Khóa Luận Tốt Nghiệp Lê Thị Thu Thái: Nghiên Cứu Về Chi Pandanus

Chi Pandanus là một nhóm thực vật đa dạng với khoảng 600 loài, thuộc họ Pandanaceae. 95 trang · Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng.

• Tác giả: Lê Thị Thu Thái
• Trường học: Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng
• Đề tài: Khóa Luận Tốt Nghiệp Về Chi Pandanus: Đặc Điểm, Phân Bố và Thành Phần Hóa Học
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ CHI PANDANUS
• 1.2. Thành phần hóa học
• 1.3. Cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập từ chi Pandanus
• 1.4. TỔNG QUAN VỀ DỨA DẠI PANDANUS TECTORIUS PARKINSON EX DU ROI
• 1.4.1. Tên khoa học: Pandanus tectorius Parkinson EX Du Roi
• 1.4.2. Đặc điểm thực vật cây Dứa dại
• 1.4.3. Vùng phân bố, thu hái và chế biến
• 1.4.4. Công dụng của cây dứa dại
• 1.4.4.1. Theo y học cổ truyền
• 1.4.4.2. Theo y học hiện đại
• 1.4.5. Thành phần hóa học cây dứa dại
• 1.4.5.1. Thành phần dễ bay hơi
• 1.4.5.2. Thành phần hóa học trong cây dứa dại

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Chi Pandanus Đặc Điểm và Phân Bố

Chi Pandanus là một nhóm thực vật đa dạng với khoảng 600 loài, thuộc họ Pandanaceae. Chúng có kích thước từ cây bụi nhỏ đến cây cao trung bình 20 m. Đặc điểm nổi bật của chi này là thân mập mạp, lá dài và hoa đực, hoa cái mọc trên cây riêng biệt. Phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, đặc biệt là tại Việt Nam, nơi có nhiều loài như Pandanus affinis và Pandanus amaryllifolius.

1.1. Đặc Điểm Sinh Học Của Chi Pandanus

Chi Pandanus có thân phân nhánh, lá dài từ 30 cm đến 2 m, và hoa đực có mùi thơm. Quả của một số loài có thể ăn được và thường được phát tán bởi động vật và nước.

1.2. Phân Bố Địa Lý Của Chi Pandanus

Chi Pandanus chủ yếu phân bố ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Tại Việt Nam, các loài như Pandanus tectorius và Pandanus amaryllifolius được tìm thấy ở nhiều tỉnh thành.

II. Vấn Đề Bảo Tồn Chi Pandanus Thách Thức và Giải Pháp

Chi Pandanus đang đối mặt với nhiều thách thức trong việc bảo tồn do sự phát triển đô thị hóa và biến đổi khí hậu. Việc bảo tồn các loài này là rất cần thiết để duy trì đa dạng sinh học và các giá trị văn hóa. Các giải pháp như bảo tồn tự nhiên và phát triển bền vững cần được thực hiện.

2.1. Thách Thức Trong Bảo Tồn Chi Pandanus

Sự phát triển đô thị hóa và khai thác tài nguyên thiên nhiên đang đe dọa đến môi trường sống của chi Pandanus. Nhiều loài đang bị suy giảm số lượng và có nguy cơ tuyệt chủng.

2.2. Giải Pháp Bảo Tồn Chi Pandanus

Cần có các biện pháp bảo tồn hiệu quả như xây dựng khu bảo tồn thiên nhiên và nâng cao nhận thức cộng đồng về giá trị của chi Pandanus trong hệ sinh thái.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Thành Phần Hóa Học Của Chi Pandanus

Nghiên cứu thành phần hóa học của chi Pandanus chủ yếu tập trung vào các hợp chất dễ bay hơi, alkaloid và triterpenoid. Các phương pháp phân tích hiện đại như sắc ký lỏng và sắc ký khí được sử dụng để xác định các hợp chất này.

3.1. Các Hợp Chất Hóa Học Chính Trong Chi Pandanus

Các hợp chất như 2-Acetyl-1-pyrrolin và Limonen được tìm thấy trong nhiều loài thuộc chi Pandanus, có giá trị trong y học và công nghiệp thực phẩm.

3.2. Phương Pháp Phân Tích Thành Phần Hóa Học

Sử dụng các phương pháp sắc ký để phân tích thành phần hóa học giúp xác định các hợp chất có hoạt tính sinh học, từ đó mở ra hướng nghiên cứu mới cho y học hiện đại.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Chi Pandanus Trong Y Học

Chi Pandanus có nhiều ứng dụng trong y học cổ truyền và hiện đại. Các bộ phận của cây như lá, rễ và quả được sử dụng để điều trị nhiều loại bệnh, từ cảm cúm đến các bệnh nghiêm trọng hơn.

4.1. Công Dụng Y Học Của Chi Pandanus

Nhiều loài trong chi Pandanus được sử dụng để điều trị các bệnh như viêm gan, hen suyễn và các vấn đề tiêu hóa. Các nghiên cứu cho thấy chúng có khả năng chống oxy hóa và kháng viêm.

4.2. Nghiên Cứu Về Chi Pandanus Trong Y Học Hiện Đại

Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng chi Pandanus chứa nhiều hợp chất có lợi cho sức khỏe, như carotenoid và vitamin, có thể giúp bảo vệ cơ thể khỏi nhiều bệnh tật.

V. Kết Luận Tương Lai Của Chi Pandanus Trong Nghiên Cứu

Chi Pandanus không chỉ có giá trị sinh học mà còn có tiềm năng lớn trong nghiên cứu y học và bảo tồn. Việc tiếp tục nghiên cứu và bảo tồn các loài này là rất cần thiết để phát huy giá trị của chúng trong tương lai.

5.1. Tầm Quan Trọng Của Chi Pandanus Trong Hệ Sinh Thái

Chi Pandanus đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì cân bằng sinh thái và bảo vệ đa dạng sinh học. Việc bảo tồn chúng sẽ góp phần vào sự phát triển bền vững của môi trường.

5.2. Hướng Nghiên Cứu Tương Lai Về Chi Pandanus

Nghiên cứu về chi Pandanus cần được mở rộng để khám phá thêm nhiều ứng dụng mới trong y học và công nghiệp, từ đó nâng cao giá trị kinh tế và bảo tồn các loài này.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Chi Pandanus (thuộc họ Dứa dại - Pandanaceae) là một chi thực vật một lá mầm gồm khoảng 600 loài phân bố chủ yếu tại các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới trên thế giới. Tại Việt Nam, Trung tâm dữ liệu thực vật Việt Nam ghi nhận sự có mặt của 19 loài, trong đó loài Dứa dại với tên khoa học là Pandanus tectorius Parkinson ex Du Roi (tên gọi khác: Dứa gai, dứa gỗ) là loài cây phổ biến mọc hoang dại dọc bờ biển, bãi cát ẩm, rú bụi ngập mặn và ven sông suối trải dài từ các tỉnh phía Bắc đến Nam bộ. Về mặt ứng dụng truyền thống, các bộ phận của cây dứa dại như quả, rễ, hoa và đọt non từ lâu đã được nhân dân sử dụng làm thực phẩm đan lát thủ công mỹ nghệ, đồng thời là các vị thuốc y học cổ truyền điều trị sán khí, tiểu đường, phù thũng, cảm mạo và bệnh gan.

Mặc dù các tài liệu y học cổ truyền và một số nghiên cứu dược lý quốc tế đã bước đầu chứng minh các nhóm chất phenolic, steroid, alkaloid và lignan trong chi Pandanus có hoạt tính chống oxy hóa, kháng khuẩn và hạ lipid máu, song các dữ liệu thực nghiệm về quy trình chiết tách, phân lập chi tiết từng hợp chất tinh khiết từ quả cây dứa dại phân bố tại các vùng sinh thái đặc trưng của Việt Nam vẫn cần được khảo sát và ghi nhận một cách hệ thống.

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Lê Thị Thu Thái tập trung giải quyết các nhiệm vụ và mục tiêu nghiên cứu cụ thể sau:

1. Thu hái, xử lý nguyên liệu quả cây dứa dại và điều chế dịch chiết tổng cũng như các phân đoạn cao có độ phân cực khác nhau.
2. Ứng dụng các kỹ thuật sắc ký cột pha thường, pha đảo và sắc ký rây phân tử để phân tách, tinh chế các hợp chất sạch từ phân đoạn dịch chiết ethyl acetate.
3. Xác định các hằng số vật lý và giải mã cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được bằng phương pháp đo điểm nóng chảy kết hợp các kỹ thuật phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) hiện đại.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Quả của cây dứa dại (Pandanus tectorius Parkinson ex Du Roi), được định danh thực vật bởi Thạc sĩ Đặng Văn Sơn thuộc Viện Sinh học Nhiệt đới.
• Không gian thu mẫu: Địa bàn huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận.
• Thời gian thu hái mẫu: Tháng 07 năm 2013.
• Phạm vi nội dung: Khảo sát thành phần hóa học phân đoạn D của cao chiết ethyl acetate.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận được xây dựng dựa trên cơ sở lý thuyết hóa học các hợp chất thiên nhiên (Natural Products Chemistry), kết hợp lý thuyết tách chiết và nhận diện cấu trúc hóa học của các nhóm chất thứ cấp thực vật như phenolic, phenylpropanoid và lignan.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm bao gồm:

• Phương pháp chiết tách và xử lý mẫu: Quả dứa dại tươi được sơ chế, rửa sạch, phơi khô trong bóng râm, sấy ở nhiệt độ thấp và xay thành bột mịn. Quá trình chiết xuất sử dụng phương pháp ngâm dầm bột nguyên liệu trong dung môi ethanol 96% ở nhiệt độ phòng, sau đó cô giảm áp thu cao tổng. Phân bố lỏng - lỏng được thực hiện liên tiếp với các dung môi có độ phân cực tăng dần: hexane, ethyl acetate và nước cất.
• Phương pháp sắc ký phân lập: Phân tách các hợp chất sạch bằng kỹ thuật sắc ký cột cổ điển (Column Chromatography - CC) sử dụng hạt chất hấp phụ silica gel pha thường (kích thước hạt 40–60 µm), silica gel pha đảo Rp18 (kích thước hạt 30–50 µm) và gel Sephadex LH-20. Quá trình kiểm tra và theo dõi các phân đoạn sắc ký được thực hiện bằng sắc ký lớp mỏng (TLC) trên bản mỏng nhôm tráng sẵn DC-Alufolien F254 và bản mỏng pha đảo Rp18 F254s (Merck).
• Thuốc thử và phương pháp phát hiện: Quan sát vết sắc ký dưới đèn tử ngoại cầm tay UVITEC ở hai bước sóng 254 nm và 365 nm; kết hợp phun hiện màu bằng dung dịch thuốc thử H2SO4 10%/ethanol và dung dịch FeCl3/ethanol (nhận diện nhóm chức phenolic).
• Phương pháp xác định cấu trúc: Điểm nóng chảy của các hợp chất được đo trên thiết bị Electrothermal IA 9000 series sử dụng mao quản không hiệu chỉnh (thực hiện tại Phòng Các hợp chất thiên nhiên, Viện Công nghệ Hóa học, Thành phố Hồ Chí Minh). Phổ cộng hưởng từ hạt nhân gồm phổ 1D (1H-NMR tần số 500 MHz, 13C-NMR tần số 125 MHz) và phổ 2D (HSQC, HMBC) được đo trên máy Bruker AM500 FT-NMR Spectrometer trong dung môi CDCl3 (thực hiện tại Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Hà Nội).

---

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

Chương 1 cung cấp tổng quan về mặt thực vật học, công dụng dân gian, giá trị dinh dưỡng và các công trình nghiên cứu hóa học đã công bố đối với chi Pandanus nói chung và loài Pandanus tectorius nói riêng:

• Đặc điểm thực vật và phân bố: Chi Pandanus có khoảng 600 loài, cây đơn tính khác gốc, thụ phấn nhờ gió hoặc động vật, quả hình cầu đường kính 10–12 cm gồm nhiều khối quả hạch phát tán chủ yếu qua đường nước. Tại Việt Nam có 19 loài phân bố từ vùng núi đá đến ven biển. Loài Pandanus tectorius Parkinson ex Du Roi là cây thân gỗ nhỏ cao 3–4 m, có nhiều rễ phụ thả xuống đất, mép lá có gai nhọn, quả dạng khối hình trứng dài 16–22 cm, khi chín có màu vàng cam.
• Giá trị ứng dụng và y học cổ truyền: Tại Micronesia, quả dứa dại là nguồn lương thực chính cung cấp tới 50% năng lượng khẩu phần. Tại Việt Nam, lá dùng để dệt chiếu, làm vật liệu composite gia cường trên nền polyester (nghiên cứu của Phan Thị Thúy Hằng và Hoàng Thị Lan Phương). Trong Đông y, quả dứa dại gọi là "lỗ cổ tử", "sơn ba la", có tính bình, vị ngọt, dùng chữa sán khí, tiểu đường, kiết lỵ, giải độc rượu; rễ tính mát dùng hạ sốt, lợi thủy, chữa viêm gan, phù thũng.
• Nghiên cứu hóa thực vật và hoạt tính sinh học: Bột quả dứa dại chứa hàm lượng dinh dưỡng cao (100 g cung cấp 321 kcal, 2,2 g protein, 1400 mg β-carotene, tổng carotenoid đạt 5620 mg và 10 loại vitamin). Các công trình quốc tế đã phát hiện thành phần tinh dầu dễ bay hơi từ quả chín chứa neryl acetate (27,5%), cinnamyl acetate (10,2%), 3-methylbut-3-enyl acetate (10,1%); tinh dầu hoa chứa 2-phenyl ethyl methyl ether (37,7%) và terpinen-4-ol (18,6%). Các nghiên cứu của Ting-Ting Jong (1998), Mario A. Tan (2006) và Xiaopo Zang (2012) đã phân lập nhiều dẫn xuất phenolic, triterpene ức chế vi khuẩn lao Mycobacterium tuberculosis H37Rv, cùng các hợp chất lignan chống oxy hóa mạnh.

Bảng tổng hợp một số hợp chất tiêu biểu trong cây dứa dại được tác giả thống kê từ tài liệu tham khảo:

Nhóm hợp chất	Tên hợp chất tiêu biểu	Công thức phân tử	Bộ phận thực vật	Hoạt tính / Tác dụng sinh học
Phenolic	Vanillin	C8H8O3	Rễ	Chống oxy hóa, kháng virus, diệt nấm
Phenolic	Trans-ethyl caffeate	C12H15O4	Trái	Chống viêm
Phenolic	Sinapaldehyde	C11H12O4	Trái	Kháng ung thư, kháng nấm
Steroid	Hỗn hợp Stigmasterol và β-Sitosterol	C30H50O / C29H50O	Lá	Ức chế vi khuẩn lao
Flavonoid	Tangeretin, Naringenin	C20H20O7 / C15H12O5	Trái	Hạ cholesterol, kháng virus
Lignan	Pinoresinol, Eudesmin	C20H22O6 / C22H26O6	Rễ	Chống oxy hóa mạnh
Carotenoid	β-Carotene, Lutein	C40H56 / C40H56O2	Quả	Tiền vitamin A, chống thiếu máu, bảo vệ tim mạch

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Chương 2 mô tả chi tiết quy trình thực nghiệm chiết xuất, phân đoạn và phân lập các hợp chất từ mẫu nguyên liệu thu thập tại Bình Thuận:

• Điều chế các cao thô: Từ 7,6 kg bột quả dứa dại khô, tiến hành ngâm dầm với dung môi ethanol 96°, lọc dịch chiết và cô quay chân không thu được 450 g cao ethanol tổng. Hòa tan cao ethanol vào nước rồi thực hiện chiết phân bố lỏng - lỏng lần lượt với hexane và ethyl acetate. Sau khi cô đuổi dung môi, thu được ba phân đoạn cao thô: cao hexane (67,2 g), cao ethyl acetate (85,7 g) và cao nước (285 g).
• Phân đoạn cao ethyl acetate: Toàn bộ 85,7 g cao ethyl acetate được phối trộn với silica gel và nạp lên cột sắc ký cổ điển, giải hấp bằng hệ dung môi hexane : ethyl acetate với độ phân cực tăng dần từ 50:1 đến 100% ethyl acetate. Dựa trên sắc ký lớp mỏng, các phân đoạn tương đồng được gộp lại thành 6 phân đoạn chính, trong đó phân đoạn D được triển khai sắc ký tiếp thành 4 phân đoạn nhỏ: D1 (6,5 g), D2 (5,3 g), D3 (3,4 g) và D4 (1,2 g).
• Quy trình cô lập các hợp chất sạch:
  • Từ phân đoạn D1 (6,5 g): Sắc ký cột với hệ dung môi ethyl acetate : chloroform thu được 5 phân đoạn phụ (D11–D15). Khảo sát phân đoạn D12 qua nhiều lần sắc ký cột thu được 6 mg hợp chất PTF10 (dạng tinh thể màu trắng trong CHCl3). Khảo sát phân đoạn D14 kết hợp cột pha đảo MeOH:nước (1:7) và cột pha thường thu được 4 mg hợp chất PTF18 (tinh thể trắng trong acetone).
  • Từ phân đoạn D2 (5,3 g): Triển khai sắc ký cột silica gel với hệ dung môi giải hấp ethyl acetate : chloroform với tỉ lệ phân cực tăng dần (10:1, 7:1, 4:1, 2:1, 100%), phân đoạn phụ D2322 cho một vết đơn trên TLC; tiến hành rửa giải thu được 10 mg hợp chất PTF09 (tinh thể trắng trong acetone).
  • Từ phân đoạn D3 (3,4 g): Sắc ký cột giải hấp bằng hệ chloroform : methanol (tỉ lệ 100%, 90:1, 70:1, 50:1, 30:1, 10:1), tiếp tục sắc ký phân đoạn D3456 với hệ CHCl3:MeOH (70:1) thu được 5 mg hợp chất PTF4D (tinh thể trắng trong acetone).

Bảng tổng hợp đặc tính vật lý và khối lượng các hợp chất phân lập:

Mã hợp chất	Khối lượng	Dạng tồn tại cảm quan	Độ tan	Nhiệt độ nóng chảy (°C)	Phản ứng thuốc thử
PTF09	10 mg	Bột / tinh thể màu trắng	Acetone	175–178	—
PTF10	6 mg	Bột / tinh thể màu trắng	Acetone, CHCl3	105–106	Dương tính với FeCl3/ethanol
PTF18	4 mg	Bột / tinh thể màu trắng	Acetone	136–138	Dương tính với FeCl3/ethanol
PTF4D	5 mg	Bột / tinh thể màu trắng	Acetone	—	Hiện màu xanh đậm với H2SO4 10%

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Chương 3 trình bày các kết quả phổ học và biện luận cấu trúc của 4 hợp chất tinh khiết đã phân lập:

• Nhận diện tổng quát: Dựa trên phân tích phổ nghiệm 1D-NMR, 2D-NMR và so sánh hằng số vật lý với tài liệu tham khảo, bốn hợp chất từ phân đoạn D cao ethyl acetate quả dứa dại được xác định danh tính cấu trúc lần lượt là:

  1. Hợp chất PTF09: (+)-syringaresinol
  2. Hợp chất PTF10: (E)-sinapinaldehyde
  3. Hợp chất PTF18: p-hydroxycinnamaldehyd
  4. Hợp chất PTF4D: (+)-lyoniresinol

• Biện luận chi tiết cấu trúc hợp chất PTF10 ((E)-sinapinaldehyde):

  • Hợp chất có nhiệt độ nóng chảy 105–106 °C, phản ứng tạo màu với thuốc thử FeCl3/ethanol khẳng định sự hiện diện của nhóm phenolic.
  • Phổ 1H-NMR và 13C-NMR thể hiện vòng benzene thế 1, 3, 4, 5 đối xứng. Tín hiệu proton nhóm aldehyde xuất hiện ở δH 9,67 ppm (1H, d, J = 8,0 Hz) có tương quan HMBC với carbon sp2 ở δC 126,8 ppm, chứng minh sự tồn tại của nhóm liên hợp –CH=CH–CHO.
  • Do ảnh hưởng rút electron mạnh của nhóm –CHO, proton H-3 và H-2 có độ dịch chuyển hóa học lần lượt tại δH 7,39 ppm và 6,63 ppm. Kết hợp phổ HSQC xác định hai carbon tương ứng C-3 và C-2 xuất hiện ở δC 153,1 ppm và δC 126,8 ppm. Hằng số ghép cặp J = 8,0 Hz chứng minh liên kết đôi ngoại vòng có cấu hình trans (E).
  • Tín hiệu proton của hai nhóm methoxy đối xứng ở δH 3,94 ppm (6H, s) cho tương quan HMBC với tín hiệu carbon tứ cấp δC 147,3 ppm, chứng minh hai nhóm –OCH3 gắn vào vòng thơm tại vị trí C-3’ và C-5’. Hai proton thơm H-2’ và H-6’ (δH 7,39 ppm) cùng cho tương quan HMBC với C-4’ (δC 138,1 ppm) và carbon olefin C-3 (δC 153,1 ppm).
  • Dữ liệu phổ nghiệm hoàn toàn trùng khớp với cấu trúc của hợp chất (E)-sinapinaldehyde (tên gọi khác: sinapyl aldehyde, 4-hydroxy-3,5-dimethoxycinnamaldehyde) từng được công bố bởi Xiaopo Zang và cộng sự (2012). Hợp chất này đã được Sheikh Shrear và cộng sự (2013) chứng minh có hoạt tính kháng nấm mạnh, đặc biệt đối với các chủng Candida spp.

• Biện luận sơ bộ hợp chất PTF18 (p-hydroxycinnamaldehyd):

  • Hợp chất phân lập dưới dạng bột màu trắng, tan tốt trong acetone, điểm nóng chảy 136–138 °C. Phản ứng với thuốc thử FeCl3/ethanol cho kết quả dương tính xác nhận nhóm chức phenolic, cấu trúc được định danh là p-hydroxycinnamaldehyd.

---

Kết quả và đóng góp

• Kết quả định lượng và phân lập thực nghiệm:
  • Xử lý thành công 7,6 kg bột quả dứa dại khô thu hái tại Tuy Phong, Bình Thuận; điều chế được 450 g cao chiết ethanol tổng.
  • Phân tách phân bố lỏng - lỏng thu được 67,2 g cao hexane, 85,7 g cao ethyl acetate và 285 g cao nước.
  • Từ 85,7 g cao ethyl acetate, thông qua các hệ dung môi sắc ký cột silica gel pha thường và pha đảo, đã tinh chế thành công 4 hợp chất sạch: PTF09 (10 mg), PTF10 (6 mg), PTF18 (4 mg) và PTF4D (5 mg).
• Đóng góp khoa học:
  • Xác định sáng tỏ cấu trúc hóa học của 4 hợp chất từ quả dứa dại Việt Nam gồm 2 dẫn xuất cinnamaldehyde ((E)-sinapinaldehyde, p-hydroxycinnamaldehyd) và 2 dẫn xuất lignan ((+)-syringaresinol, (+)-lyoniresinol).
  • Thiết lập quy trình sắc ký phân lập cụ thể và xây dựng hệ thống dữ liệu thực nghiệm (nhiệt độ nóng chảy, độ dịch chuyển hóa học 1H-NMR, 13C-NMR, tương quan HSQC, HMBC) cho các chất thứ cấp từ loài Pandanus tectorius phân bố tại vùng duyên hải Nam Trung Bộ.
  • Cung cấp bằng chứng hóa thực vật hỗ trợ giải thích cơ sở khoa học cho các ứng dụng kháng nấm, kháng khuẩn và bảo vệ sức khỏe của quả dứa dại theo kinh nghiệm dân gian.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế của đề tài:
  • Phạm vi khảo sát thành phần hóa học mới chỉ tập trung vào phân đoạn D của cao chiết ethyl acetate; các phân đoạn còn lại của cao ethyl acetate cũng như toàn bộ lượng cao hexane (67,2 g) và cao nước (285 g) chưa được tiến hành khảo sát phân lập.
  • Lượng mẫu tinh chế thu được ở từng hợp chất còn khá ít (từ 4 mg đến 10 mg), chỉ đủ đáp ứng cho việc đo hằng số vật lý và phân tích các phổ nghiệm cấu trúc mà chưa thể triển khai thử nghiệm hoạt tính sinh học trực tiếp trên các hợp chất tinh khiết này.
• Hướng nghiên cứu tiếp theo:
  • Mở rộng nghiên cứu chiết tách và phân lập các hợp chất trên các phân đoạn còn lại của cao ethyl acetate, cao hexane và cao nước từ quả dứa dại.
  • Nâng quy mô chiết xuất nguyên liệu để thu gom lượng chất sạch lớn hơn, phục vụ cho việc đánh giá các hoạt tính sinh học tiềm năng (in vitro và in vivo) như hoạt tính chống oxy hóa, kháng nấm Candida spp., ức chế vi khuẩn lao và hạ lipid máu.

---

Giá trị tham khảo

• Đối tượng tham khảo:
  • Khóa luận là tài liệu chuyên khảo hữu ích cho sinh viên, học viên cao học và cán bộ nghiên cứu thuộc các chuyên ngành Hóa học (Hóa hữu cơ, Hóa học các hợp chất thiên nhiên), Dược học, Hóa dược và Thực vật học.
  • Các nhóm nghiên cứu đang thực hiện đề tài về cây thuốc biển, thực vật họ Pandanaceae hoặc tìm kiếm các hợp chất phenolic, phenylpropanoid và lignan có hoạt tính sinh học từ tự nhiên.
• Các nội dung có giá trị sử dụng cao:
  • Sơ đồ phân chia cao thô và các hệ dung môi sắc ký cột silica gel (hệ Hexane : Ethyl acetate, Ethyl acetate : Chloroform và Chloroform : Methanol) với các tỉ lệ rửa giải cụ thể có thể áp dụng trực tiếp cho các nghiên cứu phân lập tương tự.
  • Toàn bộ bảng thống kê thành phần hóa học, cấu trúc hóa học và phân bố của các chất trong chi Pandanus (Bảng 1.1, 1.2, 1.3) ở Chương 1 là nguồn tài liệu tổng quan thực vật học phong phú.
  • Phương pháp phân tích, biện luận phổ NMR 1D và 2D (đặc biệt là việc gán tín hiệu phổ HMBC và HSQC trên nhóm –CH=CH–CHO và khung thơm đối xứng) là bài tập mẫu điển hình cho việc xác định cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Khối lượng nguyên liệu quả dứa dại ban đầu và lượng cao chiết thu được trong nghiên cứu là bao nhiêu?

Tác giả đã sử dụng 7,6 kg bột quả dứa dại khô thu hái tại Tuy Phong, Bình Thuận. Quá trình ngâm dầm với ethanol 96° thu được 450 g cao ethanol tổng. Sau khi chiết lỏng - lỏng phân bố, khối lượng các cao thành phần thu được là: 67,2 g cao hexane; 85,7 g cao ethyl acetate; và 285 g cao nước.

2. Bốn hợp chất sạch được phân lập từ phân đoạn D của cao ethyl acetate là những chất nào?

Bốn hợp chất sạch được phân lập và xác định cấu trúc bao gồm:

• Hợp chất PTF09: (+)-syringaresinol (thu được 10 mg)
• Hợp chất PTF10: (E)-sinapinaldehyde (thu được 6 mg)
• Hợp chất PTF18: p-hydroxycinnamaldehyd (thu được 4 mg)
• Hợp chất PTF4D: (+)-lyoniresinol (thu được 5 mg)

3. Dựa trên những dữ liệu thực nghiệm nào tác giả xác định được cấu trúc của hợp chất PTF10 là (E)-sinapinaldehyde?

Cấu trúc của PTF10 được xác định dựa trên: phản ứng tạo màu với FeCl3/ethanol (chứng minh nhóm phenolic); điểm nóng chảy 105–106 °C; tín hiệu proton aldehyde δH 9,67 ppm (1H, d, J = 8,0 Hz); tín hiệu hai proton olefin trans tại δH 7,39 ppm (H-3) và 6,63 ppm (H-2); hai nhóm methoxy đối xứng tại δH 3,94 ppm gắn vào carbon C-3’/C-5’ (δC 147,3 ppm); cùng các tương quan không gian trên phổ 2D-NMR (HSQC, HMBC) và đối chiếu với tài liệu chuẩn của Xiaopo Zang (2012).

4. Mẫu thực vật quả dứa dại trong khóa luận được thu thập ở đâu và do ai giám định tên khoa học?

Mẫu quả dứa dại được thu hái tại địa bàn huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận vào tháng 7 năm 2013. Mẫu thực vật nghiên cứu đã được Thạc sĩ Đặng Văn Sơn thuộc Viện Sinh học Nhiệt đới định danh tên khoa học chính xác là Pandanus tectorius Parkinson ex Du Roi.

5. Nhiệt độ nóng chảy thực tế đo được của các hợp chất PTF09, PTF10 và PTF18 là bao nhiêu?

Nhiệt độ nóng chảy đo được trên máy Electrothermal IA 9000 series bằng mao quản không hiệu chỉnh của các hợp chất lần lượt là: hợp chất PTF09 nóng chảy ở 175–178 °C; hợp chất PTF10 nóng chảy ở 105–106 °C; và hợp chất PTF18 nóng chảy ở 136–138 °C.

---

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Lê Thị Thu Thái đã hoàn thành việc khảo sát thành phần hóa học phân đoạn D từ cao chiết ethyl acetate của quả cây dứa dại (Pandanus tectorius Parkinson ex Du Roi) thu hái tại Bình Thuận. Thông qua các phương pháp chiết xuất ngâm dầm và sắc ký cột phân đoạn liên tục, tác giả đã cô lập được 4 hợp chất sạch gồm (+)-syringaresinol, (E)-sinapinaldehyde, p-hydroxycinnamaldehyd và (+)-lyoniresinol. Cấu trúc hóa học của các hợp chất đã được sáng tỏ dựa trên phân tích điểm nóng chảy và hệ thống phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D và 2D. Kết quả này cung cấp thêm dẫn liệu thực nghiệm có giá trị về mặt hóa thực vật cho nguồn tài nguyên dược liệu biển Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN Khóa luận tốt nghiệp Lê Thị Thu Thái 2 1. TỔNG QUAN VỀ CHI PANDANUS 1. Giới thiệu chung Pandanus là một chi thực vật một lá mầm, thuộc họ Pandanaceae, với khoảng 600 loài. Mỗi loài khác nhau về kích thước từ cây bụi nhỏ thấp hơn 1 m, lên đến cây cao trung bình cỡ 20 m, thường có tán cây rộng và tốc độ tăng trưởng vừa phải.

Thân mập mạp, phân nhánh, có nhiều vết sẹo do lá rụng để lại. Chúng thường có nhiều rễ dày chống đỡ toàn bộ sức nặng của thân, lá, quả và các nhánh. Lá có hình dải, dài từ 30 cm lên đến 2 m hoặc hơn, và rộng từ 1,5 cm đến 10 cm tùy theo mỗi loài. Chúng là thực vật đơn tính.

Hoa đực và hoa cái mọc trên những cây riêng biệt. Hoa đực dài 2-3 cm, thơm, được bao quanh bởi các lá bắc hẹp có màu trắng. Hoa cái và quả cũng có lá bắc bao quanh. Quả có hình cầu, đường kính từ 10-12 cm, gồm nhiều khối quả hạch.

Thông thường, quả thay đổi từ xanh sang màu cam sáng hoặc màu đỏ. Quả của một số loài có thể ăn được. Quả được ăn và phát tán bởi một số động vật bao gồm dơi, chuột, cua, voi và các loài thằn lằn, nhưng đại đa số các loài được phát tán chủ yếu bởi nước. Phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới.

[7] Tại Việt Nam, theo Trung tâm dữ liệu thực vật Việt Nam có các loài: - Pandanus affinis Kurz ( Dứa cam) - Pandanus amaryllifolius Roxb. ( Dứa thơm, Cây cơm nếp) - Pandanus bipollicaris St.John (Dứa chót chẻ) - Pandanus capusii Martelli (Dứa nhiếm) - Pandanus ceratostigma Martelli ( Dứa Nha Trang) - Pandanus cornifer St.John (Dứa sừng) - Pandanus fibrosus Gagnep. (Dứa nước) - Pandanus furcatus Roxb. (Dứa dạng nĩa) - Pandanus horizontails St.John (Dứa nuốm ngang) - Pandanus humilis Lour.

(Dứa nhỏ, Dứa dại núi đá, Dứa núi, Dứa dại) Khóa luận tốt nghiệp Lê Thị Thu Thái 3 - Pandanus kaida Kurz (Dứa dại, Dứa kaida) - Pandanus laevis Rumph. (Dứa nhẵn) - Pandanus monodon (Gaudich. (Dứa đơn) - Pandanus multidrupaceus St.John (Dứa nhiều nhân) - Pandanus nanofrutex B. Stone (Dứa bụi nhỏ) - Pandanus tectorius Sol, Pandanus tectorius Parkinson (Dứa gỗ, Dứa dại gỗ) - Pandanus tonkinensis Martelli ex B.

Stone (Dứa bắc bộ, Dứa dại) - Pandanus urophyllus Hance (Dứa đuôi, Dứa dại, Dứa chẻ) - Pandanus utilis Bory (Dứa dại) Các loài thuộc chi Pandanus thường được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm, trong y học cổ truyền, làm vật liệu trong xây dựng. Thành phần hóa học Theo những tài liệu tiếp cận thì những công trình nghiên cứu về hóa học, sinh học, y học chi Pandanus tập trung chủ yếu vào các cây P. odorus… Thành phần hóa học (hợp chất dễ bay hơi, alkaloid, triterpenoid,…) của một số loài thuộc chi Pandanus được tóm tắt trong bảng 1.1 - Thành phần hóa học một số loài thuộc chi Pandanus Tên hợp chất CTPT Loài (bộ phận) % TLTK Thành phần dễ bay hơi 2-Acetyl-1-pyrrolin C6H9NO 17,7 Limonen C10H16 5,5 [2] 3-Methyl-2(5H)-furanone C5H6O2 4,83 Khóa luận tốt nghiệp Lê Thị Thu Thái 4 2,4,4- C7H10O2 1,28 Trimethylbut-2-enolide Dipropyl ether C6H14O 0,17 Ethyl Acetate C4H8O2 0,68 P. amaryllifolius 4-Hydroxy-2-butanone C4H8O2 Roxb (lá) 0,66 Hexanal C6H12O 0,63 2-Pentylfuran C9H14O 0,09 2-Hexenal C6H10O 21,87 [29] 3-Hexenal C6H10O 0,72 3-Methyl pyridine C6H7N 2,64 2-Penten-1-ol C5H10O 2,32 2-Acetyl-1-pyrroline C6H9NO 8,52 1-Hexanol C6H14O 0,43 Nonanal C9H18O 10,50 3-Hexen-1-ol C6H12O P.

amaryllifolius 0,56 Roxb (lá) 2-Octenal C8H14O 0,98 Dodecane-2,6,11-trimethyl C15H32 1,04 [29] 2,4-Heptadienal C7H10O 1,69 Benzaldehyde C7H6O 2,06 Khóa luận tốt nghiệp Lê Thị Thu Thái 5 2-Nonenal C9H16O 1,87 Linalool C10H18O 2,70 1-Octanol C8H18O 2,02 2,6-Nonadienal C9H14O 3,11 β-Cyclocitral C10H16O 0,46 3-Methyl-2(5H)-furanone C5H6O2 3,12 α-Cyclocitrylideneacetone C13H20O 0,67 [29] 3,7,11,15-Tetramethyl-2- C20H40O 0,58 hexadecen-1-ol P. amaryllifolius β-Ionone C13H20O Roxb (lá) 0,50 β-Ionon-5,6-epoxide C13H20O2 0,51 Pentadecanal C15H30O 1,53 [29] Decanoic acid C10H20O2 0,63 Lauric anhydride C24H46O3 0,52 Phytol C20H42O 5,28 Tên hợp chất CTPT Loài (bộ phận) STT TLTK Alkaloid (6Z)-Pandamarilactonine-A C18H23NO4 1 (6E)-Pandamarilactonine-C C18H23NO4 P. amaryllifolius 2 [2] Khóa luận tốt nghiệp Lê Thị Thu Thái 6 (6Z)-Pandamarilactonine-B C18H23NO4 Roxb ( lá) 3 [8] [18] (6E)-Pandamarilactonine-D C18H23NO4 4 Pandamarilactonine-E C18H27NO4 5 Pandamarilactonine-F C18H27NO4 6 P. amaryllifolius Pandamarilactonine-F-N- C18H27NO5 Roxb (rễ) 7 oxide [43] Pandamarilactonine-G C13H19NO3 8 Pandamarilactonine-H C16H23NO3 9 [41] Pandamarilactone-1 C17H21NO4 10 [8] (6E)- Pandanamine C18H23NO4 11 [17] (6Z)- Pandanamine C18H23NO4 12 Nnorpandamarilactonine-A C9H13NO2 13 [19] P.

amaryllifolius Norpandamarilactonine-B C9H13NO2 14 Roxb (lá) New pyrrolidine type C18H23NO5 15 alkaloids [8] New pyrrolidine type C18H23NO4 16 alkaloids Dubiusamine-A C18H31NO4 P. boninensis b-ol Warb. (lá) [7] (24S)-24-methyl-25,32- C32H54O 20 cyclo-cycloartane-3b-ol Thành phần khác C18H30O2 9- Octadecen-12-ynoic acid P.1] [2] Roxb (lá) C9H14O 22 Nonan-2-one Quercetin C15H10O7 P. odorus (lá) 23 [30] (2S,4R)-2-ammonio-4- carboxy-4- C6H11NO5 P.

veitchii 24 [48] hydroxypentanoate α- Tocopherol C29H50O2 P. odorus Ridl 4-hydroxybenzoic acid C7H6O3 26 [38] (rễ) Khóa luận tốt nghiệp Lê Thị Thu Thái 8 Cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập từ chi Pandanus  Alkaloid (1),(2) (3),(4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11), (12) Khóa luận tốt nghiệp Lê Thị Thu Thái 9 13) (14) (15) (16) (17) (18) Khóa luận tốt nghiệp Lê Thị Thu Thái 10  Triterpenoid (19) (20)  Thành phần khác (21) (22) (23) (24) (25) (26) Khóa luận tốt nghiệp Lê Thị Thu Thái 11 1. TỔNG QUAN VỀ DỨA DẠI PANDANUS TECTORIUS PARKINSON EX DU ROI Tên khoa học: Pandanus tectorius Parkinson EX Du Roi.  Thuộc họ Pandanaceae.

 Tên gọi khác: Dứa gai, dứa, dứa gỗ. Đặc điểm thực vật cây Dứa dại 1. Mô tả chung Cây nhỏ, phân nhánh ở ngọn, cao 3-4 m, với rất nhiều rễ phụ thả xuống đất. Lá mọc ở đầu nhánh thành chùm, hình bản dài 1-2 m, gân giữa và mép có gai sắc.

Bông mo đực thành bông tận cùng và rủ xuống với mo màu trắng, riêng biệt, hoa rất thơm. Bông mo cái mọc đơn độc gồm rất nhiều lá noãn. Cụm hoa mang quả thành một khối hình trứng, dài 16 – 22 cm, có cuống, màu vàng cam, với những quả hạch có góc cạnh, phẳng và thành bướu ở đỉnh, hạch rất cứng, nhiều cạnh, có những hốc.1 - Cây dứa dại Khóa luận tốt nghiệp Lê Thị Thu Thái 12 1. Vùng phân bố, thu hái và chế biến  Vùng phân bố - Trên thế giới: cây phân bố khắp các hòn đảo ở Thái Bình Dương (Micronesia, Polynesia…) và một phần của Đông Nam Á (Philippines, Indonesia,…) và miền bắc Australia.

[32] - Ở Việt Nam: Dứa dại thường phân bố trên các bãi ẩm có cát, trong các rú bụi ven biển, dọc bờ ngòi nước mặn; rừng ngập mặn, cũng phân bố trong đất liền, ở vĩ độ thấp, dọc theo các sông, khắp nước ta, từ Hoà Bình, Quảng Ninh, tới Quảng Nam- Đà Nẵng, Khánh Hoà, Bình Thuận, Đồng Nai, Kiên Giang. [1]  Thu hái và chế biến - Trên thế giới: các bộ phận khác nhau của cây dứa dại được sử dụng để cung cấp vô số các sản phẩm tại các quần đảo Thái Bình Dương, đặc biệt là trên đảo san hô. Thân và cành lớn thường được dùng làm vật liệu xây dựng nhà ở, gối cứng, bình, và bẫy cá; cũng có thể được đốt cháy cho củi hoặc sử dụng để làm phân trộn. Rễ chưa bám đất được sử dụng làm tường nhà, giỏ, cọ vẽ.

Cây cũng được sử dụng để sản xuất thuốc nhuộm và các loại thuốc truyền thống. Lá được chế biến bằng cách ngâm trong nước biển hoặc đun sôi, sau đó sử dụng để làm thảm, giỏ, nón, quạt, gối, thuyền buồm (trước đây), đồ chơi. Lá cũng được sử dụng cho lợp tường và mái nhà, và để làm phân trộn. Hoa đực có mùi thơm được sử dụng để làm nước hoa, tinh dầu và làm vòng hoa.

Trái dứa dại là lương thực chính ở các bộ phận của Micronesia bao gồm cả quần đảo Marshall, Liên bang Micronesia, và Kiribati cung cấp lên đến 50% lượng năng lượng (Miller et al. Năm 1956, Englberger et al. [33] Khóa luận tốt nghiệp Lê Thị Thu Thái 13 Hình 1.2 - Quả dứa dại Hình 1.3 - Quả dứa dại được cắt đôi - Ở Việt Nam: Rễ thu hái quanh năm; thu các rễ chưa bám đất tốt hơn là rễ ở dưới đất, đem về thái mỏng, phơi hay sấy khô dùng dần. Thu hái quả vào mùa đông dùng tươi hay phơi khô.

Dứa dại mọc hoang ở nhiều nơi; thường trồng làm hàng rào. Một số nơi trồng lấy lá dệt chiếu và túi; vì cây có hoa thơm, nên có người còn trồng làm cảnh trong sân nhà. Một số địa phương người ta dùng đọt non để ăn; phần trắng và mềm của cuống lá đôi khi cũng được dùng để ăn. Ngoài quả, các bộ phận khác như nõn hoa, rễ đều có thể sử dụng làm thuốc.

[1] Nhóm tác giả Phan Thị Thúy Hằng (Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng) và Hoàng Thị Lan Phương (Bộ Giáo dục và Đào tạo) đã thực hiện thành công đề tài “Nghiên cứu tách và sử dụng sợi từ lá dứa dại dùng làm cốt gia cường cho vật liệu composite trên cơ sở nhựa polyester không no”. So với vật liệu polyme composite (PC) phổ biến hiện nay (gia cường bằng sợi thủy tinh) thì vật liệu PC gia cường bằng sợi dứa dại có độ bền thấp hơn. Tuy nhiên sản phẩm đi từ PC gia cường sợi thiên nhiên nói chung, sợi dứa dại nói riêng lại có những ưu điểm như: giá thành hạ, tỷ trọng thấp (trọng lượng thấp với cùng thể tích), có khả năng phân hủy sinh học, chủ động được nguồn nguyên liệu sẵn có, dồi dào trong thế giới thực vật, dễ dàng gia công, không đòi hỏi kỹ thuật gia công phức tạp hay chi phí đầu tư cao. Vật liệu PC từ sợi lá dứa dại có thể gia công chế tạo các sản phẩm dân dụng như: tấm trần, sản phẩm thủ công mỹ nghệ, hộp công tơ điện, bàn ghế, tủ Khóa luận tốt nghiệp Lê Thị Thu Thái 14 tường, thùng rác, thùng chứa nước, thùng chứa hóa chất.

Công dụng của cây dứa dại 1. Theo y học cổ truyền Sách thuốc đông y gọi tên là "lỗ cổ tử", còn có tên "sơn ba la" (dứa núi), "dã ba la" (dứa dại), "lộ đâu tử". Dứa dại được sử dụng làm thuốc ở nhiều nơi: Ở Kiribati, lá được sử dụng trong phương pháp điều trị cho bệnh cúm, viêm gan, chứng khó tiểu , hen suyễn, ung thư, và rễ được sử dụng để điều trị bệnh trĩ. Ở Hawaii các bộ phận được sử dụng làm thuốc truyền thống: trái cây, hoa đực, và rễ không bám đất (Meilleur et al.

Chúng được sử dụng riêng lẻ hoặc kết hợp với các thành phần khác để điều trị các bệnh, bao gồm tiêu hóa và rối loạn hô hấp. Rễ được sử dụng ở Palau để làm cho một thức uống làm giảm bớt đau bụng, và lá được sử dụng để giảm nôn mửa (Del Rosario và Esguerra 2003). Rễ được dùng trong y học cổ truyền ở Pohnpei (Adam et al 2003. Công dụng cây dứa dại  Quả dứa dại: vị ngọt, tính bình.

Có tác dụng ích huyết, cường tâm, bổ tỳ vị, tiêu đờm, phá tích trệ, giải độc rượu.