Đánh Giá Hoạt Tính Sinh Học Của Cây Tô Mộc (Caesalpinia Sappan L.)

Luận văn thạc sĩ đánh giá hoạt tính sinh học của các chất chiết xuất từ cây tô mộc Caesalpinia sappan, cung cấp thông tin quý giá cho nghiên cứu.

• Tác giả: Đỗ Thị Huế
• Người hướng dẫn: TS. Lê Hồng Điệp
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
• Đề tài: Đánh Giá Hoạt Tính Sinh Học Của Một Số Nhóm Chất Tách Chiết Từ Cây Tô Mộc (Caesalpinia Sappan L.)
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Giới thiệu chung về cây Tô mộc
• 1.2. Sơ lược về phân họ Vang
• 1.3. Giới thiệu chung về cây Tô mộc
• 1.4. Tình hình nghiên cứu Tô mộc
• 1.4.1. Các nghiên cứu Tô mộc trên thế giới
• 1.4.2. Nghiên cứu về thành phần hóa học của Tô mộc
• 1.4.3. Nghiên cứu về hoạt tính sinh học của cây gỗ Tô mộc
• 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
• 2.1. Mẫu thực vật
• 2.2. Chủng vi sinh vật
• 2.3. Dụng cụ thí nghiệm
• 2.4. Thiết bị và hóa chất
• 2.5. Môi trường
• 2.6. Phương pháp
• 2.6.1. Phương pháp thu và xử lý mẫu
• 2.6.2. Phương pháp chiết phân đoạn
• 2.6.3. Phương pháp định lượng Phenolic tổng số
• 2.6.4. Các phương pháp xác định hoạt tính kháng khuẩn
• 2.6.5. Phương pháp xác định hoạt tính kháng nấm
• 2.6.6. Phương pháp xác định hoạt tính chống oxi hóa
• 2.6.7. Phương pháp thống kê
• 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Đánh giá hiệu suất và lựa chọn phương pháp tách chiết
• 3.2. Kết quả tách chiết thu phân đoạn
• 3.3. Khảo sát sơ bộ hoạt tính kháng khuẩn của các phân đoạn cao chiết Tô mộc
• 3.4. Đánh giá hoạt kháng khuẩn của phân đoạn ethyl acetate (EAF)
• 3.4.1. Kết quả thử hoạt tính kháng khuẩn bằng phương pháp khuếch tán giếng thạch
• 3.4.2. Kết quả xác định MIC/MBC bằng phương pháp pha loãng
• 3.4.3. Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của phân đoạn ethyl acetate trên các chủng Vibrio
• 3.5. Đánh giá hoạt tính kháng nấm của phân đoạn ethyl acetate
• 3.6. Đánh giá hoạt tính oxi hóa của phân đoạn ethyl acetate
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Hoạt Tính Sinh Học Của Cây Tô Mộc

Cây Tô mộc (Caesalpinia sappan L.) là một loài thực vật có giá trị dược liệu cao, được sử dụng rộng rãi trong y học cổ truyền. Nghiên cứu về hoạt tính sinh học của cây Tô mộc đã chỉ ra rằng nó chứa nhiều hợp chất có tác dụng kháng khuẩn, chống viêm và chống oxi hóa. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng các chiết xuất từ cây Tô mộc có thể giúp điều trị nhiều bệnh lý khác nhau, từ các bệnh nhiễm trùng đến các vấn đề về tim mạch.

1.1. Đặc Điểm Thực Vật Của Cây Tô Mộc

Cây Tô mộc là một loài cây thân gỗ nhỏ, cao từ 5 đến 10 mét, với phần lõi gỗ có màu đỏ nâu. Cây thường mọc ở các vùng nhiệt đới và có khả năng sinh trưởng tốt trong điều kiện đất ẩm. Phần gỗ của cây được sử dụng để chiết xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học cao.

1.2. Tình Hình Nghiên Cứu Về Cây Tô Mộc

Nghiên cứu về cây Tô mộc đã diễn ra từ những năm đầu thế kỷ 20, với nhiều phát hiện quan trọng về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của nó. Các hợp chất như brazilin và sappanchalcone đã được xác định là có tác dụng kháng khuẩn và chống viêm.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Nghiên Cứu Hoạt Tính Sinh Học

Mặc dù cây Tô mộc có nhiều tiềm năng, nhưng việc nghiên cứu và ứng dụng các hợp chất sinh học từ cây này vẫn gặp nhiều thách thức. Một trong những vấn đề chính là việc xác định chính xác các hợp chất có hoạt tính và cách thức chiết xuất hiệu quả nhất.

2.1. Khó Khăn Trong Việc Chiết Xuất Hợp Chất

Việc chiết xuất các hợp chất từ cây Tô mộc đòi hỏi các phương pháp hiện đại và tối ưu để đảm bảo hiệu suất cao. Các phương pháp truyền thống thường không đạt được hiệu quả tối ưu trong việc tách chiết các hợp chất có hoạt tính sinh học.

2.2. Thiếu Thông Tin Về Hoạt Tính Sinh Học

Mặc dù có nhiều nghiên cứu, nhưng thông tin về hoạt tính sinh học của các hợp chất từ cây Tô mộc vẫn còn hạn chế. Cần có thêm nhiều nghiên cứu để làm rõ cơ chế hoạt động và ứng dụng thực tiễn của các hợp chất này.

III. Phương Pháp Tách Chiết Hợp Chất Từ Cây Tô Mộc

Để tối ưu hóa việc chiết xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học từ cây Tô mộc, nhiều phương pháp đã được áp dụng. Các phương pháp như chiết xuất bằng siêu tới hạn và chiết xuất bằng sóng siêu âm đã cho thấy hiệu quả cao trong việc tách chiết các hợp chất có giá trị.

3.1. Phương Pháp Chiết Xuất Truyền Thống

Phương pháp chiết xuất truyền thống thường sử dụng dung môi hữu cơ để tách chiết các hợp chất từ cây Tô mộc. Tuy nhiên, phương pháp này có thể không đạt hiệu quả tối ưu và có thể gây ô nhiễm môi trường.

3.2. Phương Pháp Chiết Xuất Hiện Đại

Các phương pháp chiết xuất hiện đại như chiết xuất siêu tới hạn và chiết xuất bằng sóng siêu âm đã được chứng minh là hiệu quả hơn trong việc tách chiết các hợp chất có hoạt tính sinh học từ cây Tô mộc. Những phương pháp này không chỉ nâng cao hiệu suất chiết xuất mà còn bảo toàn được các hoạt chất quý giá.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Cây Tô Mộc Trong Y Học

Cây Tô mộc đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng y học, từ việc điều trị các bệnh nhiễm trùng đến các vấn đề về tim mạch. Các chiết xuất từ cây Tô mộc đã cho thấy hiệu quả trong việc kháng khuẩn và chống viêm, mở ra nhiều cơ hội cho việc phát triển các sản phẩm dược phẩm mới.

4.1. Hoạt Tính Kháng Khuẩn Của Cây Tô Mộc

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng chiết xuất từ cây Tô mộc có khả năng ức chế sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn gây bệnh. Các hợp chất như brazilin và sappanchalcone đã được xác định là có hoạt tính kháng khuẩn mạnh.

4.2. Ứng Dụng Trong Điều Trị Bệnh

Cây Tô mộc không chỉ được sử dụng trong y học cổ truyền mà còn có tiềm năng trong y học hiện đại. Các nghiên cứu cho thấy rằng các chiết xuất từ cây Tô mộc có thể hỗ trợ điều trị nhiều bệnh lý khác nhau, từ viêm nhiễm đến các vấn đề về tim mạch.

V. Kết Luận Về Hoạt Tính Sinh Học Của Cây Tô Mộc

Cây Tô mộc (Caesalpinia sappan L.) là một nguồn dược liệu quý giá với nhiều hoạt tính sinh học đáng chú ý. Việc nghiên cứu và phát triển các sản phẩm từ cây Tô mộc không chỉ mang lại lợi ích cho sức khỏe con người mà còn góp phần bảo tồn và phát triển nguồn tài nguyên thiên nhiên.

5.1. Tiềm Năng Phát Triển Của Cây Tô Mộc

Cây Tô mộc có tiềm năng lớn trong việc phát triển các sản phẩm dược phẩm và thực phẩm chức năng. Nghiên cứu sâu hơn về các hợp chất từ cây này có thể mở ra nhiều cơ hội mới trong ngành dược.

5.2. Hướng Nghiên Cứu Tương Lai

Cần có nhiều nghiên cứu hơn nữa để làm rõ các cơ chế hoạt động của các hợp chất từ cây Tô mộc. Việc phát triển các phương pháp chiết xuất hiệu quả và an toàn cũng là một hướng đi quan trọng trong nghiên cứu và ứng dụng cây Tô mộc.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Thực trạng kháng kháng sinh đang trở thành một trong những mối đe dọa hàng đầu đối với y tế toàn cầu. Báo cáo từ Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) cho thấy khoảng 80% dân số tại các quốc gia đang phát triển vẫn dựa vào các hợp chất tự nhiên trong chăm sóc sức khỏe ban đầu. Trong danh mục 255 loại thuốc thiết yếu của WHO, có tới 11% hoạt chất được chiết xuất trực tiếp từ thực vật hoặc bán tổng hợp từ các tiền chất tự nhiên. Tại Việt Nam, theo số liệu từ Cục Quản lý Dược thuộc Bộ Y tế, mỗi năm cả nước tiêu thụ từ 50.000 đến 60.000 tấn dược liệu nhằm phục vụ y học cổ truyền và công nghiệp dược phẩm.

Cây Tô mộc (danh pháp khoa học: Caesalpinia sappan L.), thuộc phân họ Vang (Caesalpinioideae), là loài dược liệu quý phân bố rộng rãi tại vùng Đông Nam Á. Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Sinh học thực nghiệm thực hiện tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội tập trung giải quyết vấn đề tối ưu hóa quy trình tách chiết và đánh giá toàn diện hoạt tính sinh học của các nhóm chất từ lõi gỗ Tô mộc.

Mục tiêu cụ thể của công trình là xác lập phương pháp chiết xuất hiệu suất cao, sàng lọc hoạt tính kháng khuẩn trên 6 chủng vi khuẩn chuẩn quốc tế, 5 chủng vi khuẩn Vibrio gây bệnh thủy sản, 3 chủng vi nấm kiểm định và định lượng hoạt tính chống oxy hóa quét gốc tự do DPPH. Kết quả nghiên cứu đạt hiệu suất chiết xuất cao nhất lên tới 11,8% cùng hàm lượng polyphenol đạt 1,177 g GAE trên 10 g bột nguyên liệu, mang lại ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn to lớn cho việc phát triển các chế phẩm kháng khuẩn tự nhiên thay thế hóa chất tổng hợp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên lý thuyết chiết xuất hoạt chất thực vật và động thái truyền khối trong quá trình chiết lỏng - rắn. Dưới tác động cơ học của sóng siêu âm có tần số trên 20 kHz, hiện tượng tạo bọt khí (cavitation) sinh ra áp suất cục bộ cực lớn, phá vỡ vách tế bào thực vật và giải phóng tối đa các hợp chất thứ cấp vào dung môi. Đồng thời, lý thuyết thủy động lực học dòng chảy hướng tâm với tốc độ khuấy 200 vòng/phút giúp tăng cường hệ số khuếch tán phân tử.

Cơ sở dược lý học của đề tài tập trung vào cơ chế kháng khuẩn và chống oxy hóa của các hợp chất polyphenol, chalcone và dẫn xuất dibenzoxocin tiêu biểu như brazilin và brazilein. Khung nghiên cứu vận hành dựa trên 4 khái niệm khoa học cốt lõi:

• Hàm lượng Phenolic tổng số (Total Phenolic Content - TPC): Định lượng bằng phản ứng khử phức hợp phosphomolybdic-phosphotungstic trong thuốc thử Folin-Ciocalteau, tạo phức màu xanh lam đo quang ở bước sóng 765 nm dựa trên đường chuẩn axit gallic y = 0,011x + 0,015 với độ tin cậy R2 = 0,993.
• Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) và Nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC): Chỉ số xác định hiệu lực kìm hãm và tiêu diệt 99,9% mật độ tế bào vi sinh vật mục tiêu.
• Khả năng trung hòa gốc tự do DPPH: Đo lường hoạt tính chống oxy hóa qua phản ứng cho nguyên tử hydro khử gốc tự do 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl ở bước sóng 517 nm, so sánh tương đương với đường chuẩn axit ascorbic y = 0,09060x - 1,40376 (R2 = 0,98197).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng mẫu lõi gỗ cây Tô mộc màu nâu đỏ đạt tiêu chuẩn thực vật học, được sấy khô và nghiền mịn với khối lượng cố định 10 g cho mỗi mẻ thí nghiệm. Phương pháp chọn mẫu tuân thủ nghiêm ngặt quy trình chuẩn bị dược liệu theo Dược điển Việt Nam.

Quy trình chiết phân đoạn sử dụng 4 hệ dung môi có độ phân cực tăng dần gồm n-hexan, dichloromethane, ethyl acetate và ethanol theo tỷ lệ nguyên liệu trên dung môi là 1/10 (w/v), thực hiện lặp lại 3 lần liên tiếp.

Hệ thống vi sinh vật kiểm định bao gồm:

• 3 chủng vi khuẩn Gram âm: Escherichia coli ATCC 25922, Salmonella typhimurium ATCC 14028, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853.
• 3 chủng vi khuẩn Gram dương: Staphylococcus aureus ATCC 25923, Bacillus subtilis ATCC 6633, Bacillus cereus ATCC 10876.
• 5 chủng vi khuẩn thủy sản gây bệnh hoại tử gan tụy cấp: Vibrio parahaemolyticus (VP1, VP2, VP3, VP4) và Vibrio harveyi (VH).
• 3 chủng vi nấm: Aspergillus niger, Candida albicans, Penicillium digitatum.

Phương pháp phân tích hoạt tính kháng khuẩn sử dụng kỹ thuật khuếch tán giếng thạch (đường kính giếng 6 mm, mật độ vi khuẩn 10^8 CFU/ml) và kỹ thuật vi pha loãng trong môi trường lỏng CAMHB ở dải nồng độ từ 50 đến 2000 µg/ml nhằm xác định chính xác giá trị MIC/MBC theo tiêu chuẩn của Viện Tiêu chuẩn Lâm sàng và Xét nghiệm Hoa Kỳ (CLSI).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình thực nghiệm đã ghi nhận 4 phát hiện quan trọng có giá trị khoa học vượt bậc:

Thứ nhất, việc ứng dụng sóng siêu âm 15 phút kết hợp khuấy trộn hướng tâm 200 vòng/phút giúp tăng vọt hiệu suất tách chiết lên 11,8% (thu được 1,180 g cao chiết từ 10 g bột gỗ Tô mộc), vượt trội hơn 58,18% so với phương pháp chiết ngâm truyền thống vốn chỉ đạt hiệu suất 7,46% (thu được 0,746 g cao chiết).

Thứ hai, hàm lượng Phenolic tổng số đạt giá trị cao nhất tại phân đoạn ethyl acetate (EAF) với 1,177 g GAE trên 10 g bột nguyên liệu (tương ứng 0,997 g GAE trên 1 g cao khô), cao hơn 62,57% so với phương pháp ngâm chiết thông thường chỉ đạt 0,724 g GAE.

Thứ ba, phân đoạn ethyl acetate thể hiện hoạt tính kháng khuẩn phổ rộng xuất sắc. Trên các chủng vi khuẩn Gram dương (S. aureus, B. cereus) và Gram âm (E. coli, P. aeruginosa), đường kính vòng vô khuẩn tạo ra đạt từ 13,7 mm đến trên 20,0 mm. Đặc biệt, cao chiết EAF thể hiện khả năng ức chế mạnh mẽ 100% các chủng Vibrio parahaemolyticus và Vibrio harveyi gây bệnh hoại tử gan tụy trên tôm ở dải nồng độ 50 - 200 µg/ml.

Thứ tư, thử nghiệm chống oxy hóa cho thấy phân đoạn ethyl acetate có khả năng khử gốc tự do DPPH vô cùng mạnh mẽ, đường biểu diễn hoạt tính tương đương với chất đối chứng chuẩn axit ascorbic ở dải nồng độ 100 - 700 µg/ml.

Thảo luận kết quả

Hiệu suất chiết xuất tăng vọt được lý giải là nhờ hiệu ứng cộng hưởng giữa sóng siêu âm phá vỡ cấu trúc vi mô của mạch gỗ và lực xoáy hướng tâm liên tục làm mới bề mặt tiếp xúc pha. So sánh với các công bố quốc tế trước đây, hiệu suất chiết ngâm Tô mộc bằng ethanol thường dao động dưới mức 10%. Kỹ thuật cải tiến trong luận văn đã khắc phục triệt để điểm nghẽn về năng suất trích ly.

Hoạt tính sinh học vượt trội của phân đoạn ethyl acetate bắt nguồn từ việc dung môi này có độ phân cực trung bình, rất thích hợp để hòa tan chọn lọc nhóm hợp chất flavonoid, chalcone và brazilin mà không lẫn các tạp chất phân cực cao như đường tự do hay pectin. Trong các nghiên cứu trước đây của Kondo và cộng sự, chiết xuất Tô mộc thể hiện hoạt tính tốt trên vi khuẩn Gram dương; tuy nhiên, nghiên cứu này đã chứng minh thêm phổ tác dụng mạnh mẽ trên cả vi khuẩn Gram âm kháng thuốc và vi khuẩn gây bệnh trong nuôi trồng thủy sản.

Dữ liệu nghiên cứu được biểu diễn trực quan qua biểu đồ cột so sánh hiệu suất giữa 3 điều kiện chiết xuất và bảng tổng hợp đối chiếu nồng độ ức chế MIC/MBC, giúp làm sáng tỏ tiềm năng ứng dụng thực tiễn của từng phân đoạn dược liệu.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm chuyển giao kết quả nghiên cứu vào thực tiễn sản xuất, luận văn đưa ra 4 giải pháp trọng tâm:

1. Chuẩn hóa quy trình công nghệ chiết xuất: Ứng dụng quy trình chiết xuất có hỗ trợ sóng siêu âm 15 phút kết hợp khuấy trộn hướng tâm ở quy mô pilot 50 - 100 lít/mẻ nhằm nâng hiệu suất thu hồi polyphenol lên mức 11,5% - 12,0%, đồng thời cắt giảm hơn 40% lượng dung môi hữu cơ tiêu hao. Chủ thể thực hiện: Các viện nghiên cứu công nghệ sinh học và doanh nghiệp sản xuất cao dược liệu, triển khai trong thời gian 6 đến 12 tháng.

2. Bào chế chế phẩm y tế kháng khuẩn ngoài da: Nghiên cứu công thức gel bôi da hoặc dung dịch súc miệng chứa 1,0% đến 2,5% cao phân đoạn ethyl acetate nhằm điều trị nhiễm trùng da do Staphylococcus aureus và viêm nướu răng. Chủ thể thực hiện: Bộ phận R&D của các công ty dược phẩm, tiến hành thử nghiệm tiền lâm sàng trong vòng 18 tháng.

3. Sản xuất phụ gia thảo dược cho ngành nuôi trồng thủy sản: Bào chế sản phẩm thảo dược dạng bột trộn thức ăn chứa cao chiết Tô mộc với nồng độ MIC kiểm soát dưới 150 µg/ml để phòng ngừa dịch bệnh hoại tử gan tụy cấp tính do Vibrio parahaemolyticus gây ra trên tôm nước lợ. Chủ thể thực hiện: Các trung tâm khuyến ngư phối hợp cùng doanh nghiệp thức ăn thủy sản, lộ trình thực hiện 12 tháng.

4. Xây dựng vùng trồng dược liệu đạt chuẩn: Quy hoạch và phát triển vùng trồng cây Tô mộc đạt tiêu chuẩn GACP-WHO với diện tích ban đầu 50 đến 100 hecta tại các tỉnh Hòa Bình, Sơn La và Quảng Ninh nhằm bảo tồn nguồn gen bản địa và bảo đảm hàm lượng hoạt chất đạt chuẩn. Chủ thể thực hiện: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn các tỉnh phối hợp với các hợp tác xã dược liệu, thời gian thực hiện 24 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang lại giá trị học thuật và thực tiễn phong phú cho 4 nhóm đối tượng chính:

1. Nhà khoa học và giảng viên chuyên ngành Hóa sinh, Dược học, Sinh học thực nghiệm: Tiếp cận phương pháp luận chuẩn mực về chiết xuất phân đoạn lỏng - rắn liên hoàn và quy trình thử nghiệm vi sinh vật định lượng theo chuẩn quốc tế CLSI.

2. Chuyên viên R&D tại các doanh nghiệp dược phẩm, mỹ phẩm thiên nhiên: Vận dụng trực tiếp quy trình công nghệ chiết xuất siêu âm kết hợp dòng chảy hướng tâm để nâng cao hiệu suất thu hồi polyphenol lên 11,8%, tối ưu hóa chi phí sản xuất các dòng mỹ phẩm chống lão hóa và chế phẩm sát khuẩn tự nhiên.

3. Kỹ sư nuôi trồng thủy sản và bác sĩ thú y: Khai thác bộ số liệu thực nghiệm về nồng độ ức chế MIC/MBC trên 5 chủng vi khuẩn Vibrio để phát triển các giải pháp thảo dược thay thế kháng sinh tổng hợp trong mô hình nuôi tôm thâm canh công nghệ cao.

4. Học viên cao học và sinh viên ngành Công nghệ Sinh học: Sử dụng luận văn như tài liệu tham khảo mẫu về phương pháp xây dựng đường chuẩn UV-Vis (axit gallic và axit ascorbic), kỹ thuật đo quang phổ OD765/OD517 và kỹ năng xử lý thống kê số liệu thực nghiệm.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao phương pháp chiết có hỗ trợ sóng siêu âm lại cho hiệu suất cao hơn chiết ngâm truyền thống?

Sóng siêu âm có tần số trên 20 kHz tạo ra hiện tượng xâm thực bọt khí cực mạnh, làm rách vỡ thành tế bào thực vật và tăng diện tích tiếp xúc dung môi. Kết hợp khuấy dòng hướng tâm 200 vòng/phút, phương pháp này giúp hiệu suất chiết đạt 11,8%, cao hơn 58,18% so với phương pháp chiết ngâm thông thường vốn chỉ đạt 7,46%.

Nhóm hoạt chất nào trong cây Tô mộc quyết định hoạt tính kháng khuẩn chính?

Nhóm hợp chất polyphenol và homoisoflavonoid, tiêu biểu là brazilin và protosappanin trong phân đoạn ethyl acetate, đóng vai trò then chốt. Hàm lượng phenolic tổng số trong phân đoạn này đạt tới 1,177 g GAE/10 g nguyên liệu, có khả năng phá vỡ cấu trúc màng lipid kép và làm biến tính protein của tế bào vi khuẩn.

Cao chiết Tô mộc có khả năng ức chế những vi khuẩn nào theo kết quả thực nghiệm?

Cao phân đoạn ethyl acetate ức chế mạnh 6 chủng vi khuẩn chuẩn ATCC gồm E. coli, S. typhimurium, P. aeruginosa, S. aureus, B. subtilis, B. cereus và 5 chủng Vibrio (VP1, VP2, VP3, VP4, VH) gây bệnh hoại tử gan tụy trên tôm, với dải nồng độ thử nghiệm từ 50 đến 2000 µg/ml.

Hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết Tô mộc được định lượng thông qua chỉ số nào?

Hoạt tính được đo lường thông qua khả năng trung hòa gốc tự do DPPH ở bước sóng 517 nm, tính toán quy đổi theo phương trình đường chuẩn axit ascorbic y = 0,09060x - 1,40376 (R2 = 0,98197). Phân đoạn ethyl acetate cho thấy hoạt tính khử gốc tự do mạnh tương đương chất chuẩn chống oxy hóa.

Luận văn đã sử dụng những hệ dung môi nào cho quá trình chiết phân đoạn?

Quy trình thực hiện chiết phân đoạn trực tiếp rắn - lỏng tuần tự với 4 loại dung môi có độ phân cực tăng dần gồm n-hexan, dichloromethane, ethyl acetate và ethanol theo tỷ lệ 1/10 (w/v), thực hiện lặp lại 3 chu kỳ nhằm phân tách triệt để các nhóm chất theo độ phân cực.

Kết luận

• Xác lập thành công quy trình chiết xuất tối ưu kết hợp sóng siêu âm và khuấy trộn hướng tâm, nâng hiệu suất thu cao lên 11,8% và hàm lượng phenolic đạt 1,177 g GAE trên 10 g bột Tô mộc.
• Chứng minh phân đoạn ethyl acetate (EAF) sở hữu hàm lượng hoạt chất và hoạt tính sinh học vượt trội nhất trong 4 phân đoạn dung môi khảo sát.
• Khẳng định phổ kháng khuẩn mạnh mẽ trên cả vi khuẩn Gram dương, vi khuẩn Gram âm và toàn bộ 5 chủng vi khuẩn Vibrio gây bệnh hoại tử gan tụy ở tôm.
• Xác thực khả năng quét gốc tự do DPPH vượt trội của cao chiết Tô mộc tương đương với chất chống oxy hóa chuẩn axit ascorbic.
• Đặt nền móng khoa học vững chắc cho việc ứng dụng cây Tô mộc trong sản xuất dược phẩm kháng khuẩn tự nhiên và chế phẩm sinh học phục vụ thủy sản.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là hoàn thiện bộ dữ liệu thực nghiệm chuẩn hóa về công nghệ chiết xuất và hoạt tính sinh học của cây Tô mộc tại Việt Nam. Kế hoạch tiếp theo là hoàn thành thử nghiệm độc tính tế bào trong 6 tháng tới và triển khai thử nghiệm lâm sàng trong giai đoạn 2024 - 2025.

Hãy tải ngay toàn văn luận văn thạc sĩ để khai thác trọn vẹn dữ liệu thực nghiệm và quy trình công nghệ chiết xuất dược liệu chuẩn hóa!

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1.1 Giới thiệu chung về cây Tô mộc 1.1 Sơ lược về phân họ Vang Phân họ Vang (danh pháp khoa học: Caesalpinioideae) được tạo thành từ tên của chi Vang (Caesalpinia) thuộc họ Đậu (Fabaceae hay Leguminosae). Phân họ này chủ yếu là cây thân gỗ phân bổ trong vùng ẩm ướt của khu vực nhiệt đới, ngoài ra còn có các cây bụi. Lá kép lông chim 1 - 2 lần có khi chỉ gồm một đôi lá chét dính nhau. Hoa của chúng là loại đối xứng hai bên nhưng hay biến đổi.

Các nốt sần trên rễ của các loài trong phân họ này là rất hiếm và ở những loài có các nốt sần thì chúng cũng có cấu trúc hết sức nguyên thủy [6]. Phân họ Vang được chia thành 4 tông là: Caesalpinieae, Cassieae, Cercideae và Detarieae với khoảng 150 chi và 2800 loài, phân bố chủ yếu ở các nước nhiệt đới và cận nhiệt đới. Ở Việt Nam đã phát hiện 20 chi với gần 120 loài [4].2 Giới thiệu chung về cây Tô mộc 1.1 Đặc điểm thực vật Tô mộc có tên khoa học là Caesalpinia sappan Linn. thuộc phân họ Vang (Caesalpinioideae) hay còn được biết đến với các tên gọi khác như là Vang, Tô phượng, Vang nhuộm, Co vang, Mạy vang.

Tô mộc là một loài thực vật thân gỗ nhỏ, cao khoảng 5 - 10 mét, cho gỗ rất rắn, có màu đỏ nâu ở phần lõi và trắng ở phần ngoài, được tìm thấy ở khu vực Đông Nam Á. Thân cây có nhiều gai, cành non có lông mịn, sau đó hết lông và nhẵn, có gai ngắn. Lá kép lông chim, mọc so le, có từ 10 - 15 lá chét nhỏ, hình ô van hơi hẹp ở dưới và thuôn tròn ở đầu, mặt trên nhẵn, mặt dưới có lông mịn. Hoa 5 cánh màu vàng, mọc thành chùm ở đầu cành.

Cuống có lông màu nâu gỉ sắt. Quả thuôn dẹt hình trứng ngược, vỏ rất cứng, có sừng nhọn ở đầu, trong chứa 3 - 4 hạt màu nâu vàng. Kích thước quả: dài 7 - 10 cm, rộng 3-4 cm [2, 36]. 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Luận văn Thạc sỹ khoa học Đỗ Thị Huế Hình 1.

Cây Tô mộc (Đỗ Xuân Cẩm) 1.2 Đặc điểm sinh thái Mùa hoa Tô mộc thường vào tháng 5 - 7, mùa quả tháng 7 - 10. Cây sống ở các tỉnh phía Nam có mùa hoa quả muộn hơn khoảng 4 tháng. Cây mọc chồi vào mùa xuân, trồng được bằng hạt vào mùa xuân hoặc đầu mùa mưa (khoảng tháng 5 - 6 đối với các tỉnh phía Nam). Cây mọc rải rác ở ven rừng, rừng thứ sinh, quanh làng bản.

Cây còn được trồng ở vườn, nương rẫy, hàng rào. Cây ưa sáng, sinh trưởng nhanh, ưa đất tốt, có thể sống được trong điều kiện bán khô hạn [29]. Ở nước ta, cây chủ yếu mọc hoang ở rừng núi nhưng hiện nay được trồng nhiều ở các tỉnh như Hòa Bình, Sơn La, Lạng Sơn, Quảng Ninh, Thanh Hóa, Nghệ An,… để dùng làm thuốc và nhuộm gỗ. Ngoài ra Tô mộc cũng được trồng làm thuốc ở các nước như Trung Quốc, Ấn Độ, Lào, Thái Lan, Malaixia, Philippin,….3 Ứng dụng trong y học và đời sống Theo y học cổ truyền, Tô mộc là vị thuốc nam quý, được sử dụng rộng rãi, có vị ngọt, bình, không độc, quy vào ba kinh tâm, can và tì; có tác dụng kháng khuẩn, tiêu viêm, cầm máu, hành huyết, thông lạc, giảm đau, mất máu, kinh nguyệt bế, trĩ, chấn thương,… Bộ phận dùng làm thuốc của cây Tô mộc là gỗ thân và cành, được róc đẽo hết lớp vỏ ngoài và phần lớn gỗ giác, chỉ lấy phần lõi gỗ cưa thành các đoạn nhỏ và phơi khô.

Mặt ngoài các miếng lớn có màu đỏ vàng đến đỏ nâu, có vết dao 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Luận văn Thạc sỹ khoa học Đỗ Thị Huế đẽo và vết cành, thường có khe nứt dọc. Mặt cắt ngang hơi bóng, vòng tuổi thấy rõ rệt (màu da cam), có thể thấy màu nâu tối, có các lỗ nhỏ (mạch gỗ). Khi dùng được chẻ nhỏ thành các thanh mỏng có màu hồng đỏ hoặc tán thành bột thô, sắc đặc thành thuốc không mùi, vị hơi se [2, 48]. Mặt khác, Tô mộc được coi là một trong những cây thuốc nhuộm tự nhiên có thể trồng trên quy mô lớn ở các vùng nhiệt đới.

Phần lõi gỗ màu nâu đỏ có chứa các chất nhuộm hòa tan trong nước như brazilein, protosappanin, sappan chalcone và haematoxylin. Hiện nay, các chất nhuộm này được sử dụng để nhuộm màu tự nhiên các sản phẩm da, lụa, bông, len và sợi các loại khác nhau, thực phẩm, đồ uống và ứng dụng cả trong dược phẩm. Phần lõi gỗ rắn, gần như không bị nứt nẻ còn được sử dụng để chạm khắc đồ gỗ mỹ nghệ [44].2 Tình hình nghiên cứu Tô mộc 1.1 Các nghiên cứu Tô mộc trên thế giới 1.1 Nghiên cứu về thành phần hóa học của Tô mộc Thành phần hóa học của Tô mộc đã được nghiên cứu từ những năm đầu của thế kỷ 20. Năm 1977, Nigam và cộng sự phân tích thấy trong gỗ Tô mộc có chứa một glycoside gồm aglicon là β-amirin và phần đường là D-glucose, các axit amin tự do bao gồm alanine, glicin, prolin, valin, leucin, treonin, norvalin, các đường tự do là lactose, glactose, socbose và D-glucose.

Năm 1978, họ đã tiếp tục phân tích thấy trong dịch chiết ete dầu hỏa của gỗ Tô mộc có chứa axit palmitic (27,6%), axit stearic (44,2%), axit linoleic (25,6%) và axit oleic (2,23%). Hai hợp chất vòng thơm là dẫn xuất của brazilin đã lần đầu tiên được các nhà khoa học Nhật Bản chiết xuất từ gỗ cây Tô mộc vào năm 1985 [15]. Sau đó vào năm 1986, các nhà khoa học nước này tiếp tục phát hiện được protosappanin A - một hợp chất biphenyl, có tác dụng an thần yếu ở chuột từ lõi gỗ Tô mộc [41]. Năm 1987, khi nghiên cứu lõi gỗ Tô mộc các nhà khoa học đã phát hiện một số hợp chất có vòng thơm như brazilin, sappanchalcone, caesalpin J, caesalpin P, protosappanin A, protosappanin B, homoisoflavonoids ß-sitosterol và sự hiện diện của các dẫn xuất 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Luận văn Thạc sỹ khoa học Đỗ Thị Huế monohydroxybrazilin và benzyl dihydrobenzofuran cũng được tìm thấy.

Lõi gỗ cũng được chỉ ra là có chứa sappanol, episappanol, 3'-deoxysappanol, 3'-0- methylsappanol, 3'-0-methylepisappanol, 3'-0-methylbrazilin, 4-0- methylepisappanol, sappanon ß, 3-deoxysappanone ß, 3'- deoxysappanone ß và dẫn xuất dibenzoxocin, 10-0-methyl-protosappanion ß. Sự hiện diện của 4,4-dihydroxy- 2-methoxychalcone, 8-methoxy-bonducellin, quercetin, rhamnetic và ombuin cũng được báo cáo [48]. Sau đó rất nhiều các hợp chất khác cũng đã được phát hiện và công bố như sappanin, tannin, axit galic, brazilide A, neosappanone A và tinh dầu. Phần lớn các chất được tìm thấy trong lõi gỗ và các bộ phận khác của Tô mộc thuộc nhóm phenol và có hoạt tính sinh học [12, 14, 42, 44, 46, 67, 74, 75].

Một số hợp chất từ cây Tô mộc 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Luận văn Thạc sỹ khoa học Đỗ Thị Huế 1.2 Nghiên cứu về hoạt tính sinh học của cây gỗ Tô mộc Tô mộc là một vị thuốc nam quý, từ lâu đã được sử dụng rộng rãi trong y học cổ truyền. Ở Trung Quốc, Tô mộc được sử dụng phổ biến với các công dụng như thuốc chống đông máu, chống viêm và thúc đẩy lưu thông máu. Ngoài ra, nó còn được sử dụng để điều trị các vết bỏng, vết thương, bệnh phong, bệnh ngoài da, kiết lỵ, xuất huyết và các biến chứng của bệnh tiểu đường… Nhiều hoạt động dược lý khác của các chiết xuất và hợp chất tách chiết từ Tô mộc đã được báo cáo như: điều hòa miễn dịch, chống viêm, chống oxi hóa, kháng khuẩn, diệt virus, hỗ trợ điều trị ung thư, thuốc chống co giật, chống xơ vữa động mạch và hạ đường huyết. a, Hoạt tính kháng khuẩn Một trong những hoạt tính được đánh giá cao và ứng dụng nhiều nhất của Tô mộc hiện nay là hoạt tính kháng khuẩn.

Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về khả năng kháng khuẩn, diệt khuẩn của gỗ cây Tô mộc được công bố. Chiết xuất methanol và ethyl acetate của lõi gỗ Tô mộc đã được báo cáo là có hiệu quả chống lại một số vi khuẩn gây bệnh trên người như E. coli, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Streptococcus pyogenes, Pseudomonas aeroginosa, Propionibacterium acne, Proteus vulgaris, Klebsiella pneumonia, Citrobacter divergens. Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) được xác định đối với chiết xuất methanol và ethyl acetate trên các chủng vi khuẩn có giá trị từ 50-150 µg/ml.

Tuy nhiên khi thử nghiệm hoạt tính ức chế trên ba chủng nấm Aspergillus flavus, Aspergillus niger và Fusarium sps gây các bệnh ở phổi và tai, cả 2 loại chiết xuất hầu hết đều không cho thấy hoạt tính kháng nấm [35, 57]. Trong một nghiên cứu của Lim và công sự vào năm 2005, chiết xuất methanol của Tô mộc được thử nghiệm đánh giá các tác động tăng trưởng đối với năm chủng vi sinh vật đường ruột bằng phương pháp khuếch tán đĩa giấy. Thành phần hoạt tính sinh học của chiết xuất Tô mộc được mô tả là 5-hydroxy-1,4-naphthoquinone (C10H6O3). Trong thử nghiệm với Clostridium perfringens, 5-hydroxy-1,4- naphthoquinone ức chế mạnh ở nồng độ 5 và 2 mg/đĩa và ức chế vừa phải ở mức 1; 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Luận văn Thạc sỹ khoa học Đỗ Thị Huế 0,5 và 0,25 mg/đĩa.

Hơn nữa, nó còn cho thấy một sự ức chế tăng trưởng yếu đối với Lactobacillus casei ở 5 và 2 mg/đĩa. So sánh các dẫn xuất naphthoquinone, 5- hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone có ức chế tăng trưởng vừa phải đối với C. perfringens ở 5 và 2 mg/đĩa, trong khi 1,4-naphthoquinone ở mức 5 mg/đĩa, ức chế đáng kể sự tăng trưởng của tất cả các vi khuẩn được thử nghiệm. 1,2- Naphthoquinone cho thấy sự ức chế tăng trưởng chống lại tất cả các vi khuẩn được thử nghiệm ở 1 mg/đĩa.

Vì vậy, so với các chất kháng khuẩn tự nhiên, dược liệu có nguồn gốc từ gỗ Tô mộc được đánh giá là có vai trò hữu ích như một tác nhân chống lại các bệnh do C. perfringens gây ra [33]. Ngoài ra chiết xuất Tô mộc còn được nghiên cứu ứng dụng tổng hợp hạt nano bạc, được đánh giá là một kháng sinh tiềm năng chống lại chủng vi khuẩn Staphylococcus aureus kháng methicillin [24]. Hầu hết các nghiên cứu về hoạt tính kháng khuẩn của Tô mộc đều được phát triển hướng tới ứng dụng trong các lĩnh vực như y tế và thực phẩm.

Chiết xuất ethanol của Tô mộc được báo cáo có khả năng ức chế các chủng vi khuẩn gây sâu răng và viêm nướu bao gồm: Streptococcus DMST9567 (Smu9), Streptococcus DMST41283 (Smu4) và Streptococcus intermedius DMST42700 (Si). Trong khi chiết xuất nước của Tô mộc cũng đã được chứng minh có hoạt tính chống lại năm loại vi khuẩn gây bệnh đường miệng: Enterococcus faecalis, Actinomyces viscosus, Streptococcus salivarius, Streptococcus mutans và Streptococcus sanguis.