2.2.2.1. Giới thiệu
Flavonoid là những hoạt chất màu phenol thực vật, tạo màu cho rất nhiều loại rau, hoa và quả. Flavonoid có cấu trúc cơ bản là 1,3-diphenylpropan, nghĩa là gồm 2 vòng benzen (vòng A và B) nối với nhau qua 1 dây 3 carbon (vòng pyron - vòng C) (Grotewold E, 2006).
2.2.2.2. Phân loại
Flavonoid được chia thành ba phân nhóm chính: euflavonoid, isoflavonoid và neoflavonoid Trong mỗi nhóm này, các flavonoid lại được chia thành các nhóm phụ khác nhau dựa vào sự khác biệt trong cấu tạo của vòng C (Trần Thị Phương Liên, 2009; J.B.Harborne and C.A.Williams, 2000).
− Phân nhóm của euflavonoid gồm các nhóm phụ: flavan, flavan 3-ol (catechin), flavan 4-ol, flavan 3,4-diol, anthocyanidin, flavanone, flavone, flavonol, 3-hydroxy flavanon, chalcon, dihidrochalcon, aurone.
− Phân nhóm isoflavonoid gồm các nhóm phụ: iso flavan, iso flavan-4-ol, isoflavon, isoflavanon, rotenoid.
Hình 2.9. Các phân nhóm chính của flavonoid
(A: euflavonoid, B: iso-flavonoid, C: neo-flavonoid)
− Neoflavon chỉ giới hạn trong một số cây gồm các nhóm phụ 4-aryl- chroman, 4-aryl-coumarin, dalbergion.
Ngoài ra. người ta còn phân loại flavonoid thành flavonoid, biflavonoid, triflavonoid và flavonlignan (Trần Thị Phương Liên, 2009).
2.2.2.3. Tính chất hóa lý
Trong thực vật, flavonoid tồn tại ở 2 dạng: dạng tự do (gọi là aglycon) và dạng liên kết với đường (glycoside). Các glycoside khi bị thủy phân bằng acid hoặc enzyme sẽ giải phóng ra đường và aglycon. Các đường thường gặp nhất là D- glucose, D- galactose, L-rhamnose, L-arabinose, D-xylose, D-apiose (Trần Thị Phương Liên, 2009; J.B.Harborne and C.A.Williams, 2000).
Tính tan: aglycon kém tan trong dung môi kém phân cực (hexan, benzen, ether dầu hỏa), tan trong dung môi phân cực vừa và mạnh (ethyl acetate, dimethyl ether, methanol, ethanol), tan trong kiềm loãng, kém tan trong dung
dịch acid. Glycoside: tan trong ethanol, methanol. Các glycoside càng có nhiều nhóm đường và mạch đường càng dài thì tan tốt trong nước nóng. Các flavonoid glycoside có nhóm -OH tại vị trí C7 còn tan được trong dung dịch NaOH, Na2CO3, NaHCO3 do có tính acid. Các flavonoid dạng aglycon thường dễ kết tinh, trong khi các glycoside thường khó kết tinh hơn (Trần Thị Phương Liên, 2009).
Các flavonoid thường có màu. Flavon có màu vàng nhạt hoặc màu cam; flavonol có màu vàng đến vàng nhạt; chalcon có màu vàng đến cam đỏ. Các isoflavon flavanon, flavanonol, leucoanthocyanidin, catechin kết tinh không màu. Anthocyanidin thường hiện diện ở dạng glycosid: pelargonidin, cyanidin, delphinidin…tạo màu xanh dương, đỏ, tím cho hoa và trái (Trần Thị Phương Liên, 2009; J.B.Harborne and C.A.Williams, 2000; He-ci Yu et al., 2010).
2.2.2.4. Hoạt tính chống oxy hóa
Hợp chất chống oxi hóa là các hợp chất có thể trì hoãn, ức chế hoặc ngăn chặn quá trình oxi hóa gây ra bởi các gốc tự do. Gần đây, các hợp chất flavonoid đã được coi là chất chống oxi hóa mạnh mẽ và được chứng minh là có khả năng chống oxi hóa mạnh hơn vitamin C, vitamin E và carotenoids (He-ci Yu et al., 2010; Nitta et al., 2003).
Khả năng chống oxi hóa của flavonoid có thể được giải thích dựa vào các đặc điểm cấu trúc phân tử của chúng:
• Trong phân tử flavonoid có chứa các nhóm hydroxyl liên kết trực tiếp với vòng thơm có khả năng nhường hydro giúp chúng có thể tham gia vào các phản ứng oxi hóa khử, bắt giữ các gốc tự do;
• Chứa các vòng thơm và các liên kết bội (liên kết C=C, C=O) tạo nên hệ liên hợp giúp chúng có thể bắt giữ, làm bền hóa các phẩn tử oxi hoạt động và các gốc tự do.
Chứa nhóm có thể tạo phức chuyển tiếp với các ion kim loại như catechol... giúp làm giảm quá trình sản sinh ra các phần tử oxi hoạt động (He-ci Yu et al.,
2010; Nitta et al., 2003).
Quá trình chống oxi hóa của flavonoid chủ yếu theo 3 cơ chế sau:
• Khử và vô hoạt các gốc tự do nhờ thế oxi hóa khử thấp: các hợp chất flavonoid nhờ thế oxi hóa khử thấp nên có thể khử các gốc tự do bằng cách nhường nguyên tử hidro hoặc một electron cho gốc tự do (Phụng. N.K.P, 2007).
Hình 2.10. Cơ chế ức chế của catechol với gốc tự do peroxyl
• Ức chế sự hình thành các gốc tự do bằng cách liên kết với các ion kim loại vi lượng tham gia vào quá trình sản xuất các gốc tự do (Phụng. N.K.P, 2007).
Hình 2.11. Các vị trí của flavonoid có thể liên kết với các ion kim loại
• Ức chế sự hình thành các gốc tự do bằng cách ức chế một số enzym tham gia vào quá trình sản xuất các gốc tự do (Phụng. N.K.P, 2007).
2.2.2.5. Ứng dụng của Flavonoid
Tác động bảo vệ của các flavonoid đối với tim mạch là do chúng có khả năng ngăn ngừa sự oxi hóa các lipoprotein tỷ trọng thấp, phòng ngừa xơ vữa động mạch, chặn sự kết tụ huyết khối, điều hòa nhịp tim, ngăn ngừa bệnh mạch vành và nhồi máu cơ tim, điều hòa huyết áp... (Brand-Williams et al., 1995). Các kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng, các flavonoid có vai trò như chất kích thích insulin hay tương tự chức năng của insulin. Ngoài ra, chúng còn có sự ảnh hưởng
đến hoạt động của các enzym trong quá trình chuyển hóa đường (Gulcin, 2012). Với nỗ lực nhằm nghiên cứu khả năng chống ung thư của các hợp chất flavonoid, gần đây, nhiều tác giả trên thế giới đã tiếp tục thử nghiệm tác dụng in vitro và in vivo của flavonoid lên các dòng tế bào ung thư khác nhau. Kết quả cho thấy, Quercetin có tác dụng ức chế sự phát triển của các tế bào ung thư tuyến tụy, chế độ ăn bổ sung quercetin cũng có tác dụng làm giảm khả năng phát triển của các khối u (Ivana K et al., 2011).