CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. TỔNG QUAN VỀ CÂY HÀNH TA Hành ta có tên khoa học là Allium ascalonicum L., thuộc họ Hành (Liliaceae) [1]. Đặc điểm thực vật và phân bố Cây thảo, sống 1 - 2 năm, cao 15 - 50 cm.
Bản chất hình thái thân hành ta phình to nên thường gọi là củ hành, có kích thước thay đổi, có cạnh, gồm nhiều vẩy thịt mỏng như giấy, có chứa nhiều chất dinh dưỡng. Hành ta có hình dạng trong hơi dẹt, hình bầu dục hoặc hình bầu dục dài, thường có màu đỏ, tím hay màu trắng. Lá dài, hình trụ, nhọn, rỗng, tròn, màu xanh mốc. Cụm hoa dạng tán ở đầu một cán cao 20 - 50 cm, rộng, tán hoa hình cầu.
Hoa có 6 phiến hoa rời, màu trắng, hồng hay tím nhạt, cuống hoa dài 1 - 1,5 cm [1]. Hình ảnh hành ta * Nguồn: Ảnh chụp tại huyện đảo Lý Sơn tháng 8 năm 2017 Phân bố: Cây trồng làm rau ăn từ lâu đời, đầu tiên được trồng ở Tadzhikistan, Afghanistan, Iran sau đó du nhập khắp thế giới. Ở nước ta cây hành ta được trồng ở nhiều nơi như huyện Kinh Môn (tỉnh Hải Dương), huyện đảo Lý Sơn (tỉnh Quảng Ngãi), huyện Ninh Hải (tỉnh Ninh Thuận), thị xã Vĩnh Châu (tỉnh Sóc Trăng), huyện Gò Công Đông (tỉnh Tiền Giang) nhưng luan an 4 nổi tiếng nhất là ở thị xã Vĩnh Châu và huyện đảo Lý Sơn. Thường trồng ở rẫy và vùng đồng bằng.
Cây chịu được lạnh vào mùa đông. Vào tháng 7 - 8, lúc lá khô, đào lấy củ đem phơi khô, rồi để trong bóng mát [5]. Bộ phận dùng: Thân hành hay còn gọi là củ hành. Thành phần hóa học Theo các tài liệu thu thập được, thành phần hóa học của hành ta chủ yếu là các flavonoid, các hợp chất lưu huỳnh và các saponin.
Các hợp chất flavonoid Flavonoid trong hành ta chủ yếu thuộc nhóm flavonol như kaempferol, isorhamnetin, dẫn chất của quercetin: isoquercetin, quercetin monoglucosid, quercetin diglucosid và quercetin tự do. Theo nghiên cứu của Fattorusso E. và cộng sự, sau khi thu nhận cao methanol từ hành ta và phân lập bằng các hỗn hợp dung môi như n-butanol và nước, methanol và nước, thông qua nhiều loại cột khác nhau đã xác định được một số flavonoid và glycosid của chúng như quercetin, quercetin-4'-glucosid (spiraeosid), quercetin-7-glucosid, quercetin-3-4'-diglucosid, isorhamnetin và isorhamnetin-3-4'-diglucosid [2]. và cộng sự đã thực hiện nghiên cứu đánh giá hàm lượng flavonol glucosid trong một số loài hành, bằng phương pháp HPLC-DAD-ESI-MS-MS.
Kết quả cho thấy hành ta có chứa các hợp chất quercetin 3,7,4'-triglucosid, quercetin 7,4'-diglucosid, quercetin 3,4'- diglucosid, isorhamnetin 3,4'-diglucosid, quercetin 3-glucosid, quercetin 4'- glucosid và isorhamnetin 4'-glucosid, trong đó quercetin 3,4'-diglucosid và quercetin 4'-glucosid có hàm lượng cao nhất, tương ứng là 516-605 mg/kg và 392-509 mg/kg [6]. Ngoài ra trong hành ta còn có một số glucosid khác của quercetin và isorhamnetin như quercetin-3-rhamnosid (quercitrin) và isorhamnetin-3- glucosid [7]. luan an 5 Theo kết quả của các nghiên cứu đã được thực hiện, các hợp chất flavonoid phân lập được từ hành ta được trình bày ở bảng 1. Các hợp chất flavonoid trong hành ta STT Tên hợp chất TLTK 1 Quercetin (1) [2], [7] 2 Quercetin 4'-O-glucosid (2) [7] 3 Quercetin 3-O-rhamnosid (3) [7] 4 Quercetin 3,4'-O-diglucosid (4) [7] 5 Quercetin 7-glucosid (5) [6] 6 Quercetin 3-glucosid (6) [6] 7 Quercetin 7,4'-diglucosid (7) [6] 8 Quercetin 3,7,4'-triglucosid (8) [6] 9 Isorhamnetin (9) [2] 10 Isorhamnetin 3,4'-O-diglucosid (10) [7] 11 Isorhamnetin 4'-glucosid (11) [6] 12 Isorhamnetin 3-O-glucosid (12) [7] 13 Kaemferol 3-O-glucosid (13) [7] 14 Kaemferol 3,4'-O-glucosid (14) [7] R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 (1) H H H H (7) H Glc H Glc (2) H H H Glc (8) Glc Glc H Glc (3) Rha H H H (9) H H CH3 H (4) Glc H H Glc (10) Glc H CH3 Glc (5) H Glc H H (11) H H CH3 Glc (6) Glc H H H (12) Glc H CH3 H R1 R2 (13) Glc H (14) Glc Glc Hình 1.
Cấu trúc của các flavonoid phân lập từ hành ta * Nguồn: Theo Fatturuso E. Các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ Các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ trong hành ta tồn tại dưới 3 dạng chính là cystein sulfoxyd, γ-glutamylcystein và các hợp chất lưu huỳnh dễ bay hơi khác [8]. Hợp chất γ-glutamylcystein dễ bị oxy hóa và thủy phân thành thiosulfinat như là S-alky(en)yl-cystein sulfoxyd (ACSO) đại diện là các chất như alliin, isoalliin, methiin và propiin [8], [9], [10]. ACSO và các thiosulfinat khác có thể chuyển đổi thành các hợp chất có chứa lưu huỳnh dễ bay hơi như dithiin, allicin, vinyldithiin, bởi enzym allinase [8], [11].
Tuy nhiên, cycloalliin (CYC) không bị chuyển đổi thành thiosulfinat bởi enzym allinase và vẫn ổn định trong quá trình cắt hoặc nghiền hành ta [12], [13]. * Cycloalliin a) Nguồn gốc - CYC là một sulfoxyd mạch vòng bền vững với nhiều hoạt tính sinh học khác nhau, thuộc nhóm organosulfur, có màu trắng. - CYC có nhiều trong hành ta, hành tây, hẹ và tỏi tây. - CYC sử dụng trong các nghiên cứu thường ở dạng cycloalliin hydroclorid monohydrat [8], [12], [13].
b) Công thức hóa học Hình 1. Công thức hóa học của cycloalliin * Nguồn: Theo Ichikawa M. (2006) [12] - Tên IUPAC: (1S, 3R, 5S)-5-methyl-1,4-thiazan-3-carboxylic acid 1- oxyd. - Công thức phân tử: C6H11NO3S luan an 7 - Khối lượng mol phân tử: 177,22 đvC [14].
c) Tính chất vật lý - Cảm quan: Bột tinh thể màu trắng. - Độ tan: Trong môi trường nước là 52,3 g/l. - Khối lượng riêng: 1,4 g/cm3 [14]. - Một đặc điểm quan trọng của cycloalliin là có khả năng hấp thụ tia tử ngoại, có cực đại hấp thụ tại bước sóng 210 nm [15], [16].
d) Độ ổn định - CYC ổn định trong các dung dịch acid, dung dịch kiềm và các dịch sinh học như máu toàn phần, huyết tương. - CYC ổn định trong dung dịch HCl 0,1M và NaOH 0,1M ở 70°C trong 3 giờ, hầu như không chuyển hóa thành chất khác, lượng thu hồi là hơn 98%. Khi thêm CYC vào máu và huyết tương chuột thì hơn 96% CYC được thu hồi. Trong các thí nghiệm với các chất đồng nhất của gan chuột, hơn 97% CYC không bị phân hủy sau khi ủ ở 37°C, thời gian là 7 giờ và không có chất chuyển hóa nào của CYC được phát hiện [15].
e) Các phương pháp định lượng - Ichikawa M. và cộng sự sử dụng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao để định lượng CYC. Pha động là hỗn hợp acetonitril/nước với tỷ lệ 84:16 (thể tích/ thể tích) và 0,2% acid phosphoric. Điều kiện sắc ký: Cột Shodex Asahipak NH2P-50 2D (150 mm x 2 mm, 5 µm), nhiệt độ cột 25°C, tốc độ dòng 0,2 ml/phút, thể tích tiêm mẫu 1 µl và detector UV với bước sóng 210 nm [16].
và cộng sự cũng định lượng CYC theo phương pháp được mô tả bởi Ichikawa M. và cộng sự với một số thay đổi như cột sắc ký là cột Shodex Asahipak NH2P-50 4E (250 mm x 4,6 mm), pha động là dung dịch A luan an 8 (0,2%, thể tích/thể tích, acid phosphoric trong nước) và dung dịch B (0,2%, thể tích/thể tích, acid phosphoric trong acetonitril) chạy theo chương trình gradient (0-5 phút: 84% B, 5-15 phút: 84-80% B, 15-20 phút: 80-84% B, 20- 30 phút: 84% B), nhiệt độ cột 30°C, tốc độ dòng 1,5 ml/phút và thể tích tiêm mẫu là 10 µl [17]. f) Tác dụng dược lý CYC có tác dụng giảm nguy cơ mắc ung thư và bệnh tim mạch, cũng như đóng một vai trò quan trọng trong việc giảm chất béo trung tính trong huyết thanh ở chuột [18], [19]. Ngoài ra, CYC còn có tác dụng làm tăng đáng kể hoạt động tiêu sợi huyết của máu trong một thử nghiệm trên người nhưng không có tác dụng trên kết tập tiểu cầu [20], [21], [22].
g) Quá trình chuyển hóa các chất thành cycloalliin Trong hành ta có các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ được sinh tổng hợp bằng cách sử dụng các hợp chất vô cơ có chứa lưu huỳnh. Lưu huỳnh kết hợp với L-cystein, sau đó trải qua hai quá trình chuyển đổi, glutamyl hóa và glycyl hóa để tạo ra glutathion. Sau quá trình cố định lưu huỳnh này, các hợp chất lưu huỳnh khác nhau được tạo ra dưới dạng một loạt các phân tử có chứa lưu huỳnh, chẳng hạn như S-alk (en) yl-L-cystein sulfoxyd, γ-glutamyl-S-alk (en) yl-L-cystein và γ -glutamyl-S-alk (en) yl-L-cystein sulfoxyd thông qua S-alk (en) yl hóa dư lượng L-cystein, tiếp theo là loại bỏ glycin để tạo thành γ- glutamyl peptid (GSPC). GSPC được chuyển đổi thành S-alk(en)yl-L-cystein sulfoxyd như alliin, isoalliin, methiin bởi γ-glutamyl transpeptidase và oxydase [23], [24], [25].
và cộng sự đã trình bày con đường sinh tổng hợp của các hợp chất S-1-propenyl bao gồm trans-S-1-propenyl-L-cystein sulfoxyd (trans-S1PCSO, isoalliin) trong hành tây, thông qua kỹ thuật đánh dấu đồng vị [26]. Trong hành tây, sau khi khử cacboxyl hóa dư lượng β- carboxypropenyl trong S- (β-carboxypropenyl) -γ-glutamyl-L cystein để tạo ra γ-glutamyl-S-1-propenyl-L-cystein (GS1PC), lưu huỳnh trong GS1PC bị luan an 9 oxy hóa bởi oxygenase và sau đó isoalliin được giải phóng khỏi GS1PC sulfoxyd bằng cách khử oxy hóa [27]. Quá trình sinh tổng hợp isoalliin * Nguồn: Theo Kodera Y. Vì vậy, hàm lượng CYC sẽ tăng lên trong quá trình bảo quản, đun nấu hành ta ở nhiệt độ cao cũng như lên men hành ta dưới tác động của nhiệt độ.
luan an 10 Hình 1. Cơ chế chuyển hóa isoalliin thành cycloalliin * Nguồn: Theo Lee H. (2016) [17] Ngoài ra, bằng phương pháp sắc ký khí, Wu J. và cộng sự đã xác định được trong tinh dầu chiết từ hành ta, các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ có hàm lượng khoảng 0,03% (thể tích/khối lượng) so với khối lượng nguyên liệu khô kiệt (bảng 1.
luan an 11 Bảng 1. Các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ trong hành ta Thành phần Hàm lượng (%)* Dimethyl disulfid 1,99 Propyl propenyl sulfid 0,28 Methyl propyl disulfid 3,59 Methyl cis-propenyl disulfid 2,91 Methyl trans-propenyl disulfid 5,09 Dimethyl trisulfid 18,81 Dipropyl disulfid 4,16 Propyl cis-propenyl disulfid 2,79 Propyl trans-propenyl disulfid 4,43 Methyl propyl trisulfid 19,93 Methyl propenyl trisulfid 4,85 Dipropyl trisulfid 5,55 1-methylthiopropyl ethyl disulfid 6,41 Propyl cis-propenyl trisulfid 4,50 Propyl trans-propenyl trisulfid 5,47 * so với tổng các hợp chất chiết được trong tinh dầu. * Nguồn: Theo Wu J. Các hợp chất chính trong tinh dầu hành ta * Nguồn: Theo Mnayer D.
Các hợp chất saponin Năm 2002, Fattorusso E. và cộng sự đã chiết xuất, phân lập được từ luan an 12 hành ta các hợp chất saponin mới là ascalonicosid A1/A2 và ascalonicosid B [2]. Đây là các hợp chất saponin furostanol lần đầu tiên được phân lập từ hành ta. và cộng sự đã chiết xuất, phân lập được từ hành ta 2 hợp chất saponin furostanol mới là ascalonicosid C, ascalonicosid D và 2 hợp chất đã biết là dichotomin, parisaponin [31].
Các hợp chất saponin phân lập được trình bày ở bảng 1.