Nghiên cứu chiết tách hoạt chất sinh học từ Hibiscus sabdariffa L. và Garcinia mangostana L.

• Tác giả: Nguyễn Hoàng Minh
• Người hướng dẫn: TS. Lê Huyền Trâm
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa học
• Đề tài: Nghiên cứu chiết tách hoạt chất sinh học từ Hibiscus sabdariffa và Garcinia mangostana
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về cây Hibiscus sabdariffa L.
• 1.2. Tổng quan về cây Garcinia mangostana L.
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Phương pháp chiết
• 2.2. Phương pháp sắc ký
• 2.3. Phương pháp xác định cấu trúc của các hợp chất
• 2.4. Các phương pháp nghiên cứu hóa học
• 2.5. Các phương pháp nghiên cứu hoạt tính chống oxi hóa
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. Nghiên cứu tạo phân đoạn giàu polyphenol từ Hibiscus sabdariffa L.
• 3.2. Nghiên cứu tạo phân đoạn giàu xanthone từ Garcinia mangostana L.
• 3.3. Phân lập một số hợp chất từ Hibiscus sabdariffa L.
• 3.4. Nghiên cứu hoạt tính chống oxi hóa
• 3.5. Nghiên cứu ứng dụng tạo cao đặc từ cây Hibiscus sabdariffa L.
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 4.1. Các kết quả nghiên cứu tạo phân đoạn giàu polyphenol từ Hibiscus sabdariffa L.
• 4.2. Kết quả nghiên cứu tạo phân đoạn giàu xanthone từ Măng cụt (Garcinia mangostana L.)
• 4.3. Cấu trúc các chất phân lập được từ Hibiscus sabdariffa L.
• 4.4. Kết quả nghiên cứu hoạt tính chống oxi hóa của Hibiscus sabdariffa L.
• 4.5. Kết quả tạo cao đặc từ Hibiscus sabdariffa L.
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC VIẾT TẮT
• LỜI MỞ ĐẦU

I. Tổng quan về Nghiên cứu Chiết tách Hoạt chất Sinh học

Nghiên cứu chiết tách hoạt chất sinh học từ các nguồn thực vật đang ngày càng được quan tâm. Việt Nam, với vị trí địa lý và khí hậu nhiệt đới, sở hữu nguồn tài nguyên thực vật phong phú, tạo điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu và ứng dụng các hoạt chất sinh học có giá trị. Các sản phẩm thiên nhiên ngày càng được ưa chuộng do tính an toàn và hiệu quả. Theo WHO, khoảng 80% các loại thuốc đang lưu hành hoặc thử nghiệm lâm sàng có nguồn gốc từ thiên nhiên. Nghiên cứu này tập trung vào Hibiscus sabdariffa (cây bụp giấm) và Garcinia mangostana (cây măng cụt), hai loài cây có nhiều ứng dụng trong thực phẩm và dược phẩm. Mục tiêu là chiết tách và nâng cao hàm lượng các polyphenol và xanthone, mở đường cho các ứng dụng tiềm năng trong đời sống.

1.1. Giới thiệu về cây Bụp giấm Hibiscus sabdariffa

Hibiscus sabdariffa L., hay còn gọi là cây bụp giấm, là một loài cây có nguồn gốc từ Tây Phi, được trồng rộng rãi ở Việt Nam. Cây có nhiều công dụng, từ làm rau ăn đến chế biến thực phẩm và đồ uống. Theo kinh nghiệm dân gian, đài hoa bụp giấm có tác dụng chống co thắt cơ trơn, hạ huyết áp và kháng sinh. Nghiên cứu tập trung vào việc chiết tách các polyphenol từ đài hoa bụp giấm, một nhóm hoạt chất sinh học có nhiều lợi ích cho sức khỏe.

1.2. Giới thiệu về cây Măng cụt Garcinia mangostana

Garcinia mangostana L., hay cây măng cụt, là một loại cây nhiệt đới có nguồn gốc từ Indonesia, được trồng phổ biến ở các tỉnh phía Nam Việt Nam. Măng cụt được mệnh danh là "nữ hoàng trái cây" và có giá trị kinh tế cao. Trong y học dân gian, măng cụt được sử dụng để chữa tiêu chảy và lỵ. Nghiên cứu này tập trung vào việc chiết tách các xanthone từ vỏ quả măng cụt, một nhóm hoạt chất sinh học có tiềm năng chống oxy hóa và kháng viêm.

II. Thách thức trong Chiết tách Hoạt chất từ Bụp giấm Măng cụt

Việc chiết tách hoạt chất sinh học từ Hibiscus sabdariffa và Garcinia mangostana đối mặt với nhiều thách thức. Hàm lượng hoạt chất trong nguyên liệu thô có thể thấp và biến đổi theo mùa vụ, điều kiện trồng trọt. Quá trình chiết tách cần tối ưu hóa để đạt hiệu suất cao, đồng thời bảo toàn tính chất hóa học và tính chất vật lý của các hoạt chất. Việc lựa chọn dung môi chiết tách phù hợp cũng rất quan trọng, cần đảm bảo hiệu quả, an toàn và thân thiện với môi trường. Ngoài ra, việc định danh hoạt chất và định lượng hoạt chất đòi hỏi các kỹ thuật phân tích hiện đại như HPLC và GC-MS.

2.1. Tối ưu hóa Quy trình Chiết tách Hoạt chất Sinh học

Để tối ưu hóa quy trình chiết tách, cần khảo sát các yếu tố ảnh hưởng như dung môi chiết tách, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu, nhiệt độ và thời gian chiết. Các phương pháp chiết tách truyền thống như ngâm chiết, chiết Soxhlet có thể được cải tiến bằng các kỹ thuật hiện đại như chiết xuất có sự hỗ trợ của vi sóng hoặc siêu âm. Việc sử dụng các dung môi xanh như ethanol, nước hoặc CO2 siêu tới hạn cũng là một xu hướng quan trọng để giảm thiểu tác động đến môi trường.

2.2. Phân tích và Định danh Hoạt chất bằng Kỹ thuật Sắc ký

Sau quá trình chiết tách, cần sử dụng các kỹ thuật sắc ký như sắc ký lớp mỏng, sắc ký cột để phân tách và tinh chế các hoạt chất. Các kỹ thuật phổ như HPLC, GC-MS, NMR được sử dụng để định danh hoạt chất và xác định cấu trúc hóa học. Việc xây dựng các quy trình định lượng hoạt chất chính xác và tin cậy là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng và hiệu quả của các sản phẩm.

III. Phương pháp Chiết tách Polyphenol từ Hibiscus Sabdariffa

Nghiên cứu này tập trung vào phương pháp chiết tách polyphenol từ Hibiscus sabdariffa. Quá trình bắt đầu bằng việc thu thập và xử lý nguyên liệu, bao gồm sấy khô và nghiền nhỏ đài hoa. Sau đó, tiến hành chiết xuất bằng dung môi thích hợp, thường là ethanol hoặc methanol. Dịch chiết được lọc và cô đặc để loại bỏ dung môi. Tiếp theo, sử dụng các kỹ thuật sắc ký để phân tách và tinh chế các polyphenol. Cuối cùng, các hoạt chất được định danh và định lượng bằng các phương pháp phân tích hiện đại.

3.1. Lựa chọn Dung môi và Điều kiện Chiết tách Polyphenol

Việc lựa chọn dung môi và điều kiện chiết tách ảnh hưởng lớn đến hiệu suất thu hồi polyphenol. Ethanol thường được ưu tiên do tính an toàn và khả năng hòa tan tốt các polyphenol. Nồng độ ethanol, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu, nhiệt độ và thời gian chiết tách cần được tối ưu hóa để đạt hiệu quả cao nhất. Theo luận văn, các điều kiện chiết tách đã được khảo sát và quy trình tối ưu đã được xây dựng để tạo dịch chiết tổng của Hibiscus sabdariffa L.

3.2. Phân lập và Xác định Cấu trúc Polyphenol từ Hibiscus

Sau khi chiết tách, các polyphenol được phân lập bằng các kỹ thuật sắc ký. Luận văn đã phân lập và xác định cấu trúc của 2 hợp chất từ phân đoạn giàu polyphenol của đài hoa Hibiscus sabdariffa L. Các kỹ thuật phổ như NMR, MS được sử dụng để xác định cấu trúc hóa học của các hoạt chất.

IV. Quy trình Chiết tách Xanthone từ Garcinia Mangostana

Nghiên cứu này cũng tập trung vào quy trình chiết tách xanthone từ Garcinia mangostana. Vỏ quả măng cụt được sử dụng làm nguyên liệu. Quá trình bắt đầu bằng việc sấy khô và nghiền nhỏ vỏ quả. Sau đó, tiến hành chiết xuất bằng dung môi thích hợp, thường là ethyl acetate. Dịch chiết được lọc và cô đặc. Tiếp theo, sử dụng các kỹ thuật sắc ký để phân tách và tinh chế các xanthone. Cuối cùng, các hoạt chất được định danh và định lượng.

4.1. Chiết tách Phân đoạn giàu Xanthone từ Măng cụt

Luận văn đã xây dựng được quá trình chiết tách phân đoạn giàu xanthone từ Măng cụt (Garcinia mangostana L.). Các điều kiện chiết tách như dung môi, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu, nhiệt độ và thời gian chiết được tối ưu hóa để đạt hiệu suất cao nhất. Sơ đồ quy trình chiết tách và làm sạch xanthone từ vỏ quả Măng cụt được trình bày trong luận văn.

4.2. Sắc ký Phân đoạn làm giàu Hàm lượng Xanthone

Sau quá trình chiết tách, sắc ký phân đoạn được sử dụng để làm giàu hàm lượng xanthone trong dịch chiết ethyl acetate của vỏ quả Măng cụt. Sắc ký đồ sắc ký bản mỏng của các cặn chiết được trình bày trong luận văn. Sơ đồ quy trình sắc ký phân đoạn làm giàu hàm lượng Xanthone trong dịch chiết Ethylacetate của vỏ quả Măng cụt cũng được mô tả chi tiết.

V. Ứng dụng Hoạt tính Chống oxy hóa của Chiết xuất Bụp giấm

Nghiên cứu đã đánh giá hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết giàu polyphenol từ Hibiscus sabdariffa L. Hoạt tính chống oxy hóa được đánh giá bằng khả năng trung hòa gốc tự do DPPH. Kết quả cho thấy dịch chiết có khả năng chống oxy hóa đáng kể, có thể ứng dụng trong các sản phẩm thực phẩm chức năng và mỹ phẩm. Các hoạt chất polyphenol trong bụp giấm có khả năng bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do gốc tự do, giúp ngăn ngừa các bệnh mãn tính.

5.1. Nghiên cứu Hoạt tính Chống oxy hóa của Hibiscus Sabdariffa

Luận văn đã nghiên cứu được hoạt tính chống oxi hóa của dịch chiết giàu polyphenol của Hibiscus sabdariffa L. Kết quả thử hoạt tính chống oxi hóa dựa vào khả năng trung hòa gốc tự do DPPH của các mẫu cặn chiết đài hoa Hibiscus sabdariffa L. được trình bày trong bảng. Đồ thị biểu diễn phần trăm trung hòa gốc tự do DPPH của các mẫu cặn chiết EtOH của đài hoa Hibiscus sabdariffa L. cũng được cung cấp.

5.2. Ứng dụng tạo Cao đặc giàu Polyphenol từ Hibiscus

Nghiên cứu đã nghiên cứu được quy trình tạo cao đặc giàu polyphenol từ Hibiscus sabdariffa L, làm cơ sở cho việc tạo ra các sản phẩm hữu ích có thể ứng dụng trong đời sống. Hình ảnh cao đặc Hibiscus được cung cấp trong luận văn. Việc tạo ra cao đặc giúp tăng cường độ ổn định hoạt chất và dễ dàng ứng dụng trong các sản phẩm khác nhau.

VI. Kết luận và Tiềm năng Ứng dụng của Nghiên cứu Chiết tách

Nghiên cứu đã thành công trong việc chiết tách và phân lập các hoạt chất sinh học từ Hibiscus sabdariffa và Garcinia mangostana. Các kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc ứng dụng các chiết xuất tự nhiên này trong các lĩnh vực thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm. Việc phát triển các sản phẩm có giá trị gia tăng từ nguồn nguyên liệu địa phương góp phần nâng cao giá trị kinh tế và bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Cần có thêm các nghiên cứu về độc tính, an toàn, sinh khả dụng, dược động học, dược lực học để đảm bảo an toàn và hiệu quả khi sử dụng.

6.1. Tiềm năng Ứng dụng trong Dược phẩm và Thực phẩm Chức năng

Các chiết xuất giàu polyphenol và xanthone có tiềm năng ứng dụng trong các sản phẩm dược phẩm và thực phẩm chức năng nhờ hoạt tính chống oxy hóa, kháng khuẩn, chống viêm. Các sản phẩm này có thể giúp ngăn ngừa các bệnh mãn tính như tim mạch, ung thư, tiểu đường. Cần có các nghiên cứu lâm sàng để chứng minh hiệu quả và an toàn khi sử dụng trên người.

6.2. Hướng Nghiên cứu và Phát triển trong Tương lai

Trong tương lai, cần tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình chiết tách để giảm chi phí sản xuất và tăng khả năng mở rộng. Nghiên cứu về cơ chế tác dụng của các hoạt chất cũng rất quan trọng để phát triển các sản phẩm có hiệu quả cao hơn. Việc kết hợp các hoạt chất từ các nguồn khác nhau có thể tạo ra các sản phẩm có tác dụng hiệp đồng. Nghiên cứu về độ ổn định hoạt chất và bảo quản hoạt chất cũng cần được quan tâm để đảm bảo chất lượng sản phẩm trong quá trình lưu trữ và sử dụng.