Thành phần hoá học chủ yếu của cây hoè là các flavonoid, ngoài ra còn một số hợp chất khác: - Lá chứa 6,6% flavonoid toàn phần trong đó có 4,7% là rutin.. - Hoa hoè có 14 Aavonoid được p
Trang 1BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI
HOÀNG ĐÌNH HỢP
NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT CHIÊT XUẤT RUTIN
TỪ HOA HOÈ
{Sophora japónica L - Pabaceaè)
(KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC sĩ KHOÁ 1997-2002)
Người hướng dẫn : PGS TS.TừM inh Koóng
KS Nguyễn Việt Hương
Nơi thực hiện : BM Công nghiệp Dược
Trung tâm GMP
Thời gian thực hiện: 2/2002- 5/2002
Hà Nội, 5/2002
Trang 2LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện công trình tốt nghiệp này, em đã nhận được
sự giúp đỡ của nhiều thầy cồ giáo, đặc biệt là:
Thầy giáo PGS TS.TừM ỉnh Koóng
Cô giáo KS Nguyễn Việt Hương
những người đã trực tiếp hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành công trình này
Với lòng biết ơn chân thành, em xin cảm ofn các thầy cô
Đồng thời, em xin cảm ơn bộ môn Công nghiệp dược, phòng thí nghiệm GMP đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành công trình này, cảm ơn các thầy cô, các bộ môn đã giúp đỡ em trong quá trình học tập và rèn luyện tại trường
Hà Nội 5/2002
s v Hoàng Đình Hợp
Trang 3MỤC LỤC.
ĐẶT VẤN ĐỂ 1
Phần I: TỔNG QUAN 2
1 Nguồn nguyên liệu để chiết rutin 2
2 Cây hoè 3
2.1 Đặc điểm thực vật và phân bố 3
2.2 Thành phần hoá học 3
2.3 ứ ig d ụ n g 4
3 Rutin 5
3.1 Công thức hoá học và tính chất 5
3.2 Định tính, định lượng 6
3.3 Tác dụng dược lý 8
3.4 ứ ig dụng 8
4 Chiết xuất rutin 9
4.1 Phương pháp chiết bằng nước 9 /Ị^/^ 4.2.Phương pháp chiết bằng cồn 10
Phần II: [ t h ự c n g h i ệ m v à k ế t q u ả 12 1 Nguyên vật liệ u 12
1.1 Ng jyên liệu 12
1.2 Dung môi hoá c h ấ t 12
1.3 Thiết bị dụng c ụ 12
2 Phương pháp thực nghiệm 13
2.1 Định lượng rutin trong hoa hoè 13
2.2 Phương pháp chiết bằng nước ở 100°c 13
2.3 Phương pháp chiết bằng nước ở 120°c 16
Trang 42.4 Phương pháp chiết bằng cồn 60° 17
2.5 Phương pháp chiết bằng dung dịch kiềm loãng ^ 18
2.6 Phương pháp xử lý số liệu 19
3 Kết quả thực nghiệm và nhận xét 19
3.1.Định lượng rutin trong hoa hoè 19
3.2 Phương pháp chiết bằng nước ở 100°c 20
3.3 Phương pháp chiết bằng nước ở 120°c 21
3.4.Phương pháp chiết bằng cồn 60° 22
3.5.Phương pháp chiết bằng dung dịch kiềm loãng 23
4 Bàn luận 27
Phần III: KẾT LUẬN VÀ ĐỂ XUẤT 30
LKết lu ậ n 30
2.Đề x u ấ t 30
TÀI LIỆU THAM KHẢO 31
Trang 6ĐẶT VÂN ĐỂ •
Rutin là một chất có tác dụng làm giảm tính thấm của mao mạch, tăng sức bền của thành mạch, trong y học được ứng dụng để phòng và điều trị nhiều chứng bệnh liên quan đến tổn thương thành mạch như trĩ, chảy máu đáy mắt , các chứng bệnh có thể dẫn đến tai biến mạch máu như vữa xơ động mạch, rối loạn tuần hoàn, giòn mao mạch Đặc biệt, hiện nay tỉ lệ người có nguy cơ mắc và mắc các bệnh này ngày càng gia tăng
Ngoài ứng dụng trong y học rutin còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác như bao màu, nhuộm thực phẩm—
Do đó nhu cầu sử dụng rutin trên thế giới ngày càng tăng
Để khai thác có hiệu quả nguồn nguyên liệu này cần nghiên cứu kỹ thuật chiết xuất rutin từ hoa hoè như thế nào cho có hiệu quả kinh tế, tính khả thi và độ an toàn cao Với mong muốn được góp một phần nhỏ vào việc nghiên cứu kỹ thuật chiết xuất rutin, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu
kỹ thuật chiết xuất rutin từ hoa hoè- Sophora japónica L.-Fabaceae.”
Trang 7Phần I
TỔNG QUAN
1 Nguồn nguyên liệu để chiết rutin
Người ta đã tìm thấy rutin có ở 62 họ thực vật với khoảng 150 loài trong
đó có 70 loài thuộc 28 họ thực vật chứa rutin dưới dạng vết[17] ^ '
Trong cây rutin phân bố chủ yếu ờ một số bộ phận nhất định như ở hoa
(Hoè), lá (Bạch đàn cho rutin , Mạch ba góc)
Tuy rutin có ở khá nhiều cây nhưng chỉ có một số cây chứa rutin với hàm lượng cao có khả năng dùng làm nguyên liệu để chiết rutin là:
- Fagopyrum esculentum Moench có khoảng 4%
- Fagopyrum tataricum L có khoảng 6%
- Eucalyptus macrorrhyncha F.Muell có khoảng 8%
- Sophora japónica L có khoảng 18%
Các nguồn nguyên liệu chính để sản xuất rutin trên thế giới hiện nay là:
- Sophora japónica L,: Trung Quốc, Việt Nam, Nhật Bản, Pháp.
- Eucalyptus macrorrhyncha F.Muell: Anh, Mỹ, úc.
- Fagopyrum esculentum Moench và Fagopynim tatarỉcum L :
Pháp, Mỹ, Việt Nam [16]
3>
& nước ta, hoa hoè có hàm lượng rutin rất cao (25- 35%) So với một số
dược liệu khác như fnạch ba^ócr(2- 3%), bạch đàn cho rutin (10%) thì hoa hoè
có hàm lượng lớn hơn nhiều [8] Mặt khác, cây hoè mọc hoang và được trồng
khắp nơi ở nước ta Vì vậy, nguồn nguyên liệu chính để chiết xuất rutin ở
nước ta hiện nay là hoa hoè [16]
Trang 82 Cây hoè: Sophora japónica L , họ Đậu -Fabaceae
2.1 Đặc điểm thực vật và phân bố.
Hoè là loại cây gỗ, to, cao có thể tới 15m, thân thẳng có chỏm lá tròn Cành cong queo Lá kép lông chim lẻ, có 9-13 lá chét hình trứng, đỉnh nhọn, nguyên dài khoảng 3cm, rộng 1,5 - 2,5 cm Cụm hoa hình chuỳ ở đầu cành, hoa dài 4- 8mm rộng 2- 3mm, phần đài chiếm 2/3 toàn bộ chiều dài, đài hình chuông, tràng hình bướm màu trắng ngà phía dưới có cuống ngắn Khi khô hoa trở nên vàng, vị hơi đắng Quả loại đậu không mở, dày và thắt nhỏ lại ở giữa các hạt [4,8]
Phân bố nhiều ở vùng Đông Nam Á*: Trung Quốc, Nhật Bản, Triều Tiên Vùng Trung Capea dơ, Bán đảo Crưm [16] ở một số nước Châu Âu cây hoè được trồng làm cảnh [8]
ở nước ta, cây hoè được trồng và mọc hoang ở khắp nơi, đặc biệt được trồng nhiều ở Thái Bình, Nam Định, Hà Nam, Ninh Bình, Nghệ An [8]
Qua thực tế trồng trọt và thu hoạch sản phẩm, người ta thấy có hai loại cây hoè khác nhau là hoè tẻ và hoè nếp Hoè tẻ là cây có ít cành, hoa thưa và
nở không đều, cụm hoa ở ngọn cành và kẽ lá Hoè nếp là cây nhiều cành, mang nhiều hoa và nở đều [6] Hoè nếp cho năng suất nụ hoa cao gấp ba lần hoètẻ[16]
2.2 Thành phần hoá học.
Thành phần hoá học chủ yếu của cây hoè là các flavonoid, ngoài ra còn một số hợp chất khác:
- Lá chứa 6,6% flavonoid toàn phần trong đó có 4,7% là rutin
- Vỏ quả chứa 10,5% flavonoid toàn phần trong đó 4,3% là rutin, ngoài
ra còn có sophoricosid, sophora biosid và một số flavonoid khác Trong quả xanh có 8 flavonoid, ngoài rutin còn có kemppherol- 3- sophorosid , henistein
- Các bộ phận khác như gỗ, thân, hạt đều có những flavonoid khác nhau
đã được phân lập và đã biết cấu trúc hoá học nhưng không có ý nghĩa thực t ế
Trang 9- Hoa hoè có 14 Aavonoid được phát hiện [19], ngoài rutin còn có quercetin, betulin triterpenoid nhóm lupan, sophoradiol là dẫn chất của nhóm olean[8].
Tuỳ từng điều kiện cụ thể về khí hậu, thổ nhưỡng, trồng trọt, cách thu hái và thời gian thu hái mà hàm lượng rutin trong hoa là khác nhau Thông thường thu hái vào lúc nụ hoè còn non thì hàm lượng rutin đạt cao nhất[5] Nụ hoè ở nước ta chứa khoảng 25- 35% rutin [16] DĐVN II quy định hàm lượng rutin đã được sấy khô trước 60°c trong 6giờ không được thấp hơn 2 0%[2]
Trong y học, ngoài sử dụng hoa hoè người iịa còn dùng các bộ
phận khác của cây như quả với tên gọi hoè giác, nhưng ít hơn
Theo quan điểm của y học cổ truyền, vị hoè hoa thuộc nhóm chỉ huyết
Trang 103 Rutin.
Rutin là một flavonoid thuộc nhóm flavon được phân lập đầu tiên vào
năm 1842 từ cây Cửu lý hương {Ruta graveolen) bởi Veyss [8] Đến năm 1904 Schnidt mới xác định rõ công thức hoá học của rutin [7] Đến năm 1962, rutin
Khi thuỷ phân tạo thành quercetin, glucose và rhamnose
Quercetin (3,3',4',5,7 pentahydroxy flavone) [8]
OHOH
- Rutin là bột kết tinh màu vàng hay hơi vàng ánh xanh, không mùi Để ngoài ánh sáng có thể có màu hơi sẫm lại Tinh thể ngậm 3 phân tử nước
Trang 11chuyển sang dạng khan khi sấy 12 giờ ở 110°c dưới áp suất giảm (lOmmHg) [21].
- Rutin rất khó tan trong nước lạnh (1/10.000), tan trong nước sôi (1/200), khó tan trong cồn (1/650), tan trong cồn sôi (1/60), tan trong methanol, isopropanol và trong các DD kiềm loãng, không tan trong aceton, ether, cloroform, ether dầu hoả, benzen và các acid [3]
- Do cấu trúc là một glycosid nên rutin rất dễ bị thuỷ phân bởi các men có sẵn trong dược liệu hoặc bởi các acid Với DD kiềm nó rất ít bị ảnh hưởng, chỉ
ở điều kiện DD kiềm đặc và có nhiệt độ cao thì cấu trúc của rutin bị phá vỡ, cụ thể là vòng c sẽ mở tạo thành một dẫn chất acid thơm và một dẫn chất phenol
- Phản ứng với DD FeCl35% cho màu xanh lục [8]
- Sắc ký: thường dùng 2 loại sắc ký lớp mỏng và sắc ký giấy [26]
+ Sắc ký lớp mỏng:
Bản mỏng: Chất hấp thụ sillicagel G
Dung môi thường dùng:
Benzen- AtOAc (3:1)CHCI3- M eOH(15:l)Benzen- Aceton (9:1)Toluen- Aceton (19:1)CHCI3- CH3COOH (9:1)
Trang 12MeOH 80% (VA^).
+ Sắc ký giấy
Giấy sắc ký: What man số 1, số 3
Dung môi thường dùng:
+ Nguyên tắc: chiết xuất rutin bằng cồn sau đó thuỷ phân rutin bằng
DD acid loãng được quercetin, lọc lấy kết tủa, sấy rồi cân và tính ra hàm lượng rutin
- Phương pháp đo quang [8]
+ Nguyên tắc: rutin tạo màu với kiềm và một số thuốc thử khác nhau như: Amoni molipdat, tiến hành phản ứng cyanidin rồi đo quang
- Phương pháp quang phổ
+ Nguyên tắc: rutin hoà tan trong ethanol có đỉnh hấp phụ cực đại ở
^,max = 362,5nm và A,2max= 258nm Với 325,2 ở x = 362,5
Người ta dựa vào tính chất đó để định lượng rutin
+ Ngoài ra người ta còn dùng một số phưoỉng pháp khác để định lượng rutin như:
Trang 13Phương pháp đo iod [23]
Phương pháp sắc ký lỏng cao áp [1]
3.3 Tác dụng dược lý:
- Rutin có hoạt tính của vitamin p, tức là có tác dụng làm bền vững thành mạch, làm giảm tính thấm của mao mạch, tăng sự bền vững của hồng cầu[8] Rutin có hoạt tính của vitamin p là do cấu trúc có hai nhóm -OH phenol tự do
ở vị trí 3' và 4' [7] Theo Paris, Vairel thì rutin có hoạt tính của vitamin p
mạnh nhất [15] Theo Paưot, cơ chế tác dụng của rutin là do nó có tác dụng ức chế sự phá huỷ của adrenalin, adrenalin làm tăng sức chịu đựng của mao mạch
do đó làm vững bền thành mạch [4]
- Rutin làm hạ thấp trương lực cơ nhẵn, chống co thắt [8], chống phóng xạ tia X, chống viêm thận cấp [14] Cơ chế chống viêm là do rutin ức chế con đường sinh tổng hợp prostagladin [8]
- Dạng muối natri của rutin có tác dụng làm giảm nhẹ phù nề của tĩnh mạch khi bị viêm [14]
- Sau khi bị oxy hoá, rutin có tác dụng làm tăng đường huyết của thỏ [14]
dị ứng, thấp khớp Ngoài ra còn được dùng trong các trường hợp tổn thương ngoài da do bức xạ, làm cho vết thương chóng lành sẹo [8]
- Trong khoa mắt, được dùng cho các trường hợp viêm võng mạc có xuất huyết, chảy máu đáy mắt [1 2]
- Rutin có thể được dùng đơn độc hoặc được phối hợp với các chất khác để nâng cao hiệu quả điều trị như :
Trang 14+ Với Vitamin C: làm tăng cường tác dụng của vitamin c đặc biệt là khả năng hấp thu vào các cơ quan khác nhau [25] Dùng trong biểu hiện tổn thương mao mạch, xuất huyết dưới da, võng mạc, cao huyết áp.
+ Với Vincamin: dùng chữa các chứng rối loạn tâm thần, cải thiện trí
nhớ, chức năng thần kinh giác quan ở người già.
+ Với Nicotinamid: dùng trong các biểu hiện chức năng hay thực tổn của suy tĩnh- bạch mạch, giãn tĩnh mạch nguyên phát, cơn đau trĩ
+ Ngoài ra còn phối hợp với cholin, khellin, papaverin
- Các dạng bào chế của Rutin:
Rutin được bào chế dưới dạng viên hay dạng hoà tan trong nước dùng
để uống, ở dạng đơn độc hay phối hợp với các hợp chất khác với nhiều tên biệt dược khác nhau
+ Dạng viên:
Viên bao phim: Rutin, Mevon 500, Ido rutin, Vinca"rutin (phối hợp với Vincamin)
Viên bao đường: Rutin c (phối hợp với Vitamin C )
+ Dạng hoà tan trong nước: Rutin thường được chuyển thành dạng muối hoặc dẫn chất dễ tan trong nước như Morpholylethylrutosid, Rutosid natripropylsulíonat [8]
4 Chiết xuất rutin.
Các phương pháp chiết xuất rutin đều dựa trên tính chất có khả năng hoà tan khác nhau trong các dung môi của rutin
Có nhiều phương pháp chiết rutin nhưng có thể xếp thành hai loại chính như sau:
+ Phương pháp chiết bằng nước
+ Phương pháp chiết bằng cồn
4.1 Phương pháp chiết bằng nước:
4.1.1 Chiết bằng nước sôi:
Trang 15- Phương pháp này dựa vào độ tan khác nhau của rutin trong nước sôi và nước lạnh, có thể chiết bằng áp xuất thường hoặc áp xuất cao Dùng nước sôi
để chiết rutin trong hoa hoè, dịch chiết để nguội sẽ có tủa rutin, lọc lấy tủa thu được mtin
- Một số tác giả ở Anh, Mỹ, Pháp, ú c, Rumani, đã dùng phương pháp này để chiết rutin ở nước ta, Nguyễn Văn Đàn và cộng sự cũng đã dùng phương pháp này để chiết rutin từ Mạch ba góc [7]
- Vì nước là dung môi có khả năng hoà tan rộng, nên dịch chiết lẫn nhiều tạp chất do đó tiarớc khi chiết thường dùng acid loãng để khử bớt tạp
4.1.2 Chiết bằng dung dịch kiềm loãng:.
- Dựa vào cấu trúc của rutin có nhóm chức -O H phenol tự do ở vị trí 3’,
4 ’ tạo muối dễ tan trong môi tiirờng kiềm Dùng nước kiềm để chiết rutin, acid hoá dịch chiết để rutin kết tủa, lọc lấy tủa thu được rutin
- Có thể chiết bằng kiềm nóng hay kiềm nguội với các loại kiềm khác nhau và nồng độ khác nhau
- Phương pháp này đã được áp dụng ở Hungary, Rumani ở nước ta, Bộ môn công nghiệp dược tiirờng Đại học dược Hà nội, xí nghiệp Dược phẩm TW
II cũng đã nghiên cứu phương pháp này
4.2 Phương pháp chiết bằng cồn:
- Phương pháp này dựa vào độ tan khác nhau của rutin trong cồn sôi và cồn lạnh Người ta dùng cồn sôi để chiết rutin, dịch chiết đem cô đặc sau đó
để nguội rutin sẽ kết tủa, lọc lấy tủa thu được rutin
- Thường người ta dùng cồn etylic là chủ yếu Có một số tác giả dùngcồn me ty lie (Schinller và Kugler; Kohlmay và Hauye; Couch), ở Mỹ đã dùng isopropanol.[7]
- Cồn hoà tan cả clorophyl, các sắc tố khác, nhựa và chất béo mà chúng
ta cần loại bỏ Có thể loại bỏ chúng trong quá trình tinh chế bằng các cách sau:
Trang 16- Kết tinh lại trong nước.
- Dùng dung môi để loại như: ete, tetracloruacarbon, ete dầu hoả
Đến nay, trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về phương pháp chiết xuất rutin, và đã đưa vào ứng dụng trong sản xuất tuy còn nhiều vấn đề chưa được thống nhất Để đánh giá các phương pháp, phải xét trên hiệu quả kinh tế của phương pháp, chất lượng sản phẩm thu được, khả năng áp dụng vào thực tiễn và độ an toàn trong sản xuất
Trang 17Phần II THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ
- Cân kỹ thuật sartorius
- Cân phân tích sartorius
- Pipet chính xác
- Bình định mức
- Máy quang phổ cary 100 kèm một máy vi tính và một máy in
Trang 18Hàm lượng phần trăm rutin của dược liệu.
p X 2,019 X 50
2.2 Phương pháp chiết xuất rutin bằng nước ở 100'^c.
Nước là dung môi có khả năng hoà tan rộng nên dịch chiết thường lẫn nhiều tạp chất Để giảm bớt lượng tạp chất trong dịch chiết chúng tôi tiến