Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa của cây bọ mắm

Khám phá thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa của cây bọ mắm. Nghiên cứu các hợp chất flavonoid, tanin và tiềm năng ứng dụng y học.

• Tác giả: Trần Thị Huyền
• Người hướng dẫn: ThS. Đặng Thị Xuân Thiệp
• Trường học: Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Thú y
• Đề tài: Định tính thành phần hóa học và khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết cây bọ mắm (Pouzolzia zeylanica (L.) Benn)
• Loại tài liệu: Tiểu luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về cây bọ mắm và thành phần hóa học

Cây bọ mắm (Pouzolzia zeylanica (L.) Benn) là một loài thực vật có giá trị cao trong y học cổ truyền và chăn nuôi hiện đại. Cây bọ mắm chứa nhiều thành phần hóa học quý giá bao gồm flavonoid, tanin, steroid-triterpenoid, saponin và các hợp chất đường khử. Những thành phần này đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các tính chất dược lý đặc biệt của cây. Nghiên cứu khoa học đã chứng minh rằng dịch chiết cây bọ mắm chứa các hợp chất có khả năng hỗ trợ sức khỏe, đặc biệt là hoạt tính chống oxy hóa mạnh mẽ. Việc định tính thành phần hóa học này là bước quan trọng để phát triển các sản phẩm bổ sung trong chăn nuôi và bảo vệ sức khỏe động vật.

1.1. Đặc điểm thực vật và phân loại

Cây bọ mắm thuộc họ Urticaceae, là một loài thực vật bụi hoặc cây thấp phân bố rộng rãi ở các vùng nhiệt đới Châu Á. Cây có lá nhỏ, dạng lanceolate, mặt lá có lông nhỏ. Bọ mắm được sử dụng nhiều bộ phận bao gồm lá, thân và rễ trong các công thức y học truyền thống. Đây là loài có tính thích ứng cao với các điều kiện sinh thái khác nhau, từ đất ẩm ướt đến đất khô hạn.

1.2. Tác dụng dược lý truyền thống

Dịch chiết cây bọ mắm được biết đến với nhiều công dụng trong y học cổ truyền, bao gồm chữa bệnh tiêu hóa, hỗ trợ miễn dịch và giảm viêm. Hoạt tính chống oxy hóa của cây giúp bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do gốc tự do gây ra. Các cộng đồng nông dân sử dụng bọ mắm như một bổ sung dinh dưỡng tự nhiên cho gia súc nhằm cải thiện sức khỏe và năng suất.

II. Phương pháp định tính thành phần hóa học

Việc định tính thành phần hóa học của cây bọ mắm được thực hiện thông qua các phản ứng hóa học chuẩn mực. Các nhà nghiên cứu sử dụng dịch chiết nước để tách chiết các hợp chất hoạt tính từ mô thực vật. Phương pháp này cho phép xác định sự hiện diện của các flavonoid, tanin, steroid và các hợp chất đường khử trong mẫu. Cao chiết cây bọ mắm được tạo ra bằng cách loại bỏ dung môi nước thông qua quá trình bay hơi, tạo ra sản phẩm dạng cao đặc. Kỹ thuật này đảm bảo giữ lại các thành phần hóa học quan trọng, cơ sở khoa học cho việc đánh giá hoạt tính sinh học sau này.

2.1. Các loại hợp chất được phát hiện

Trong dịch chiết cây bọ mắm, các flavonoid là những hợp chất polyphenol quan trọng với khả năng chống oxy hóa cao. Tanin cũng xuất hiện với nồng độ đáng kể, cung cấp tính chất kỹ tính và giúp giảm viêm. Steroid-triterpenoid là các hợp chất lipophilic có vai trò trong điều chỉnh các quá trình sinh lý. Saponin tạo ra những tính chất đặc biệt giúp tăng cường sinh lý động vật.

2.2. Quy trình chiết xuất

Cao chiết được chuẩn bị bằng cách ngâm cây bọ mắm tươi hoặc khô trong nước ở nhiệt độ phòng. Sau đó, hỗn hợp được lọc để loại bỏ mô rắn và dung dịch được tập trung bằng phương pháp bay hơi. Dịch chiết cây bọ mắm kết quả được lưu giữ ở điều kiện thích hợp để đảm bảo ổn định thành phần và hoạt tính sinh học.

III. Hoạt tính chống oxy hóa và các phương pháp đánh giá

Hoạt tính chống oxy hóa của cây bọ mắm được đánh giá thông qua nhiều phương pháp tiêu chuẩn quốc tế. Cao chiết bọ mắm thể hiện khả năng thu gom gốc tự do DPPH đáng kể, với giá trị IC50 là 3639,84 μg/ml, dù thấp hơn acid ascorbic (115,40 μg/ml) nhưng vẫn đạt tiềm năng chống oxy hóa. Phương pháp ức chế NO (oxide nitric) cho thấy dịch chiết bọ mắm có IC50 là 718,80 μg/ml, chứng minh khả năng ức chế sự hình thành gốc tự do nitrogen. Tổng hoạt tính chống oxy hóa (TAC) dao động từ 34,70 ± 2,25 đến 46,39 ± 4,06 mg acid ascorbic/g cao chiết, tương đương với một nguồn chất chống oxy hóa tự nhiên mạnh mẽ.

3.1. Phương pháp DPPH và ức chế gốc tự do

Phương pháp thu gom gốc DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) là một trong những kỹ thuật phổ biến nhất để đánh giá hoạt tính chống oxy hóa. Chất này có màu tím và khi chất chống oxy hóa tác động lên, nó sẽ chuyển sang màu vàng nhạt. Giá trị IC50 của cao chiết bọ mắm cho thấy nồng độ cần thiết để ức chế 50% gốc tự do, phản ánh mức độ hoạt tính chống oxy hóa của mẫu.

3.2. Khả năng khử sắt FRAP và tổng hoạt tính

Phương pháp FRAP đo lường khả năng của cao chiết bọ mắm trong việc khử sắt ba hóa trị thành sắt hai hóa trị. Cao chiết cho thấy khả năng khử sắt đáng kể khi tăng nồng độ, với OD0.5 = 1561,67 μg/ml. Tổng hoạt tính chống oxy hóa (TAC) được xác định thông qua mô hình phosphomolybden, biểu thị bằng chất chuẩn acid ascorbic, cho phép so sánh trực tiếp hiệu quả giữa các mẫu.

IV. Ứng dụng và triển vọng phát triển sản phẩm

Kết quả nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa của cây bọ mắm mở ra những triển vọng lớn cho sản xuất các sản phẩm bổ sung tự nhiên trong chăn nuôi. Cao chiết cây bọ mắm có tiềm năng được phát triển thành các sản phẩm hỗ trợ sức khỏe động vật, cải thiện hiệu suất sản xuất và giảm bệnh tật. Dịch chiết bọ mắm có thể được ứng dụng trong các thức ăn chức năng, dùng để tăng cường miễn dịch và chống viêm cho gia súc. Việc sản xuất bổ sung dựa trên bọ mắm sẽ góp phần phát triển chăn nuôi bền vững, giảm phụ thuộc vào các chất hóa học nhân tạo, đồng thời tạo giá trị cao hơn cho nông sản địa phương.

4.1. Phát triển sản phẩm bổ sung tự nhiên

Cao chiết bọ mắm có thể được formulated thành các dạng sản phẩm khác nhau như bột, viên nén hoặc lỏng dùng cho gia súc. Hoạt tính chống oxy hóa của cây giúp bảo vệ tế bào khỏi tổn thương oxi hóa, hỗ trợ hệ miễn dịch và giảm sự tích tụ gốc tự do trong cơ thể. Các sản phẩm này có thể ứng dụng trong chăn nuôi gia cầm, lợn, bò để cải thiện sức khỏe và tăng năng suất.

4.2. Lợi ích kinh tế và bền vững

Sử dụng dịch chiết cây bọ mắm trong chăn nuôi giúp giảm chi phí sản xuất so với các bổ sung hóa học tổng hợp. Bọ mắm là loài thực vật có sẵn ở Việt Nam, dễ trồng và dễ khai thác, tạo cơ hội phát triển kinh tế địa phương. Việc phát triển sản phẩm từ cao chiết bọ mắm hướng tới mục tiêu chăn nuôi xanh, bền vững và an toàn thực phẩm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Gốc tự do là những hợp chất có khả năng làm hỏng các lớp phân tử sinh học bao gồm acid nucleic, protein và lipid, là thủ phạm gây ra nhiều bệnh tật (Phaniendra và ctv, 2015). Tuy nhiên, các gốc tự do sẽ bị vô hoạt bởi các chất chống oxy hóa, đây là những hợp chất hóa học có thể làm chậm hoặc ngăn chặn quá trình oxy hóa của các hợp chất khác thông qua một chuỗi các phản ứng (Dƣơng Thanh Liêm, 2010). Do đó, đã có nhiều nghiên cứu về các hợp chất có hoạt tính chống oxy hóa ở lĩnh vực dinh dƣỡng cho ngƣời và động vật (Nguyễn Thị Yến Phƣợng và Huỳnh Nguyễn Duy Bảo, 2020; Nguyễn Xuân Duy và Hồ Bá Vƣơng, 2013; Omar và ctv, 2020). Các chất có khả năng chống oxy hóa bao gồm hệ thống chất chống oxy hoá nội sinh (protein, enzyme) và chất chống oxy hóa ngoại sinh (Laguerre và ctv, 2007; Shalaby và ctv, 2013).

Các chất oxy hóa ngoại sinh này có nhiều trong các nguồn từ thực vật nhƣ tỏi, hành tây, nho, trà xanh (Dƣơng Thanh Liêm, 2010). Theo Omar và ctv (2020), việc sử dụng chiết xuất hành tây giàu phenolic làm phụ gia thức ăn trong khẩu phần ăn của gà thịt tăng cƣờng hoạt động chống oxy hóa đƣợc thể hiện bằng việc tăng hoạt động của superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) và mức glutathione (GSH). Sử dụng phụ phẩm nho tăng cƣờng độ ổn định oxy hóa của thịt và giảm lƣợng chất phụ gia nhƣ vitamin E (Brenes và cs, 2016). Bọ mắm hay còn gọi là thuốc dòi, thuộc chi Pouzolzia, là một cây thuốc quen thuộc trong các bài thuốc cổ truyền của Việt Nam, dùng chữa các bệnh trên hệ hô hấp, tiêu hóa hoặc mụn nhọt (Đỗ Tất Lợi, 2004).

Một vài nghiên cứu đã cho thấy bọ mắm chứa các hợp chất polyphenol, là thành phần chống oxy hóa tự nhiên phổ biến 1 (Ghani, 2003; Lê Thanh Thủy, 2007) và đã ứng dụng trong các chế phẩm chăn nuôi. Khi bổ sung chế phẩm chứa thành phần bọ mắm giúp kích thích tăng trƣởng trên heo (Lã Văn Kính và ctv, 2012), cải thiện tăng trọng, giảm tiêu tốn thức ăn, tăng tỉ lệ nuôi sống trên gà (Lã Văn Kính và Nguyễn Thị Lệ Hằng, 2012). Một số nghiên cứu trƣớc đã cho thấy khả năng chống oxy hóa của bọ mắm. Tuy nhiên ở các nghiên cứu này, bọ mắm đƣợc tách chiết trên các dung môi methanol, ethanol hoặc trên các cao phân đoạn (Hossain và ctv 2017; Võ Thị Tú Anh và ctv, 2017; Wang và ctv, 2017).

Việc này gây tốn thời gian, chi phí để tách chiết, loại bỏ dung môi. Do đó, việc đánh giá hoạt tính chống oxy hóa của cây bằng cách tách chiết các hoạt chất của bọ mắm với dung môi nƣớc, một dung môi an toàn giá rẻ, có thể sử dụng ngay giai đoạn cao toàn phần mà không phải tách chiết phân đoạn để tạo ra những chế phẩm chăn nuôi an toàn, kinh tế là rất cần thiết. Xuất phát từ những nhu cầu thực tiễn trên, dƣới sự hƣớng dẫn của ThS. Đặng Thị Xuân Thiệp, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Định tính thành phần hóa học và khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết cây bọ mắm (Pouzolzia zeylanica (L.2 Mục tiêu đề tài Định tính thành phần hóa học và đánh giá hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết lá và thân cây bọ mắm khi chiết xuất với dung môi nƣớc.3 Yêu cầu Chiết xuất cao bằng dung môi nƣớc từ cây bọ mắm.

Định tính thành phần hóa học trong dịch chiết cây bọ mắm. Đánh giá hoạt tính chống oxy hóa của cao chiết bọ mắm. 1 Chƣơng 2 TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan về cây bọ mắm 2.1 Vị trí phân loại Cây bọ mắm hay còn đƣợc gọi là cây thuốc dòi, tên khoa học Pouzolzia zeylanica (L. Theo hệ thống phân loại của Takhtajan (2009), bọ mắm thuộc: Giới: Thực vật bậc cao (Plantae) Ngành: Ngọc lan (Magnoliophyta) Lớp: Ngọc lan (Magnoliopsida) Phân lớp: Sổ (Dilleniidae) Liên bộ: Bông (Malvanae) Bộ: Gai (Urticales) Họ: Gai (Urticaceae) Chi: Pouzolzia L.

Loài: Pouzolzia zeylanica (L.2 Đặc điểm thực vật của cây bọ mắm Pouzolzia zeylanica (L.) Benn Cây bọ mắm (Hình 2.1) thuộc thân thảo, có cành mềm mọc trải ra, thân có lông, cao 40 – 90 cm. Lá mọc so le, đôi khi mọc đối, có lá kèm, phiến lá nhỏ hình mác hẹp, trên gân và 2 mặt lá đều có lông đặc biệt là mặt dƣới, lá dài 4 - 9 cm, rộng 1,5 - 2,5 cm. Có 3 gân xuất phát từ cuống. Cuống dài 5 mm có lông trắng.

Hoa nhỏ màu trắng. Cụm hoa đơn tính mọc thành xim co, ở kẽ lá có các hoa không cuống. Hoa đực có 4 nhị có chỉ nhị trong nụ hoa, hoa cái có vòi nhụy dài, trắng. Quả hình trứng, nhọn, có bao hoa có lông, màu hồng tím (Đỗ Tất Lợi, 2004).1 Hình thái cây bọ mắm (Nguồn: https://www.org/duoc-lieu/cay-thuoc-doi) 2.3 Phân bố, sinh thái và bộ phận dùng Trên thế giới bọ mắm phân bố rộng rãi ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, thấy ở nhiều nƣớc nhƣ Trung Quốc, Lào, Ấn Độ, Thái Lan,… Ở Việt Nam cây phân bố từ đồng bằng tới trung du và vùng núi.

Bọ mắm là cây ƣa ẩm, hơi chịu bóng, thƣờng hay mọc lẫn trong các cây cỏ khác ở trong vƣờn, ven đƣờng đi và vùng nƣơng rẫy. Cây con mọc từ hạt xuất hiện vào cuối mùa xuân, mọc nhanh vào mùa hè, sau khi có hoa quả là tàn lụi. Bọ mắm có thể sử dụng toàn thân, cắt bỏ phần rễ, phơi hoặc sấy khô (Viện dƣợc liệu, 2006).4 Thành phần hóa học trong cây bọ mắm Hiện nay, các nghiên cứu về thành phần hóa học trong bọ mắm còn hạn chế ở nƣớc ta. Một vài nghiên cứu khảo sát sơ bộ thành phần hóa thực vật đã chỉ ra bọ mắm có nhiều nhóm hoạt chất.

Bọ mắm là thực vật chứa flavone, flavonoid, tanin, carotene, carotenoid, ascorbic, tartaric, acid malic và pectic, khóang chất và muối của chúng (Ghani, 2003). Ngoài ra, theo Saha và Paul (2012), bọ mắm chứa alkaloid, glycoside, tanin và flavonoid. Quá trình nghiên cứu đã tìm các hợp chất trong các nhóm hoạt chất, đƣợc trình bày trong Bảng 2.1 Thành phần hóa học trong cây bọ mắm Nhóm hoạt Tên hợp chất Tài liệu tham khảo chất 5-metoxy-4ʹ-hidroxy-2ʹʹdimetylpyrano Sayeed và ctv, 2003 (3ʹʹ, 4ʹʹ, 7, 8) isoflavone Vitexin Isovitexin Lê Thanh Thủy, 2007 Quercetin Flavonoid Kaempferol Wang và ctv, 2015 Quercetin Scutellarin-7-O-α-L-rhamnoside Quercetin 3-O-β-D-glucopyranoside Fu và ctv, 2012 Apigenin Epicatechin. 7B-hydroxy-3-oXo-28- Sarma và ctv.

(2013) dodecyl friedelan-28-oat Acid oleanolic Triterpenoid α-amyrin Fu và ctv, 2012 2α, 3α, 19α-trihydroxyurs-12-en-28-oic 2α-hydroxyursolic acid Friedelin Sarkar và các ctv, 2014 Lignan Phyllanthin Lê Thanh Thủy, 2007 Syringaresinol Wang và ctv, 2015 2.5 Tác dụng dƣợc lý và công dụng 2.1 Tác dụng dƣợc lý Các nghiên cứu đã chỉ ra bọ mắm là thực vật có nhiều tác dụng dƣợc lý. Nổi bật phải kể đến là các hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn, kháng viêm, giảm đau, chống oxy hóa và kháng ung thƣ. 4 Cho tới nay, đã có nhiều nghiên cứu về hoạt tính kháng khuẩn của dịch chiết bọ mắm cho kết quả tốt. Năm 2017, Võ Thị Tú Anh và ctv đã khảo sát khả năng kháng khuẩn trên các cao chiết từ thân và lá bọ mắm bằng dung môi methanol, hexane và ethyl acetate.

Kết quả cho thấy tất cả các cao đều có hoạt tính kháng E. aureus tốt hơn kháng sinh amoxicillin ở tất cả nồng độ đƣợc khảo sát với 40 µg/ml<MIC≤80 µg/ml. Saha và Paul (2012) đã tiến hành thử hoạt tính kháng nấm của dịch chiết ethanol bọ mắm bằng phƣơng pháp khuếch tán. Kết quả cho thấy khả năng ức chế tốt các dòng nấm với vùng ức chế từ 7 - 26 mm.

Ngoài khả năng kháng khuẩn, một vài nghiên cứu đã cho thấy bọ mắm có tác dụng giảm đau và kháng viêm tốt. Khảo sát khả năng giảm đau bằng tiêm vào màng bụng chuột acid acetic 0,7% với liều 10 ml/kg thể trọng để gây đau. Dịch chiết methanol ở liều 500 mg/kg cho thấy khả năng giảm đau đạt 21,95%. Kết quả cho thấy có sự hiện diện của hoạt chất giảm đau trong cây bọ mắm.

Tiến hành thí nghiệm trên chuột bị gây phù bởi xylen cho thấy khả năng giảm khối phù tốt. Dịch chiết ở liều cao hơn (500 mg/kg) cho thấy sự ức chế rõ rệt 78,86% trong khi ở chiết xuất liều thấp 250 mg/kg là 76,34% (Hossain và ctv, 2017). Tác dụng nổi bật của bọ mắm thƣờng đƣợc tiến hành trong các nghiên cứu là khả năng kháng oxy hóa. Li và ctv (2011) đã chiết xuất bằng nhiều dung môi trên bọ mắm nhƣ axeton, ethyl acetate, ete dầu hỏa với hai trƣờng hợp chiết xuất nhiệt độ thƣờng và nhiệt độ lạnh.

Nhóm tác giả đã chứng minh rằng, hoạt tính chống oxy hóa đƣợc thể hiện rõ trong dịch chiết ethyl acetate, chiết xuất lạnh. Đánh giá khả năng bắt giữ gốc tự do DPPH của dịch chiết ethyl acetate thu nhận kết quả là 64,9%. Đối với gốc tự do ABTS, dịch chiết này cũng thể hiện hoạt tính tốt với khả năng bắt giữ trên 50% ở nồng độ 1,2 mg/ml. Dịch chiết ethyl acetate thể hiện khả năng bắt giữ các gốc hydroxyl rất mạnh.

Ở nồng độ thấp hơn 0,2 mg/ml, hiệu quả ức chế chỉ 10,9% nhƣng khi tăng nồng độ lên đến 1,2 mg/ml thì hiệu quả tăng lên 90,5%. Nghiên cứu của Li và ctv (2011) đã cho thấy bọ mắm có khả năng kháng oxy hóa, đặc biệt là các chiết xuất ethyl acetate và có thể đƣợc coi là chất chống oxy hóa tự nhiên. 5 Ngoài ra, bọ mắm còn có khả năng chống ung thƣ. Năm 2017, Hossain và ctv đã khảo sát khả năng gây độc tế bào của chiết xuất methanol cây bọ mắm đối với tôm ngâm nƣớc muối.

Kết quả kiểm tra cho thấy chiết xuất methanol bọ mắm có khả năng gây độc tế bào với giá trị LC50 là 46,24 μg/ml, giá trị LC90 là 363,07 μg/ml. Một nghiên cứu khác về tác dụng gây độc tế bào của các cắn chiết và hợp chất tinh khiết cũng đƣợc Sarkar và ctv thực hiện năm 2014 trên tôm nƣớc mặn. Nghiên cứu đã thu đƣợc kết quả là dịch chiết ethyl acetate, n-butanol và hợp chất friedelin cho hoạt tính tốt với giá trị LC50 lần lƣợt là 3,32; 3,44 và 2,80 µg/ml. Kết quả của nghiên cứu này bƣớc đầu gợi ý đến tiềm năng phát triển nguồn nguyên liệu cũng nhƣ hoạt chất có tác dụng kháng ung thƣ mới.2 Công dụng Bọ mắm đã đƣợc sử dụng trong nhiều thế kỷ với công dụng trị khát, tiêu đờm, lợi tiểu, tiêu viêm, rút mủ.

Trong nhân dân dùng cây sắc hay nấu thành cao pha với mật ong chữa bệnh ho lâu năm, ho lao, viêm họng, đau răng, viêm ruột, tắc sữa, nhiễm trùng đƣờng tiết niệu, tiểu buốt. Liều dùng 20 - 40 g cây tƣơi/ngày hoặc 10-20g cây khô/ngày.