Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa in vitro của dịch chiết thân lá loài gừng orlow distichochlamys orlowii

Khóa luận nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa in vitro của dịch chiết thân lá loài gừng Orlowii, cung cấp thông tin quý giá.

• Tác giả: Lê Thị Hồng
• Người hướng dẫn: TS. Lê Hồng Luyến
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược học
• Đề tài: Nghiên Cứu Hoạt Tính Chống Oxy Hóa Và Thành Phần Hóa Học Của Dịch Chiết Gừng Orlow
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về cây
• 1.1.1. Tổng quan về họ gừng (Zingibeaceae)
• 1.1.2. Tổng quan về Chi Distichochlamys
• 1.1.3. Đặc điểm thực vật và phân bố của loài Distichochlamys orlowii
• 1.2. Tổng quan về chiết xuất
• 1.2.1. Khái niệm chiết xuất
• 1.2.2. Các kỹ thuật chiết xuất
• 1.3. Tổng quan về oxy hóa
• 1.3.1. Gốc tự do
• 1.3.2. Hệ thống chống oxy hóa trong cơ thể
• 1.3.3. Một số phương pháp đánh giá tác dụng chống oxy hóa
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Hóa chất sử dụng
• 2.3. Thiết bị, dụng cụ sử dụng trong nghiên cứu
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4.1. Chiết xuất thân lá Gừng Orlow (Distichochlamys orlowii) bằng phương pháp chiết soxhlet
• 2.4.2. Chiết xuất thân lá Gừng Orlow (Distichochlamys orlowii) bằng phương pháp chiết lắc
• 2.4.3. Chiết xuất thân lá Gừng Orlow (Distichochlamys orlowii) bằng phương pháp chiết siêu âm
• 2.4.4. Phương pháp xác định khả năng quét gốc tự do DPPH
• 2.4.5. Xác định khả năng quét gốc tự do ABTS
• 2.4.6. Xác định hàm lượng phenolic tổng và flavonoid tổng có trong cao chiết thân lá loài D.
• 2.4.7. Sắc ký khí - Khối phổ (GC-MS)
• 2.4.8. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ
• 3.1. Hiệu suất chiết
• 3.2. Khả năng chống oxy hóa in vitro của các cao chiết thân lá Distichochlamys orlowii
• 3.2.1. Khả năng quét gốc tự do DPPH
• 3.2.2. Khả năng quét gốc tự do ABTS
• 3.3. Thành phần hóa học của dịch chiết thân lá loài Distichochlamys orlowii
• 3.3.1. Hàm lượng phenolic toàn phần, flavonoid toàn phần của thân lá Distichochlamys orlowii
• 3.3.2. Xác định thành phần tinh dầu trong cao chiết thân lá D.
• 4. CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN
• 4.1. Về hiệu suất chiết
• 4.2. Về khả năng chống oxy hóa
• 4.2.1. Khả năng quét gốc tự do DPPH
• 4.2.2. Khả năng quét gốc tự do ABTS
• 4.3. Về thành phần hóa học
• 4.3.1. Tổng hàm lượng phenolic và tổng hàm lượng Flavonoid
• 4.3.2. Đánh giá các thành phần tinh dầu trong dịch chiết thân lá loài D.
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu hoạt tính chống oxy hóa của gừng Orlow

Nghiên cứu về hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết gừng Orlow (Distichochlamys orlowii) đang thu hút sự chú ý trong lĩnh vực y học và dược phẩm. Gừng Orlow không chỉ là một loại gia vị phổ biến mà còn chứa nhiều hợp chất có lợi cho sức khỏe. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng dịch chiết từ gừng Orlow có khả năng quét gốc tự do, giúp bảo vệ cơ thể khỏi các tác động tiêu cực của stress oxy hóa. Việc tìm hiểu về thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa của gừng Orlow sẽ mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các sản phẩm chăm sóc sức khỏe tự nhiên.

1.1. Đặc điểm thực vật và phân bố của gừng Orlow

Gừng Orlow (Distichochlamys orlowii) là một loài cây thảo nhỏ, thường mọc ở các khu vực rừng ẩm ướt. Loài này có đặc điểm nhận diện dễ dàng với lá dài và cụm hoa màu vàng. Sự phân bố của gừng Orlow chủ yếu tập trung ở Việt Nam, nơi có điều kiện khí hậu thuận lợi cho sự phát triển của loài cây này.

1.2. Tầm quan trọng của gừng trong y học cổ truyền

Gừng đã được sử dụng trong y học cổ truyền để điều trị nhiều loại bệnh như viêm khớp, rối loạn tiêu hóa và bệnh tim mạch. Các hợp chất trong gừng như phenolic và flavonoid được cho là có tác dụng chống oxy hóa mạnh mẽ, giúp cải thiện sức khỏe tổng thể.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu hoạt tính chống oxy hóa

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về hoạt tính chống oxy hóa của gừng, nhưng vẫn còn nhiều thách thức trong việc xác định chính xác các thành phần hóa học và cơ chế hoạt động của chúng. Việc phân tích các hợp chất trong dịch chiết gừng Orlow cần sử dụng các phương pháp hiện đại như GC-MS để đảm bảo độ chính xác và tin cậy. Ngoài ra, việc tiêu chuẩn hóa quy trình chiết xuất cũng là một vấn đề quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

2.1. Khó khăn trong việc chiết xuất và phân tích

Quá trình chiết xuất các hợp chất từ gừng Orlow có thể gặp khó khăn do sự đa dạng của các hợp chất có trong cây. Việc lựa chọn dung môi và phương pháp chiết xuất phù hợp là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất chiết xuất.

2.2. Thiếu thông tin về thành phần hóa học

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về gừng, nhưng thông tin về thành phần hóa học của gừng Orlow vẫn còn hạn chế. Cần có thêm nhiều nghiên cứu để xác định rõ ràng các hợp chất có trong dịch chiết và tác dụng của chúng đối với sức khỏe.

III. Phương pháp nghiên cứu hoạt tính chống oxy hóa của gừng Orlow

Để nghiên cứu hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết gừng Orlow, các phương pháp như chiết xuất Soxhlet, chiết xuất siêu âm và phân tích GC-MS được áp dụng. Những phương pháp này giúp xác định khả năng quét gốc tự do và thành phần hóa học của dịch chiết. Kết quả từ các phương pháp này sẽ cung cấp thông tin quan trọng về hiệu quả của gừng Orlow trong việc chống lại stress oxy hóa.

3.1. Phương pháp chiết xuất Soxhlet

Phương pháp chiết xuất Soxhlet được sử dụng để thu được dịch chiết có nồng độ cao các hợp chất có hoạt tính. Phương pháp này cho phép chiết xuất hiệu quả các hợp chất từ gừng Orlow, đảm bảo giữ lại các thành phần có lợi.

3.2. Phân tích thành phần hóa học bằng GC MS

Sử dụng phương pháp GC-MS giúp xác định chính xác các hợp chất có trong dịch chiết gừng Orlow. Phân tích này không chỉ cung cấp thông tin về thành phần hóa học mà còn giúp đánh giá khả năng chống oxy hóa của các hợp chất này.

IV. Kết quả nghiên cứu về hoạt tính chống oxy hóa của gừng Orlow

Kết quả nghiên cứu cho thấy dịch chiết gừng Orlow có khả năng quét gốc tự do DPPH và ABTS cao, cho thấy tác dụng chống oxy hóa tự nhiên của nó. Hàm lượng phenolic và flavonoid trong dịch chiết cũng được xác định ở mức cao, góp phần vào khả năng chống oxy hóa của gừng Orlow. Những kết quả này mở ra cơ hội cho việc phát triển các sản phẩm chăm sóc sức khỏe từ gừng Orlow.

4.1. Khả năng quét gốc tự do DPPH

Dịch chiết gừng Orlow cho thấy khả năng quét gốc tự do DPPH với IC50 thấp, cho thấy hiệu quả cao trong việc ngăn chặn sự hình thành gốc tự do trong cơ thể.

4.2. Hàm lượng phenolic và flavonoid

Hàm lượng phenolic và flavonoid trong dịch chiết gừng Orlow được xác định cao, cho thấy tiềm năng của gừng trong việc phát triển các sản phẩm chống oxy hóa tự nhiên.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu gừng Orlow

Nghiên cứu về hoạt tính chống oxy hóa và thành phần hóa học của gừng Orlow đã chỉ ra rằng loài cây này có tiềm năng lớn trong việc phát triển các sản phẩm chăm sóc sức khỏe tự nhiên. Việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển các sản phẩm từ gừng Orlow sẽ góp phần nâng cao giá trị sử dụng của loài cây này trong y học và dược phẩm.

5.1. Tương lai của nghiên cứu gừng Orlow

Nghiên cứu về gừng Orlow cần được mở rộng để khám phá thêm nhiều ứng dụng trong y học và dược phẩm. Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các sản phẩm chiết xuất từ gừng Orlow với hiệu quả cao hơn.

5.2. Khuyến nghị cho nghiên cứu tiếp theo

Cần có thêm nhiều nghiên cứu lâm sàng để xác định rõ ràng tác dụng của gừng Orlow đối với sức khỏe con người. Việc hợp tác giữa các nhà nghiên cứu và ngành công nghiệp cũng sẽ giúp thúc đẩy việc phát triển các sản phẩm từ gừng Orlow.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong sinh học và y dược học, trạng thái cân bằng nội môi (homeostasis) trong cơ thể người được duy trì nhờ sự cân bằng giữa các dạng oxy phản ứng (Reactive Oxygen Species - ROS) và hệ thống chất chống oxy hóa. Dưới tác động của các yếu tố nội sinh và ngoại sinh, sự mất cân bằng diễn ra theo chiều hướng gia tăng các gốc tự do, dẫn đến tình trạng stress oxy hóa. Hiện tượng này được xác định là căn nguyên quan trọng gây ra nhiều bệnh lý mạn tính và thoái hóa như xơ vữa động mạch, bệnh tim thiếu máu cục bộ, ung thư, đái tháo đường, các rối loạn thoái hóa thần kinh và quá trình lão hóa. Các hợp chất chống oxy hóa tự nhiên, đặc biệt là nhóm phenolic, flavonoid và tanin có trong thực vật, ngày càng được quan tâm nghiên cứu do thể hiện nhiều đặc tính an toàn và ưu việt hơn so với các hợp chất tổng hợp.

Tại Việt Nam, họ Gừng (Zingiberaceae) là nguồn tài nguyên thực vật phong phú, vừa làm gia vị vừa là nguồn dược liệu quý trong y học cổ truyền. Mặc dù nhiều loài thuộc họ Gừng đã được nghiên cứu sâu rộng, loài Gừng Orlow (Distichochlamys orlowii K. Newman) – một loài thực vật đặc hữu của Việt Nam – vẫn còn rất ít dữ liệu khoa học công bố về đặc điểm thực vật học, thành phần hóa thực vật cũng như hoạt tính sinh học của các bộ phận trên mặt đất. Các công bố trước đó chủ yếu tập trung vào tinh dầu thân rễ. Do đó, khóa luận tốt nghiệp dược sĩ đại học của tác giả Lê Thị Hồng tại Trường Đại học Y Dược – Đại học Quốc gia Hà Nội (thực hiện năm 2022) được triển khai nhằm làm rõ cơ sở khoa học và tiềm năng ứng dụng của bộ phận thân lá loài này.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài gồm 2 nhiệm vụ cụ thể:

1. Nghiên cứu thành phần hóa học của dịch chiết thân lá loài Gừng Orlow (Distichochlamys orlowii).
2. Đánh giá hoạt tính chống oxy hóa in vitro của dịch chiết thân lá loài Gừng Orlow (Distichochlamys orlowii).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Phần thân lá tươi của cây Gừng Orlow (Distichochlamys orlowii K. Newman), họ Gừng (Zingiberaceae). Mẫu thực vật được thu hái tại tỉnh Nghệ An vào ngày 02 tháng 11 năm 2021 và được giám định tên khoa học chính xác bởi Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VAST).
• Phạm vi không gian thực nghiệm: Các quy trình chiết xuất và phân tích thực nghiệm được tiến hành tại Khoa Khoa học sự sống, Trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội (USTH).
• Phạm vi nội dung: Đánh giá ảnh hưởng của 3 phương pháp chiết xuất (chiết Soxhlet, chiết lắc, chiết có hỗ trợ của sóng siêu âm) kết hợp với 4 hệ dung môi có độ phân cực khác nhau (methanol, ethanol, ethyl acetat, dichloromethane) đến hiệu suất chiết, hàm lượng phenolic tổng, flavonoid tổng và hoạt tính trung hòa gốc tự do in vitro (DPPH, ABTS); đồng thời phân tích thành phần hóa học dễ bay hơi trong dịch chiết n-hexan bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận thiết lập hệ thống cơ sở lý thuyết dựa trên các nguyên lý chiết xuất dược liệu, cơ chế sinh hóa của gốc tự do và phương pháp phân tích quang phổ:

• Cơ sở lý thuyết về chiết xuất và gốc tự do: Nghiên cứu dựa trên nguyên lý hòa tan và khuếch tán chất tan qua vách tế bào thực vật; cơ chế tác động của sóng siêu âm (tần số 20 kHz) trong việc phá vỡ tế bào và tăng cường động học hòa tan; cơ chế dập tắt gốc tự do của chất chống oxy hóa thông qua việc nhường electron hoặc nguyên tử hydro để vô hiệu hóa các dạng oxy hoạt động (ROS: hydroxyl •OH, superoxide O2•−, H2O2, HOCl) và dạng nitơ hoạt động (RNS: NO•, NO2•, ONOO−).
• Phương pháp chiết xuất thực nghiệm:
  • Chiết Soxhlet: Cân chính xác 10 g mẫu thân lá tươi cắt nhỏ cho vào ống nạp cellulose (Cellulose Thimbles), chiết hồi lưu với 200 mL dung môi trong thời gian 6 giờ.
  • Chiết lắc: Cân 10 g mẫu tươi cho vào bình nón chứa 200 mL dung môi, lắc liên tục trên máy lắc với tốc độ 200 vòng/phút trong 6 giờ ở nhiệt độ phòng.
  • Chiết siêu âm: Cân 10 g mẫu tươi cho vào bình nón chứa 200 mL dung môi, xử lý trên bể siêu âm liên tục trong 6 giờ ở tần số 20 kHz, nhiệt độ duy trì không quá 40°C.
  • Dịch chiết sau đó được lọc và cất thu hồi dung môi dưới áp suất giảm bằng máy cô quay chân không Rovapor R-210 (Büchi, Đức) để thu các loại cao chiết tương ứng.
• Phương pháp đánh giá hoạt tính chống oxy hóa in vitro:
  • Phương pháp quét gốc tự do DPPH: Thực hiện theo nguyên tắc của Marsden Blois (1958). Phản ứng giữa dung dịch DPPH/MeOH 0,1 mM (190 µL) và mẫu thử (10 µL), ủ ở 37°C trong 30 phút, đo mật độ quang (OD) tại bước sóng 517 nm trên máy đo quang Spectramax ID5. Chất đối chứng dương là acid ascorbic; giá trị IC50 được xác định qua phương trình hồi quy tuyến tính biểu thị tương quan giữa nồng độ và phần trăm ức chế (I%).
  • Phương pháp quét gốc tự do cation ABTS+•: Thực hiện theo phương pháp của Re và cộng sự (1999). Cation gốc ABTS+• được tạo ra từ phản ứng giữa ABTS 7 mM và K2S2O8 2,45 mM (tỷ lệ 1:1 v/v) trong bóng tối 12–16 giờ, pha loãng về OD 0,70 ± 0,02 tại bước sóng 734 nm. Hỗn hợp gồm 190 µL dung dịch ABTS+• và 10 µL mẫu thử được ủ 10 phút ở nhiệt độ phòng tránh ánh sáng, đo quang tại bước sóng 734 nm. Chất đối chứng dương là Trolox.
• Phương pháp định lượng thành phần nhóm chất:
  • Tổng hàm lượng phenolic (TPC): Tiến hành theo phương pháp Singleton và cộng sự (1999) sử dụng thuốc thử Folin-Ciocalteu pha loãng 10 lần và Na2CO3 6%, đo quang phức màu xanh lam tại bước sóng 765 nm. Đường chuẩn xây dựng bằng acid gallic với phương trình hồi quy $y = 0,0217x + 0,1276$ ($R^2 = 0,9928$). Hàm lượng TPC biểu thị theo tỷ lệ phần trăm tương đương acid gallic (% GAE).
  • Tổng hàm lượng flavonoid (TFC): Tiến hành theo phương pháp đo quang tạo phức với muối AlCl3 10%, kết hợp NaNO2 5% và NaOH 1 M, đo độ hấp thụ tại bước sóng 510 nm. Đường chuẩn xây dựng bằng quercetin với phương trình hồi quy $y = 0,0021x + 0,128$ ($R^2 = 0,993$). Hàm lượng TFC biểu thị theo tỷ lệ phần trăm tương đương quercetin (% QE).
• Phương pháp phân tích hóa học tinh dầu và các chất bay hơi: Phân tích sắc ký khí ghép nối khối phổ (GC-MS) trên hệ thống máy ISQ 7000-Trace 1310 Thermo Scientific (Mỹ). Cột sắc ký mao quản dài 15 m, đường kính trong 0,25 mm, độ dày màng pha tĩnh 0,25 µm. Khí mang Heli tinh khiết với tốc độ dòng 1,0 mL/phút; thể tích tiêm mẫu 1 µL; dải quét khối phổ từ 300 đến 800 m/z. Chương trình nhiệt độ cột: giữ 80°C (2 phút), tăng 10°C/phút lên 180°C (giữ 2 phút), tăng 5°C/phút lên 290°C (giữ 10 phút), tổng thời gian chạy mẫu 45 phút. Mẫu phân tích được điều chế bằng cách chiết 1 g bột lá nghiền với 5 mL n-hexan qua siêu âm 30 phút và lọc qua màng PTFE 0,45 µm.
• Phương pháp xử lý số liệu: Thí nghiệm thực hiện lặp lại 3 lần. Số liệu biểu diễn dưới dạng trung bình ± độ lệch chuẩn (Mean ± SD). Số liệu được tính toán và xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel 2016, phân tích phương sai ANOVA và kiểm định t-Student, sự khác biệt có ý nghĩa thống kê được ghi nhận khi p < 0,05.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Chương 1 hệ thống hóa các tài liệu liên quan đến đối tượng nghiên cứu và cơ sở lý thuyết chuyên ngành:

• Tổng quan về thực vật: Phân loại chi Distichochlamys thuộc họ Zingiberaceae, bộ Zingiberales, lớp Liliopsida. Họ Gừng trên thế giới có khoảng 52 chi và 1500 loài; tại Việt Nam có 12 chi và 61 loài. Chi Distichochlamys gồm các cây thảo nhỏ, cao đến 35 cm, lá mọc cụm dày đặc. Loài Distichochlamys orlowii K. Newman là cây đặc hữu của Việt Nam, sinh trưởng ven suối và trảng cây bụi, có thân rễ bẹ nhỏ, mặt dưới lá màu tím than, mặt trên màu xanh lục gân nổi rõ, cụm hoa màu vàng, lá bắc viền đỏ. Tác giả tổng kết công bố trước về thân rễ D. orlowii cho thấy các nhóm chính gồm sesquiterpen hydrocacbon (33,7%), monoterpen chứa oxy (29,4%), monoterpen hydrocacbon (23,9%) với các chất tiêu biểu như geranyl acetat (16,5%), β-elemene (9,2%), β-pinen (9,0%).
• Tổng quan kỹ thuật chiết xuất: Phân tích nguyên lý chiết ngâm, ngấm kiệt, chiết Soxhlet và các kỹ thuật hiện đại như chiết siêu âm (sóng âm > 20 kHz tạo bọt khí xâm thực phá vỡ màng tế bào), chiết vi sóng (tần số 2450 MHz gây dao động phân cực sinh nhiệt), chiết chất lỏng siêu tới hạn (SFE) và chiết chất lỏng dưới áp suất cao (PLE).
• Tổng quan về stress oxy hóa và phương pháp thử nghiệm: Bản chất cấu tạo của gốc tự do với electron đơn lẻ ở quỹ đạo ngoài; danh mục các gốc ROS/RNS; hệ thống enzym bảo vệ (SOD, CAT, GPx) và phi enzym (polyphenol, flavonoid, vitamin C, E); nguyên lý phản ứng dập tắt gốc tự do DPPH, ABTS và phản ứng khử màu gốc hydroxyl.

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Chương 2 mô tả chi tiết quy trình chuẩn bị vật liệu và điều kiện thực nghiệm:

• Trình bày nguồn gốc mẫu thân lá tươi thu hái tại Nghệ An (02/11/2021), các hóa chất dung môi tinh khiết đạt Dược điển Việt Nam V và Dược điển Mỹ USP 42.
• Chuẩn hóa thông số cho 3 kỹ thuật chiết xuất với 4 dung môi (methanol, ethanol, ethyl acetat, dichloromethane) từ 10 g dược liệu tươi.
• Thiết lập chi tiết quy trình định lượng in vitro trên phiến 96 giếng: phản ứng DPPH ở 517 nm với acid ascorbic, phản ứng ABTS ở 734 nm với Trolox, phản ứng Folin-Ciocalteu đo TPC ở 765 nm với chuẩn acid gallic, phản ứng tạo phức nhôm clorid đo TFC ở 510 nm với chuẩn quercetin.
• Mô tả chi tiết thông số vận hành hệ thống GC-MS ISQ 7000-Trace 1310, các bước chuẩn bị dịch chiết n-hexan qua siêu âm và màng lọc PTFE 0,45 µm, cùng thuật toán chuẩn hóa diện tích pic để định lượng tỷ lệ phần trăm tương đối của các hợp chất bay hơi.

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ

Chương 3 công bố toàn bộ dữ liệu thực nghiệm thu được qua các bảng số liệu và sắc ký đồ:

• Hiệu suất chiết: Hiệu suất chiết dao động mạnh từ 0,1434% đến 3,816%. Phương pháp chiết siêu âm cho hiệu suất vượt trội trên tất cả các dung môi so với chiết Soxhlet và chiết lắc. Dung môi phân cực mạnh (methanol, ethanol) cho hiệu suất cao hơn hẳn dung môi kém phân cực (dichloromethane).
• Hoạt tính quét gốc tự do DPPH: Ghi nhận giá trị IC50 của các cao chiết. Cao chiết methanol qua chiết siêu âm thể hiện khả năng ức chế 50% gốc tự do DPPH mạnh nhất với giá trị IC50 đạt $243,89 \pm 5,98$ µg/mL. Hoạt tính yếu nhất được ghi nhận ở cao chiết ethanol bằng phương pháp chiết lắc với IC50 lên tới $1262,28 \pm 6,47$ µg/mL.
• Hoạt tính quét gốc tự do ABTS: Hoạt tính dập tắt cation gốc tự do ABTS+• thể hiện rõ rệt ở các phân đoạn phân cực. Cao chiết methanol bằng phương pháp siêu âm có hoạt tính cao nhất với IC50 đạt $33,58 \pm 3,14$ µg/mL, kế tiếp là cao chiết ethyl acetat bằng phương pháp lắc ($40,59 \pm 4,78$ µg/mL) và cao chiết ethanol bằng siêu âm ($46,14 \pm 4,55$ µg/mL). Giá trị IC50 kém nhất thuộc về cao chiết dichloromethane qua Soxhlet ($2336,89 \pm 24,56$ µg/mL).
• Hàm lượng phenolic (TPC) và flavonoid (TFC): Cao chiết ethanol thu bằng phương pháp siêu âm tích lũy hàm lượng phenolic tổng và flavonoid tổng cao nhất, lần lượt đạt $12,81 \pm 0,05$% GAE và $37,14 \pm 0,46$% QE.
• Thành phần hóa học qua GC-MS: Sắc ký khí khối phổ dịch chiết n-hexan đã phân tách và xác định được 32 hợp chất trong thời gian chạy 45 phút. Tổng các hợp chất nhóm terpen chiếm 69,692%, trong khi các hợp chất không phải terpen chiếm 30,308%. Các chất có hàm lượng cao nhất gồm: N-hexadecanoic acid (16,207%), Squalene (14,587%), $\alpha$-sesquiphellandrene (8,104%), Cis-vaccenic acid (8,104%), $\alpha$-pinene (4,538%) và Aristolochene (4,538%).

CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN

Chương 4 tập trung biện giải các quy luật hóa thực vật và tương quan sinh học:

• Về hiệu suất và phương pháp chiết: Hiệu quả vượt trội của phương pháp siêu âm được giải thích qua cơ chế tạo bọt khí xâm thực cơ học làm nứt vỡ vách tế bào thực vật, tạo diện tích tiếp xúc lớn giữa dung môi và chất tan. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với các công bố của Nguyễn Văn Tặng (2020) trên vỏ quả ca cao và Trần Thị Ngọc Mai (2020) trên rong nâu Sargassum.
• Về hoạt tính chống oxy hóa: Sự tương quan giữa hàm lượng polyphenol/flavonoid hòa tan với hoạt tính chống oxy hóa được khẳng định. Dung môi methanol phân cực hòa tan tốt các hợp chất có nhóm hydroxyl tự do (-OH), giúp dập tắt nhanh gốc DPPH và ABTS. Sự suy giảm hoạt tính ở một số mẫu Soxhlet nhiệt độ cao được lý giải do sự phân hủy nhiệt của các cấu trúc phenolic nhạy cảm.
• Về thành phần hóa thực vật đối sánh: Bàn luận cơ chế định lượng Folin-Ciocalteu và phản ứng tạo phức màu nhôm clorid. Điểm khác biệt quan trọng giữa thân lá và thân rễ loài D. orlowii được chỉ rõ: trong khi nghiên cứu trước đây chỉ ra thân rễ chứa hàm lượng monoterpen cao (chiếm trên 53%), thì tại dịch chiết thân lá, các hợp chất sesquiterpen lại chiếm ưu thế tuyệt đối (38,412%). Thành phần chính N-hexadecanoic acid (acid béo bão hòa) và squalene (triterpenoid) đóng vai trò chất chống oxy hóa tự nhiên và kháng khuẩn tiềm năng.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm toàn diện về hiệu suất chiết, hàm lượng hoạt chất và hoạt tính sinh học của thân lá cây Gừng Orlow (Distichochlamys orlowii):

Bảng tổng hợp hiệu suất chiết và hoạt tính chống oxy hóa in vitro

Phương pháp chiết	Dung môi chiết	Hiệu suất chiết (%)	Khả năng quét DPPH (IC50, µg/mL)	Khả năng quét ABTS (IC50, µg/mL)	TPC (% GAE)	TFC (% QE)
Chiết siêu âm	Methanol	3,816	$243,89 \pm 5,98$	$33,58 \pm 3,14$	$11,69 \pm 0,02$	$31,29 \pm 0,87$
	Ethanol	3,183	$320,90 \pm 13,24$	$46,14 \pm 4,55$	$12,81 \pm 0,05$	$37,14 \pm 0,46$
	Ethyl acetat	3,048	$436,73 \pm 10,46$	$180,10 \pm 4,73$	$7,79 \pm 0,04$	$31,40 \pm 0,96$
	Dichloromethane	0,642	$661,42 \pm 44,86$	$309,58 \pm 30,46$	$6,02 \pm 0,79$	$32,34 \pm 0,76$
Chiết Soxhlet	Methanol	3,436	$257,29 \pm 1,02$	$60,68 \pm 1,15$	$12,24 \pm 0,14$	$20,54 \pm 0,71$
	Ethanol	2,2423	$1197,24 \pm 14,81$	$396,37 \pm 23,74$	$6,50 \pm 0,40$	$19,77 \pm 0,41$
	Ethyl acetat	0,9902	$383,23 \pm 16,55$	$82,89 \pm 4,82$	$9,85 \pm 0,36$	$32,10 \pm 1,87$
	Dichloromethane	0,1434	$1111,66 \pm 9,26$	$2336,89 \pm 24,56$	$6,26 \pm 0,29$	$13,28 \pm 0,17$
Chiết lắc	Methanol	1,8253	$264,40 \pm 1,31$	$66,22 \pm 1,13$	$10,61 \pm 0,27$	$10,12 \pm 0,21$
	Ethanol	1,896	$1262,28 \pm 6,47$	$436,34 \pm 37,44$	$3,97 \pm 0,01$	$14,98 \pm 1,43$
	Ethyl acetat	0,641	$559,10 \pm 12,9$	$40,59 \pm 4,78$	$9,65 \pm 0,36$	$17,47 \pm 0,44$
	Dichloromethane	0,221	$774,63 \pm 26,09$	$541,66 \pm 0,56$	$9,80 \pm 0,21$	$19,98 \pm 0,13$

Bảng phân bố các nhóm hợp chất trong dịch chiết n-hexan qua GC-MS

Nhóm hợp chất	Tỷ lệ phần trăm diện tích pic (%)
Các monoterpene hydrocarbons	5,024
Các monoterpenes chứa oxy	4,052
Các sesquiterpene hydrocarbons	16,045
Các sesquiterpenes chứa oxy	22,366
Tổng các hợp chất sesquiterpene	38,412
Các Diterpenes	22,204
Tổng các hợp chất nhóm terpen	69,692
Các hợp chất không phải terpenes	30,308

Các hợp chất chính được nhận danh gồm: N-hexadecanoic acid (16,207%), Squalene (14,587%), $\alpha$-sesquiphellandrene (8,104%), Cis-vaccenic acid (8,104%), $\alpha$-pinene (4,538%), Aristolochene (4,538%), Linoelaidic acid (4,538%), Cholestanol (7,8$\alpha$ cyclobutan, 3-methoxy-6-oxo-2,methylene) (4,052%), Neophytadien (3,890%) và Phytol (3,728%).

Đóng góp khoa học của khóa luận:

• Lần đầu tiên công bố dữ liệu khoa học có hệ thống về thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa của bộ phận thân lá loài Gừng Orlow (Distichochlamys orlowii), bổ sung vào nguồn tư liệu thực vật học còn thiếu hụt vốn trước đây chỉ tập trung vào thân rễ.
• Chỉ rõ phương pháp chiết có hỗ trợ của sóng siêu âm kết hợp dung môi phân cực (methanol, ethanol) là quy trình tối ưu nhất để thu nhận dịch chiết có hoạt tính quét gốc tự do và hàm lượng polyphenol/flavonoid cao.
• Khám phá sự khác biệt đặc trưng về hóa thực vật: thân lá tích lũy tỷ lệ cao các hợp chất sesquiterpen (38,412%) và diterpen (22,204%), khác biệt rõ nét so với thân rễ vốn giàu monoterpen.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận phản ánh một số giới hạn thực nghiệm gắn liền với phạm vi nghiên cứu:

• Hạn chế:
  • Mẫu dược liệu chỉ được thu thập tại một thời điểm (ngày 02/11/2021) và tại một địa bàn duy nhất (Nghệ An), chưa phản ánh được sự biến thiên của thành phần hoạt chất theo mùa, sinh cảnh hoặc các giai đoạn sinh trưởng khác nhau của cây.
  • Các thử nghiệm chống oxy hóa dừng lại ở quy mô in vitro qua cơ chế quét gốc tự do nhân tạo (DPPH, ABTS), chưa khảo sát trên các mô hình tế bào sống hoặc mô hình stress oxy hóa in vivo.
  • Phân tích thành phần hóa học dễ bay hơi bằng GC-MS mới chỉ thực hiện trên phân đoạn dịch chiết n-hexan, chưa tiến hành phân lập và xác định cấu trúc các hợp chất phenolic, flavonoid tinh khiết từ các phân đoạn phân cực cao.
• Hướng nghiên cứu tiếp theo:
  • Mở rộng phân lập, tinh chế các hợp chất đơn lẻ từ phân đoạn dịch chiết có hoạt tính cao (methanol, ethanol) bằng các kỹ thuật sắc ký cột, sắc ký bản mỏng điều chế và xác định cấu trúc bằng phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR).
  • Đánh giá sâu hơn các hoạt tính sinh học dược lý khác của dịch chiết thân lá như hoạt tính kháng viêm, kháng khuẩn, gây độc dòng tế bào ung thư và thử nghiệm hoạt tính chống oxy hóa trên động vật thực nghiệm.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là nguồn tài liệu chuyên khảo có giá trị ứng dụng cụ thể:

• Đối tượng tham khảo: Sinh viên, học viên cao học, nghiên cứu sinh chuyên ngành Dược học, Dược liệu học, Hóa hợp chất thiên nhiên, Hóa thực vật và Công nghệ sinh học dược.
• Nội dung giá trị:
  • Quy trình chiết xuất đối sánh có kiểm soát giữa 3 phương pháp (Soxhlet, lắc, siêu âm) trên 4 hệ dung môi, cung cấp thông số thực nghiệm chuẩn xác cho các nghiên cứu tối ưu hóa trích ly dược liệu họ Gừng.
  • Bộ số liệu đối chứng về giá trị IC50 (DPPH, ABTS) và phổ GC-MS chi tiết của 32 thành phần bay hơi là nguồn dữ liệu chuẩn hữu ích cho các đề tài nghiên cứu so sánh về chi Distichochlamys và hệ thực vật đặc hữu của Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp chiết xuất nào cho hiệu suất thu hồi cao nhất và dung môi nào đạt hiệu quả tốt nhất đối với thân lá Gừng Orlow? Phương pháp chiết có hỗ trợ của sóng siêu âm (20 kHz, < 40°C, 6 giờ) cho hiệu suất cao nhất trên tất cả các loại dung môi khảo sát. Dung môi đạt hiệu suất chiết cao nhất là methanol với hiệu suất đạt 3,816% (thu được 381,6 mg cao chiết từ 10 g dược liệu tươi). Ngược lại, phương pháp Soxhlet sử dụng dichloromethane cho hiệu suất thấp nhất, chỉ đạt 0,1434% (14,34 mg cao).

2. Cao chiết nào thể hiện hoạt tính chống oxy hóa mạnh nhất qua các thử nghiệm in vitro? Cao chiết methanol thu nhận bằng phương pháp chiết siêu âm thể hiện khả năng dập tắt gốc tự do mạnh nhất ở cả hai thử nghiệm, với giá trị IC50 trên phép thử DPPH là $243,89 \pm 5,98$ µg/mL và trên phép thử ABTS là $33,58 \pm 3,14$ µg/mL.

3. Mẫu cao chiết nào chứa hàm lượng phenolic toàn phần (TPC) và flavonoid toàn phần (TFC) cao nhất? Hàm lượng TPC và TFC cao nhất đều thuộc về cao chiết ethanol thu nhận bằng phương pháp chiết siêu âm, với các giá trị định lượng lần lượt là $12,81 \pm 0,05$% GAE (tương đương acid gallic) và $37,14 \pm 0,46$% QE (tương đương quercetin).

4. Phân tích GC-MS trên dịch chiết n-hexan đã nhận diện được bao nhiêu hợp chất và chất nào chiếm tỷ lệ lớn nhất? Phân tích GC-MS đã phân tách và xác định được 32 hợp chất trong thời gian chạy 45 phút. Trong đó, hai hợp chất chiếm tỷ lệ diện tích pic cao nhất là N-hexadecanoic acid (16,207%) và Squalene (14,587%). Về nhóm chất, các hợp chất sesquiterpen chiếm ưu thế lớn nhất trong tinh dầu thân lá với tỷ lệ 38,412%.

5. Điểm khác biệt cơ bản về thành phần hóa học giữa thân rễ và thân lá của loài Distichochlamys orlowii là gì? Theo các tài liệu tổng quan được tác giả đối chiếu, thân rễ của loài Distichochlamys orlowii chứa tỷ lệ monoterpen cao (vượt trên 53%, chủ yếu là monoterpen chứa oxy và hydrocacbon monoterpen như geranyl acetat, $\beta$-pinen). Ngược lại, kết quả thực nghiệm GC-MS đối với dịch chiết thân lá cho thấy tỷ lệ monoterpen rất thấp (chỉ chiếm 9,076%), trong khi các hợp chất sesquiterpen (38,412%) và diterpen (22,204%) chiếm tỷ lệ áp đảo.

Kết luận

Khóa luận của tác giả Lê Thị Hồng đã hoàn thành mục tiêu khảo sát thành phần hóa học và đánh giá hoạt tính chống oxy hóa in vitro của dịch chiết thân lá loài Gừng Orlow (Distichochlamys orlowii K. Newman). Nghiên cứu khẳng định phương pháp chiết siêu âm kết hợp dung môi phân cực (methanol, ethanol) là giải pháp tối ưu để thu nhận dịch chiết có hoạt tính dập tắt gốc tự do DPPH và ABTS vượt trội, gắn liền với hàm lượng cao các polyphenol và flavonoid. Kết quả phân tích GC-MS lần đầu tiên làm sáng tỏ 32 hợp chất trong dịch chiết n-hexan thân lá, chứng minh sự chiếm ưu thế của nhóm sesquiterpen cùng các hợp chất có hoạt tính sinh học giá trị như N-hexadecanoic acid và squalene. Công trình đóng góp cơ sở dữ liệu khoa học thực nghiệm quan trọng, đặt nền móng cho việc khai thác và ứng dụng nguồn dược liệu đặc hữu của Việt Nam trong y dược và công nghệ thực phẩm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

đặt vấn đề thời vụ thu hái để đảm bảo hoạt chất mong muốn có hàm lượng cao nhất.2 Các kỹ thuật chiết xuất Có rất nhiều kỹ thuật và thiết bị chiết khác nhau được áp dụng cho hai phương pháp chiết như: chiết ở nhiệt độ thường (ngâm lạnh, ngấm kiệt ở nhiệt độ thường) hay nhiệt độ cao (chiết nóng, hãm, sắc, ngấm kiệt nóng), chiết với các thiết bị như soxhlet, kumagawa,…tùy yêu cầu, điều kiện mà lựa chọn kỹ thuật chiết thích hợp. Các phương pháp chiết gồm có ngâm và ngấm kiệt. Trong phương pháp ngâm dược liệu được ngâm trong một lượng thừa dung môi trong một thời gian nhất định để các chất tan trong dược liệu hòa tan vào dung môi. Dịch chiết sau đó được rút hết ra và dung môi mới được thêm vào và quá trình ngâm chiết được lặp lại cho tới khi lấy hết các chất khỏi dược liệu.

Trong phương pháp ngấm kiệt, dung môi được dịch chuyển trong khối dược liệu theo một chiều xác định với một tốc độ nhất định. Trong quá trình dịch chuyển, các chất tan trong dược liệu tan vào dung môi và nồng độ dung dịch tăng dần cho tới khi bão hoà ở đầu kia của khối dược liệu. Như vậy, ngấm kiệt là 1 quá trình chiết ngược dòng với nồng độ dịch chiết tăng dần từ đầu tới cuối khối dược liệu. Dung môi mới tiếp xúc với dược liệu có lượng hoạt chất thấp nhất do vậy quá trình chiết được thực hiện hoàn toàn hơn.

Dung môi chiết cũng tùy theo từng loại hoạt chất mà chọn cho thích hợp. Về nguyên tắc, để chiết các chất phân cực (các glycosid, các muối của alcaloid, các hợp chất polyphenol.) thì phải sử dụng các dung môi phân cực. Để chiết các chất kém phân cực (chất béo, tinh dầu, carotenoid, các triterpen và steroid tự do,…) thì phải sử dụng các dung môi kém phân cực. Ngoài các kỹ thuật chiết cổ điển như trên ra, các kỹ thuật chiết mới như chiết với sự hỗ trợ của sóng siêu âm, vi sóng, chiết chất lỏng quá tới hạn, chiết dưới áp suất cao…đã được phát triển để nâng cao hiệu quả cũng như chất lượng chiết xuất [14].

Chiết với sự hỗ trợ của siêu âm Trong quá trình chiết xuất, đôi khi sóng siêu âm cũng được áp dụng để tăng hiệu quả chiết. Sóng siêu âm với tần số trên 20 kHz thường được sử dụng. Sóng siêu âm có tác dụng làm tăng sự hoà tan của chất tan vào dung môi và 8 tăng quá trình khuếch tán chất tan. Sóng siêu âm cường độ cao cũng có thể tăng quá trình khuyếch tán chất tan.

Sóng siêu âm cường độ cao cũng có thể phá vỡ cấu trúc tế bào, thúc đẩy quá trình chiết [14]. Ưu điểm: chiết xuất với sự trợ giúp của siêu âm thể hiện sự hiệu quả, đơn giản và ít tốn kém so với các kỹ thuật chiết xuất thông thường. Ưu điểm chính của phương pháp này là làm tăng khối lượng chiết xuất và động học của quá trình chiết xuất cũng nhanh hơn nên rút ngắn được thời gian chiết xuất. Siêu âm cũng có thể làm giảm nhiệt độ chiết xuất, cho phép chiết xuất các hợp chất kém bền với nhiệt.

So với chiết xuất bằng vi sóng và siêu tới hạn thì thiết bị chiết siêu âm rẻ hơn và tiến hành dễ dàng hơn. Hơn nữa, trong chiết xuất siêu âm có thể sử dụng nhiều loại dung môi để chiết xuất một khoảng rộng các hoạt chất [15]. Nhược điểm: siêu âm trong chiết xuất có thể làm biến đổi các chất chiết do nhiệt độ tăng cao và sự hình thành hydroqeroxyl, nhất là dung môi có nước. Một số hoạt chất trong dược liệu khi sử dụng siêu âm dễ bị phân hủy.

Vì vậy phải cẩn thận khi chọn điều kiện chiết xuất cũng như phương pháp phát hiện sản phẩm phân hủy [15]. Chiết với sự hỗ trợ của vi sóng Khi chiếu bức xạ điện từ ở tần số 2450 MHz (bức xạ trong vùng vi sóng của dải sóng điện từ) vào môi trường các chất phân cực, các phân tử sẽ chịu đồng thời 2 tác động: sự dẫn truyền ion và sự quay lưỡng cực dưới tác dụng của điện trường. Cả hai tác động này làm sinh ra nhiệt trong lòng khối vật chất làm cho việc gia nhiệt nhanh và hiệu quả hơn rất nhiều so với phương pháp dẫn nhiệt truyền thống. Trong chiết xuất, khi chiếu xạ vi sóng vào môi trường có chứa các tiểu phân dược liệu và dung môi phân cực, các phân tử dung môi và các chất phân cực sẽ dao động và nóng lên nhanh chóng làm tăng khả năng hoà tan các chất vào dung môi.

Thêm vào đó, vi sóng cũng làm phá huỷ cấu trúc vách tế bào thực vật làm các chất tan giải phóng trực tiếp vào dung môi chiết làm cho quá trình chiết chuyển thành hoà tan đơn giản. Điều này làm cho việc chiết xuất nhanh hơn nhưng cũng làm cho dịch chiết nhiều tạp chất hơn [14]. 9 Chiết bằng chất lỏng quá tới hạn Những năm gần đây phương pháp chiết xuất bằng chất lỏng quá giới hạn hoặc chất lỏng siêu tới hạn (Super-critical fluid extraction, SFE) cũng được áp dụng để chiết xuất trong định tính cũng như công nghiệp các hợp chất tự nhiên. Nguyên tắc của phương pháp này như sau: trong điều kiện áp suất bình thường, khi nâng nhiệt độ một chất lỏng tới điểm sôi của nó, chất lỏng sẽ hóa hơi.

Tuy nhiên nếu tiếp tục tăng nồng độ và đồng thời tăng áp suất của hệ lên quá một nhiệt độ và một áp suất nhất định nào đó, người ta sẽ thu được một “chất lỏng” đặc biệt gọi là chất lỏng quá tới hạn. Chất lỏng này không giống với trạng thái lỏng thông thường mà mang cả đặc tính của cả chất khí và chất lỏng. Trong phòng thí nghiệm, SFE được dùng để chiết mẫu cho phân tích dư lượng thuốc trừ sâu, các chất hữu cơ độc hại trong môi trường,…[14] Chiết dưới áp suất cao Một kỹ thuật chiết hiện cũng được sử dụng trong chiết xuất hiện đại là chiết dưới áp suất cao (pressurized liquid extraction, PLE). Khả năng hòa tan của các chất trong dung môi phụ thuộc nhiều và nhiệt độ.

Khi nhiệt độ tăng khả năng hòa tan các chất tăng. Vì thế trong chiết xuất, người ta có xu hướng tăng nhiệt độ để giảm lượng dung môi sử dụng và giảm thời gian chiết. Tuy nhiên, trong điều kiện bình thường, việc tăng nhiệt độ chiết có giới hạn của nó là nhiệt độ sôi của dung môi. Khi hóa hơi, dung môi không còn khả năng hòa tan các chất nữa.

Để khắc phục điều này, người ta tiến hành chiết các chất dưới áp suất cao dựa vào nguyên tắc: nhiệt độ sôi của chất lỏng tăng khi áp suất tăng. Khi đó ta có phương pháp chiết chất lỏng sưới áp suất [14].3 Tổng quan về oxy hóa 1.1 Gốc tự do Gốc tự do là trạng thái cấu trúc của phân tử có 1 điện tử lẻ ở quỹ đạo điện tử ngoài cùng [16], trong khi các phân tử của hệ sinh học đều có số điện tử chẵn ở lớp ngoài cùng [17, 18]. Vì vậy gốc tự do có đặc điểm là rất kém ổn định, chúng sẵn sàng phản ứng với phân tử hoặc nguyên tử lân cận, cho đi hoặc nhận thêm một điện tử để hoàn chỉnh quỹ đạo điện tử ngoài cùng của mình [18]. Đây là lý do, tại sao các gốc tự do có khả năng phản ứng cao và có thể 10 phản ứng với protein, lipid, carbohydrate và DNA.

Những gốc tự do này tấn công các phân tử ổn định gần nhất để “đánh cắp” electron để trở thành trạng thái bền vững. Khi phân tử bị tấn công mất điện tử, nó sẽ trở thành một gốc tự do mới, bắt đầu phản ứng dây chuyền, cuối cùng dẫn đến phá hủy tế bào [16]. Cấu tạo gốc tự do [19] Các gốc tự do hay nói chính xác là các chất hoạt động chứa oxy (Reactive Oxygen Species - ROS ) và các chất hoạt động chứa nito (Reactive Nitrogen Species - RNS) là các dẫn xuất dạng khử của oxy và nito phân tử. Chúng được chia thành hai nhóm lớn là các gốc tự do và các dẫn xuất không phải là gốc tự do (tiền thân của các gốc tự do).

Các chất hoạt động chứa oxy và nito chính [20] O2. OH Hydroxyl Gốc tự do NO. Nitric Oxide NO2. Nitrogen dioxid H2O2 Hydrogen peroxid Các dẫn xuất không Hypochlorous acid HOCl phải là các gốc tự do ONOO- Peroxy nitrit 11 ROS được coi là một trong những nguyên nhân chính gây tổn thương mô.

Tuy nhiên, sự cân bằng giữa sự sản sinh ROS và hoạt động của hệ thống chống oxy hóa trong cơ thể sống giúp duy trì sự phá hủy của quá trình oxy hóa ở mức độ thấp. Khi sự mất cân bằng xảy ra nghiêm trọng, sản sinh nhiều ROS sẽ gây ra stress oxy hóa. ROS là nguyên nhân gây ra các bệnh tim mạch, tiểu đường, viêm khớp dạng thấp, ung thư và rối loạn thần kinh …[21]. Tương tự như ROS, RNS có vai trò kép, vừa cho tác dụng có lợi vừa có thể gây hại cho hệ thống sống.

Nitric oxid là chất được biết sớm nhất với vai trò là phân tử làm giãn nở mạch máu, kiểm soát lượng máu lưu thông đến các bộ phận của cơ thể. Đồng thời, nó có thể là trung gian gây độc tế bào do phá hủy các enzym chuyển hóa bằng phản ứng với superoxid, peroxynitrit [20]. Các ROS và RNS được tạo ra một cách tất yếu trong quá trình trao đổi chất và tùy thuộc vào nồng độ mà chúng có tác động xấu, tốt đến cơ thể [20, 22]. Ở nồng độ thấp, các ROS và các RNS là các tín hiệu làm nhiệm vụ [22]: + Điều hòa phân ly tế bào + Kích hoạt các yếu tố phiên mã (NFkB, p38-MAP kinase,.) cho các gen tham gia quá trình miễn dịch, kháng viêm.

+ Điều hòa biểu hiện các gen mã hóa cho các enzym chống oxy hóa. Ở nồng độ cao, các ROS và RNS oxy hóa các đại phân tử sinh học gây nên [22]: + Đột biến ở DNA + Biến tính protein + Oxy hóa lipid 1.2 Hệ thống chống oxy hóa trong cơ thể Chất chống oxy hóa là những phân tử ổn định đủ để nhận hoặc nhường electron cho các gốc tự do và trung hòa chúng, do đó làm giảm hoặc mất khả năng gây hại tới tế bào của ROS [23].