NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT VÀ PHÂN LẬP MỘT SỐ HỢP CHẤT FLAVONOID TỪ LÁ ỔI

• Tác giả: Nguyễn Thị Lan Anh
• Người hướng dẫn: TS. Bùi Thị Thúy Luyện
• Trường học: Trường Đại Học Dược Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược Sĩ
• Đề tài: Nghiên cứu chiết xuất và phân lập một số hợp chất flavonoid từ lá ổi
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ CÂY ỔI (Psidium guajava L.)
• 1.2. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA LÁ CÂY ỔI (PSIDIUM GUAJAVA L.)
• 1.3. Một số nghiên cứu flavonoid trong lá ổi
• 1.4. Một số nghiên cứu về các nhóm chất khác của lá ổi
• 1.5. TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA FLAVONOID TỪ LÁ CÂY ỔI (PSIDIUM GUAJAVA L.)
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4. Phương pháp chiết xuất
• 2.5. Phương pháp phân lập hợp chất
• 2.6. Phương pháp xác định cấu trúc hợp chất
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
• 3.1. Chiết xuất lá ổi
• 3.2. Phân lập các hợp chất
• 3.3. Xác định cấu trúc các hợp chất
• 3.3.1. Hợp chất LO-A1
• 3.3.2. Hợp chất LO-A2
• 3.3.3. Hợp chất LO-A3
• 3.3.4. Hợp chất LO-A4
• 4. CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN
• 4.1. Về kết quả chiết xuất thu cao tổng và dịch chiết phân đoạn ethyl acetat
• 4.2. Về phương pháp phân lập các chất
• 4.3. Về kết quả phân lập các chất
• 4.4. Về chất LO-A1 (Catechin)
• 4.5. Về chất LO-A2 (Gallocatechin)
• 4.6. Về chất LO-A3 (Avicularin)
• 4.7. Về chất LO-A4 (Isoquercetin)
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Chiết Xuất Flavonoid Từ Lá Ổi 55

Ngày nay, xu hướng sử dụng các sản phẩm chăm sóc sức khỏe có nguồn gốc từ dược liệu ngày càng phổ biến, đặc biệt tại Việt Nam. Điều này thúc đẩy sự phát triển của thị trường dược liệu với sự đa dạng về chủng loại và thành phần. Việt Nam có nguồn tài nguyên cây thuốc phong phú, được sử dụng lâu đời trong phòng và điều trị bệnh. Việc nghiên cứu và tìm kiếm các hoạt chất tự nhiên có hoạt tính sinh học cao từ nguồn dược liệu này là một yêu cầu tất yếu để phát triển ngành Y Dược. Cây ổi là một trong những cây trồng phổ biến, dễ trồng và dễ kiếm tại Việt Nam. Ngoài quả, lá ổi cũng được sử dụng trong y học cổ truyền để chăm sóc sức khỏe và điều trị một số bệnh. Các nghiên cứu dược lý đã chứng minh lá ổi có tác dụng kháng khuẩn, hạ đường huyết, và nhiều tác dụng khác. Trong đó, flavonoid là một trong những nhóm chất chiếm tỷ lệ lớn trong lá ổi và có nhiều tác dụng dược lý quan trọng. Việc nghiên cứu, chiết xuất, phân lập và xác định thành phần flavonoid sẽ góp phần làm phong phú thêm dữ liệu về thành phần này, tạo tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo về tác dụng và cơ chế dược lý. Chính vì vậy, việc nghiên cứu và phân lập các flavonoid trong lá ổi là vô cùng quan trọng và có tiềm năng lớn cho ngành y dược.

1.1. Thành Phần Hóa Học Chính Trong Lá Ổi Psidium Guajava

Lá ổi chứa nhiều thành phần hóa học quan trọng, bao gồm flavonoid, terpenoid, và tanin. Flavonoid là thành phần chính và chiếm tỷ lệ lớn trong lá ổi, đóng vai trò quan trọng trong các hoạt tính sinh học. Các nghiên cứu đã xác định nhiều loại flavonoid khác nhau trong lá ổi, thuộc các nhóm flavan, flavanon, flavon, isoflavon và flavonol. Một số flavonoid phổ biến đã được phân lập bao gồm quercetin, kaempferol, avicularin, và isoquercetin. Triterpenoid cũng là một nhóm chất quan trọng khác có trong lá ổi, bao gồm các acid ursolic và oleanolic. Ngoài ra, lá ổi còn chứa tanin, một hợp chất có đặc tính chống oxy hóa và kháng khuẩn. Thành phần hóa học đa dạng này góp phần tạo nên các tác dụng dược lý của lá ổi.

1.2. Ứng Dụng Y Học Cổ Truyền Của Lá Ổi Psidium Guajava

Trong y học cổ truyền, lá ổi được sử dụng rộng rãi để điều trị nhiều bệnh khác nhau. Các bài thuốc từ lá ổi thường được dùng để chữa tiêu chảy, lỵ, thổ tả, khí hư và các bệnh đường tiêu hóa. Lá ổi có tính kháng khuẩn, giúp giảm viêm và làm dịu các triệu chứng bệnh. Ngoài ra, lá ổi còn được sử dụng để cầm máu, chữa lành vết thương và giảm đau. Theo tài liệu, “Búp ổi 12g, vỏ thân ổi, tô mộc mỗi vị 8g; gừng 2g sắc uống ngày 1 thang” giúp chữa tiêu chảy hiệu quả. Việc sử dụng lá ổi trong y học cổ truyền đã được chứng minh qua nhiều thế hệ, và các nghiên cứu hiện đại đang tiếp tục khám phá các tác dụng dược lý của lá ổi và các thành phần của nó.

II. Thách Thức Chiết Xuất Phân Lập Flavonoid Từ Lá Ổi 58

Mặc dù lá ổi chứa nhiều flavonoid có giá trị, việc chiết xuất và phân lập chúng gặp phải không ít thách thức. Hàm lượng flavonoid trong lá ổi có thể thay đổi tùy thuộc vào giống cây, điều kiện sinh trưởng và thời điểm thu hoạch. Các phương pháp chiết xuất truyền thống có thể không hiệu quả trong việc thu hồi tối đa các flavonoid. Quá trình phân lập các flavonoid tinh khiết đòi hỏi các kỹ thuật phức tạp như sắc ký lớp mỏng (TLC), sắc ký cột, và HPLC. Ngoài ra, việc xác định cấu trúc hóa học của các flavonoid đòi hỏi các thiết bị hiện đại như NMR. Một thách thức khác là sự hiện diện của nhiều hợp chất khác trong lá ổi có thể gây cản trở quá trình phân lập và tinh chế flavonoid. Vì vậy, cần có các phương pháp chiết xuất và phân lập hiệu quả để thu được các flavonoid tinh khiết từ lá ổi.

2.1. Ảnh Hưởng Của Điều Kiện Chiết Xuất Đến Hàm Lượng Flavonoid

Điều kiện chiết xuất đóng vai trò quan trọng trong việc thu hồi flavonoid từ lá ổi. Các yếu tố như dung môi sử dụng, nhiệt độ, thời gian chiết xuất, và tỷ lệ dung môi/nguyên liệu có thể ảnh hưởng đến hàm lượng flavonoid thu được. Dung môi phân cực như methanol và ethanol thường được sử dụng để chiết xuất flavonoid vì chúng có khả năng hòa tan tốt các hợp chất này. Nhiệt độ cao có thể làm tăng hiệu quả chiết xuất, nhưng cũng có thể gây phân hủy một số flavonoid nhạy cảm với nhiệt. Thời gian chiết xuất cần được tối ưu hóa để đảm bảo thu hồi tối đa flavonoid mà không làm giảm chất lượng của chúng. Do đó, việc nghiên cứu và tối ưu hóa các điều kiện chiết xuất là cần thiết để thu được chiết xuất flavonoid giàu hoạt tính sinh học.

2.2. Khó Khăn Trong Phân Lập Flavonoid Tinh Khiết Từ Hỗn Hợp

Việc phân lập flavonoid tinh khiết từ hỗn hợp các hợp chất trong chiết xuất lá ổi là một quá trình phức tạp. Chiết xuất lá ổi chứa nhiều loại flavonoid khác nhau, cũng như các hợp chất khác như terpenoid và tanin, gây khó khăn trong việc phân tách chúng. Các kỹ thuật sắc ký như sắc ký lớp mỏng (TLC) và sắc ký cột thường được sử dụng để phân tách các flavonoid dựa trên sự khác biệt về tính chất hóa học của chúng. Tuy nhiên, việc lựa chọn pha động và pha tĩnh phù hợp là rất quan trọng để đạt được sự phân tách hiệu quả. Ngoài ra, các kỹ thuật nâng cao như HPLC có thể được sử dụng để phân lập flavonoid với độ tinh khiết cao hơn. Quá trình phân lập đòi hỏi sự cẩn thận và kinh nghiệm để đảm bảo thu được các flavonoid tinh khiết với hiệu suất cao.

III. Phương Pháp Chiết Xuất Flavonoid Hiệu Quả Từ Lá Ổi 60

Để vượt qua các thách thức trên, nhiều phương pháp chiết xuất flavonoid hiệu quả từ lá ổi đã được phát triển. Các phương pháp này bao gồm chiết xuất bằng dung môi, chiết xuất có sự hỗ trợ của siêu âm, và chiết xuất bằng vi sóng. Chiết xuất bằng dung môi là phương pháp phổ biến nhất, sử dụng các dung môi như ethanol, methanol, hoặc hỗn hợp của chúng để hòa tan các flavonoid từ lá ổi. Chiết xuất có sự hỗ trợ của siêu âm sử dụng sóng siêu âm để tăng cường quá trình chiết xuất, giúp giảm thời gian và tăng hiệu suất chiết xuất. Chiết xuất bằng vi sóng sử dụng năng lượng vi sóng để làm nóng dung môi và mẫu, giúp tăng tốc quá trình chiết xuất. Việc lựa chọn phương pháp chiết xuất phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm loại flavonoid cần chiết xuất, quy mô chiết xuất, và thiết bị có sẵn.

3.1. Chiết Xuất Bằng Dung Môi Quy Trình Và Tối Ưu Hóa

Chiết xuất bằng dung môi là một phương pháp đơn giản và hiệu quả để thu hồi flavonoid từ lá ổi. Quy trình chiết xuất thường bao gồm các bước sau: nghiền nhỏ lá ổi, ngâm lá ổi trong dung môi thích hợp (ví dụ: ethanol, methanol), khuấy hoặc lắc hỗn hợp trong một khoảng thời gian nhất định, lọc hỗn hợp để loại bỏ bã, và cô đặc dịch lọc để thu được chiết xuất flavonoid. Để tối ưu hóa quá trình chiết xuất, cần xem xét các yếu tố như loại dung môi, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu, nhiệt độ, thời gian chiết xuất, và số lần chiết xuất. Sử dụng dung môi phân cực như ethanol hoặc methanol thường cho hiệu suất chiết xuất cao hơn so với dung môi không phân cực. Nhiệt độ cao có thể tăng hiệu quả chiết xuất, nhưng cần kiểm soát để tránh làm phân hủy flavonoid. Việc chiết xuất nhiều lần có thể giúp thu hồi tối đa flavonoid từ lá ổi. Tối ưu hóa quy trình chiết xuất giúp thu được chiết xuất flavonoid giàu hoạt tính sinh học và có thể được sử dụng cho các nghiên cứu tiếp theo.

3.2. Ứng Dụng Sắc Ký Cột Trong Phân Lập Flavonoid Từ Lá Ổi

Sắc ký cột là một kỹ thuật quan trọng trong việc phân lập và tinh chế flavonoid từ chiết xuất lá ổi. Nguyên tắc của sắc ký cột là dựa trên sự khác biệt về khả năng hấp phụ của các hợp chất trên pha tĩnh (vật liệu hấp phụ) và pha động (dung môi). Khi hỗn hợp chiết xuất flavonoid được đưa vào cột, các flavonoid sẽ di chuyển qua cột với tốc độ khác nhau, tùy thuộc vào ái lực của chúng với pha tĩnh. Bằng cách thu thập các phân đoạn (fractions) khác nhau, có thể phân tách các flavonoid thành các phân đoạn riêng biệt. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sắc ký cột bao gồm loại pha tĩnh (ví dụ: silica gel, alumina), loại pha động (dung môi hoặc hỗn hợp dung môi), tốc độ dòng chảy, và kích thước cột. Lựa chọn pha tĩnh và pha động phù hợp là rất quan trọng để đạt được sự phân tách hiệu quả. Các phân đoạn thu được có thể được phân tích bằng sắc ký lớp mỏng (TLC) để kiểm tra độ tinh khiết và xác định các flavonoid có mặt. Sắc ký cột là một công cụ mạnh mẽ để thu được các flavonoid tinh khiết từ lá ổi.

IV. Phân Tích Cấu Trúc Và Đánh Giá Hoạt Tính Sinh Học Flavonoid 57

Sau khi phân lập flavonoid, bước tiếp theo là xác định cấu trúc hóa học và đánh giá hoạt tính sinh học của chúng. Các kỹ thuật phổ biến để xác định cấu trúc bao gồm phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), khối phổ (MS), và phổ hồng ngoại (IR). NMR cung cấp thông tin chi tiết về cấu trúc phân tử, bao gồm vị trí và số lượng các nguyên tử hydro và carbon. MS cung cấp thông tin về khối lượng phân tử và các mảnh ion, giúp xác định công thức phân tử và các nhóm chức. IR cung cấp thông tin về các liên kết hóa học và các nhóm chức có trong phân tử. Sau khi xác định cấu trúc, hoạt tính sinh học của flavonoid có thể được đánh giá bằng các xét nghiệm in vitro và in vivo. Các xét nghiệm in vitro thường được sử dụng để đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa, kháng khuẩn, kháng viêm, và chống ung thư của flavonoid. Các xét nghiệm in vivo được sử dụng để đánh giá hiệu quả và an toàn của flavonoid trong các mô hình động vật.

4.1. Xác Định Cấu Trúc Hóa Học Bằng Phổ NMR Nuclear Magnetic Resonance

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) là một kỹ thuật mạnh mẽ để xác định cấu trúc hóa học của các flavonoid đã phân lập. NMR dựa trên nguyên tắc rằng các hạt nhân nguyên tử có spin sẽ hấp thụ năng lượng khi đặt trong một từ trường mạnh. Bằng cách phân tích các tín hiệu NMR, có thể thu được thông tin chi tiết về cấu trúc phân tử, bao gồm vị trí và số lượng các nguyên tử hydro (¹H-NMR) và carbon (¹³C-NMR), cũng như các liên kết giữa chúng. ¹H-NMR cung cấp thông tin về các proton trong phân tử, bao gồm độ dịch chuyển hóa học (chemical shift), độ bội (multiplicity), và hằng số tương tác (coupling constant). ¹³C-NMR cung cấp thông tin về các carbon trong phân tử, bao gồm độ dịch chuyển hóa học. Bằng cách kết hợp dữ liệu từ ¹H-NMR và ¹³C-NMR, có thể xác định cấu trúc hóa học của flavonoid một cách chính xác. Theo tài liệu, “Số liệu phổ ¹H và ¹³C -NMR của hợp chất LO-A1” giúp xác định LO-A1 là Catechin.

4.2. Đánh Giá Hoạt Tính Kháng Oxy Hóa In Vitro Của Flavonoid

Hoạt tính kháng oxy hóa là một trong những hoạt tính sinh học quan trọng của flavonoid. Flavonoid có khả năng trung hòa các gốc tự do, giúp bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do oxy hóa. Để đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa của flavonoid in vitro, có thể sử dụng các xét nghiệm như DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl), ABTS (2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)), và FRAP (ferric reducing antioxidant power). Xét nghiệm DPPH đo khả năng của flavonoid trong việc khử gốc tự do DPPH. Xét nghiệm ABTS đo khả năng của flavonoid trong việc khử gốc tự do ABTS. Xét nghiệm FRAP đo khả năng của flavonoid trong việc khử ion ferric (Fe³⁺) thành ion ferrous (Fe²⁺). Kết quả của các xét nghiệm này có thể được sử dụng để so sánh hoạt tính kháng oxy hóa của các flavonoid khác nhau và xác định các flavonoid có tiềm năng sử dụng trong các sản phẩm chăm sóc sức khỏe.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Flavonoid Từ Lá Ổi Trong Y Dược 59

Flavonoid từ lá ổi có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong y dược nhờ các hoạt tính sinh học đa dạng của chúng. Flavonoid có thể được sử dụng để phát triển các loại thuốc mới để điều trị các bệnh như ung thư, tim mạch, tiểu đường, và các bệnh viêm nhiễm. Chiết xuất flavonoid từ lá ổi cũng có thể được sử dụng làm thành phần trong các sản phẩm thực phẩm chức năng để tăng cường sức khỏe và phòng ngừa bệnh tật. Ngoài ra, flavonoid còn có thể được sử dụng trong mỹ phẩm để bảo vệ da khỏi tác hại của tia UV và các gốc tự do. Việc nghiên cứu và phát triển các ứng dụng của flavonoid từ lá ổi là một lĩnh vực đầy hứa hẹn và có thể mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe con người.

5.1. Flavonoid Lá Ổi Tiềm Năng Trong Điều Trị Bệnh Tiểu Đường

Một trong những ứng dụng tiềm năng của flavonoid từ lá ổi là trong điều trị bệnh tiểu đường. Các nghiên cứu đã chứng minh rằng flavonoid có thể giúp kiểm soát đường huyết, cải thiện độ nhạy insulin, và bảo vệ tế bào beta tuyến tụy khỏi tổn thương. Flavonoid có thể làm giảm hấp thu glucose trong ruột, ức chế các enzyme phân giải carbohydrate, và tăng cường vận chuyển glucose vào tế bào. Ngoài ra, flavonoid còn có thể giảm viêm và stress oxy hóa, hai yếu tố quan trọng trong sự phát triển của bệnh tiểu đường. Các nghiên cứu trên động vật và con người đã cho thấy rằng chiết xuất lá ổi hoặc flavonoid tinh khiết có thể cải thiện các chỉ số đường huyết và giảm nguy cơ biến chứng của bệnh tiểu đường. Tuy nhiên, cần có thêm các nghiên cứu lâm sàng để xác nhận hiệu quả và an toàn của flavonoid từ lá ổi trong điều trị bệnh tiểu đường.

5.2. Tác Dụng Kháng Khuẩn Của Chiết Xuất Flavonoid Từ Lá Ổi

Chiết xuất flavonoid từ lá ổi đã được chứng minh có tác dụng kháng khuẩn đối với nhiều loại vi khuẩn gây bệnh. Các flavonoid có thể ức chế sự phát triển của vi khuẩn bằng cách phá vỡ màng tế bào, ức chế tổng hợp protein, hoặc can thiệp vào các quá trình trao đổi chất của vi khuẩn. Các nghiên cứu đã cho thấy rằng chiết xuất lá ổi có hoạt tính kháng khuẩn đối với các vi khuẩn như Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella typhimurium, và Pseudomonas aeruginosa. Tác dụng kháng khuẩn của flavonoid từ lá ổi có thể được sử dụng để phát triển các loại thuốc kháng khuẩn tự nhiên để điều trị các bệnh nhiễm trùng. Tuy nhiên, cần có thêm các nghiên cứu để xác định các flavonoid cụ thể có hoạt tính kháng khuẩn mạnh nhất và để đánh giá hiệu quả và an toàn của chúng trong điều trị các bệnh nhiễm trùng.

VI. Kết Luận Hướng Nghiên Cứu Flavonoid Lá Ổi Tương Lai 55

Nghiên cứu về chiết xuất và phân lập flavonoid từ lá ổi đã mang lại nhiều kết quả quan trọng, mở ra những hướng đi mới trong việc khai thác tiềm năng của loại cây này. Các nghiên cứu đã xác định được nhiều flavonoid khác nhau trong lá ổi, đánh giá hoạt tính sinh học của chúng, và khám phá các ứng dụng tiềm năng trong y dược và các lĩnh vực khác. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều vấn đề cần được nghiên cứu thêm để hiểu rõ hơn về flavonoid từ lá ổi. Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc tối ưu hóa các phương pháp chiết xuất và phân lập, xác định cơ chế tác dụng của flavonoid ở cấp độ phân tử, và tiến hành các nghiên cứu lâm sàng để đánh giá hiệu quả và an toàn của chúng trong điều trị bệnh.

6.1. Nghiên Cứu Cơ Chế Tác Dụng Của Flavonoid Ở Cấp Độ Phân Tử

Để hiểu rõ hơn về hoạt tính sinh học của flavonoid từ lá ổi, cần có các nghiên cứu về cơ chế tác dụng của chúng ở cấp độ phân tử. Các nghiên cứu này có thể sử dụng các kỹ thuật sinh học phân tử để xác định các mục tiêu phân tử mà flavonoid tương tác, các con đường tín hiệu mà chúng điều chỉnh, và các gen mà chúng biểu hiện. Ví dụ, các nghiên cứu có thể tập trung vào việc xác định các enzyme mà flavonoid ức chế, các thụ thể mà chúng kích hoạt, hoặc các yếu tố phiên mã mà chúng điều chỉnh. Hiểu rõ cơ chế tác dụng của flavonoid sẽ giúp phát triển các loại thuốc và sản phẩm chức năng có hiệu quả và an toàn hơn.

6.2. Đánh Giá Tính An Toàn Của Chiết Xuất Flavonoid Trên Người

Trước khi chiết xuất flavonoid từ lá ổi được sử dụng rộng rãi trong y dược và các lĩnh vực khác, cần có các nghiên cứu để đánh giá tính an toàn của chúng trên người. Các nghiên cứu này có thể sử dụng các thử nghiệm lâm sàng để đánh giá tác dụng phụ, độc tính, và tương tác thuốc của flavonoid. Các thử nghiệm lâm sàng nên được thực hiện trên các nhóm đối tượng khác nhau, bao gồm người khỏe mạnh và người mắc bệnh, để đảm bảo tính đại diện và khả năng ứng dụng của kết quả. Kết quả của các nghiên cứu này sẽ cung cấp thông tin quan trọng để đảm bảo rằng flavonoid từ lá ổi được sử dụng một cách an toàn và hiệu quả.