CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1. TỔNG QUAN VỀ CÂY CÀ PHÊ ROBUSTA 1.1 Đặc điểm thực vật và phân bố Cà phê thuộc họ Rubiaceae, chi Coffea, hiện nay cà phê được trồng phân bố rải rác khắp các vùng nhiệt đới, đại diện có 3 loài chính sau: • Cà phê chè (Coffea arabica): có nguồn gốc từ cao nguyên phía tây nam Ethiopia, cây được du nhập sang vùng Nam Á là Ấn Độ. Sau đó, cà phê chè được trồng ở đảo Java năm 1710 ở vùng Caribê và Nam Mỹ. Hiện nay cà phê chè dược trồng nhiều ở vùng châu Mỹ la tinh, Trung Phi, Ấn Độ, Indonexia, Philippin, Thái Lan và Việt Nam.
• Cà phê vối (Coffea canephora): Có nguồn gốc ở vùng rừng xích đạo châu Phi, từ Guinca đến Uganda. Cà phê vối cũng sớm được thuần hóa và trồng nhiều ở châu Phi, Đến năm 1900 du nhập vào Java sau đó tiếp tục được đưa đến các nước khác. Hiện nay, cà phê vối được trồng nhiều nhất ở Indonexia sau đó đến Việt Nam. • Cà phê mít (Coffea liberica): Có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới Trung và Tây Phi.
Năm 1792, được trồng đầu tiên ở Liberia, từ năm 1872 – 1875 du nhập dến Indonesia. Hiện nay cà phê mít được trồng ở nhiều nước trong đó có Việt Nam tuy nhiên với sản lượng không lớn (Đỗ Huy Bích, 2006). Cây cà phê robusta có tên khoa học: Coffea canephora hay Coffea robusta, thường được gọi là cà phê vối, thuộc họ thiên thảo. Đặc điểm thực vật được thể hiện ở bảng 1.1 Đặc điểm thực vật về cây caffeine Giới (Kingdom) Plantae (Thực vật) Ngành (Division) Magnoliophyta Lớp (Class) Magnoliopsida Bộ (Ordo) Gentianales Họ (Familia) Rubiaceae Trịnh Thị Hoài Phương 4 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.
Nguyễn Minh Hoàng Chi (Genus) Coffea Loài (Species) Coffea canephora Cà phê là cây nhiệt đới, ưa sáng thích hợp với vùng khí hậu nóng ẩm. Chiều cao cây 5 – 6 m, thân cành hình trụ phân nhánh nhiều, tán rộng. Lá mọc đối đầu hình bầu dục hoặc hình trứng, dài 10 – 15 cm, rộng 5 – 6 cm, mặt trên xanh sẫm bóng, mặt dưới rất nhạt, gân nổi rõ, mép uống lượn, cuốn lá dài 0,7 – 1 cm. Cà phê thuộc loại cây công nghiệp, sinh trưởng sau 3 năm bắt đầu có hoa.
Hoa mọc thành chùm tụ tập ở kẽ lá, màu trắng, hoa có 5 cánh đều, hoa cà phê robusta không bao giờ ra lại vào mùa sau tại vị trí cũ. Quả hạch, hình bầu dục hoặc tròn hơi dẹt đường kính 10 – 13 mm, bên trong chứa hai nhân nhưng đôi khi có một nhân nhân dẹt hơi cong màu xám vàng, quả non màu xanh, quả chín màu vàng đến đỏ sẫm (Đỗ Huy Bích, 2006).1: Cà phê Robusta (Coffea canephora) 1.2 Tác dụng dược lý Trịnh Thị Hoài Phương 5 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Nguyễn Minh Hoàng Theo tài liệu nước ngoài, quả cà phê tươi có tác dụng hạ sốt, lợi tiểu. Hạt cà phê rang hiện đang là thức uống có tác dụng kích thích thần kinh.
Caffeine là chất chính trong hạt cà phê có tác dụng kích thích thần kinh trung ương, lợi tiểu và làm giản cơ trơn (Đỗ Huy Bích, 2006).3 Nghiên cứu về thành phần hóa học đối với hạt cà phê Hạt cà phê chứa một số chất điển hình: ⬩ Glucid: có 5 – 8% đường khử và saccharose, ít mantol, polysaccharid,… Không có tinh bột. ⬩ Lipid: chiếm 10- 15% ⬩ Acid hữu cơ: oxalic acid, citric acid, malic acid. ⬩ Acid phenol: 5 – 10% chlorogenic acid. ❖ Các nghiên cứu trong nước.
Trong nghiên cứu của nhóm tác giả Nguyễn Phương Quyên năm 2015 đã cho biết các hợp chất điển hình có trong hạt cà phê gồm caffeine và các flavonoid, gallic acid, catechin, caffeic acid, vanillin, chlorogenic acid,… là những hợp chất có thể ứng dụng trong y học. Nhóm tác giả đã tiến hành trích ly và phân tích hàm lượng caffeine của 15 mẫu cà phê bằng phương pháp Soxhlet và sử dụng máy HPLC để định lượng caffein có trong hạt cà phê và định danh một số hợp chất hóa học trong thành phần của hương cà phê bằng phương pháp GC- MS. (Nguyễn Phương Quyên và cs. ❖ Các nghiên cứu ngoài nước.
Năm 2014 tác giả Nuhu AA đã nghiên cứu cô lập từ hạt cà phê bằng kỹ thuật chiết pha rắn Solid-Phase Extraction (SPE) cùng với sử dụng các phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) và phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC- MS) đã định danh xác đinh một số hợp chất tiêu biểu trong hạt cà phê có ứng ụng trong y học gồm caffeine, chlorogenic acid, diterpen và trigonelline Năm 2012 Abdul Munahb A G Nasser đã cô lập thành công chlorogenic acid từ hạt cà phê bằng phương pháp sắt ý cột C18. TỔNG QUAN VỀ CAFFEINE Trịnh Thị Hoài Phương 6 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Nguyễn Minh Hoàng 2.1 Phân loại Caffeine danh pháp quốc tế: 1,3,7-Trimethylpurine-2,6-dione, có công thức hóa học là C8H10N4O2, thuộc nhóm các chất methylxanthine, ở dạng tinh thể, không màu, không mùi, vị đắng, tan được trong nước và các dung môi hữu cơ như methanol, chloroform,… là chất kích thích tự nhiên có nhiều trong lá chè, hạt cà phê, hạt coca và các loài thực vật khác (Najafi và cs. Caffeine là chất kích thích hệ thần kinh trung ương, làm cho tinh thần minh mẫn, tăng cường sự nhận biết của não bộ, kích thích hoạt động tim, thận, phổi (Spiller, 2000; Lynge, 1997) đã và đang có ứng dụng nhiều trong dược phẩm.2: Công thức cấu tạo của caffeine Tính chất hóa lý: Caffeine tinh khiết dạng tinh thể, không màu, không mùi, vị đắng, nhiệt độ nóng chảy 235oC, trong nước ở nhiệt độ bình thường tan một ít, tan nhiều trong nước nóng hoặc tan nhiều trong chloroform.2 Hoạt tính sinh học Đối với hệ thần kinh trung ương caffeine có tác dụng mạnh nhất trong các methylxanthine.
Tạo cho người dùng cảm giác ít mệt mỏi và tỉnh táo, đôi khi với liều lượng lớn có thể khiến người dùng rơi vào trạng thái bồn chồn lo lắng, mất ngủ. Đối với tim mạch, caffeine có tác dụng kích thích tim làm nhịp tim nhanh hơn, huyết áp tăng nhẹ. Đối với co cơ trơn, caffeine có tác dụng làm giản cơ trơn, tác dụng này ứng dụng trong y học giúp điều trị cho các bệnh nhân co thắt. Đối với cơ vân, caffeine có tác dụng tăng cường khả năng làm việc của cơ bắp ở người.
Trịnh Thị Hoài Phương 7 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Nguyễn Minh Hoàng Cơ chế hoạt động của caffeine đối với cơ thể: Tác dụng tiềm tàng của caffeine ở cấp độ tế bào có thể được giải thích bằng ba cơ chế hoạt động: sự đối kháng của các thụ thể adenosine, đặc biệt là trong hệ thống thần kinh trung ương; việc huy động lưu trữ canxi nội bào; sự ức chế phosphodiesterase. ▪ Sự đối kháng của Adenosine: Caffeine ngăn chặn các thụ thể adenosine, chủ yếu là các phân nhóm A1 và A2A, góp phần kích thích giải phóng dopamine, noradrenalin và glutamate. Caffeine có thể làm giảm lưu lượng máu não và lưu lượng máu cơ tim, bằng cách ức chế thụ thể adenosine A1, A2A và A2B trong các mạch máu và hạn chế sự giãn mạch qua trung gian adenosine, là thụ thể có thể được tìm thấy trong hầu hết các khu vực vùng não.
Nồng độ cao nhất là ở vỏ não. ▪ Huy động Canxi nội bào: Caffeine làm giải phóng canxi từ mạng lưới sarcoplasmic và ức chế sự tái hấp thu. Thông qua các cơ chế này, caffeine có thể làm tăng khả năng co bóp trong các cơn co thắt dưới mức tối đa ở những người sử dụng caffeine theo chỉ định hay ngẫu nhiên. Canxi nội bào xác định sự kích hoạt của nitric oxide synthase nội mô (eNOS), với việc sản xuất một lượng nitrogen oxit cao hơn.
Do đó, một số tác động gây ra bởi caffeine sẽ được điều hòa bởi chức năng thần kinh cơ và tăng lực co bóp trong cơ xương. Một tác dụng đối kháng tiềm năng của caffeine được thể hiện là kích thích lợi tiểu, chịu trách nhiệm về tác dụng ergolytic ở các vận động viên sức bền trong quá trình tập luyện và thi đấu kéo dài. ▪ Tác dụng lên hệ thần kinh trung ương: Caffeine làm tăng nhận thức về sự tỉnh táo và đôi khi gây ra lo lắng, đặc biệt là ở liều cao. Hơn nữa, sự đối kháng của thụ thể A1 và A2 có thể gây co giật và co mạch máu não.
Sản phẩm có chứa caffein ▪ Caffein được dùng trong thành phần các loại thuốc cảm cúm (cold and flu medication), antipyretics (hạ sốt) và analgesics (giảm đau) vì làm tăng khả năng hấp thụ trong ruột (intestinal absorption) và chống lại tình trạng buồn ngủ (counteract drowsiness). Trịnh Thị Hoài Phương 8 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Nguyễn Minh Hoàng Ví dụ: thuốc Extra-strength Excedrin có chứa 250 mg acetaminophen tức hoạt chất paracetamol, 250 mg aspirin, and 65 mg caffeine ▪ Caffeine phổ biến nhất trong chế độ ăn uống là cà phê, bên cạnh đó đồ uống ca cao, nước ngọt, nước tăng lực, thuốc, và các loại thực phẩm và chất bổ sung thể thao chuyên dụng cũng chứa caffeine. Hiện tại có vô số nhãn hiệu có thể tìm thấy hàm lượng caffeine dao động từ mức khiêm tốn 50 mg đến mức đáng báo động 500 mg mỗi lon hoặc chai.
Trong những năm gần đây, để hạn chế hiện tượng này, các giới hạn đã được đặt ra cho những đồ uống chứa caffeine. TỔNG QUAN VỀ CHLOROGENIC ACID Công thức phân tử: C16H18O9. Trọng lượng phân tử: 354,31 g/mol. Tên khoa học theo hệ thống IUPAC: acid 3R-[[3-(3,4-dihydroxyphenyl)-1-oxo- 2-propenyl]oxy]-1S,4R,5R-trihydroxy-cyclohexanecarboxylic.
Tên khác: acid 3-0-Caffeoylquinic. Nhiệt độ nóng chảy: 210oC.3: Công thức cấu tạo của Chlorogenic acid Chlorogenic acid có dạng bột màu trắng hoặc hơi ngà vàng tan được trong nước và các dung môi hữu cơ như ethanol, methanol,… Chlorogenic acid có khả năng kháng virus B trong mô hình vịt và có khả năng kháng virus cúm H1N1, hoạt động chống HIV và kháng khuẩn và kháng nấm. Phương pháp thu nhận các hợp chất chlorogenic acid trong hạt cà phê chủ yếu được Trịnh Thị Hoài Phương 9 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Nguyễn Minh Hoàng sử dụng là chiết lỏng lỏng với dung môi chloroform và chiết pha rắn, tuy nhiên trong một số nghiên cứu sử dụng hỗn hợp dung môi của ethanol và nước với tỉ lệ 1:1 (Nuhu, 2014).
Xơ vữa động mạch là nguyên nhân chính gây tử vong và là nguyên nhân quan trọng nhất trong các bệnh về tim mạch. Rối loạn mỡ máu là một yếu tố nguy cơ cao dẫn tới chứng xơ vữa động mạch. Hiện nay, phương pháp phổ biến để điều trị xơ vữa động mạch là giảm nồng độ lipid huyết tương bằng cách sử dụng statin. Tuy nhiên, việc sử dụng statin chỉ ngăn ngừa khoảng 50% đến 60% các rủi ro về tim mạch.
Do đó để điều trị triệt để xơ vữa động mạch cần mở rộng ứng dụng các phương pháp khác nhau.