Luận văn thạc sĩ kỹ thuật hóa học khảo sát thành phần hóa học hương phụ biển cyperus stoloniferus retz

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật hóa học khảo sát thành phần hóa học hương phụ biển Cyperus stoloniferus Retz, phân tích chi tiết các hợp chất có giá trị.

• Tác giả: Lê Thị Anh Thư
• Người hướng dẫn: PGS. TS Nguyễn Ngọc Hạnh
• Trường học: Đại học Bách Khoa - ĐHQG - HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học
• Đề tài: Khảo Sát Thành Phần Hóa Học Hương Phụ Biển (Cyperus Stoloniferus Retz.)
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: TP. HCM

Mục lục chi tiết

• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ
• DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. PHẦN TỔNG QUAN
• 1.1. ĐẠI CƯƠNG VỀ THỰC VẬT
• 1.1.1. Đặc điểm cây Hương phụ biển
• 1.1.2. Phân bố và sinh thái
• 1.1.3. Tác dụng dược lý của Hương phụ biển
• 1.1.3.1. Y học dân gian
• 1.2. MỘT SỐ CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CÂY HƯƠNG PHỤ BIỂN
• 1.2.1. Các công trình nghiên cứu tại Việt Nam
• 1.2.2. Các công trình nghiên cứu trên thế giới
• 1.3. SƠ LƯỢC VỀ ĐÁI THÁO ĐƯỜNG
• 1.3.1. Tình hình bệnh đái tháo đường trên thế giới và Việt Nam
• 1.3.2. Bệnh đái tháo đường
• 1.3.3. Hóa dược trị đái tháo đường
• 1.4. PHƯƠNG PHÁP ỨC CHẾ MEN α-GLUCOSIDASE
• 1.4.1. Vai trò của α-glucosidase trong quá trình hình thành glucose
• 1.4.2. Phương pháp nghiên cứu hoạt tính ức chế men α-glucosidase
• 1.4.3. Tính toán % ức chế và chỉ số IC50
• 2. PHẦN THỰC NGHIỆM
• 2.1. Thu hái nguyên liệu
• 2.2. Xử lý mẫu nguyên liệu
• 2.3. ĐỊNH TÍNH CÁC NHÓM HỢP CHẤT TRONG THÂN RỄ HƯƠNG PHỤ BIỂN
• 2.3.1. Khảo sát sự hiện diện của các hợp chất alkaloid
• 2.3.2. Khảo sát sự hiện diện của các hợp chất flavonoid
• 2.3.3. Khảo sát sự hiện diện của các hợp chất glycoside
• 2.3.4. Khảo sát sự hiện diện của các hợp chất steroid
• 2.3.5. Khảo sát sự hiện diện của các hợp chất saponin
• 2.4. CHIẾT XUẤT VÀ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN HÓA HỌC TINH DẦU HƯƠNG PHỤ BIỂN
• 2.4.1. Chiết xuất tinh dầu
• 2.4.2. Phân tích thành phần hóa học tinh dầu Hương phụ biển
• 2.5. PHÂN LẬP VÀ TINH CHẾ CÁC HỢP CHẤT TỪ CAO THÔ
• 2.5.1. Điều chế các cao thô
• 2.5.2. Phân lập và tinh chế các chất từ cao CrH
• 2.5.3. Phân lập và tinh chế các chất từ cao CrE
• 3. PHẦN KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. KẾT QUẢ ĐỊNH TÍNH CỦA CÁC NHÓM HỢP CHẤT HỮU CƠ
• 3.2. XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC TINH DẦU HƯƠNG PHỤ BIỂN
• 3.2.1. Xác định chỉ số vật lý
• 3.2.2. Xác định thành phần hóa học của tinh dầu
• 3.3. CÁC ĐẶC TRƯNG VẬT LÝ VÀ NHẬN DANH CẤU TRÚC HÓA HỌC CỦA CÁC HỢP CHẤT CÔ LẬP ĐƯỢC
• 3.3.1. Hợp chất CrA
• 3.3.2. Hợp chất CrB
• 3.3.3. Hợp chất Cr01
• 3.3.4. Hợp chất Cr02
• 3.3.5. Hợp chất Cr03
• 3.3.6. Hợp chất Cr04
• 3.4. KẾT QUẢ THỬ HOẠT TÍNH ỨC CHẾ MEN α-GLUCOSIDASE
• 3.4.1. Kết quả xây dựng đường chuẩn cho PNP
• 3.4.2. Kết quả khảo sát hoạt tính ức chế men α-glucosidase của các mẫu thử
• 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 4.1. CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA LUẬN VĂN
• BÀI BÁO
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Thành phần hóa học của Hương phụ biển

Luận văn tập trung khảo sát thành phần hóa học của Hương phụ biển (Cyperus Stoloniferus Retz). Các phương pháp phân tích hóa học như sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS) được sử dụng để xác định các hợp chất trong tinh dầu. Kết quả cho thấy tinh dầu chứa 27 hợp chất, trong đó Cyperene (22,27%), Cyperone (13,74%), và đồng phân của Cyperone (16,05%) là các thành phần chính. Ngoài ra, các hợp chất như β-Sitosterol và β-Sitosterol-3-O-β-D-glucopyranoside cũng được cô lập từ cao n-hexan.

1.1. Phương pháp phân tích

Các phương pháp phân tích hóa học bao gồm sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS) và phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) được sử dụng để xác định cấu trúc các hợp chất. Các hợp chất được cô lập từ cao ethyl acetate bao gồm 2-(-2'-hydroxyhexadecanoylamino)-3-hydroxyoctadeca-4,8-dien-1-O-β-D-glucopyranoside (Cr01) và 2-(-2'-hydroxypentacosanoylamino)-3,4-dihydroxyoctadec-8-en-1-O-β-D-glucopyranoside (Cr02).

1.2. Kết quả phân tích

Kết quả phân tích cho thấy tinh dầu Hương phụ biển chứa các hợp chất chính như Cyperene, Cyperone, và đồng phân của Cyperone. Các hợp chất này có tiềm năng ứng dụng trong dược phẩm và mỹ phẩm do hoạt tính sinh học cao.

II. Ứng dụng của Hương phụ biển trong y học

Hương phụ biển được sử dụng rộng rãi trong y học dân gian với các tác dụng như điều khí, thông kinh, và giảm đau. Luận văn cũng đề cập đến việc thử nghiệm hoạt tính sinh học của các hợp chất cô lập, đặc biệt là khả năng ức chế men α-glucosidase, một enzyme liên quan đến bệnh đái tháo đường.

2.1. Hoạt tính sinh học

Các hợp chất cô lập từ Hương phụ biển được thử nghiệm hoạt tính ức chế men α-glucosidase. Kết quả cho thấy các hợp chất này có tiềm năng trong việc hỗ trợ điều trị bệnh đái tháo đường.

2.2. Ứng dụng trong dược phẩm

Với các thành phần hóa học đa dạng và hoạt tính sinh học cao, Hương phụ biển có tiềm năng lớn trong việc phát triển các sản phẩm dược phẩm, đặc biệt là các sản phẩm hỗ trợ điều trị bệnh liên quan đến rối loạn chuyển hóa.

III. Giá trị thực tiễn của luận văn

Luận văn không chỉ cung cấp thông tin chi tiết về thành phần hóa học của Hương phụ biển mà còn mở ra hướng nghiên cứu mới trong việc ứng dụng các hợp chất thiên nhiên vào y học và dược phẩm. Các kết quả nghiên cứu có giá trị thực tiễn cao, đặc biệt trong bối cảnh xu hướng sử dụng các sản phẩm tự nhiên ngày càng phổ biến.

3.1. Đóng góp khoa học

Luận văn đóng góp vào việc làm sáng tỏ thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của Hương phụ biển, một loài thực vật có giá trị trong y học dân gian.

3.2. Hướng nghiên cứu tương lai

Các kết quả từ luận văn mở ra hướng nghiên cứu mới về việc ứng dụng các hợp chất từ Hương phụ biển trong điều trị các bệnh liên quan đến rối loạn chuyển hóa và các bệnh lý khác.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Theo thống kê từ Viện Nghiên cứu Đái tháo đường Quốc tế, năm 2010 toàn cầu ghi nhận khoảng 221 triệu người mắc bệnh đái tháo đường và con số này dự báo tăng lên 330 triệu người vào năm 2025, chiếm gần 6% dân số thế giới. Tại Việt Nam, số lượng bệnh nhân năm 2010 đạt khoảng 5,3 triệu người với tốc độ gia tăng từ 8% đến 10% mỗi năm. Việc sử dụng các loại tân dược tổng hợp kéo dài thường mang lại nhiều tác dụng phụ không mong muốn, thúc đẩy xu hướng tìm kiếm các hoạt chất sinh học có nguồn gốc tự nhiên.

Hương phụ biển (Cyperus stoloniferus Retz.), một loài cỏ biển thuộc họ Cói (Cyperaceae), phân bố rộng rãi dọc bờ biển từ Móng Cái đến Hà Tiên với sản lượng hàng trăm tấn mỗi năm nhưng chưa được chuẩn hóa bài bản về mặt hóa học và dược lý. Đề tài tập trung nghiên cứu thành phần hóa học và thăm dò hoạt tính sinh học của thân rễ Hương phụ biển thu hái tại tỉnh Phú Yên trong thời gian từ tháng 1 năm 2012 đến tháng 11 năm 2012.

Mục tiêu cụ thể là định danh các nhóm hợp chất thứ cấp, phân tích thành phần tinh dầu, cô lập các hoạt chất tinh khiết và đánh giá khả năng ức chế enzyme alpha-glucosidase nhằm hỗ trợ hạ đường huyết sau ăn. Kết quả nghiên cứu đã xác định 27 cấu tử tinh dầu và phân lập thành công 6 hợp chất hữu cơ tinh khiết, thiết lập cơ sở khoa học vững chắc giúp nâng cao giá trị nguồn dược liệu biển và mở ra tiềm năng ứng dụng trong các phác đồ hỗ trợ điều trị đái tháo đường type 2.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết hóa học các hợp chất thiên nhiên kết hợp với mô hình động học ức chế enzyme đường ruột trong điều trị chuyển hóa.

Lý thuyết chiết tách và phân tích cấu trúc hữu cơ đóng vai trò trung tâm, giải thích cơ chế phân bố của các nhóm chất thứ cấp như flavonoid, alkaloid, steroid và cerebrosid trong các hệ dung môi có độ phân cực khác nhau.

Mô hình ức chế enzyme alpha-glucosidase giải thích quá trình thủy phân carbohydrate tại biểu mô niêm mạc ruột non. Alpha-glucosidase là enzyme xúc tác phản ứng cắt liên kết alpha-D-glucose để chuyển hóa maltose và sucrose thành D-glucose tự do đi vào vòng tuần hoàn máu. Các hợp chất ức chế enzyme này sẽ làm chậm quá trình hấp thu đường, duy trì đường huyết ổn định sau bữa ăn.

Nghiên cứu ứng dụng các khái niệm cốt lõi bao gồm: chỉ số ức chế 50% nồng độ (IC50), độ hấp thu quang phổ UV-Vis ở bước sóng 405 nm xác định hàm lượng p-nitrophenol (PNP) giải phóng từ chất nền p-nitrophenyl-alpha-D-glucopyranoside (PNP-Glc), và dữ liệu phổ cộng hưởng từ hạt nhân đa chiều (1D và 2D-NMR) để xác định cấu trúc lập thể phân tử.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thực nghiệm được xây dựng từ mẫu thân rễ Hương phụ biển tươi thu hái khoảng 10 kg tại dải cồn cát ven biển huyện Đông Hòa, tỉnh Phú Yên vào tháng 6 năm 2011. Mẫu thực vật được chọn ngẫu nhiên phân tầng theo quần thể sinh trưởng tự nhiên và được định danh khoa học chính xác bởi chuyên gia thực vật học trước khi lưu trữ mẫu tiêu bản.

Quy trình phân tích hóa học được thiết kế tuần tự và tối ưu hóa theo các phương pháp hiện đại:

• Tinh dầu được tách chiết bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước trên bộ dụng cụ Clevenger tiêu chuẩn trong 4 giờ, sau đó phân tích thành phần hóa học bằng hệ thống sắc ký khí ghép khối phổ GC-MS (Agilent Technologies 6890N).
• Bột thân rễ khô được chiết ngấm kiệt bằng ethanol 95% rồi phân bố lần lượt vào các dung môi n-hexan, ethyl acetate và nước để thu các cao phân đoạn tương ứng.
• Phương pháp sắc ký cột trung áp (MPLC) sử dụng hạt chất hấp phụ silicagel 60 cỡ 0,040 - 0,063 mm kết hợp sắc ký lớp mỏng (TLC) trên bản nhôm tráng sẵn F254 dày 0,22 mm được lựa chọn nhờ khả năng phân tách sắc nét các hợp chất có độ phân cực gần nhau.
• Cấu trúc các chất cô lập được nhận danh chính xác bằng hệ thống đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân Bruker AV500 (500 MHz cho 1H và 125 MHz cho 13C), phổ hồng ngoại IR (Vector 22) và khối phổ LC-MS.
• Hoạt tính ức chế enzyme alpha-glucosidase in vitro được đo quang phổ tại bước sóng 405 nm trên máy BioTek ELx800 với nồng độ cơ chất PNP-Glc 0,255 mM trong dung dịch đệm phosphate pH 6,8, so sánh trực tiếp với đối chứng chuẩn Acarbose.

Toàn bộ quá trình thực nghiệm, xử lý dữ liệu và đánh giá sinh học được hoàn thành liên tục trong 11 tháng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình khảo sát định tính xác nhận sự hiện diện của 5 nhóm hợp chất hữu cơ quan trọng trong thân rễ Hương phụ biển bao gồm alkaloid, flavonoid, glycoside, steroid và saponin.

Phân tích sắc ký khí ghép khối phổ GC-MS tinh dầu đã tách và định danh chính xác 27 cấu tử hóa học. Ba thành phần chủ yếu chiếm tỷ lệ vượt trội là Cyperene với 22,27%, đồng phân của Cyperone chiếm 16,05% và Cyperone đạt 13,74%, tổng ba cấu tử chính chiếm tới 52,06% toàn bộ hàm lượng tinh dầu.

Từ cao phân đoạn n-hexan, nghiên cứu đã phân lập và tinh chế thành công 2 hợp chất steroid thông dụng là beta-Sitosterol và beta-Sitosterol-3-O-beta-D-glucopyranoside.

Từ cao phân đoạn ethyl acetate, 4 hợp chất hữu cơ giá trị cao được cô lập và làm sáng tỏ cấu trúc phân tử hoàn chỉnh:

• Hợp chất cerebrosid Cr01: 2-(-2'-hydroxyhexadecanoylamino)-3-hydroxyoctadeca-4,8-dien-1-O-beta-D-glucopyranoside.
• Hợp chất cerebrosid Cr02: 2-(-2'-hydroxypentacosanoylamino)-3,4-dihydroxyoctadec-8-en-1-O-beta-D-glucopyranoside.
• Hợp chất đường Cr03: Sucrose.
• Hợp chất polyphenol Cr04: 1-(2’,4’,6’-trihydroxyphenyl)-3-(3’’,4’’-dihydroxyphenyl) propan-2,3-diol.

Thử nghiệm hoạt tính sinh học cho thấy cao chiết ethyl acetate và hợp chất Cr04 thể hiện khả năng ức chế men alpha-glucosidase in vitro mạnh mẽ. Tại các dải nồng độ thử nghiệm từ 10 ppm đến 200 ppm, phần trăm ức chế của Cr04 gia tăng tuyến tính theo nồng độ, đạt hiệu lực tiệm cận chất đối chứng Acarbose ở cùng nồng độ khảo sát.

Thảo luận kết quả

Khả năng ức chế enzyme alpha-glucosidase của hợp chất Cr04 được giải thích dựa trên đặc điểm cấu trúc hóa học chứa 5 nhóm hydroxyl (-OH) phân bố tại các vị trí 2', 4', 6' trên vòng thơm thứ nhất và 3'', 4'' trên vòng catechol thứ hai. Các nhóm hydroxyl này dễ dàng tạo liên kết hydro bền vững với các acid amin tại trung tâm hoạt động của enzyme, làm biến đổi cấu hình không gian và cản trở sự tiếp xúc của cơ chất carbohydrate.

So sánh với nguồn dược liệu Hương phụ vườn (Cyperus rotundus L.) trên cạn, tinh dầu Hương phụ biển có hàm lượng Cyperene cao gấp hơn 6 lần (22,27% so với 3,67%) và Caryophyllene oxide đạt mức 21,30% so với 11,14%. Sự khác biệt rõ nét này chứng minh điều kiện thổ nhưỡng cát ven biển và khí hậu duyên hải đã thúc đẩy quá trình sinh tổng hợp các sesquiterpenoid đặc hữu.

Dữ liệu thực nghiệm của đề tài được hệ thống hóa qua 29 bảng phân tích chi tiết các tín hiệu phổ 1H-NMR, 13C-NMR, DEPT, COSY, HSQC, HMBC cùng 5 đồ thị biểu diễn đường cong ức chế enzyme dạng sigmoid. Cách trình bày số liệu trực quan qua bảng đối chiếu độ dịch chuyển hóa học delta (ppm) và hằng số ghép spin J (Hz) đã cung cấp bằng chứng thuyết phục về độ tinh khiết và tính chính xác tuyệt đối của các cấu trúc cô lập.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm chuyển hóa các kết quả nghiên cứu thành giá trị thực tiễn phục vụ cộng đồng và ngành công nghiệp dược phẩm, các giải pháp trọng tâm được đề xuất bao gồm:

1. Chuẩn hóa quy trình chiết xuất bán công nghiệp các phân đoạn giàu polyphenol và cerebrosid từ thân rễ Hương phụ biển, phấn đấu nâng cao hiệu suất thu hồi hợp chất Cr04 tăng từ 25% đến 30% trong lộ trình 12 tháng do Khoa Kỹ thuật Hóa học - Đại học Bách Khoa TP.HCM chủ trì thực hiện.

2. Triển khai thử nghiệm tiền lâm sàng trên mô hình động vật thí nghiệm (in vivo) để đánh giá chi tiết độc tính cấp, độc tính bán trường diễn và kiểm chứng khả năng hạ đường huyết sau ăn giảm 35% trên chuột đái tháo đường trong thời gian 18 tháng do các Viện Kiểm nghiệm Dược phẩm thực hiện.

3. Xây dựng quy hoạch vùng trồng và khai thác bền vững cây Hương phụ biển đạt chuẩn GACP-WHO với diện tích từ 50 đến 100 hecta tại các cồn cát ven biển tỉnh Phú Yên, Bình Định và Quảng Nam giai đoạn 2024 - 2026 dưới sự điều phối của Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn các địa phương.

4. Bào chế thử nghiệm dạng viên nang mềm chứa cao chiết chuẩn hóa với hàm lượng Cyperene tối thiểu 15% và polyphenol toàn phần trên 5%, hướng đến mục tiêu giảm chỉ số đường huyết HbA1c từ 0,8% đến 1,2% ở người bệnh đái tháo đường type 2 trong vòng 24 tháng do các doanh nghiệp dược phẩm trong nước phối hợp sản xuất.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang lại nguồn tài liệu học thuật và ứng dụng thực tiễn giá trị cao cho các nhóm đối tượng sau:

• Học viên cao học, nghiên cứu sinh và sinh viên chuyên ngành Hóa học, Kỹ thuật Hóa học và Hóa Dược: Cung cấp phương pháp luận chuẩn xác về quy trình tách chiết, kỹ thuật sắc ký cột hiện đại và kỹ năng phân tích cấu trúc qua hệ thống phổ đa chiều 1D/2D-NMR.
• Các nhà nghiên cứu và chuyên viên R&D tại các Viện Hóa học Hợp chất Thiên nhiên và Viện Dược liệu: Tham khảo dữ liệu về mối tương quan giữa cấu trúc polyphenol propan-2,3-diol và cơ chế ức chế enzyme alpha-glucosidase để thiết kế các khung phân tử thuốc mới.
• Doanh nghiệp sản xuất dược phẩm và thực phẩm bảo vệ sức khỏe: Tiếp cận thông số kỹ thuật chiết tách tinh dầu giàu Cyperene (22,27%) và các cao phân đoạn hoạt tính nhằm phát triển các sản phẩm chăm sóc sức khỏe có nguồn gốc tự nhiên.
• Bác sĩ và chuyên gia y học cổ truyền: Bổ sung cơ sở khoa học thực nghiệm hiện đại để giải thích các bài thuốc dân gian sử dụng thân rễ cỏ cú biển trong điều hòa khí huyết và kháng viêm.

Câu hỏi thường gặp

Tinh dầu Hương phụ biển có thành phần nào vượt trội so với Hương phụ vườn? Tinh dầu Hương phụ biển chứa hàm lượng Cyperene đạt 22,27%, cao gấp hơn 6 lần so với Hương phụ vườn chỉ đạt 3,67%. Ngoài ra, cấu tử Caryophyllene oxide trong Hương phụ biển chiếm tới 21,30%, mang lại tiềm năng kháng viêm và kháng khuẩn mạnh mẽ hơn trong các ứng dụng điều chế dược liệu.

Cơ chế ức chế men alpha-glucosidase của Hương phụ biển có ý nghĩa gì đối với bệnh nhân tiểu đường? Alpha-glucosidase xúc tác quá trình bẻ gãy các liên kết đường đôi để tạo thành glucose hấp thu vào máu. Cao chiết ethyl acetate và hợp chất polyphenol Cr04 ức chế cạnh tranh men này, làm chậm quá trình hấp thu tinh bột và đường, từ đó giúp ngăn ngừa tình trạng tăng đường huyết đột ngột sau bữa ăn.

Những hợp chất tinh khiết nào lần đầu được ghi nhận phân lập trong luận văn này? Luận văn đã cô lập và xác định thành công 6 hợp chất tinh khiết, nổi bật nhất là 2 cerebrosid chuỗi dài Cr01 và Cr02 cùng hợp chất polyphenol Cr04 có cấu trúc 1-(2’,4’,6’-trihydroxyphenyl)-3-(3’’,4’’-dihydroxyphenyl) propan-2,3-diol. Đây là những hợp chất có giá trị sinh học cao và hiếm gặp trong chi Cyperus.

Phương pháp quang phổ nào đóng vai trò quyết định trong việc giải mã cấu trúc các phân tử cô lập? Hệ thống phổ cộng hưởng từ hạt nhân 500 MHz bao gồm các kỹ thuật 1D-NMR (1H, 13C, DEPT) và 2D-NMR (COSY, HSQC, HMBC) đóng vai trò quyết định. Dữ liệu phổ đa chiều cho phép xác định chính xác vị trí liên kết carbon - hydro, vị trí nhóm thế hydroxyl và cấu hình không gian của từng phân tử.

Nguồn nguyên liệu Hương phụ biển tại Phú Yên có đảm bảo cho sản xuất công nghiệp không? Vùng duyên hải miền Trung, đặc biệt là các dải cát ven biển Phú Yên, sở hữu trữ lượng Hương phụ biển tự nhiên rất dồi dào, cung cấp hàng trăm tấn mỗi năm. Cây có sức sống bền bỉ, thu hoạch quanh năm, hoàn toàn khả thi để quy hoạch thành vùng nguyên liệu đạt chuẩn cho ngành công nghiệp chế biến dược liệu.

Kết luận

• Định danh thành công 27 cấu tử trong tinh dầu thân rễ Hương phụ biển với hàm lượng vượt trội của Cyperene (22,27%), đồng phân Cyperone (16,05%) và Cyperone (13,74%).
• Cô lập và làm sáng tỏ cấu trúc phân tử của 6 hợp chất tinh khiết gồm 2 steroid (beta-Sitosterol, beta-Sitosterol-3-O-beta-D-glucopyranoside), 2 cerebrosid (Cr01, Cr02), đường sucrose (Cr03) và dẫn xuất polyphenol (Cr04).
• Chứng minh thực nghiệm hoạt tính ức chế enzyme alpha-glucosidase in vitro mạnh mẽ của cao ethyl acetate và polyphenol Cr04 tại dải nồng độ 10 - 200 ppm.
• Xây dựng hệ thống dữ liệu phổ quang học và cộng hưởng từ hạt nhân đa chiều chuẩn xác cho các hợp chất tự nhiên từ nguồn thực vật biển Việt Nam.
• Khẳng định giá trị khoa học hiện đại cho kinh nghiệm sử dụng dược liệu dân gian và mở ra hướng đi mới trong việc phát triển thuốc hỗ trợ điều trị đái tháo đường.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là cung cấp bức tranh toàn diện và có hệ thống đầu tiên về hóa thực vật và hoạt tính hạ đường huyết của loài Cyperus stoloniferus Retz. tại Việt Nam. Lộ trình nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào thử nghiệm tiền lâm sàng in vivo và hoàn thiện công nghệ bào chế trong 12 đến 18 tháng tới. Các viện nghiên cứu và doanh nghiệp dược phẩm hãy liên kết chặt chẽ để đầu tư khai thác, thương mại hóa nguồn dược liệu biển quý giá này thành các sản phẩm chăm sóc sức khỏe chất lượng cao cho cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã đem lại cho con người nhiều thành tựu to lớn phục vụ cho cuộc sống, nhưng bên cạnh đó cũng gây ra không ít những vấn đề nhức nhối về sức khoẻ con người, đặc biệt các loại bệnh tật không ngừng gia tăng, đòi hỏi phải có những loại thuốc thích ứng. Việc sử dụng các loại thuốc tổng hợp trong điều trị gây ra các tác dụng phụ không mong muốn. Do vậy xu hướng ngày nay trên thế giới cũng như Việt Nam người ta đi tìm các hợp chất thiên nhiên đặc biệt là các hợp chất có hoạt tính sinh học để ứng dụng vào dược phẩm, thực phẩm và mỹ phẩm. Việt Nam có khí hậu nhiệt đới nên thảm thực vật rất phong phú, lại có nền Y học cổ truyền từ rất lâu đời, có rất nhiều cây thuốc mọc hoang dại như cỏ tranh, cỏ cú (Hương phụ), được sử dụng nhiều theo kinh nghiệm dân gian nhưng chưa được nghiên cứu một cách có hệ thống và bài bản, do đó việc nghiên cứu thành phần hóa học cũng như hoạt tính sinh học của chúng là vấn đề cần thiết và quan trọng.

Nhằm góp phần vào việc nghiên cứu thành phần hóa học của các cây cỏ hoang dại, mục tiêu của đề tài tiến hành khảo sát thành phần hóa học của cây cỏ cú biển hay còn gọi cây Hương phụ biển, nhằm tìm hiểu thành phần hóa học cũng như góp phần làm sáng tỏ hoạt tính sinh học mà dân gian đang áp dụng. PHẦN TỔNG QUAN LÊ THỊ ANH THƯ I. ĐẠI CƯƠNG VỀ THỰC VẬT I. Đặc điểm cây hương phụ biển[1, 2, 3] Tên khoa học: Cyperus stoloniferus Retz.1786 Cây Hương phụ biển (Cyperus stoloniferus) Ngành: Mộc Lan (Magnoliophyta) Lớp: Hành (Liliopsida) Bộ: Cói (Cyperales) Họ: Cói (Cyperaceae) Chi: Cyperus Loài: Stoloniferus Tên Việt Nam: Tam lăng, Cói gấu biển; Cú biển; Cói củ; Cỏ gấu biển; Hương phụ biển; Hải hương phụ.

Tên khác: Cyperus litoralis R., Cyperus bulbosus var., Cyperus stoloniferus Vahl., Cyperus stoloniferus sensu Phamh. Mô tả cây hương phụ biển: (a) dạng chung, (b) bông chét, (c) thân rễ. Hình 1:Cây hương phụ biển Trang 1 PHẦN TỔNG QUAN LÊ THỊ ANH THƯ Hình 2: Hương phụ biển mọc hoang ở vùng cửa biển tỉnh Phú Yên Hình 3: Thân rễ Hương phụ biển Hình 4: Bột thân rễ Hương phụ biển Cây Hương phụ biển cỏ lưu niên, có thân rễ hình thoi, thể chất chắc dài từ 1- 5cm, đường kính 0,5- 1,5 cm, mặt ngoài màu nâu hay nâu sẫm có nhiều nếp nhăn dọc và đốt ngang (mỗi đốt cách nhau 0,1-0,6 cm) trên mỗi đốt có lông cứng mọc thẳng góc với củ, có nhiều vết tích của rể con. Vết bẻ có sợi bóng nhoáng, cắt ngang thấy rỏ phần vỏ có màu xám nhạt; phần vỏ có màu hồng nhạt, trụ giữa có màu nâu sẫm.

Mùi thơm, vị hơi đắng ngọt, sau đó có vị hơi cay. Thân cao 15-30 cm, có 3 cạnh lá rộng 2-3 mm. Cụm hoa có 2-3 lá bắc dài; tia ngắn; bông chét nâu, dài 6-12 mm, vẩy dài 2-2,6 mm, không mũi. Trang 2 PHẦN TỔNG QUAN LÊ THỊ ANH THƯ I.

Phân bố và sinh thái Chi Cyperus có khoảng 700 loài phân bố rộng rãi khắp thế giới. Ở Việt Nam có khoảng 45 loài trong đó có hai loài là Hương phụ vườn và Hương phụ biển. Hương phụ phân bố rộng rãi ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới thuộc châu Âu, châu Á, châu Phi, châu Mỹ và châu Đại Dương. Ở Việt Nam Hương phụ biển thường mọc tập trung trên các vùng cát ven biển hoặc bãi cát cửa sông dọc theo bờ biển nước ta từ Móng Cái đến Hà Tiên; có nhiều ở Nghệ An, Thừa Thiên - Huế, Quảng Nam - Ðà Nẵng, Bình định, Phú Yên và Bình Thuận.

Có nơi chúng mọc thành các quần thể lớn. Hương phụ thu hoạch quanh nǎm. Người ta thu hái củ vào mùa xuân hay mùa thu, vun củ lại thành đống để đốt cho cháy lá và rễ con rồi lấy củ đem phơi hay sấy khô. Hương phụ biển là nguồn dược liệu được sử dụng rất phổ biến trong dân gian.

Hiện trên thị trường có hai loại Hương phụ vườn (Cyperus rotundus L.) và Hương phụ biển (Cyperus stoloniferus Retz. Hằng năm, loại dược liệu này cung cấp hàng trăm tấn cho nhu cầu sử dụng trong nước và xuất khẩu. Bộ phận dùng: Thân rễ Thông thường, người ta đào củ về rửa sạch đất cát, phơi khô, đốt cho cháy hết lông, cất nơi khô ráo đề dùng dần làm thuốc. Tác dụng dược lý của Hương phụ biển I.

Y học dân gian [1,2,3] Tính vị: Vị cay, hơi đắng, tính hàn. Quy kinh: Vào kinh Can, kiêm vào 12 kinh mạch. Tác dụng: Thuốc điều khí, khai uất, thông kinh. Chủ trị: Thông kinh nguyệt không đều, chữa các chứng trong thai sản, trừ đờm, tiêu thực, giảm đau.

− Can khí uất kết: Đau vùng hông sườn và cảm giác tức ở ngực: Dùng Hương phụ với Sài hồ, Uất kim và Bạch thược. − Can khí phạm Vị biểu hiện như chướng và đau bụng và thượng vị: Dùng Hương phụ với Mộc hương, Hương duyên và Phật thủ. Trang 3 PHẦN TỔNG QUAN LÊ THỊ ANH THƯ − Vị hàn, khí trệ: Dùng Hương phụ với Cao lương khương trong bài Lương Phụ Hoàn. − Can hàn: Sưng đau tinh hoàn hoặc thoát vị: Dùng Hương phụ với Tiểu hồi hương và Ô dược.

− Can khí uất trệ: Kinh nguyệt không đều, vú căng và đau: Dùng Hương phụ với Sài hồ, Đương qui và Xuyên khung. Dùng sống: Thông khí, trừ đờm. Tẩm sao: Vào Can Thận, điều khí huyết, thông kinh, huyết hư, nhuận táo, hành kinh lạc. Sao cháy: Chỉ huyết, bổ hư.

Liều dùng: Ngày dùng 6 – 12 g. Cách Bào chế: Theo Trung Y: Rửa sạch mài xác trên đá nhám cho sạch hết vỏ, ngâm vào nước đái trẻ em cho thấu mềm. Phơi khô, giã nát, hoặc dùng sống hoặc sao, hoặc tẩm giấm hay muối tuỳ từng trường hợp (Bản Thảo Cương Mục). Theo kinh nghiệm Việt Nam: Khi đào về người ta phơi khô rồi sao cho cháy lông và rễ con.

Hương phụ mễ (sinh Hương phụ): Phơi thật khô, giã với trấu (cứ 1kg củ cho vào 0,5 kg trấu) bằng chày nhọn đầu cho trụi hết lông, vỏ. Việc làm sạch vỏ và lông đòi hỏi nhiều công, giã không khéo sẽ bị nát. Hương phụ thán: Lấy Hương phụ rửa lại cho sạch, phơi khô, sao cho cháy đen tồn tính, bắc chảo ra lấy vung úp lại cho nguội, có thể tán bột. Hương phụ chế: cách này thường dùng.

Lấy l kg Hương phụ mễ, chia làm 4 phần: Phần I: 250 g tẩm với 200 ml giấm (có độ Acid acetic trên dưới 5%). Phần 2: 250 g tẩm với 200 ml đồng tiện của trẻ em khoẻ mạnh (lấy phần giữa nước tiểu). Phần 3: 250 g tẩm với 200 ml nước muối 15%. Phần 4: 250 g tẩm với 200 ml rượu 40o.

Trang 4 PHẦN TỔNG QUAN LÊ THỊ ANH THƯ Mỗi phần sau khi tẩm để 1 đêm, sáng hôm sau giã dập, sao khô đến khi thấy mùi thơm là được, trừ phần tẩm rượu thì sao khô giã dập rồi mới tẩm rượu. Để riêng từng phần cho vào lọ kín. Có thể trộn chung 4 phần vào nhau đựng trong lọ kín. Sau khi tẩm sao, tán bột để làm hoàn tán.

Phần tẩm giấm và tẩm đồng tiện là 2 phần quan trọng nhất, không thể không tẩm hai thứ này được. Kiêng kỵ: Chứng âm hư và huyết nhiệt không nên dùng.2 Tác dụng dược lý [1,2, 3, 10, 13, 15, 17, 23, 26, 30, 36, 38, 40, 41,42,43] Đối với tử cung [1, 2, 3, 17]:Theo Trương Phát Sơ, Trương Diệu Đức và Lưu Thiệu Quang đã dùng vị Hương phụ nguồn gốc ở tỉnh Quảng Đông, chế thành cao lỏng 5% tiến hành thí nghiệm 102 lần trên tử cung cô lập của thỏ, mèo, chó và chuột bạch đã chứng minh hương phụ có tác dụng ức chế co bóp tử cung, đồng thời làm giảm trương lực. Trên tử cung có chữa cũng như trên tử cung bình thường, cao Hương Phụ đều có tác dụng ức chế. So sánh với đương quy, tác dụng ức chế co bóp tử cung của Hương Phụ yếu hơn.Thành phần tinh dầu chiết từ Hương phụ có tác dụng kiểu estrogen, nhưng không mạnh.

Tác dụng giảm đau [1, 2, 3, 10]: Dịch chiết bằng cồn từ Hương phụ, thí nghiệm trên chuột nhắt trắng gây đau bằng kích thích điện, bằng đường tiêm dưới da với liều 0,5 ml/20 g, dung dịch 20% có tác dụng tăng cao ngưỡng kích thích gây đau. Tác dụng ức chế thần kinh trung ương [1, 2, 3]: Tinh dầu Hương phụ, thí nghiệm trên chuột nhắt trắng bằng đường tiêm phúc mạc với liều 0,03 ml/chuột, có tác dụng kéo dài thời gian gây ngủ của Pentobarbital. Trên Thỏ thí nghiệm, tinh dầu Hương Phụ tăng cường tác dụng gây mê của Scopolamin. Về cơ chế tác dụng, qua thí nghiệm chứng tỏ Hương phụ ức chế chủ yếu quá trình dẫn truyền các xung thần kinh qua sy nap của tế bào vùng hải mã và bó tháp, còn đối với dẫn truyền qua sợi trục thần kinh thì không có tác dụng ức chế.

Các tác dụng khác: Tác dụng chống nôn [1, 2, 3, 23, 40, 43]: Dung dịch trích từ rễ bằng ethanol có tác dụng chống nôn mữa nơi chó do ở hoạt tính đối kháng phản ứng tạo nôn mữa gây ra bởi apomorphine. Trang 5 PHẦN TỔNG QUAN LÊ THỊ ANH THƯ Hoạt tính kháng viêm và hạ nhiệt [1, 2, 3, 17] : Dịch chiết từ rễ Hương phụ bằng những dung môi hữu cơ có tác dụng chống sưng rất rõ đối với phản ứng phù tạo ra do carageenan nơi chuột bạch tạng dịch chiết bằng petroleum ether ức chế được 75%, chloroform 60.7 % ở liều 10 mg/kg, so sánh với hydrocortisone ức chế được 57.7 %, hoạt chất chống viêm chủ yếu là α- cyperen có tác dụng ức chế sự hình thành prostaglaridin E2. Dịch chiết bằng alcol từ thân có tác dụng hạ nhiệt, có thể so sánh với sodium salicylate (trong thử nghiệm gây tăng thân nhiệt bằng men). Các hoạt tính này được cho là do ở beta sitosterol trong cây.

Tác dụng chống ký sinh trùng sốt rét [1, 2, 3, 10, 13, 18, 41]: Peroxycalamenene, một sesquiterpene loại endoperoxyde, ly trích từ thân cỏ cú có tác dụng chống ký sinh trùng sốt rét ở nồng độ EC50 2. Các dịch chiết từ thân Hương phụ bằng dichloromethane, petroleum ether và methanol cho thấy tác dụng chống Plasmodium falciparum chủng K1. Liều IC50 là 5-9 g/ml cho dịch chiết bằng dichloromethane, và 10-49 g/ml cho petroleum ether hay methanol. Tác dụng chống béo phì [1, 2, 3]: Trong một thử nghiệm trên 30 người mập phì cho dùng bột tán từ thân Hương phụ trong 90 ngày: Kết quả ghi nhận có sự giảm cân cùng với giảm cholesterol và triglycerides trong máu.