư nhiều

hơn

Tan trong acidsulfuric(1/30), do vậyhiệu suất chiết suất cao

hơnQuá

chúng tôi tiến hành loạitạp ngay giai đoạn đầu,mặc dù tèn Ýt thời giannhưng trong quá trìnhtinh chế B clorid sẽtinh khiết hơn

- Khi cho nước muối

bão hoà, thì B clorid

không kết tủa ngay mà

kết tủa rất chậm và

không hết

Phải tốn thêm HCl,mặt khác muối B

HCl rất Ýttan(1/500)

Tinh

chế

Tủa B clorid thô thu được vẫn còn lẫn rất

nhiều muối do đó khi dùng cồn 900

vẫn có một lượng nhá NaCl tan Vì thế khi

kết tinh vẫn còn lẫn muối không loại bỏ được

triết để

Dùng cồn tuyệt đối sẽ loạiđược muối, sản phẩm tinhkhiết hơn, Ýt tèn thời giantinh chế và B sẽ không bịhao hụt nhiều

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 (t0), cóthể áp dụng cho bất cứ xí nghiệp nào

- Dung môi dễ kiếm, rẻ tiền, tiết kiệm 1 lượng hoá chất

- 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 xuấtBerberin tõ cây vàng đắng, chúng tôi rút ra những kết luận sau:

- Khảo sát được độ tan của các muối Berberin, acid acetic là acid tốt nhất đểchiết Berberin nói chung và từ vàng đắng nói riêng

- Với quy trình cải tiến, chúng tôi tìm được nồng độ H2SO4là: 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 hiệuquả chiết xuất cao với hàm lượng Berberin là: 83,75%

- dự kiến được quy trình chiết xuất Berberin tõ vàng đắng nói riêng vàBerberin nói chung Quy trình này tiết kiệm được hoá chất, dung môi Mặt khácdung môi và hoá chất rẻ tiền, dễ kiếm, không độc, không cần đầu tư thiết bị nhiều,

có thể áp dụng rộng rãi cho các xí nghiệp và ngay cả ở trong rừng

Đã dùng phương pháp tinh chế để tinh chế Berberin clorid thô thu được từvàng đắng đạt hàm lượng 98%.

- Khi thu hái nên thu hái cả lá và rễ; đã chặt cây nào thì nên tận thu nguyênliệu cây đó, nhằm tiết kiệm nguyên liệu và bảo vệ nguồn tài nguyên quý giá củachúng ta Cần bảo vệ và tái sinh cây vàng đắng để bảo đảm sản xuất lâu dài./

Tài liệu tham khảo

1. Bài giảng dược liệu- tập 2- trường ĐHDược HN-1998-tr.89,90,91

2. Võ Văn Chi từ điển cây thuốc Việt Nam NXB Y học 1999-Tr, 1314

-3 Dược điển Việt Nam II- tập -3 Tr.303; 72-7-3

4 Phạm Hoàng Hé - Cây cỏ Việt Nam - Quyển I - NXBTrẻ,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 xuấtbản, tr.8

7 Phan Quốc Kinh - Nghiên cứu những Alcaloid chiết xuất từ các cây thuốc ViệtNam - 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