Đánh Giá Tính Chất Chống Oxy Hóa và Kháng Khuẩn của Chiết Xuất Từ Lá Breynia Vitis-Idaea

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu công nghệ sinh học evaluation of in vitro antioxidant and antibacterial properties of fractionated, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Nguyễn Thị Lan Hương
• Người hướng dẫn: Phó Giáo Sư Tiến Sĩ Nguyễn Thị Thu Hương
• Trường học: Ho Chi Minh City University of Technology
• Chuyên ngành: Biotechnology
• Đề tài: Đánh Giá Tính Chất Chống Oxy Hóa và Kháng Khuẩn của Chiết Xuất Từ Lá Breynia Vitis-Idaea
• Loại tài liệu: thesis
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

Mục lục chi tiết

• PREFACE
• 1. CHƯƠNG 1: GENERAL VIEW ABOUT BREYNIA VITIS-IDAEA
• 1.1. General introduction
• 1.2. Botanical description of B.
• 1.2.1. Feature of growth and development
• 1.2.2. Feature of distribution
• 1.3. Preliminary phytochemical components of B. vitis-idaea
• 1.4. Traditional ethno-medicinal use of B.
• 1.5. Overview of ØÏỢCOSI©
• 2. CHAPTER 2: MATERIALS AND METHODS
• 2.1. Material, chemical and apparatus
• 2.2. Media and chemicals
• 2.3. Content Of €XD€TITTI€TIES
• 2.4. Analyze preliminary phytochemical COMPOSItON
• 2.5. Obtain fractionated extracts and evaluate antioxidant and antibacterial activity Of CACH €XÍTACẲ
• 2.6. Enzyme-assisted ©X{fACẨIOI
• 2.7. Isolation, refinement and structure determination of compound
• 2.8. Identification of herbal DÏATIE
• 2.8.1. Moisture content and total ash content of material
• 2.8.2. Experiments of preliminary phytochemical composIfIon
• 2.8.3. Bioactivities of fractionated €XÍTACẨS
• 2.8.4. Enzyme-assIsted €XITACẨIOIN
• 2.8.5. Effect of enzyme conC€rIfFAfIOTIS
• 2.8.6. Effect of treatment ẨIT ©
• 2.8.7. Results of purification and structure determination of compounds
• 2.8.8. Results of thin layer chromatography analysis
• 2.8.9. Results after running column chromatography. Purification of fraction [Ñ
• 2.9. Structure determination of the FI8C1 by spectrometry
• 2.10. Characteristic of object Of StUCY
• 2.11. Extraction mme€thOỞ
• 2.12. Antimicrobial aC[IVIẨY
• 3. CONCLUSION AND PETITION
• APPENDIX

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Đánh Giá Tính Chất Chống Oxy Hóa

Đánh giá tính chất chống oxy hóa của chiết xuất từ lá Breynia vitis-idaea là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong ngành công nghệ sinh học. Nghiên cứu này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về các hoạt chất sinh học có trong lá mà còn mở ra cơ hội ứng dụng trong y học và thực phẩm. Các chiết xuất từ lá Breynia đã cho thấy khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ, giúp bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do gốc tự do.

1.1. Tính Chất Chống Oxy Hóa Của Chiết Xuất

Chiết xuất từ lá Breynia vitis-idaea đã được chứng minh có khả năng quét gốc tự do hiệu quả. Các phương pháp thử nghiệm như DPPH và ABTS cho thấy chiết xuất ethyl acetate có hoạt tính cao nhất với giá trị IC50 đạt 99.66 µg/ml.

1.2. Ý Nghĩa Của Tính Chất Chống Oxy Hóa

Tính chất chống oxy hóa không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe mà còn có thể ứng dụng trong việc phát triển các sản phẩm thực phẩm chức năng và dược phẩm. Việc khai thác các chiết xuất tự nhiên từ Breynia có thể mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe con người.

II. Thách Thức Trong Nghiên Cứu Tính Chất Kháng Khuẩn

Nghiên cứu về tính chất kháng khuẩn của chiết xuất từ lá Breynia vitis-idaea gặp nhiều thách thức. Các vi khuẩn kháng thuốc ngày càng gia tăng, đòi hỏi các nghiên cứu phải tìm ra những giải pháp mới và hiệu quả hơn. Việc xác định hoạt tính kháng khuẩn của các chiết xuất là cần thiết để phát triển các phương pháp điều trị mới.

2.1. Các Vi Khuẩn Thử Nghiệm

Các vi khuẩn như Staphylococcus aureus và MRSA được sử dụng để đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của chiết xuất. Kết quả cho thấy chiết xuất ethyl acetate có khả năng ức chế sự phát triển của các vi khuẩn này với giá trị MIC thấp.

2.2. Khó Khăn Trong Việc Chiết Xuất

Quá trình chiết xuất và phân lập các hợp chất sinh học từ lá Breynia gặp khó khăn do sự đa dạng của các hợp chất có trong lá. Việc tối ưu hóa quy trình chiết xuất là cần thiết để đạt được hiệu quả cao nhất.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Tính Chất Chống Oxy Hóa

Phương pháp nghiên cứu tính chất chống oxy hóa của chiết xuất từ lá Breynia vitis-idaea bao gồm các bước chiết xuất, phân lập và thử nghiệm hoạt tính. Các phương pháp như chiết xuất bằng dung môi và enzyme được áp dụng để tối ưu hóa quy trình chiết xuất.

3.1. Quy Trình Chiết Xuất

Quy trình chiết xuất bao gồm việc sử dụng dung môi như ethyl acetate, n-butanol và ethanol. Mỗi loại dung môi cho ra các hoạt chất khác nhau, ảnh hưởng đến tính chất chống oxy hóa của chiết xuất.

3.2. Phân Tích Hoạt Tính Chống Oxy Hóa

Hoạt tính chống oxy hóa được đánh giá thông qua các phương pháp DPPH và ABTS. Kết quả cho thấy chiết xuất từ lá Breynia có khả năng quét gốc tự do mạnh mẽ, mở ra hướng nghiên cứu mới trong lĩnh vực dược phẩm.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Tính Chất Kháng Khuẩn

Kết quả nghiên cứu cho thấy chiết xuất từ lá Breynia vitis-idaea có hoạt tính kháng khuẩn đáng kể. Các thử nghiệm cho thấy chiết xuất ethyl acetate có hiệu quả cao nhất trong việc ức chế sự phát triển của các vi khuẩn gây bệnh.

4.1. Hoạt Tính Kháng Khuẩn Của Chiết Xuất

Chiết xuất ethyl acetate cho thấy giá trị MIC thấp nhất, cho thấy khả năng ức chế mạnh mẽ đối với Staphylococcus aureus và MRSA. Điều này chứng tỏ tiềm năng ứng dụng của chiết xuất trong điều trị nhiễm khuẩn.

4.2. Ứng Dụng Thực Tiễn

Các chiết xuất từ lá Breynia có thể được phát triển thành các sản phẩm kháng khuẩn tự nhiên, góp phần vào việc giảm thiểu tình trạng kháng thuốc hiện nay.

V. Kết Luận Về Tính Chất Chống Oxy Hóa và Kháng Khuẩn

Nghiên cứu về tính chất chống oxy hóa và kháng khuẩn của chiết xuất từ lá Breynia vitis-idaea đã chỉ ra rằng đây là một nguồn tài nguyên quý giá cho y học. Các hoạt chất sinh học có trong lá có thể được khai thác để phát triển các sản phẩm mới.

5.1. Tương Lai Của Nghiên Cứu

Nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc phân lập và xác định cấu trúc của các hợp chất sinh học trong chiết xuất từ lá Breynia. Điều này sẽ giúp mở rộng hiểu biết về tiềm năng dược lý của loại cây này.

5.2. Khuyến Nghị Ứng Dụng

Khuyến nghị phát triển các sản phẩm từ chiết xuất lá Breynia trong lĩnh vực thực phẩm chức năng và dược phẩm, nhằm tận dụng tối đa các lợi ích sức khỏe mà nó mang lại.

Trích đoạn nội dung tài liệu

VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY — HO CHI MINH CITY HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY NGUYEN THI LAN HUONG EVALUATION OF IN VITRO ANTIOXIDANT AND ANTIBACTERIAL PROPERTIES OF FRACTIONATED EXTRACTS AND ISOLATION OF BIOACTIVE COMPONENTS FROM BREYNIA VITIS-IDAEA (BURM. FISCHER LEAVES Major: Biotechnology Code: 60.80 MASTER’S THESIS Ho Chi Minh city, December 2015 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI ¬ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA - ĐHQG TPHCM VÀ TRUNG TAM SAM VÀ DƯỢC LIỆU TPHCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: Phó Giáo sư Tiến sĩ Nguyễn Thi Thu Hương Tiến sĩ Huỳnh Ngọc Oanh (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ cham nhận xét 1: Phó Giáo sư Tiến sĩ Lê Phi Nga (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ cham nhận xét 2: Tiến sĩ Nguyễn Tú Anh (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Dai hoc Bach Khoa, DHQG Tp. HCM ngày 08 tháng 01 năm 2016. Thanh phân Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, hoc hàm, học vi của Hội đồng cham bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1.

Chủ tịch: Phó Giáo sư Tién sĩ Nguyễn Đức Lượng 2. Thư ký: Phó Giáo sư Tiến sĩ Nguyễn Thúy Hương 3. Phản biện 1: Phó Giáo sư Tiến sĩ Lê Phi Nga 4. Phản biện 2: Tiến sĩ Nguyễn Tú Anh 5.

Ủy viên: Tiến sĩ Hoàng Mỹ Dung Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có). CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYÊN THỊ LAN HƯƠNG. MSHV:13313228 Ngày, tháng, năm sinh: 22/06/1990. Nơi sinh: thành phố Hồ Chí Minh Chuyên ngành: Công nghệ sinh học.80 LTÊN ĐÈ TÀI EVALUATION OF JN VITRO ANTIOXIDANT AND ANTIBACTERIAL PROPERTIES OF FRACTIONATED EXTRACTS AND ISOLATION OF BIOACTIVE COMPONENTS FROM BREYNIA_ VITIS-IDAEA (BURM.

FISCHER LEAVES Il. NHIEM VU VA NOI DUNG: - Obtaining and evaluation of biological properties of various extracts obtained by solvent and enzyme-assisted extraction technique from B. vitis-idaea leaves. - Isolation and determination of structure of some pure compounds in the fraction which showed the best bioactivities.

NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 19/01/2015 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 04/12/2015 V. CAN BO HƯỚNG DAN (Ghi rõ học hàm, học vi, họ, tên): - Phó Giáo sư Tiến sĩ Nguyễn Thị Thu Hương - Tiến sĩ Huỳnh Ngọc Oanh Tp. HCM, ngày 04 thang 12 năm 2015 CÁN BỘ HƯỚNG DÂN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký) TRUONG KHOA.

(Họ tên và chữ ký) ACKNOWLEDGEMENTS This study was sponsored by the Foundation for scientific research at university level with the code of T-KTHH-2014-44. First of all, | wish to take this opportunity to express my most sincere gratitude to all my supervisors, Assoc. Nguyen Thi Thu Huong and Dr. Huynh Ngoc Oanh, who had helped and supported me with the completion of this thesis.

Without their advice and encouragement, this thesis would not have been possible. In particular, | am sincerely grateful to my co-supervisior, Mrs. Nguyen Kim Minh Tam, for her long-term supervision and concern since 2008. Equally, I would like to thank Mr.

Bui Thanh Phong for his professional guidance and continuous encouragement throughout the course of this thesis. Besides that, I am thankful to all of the teachers in Department of Biotechnology because of highly valuable knowledge and experience that is foundation for me to do this project, and the board of examiners for reading this project and useful comments. I am also grateful to the colleagues as well as research fellows at Ho Chi Minh City University of Technology and Research Center of Ginseng and Medicinal Materials. Finally, I would like to thank my family, my parents and my sisters.

Their endless love, support and encouragement were the fuel driving me towards the accomplishment of this research. Ho Chi Minh City, December 30" 2015 Nguyen Thi Lan Huong ABSTRACT The present study was carried out to investigate the antioxidant and antibacterial activities of ethyl acetate, n-butanol and ethanol extracts of Breynia vitis-idaea (Burm. Fischer leaves using in vitro assays, to evaluate the effect of Viscozyme L treatment on extraction of glycosides from leaves of this plant, and to isolate bioactive compounds from the fractioned extract which showed the best properties by chromatography and spectrometry. All extracts showed significant radical scavenging activities and exhibited antibacterial activities against EF.

aureus and MRSA. Ethyl acetate extract showed the highest free radical scavenging capacity with the ICSO values of 99.66 ug/ml (in DPPH and ABTS assay, respectively) and exhibited the MIC values of 1.5, | and 1 mg/ml against the three bacteria, respectively. However, in the study of enzyme-assisted extraction, Viscozyme L treatments of leaf extracts did not bring any positive effect on extraction yield of glycosides. In addition, from ethyl acetate extract, one pure compound obtained was 6- O-benzoylarbutin and the procedure of obtaining 6-O-benzoylarbutin was also proposed.

GUARANTEE I guarantee that this is my individual research work. All of the figures as well as the results in the thesis are faithful and have not published in any research work yet. Author Nguyen Thi Lan Huong TABLE OF CONTENTS ABBREEVIATHONS. HH Họ Thọ nọ IV LIST OF DLAGRAMS.

- Q H Hnọ ọ Vv LIST OF FIGUIRES. HH Họ vi LIST OF TABLUE. Go HH tk Vill 582105077. General view about Breynid Vitis-idded.

Botanical description Of B. Preliminary phytochemical components of B. Traditional ethno-medicinal use of B. Overview of ØÏỢCOSI©.

cọ HH kh 6 1. Some common methods used in studying natural compounds. Chromatography mm€tÏOLC. - --- << s0 ng ng nh 10 1.

Method of antimicrobial susceptibility testing. Method of antioxidant testing .- -- - SG SH ng ng 13 1. Domestic research SIfUAfIOTI. Oversea research SIfUAfIOIN.

ng ngà 17 CHAPTER 2. MATERIALS AND METHODS. Material, chemical and apparatus. Media and chemicals.

Content Of €XD€TITTI€TIES. Analyze preliminary phytochemical COMPOSItON. Obtain fractionated extracts and evaluate antioxidant and antibacterial actiVity Of CACH €XÍTACẲ. Enzyme-assisted ©X{fACẨIOI.

- -- SG nọ ng 29 2. Isolation, refinement and structure determination of compound .7 SG HH ghe 35 3. Identification of herbal DÏATIE. Moisture content and total ash content of mater1aÌ.

Experiments of preliminary phytochemical composIfIon. Bioactivities of fractionated €XÍTACẨS.- -- --G SH ng ke 38 3. Enzyme-assIsted €XITACẨIOIN. Effect of enzyme conC€rIfFAfIOTIS.

Effect of treatment ẨIT ©. Results of purification and structure determination of compounds. Results of thin layer chromatography analysis. Results after running column chromatography.

Purification of fraction [Ñ.-- -- - sọ ng kn 50 3. Structure determination of the FI8C1 by spectrometry. HH Hi re 57 4. Characteristic of object Of StUCY.

Extraction mme€thOỞ. Antimicrobial aC[IVIẨY. cọ nh 59 AA. cọ nọ nọ ng gh 61 AS.

CONCLUSION AND PETTITON. ch ke, 64 SL. 65 APPENDIX ili ABBREVIATIONS ID-NMR One-Dimensional Nuclear Magnetic Resonance 2D-NMR Two-Dimensional Nuclear Magnetic Resonance 4-HNE 4-hydrox y-2-nonenal ABTS 2,2ˆ-azinobis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) CFU Colony Forming Unit COSY Correlation Spectroscopy DEPT Distortionless Enhancement by Polarization Transfer DMSO Dimethylsulfoxide DPPH 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl FBG Fungal Beta-Glucanase Units HMBC Heteronuclear Multiple-Bond Correlation HSQC Heteronuclear Single-Quantum Correlation IC50 Median Inhibition Concentration IR Infrared IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry MBC Minimum Bactericidal Concentration MHA Mueller Hinton Agar MIC Minimum Inhibitory Concentration MS Mass Spectrometry MTT 3-(4,5-dimethythiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide NMR Nuclear Magnetic Resonance TLC Thin Layer Chromatography TSA Tryptic Soy Agar TSB Tryptic Soy Broth IV LIST OF DIAGRAMS Diagram 2. General outline of ExperiMeNts.

Process of preliminary phytochemical anaÏySIS. Process of extraction to get fractionated eXfFaCfS. Process of enzyme-assisted CXtractiONn 00. General process of purification and determination of structure of COMPOUNA.

Process of handling filtrate. Fractions after running column chromatography of EtOAc extract. Process of getting 6-O-benzoylarbutin from B. vitis-idaea leaves.

56 LIST OF FIGURES Figure 1. Upper and lower side Of B. Male flower of B. Female flower of B.

S0 ng re 4 Figure 1. Premature fruits Of B. S550 0 ng re 4 Figure 1. Cross section of B.

vitis-1dded ÍTUIÍ. Classification of glycosides. Reaction of neutralizing DPPH radical .-- -- -« «sex ks 15 Figure 1. Reaction of neutralizing ABTS radicall.

Mechanisms of antioxidant reacting with free radical: single electron transfer (SET) and hydrogen atom abstraction (HÀ TÌ). vitis-idaed leaf DOWT. cọ HH ke 35 Figure 3. Efficiency of extraction at different concentrations of enzyme.

Content of ethyl acetate extract at different concentrations of enzyme. DPPH radical scavenging activity of the extracts at different concentrations Of ENZYME 20. ABTS radical scavenging activity of the extracts at different concentrations Of ENZYME 77. Efficiency of extraction at different periods of treatment time.

Content of ethyl acetate extract at different periods of treatment time. DPPH radical scavenging activity of the extracts at different periods of treatMeNnt TIME 2. ABTS radical scavenging activity of the extracts at different periods of treatMeNnt TIME 2. Chromatogram of ethyl acetate extract with different developing solvent 9177 -.

Separation on chromatography COlUMMN. Chromatogram of samples in fraction Ï. Crystalizing phenomenon in fraction 18 after evaporating solvent. Feature of FI8CI1.

TLC of FI8C1 and FI8 2. Chemical structure of 6-O-benzoylarbutin .- -- «<< «<< << «2 53 Vil LIST OF TABLES Table 2. Ingredient and volume of systems of developing solvent in column Chromatography 272727277. Moisture content of material after drying (').

Total ash content of material (%). Preliminary phytochemical components in B. vitis-idaea leaves. Inhibition zone diameter of the extracts on tested bacteria (mm).

MIC value of the extracts on tested bacteria (mg/ml). Antioxidant activities of the extracts from B. Efficiency of extraction and content of ethyl acetate extract at different CONCENtrAalIONS Of €IZVIT€. Inhibition zone diameter of the extracts at different concentrations of IPA410U)01531100p:i0i5ïr-N0ii1 000886.

MIC value of the extracts at different concentrations of enzyme on tested bacteria (Mg/M]). Antioxidant activities of the extracts at different concentrations of enzyme Table 3. Efficiency of extraction and content of ethyl acetate extract at different periods of treatMent fIT €. Inhibition zone diameter of the extracts at different periods of treatment time on tested bacteria (MM).

MIC value of the extracts at different periods of treatment time on tested bacteria (Mg/M]). Antioxidant activities of the extracts at different periods of treatment time ¬—. Weight and result of TLC of fractions from EtOAc extract. Comparison of 'H-NMR spectrum data between FI8CI and 6-O- benzoylarbutin (DMSO, 6 ppm, SO0OMHZ) oo.

ee nàn HH HH cuc DO Vill Table 3. Comparison of "C-NMR spectrum data between FISCI and 6-O- benzoylarbutin (OMSO, 5 ppm, S50OMHZ) oc ch HH. HH hành ke che ccrseccvvc Po Table 3. Result of mass spectrometry Of FI8CI1 .-cẶS 5< 1 3 eeesse 54 1X PREFACE In nature, many plants seem to be incompetent but a good cure for treatment.

Medicinal herbs have been used such as direct or indirect raw materials or the first ingredients for semi-synthetic technology in order to find new compounds which have biological activities and more effective medical properties. Treatment by herbal remedy has become a positive heading encouraged in medicine field in Vietnam as well as the world because its faculties in curing are not so hazardous and expensive. Together with the development of modern science and technology, exploiting and using valuable medicinal herbs are relied on not only folk experiences but also other foundations of science. Among of them, medico-ethnobotanical knowledge plays an extremely important role in orienting initial research, helps to save time and labour.

Vietnam has rather abundant, diverse climate and vegetational cover. Breynia vitis-idaea (Burm.