Khảo sát điều kiện tách chiết và khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ thân cây xương rồng bà có gai (Opuntia dillenii (Ker gawl.) Haw.) mọc ở tỉnh Phú Yên

Kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp chiết Soxhlet cho hiệu quả tách chiết các hợp chất chống oxy hóa từ thân cây xương rồng bà có gai Opuntia dillenii cao hơn so với phương pháp ngâm tĩnh. Điều kiện thích hợp để tách chiết các hợp chất chống oxy hóa từ thân cây xương rồng bà có gai ở giai đoạn trưởng thành bằng phương pháp chiết Soxhlet như sau: dung môi ethanol 95%, tỷ lệ rắn/lỏng là 1/30, thời gian chiết 5 giờ, nhiệt độ chiết 78ºC.

14 Journal of Science – Phu Yen University, No.23 (2020), 14-28 KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN TÁCH CHIẾT VÀ KHẢ NĂNG CHỐNG OXY HÓA CỦA DỊCH CHIẾT TỪ THÂN CÂY XƢƠNG RỒNG BÀ CÓ GAI (Opuntia dillenii (Ker Gawl.) Haw.) MỌC Ở TỈNH PHÚ YÊN Phan Quỳnh Trâm*, Huỳnh Thị Ngọc Ni Trường Đại học Phú Yên Ngày nhận bài: 04/12/2019; Ngày nhận đăng: 06/02/2020 Tóm tắt Kết nghiên cứu cho thấy phương pháp chiết Soxhlet cho hiệu tách chiết hợp chất chống oxy hóa từ thân xương rồng bà có gai Opuntia dillenii cao so với phương pháp ngâm tĩnh Điều kiện thích hợp để tách chiết hợp chất chống oxy hóa từ thân xương rồng bà có gai giai đoạn trưởng thành phương pháp chiết Soxhlet sau: dung môi ethanol 95%, tỷ lệ rắn/lỏng 1/30, thời gian chiết giờ, nhiệt độ chiết 78ºC Dịch chiết thu điều kiện có hàm lượng polyphenol tổng số hàm lượng flavonoid tổng số cao với giá trị tương ứng 143,14±1,71 mg GAE/g DW 50,46±0,25 mg QE/ DW Đồng thời dịch chiết thể khả khử gốc tự DDPH mức cao với giá trị IC50 9,9 µg/ml so với mẫu đối chứng vitamin C - 14,02 µg/ml Những kết cho thấy, dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai nguồn nguyên liệu tiềm để chiết xuất hợp chất chống oxy hóa tự nhiên phát triển loại thực phẩm chức cơng thức thuốc sau Từ khóa: xương rồng bà có gai, dịch chiết, polyphenol tổng số, flavonoid tổng số, hoạt tính chống oxy hóa Đặt vấn đề Cây xương rồng bà có gai (Opuntia dillenii) lồi xương rồng thuộc chi Opuntia có nguồn gốc vùng nhiệt đới châu Mỹ phân bố rộng rãi vùng nhiệt đới châu Á, đặc biệt vùng ven biển Thái Lan, Campuchia, Malaysia, Việt Nam số đảo Thái Bình Dương Ở Việt Nam, xương rồng bà có gai lúc đầu trồng, sau trở nên hoang dại hóa trng gai, bãi cát ven biển tỉnh ven biển miền Trung, Tây Nguyên số đảo lớn Lý Sơn, Côn Đảo, Phú Quốc, Thực tế cho thấy, tỉnh ven biển miền Trung Việt Nam, có Phú n, diện tích xương rồng bà có gai mọc tự nhiên lớn có diện tích đất cát rộng Tuy nhiên, tiềm loài chưa khai thác tận dụng mức, sử dụng để làm hàng rào, thức ăn gia súc phân bón cho trồng sau đốt Trong y học dân gian, xương rồng bà có gai dùng nhiều thuốc chữa loại bệnh viêm loét dày - tá tràng, trĩ máu, ho có đờm, viêm họng, phỏng, đái tháo đường, … Đồng thời, nhiều nghiên cứu giới cho thấy, xương rồng bà có gai nguồn lợi giàu polyphenol, flavonoid, có hoạt tính sinh học chất chống oxy hóa, kháng khuẩn với khả ứng dụng rộng rãi lĩnh vực khác y học, thực phẩm [1-5] _ * Email: quynhtram221@gmail.com Tạp chí Khoa học – Trường Đại học Phú Yên, Số 23 (2020), 14-28 15 Tuy nhiên, Việt Nam bước đầu tập trung nghiên cứu hoạt tính sinh học số nhóm chất từ Nopal (Opuntia spp.) Năm 2013, Lương Huỳnh Ngọc Diễm, sinh viên Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ TP Hồ Chí Minh nghiên cứu quy trình chiết tách pectin từ xương rồng bàn chải (O dillenii) khảo sát khả ứng dụng dịch chiết từ xương rồng làm màng bảo quản trái [6] Năm 2017, sinh viên Bùi Thị Thu Hằng, Trường Đại học Nha Trang thực đề tài luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu thu nhận, đánh giá hoạt tính chống oxy hóa kháng khuẩn pectin từ xương rồng bàn chải (O dillenii) tỉnh Ninh Thuận” [19] Gần có cơng trình nghiên cứu hoạt tính sinh học hạ đường huyết hạ cholesterol máu số nhóm hoạt chất từ Nopal (Opuntia spp.) nhập vào Việt Nam Tạ Thu Hằng (2017), Trường Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội [7] Như vậy, nghiên cứu hợp chất chống oxy hóa khả chống oxy hóa lồi xương rồng thuộc chi Opunita có lồi Opuntia dillenii nước ta hạn chế, đặc biệt chưa có nghiên cứu sâu vào khảo sát điều kiện tách chiết xác định hoạt tính chống oxy hóa lồi Trong đó, kết nghiên cứu giới cho thấy hàm lượng hợp chất chống oxy hóa hoạt tính chống oxy hóa lồi xương rồng thuộc chi Opuntia cao [2, 5, 13-18, 20-23] Tuy nhiên, hầu hết nghiên cứu chủ yếu tập trung vào lồi Opuntia ficus-indica, có thơng tin khoa học cơng trình nghiên cứu hoạt tính chống oxy hóa lồi xương rồng khác, đặc biệt có tài liệu nghiên cứu khả chống oxy hóa lồi Opuntia dillenii Mặc khác, đa số nghiên cứu, khả chống oxy hóa lồi xương rồng thuộc chi Opuntia xác định sử dụng phương pháp tách chiết số dung môi chiết định Vì nghiên cứu thực nhằm xác định điều kiện tách chiết thích hợp hoạt tính chống oxy hóa dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai (Opuntia dillenii) mọc tỉnh Phú Yên, tạo dịch chiết sử dụng trực tiếp tạo tiền đề cho nghiên cứu ứng dụng hợp chất chống oxy hóa từ thân xương rồng bà có gai vào thử nghiệm sản xuất sản phẩm thực phẩm chức Điều góp phần làm đa dạng hóa sản phẩm thực phẩm chức thị trường từ thân xương rồng bà có gai mà cịn nâng cao giá trị chúng sức khỏe người, đồng thời tận dụng nguồn nguyên liệu thực phẩm chức từ thiên nhiên ưu đãi có xương rồng bà có gai Phú Yên Vật liệu phƣơng pháp nghiên cứu 2.1 Vật liệu nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài thân xương rồng thu hái huyện Đơng Hịa, tỉnh Phú n Lồi xương rồng có tên khoa học xác Opuntia dillenii (Ker Gawl.) Haw., họ Cactaceae Kết giám định ThS Đỗ Văn Hài – Viện Sinh thái Tài nguyên sinh vật Ở Việt Nam lồi cịn có tên xương rồng vợt gai, xương rồng bà có gai hay tiên nhân chưởng 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp xử lí ngun liệu Thân xương rồng bà có gai giai đoạn sinh trưởng khác từ dạng tươi sấy nhiệt độ 450C đến độ ẩm không đổi Nguyên liệu khô nghiền nhỏ sàng 16 Journal of Science – Phu Yen University, No.23 (2020), 14-28 qua lưới sàng có đường kính 0,1 mm Bột thân xương rồng bảo quản túi nilon tránh hút ẩm chứa lọ thủy tinh kín nhiệt độ phòng sử dụng để tách chiết, phân tích hàm lượng hợp chất chống oxy hóa xác định hoạt tính chống oxy hóa 2.2.2 Phương pháp xác định độ ẩm nguyên liệu Độ ẩm nguyên liệu xác định phương pháp sấy nhiệt độ 105˚C đến trọng lượng không đổi 2.2.3 Phương pháp tách chiết khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình tách chiết Nghiên cứu thực phương pháp tách chiết sau: ngâm tĩnh chiết Soxhlet 2.2.3.1 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình tách chiết phương pháp ngâm tĩnh Để nghiên cứu ảnh hưởng loại dung môi chiết, loại dung môi khác sử dụng bao gồm: n-hexan, ethyl acetat, ethanol nước cất Các thông số khác thời gian chiết, nhiệt độ chiết tỷ lệ nguyên liệu/dung môi chiết giữ cố định với giá trị tương ứng là: 120 phút, 50ºC 1/10 g/ml Ảnh hưởng nồng độ dung môi chiết đến hoạt tính chống oxy hóa thân xương rồng bà có gai nghiên cứu mốc 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% 99,5% Các thông số khác giữ cố định bao gồm: dung mơi chiết thích hợp lựa chọn từ thí nghiệm trước, nhiệt độ chiết 50ºC, thời gian chiết 120 phút, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 1/10 g/ml Ảnh hưởng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi chiết nghiên cứu mức 1/5, 1/6, 1/7, 1/8, 1/9, 1/10, 1/11 1/12 g/ml Các thông số giữ cố định bao gồm: loại nồng độ dung mơi chiết thích hợp lựa chọn từ thí nghiệm trước, nhiệt độ chiết 50ºC, thời gian chiết 120 phút Ảnh hưởng nhiệt độ chiết đến hoạt tính chống oxy hóa dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai thực 40, 50, 60, 70 80ºC Các thông số giữ cố định bao gồm: loại dung môi, nồng độ dung môi chiết tỷ lệ ngun liệu/dung mơi thích hợp chọn từ thí nghiệm trước, thời gian chiết 120 phút Ảnh hưởng thời gian chiết đến hoạt tính chống oxy hóa dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai nghiên cứu mức 30, 60, 90, 120, 150 180 phút Các thông số giữ cố định bao gồm: loại dung môi, nồng độ dung môi chiết, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi nhiệt độ chiết thích hợp lựa chọn từ thí nghiệm trước 2.2.3.2 Khảo sát số yếu tố ảnh hưởng đến trình tách chiết phương pháp chiết Soxhlet Hai yếu tố khảo sát bao gồm: thời gian chiết tỉ lệ rắn/lỏng Ảnh hưởng tỷ lệ rắn/lỏng nghiên cứu mức 1/10, 1/15, 1/20, 1/25, 1/30, 1/35 1/40 g/ml Các thông số giữ cố định bao gồm: loại dung môi, nồng độ dung mơi chiết lựa chọn từ thí nghiệm trước chiết phương pháp ngâm tĩnh, nhiệt độ chiết gần với nhiệt độ sôi ethanol 78ºC thời gian chiết 180 phút Ảnh hưởng thời gian chiết Soxhlet đến hoạt tính chống oxy hóa dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai nghiên cứu mức từ 120 đến 360 phút với bước nhảy 30 phút Các thông số giữ cố định bao gồm: loại dung môi, nồng độ dung mơi chiết lựa chọn từ thí nghiệm trước chiết phương pháp ngâm tĩnh, tỉ lệ rắn/lỏng – lựa chọn từ thí nghiệm trước nhiệt độ chiết 78ºC Tạp chí Khoa học – Trường Đại học Phú Yên, Số 23 (2020), 14-28 17 Đối với tất trình chiết trên, 10g nguyên liệu khô sử dụng cho lần chiết Mẫu sau chiết làm lạnh đến nhiệt độ phòng, lọc, quay ly tâm với vận tốc 4000 vòng/phút vịng 15 phút, sau tiến hành quay đuổi dung môi, thu dịch chiết cô đặc Dịch chiết đặc sử dụng để đánh giá hoạt tính chống oxy hóa Số liệu hoạt tính chống oxy hóa tính dựa hàm lượng chất khơ dịch chiết 2.2.4 Phương pháp định tính số hợp chất tự nhiên dịch chiết Phương pháp định tính thực theo mô tả Sofowora et al Tiwari et al [8, 9] Dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai định tính với hóa chất thuốc thử bảng 2.1 Bảng 2.1 Các phương pháp định tính hợp chất tự nhiên Hợp chất đƣợc định tính Thuốc thử Kết phản ứng Flavonoid Alkaloid Mg/HCl đậm đặc Thuốc thử Wagner Dung dịch có màu hồng tới đỏ Kết tủa màu nâu đỏ Terpenoid Liebermann-Burchard Phenolic tannin Dung dịch FeCl3 Đỏ nâu-tím, lớp có màu xanh lục Kết tủa màu xanh đen Saponin Dầu oliu, đung nóng 90oC Nhũ tương màu sữa 2.2.5 Phương pháp định lượng 2.2.5.1 Xác định hàm lượng polyphenol tổng số Hàm lượng polyphenol tổng số xác định thông qua phương pháp Folin – Ciocalteu Lấy 0,5 ml dịch chiết dung dịch acid gallic chuẩn (có nồng độ từ 0,05÷3 mg/ml) thêm vào 2,5 ml Folin – Ciocalteu (1:10), lắc Sau phút, thêm vào ml dung dịch Na2CO3 bão hồ, lắc đều, ủ nhiệt độ phịng Độ hấp thụ dung dịch sau phản ứng đo bước sóng 760 nm Acid gallic sử dụng chất chuẩn tham khảo kết quy tương đương theo số milligam acid gallic/1 gam chất khô (Gallic Acid Equivalent/g Dry weight – GAE/g DW) [10] 3.5 OD 2.5 y = 10.211x + 0.0347 R² = 0.9943 1.5 0.5 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 Nồng độ acid gallic (mg/ml) Hình 2.1 Đường chuẩn acid gallic dùng để xác định hàm lượng polyphenol tổng số Xây dựng đường chuẩn phenolic với chất chuẩn acid gallic khoảng nồng độ từ 0,05 ÷ 0,3 (mg/ml) Kết thu phương trình hồi quy tuyến tính: Y = 10,211X + 0,034 với hệ số tương quan R2 =0,9943 Trên sở đường chuẩn ta xác định hàm 18 Journal of Science – Phu Yen University, No.23 (2020), 14-28 lượng polyphenol tổng s ố mẫu nghiên cứu 2.2.5.2 Xác định hàm lượng flavonoid tổng số Hàm lượng tổng flavonoid xác định thông qua phương pháp tạo màu với AlCl3 môi trường kiềm-trắc quang ml dịch chiết dung dịch quercetin chuẩn (có nồng độ từ 0,02÷0,2 mg/ml) thêm vào ml nước cất lần, sau đó, thêm vào 0,3 ml dung dịch NaNO2 5% Sau phút thêm tiếp 0,3 ml dung dịch AlCl 10%, sau phút cho vào ml dung dịch NaOH 1M định mức đến thể tích 10 ml nước cất Độ hấp thụ dung dịch phản ứng đo bước sóng 510 nm Quercetin sử dụng làm chất chuẩn tham khảo kết quy tương đương theo số milligam quercetin /1 g dịch chiết khô (mg Quercetin Equivalent/g Dry weight – mg QE/g DW) [10] Xây dựng đường chuẩn flavonoid với chất chuẩn quercetin khoảng nồng độ từ - 0,2 (mg/ml) Kết thu phương trình hồi quy tuyến tính: Y = 7,648x - 0,0096 với hệ số tương quan R2 =0,9949 Trên sở đường chuẩn ta xác định hàm lượng polyphenol tổng s ố mẫu nghiên cứu Hình 2.2 Đường chuẩn quercetin dùng để xác định hàm lượng flavonoid tổng số 2.2.6 Xác định hoạt tính chống oxy hóa Trong nghiên cứu này, phương pháp DPPH sử dụng để xác định hoạt tính chống oxy hóa ưu điểm so với phương pháp khác như: đơn giản, thiết bị yêu cầu không phức tạp, tiến hành nhanh chóng, thích hợp với nhiều tác nhân chống oxy hóa Dịch chiết chuẩn bị nồng độ khác trộn với nước cất để đạt thể tích tổng cộng ml Sau thêm ml dung dịch DPPH 0,1 mM (pha ethanol 99,5%), lắc để yên bóng tối 30 phút Độ hấp thu quang học đo bước sóng 517 nm Hình 2.3 Đường chuẩn vitamin C Tạp chí Khoa học – Trường Đại học Phú Yên, Số 23 (2020), 14-28 19 Khả khử gốc tự DPPH xác định theo công thức sau: DPPH (%) = 100 × (ACT - ASP)/ACT Trong đó: ACT: Độ hấp thu quang học mẫu trắng không chứa dịch chiết; ASP: Độ hấp thu quang học mẫu có chứa dịch chiết Kết báo cáo giá trị IC50 nồng độ dịch chiết mà ức chế 50% gốc tự DPPH Giá trị IC50 dịch chiết thân xương rồng so sánh với giá trị IC50 chất chuẩn – Vitamin C Từ đồ thị ngoại suy giá trị IC50 vitamin C 14,01 µg/ml 2.2.7 Phương pháp phân tích đánh giá kết Số liệu thơ phân tích phịng thí nghiệm sau xử lý phần mềm Excel 2010 dạng bảng biểu đồ Kết nghiên cứu thảo luận 3.1 Độ ẩm thân xƣơng rồng bà có gai Thân xương rồng bà có gai phận sử dụng chủ yếu Kết xác định độ ẩm thân xương rồng bà có gai dạng tươi dạng bột khơ trình bày bảng 3.1 Bảng 3.1 Độ ẩm thân xương rồng bà có gai Mẫu thí nghiệm Non Trưởng thành Già Độ ẩm (%) Nguyên liệu tƣơi 91,05±0,10% 90,83±0,11% 90,03±0,08% Bột khô 8,64±0,04% 8,30 ±0,03% 8,41±0,04% Kết cho thấy, hàm lượng nước thân xương rồng bà có gai dạng tươi chiếm tỷ lệ cao (hơn 90%) mẫu non, mẫu trưởng thành, mẫu già khơng có chênh lệch đáng kể giai đoạn sinh trưởng Do xương rồng thuộc nhóm thực vật mọng nước nên hàm lượng nước chiếm tỉ lệ lớn hợp lý Tuy nhiên hàm lượng nước cao làm cho mẫu nguyên liệu tươi dễ bị tác động gây hại từ vi sinh vật khơng mong muốn Vì vậy, để thuận tiện cho việc bảo quản giảm thiểu thể tích nguyên liệu, đối tượng sử dụng cho nghiên cứu đề tài mẫu bột khô xử lý từ thân xương rồng tươi theo phương pháp mục 2.2.1 Kết cho thấy độ ẩm trung bình mẫu bột từ thân xương rồng non, trưởng thành già có giá trị 8,64%; 8,30% 8,41% Qua cho thấy, độ ẩm mẫu nguyên liệu nằm giới hạn cho phép bảo quản thực tế Đồng thời, đề tài sử dụng phần trăm độ ẩm để quy kết phân tích phần trăm vật chất khơ, tạo thuận lợi cho việc so sánh hoạt tính mẫu phân tích 3.2 Kết khảo sát ảnh hƣởng số yếu tố đến hoạt tính chống oxy hóa dịch chiết từ thân xƣơng rồng bà có gai phƣơng pháp ngâm tĩnh Đối tượng dùng để nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện chiết đến hoạt tính chống oxy hóa mẫu bột từ thân xương rồng bà có gai giai đoạn sinh trưởng khác 3.2.1 Kết ảnh hưởng loại dung mơi chiết đến hoạt tính chống oxy hóa dịch 20 Journal of Science – Phu Yen University, No.23 (2020), 14-28 chiết từ thân xương rồng bà có gai Dung mơi yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu chiết hợp chất có hoạt tính chống oxy hóa từ nguồn nguyên liệu tự nhiên Trong nghiên cứu này, loại dung mơi chiết có độ phân cực khác bao gồm ethanol 99,5%, ethyl acetate 99% , n-hexan 99% nước cất sử dụng Kết hình 3.1 cho thấy thấy giá trị IC50 mẫu dịch chiết ethanol thấp đáng kể so với mẫu dịch chiết dung mơi cịn lại Điều chứng tỏ hoạt tính chống oxy hóa dịch chiết ethanol mạnh số dung môi sử dụng nghiên cứu Nhiều nghiên cứu chứng minh khả hịa tan hợp chất chống oxy hóa dung môi chiết phụ thuộc vào độ phân cực dung mơi, ethanol dung mơi thích hợp nhất, sử dụng rộng rãi để chiết tách hợp chất chống oxy hóa từ thực vật [11-12] Mặc khác, từ kết nhận thấy chiết loại dung môi, mẫu dịch chiết từ thân trưởng thành có giá trị IC 50 thấp hơn, đồng nghĩa với hoạt tính chống oxy hóa cao so với mẫu từ thân non thân già Mẫu dịch chiết ethanol từ thân xương rồng bà không gai giai đoạn trưởng thành có khả loại gốc tự mạnh với giá trị IC 50 15 µg/ml Dựa vào kết trên, chọn thân xương rồng bà có gai giai đoạn trưởng thành làm nguyên liệu dung môi chiết ethanol để thực thí nghiệm Hình 3.1 Ảnh hưởng loại dung môi chiết giai đoạn sinh trưởng thân xương rồng bà có gai đến khả khử gốc tự DPPH 3.2.2 Kết ảnh hưởng nồng độ dung mơi chiết đến hoạt tính chống oxy hóa dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai Kết cho thấy tăng nồng độ ethanol từ 60 lên 95% khả khử gốc tự DPPH tăng lên đáng kể Tuy nhiên, tiếp tục tăng nồng độ ethanol từ 95% lên 99,5% khả khử gốc tự DPPH không thay đổi (Hình 3.2) Vì vậy, nồng độ ethanol 95% lựa chọn cho nghiên cứu Tạp chí Khoa học – Trường Đại học Phú Yên, Số 23 (2020), 14-28 21 Hình 3.2 Ảnh hưởng nồng độ dung môi chiết đến khả khử gốc tự DPPH dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai 3.2.3 Ảnh hưởng tỉ lệ nguyên liệu/dung mơi đến hoạt tính chống oxy hóa dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai Dựa vào đồ thị hình 3.3 ta thấy rằng, tỉ lệ nguyên liệu/dung môi NL/DM giảm từ 1/5 xuống 1/10 g/ml khả khử gốc tự DPPH tăng lên đáng kể Công thức chiết mẫu với tỉ lệ nguyên liệu/dung môi - 1/10 cho kết khả khử gốc tự DPPH cao Tuy nhiên, tiếp tục giảm tỉ lệ NL/DM xuống 1/11 1/12 khả chống oxy hóa DPPH khơng tăng mà có xu hướng giảm Điều lý giải giảm tỉ lệ NL/DM dẫn đến chênh lệch gradient nồng độ chất cần chiết nguyên liệu với môi trường chiết nên hiệu chiết giảm Hình 3.3 Ảnh hưởng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi chiết đến đến khả khử gốc tự DPPH dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai Với kết nghiên cứu này, tỉ lệ NL/DM - 1/10 g/ml lựa chọn để thực nghiên cứu 3.2.4 Ảnh hưởng nhiệt độ chiết đến hoạt tính chống oxy hóa dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai Ảnh hưởng nhiệt độ chiết (40ºC, 50ºC, 60ºC, 70ºC, 80ºC) đến hoạt tính chống oxy hóa trình bày hình 3.4 Journal of Science – Phu Yen University, No.23 (2020), 14-28 22 Khả khử gốc tự DPPH (IC50, µg/ml) Hình 3.4 Ảnh hưởng nhiệt độ chiết đến khả khử gốc tự DPPH dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai Kết nghiên cứu cho thấy, khả khử gốc tự DPPH tăng lên theo chiều tăng nhiệt độ chiết khoảng từ 40 đến 60ºC Tuy nhiên, tiếp tục tăng nhiệt độ chiết từ 60 lên 80ºC khả khử gốc tự DPPH có xu hướng giảm; giá trị IC50 dịch chiết tăng từ 12,5 đến 14,2 µg/ml Ở 60ºC dịch chiết có khả khử gốc tự DDPH cao Dựa kết thu được, nhiệt độ 60ºC sử dụng để thực nghiên cứu 3.2.5 Ảnh hưởng thời gian chiết đến hoạt tính chống oxy hóa dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai Ảnh hưởng thời gian chiết đến khả khử gốc tự DPPH dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai mơ tả hình 3.5 20 15 10 30 60 90 120 150 180 Thời Hình 3.5 Ảnh hưởng thời gian chiết đến khảgian năng(phút) khử gốc tự DPPH dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai Khi tăng thời gian chiết từ 30 đến 120 phút, khả khử gốc tự DPPH dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai tăng dần tương ứng với giá trị IC 50 dịch chiết giảm dần Tuy nhiên tiếp tục tăng thời gian chiết từ 120 lên 180 phút khả chống oxy hóa dịch chiết giá trị IC50 dịch chiết không thay đổi Từ kết Tạp chí Khoa học – Trường Đại học Phú Yên, Số 23 (2020), 14-28 23 phân tích cho thấy thời gian thích hợp cho q trình chiết 120 phút Từ nghiên cứu xác định điều kiện tách chiết thích hợp để thu dịch chiết có hoạt tính chống oxy hóa cao từ thân xương rồng bà có gai giai đoạn trưởng thành: dung môi ethanol 95%, tỉ lệ nguyên liệu/dung môi 1/10g/ml, nhiệt độ chiết 60ºC, thời gian chiết 120 phút Trong điều kiện này, khả khử gốc tự DDPH có giá trị IC50 tương ứng 12,5±0,1 µg/ml 3.3 Ảnh hƣởng số yếu tố đến hoạt tính chống oxy hóa dịch chiết từ thân xƣơng rồng bà có gai giai đoạn trƣởng thành phƣơng pháp chiết Soxhlet Trên sở kết tách chiết hợp chất chống oxy hóa từ thân xương rồng bà có gai giai đoạn trưởng thành phương pháp ngâm tĩnh, đề tài tiếp tục khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả chống oxy hóa từ thân xương rồng bà có gai giai đoạn trưởng thành phương pháp chiết Soxhlet Hai yếu tố khảo sát tỉ lệ rắn/lỏng thời gian chiết Dựa vào đồ thị hình 3.6 ta thấy rằng, cơng thức chiết mẫu với tỉ lệ rắn/lỏng - 1/30 cho kết khả khử gốc tự DPPH cao Khi giảm tỉ lệ nguyên liệu/dung môi giảm xuống 1/35 khả chống oxy hóa DPPH có xu hướng giảm Vì vậy, tỉ lệ rắn/lỏng -1/30 lựa chọn cho thí nghiệm Khả khử gốc tự DPPH (IC50 , µg/ml) 16 14 12 10 1/10 1/15 1/20 1/25 1/30 Tỉ lệ rắn/lỏng (g/ml) 1/35 1/40 Hình 3.6 Ảnh hưởng tỉ lệ rắn/lỏng đến khả khử gốc tự DPPH dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian chiết Soxhlet hình 3.7 cho thấy, khả khử gốc tự DPPH tăng dần khoảng thời gian từ 120 phút đến 300 phút Tuy nhiên, tăng thời gian chiết từ 300 lên 360 giờ, khả khử gốc tự DPPH có xu hướng giảm Thời gian chiết 300 phút (5 giờ) cho giá trị IC50 dịch chiết thấp – 9,9 µg/ml, đồng nghĩa với thời gian chiết này, dịch chiết có khả khử gốc tự DPPH cao Journal of Science – Phu Yen University, No.23 (2020), 14-28 Khả khử gốc tự DPPH (IC50 , µg/ml) 24 16 14 12 10 120 150 180 210 240 270 300 330 360 Thời gian (phút) Hình 3.7 Ảnh hưởng thời gian chiết Soxhlet đến khả khử gốc tự DPPH dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai Kết nghiên cứu đề tài cho thấy, phương pháp chiết Soxhlet cho hiệu tách chiết hợp chất chống oxy hóa từ thân xương rồng bà có gai Opuntia dillenii cao so với phương pháp ngâm tĩnh Với điều kiện chiết thích hợp phương pháp chiết Soxhlet, IC50 đạt giá trị 9,9 µg/ml, thấp so với IC50 mẫu đối chứng vitamin C (14,01 µg/ml) Qua cho thấy, thân xương rồng bà có gai Opuntia dillenii thể khả chống oxy hóa mạnh, nguồn nguyên liệu tiềm để chiết xuất chất chống oxy hóa tự nhiên 3.4 Định tính nhóm chất xác định hàm lƣợng hợp chất chống oxy hóa dịch chiết từ thân xƣơng rồng bà có gai 3.4.1 Định tính nhóm chất có hoạt tính sinh học dịch chiết Kết định tính nhóm chất có hoạt tính sinh học dịch chiết ethanol từ thân xương rồng bà có gai cho thấy diện hợp chất flavonoid, terpenoid, saponin, phenolic tannin (Bảng 3.2) Kết phù hợp với nghiên cứu thành phần hóa học lồi thuộc chi Opuntia với nhóm hợp chất flavonoid [13-16] Bảng 3.2 Bảng kết phản ứng định tính nhóm chất có dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai Nhóm hợp chất Thuốc thử Kết định tính Kết Flavonoid Alkaloid Terpenoid Phenolic tannin Saponin Mg/HCl đậm đặc Thuốc thử Wagner ++ - Có Khơng Liebermann-Burchard Dung dịch FeCl3 + + Có Có Dầu oliu, đung nóng 90oC + Có Chú thích: (-): Phản ứng âm tính (+): Phản ứng dương tính (++): Phản ứng dương tính rõ Tạp chí Khoa học – Trường Đại học Phú Yên, Số 23 (2020), 14-28 25 3.4.2 Xác định hàm lượng polyphenol tổng số flavonoid tổng số dịch chiết Polyphenol nhóm chất chống oxy hóa có khả ngăn chặn chuỗi phản ứng dây chuyền cách phản ứng trực tiếp với gốc tự tạo thành gốc tự bền hơn, tạo phức với ion kim loại chuyển tiếp vốn xúc tác cho trình tạo gốc tự Flavonoid nhóm hợp chất chống oxy hóa bật thuộc nhóm polyphenol, có hoạt tính kháng oxy hóa mạnh nhờ có mặt nhóm hydroxyl nhân thơm Các nghiên cứu khẳng định rằng, hàm lượng polyphenol flavonoid định đến khả chống oxy hóa lồi xương rồng thuộc chi Opuntia Vì vậy, hàm lượng polyphenol tổng số (TPC) flavonoid tổng số (TFC) hai số tiêu quan trọng cần khảo sát để đánh giá khả chống oxy hóa xương rồng bà có gai Dịch chiết thu điều kiện thích hợp phương pháp ngâm tĩnh chiết Soxhlet từ mẫu bột thân xương rồng bà có gai giai đoạn trưởng thành sử dụng để xác định hàm lượng TPC TFC Kết bảng 3.3 cho thấy phương pháp tách chiết có ảnh hưởng đến khả trích ly hợp chất chống oxy hóa có mẫu Hàm lượng TPC hàm lượng TFC mẫu dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai chiết phương pháp Soxhlet cao so với phương pháp ngâm tĩnh Bảng 3.3 Hàm lượng polyphenol tổng số, flavonoid tổng số mẫu dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai TPC TFC Phƣơng pháp chiết (mg GAE/g DW) (mg QE/ DW) Ngâm tĩnh 118,35±1,65 40,01±0,15 Chiết Soxhlet 143,14±1,71 50,46±0,25 Kết hàm lượng TPC hàm lượng TFC dịch chiết từ thân loài xương rồng bà có gai Opuntia dillenii mọc Phú Yên cao so với nghiên cứu khảo sát loài xương rồng Opuntia ficus-indica Italia, Hàn Quốc, Ma Rốc, Algeria [5, 17-18, 20] loài xương rồng họ Opuntia trồng vùng Pernambuco, miền bắc Brasil [2] So với kết nghiên cứu khác [3], hàm lượng TPC TFC loài Opuntia dillenii mọc Phú Yên nằm khoảng dao động hàm lượng TPC TFC (với giá trị 103,0-549,2 mg GAE/g DW 16,2-221,7 mg QE/g DW) loài Opuntia ficus-indica Tunisia Bảng 3.4 Hàm lượng polyphenol tổng số flavonoid tổng số thân số loài xương rồng thuộc chi Opuntia giới TPC TFC Loài xƣơng rồng Nơi sinh trƣởng (mg GAE/g DW) (mg QE/ DW) Hàn Quốc 18,0-71,4 6,4-25,0 Opuntia ficus- indica Ma Rốc 73,1-111,2 22,0-27,0 Tunisia 103,0-549,2 16,2-221,7 Opuntia ficus-indica Opuntia stricta Brasil 1,24-5,41 0,90-3,43 Opuntia atroppes Opuntia larrer Journal of Science – Phu Yen University, No.23 (2020), 14-28 26 Opuntia ficus-indica Algeria 26,7 11,86 Opuntia ficus-indica Italia 2,633 - Sự khác biệt kết nghiên cứu khác giống loài, thời điểm thu hái, điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng khu vực trồng nguyên liệu phương pháp tách chiết khác Kết luận Nghiên cứu xác định điều kiện tách chiết thích hợp chiết phương pháp: ngâm tĩnh chiết Soxhlet để thu dịch chiết có hoạt tính chống oxy hóa cao từ thân xương rồng bà có gai (Opuntia dillenii) giai đoạn trưởng thành mọc tỉnh Phú Yên Phương pháp chiết Soxhlet cho hiệu tách chiết hợp chất chống oxy hóa từ thân xương rồng bà có gai cao so với phương pháp ngâm tĩnh Điều kiện thích hợp để tách chiết hợp chất chống oxy hóa phương pháp chiết Soxhlet sau: dung môi ethanol 95%, tỷ lệ rắn/lỏng 1/30, nhiệt độ chiết - 78 ºC, thời gian chiết Kết định tính sơ thành phần hóa học cho thấy thành phần dịch chiết ethanol từ thân xương rồng bà có gai có diện nhóm chất flavonoid, terpenoid, saponin, phenolic tannin Dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai Opuntia dillenii mọc tỉnh Phú Yên có hàm lượng polyphenol tổng số, flavonoid tổng số hoạt tính chống oxy hóa cao Trong điều kiện chiết thích hợp phương pháp chiết Soxhlet, mẫu dịch chiết từ thân xương rồng bà không gai giai đoạn trưởng thành có khả loại gốc tự mạnh với giá trị IC 50 9,99 µg/ml, thấp giá trị IC 50 vitamin C (14 µg/ml) Qua cho thấy, thân xương rồng bà có gai Opuntia dillenii thể khả chống oxy hóa mạnh, nguồn nguyên liệu tiềm để chiết xuất chất chống oxy hóa tự nhiên TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hartmut, B (2008), Opuntia dillenii – An Interesting and Promising Cactaceae Taxon”, Journal of the Professional Association for Cactus Development 10, pp.148 - 170 [2] Francisco Abel Lemos ALVES, Albericio Pereira de ANDRADE, Riselane de Lucena Alcântara BRUNO, Maria Goretti de Vasconcelos SILVA, Maria de Fátima Vanderlei de SOUZA, Djalma Cordeiro dos SANTOS (2017), Seasonal variability of phenolic compounds and antioxidant activity in prickly pear cladodes of Opuntia and Nopalea genres, Food Sci Technol vol.37, no.4 [3] Sana BAKARI, Amal DADUD, Samir FELHI, Slim SMADUI, Néji GHARSALLAH, Adel KADRI (2017), Proximate analysis, mineral composition, phytochemical contents, antioxidant and antimicrobial activities and GC-MS investigation of various solvent extracts of cactus cladode, Food Sci Technol, Campinas, 37 (2):286-293 [4] Chang, SF, Hsieh, CL & Yen, GC ( 2008), The protective effect of Opuntia dillenii Haw fruit against low-density lipoprotein peroxidation and its active compounds”, Food Chemistry, 106, pp 569 - 575 [5] Gabriele Rocchetti, Marco Pellizzoni, Domenico Montesano, Luigi Lucini Tạp chí Khoa học – Trường Đại học Phú Yên, Số 23 (2020), 14-28 [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] 27 (2018), Italian Opuntia ficus-indica Cladodes as Rich Source of Bioactive Compounds with Health-Promoting Properties Foods , (2) , 24 Lương Huỳnh Ngọc Diễm (2013), Nghiên cứu quy trình chiết tách pectin từ xương rồng bàn chải (Opuntia dillenii) khảo sát khả ứng dụng dịch chiết từ xương rồng làm màng bảo quản trái cây, Đồ án tốt nghiệp, Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ TP Hồ Chí Minh Tạ Thu Hằng (2017), Nghiên cứu hoạt tính sinh học hạ đường huyết hạ cholesterol máu số nhóm hoạt chất từ Nopal (Opuntia spp) nhập vào Việt Nam, Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội Sofowora, A 1993 Screening Plants for Bioactive Agents In: Medicinal Plants and Traditional Medicinal in Africa, ed Sofowora, A., Ibadan: Spectrum Books Ltd, pp 134-156 Tiwari, P., Kumar, B., Kaur, M., Kaur, G., Kaur, H., 2011 Phytochemical screening and Extraction: A Review Internationale Pharmaceutica Sciencia 1(1): 98-106 Naczk, M and Shahidi, F (2004), Extraction and Analysis of Phenolics in Food, Journal of Chromatography, 1054, 95-111 Tabart, J., Kevers, C., Sipel, A., Pincemail, J., Defraigne, J.O., Dommes, J (2007), Optimisation of extraction of phenolics and antioxydants from black currant leaves and buds and of stability during storage, Food chemistry, 105: 1268 - 1275 Wang, J., Sun, B.G., Cao, Y., Tian, Y., Li, X.H (2008), Optimization of ultrasound assisted extraction of phenolic compound from wheat bran, Food chemistry, 106: 804 – 809 Feugang, J.M.; Konarski, P.; Zou, D.; Stintzing, F.C.; Zou, C (2006), Nutritional and medicinal use of Cactus pear (Opuntia spp.) cladodes and fruits, Front Biosci.11, pp 2574–2589 El-Mostafa, K.; El Kharrassi, Y.; Badreddine, A.; Andreoletti, P.; Vamecq, J.; El Kebbaj, M.S.; Latruffe, N.; Lizard, G.; Nasser, B.; Cherkaoui-Malki, M Nopal cactus (Opuntia ficus-indica) as a source of bioactive compounds for nutrition, health and disease Molecules 2014, 19, 14879–14901 Francisco Abel Lemos Alves, Albericio Pereira de Andrade, Riselane de Lucena A Bruno, Djalma Cordeiro dos Santos, Andre Luiz Rodrigues Magalhaes, Divan Soares da Silva Chemical and Nutritional Variability of Cactus Pear Cladodes, Genera Opuntia and Nopalea American Journal of Food Technology 2017, 12 (1), 25-34 DOI: 10.3923/ajft.2017.25.34 Bargougui A, Tag H M, Bouaziz M, Triki S (2019), Antimicrobial, Antioxidant, Total Phenols and Flavonoids Content of Four Cactus (Opuntia ficus-indica) Cultivars Biomed Pharmacol J.; 12(3) Larbi Allai, EL Mostafa Karym et al (2017), Evaluation of Antioxidant Activity and Phenolic Composition of Opuntia ficus-indica Cladodes Collected from Moroccan Settat Region, Eurasian Journal of Analytical Chemistry, 12(1):105-117 Lee, J.C., Kim, H.R., Kim, J and Jang, Y.S (2002), Antioxidant property of an ethanol extract of the stem of Opuntia ficus-indica var Saboten, Journal of 28 [19] [20] [21] [22] [23] Journal of Science – Phu Yen University, No.23 (2020), 14-28 Agricultural and Food Chemistry 50: 6490-6496 Bùi Thị Thu Hằng (2017), Nghiên cứu thu nhận, đánh giá hoạt tính chống oxy hóa kháng khuẩn pectin từ xương rồng bàn chải (Opuntia dillenii) tỉnh Ninh Thuận, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Nha Trang Hanane Dib, M Choukri Beghdad, Meriem Belarbi, Meryem Seladji & Meriem Ghalem,” Antioxidant activity of phenolic compounds of the cladodes of opuntia ficus-indica Mill from northwest Algeria”, Pharmaceutical Sciences (IJMPS), Vol 3, Issue 4, Oct 2013, 147-158 Izuegbuna O, Otunola G, Bradley G (2019), Chemical composition, antioxidant, antiinflammatory, and cytotoxic activities of Opuntia stricta cladodes PLoS ONE 14(1): e0209682 A du Toit, M de Wit, G Osthoff, A Hugo (2018) Antioxidant properties of fresh and processed cactus pear cladodes from selected Opuntia ficus-indica and O robusta cultivars South African Journal of Botany, 118, 44-51 DOI: 10.1016/j.sajb.2018.06.014 C.E Aruwa, S.O Amoo, T Kudanga (2019) Extractable and macromolecular antioxidants of Opuntia ficus-indica cladodes: Phytochemical profiling, antioxidant and antibacterial activities South African Journal of Botany, 125, 402-410 DOI: 10.1016/j.sajb.2019.08.007 Study on extraction and antioxidant activity of extracts of Opuntia dillenii (Ker Gawl.) Haw Cladodes grown in Phu Yen province Phan Quynh Tram*, Huynh Thi Ngoc Ni Phu Yen University * Email: quynhtram221@gmail.com Received: December 04, 2019; Accepted: February 10, 2020 Abstract The research results showed that Soxhlet extraction method gave higher antiradical property compared with marceration By using Soxhlet extraction method, alcohol (95%), alcohol: sample rate (1:30), temperature (78°C), time (5 hours) can extract cladodes of Opuntia dillenii most efficiently This extract showed high total polyphenol content 143,14 ± 1,71 mg/g gallic acid equivalents and high total flavonoid content 50,46±0,25 mg/g quercetin equivalents This study also evaluated the ability to capture free radicals DPPH of this extract (IC50 = 9,9 µg/ml) in comparison with vitamin C (IC50 = 14,02 µg/ml) Thus, the extracts of Opuntia dillenii cladodes is a source of antioxidant phenolic compounds and will be probably used for the development of functional foods or drug formulations Key words: Opuntia dillenii, extract, total polyphenol content, total flavonoid content, antioxidant activity ... hoạt tính chống oxy hóa dịch chiết từ thân xƣơng rồng bà có gai giai đoạn trƣởng thành phƣơng pháp chiết Soxhlet Trên sở kết tách chiết hợp chất chống oxy hóa từ thân xương rồng bà có gai giai... DPPH dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai Khi tăng thời gian chiết từ 30 đến 120 phút, khả khử gốc tự DPPH dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai tăng dần tương ứng với giá trị IC 50 dịch chiết. .. tách chiết số dung mơi chiết định Vì nghiên cứu thực nhằm xác định điều kiện tách chiết thích hợp hoạt tính chống oxy hóa dịch chiết từ thân xương rồng bà có gai (Opuntia dillenii) mọc tỉnh Phú