phần mở đầu cho các nghiên cứu về các chất có dược tính ở trong hành tím và hành tím lên men. Mục tiêu nghiên cứu - Xác định thành phần hóa học trong hành tím và hành tím lên men. - Xác định các hoạt tính của cao chiết từ hành tím và hành tím lên men. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: hành tím tươi thu hoạch chính vụ (thu hoạch vào tháng 12) tại thị xã Vĩnh Châu tỉnh Sóc Trăng và hành tím lên men lactic.
- Phạm vi nghiên cứu: xác định sự thay đổi về thành phần hóa học của hành tím trước và sau lên men, đồng thời xác định hoạt tính của các phân đoạn cao chiết từ hành tím trước và sau lên men. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu - Cách tiếp cận: các nghiên cứu về hành tím lên men lactic hầu như chưa có nên chủ yếu dựa vào các bài báo liên quan từ hành tây và tỏi được lên men và một số bài báo lên men bằng nhiệt như: nhân sâm đỏ, tỏi đen, trà đen và một số sản phẩm khác. - Phương pháp nghiên cứu: lên men lactic, ngâm chiết kiệt, LC-MS, sắc ký cột, sắc ký bản mỏng, NMR, hoạt tính chống oxi hóa, hoạt tính kháng khuẩn, hoạt tính gây độc tế bào (kháng u). Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Cho biết thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các loại cao chiết từ hành tím và hành tím lên men.
Đồng thời so sánh sự khác nhau giữa chúng. 2 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan hành tím 1.1 Hành tím Hành tím (Allium ascalonicum) là một loài thực vật rất phố biến ở Việt Nam. Chúng chủ yếu được sử dụng để làm tăng hương vị cho các món ăn. Tuy nhiên bên cạnh đó từ thời xưa tỏi và các thực vật thuộc nhóm hành đã được sử dụng như là những loại thuốc trong y học dân gian [1].
Hành tím có tên khoa học là Allium ascalonicum bắt nguồn từ chữ Ascalon - tên của một thị trấn ở miền Nam Palestin, nơi mà các nhà khoa học cho là nguồn gốc xuất xứ của giống hành này [10]. Allium ascalonicum thuộc: Giới thực vật (Plantae) Ngành Angiospermae Lớp Monocots Bộ Asparagales Họ Alliaceae Chi Allium Loài Allium ascalonicum Ở Việt Nam, Hành tím được trồng ở thị xã Vĩnh Châu – tỉnh Sóc Trăng và các nơi khác như huyện đảo Lý Sơn - tỉnh Quảng Ngãi, huyện Ninh Hải- tỉnh Ninh Thuận, huyện Gò Công - tỉnh Tiền Giang, huyện Ba Tri - tỉnh Bến Tre, huyện Duyên Hải - tỉnh Trà Vinh và thành phố Bạc Liêu - tỉnh Bạc Liêu [11]. Thành phần dinh dưỡng của hành tím sẽ thay đổi tùy theo vùng đất trồng tuy nhiên hầu hết chúng chỉ khác nhau về các hợp chất tự nhiên còn thành phần cơ bản là gần như nhau (thế hiện ở bảng 1.1 Hành tím Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng của hành tím Thành phần Hàm lượng (%) Nước 79,8 Carbohydrate 16,8 Protein 2,5 Ash 0,8 Total lipid 0,1 4 1.2 Thành phần hóa học của hành tím Thông qua nhiều nghiên cứu thì thành phần hóa học của hành tím chủ yếu là các flavonoid và các glycoside của chúng, các hợp chất có chứa lưu huỳnh và các saponin [11] [13].1 Flavonoid và các glycoside của chúng Theo nghiên cứu của Ernesto và cộng sự thì sau khi thu nhận cao methanol từ của hành tím và giải ly bằng các hỗn hợp dung môi như n-butanol và nước, methanol và nước thông qua nhiều loại cột khác nhau đã xác định và tinh sạch được một số flavonoid và glycoside của chúng như quercetin, quercetin-4’-glucoside còn được gọi là Spiraeoside, quercetin-7-glucoside, quercetin 3,4’-diglucoside; isorhamnetin và và isorhamnetin 3,4’-diglucoside [13]. Ngoài ra thì theo một báo cáo khác, trong hành tây và hành tím còn có chứa thêm một số glucoside khác của quercetin và isorhamnetin như quercetin-3-rhamnoside còn được gọi là quercitrin và isorhamnetin-3-glucoside [14].
Theo một nghiên cứu khác thì vỏ hành tây còn có chứa một số hợp chất như kaempferol, apigenin-7-glucoside, kaempferol-7-glucoside và rutin còn được gọi là quercetin-3-rutinoside [15]. Bên cạnh đó thì theo nghiên cứu của Koo Hui Miean và cộng sự thì hành hoa (Allium fistulosum) có chứa một flavonoid khác so với các chất trên đó là luteolin, đồng thời trong nghiên cứu này họ cũng chỉ ra trong tỏi còn có chứa thêm hai hợp chất flavonoide khác là myricetin và apigenin [16]. Công thức phân tử, công thức cấu tạo và giá trị m/z của các hợp chất kể trên sẽ được trình bày cụ thể trong bảng 1.2 Thông số của một số hợp chất flavonoid và glucoside của chúng STT Tên hợp chất Công thức phân tử Giá trị m/z 303,0530 [M+H]+ 1 Quercetin C15H10O7 301,0359 [M-H]- Quercetin-4’-glucoside 463,0880 [M-H]- 2 C21H20O12 (Spiraeoside) 465,1020 [M+H]+ 3 Quercetin-7-glucoside C21H20O12 463,0880 [M-H]- 627,1550 [M+H]+ 4 Quercetin-3,4’-diglucoside C27H30O17 625,1410 [M-H]- Quercetin-3-rhamnoside 449,1063 [M+H]+ 5 C21H20O11 (Quercitrin) 447,0940 [M-H]- Quercetin-3-rutinoside 611,1602 [M+H]+ 6 C27H30O16 (Rutin) 609,1466 [M-H]- 7 Isorhamnetin C16H12O7 315,0503 [M-H]- 477,1065 [M-H]- 8 Isorhamnetin-3-glucoside C22H22O12 479,1188 [M+H]+ 9 Isorhamnetin-3,4’-diglucoside C28H32O17 641,1718 [M-H]- 287,0547 [M+H]+ 10 Kaempferol C15H10O6 285,0407 [M-H]- 11 Kaempferol-7-glucoside C21H20O11 447,0932 [M-H]- 12 Apigenin C15H10O5 271,0550 [M+H]+ 13 Apigenin-7-glucoside C21H20O10 431,1000 [M-H]- 14 Luteolin C15H10O6 287,0460 [M+H]+ 15 Myricetin C15H10O8 319,0445 [M+H]+ 6 Quercetin Spiraeoside Quercetin-7-glucoside Quercetin-3,4’-diglucoside Quercitrin Rutin Kaempferol Kaempferol-7-glucoside Hình 1.2 Công thức cấu tạo của quercetin, kaempferol và một số glucoside của chúng có trong hành tím, hành tây và tỏi 7 Isorhamnetin Isorhamnetin-7-glucoside Isorhamnetin-3,4’-diglucoside Apigenin Apigenin-7-glucoside Luteolin Myricetin Hình 1.3 Công thức cấu tạo của isorhamnetin, apigenin và một số glucoside của Theo nghiên cứu của Muir và cộng sự thì hành tím chứa rất nhiều fructans [32]. chúng; luteolin và myricetin có trong hành tỏi 8 1.2 Các hợp chất có chứa lưu huỳnh Hầu hết các hợp chất có chứa lưu huỳnh có trong các loại thực vật thuộc chi Allium tồn tại dưới 3 dạng chính là cysteine sulfoxides, 𝛾-glutamylcysteine và các hợp chất lưu huỳnh dễ bay hơi khác [33].
Các hợp chất 𝛾-glutamylcysteine như là 𝛾-glutamyl- S-2-propenyl-cysteine (GluAlC), 𝛾-glutamyl-S-trans-1-propenyl-cysteine (IsoGluAlC) và 𝛾-glutamyl-S-methyl-cysteine có trong tỏi đã được báo cáo trong nghiên cứu của Jabbes và cộng sự [34]. Hợp chất 𝛾- glutamylcystein đã được tìm thấy trong tế bào chất của hành tím cũng như các cây thuộc chi Allium khác, chúng dễ bị oxy hóa và thủy phân thành thiosulfinates như là S-alk(en)yl-cysteine sulfoxides (ACSO) đại diện là các chất như alliin, isoalliin, methiin và propiin [33] [34] [35]. ACSO và các thiosulfinate khác có thể được chuyển đổi thành các hợp chất có chứa lưu huỳnh dễ bay hơi như ajoenes (bao gồm đồng phân tran- và cis-), allicin, vinyldithiin, diallyl-, methyl allyl-, và diethyl mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, and hexasulfides, bởi enzyme allinase [33] [36] [37]. Đồng thời dựa theo nghiên cứu của Trinh và cộng sự thì trong hành tím ở Vĩnh châu có chứa các hợp chất sulfur đặc trưng như isoalliin (S-1-propenyl-L-cysteine sulfoxide), allicin và các sản phẩm chuyển hóa dễ bay hơi như dipropyl disulfide, dipropyl trisulfide, methyl propyl trisulfide [11].
Theo báo cáo của Liguori và công sự thì họ đã xác định được một số hợp chất có chưa lưu huỳnh ở trong hành tây như propylene sulfide, dimethyl sulfide, methyl-1-propenyl disulfide (cis-, tran-), propenyl propyl disulfide (cis-, tran-), … [35]. Thêm vào đó các hợp chất có chưa lưu huỳnh dễ bay hơi (còn được gọi là tinh dầu) có trong tỏi cũng đã được báo cáo như allyl methyl trisulfide, allyl methyl disulfide (cis-, tran-), allicin, diallyl disulfide, dially trisulfide, 2-vinyl-4H-1,3-dithiine, … [38]. Công thức phân tử, công thức cấu tạo và giá trị m/z của các hợp chất kể trên sẽ được trình bày cụ thể trong bảng 1.3 Thông số của một số hợp chất có chứa lưu huỳnh ở trong hành tím, hành tây và tỏi STT Tên hợp chất Công thức phân tử Giá trị m/z 1 Alliin C6H11NO3S 178,0000 [M+H]+ 2 Isoalliin C6H11NO3S 178,0538 [M+H]+ 3 Methiin C4H9NO3S 152,0381 [M+H]+ 4 Propiin C6H13NO3S 180,0685 [M+H]+ 5 Ajoene C9H14OS3 235,0285 [M+H]+ 6 Allicin C6H10OS2 161,0095 [M-H]- 7 2-vinyl-4H-1,3-dithiine C6H8S2 145,0146 [M+H]+ 8 Dipropyl disulfide C6H14S2 151,0615 [M+H]+ 9 Dipropyl trisulfide C6H14S3 183,0386 [M+H]+ 10 Methyl propyl trisulfide C4H10S3 155,0023 [M+H]+ 11 Propylene sulfide C3H6S 75,0000 [M+H]+ 12 Dimethyl sulfide C2H6S 63,0268 [M+H]+ 13 Methyl-1-propenyl disulfide C4H8S2 121,0146 [M+H]+ 14 Propenyl propyl disulfide C6H12S2 149,0459 [M+H]+ 15 Allyl methyl trisulfide C4H8S3 152,9866 [M+H]+ 16 Allyl methyl disulfide C4H8S2 121,0146 [M+H]+ 17 Diallyl disulfide C6H10S2 147,0302 [M+H]+ 18 Dially trisulfide C6H10S3 179,0023 [M+H]+ 𝛾-glutamyl-S-2-propenyl- 19 C11H18N2O5S 291,1015 [M+H]+ cysteine 𝛾-glutamyl-S-trans-1- 20 C11H18N2O5S 289,0858 [M-H]- propenyl-cysteine 21 γ-glutamyl-S-methyl-cysteine C9H16N2O5S 263,0702 [M-H]- 10 Isoalliin Alliin Propiin Methiin Allicin Ajoene Dipropyl disulfide Dipropyl trisulfide 2-vinyl-4H-1,3-dithiine Methyl propyl trisulfide Hình 1.4 Công thức cấu tạo của các chất ACSO và một số hợp chất có chứa lưu huỳnh dễ bay hơi ở trong hành tím, hành tây và tỏi 11 Dimethyl sulfide Propylene sulfide Propenyl propyl disulfide Methyl-1-propenyl disulfide Allyl methyl trisulfide Allyl methyl disulfide Dially trisulfide Diallyl disulfide γ-glutamyl-S-trans-1-propenyl-cysteine γ-glutamyl-S-2-propenyl-cysteine γ-glutamyl-S-methyl-cysteine Hình 1.5 Công thức cấu tạo của một số 𝛾-glutamylcysteine và các hợp chất có chứa lưu huỳnh dễ bay hơi trong hành tím, hành tây và tỏi 12 1.3 Steroid saponin và Anthocyanin Theo báo cáo của Matsuura năm 2001 thì trong tỏi có chứa rất nhiều loại steroid saponin, chúng chủ yếu bao gồm furostanol, spirostanol và các aglycones của chúng [58]. Bình thường trong tỏi không phát hiện sự có mặt của các spirostanol saponin [58].
Sự chuyển đổi của furostanol saponin trong tỏi thành spirostanol saponin là do quá trình cắt đứt một nhóm glucose bởi enzyme β-glucosidase trong quá trình nghiển hoặc cắt lát [58]. Dựa vào báo cáo này thì tỏi và các thực vật thuộc chi Allium có khả năng chứa các steroid saponin như β-chlorogenin, proto-eruboside-B, eruboside-B, sativoside-B1, sativoside-B1-sp, agigenin, ampeloside-Bf1, ampeloside-Bs1, laxogenin, chinenoside-I, chinenoside-I-sp [58]. Bên cạnh đó thì theo nghiên cứu của Ernesto và cộng sự thì họ đã phát hiện ra hai chất mới thuộc nhóm chất furostanol saponin có trong hành tím là ascalonicoside A1/A2 và ascalonicoside B [13]. Ngoài ra ở củ hành đỏ cũng đã được chứng minh là có chứa hàm lượng anthocyanin khá cao và hơn 50% các anthocyanin trong hành đỏ là các dẫn xuất của cyanindin, bên cạnh đó còn có sự xuất hiện của các dẫn xuất của peonidin, petunidin và delphidin [59].
Trong nghiên cứu của Fredotovic và cộng sự, họ đã xác định được bốn glucodise anthocyanin có trong hành tây và Allium x cornutum như sau: peonidin 3’-glucoside, petunidin 3’-glucoside, delphinidin 3’-glucoside, malvidin 3’-glucoside [60]. Công thức phân tử, công thức cấu tạo và giá trị m/z của các hợp chất kể trên sẽ được trình bày cụ thể trong bảng 1.