luận văn công nghệ sinh học Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt chất sinh học của lá trầu miền Bắc

LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo Ths. Phạm Thế Chớnh đó tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Hóa học trường ĐHKH đã trực tiếp truyền thụ cho chúng em những kiến thức nền tảng hết sức quan trọng trong thời gian học tập tại trường, và đã tạo cho em những điều kiện thuận lợi để chúng em có điều kiện nghiên cứu những mảng kiến thức bổ ích và quý báu. Em xin cảm ơn những người bạn, những anh chị đã cho những ý kiến đóng góp quan trọng trong quá trình tìm hiểu vấn đề. Mặc dự đó cố gắng nhưng trong bài không tránh khỏi những sai sót và khiếm khuyết, em rất mong được sự đóng góp của thầy cô. Em xin chân thành cảm ơn! Thỏi Nguyờn, ngày 18 tháng 4 năm 2011. Sinh viên Hoàng Thị Thanh MỤC LỤC 2.4 ĐIỀU CHẾ CÁC CẶN CHIẾT TỪ LÁ TRẦU (PIPER BETLE L.) 19 2 MỞ ĐẦU Trầu không là cây vườn quen thuộc gắn liền với văn hóa Việt Nam từ ngàn xưa, đã đi vào nhiều câu chuyện và dân ca khắp mọi miền của đất nước. Người ta sử dụng lá trầu không để ăn và làm thuốc trong y học dân tộc. Tập tục ăn trầu là một nét văn hóa đặc trưng của lễ tết Việt Nam cũng như nhiều dân tộc phương đông khác như Srilanka, Ấn Độ, Malaysia _ lá trầu được xem là biểu tượng của lòng tôn kính, sự may mắn và hòa hợp. Trong y học dân gian, người ta dựng lỏ trầu không giã nhỏ, cho thêm nước sôi vào dùng để rửa những vết loét, mẩn ngứa. Nước pha lá trầu không chữa bệnh viêm kết mạc… Việc nghiên cứu thành phần hóa học của trầu không đã được nghiên cứu tại một số quốc gia trên thế thế giới, và đã phân lập được một số hợp chất quý, có vai trò sinh học quan trọng. Theo “Nghiờn cứu thành phần hóa học và hoạt chất sinh học của lá trầu miền Bắc” của ThS. Phạm Thế Chớnh đó phân lập được egeunol là thành phần chính trong tinh dầu miền Bắc. Thành phần hóa học chủ yếu của trầu không philippine là chavibetol và chavibetol axetat. Trầu không Ấn Độ thì eugenol và hydroxychavicol là thành phần chính. Ở Việt Nam chưa có nhiều số liệu công bố về các thành phần hóa học của trầu không, hơn nữa những bài thuốc trong dân gian sử dụng lá trầu không để chữa bệnh chưa có tiêu chuẩn kiểm nghiệm về thành phần hóa học nào tạo nên hoạt tính đó, vì vậy cần phải nghiên cứu kỹ thành phần hóa học của lá trầu. Đó là lý do chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu thành phần hóa học dịch chiết kém phân cực của lá trầu khụng”. 3 Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 KHÁI QUÁT VỀ THỰC VẬT HỌ HỒ TIÊU (PIPERACEAE) Piperaceae được biết đến là họ hồ tiêu, hiện được xếp là một họ rộng của các thực vật có hoa. Nhóm này bao gồm khoảng 3610 loài thuộc 5 chi chính: Piper, Piperomia, Zippellia, Manekia, Verhuellia. Phần lớn những cây hồ tiêu có thể tìm thấy trong 2 chi chính là: Piper (2000 loài) và Peperomia (1600 loài). Các thành viên của Piperaceae là những cây nhỏ, những bụi cây, hoặc các loại thảo mộc [21]. Thân: cỏ hay dây leo nhờ dễ bám; Lá: đơn, nguyên, mọc cỏch, cú hay không có lá kèm. Phiến lá hình tim hay hình trứng, gân lá hình chân vịt hay lông chim; Cụm hoa: giộ không phân nhánh mọc ở nách lá hay đối diện với lá. Mỗi hoa mọc ở nách một lá bắc, xếp theo đường xoắn ốc và thường áp sát vào trục hoa; Hoa: trần, lưỡng tính, cũng có thể là đơn tính, mẫu 3 với 2 vòng nhị; Bộ nhị: 6 nhị đớnh trờn 2 vòng, nhưng số nhị thường giảm do trong vòng có thể mất đi hoàn toàn hoặc một phần; Bộ nhụy: thông thường là 3 noãn, nhưng cũng có thể là 4 hoặc 5 noãn, hợp thành một bầu ô; Qủa: mọng, chứa một hạt, hạt có nội nhũ và ngoại nhũ [4]. Cỏc cây tiêu biểu trong họ: + Rau càng cua: Piperomia Pellucida dùng làm rau ăn. + Trầu: Piper Betel L. thõn, lá, quả chữa nhức mỏi, đau dạ dày, ăn không tiêu. + Lá lốt: Piper lolot C.DC toàn cây chữa phong hàn, rối loạn tiêu hóa. + Tiêu dài: Piper Longum L. quả trị đau bụng, tiêu chảy, nước rễ sắc chữa bệnh viêm phế quản, ho, cảm lạnh. + Tiêu: Piper Nigrum L. dùng làm gia vị. [4] 4 1.2 KHÁI QUÁT VỀ CHI HỒ TIÊU Chi hồ tiêu (piper) là một chi lớn, gồm khoảng 1200 loài, phân bố chủ yếu ở các khu vực có khí hậu nhiệt đới điển hình. Trong vùng Đông Nam Á có khoảng 400 loài. Ở nước ta, theo Phạm Hoàng Hộ (1991) chi hồ tiêu có khoảng 40 loài, thường là những cõy thõn bụi, thân thảo và cây dây leo. Lá mọc so le, nguyên hay chẻ ba. Cụm hoa bụng tỏn, hoa lưỡng tính hoặc đơn tính, không có bao hoa, xếp thành bông dày đặc và dài, hoa có hai nhị đớnh trờn trục hoặc ở gốc bầu. Quả mọng dời không có cuống hoặc có cuống, chỉ có một hạt có phôi nhũ to [2]. 1.3 KHÁI QUÁT VỀ CÂY TRẦU KHÔNG Trầu không có tên khoa học là Piper betle L. thuộc họ hồ tiêu (pipieraceae). Ngoài ra ở những vùng khác nhau lại có tên khác nhau như: trầu lẹt (Huế), trầu cay, trầu lương, hruố eehang (Buụn Mờ Thuột), mụ-lu (Campuchia), piper betle, vine piper (Anh), bétel (Pháp)… 1.3.1 Đặc điểm thực vật Trầu không là loại cây lâu năm, là loại dây leo bám, cành hình trụ nhẵn có khía dọc, bén rễ ở những mấu, lá mọc so le, hình tim tròn, gốc đôi khi hơi lệch, đầu nhọn dài khoảng 10 đến 13cm, rộng 4,5 đến 9cm, hai mặt nhẵn, mặt trên sẫm búng, gõn nổi rất rõ ở mặt dưới. Cuống lá có bẹ kéo dài, cụm hoa mọc buông thõng ở kẽ lá thành bông ngắn. Lá bắc tròn hoặc hình trái xoan, hoa đực dài có cuống, có lông, hoa cái dài khoảng 5cm, cuống phủ lông dày, bầu có lông ở đỉnh, quả mọng và tròn. Toàn thân có tinh dầu thơm, cay [1,6]. 5 Hình 1: Hình ảnh cây trầu không Piper betle L. 1.3.2 Nguồn gốc và phân bố Trầu không có nguồn gốc ở miền Trung và Đông Malaysia, được trồng từ 2500 năm trước, sau đó lan sang Madagasca và Đông Phi. Ở Trung Quốc, trầu không cũng được ghi chép từ đời nhà Tần 618-907 sau công nguyên. Đầu thế kỷ XV cây bắt đầu được đưa sang Châu Âu. Ngày nay trầu không được trồng phổ biến ở khắp các nước nhiệt đới vùng Nam Á và Đông Nam Á như Ấn Độ, Srilanka, Malaysia, Thái Lan, Indonesia, philippine, Việt Nam, Trung Quốc… Ở Việt Nam, trầu không cũng được nhắc đến trong truyện cổ tích “Trầu- Cau” từ thời vua Hùng, cách đây 2000 năm. Hiện nay trầu không được trồng khắp nơi (trừ vùng cao núi lạnh, trên 1500 m). Việc trồng trầu không ở Việt Nam cũng như các nước Châu Á thường gắn liền với tục ăn trầu của người dân [1]. 1.3.3 Thành phần hóa học của trầu không Thành phần các chất chứa trong lá trầu tươi [25]: 6 Bảng 1: Thành phần các chất chứa trong lá trầu tươi Thành phần Hàm lượng Thành phần Hàm lượng Nước 85-90% Riboflavin 1,9-30μg/100g Protein 3-3,5% Tannin 0,1-1,3% Chất béo 0,4-1% Nitrogen 2-7% Chất khoáng 2,3-3,3% Photphorus 0,005-0.6% Chất xơ 2,3% Kali 1,1-4,6% Chlorophyll 0,01-0,25% Canxi 0,2-0,5% Cacbohydrate 0,5-6,1% Sắt 0,005-0,007% Axit nicotinic 0,63-0,89 mg/100g Iot 3,4 μg/100g Vitamin C 0,005-0,01% Tinh dầu 0,08-0,2% Vitamin A 1,9-2,9mg/100g Năng lượng 44 kcal/100g Thiamine 10-70 μg/100g Từ những bài báo và tạp chí trong nước cũng như trên thế giới, thành phần hóa học của trầu không được phân ra như sau: 1.3.3.1 Các hợp chất tecpenoit Tecpen là những hợp chất hữu cơ chứa C, H, O và tồn tại trong thiên nhiên mà có bộ khung cacbon gồm nhiều mắt xích giống với khung cacbon của isopren, tức là biểu diễn bởi công thức (iso-C 5 ) n với n ≥ 2. Theo nhiều kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước cho thấy, trong thành phần hóa học của trầu không có chứa một số hợp chất tecpenoit. Qua khảo sát thành phần hóa học tinh dầu trầu ở 3 vùng miền của Việt Nam cho thấy thành phần thay đổi theo cỏc vựng miền địa lý: tinh dầu trầu miền Bắc có hàm lượng các hợp chất tecpen thấp, còn tinh dầu trầu miền Nam trong thành phần chính chỉ có một xiclic monotecpenoit là (R)-(-)-p-ment-1-en-4-ol (terpinen-4-ol), với hàm lượng 19,28%. Trong khi đó tinh dầu trầu miền Trung hàm lượng secquitecpenoit chiếm tới 25,6% bao gồm: δ-cadinen (1) , γ-cadinen (2), α-cadinol (3) và monotecpenoit là terpinen-4-ol (4) [8, 9] . 7 HO OH (1) (2) (3) (4) Theo kết quả nghiên cứu của Saeed S.A, Farnar S và các cộng sự khỏc đó phõn lập được tritecpene từ trầu không, ứng dụng khả năng chống tiểu cầu hình dĩa và khả năng kháng viêm của nó [28]. 1.3.3.2 Các hợp chất phenolic (polyphenol) Phenylpropenoit (C 6 -C 3 ) là những hợp chất có một nhân benzen liên kết với gốc allyl, và nhân benzen liên kết với ít nhất một nhóm hydroxy ở dạng tự do hoặc liên kết với một nhóm chức khác như ete, este Trong nhiều tài liệu nghiên cứu về thành phần hóa học của trầu không piper betle cho thấy thành phần chính là eugenol và các dẫn xuất của nó. Như trong công trình nghiên cứu của Lê Thanh, Nguyễn Xuân Dũng và Piet A. Leclercq đã nghiên cứu và xác định được thành phần chính của tinh dầu trầu trồng ở Huế là eugenol (10) [9]. Phạm Thế Chính cũng đã phân lập được eugenol là thành phần chính lớn nhất trong tinh dầu trầu miền Bắc [3]. Như vậy tinh dầu trầu không còn là nguồn nguyên liệu để sản xuất eugenol, một đơn hương quớ, là nguyên liệu đầu cho tổng hợp các đơn hương và định hương khác phục vụ cho công nghiệp hương liệu. Ngoài ra, theo kết quả nghiên cứu thành phần hóa học của trầu không Philippine do AgnesM.Rimando và các cộng sự nghiên cứu đã phân lập được các thành phần chính trong tinh dầu trầu và các chất hòa tan trong ete. Thành phần chính của tinh dầu trầu là: chavibetol (5) , metyl chavibetol (6), allylpyrocatechol (7), safrole (8), chavibetol acetate (9), eugenol (10), allylpyrocatechol điaxetat (11) và một số chất khác với hàm lượng nhỏ. Thành phần chính của các chất hòa tan trong ete là allylpyrocatechol (2.38%). Như vậy thành phần chính của tinh 8 dầu trầu là các hợp chất phenol và tecpen, tỷ lệ của chúng khác nhau tùy thuộc vào nguồn gốc của lá trầu. Chavibetol được coi là thành phần đặc trưng của trầu Philippine, tuy nhiên tinh dầu trầu Ấn Độ thì eugenol lại là thành phần chính (30-90%) [11]. Nghiên cứu của Pitchaon Maisuthisakul, Ph.D về hoạt tính chống oxy hóa của các hợp chất phenolic từ lá trầu cho thấy thành phần các chất chứa trong lá trầu có tác dụng này là chavicol, chavibetol, chavibetol axetat và eugenol [27]. OCH 3 OH OCH 3 OCH 3 OH OH O O (5) (6) (7) (8) OCH 3 OCOCH 3 OCH 3 OH OCOCH 3 OCOCH 3 (9) (10) (11) Theo nghiên cứu của M.Nagabhushan và các cộng sự cũng đã nghiờn cứu và phân lập được eugenol - thành phần chính của tinh dầu trầu [23]. Cũng theo nghiên cứu khác của S. Bhattacharya cựng các cộng sự đã phân lập được allylpyrocatechol từ dịch chiết etanol của lá trầu không tại Ấn Độ và ứng dụng nó để chống lại bệnh viêm loét dạ dày, bằng cách thử nghiệm trên chuột [29]. Tại Ấn Độ, K.Ghosh và T.K.Bhattacharya cũng đã nghiên cứu thành phần hóa học của trầu không Piper betel Linn, phân lập được một số hợp chất chính 9 trong đó có hợp chất phenolic là 4-allyl resorcinol (12). Hợp chất này thu được từ cặn chiết etylaxetat của rễ cây trầu [17]. Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các hợp chất phenolic trong trầu không, Amonkar cựng cỏc cộng sự đã phân lập được chavicol (13) là thành phần chính trong tinh dầu trầu. Nú cũn được coi như là một chất chống đột biến [12]. OH OH HO (12) (13) Lignanoit và Neolignanoit Zing H.W. cựng cỏc cộng sự đã phân lập được piperol A (14), piperol B (15), piperbetol (16), metylpiperbetol (17) từ lá trầu không Piper betle L. có khả năng ức chế sự quần tụ huyết tố hình dĩa của thỏ, được gây kích thích bằng nhân tố hoạt hóa huyết tố hình dĩa (PAF) trong sự phụ thuộc vào nồng độ. Hơn nữa, piperbetol, metylpiperbetol, piperolA, và piperol B không làm ảnh hưởng đến thành phần cAMP trong các thành phần còn lại của huyết tố hình dĩa [34]. H 3 CO H 3 CO HO OCH 3 O H H 3 C H 3 CO H 3 CO HO OCH 3 O H H H 3 CO HO AcO OCH 3 O H H 3 C H 3 CO H 3 CO AcO OCH 3 O H H 3 C piperol A piperol B piperbetol metylpiperbetol ( 14 ) ( 15 ) ( 16 ) ( 17 ) 10 [...]... khoa học và kỹ thuật, 2003 [2] Võ Văn Chi “Từ điển thực vật thông dụng”, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2004 [3] Phạm Thế Chính Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt chất sinh học của lá trầu (Piper betle L) miền bắc Việt Nam”- Luận văn thạc sỹ khoa học, 2009 [4] Trương Thị Đẹp “Thực vật dược”-Bộ Y Tế- NXBGD 33 [5] Phạm Hoàng Hộ “Cây có vị thuốc ở Việt Nam”- NXB Trẻ, 2006 [6] Đỗ Tất Lợi “Những cây thuốc và. .. nghiên cứu về thành phần hóa học của thân cây trầu không của Yan Yin, Xiang Zhong Huang và các cộng sự đã phân lập và xác định được axit 23-hydroxyursan-12-en-28-oic (29) [33] Ngoài ra, axit stearic (30) cũng được tìm thấy trong trầu không COOH COOH (29) (30) 1.4 GIÁ TRỊ TRUYỀN THỐNG VĂN HÓA, CÔNG DỤNG TRONG Y HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA TRẦU KHÔNG PIPER BETLE L 1.4.1 Tục nhai trầu- một nét đẹp văn. .. không tiêu [6] 1.4.3 Hoạt tính sinh học của trầu không Trong trầu không có nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học mạnh, có khả năng kháng lại nhiều loại vi khuẩn Như trong nghiên cứu của T.Nalina và Z.H.A.Rahim đã thử hoạt tính sinh học của dịch chiết thô của lá trầu Malaysia lên vi khuẩn gây sâu răng trong khoang miệng người là Streptococcus mutans [31,32] Cao lá và tinh dầu trầu không có hoạt... NXB y học, 2003 [7] Nguyễn Thượng Lệnh, Bùi Ngọc Minh Phương và cộng sự “Khảo sát ảnh hưởng của phương pháp ly trớch lên thành phần hóa học của tinh dầu trầu (piper betle L)”Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, ĐHQG tp Hồ Chí Minh [8] Nguyễn Thị Lý, Trần Thị Hồng Vân “Tách tinh dầu và carotenoid từ lá trầu (piper betle L)”- Hội nghị khoa học công nghệ lần thứ 9, phân ban côn nghệ hóa học, ... Steroit và axit béo từ trầu không Theo nghiên cứu về thành phần hóa học của của thân cây trầu piper betle do Yan Yin, Xiang Zhong Huang và các cộng sự nghiên cứu, sử dụng các kỹ thuật sắc ký đã phân lập và tinh chế được 9 hợp chất Cấu trúc của các hợp chất này được xác định dựa trên cơ sở phân tích quang phổ Kết quả đã phân lập được 9 hợp chất từ các phân đoạn ete dầu hỏa và phân đoạn etylaxetat của dịch... là lá trầu thu hoạch vào tháng 2 năm 2009 tại Hải Dương Tên khoa học được giám định tại Phòng thực vật, Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam 5 kg nguyên liệu tươi được rửa sạch, loại bỏ phần hư hỏng, phơi khô ở điều kiện thường sau đó sấy ở nhiệt độ 40-450C đến khụ giũn rồi nghiền nhỏ thu được 1kg bột mịn khụ, dựng để nghiên cứu thành phần hóa học của trầu. .. các chất tinh khiết là công việc bắt buộc và có ý nghĩa quan trọng nhất khi nghiên cứu thành phần hóa học của các loài thực vật Trong giới hạn về thời gian và thời lượng của Khóa luận tốt nghiệp đại học chúng tôi chỉ lựa chọn cặn chiết kém phân cực là cặn diclometan (M) đề nghiên cứu phân lập thành phần hóa học Bằng silica gel cỡ 40-63 µm, tỷ lệ cặn chiết trên chất hấp phụ silica gel là 1/30, nhồi cột...1.3.3.3 Các hợp chất ankaloit Ankaloit là một nhóm hợp chất thiên nhiên mà hầu hết là các dị vòng chứa nitơ, có tính bazơ, có trong một số sinh vật nhất định Nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước đã phân lập và xác định được một số ankaloit từ cây trầu không K.Ghosh và T.K.Bhattacharya nghiên cứu về thành phần hóa học của rễ cây trầu không piper betle Linn và phân lập được Aristololactam... công nghệ lần thứ 9, phân ban côn nghệ hóa học, Đại học Bách khoa Tp Hồ Chị Minh [9] Lê Thanh, Nguyễn Xuân Dũng, Piet A.Leclerq Thành phần hóa học của tinh dầu lá trầu không ( piper betle L)”- Tạp chí dược liệu, 1996 [10] Lê Thị Xuân “Nghiờn cứu phân lập các chất từ cặn chiết có hoạt tính sinh học mạnh của lá trầu (Piper betle L.) vùng Hải Dương”- Luận văn tốt nghiệp, 2010 TIẾNG ANH [11] Agnes M Rimando,... đẹp văn hóa Ngày xưa người Việt thường có thói quen ăn trầu và đã trở thành phong tục Tục ăn trầu tương truyền có từ thời vua Hùng và gắn liền với chuyện cổ tích trầu cau” Miếng trầu gồm có 4 nguyên liệu: cau có vị ngọt, lá trầu không có vị cay, rễ chay có vị đắng, và vôi tôi có vị nồng, đôi khi người ta cho thêm cả sợi thuốc lá Ăn trầu thể hiện nếp sinh hoạt mang đậm tính dân tộc độc đáo của người . trò sinh học quan trọng. Theo “Nghiờn cứu thành phần hóa học và hoạt chất sinh học của lá trầu miền Bắc của ThS. Phạm Thế Chớnh đó phân lập được egeunol là thành phần chính trong tinh dầu miền. tạo nên hoạt tính đó, vì vậy cần phải nghiên cứu kỹ thành phần hóa học của lá trầu. Đó là lý do chúng tôi chọn đề tài: Nghiên cứu thành phần hóa học dịch chiết kém phân cực của lá trầu khụng” [1]. 1.3.3 Thành phần hóa học của trầu không Thành phần các chất chứa trong lá trầu tươi [25]: 6 Bảng 1: Thành phần các chất chứa trong lá trầu tươi Thành phần Hàm lượng Thành phần Hàm lượng Nước