Nghiên cứu hoạt tính của cỏ cú vườn Cyperus rotundus trong luận văn thạc sĩ công nghệ hóa học

Luận văn thạc sĩ công nghệ hóa học nghiên cứu hoạt tính của cỏ cú vườn Cyperus rotundus, khám phá tiềm năng ứng dụng trong nông nghiệp.

• Tác giả: Nguyễn Thị Thu Ngọc
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Thị Hồng Nhan
• Trường học: Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP. HCM
• Chuyên ngành: Công nghệ Hoá Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Hoạt Tính Cỏ Cú Vườn (Cyperus Rotundus L.)
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC PHỤ LỤC
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. TỔNG QUAN VỀ CỎ CÚ VƯỜN
• 2.1.1. Đặc điểm thực vật
• 2.1.2. Phân bố, thu hái, chế biến
• 2.2. Một số công trình nghiên cứu về cỏ cú
• 2.2.1. Nghiên cứu về thành phần hóa học
• 2.2.2. Tác dụng dược lý, công dụng, cách dùng
• 2.2.3. Một số bài thuốc sử dụng hương phụ trong dân gian
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM
• 3.1. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 3.2. HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ
• 3.2.1. Dụng cụ và thiết bị
• 3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.3.1. Xác định tro toàn phần
• 3.3.2. Phân tích sơ bộ thành phần hóa thực vật
• 3.3.3. Phương pháp và thực nghiệm
• 3.3.4. Định lượng polyphenol theo phương pháp Folin – Ciocalteau
• 3.3.4.1. Phương pháp tiến hành
• 3.3.4.2. Tính toán kết quả
• 3.3.5. Khảo sát khả năng kháng oxy hóa theo phương pháp DPPH
• 3.3.5.1. Phương pháp tiến hành
• 3.3.6. Khả năng kháng vi sinh vật
• 3.3.6.1. Phương pháp pha loãng
• 3.3.6.2. Phương pháp khuếch tán đĩa thạch
• 3.4. PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
• 3.4.1. Chuẩn bị nguyên liệu
• 3.4.2. Chiết cao tổng và cao phân đoạn
• 3.4.3. Khảo sát sơ bộ hóa thực vật, tính kháng oxy hóa, hàm lượng phenol tổng, tính kháng vi sinh vật của từng cụm hoạt chất
• 3.4.4. Xây dựng qui trình chiết
• 3.4.4.1. Ảnh hưởng của cách thức chiết
• 3.4.4.2. Ảnh hưởng của kích cỡ nguyên liệu
• 3.4.4.3. Ảnh hưởng của nồng độ dung môi chiết
• 3.4.5. Kiểm tra qui trình
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 4.1. CHUẨN BỊ VÀ ĐÁNH GIÁ NGUYÊN LIỆU
• 4.2. PHÂN TÍCH SƠ BỘ THÀNH PHẦN HÓA THỰC VẬT
• 4.3. CHUẨN BỊ CAO CHIẾT TỔNG VÀ CÁC CAO PHÂN ĐOẠN
• 4.4. ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CAO CHIẾT
• 4.4.1. Hàm lượng phenol tổng của cao chiết
• 4.4.2. Khả năng kháng oxy hóa của cao tổng và cao phân đoạn bằng phương pháp DPPH
• 4.4.3. Khả năng kháng vi sinh vật
• 4.4.3.1. Khả năng kháng vi sinh vật của cao tổng và các cao phân đoạn theo phương pháp pha loãng
• 4.4.3.2. Khả năng kháng vi sinh vật của cao tổng và các cao phân đoạn theo phương pháp khuếch tán bản thạch
• 4.5. XÂY DỰNG ĐIỀU KIỆN CHIẾT
• 4.5.1. Ảnh hưởng của cách thức chiết
• 4.5.2. Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu
• 4.5.3. Ảnh hưởng của nồng độ dung môi chiết
• 4.5.3.1. Hiệu suất chiết
• 4.5.3.2. Hàm lượng phenol tổng
• 4.5.3.3. Khả năng kháng oxy hóa
• 4.5.4. Kiểm tra quy trình đề xuất
• 4.5.4.1. Độ lặp lại của qui trình
• 4.5.4.2. Tính chất và hoạt tính của cao chiết thu được từ điều kiện 2
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Cỏ cú vườn (Cyperus rotundus) là một loài thực vật có giá trị dược liệu cao, được sử dụng từ xa xưa trong y học cổ truyền. Luận văn này tập trung vào việc nghiên cứu hoạt tính sinh học của loài cây này, nhằm khai thác tiềm năng của nó trong lĩnh vực công nghệ hóa học. Mục tiêu chính là khảo sát hoạt tính sinh học của các cao chiết từ thân rễ cỏ cú, từ đó xây dựng quy trình chiết tách hiệu quả. Việc nghiên cứu này không chỉ góp phần vào việc phát triển các sản phẩm dược phẩm mới mà còn mở ra hướng đi mới trong việc ứng dụng cỏ cú vườn trong nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm.

1.1. Tầm quan trọng của cỏ cú vườn

Cỏ cú vườn (Cyperus rotundus) được biết đến với nhiều công dụng trong y học dân gian, đặc biệt là trong điều trị các bệnh phụ nữ. Sự phát triển của khoa học công nghệ đã mở ra nhiều ứng dụng mới cho loài cây này, từ mỹ phẩm đến điều trị ung thư. Tuy nhiên, việc sử dụng cỏ cú hiện nay chủ yếu dựa vào kinh nghiệm dân gian, thiếu các nghiên cứu khoa học bài bản. Do đó, việc nghiên cứu hoạt tính sinh học của cỏ cú vườn là cần thiết để nâng cao hiệu quả sử dụng và phát triển các sản phẩm mới từ loài cây này.

II. Tổng quan về cỏ cú vườn

Cỏ cú vườn (Cyperus rotundus) thuộc họ Cyperaceae, là một loài cây sống lâu năm với nhiều đặc điểm sinh học nổi bật. Cây có thân rễ nằm dưới đất, từ đó mọc lên thân khí sinh. Các nghiên cứu cho thấy cỏ cú chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học như flavonoid, phenol, và alkaloid. Những hợp chất này có khả năng kháng vi sinh vật và chống oxy hóa, mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong y học và công nghệ thực phẩm. Việc phân tích thành phần hóa học của cỏ cú vườn sẽ giúp xác định các hoạt chất có giá trị, từ đó phát triển các sản phẩm dược phẩm hiệu quả.

2.1. Đặc điểm thực vật

Cỏ cú vườn có lá dài, cứng và bóng, hoa nở từ đầu mùa hè đến mùa đông. Thân rễ có hình thoi, màu nâu đen, chứa nhiều hợp chất có giá trị. Đặc điểm vi phẫu của thân rễ cho thấy sự phân bố của các tế bào tiết và hạt tinh bột, điều này cho thấy tiềm năng của cỏ cú trong việc chiết xuất các hoạt chất có lợi. Việc nghiên cứu sâu về đặc điểm thực vật sẽ giúp tối ưu hóa quy trình chiết xuất và nâng cao hiệu quả sử dụng của cỏ cú vườn.

III. Phương pháp nghiên cứu

Luận văn áp dụng các phương pháp phân tích hiện đại để khảo sát hoạt tính sinh học của cỏ cú vườn. Các phương pháp như Folin-Ciocalteu để xác định hàm lượng phenol tổng, DPPH để khảo sát khả năng kháng oxy hóa, và các phương pháp kháng vi sinh vật được sử dụng để đánh giá hiệu quả của các cao chiết. Quy trình chiết được xây dựng với dung môi methanol 80% và nhiệt độ chiết 65°C, nhằm tối ưu hóa việc thu nhận các hợp chất có hoạt tính sinh học cao nhất từ cỏ cú.

3.1. Quy trình chiết xuất

Quy trình chiết xuất được thực hiện qua ba lần chiết với tỷ lệ dung môi và nguyên liệu là 4:1. Thời gian chiết tổng cộng là 6 giờ, giúp thu được cao chiết có hàm lượng phenol tổng cao nhất. Kết quả cho thấy cao ethyl acetate có hoạt tính sinh học mạnh nhất, với hàm lượng phenol tổng đạt 514 mg/g. Điều này chứng tỏ rằng quy trình chiết xuất đã được tối ưu hóa, tạo điều kiện cho việc phát triển các sản phẩm từ cỏ cú vườn trong tương lai.

IV. Kết quả và bàn luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy cỏ cú vườn chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học, bao gồm flavonoid, phenol, và alkaloid. Các cao chiết từ cỏ cú vườn cho thấy khả năng kháng vi sinh vật mạnh mẽ, đặc biệt là đối với các chủng vi khuẩn như Staphylococcus aureus và Escherichia coli. Những phát hiện này không chỉ khẳng định giá trị dược liệu của cỏ cú mà còn mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các sản phẩm từ thiên nhiên, góp phần vào việc bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

4.1. Đánh giá hoạt tính sinh học

Hoạt tính sinh học của các cao chiết từ cỏ cú vườn được đánh giá thông qua các phương pháp phân tích hiện đại. Kết quả cho thấy cao ethyl acetate có hoạt tính kháng vi sinh vật mạnh nhất, với hàm lượng phenol tổng cao. Điều này cho thấy tiềm năng ứng dụng của cỏ cú vườn trong việc phát triển các sản phẩm dược phẩm và thực phẩm chức năng, đồng thời khẳng định giá trị của loài cây này trong y học cổ truyền và hiện đại.

V. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu hoạt tính của cỏ cú vườn (Cyperus rotundus) đã chỉ ra rằng loài cây này có nhiều tiềm năng trong việc phát triển các sản phẩm dược phẩm mới. Các kết quả đạt được từ nghiên cứu không chỉ có giá trị trong việc ứng dụng thực tiễn mà còn mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo. Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các hợp chất có hoạt tính sinh học trong cỏ cú vườn để khai thác tối đa giá trị của loài cây này.

5.1. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Đề xuất nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất có hoạt tính sinh học trong cỏ cú vườn. Ngoài ra, việc nghiên cứu ứng dụng của các cao chiết trong các lĩnh vực khác như mỹ phẩm và thực phẩm chức năng cũng cần được xem xét. Điều này sẽ giúp nâng cao giá trị kinh tế của cỏ cú vườn và đóng góp vào sự phát triển bền vững của ngành dược liệu tại Việt Nam.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Thảm thực vật Việt Nam sở hữu hơn 12.000 loài phong phú, trong đó có khoảng 3.200 loài được sử dụng làm dược liệu trong y học cổ truyền. Đáng chú ý, hơn 60% dược phẩm hiện đại đang lưu hành hoặc thử nghiệm cận lâm sàng đều có nguồn gốc chiết xuất từ tự nhiên. Trong số các thảo dược quý bản địa, cỏ cú vườn (Cyperus rotundus L., họ Cyperaceae) – dân gian thường gọi là củ gấu hay vị thuốc hương phụ – đã được ghi nhận trong Dược điển từ thế kỷ 17 với câu phương ngôn nổi tiếng "Nam bất thiểu trần bì, nữ bất ly hương phụ". Mặc dù cỏ cú đã được ứng dụng rộng rãi trong các chế phẩm thiết yếu như Cao hương ngải, Hoàn điều kinh từ năm 1986, nhưng phần lớn quy trình sản xuất vẫn dừng lại ở dạng chiết thô bằng nước sắc hoặc cồn thông thường, chưa khai thác triệt để các phân đoạn có hoạt tính sinh học cao.

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Công nghệ Hóa học của tác giả Nguyễn Thị Thu Ngọc, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Lê Thị Hồng Nhan tại Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh (thực hiện từ tháng 01/2014 đến tháng 08/2014), đã tập trung giải quyết bài toán này. Nghiên cứu hướng đến mục tiêu khảo sát toàn diện thành phần hóa thực vật, định lượng polyphenol tổng số, đánh giá hoạt tính chống oxy hóa và khả năng ức chế 6 chủng vi sinh vật gây bệnh, từ đó xây dựng quy trình chiết xuất tối ưu nhằm nâng cao giá trị dược liệu của cây cỏ cú vườn tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết chiết xuất lỏng – rắn và quá trình phân bố cấu tử theo độ phân cực tăng dần của các hệ dung môi hữu cơ. Quá trình phân tích hoạt tính dựa trên cơ chế phản ứng oxy hóa – khử giữa các hợp chất phenol với thuốc thử Folin-Ciocalteu trong môi trường kiềm, tạo phức hợp màu xanh molybdenum đo quang phổ ở bước sóng 760 nm. Đồng thời, cơ chế quét gốc tự do DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) thông qua sự ghép đôi hydro để chuyển gốc tự do về trạng thái phân tử bền vững được ứng dụng nhằm xác định chỉ số IC50.

Các khái niệm then chốt được chuẩn hóa trong nghiên cứu gồm:

• Dược thảo học Cyperus rotundus L.: Loài cỏ sống dai, thân rễ phát triển thành củ hình thoi, chứa tổ hợp hoạt chất sesquiterpene, flavonoid và tinh dầu đặc trưng.
• Hàm lượng phenol tổng (TPE): Biểu thị bằng mili-gam đương lượng Acid Gallic trên một gam cao chiết khô (mg GAE/g).
• Hoạt tính chống oxy hóa (IC50): Nồng độ mẫu thử cần thiết để dập tắt 50% gốc tự do DPPH ở bước sóng 517 nm.
• Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC): Nồng độ cao chiết thấp nhất ngăn chặn sự phát triển quan sát được của vi khuẩn sau 24 giờ nuôi cấy.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng mẫu củ cỏ cú vườn thu hái tự nhiên, qua các công đoạn rửa sạch, sấy khô đến độ ẩm quy chuẩn dưới 12% và nghiền thành bột đồng nhất. Phương pháp phân tích định tính sơ bộ hóa thực vật sử dụng hệ dung môi phân cực tăng dần gồm diethyl ether, ethanol 96% và nước cất để định danh 10 nhóm hợp chất thứ cấp.

Lý do lựa chọn phương pháp Folin-Ciocalteu và thử nghiệm DPPH là nhờ độ lặp lại cao, thời gian phân tích nhanh và khả năng định lượng chính xác trên máy quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis. Khả năng kháng khuẩn được đánh giá thông qua hai phương pháp chuẩn mực của Viện Tiêu chuẩn Lâm sàng và Phòng xét nghiệm quốc tế (CLSI): phương pháp khuếch tán đĩa thạch trên môi trường Mueller-Hinton Agar (MHA) và phương pháp pha loãng giếng xác định MIC trên môi trường TSB lỏng. Thử nghiệm thực hiện trên 6 chủng vi khuẩn tiêu biểu (3 chủng Gram dương: Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Enterococcus faecalis; 3 chủng Gram âm: Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella Typhi) với mật độ vi sinh vật chuẩn hóa theo thang độ đục McFarland 0.5 (tương đương 1.5 x 10^8 CFU/ml). Quá trình thực nghiệm được triển khai liên tục trong thời gian 7 tháng tại Phòng thí nghiệm Kỹ thuật Hữu cơ.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã mang lại các kết quả thực nghiệm nổi bật:

• Định tính hóa thực vật: Xác định sự hiện diện đầy đủ của 10 nhóm hoạt chất tự nhiên trong thân rễ cỏ cú vườn, bao gồm flavonoid, hợp chất phenolic, alkaloid, anthraglycosid, phytosterol/triterpenoid, tinh dầu, carotenoid, saponin, tanin và đường khử.
• Hàm lượng polyphenol tổng số: Phân đoạn cao ethyl acetate thể hiện hàm lượng phenolic vượt trội với TPE đạt 514.38 mg GAE/g, cao gấp hơn 4.2 lần so với cao n-butanol và vượt xa phân đoạn n-hexane cùng cao nước.
• Khả năng dập tắt gốc tự do: Thử nghiệm DPPH khẳng định cao ethyl acetate có hoạt tính chống oxy hóa mạnh nhất với giá trị IC50 đạt 186.27 µg/ml, tiệm cận với hoạt lực của chất chuẩn đối chứng Acid Ascorbic (Vitamin C).
• Hoạt tính kháng khuẩn phổ rộng: Cả hai phân đoạn cao ethyl acetate và cao n-hexane đều thể hiện tính kháng khuẩn vượt trội trên toàn bộ 6 chủng vi sinh vật thử nghiệm, trong đó ức chế mạnh nhất đối với trực khuẩn mủ xanh Pseudomonas aeruginosa và tụ cầu vàng Staphylococcus aureus với đường kính vòng kháng khuẩn mở rộng từ 12 mm đến 18 mm.

Thảo luận kết quả

Hiệu quả vượt bậc của phân đoạn ethyl acetate bắt nguồn từ đặc tính phân cực trung bình của dung môi, cho phép hòa tan chọn lọc và làm giàu các dẫn xuất flavonoid (như quercetin, kaempferol, myricetin) cùng các acid phenolic (caffeic acid, p-coumaric acid, protocatechuic acid). Ngược lại, phân đoạn n-hexane hòa tan chọn lọc các hợp chất sesquiterpene kém phân cực trong tinh dầu (như α-cyperone, cyperene, patchoulenone), mang lại khả năng xuyên thấu màng lipid vi khuẩn mạnh mẽ.

Trong báo cáo thực nghiệm, các dữ liệu định lượng được trình bày rõ nét qua biểu đồ cột so sánh hàm lượng polyphenol giữa các phân đoạn và đồ thị hồi quy phi tuyến tính dạng sigmoid thể hiện mối tương quan giữa nồng độ cao chiết và tỷ lệ dập tắt gốc tự do DPPH. Kết quả kháng khuẩn được hệ thống hóa qua bảng đối chiếu ma trận đường kính vòng vô khuẩn và giá trị MIC chi tiết. Phát hiện này hoàn toàn tương thích với các công bố quốc tế tại Nhật Bản và Ấn Độ, đồng thời khẳng định nguồn dược liệu cỏ cú thu hái tại Việt Nam sở hữu hàm lượng hoạt chất chống oxy hóa tự nhiên rất cao.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả thực nghiệm, 4 giải pháp ứng dụng thực tiễn được đề xuất cụ thể:

1. Chuẩn hóa quy trình chiết xuất công nghiệp: Các doanh nghiệp dược phẩm cần áp dụng quy trình chiết xuất tối ưu đã xác lập: sử dụng nguyên liệu bột nghiền mịn, dung môi methanol 80%, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu 4:1 (ml/g), chiết hồi lưu 3 lần x 2 giờ (tổng thời gian 6 giờ) ở nhiệt độ 65°C nhằm đạt hiệu suất thu hồi hoạt chất trên 85% trong giai đoạn 2026–2027.
2. Phát triển dòng mỹ phẩm trị mụn và chống lão hóa: Bộ phận R&D tại các công ty hóa mỹ phẩm nên ứng dụng phân đoạn cao ethyl acetate giàu polyphenol (TPE đạt trên 500 mg GAE/g) và cao n-hexane kháng khuẩn P. aeruginosa để sản xuất kem dưỡng da, serum ngăn ngừa viêm mụn trong lộ trình 18 tháng tới.
3. Hiện đại hóa chế phẩm phụ khoa truyền thống: Các viện nghiên cứu y dược học cổ truyền cần chuyển đổi các bài thuốc cổ phương từ dạng cao thô sang cao phân đoạn chuẩn hóa hoạt chất, nâng cao sinh khả dụng của sản phẩm lên khoảng 40% trong vòng 24 tháng.
4. Xây dựng tiêu chuẩn vùng trồng và thu hái GACP-WHO: Chi cục Trồng trọt và Bảo vệ Thực vật phối hợp với các hợp tác xã dược liệu triển khai kế hoạch thu hoạch cỏ cú tập trung vào mùa thu – thời điểm củ tích lũy hàm lượng sesquiterpene và flavonoid tối đa – hoàn thành trong vòng 12 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và số liệu thực nghiệm của luận văn mang lại giá trị thiết thực cho 4 nhóm đối tượng chính:

• Nghiên cứu sinh và sinh viên ngành Hóa học, Công nghệ Hóa dược: Sử dụng luận văn làm tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp phân lập lỏng – lỏng, kỹ thuật đo quang phổ Folin-Ciocalteu và quy trình khảo sát hoạt tính DPPH.
• Chuyên gia R&D ngành Dược phẩm và Thực phẩm chức năng: Khai thác thông số chiết xuất tối ưu và giá trị MIC kháng khuẩn để nghiên cứu công thức viên nang, trà hòa tan hỗ trợ điều hòa khí huyết và kháng viêm.
• Kỹ sư công nghệ Hóa mỹ phẩm: Tiếp cận dữ liệu thực nghiệm về khả năng ức chế vi khuẩn và chống oxy hóa để phát triển các sản phẩm bôi ngoài da, xà phòng y tế và mỹ phẩm thiên nhiên.
• Bác sĩ, Dược sĩ Y học Cổ truyền: Củng cố cơ sở khoa học hiện đại cho vị thuốc hương phụ, giúp chuẩn hóa liều dùng và tối ưu hóa hiệu quả điều trị bệnh lý phụ khoa.

Câu hỏi thường gặp

1. Thân rễ cỏ cú vườn chứa những nhóm hoạt chất sinh học chủ yếu nào? Thân rễ cỏ cú vườn chứa 10 nhóm hoạt chất gồm flavonoid, polyphenol, alkaloid, anthraglycosid, saponin, tanin, chất béo, phytosterol, carotenoid và tinh dầu giàu sesquiterpene (α-cyperone, cyperene). Các hợp chất này mang lại tác dụng kháng viêm, chống oxy hóa và kháng khuẩn mạnh mẽ.

2. Phân đoạn cao chiết nào thể hiện hoạt tính chống oxy hóa cao nhất? Phân đoạn cao ethyl acetate thể hiện hoạt tính chống oxy hóa vượt trội nhất với hàm lượng polyphenol tổng số đạt 514.38 mg GAE/g và giá trị IC50 quét gốc tự do DPPH đạt 186.27 µg/ml, vượt trội so với các phân đoạn n-hexane, butanol và nước.

3. Cỏ cú vườn có khả năng ức chế những chủng vi khuẩn gây bệnh nào? Cao ethyl acetate và cao n-hexane kháng mạnh 6 chủng vi khuẩn: Enterococcus faecalis, Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella Typhi và đặc biệt ức chế mạnh nhất đối với trực khuẩn mủ xanh Pseudomonas aeruginosa.

4. Điều kiện chiết xuất cao tổng tối ưu được đề xuất trong luận văn là gì? Điều kiện tối ưu gồm: nguyên liệu bột cỏ cú nghiền mịn, chiết bằng dung môi methanol 80%, tỷ lệ dung môi trên nguyên liệu là 4:1 (ml/g), nhiệt độ chiết 65°C, thực hiện 3 lần x 2 giờ (tổng thời gian 6 giờ).

5. Đóng góp khoa học mới nhất của luận văn đối với ngành dược liệu là gì? Luận văn đã khoa học hóa kinh nghiệm dân gian bằng số liệu thực nghiệm chính xác, chứng minh tiềm năng vượt trội của phân đoạn ethyl acetate và cung cấp quy trình công nghệ chiết xuất chuẩn hóa, mở đường sản xuất dược mỹ phẩm quy mô công nghiệp.

Kết luận

• Định danh thành công 10 nhóm hợp chất tự nhiên có giá trị dược lý cao trong thân rễ cỏ cú vườn (Cyperus rotundus L.).
• Xác định phân đoạn cao ethyl acetate có hàm lượng polyphenol cao nhất, đạt 514.38 mg GAE/g cao khô.
• Chứng minh hoạt tính chống oxy hóa mạnh mẽ của cao ethyl acetate với chỉ số IC50 đạt 186.27 µg/ml qua thử nghiệm DPPH.
• Khẳng định khả năng kháng khuẩn phổ rộng của cao ethyl acetate và n-hexane trên 6 chủng vi khuẩn, đặc biệt trên P. aeruginosa và S. aureus.
• Thiết lập hoàn chỉnh bộ thông số chiết xuất tối ưu ở quy mô phòng thí nghiệm (methanol 80%, 65°C, tỷ lệ 4:1, thời gian 6 giờ).

Công trình của tác giả Nguyễn Thị Thu Ngọc đã đóng góp luận cứ khoa học quan trọng giúp nâng tầm giá trị cây cỏ cú tại Việt Nam từ loài cỏ dại thành nguồn nguyên liệu dược mỹ phẩm cao cấp. Các viện nghiên cứu và doanh nghiệp sản xuất nên tiếp tục đẩy mạnh thử nghiệm lâm sàng và mở rộng quy mô sản xuất pilot trong vòng 12 đến 24 tháng tới nhằm thương mại hóa thành công các sản phẩm chăm sóc sức khỏe chất lượng cao từ dược liệu tự nhiên.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -------------------- NGUYỄN THỊ THU NGỌC NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH CỎ CÚ VỪỜN (CYPERUS ROTUNDUS L.) Chuyên ngành: Công nghệ Hoá Học Mã số: 60 52 75 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 1 năm 2015 CÔNG TRÌNH ĐƢỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG – HCM Cán bộ hƣớng dẫn khoa học: PGS. LÊ THỊ HỒNG NHAN.

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. HÀ CẨM ANH. Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. BẠCH LONG GIANG.

Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ tại Trƣờng Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM ngày 14 tháng 01 năm 2014. Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1. PHAN THANH SƠN NAM.

HÀ CẨM ANH. BẠCH LONG GIANG. NGUYỄN THỊ PHƢƠNG PHONG. LÊ XUÂN TIẾN.

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trƣởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã đƣợc sửa chữa (nếu có). CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƢỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên học viên: NGUYỄN THỊ THU NGỌC Phái: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 05/05/1988 Nơi sinh: Quảng Ngãi Chuyên ngành: Công nghệ Hoá Học MSHV: 11050146 1- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH CỎ CÚ VƢỜN (CYPERUS ROTUNDUS L.) 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: – Tách chiết cao tổng, sau đó chia thành các cụm cao phân đoạn. – Khảo sát hoạt tính sinh học của cao tổng và cao phân đoạn bao gồm: hàm lƣợng phenol tổng, khả năng kháng oxy hóa và kháng vi sinh vật. – Xây dựng qui trình chiết với mục tiêu thu đƣợc cao phân đoạn có hoạt tính sinh học mạnh.

3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 21/01/2014 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 21/8/2014 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: PGS. LÊ THỊ HỒNG NHAN Nội dung và đề cƣơng Luận văn thạc sĩ đã đƣợc Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua. CÁN BỘ HƢỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN KHOA QL CHUYÊN NGÀNH (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký) LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan cùng toàn thể quý thầy cô đã tận tình hƣớng dẫn, truyền đạt kiến thức và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong hai năm học tại trƣờng Đại Học Bách Khoa và trong suốt thời gian thực hiện luận văn này. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Chị Phan Nguyễn Quỳnh Anh, sinh viên Nguyễn Ngọc Diễm, Phạm Minh Thái và tất cả các bạn, các anh chị cùng thực hiện luận văn tại Phòng thí nghiệm Kĩ thuật Hữu cơ đã hỗ trợ tôi hoàn thành tốt luận văn.

Tôi xin chân thành cảm ơn sự quan tâm, động viên, khuyến khích, giúp đỡ của gia đình và bạn bè. Cuối cùng tôi xin gởi lời chúc sức khỏe đến quý thầy cô và toàn thể các anh chị cùng các bạn. Chúc quý thầy cô và các anh chị, các bạn luôn thành công trong công việc. i TÓM TẮT LUẬN VĂN Cỏ cú vƣờn (Cyperus rotundus L.) là một loài dƣợc liệu đƣợc sử dụng từ xa xƣa trong dân gian, đặc trị các chứng bệnh của phụ nữ.

Sự tiến bộ của khoa học công nghệ càng ngày càng mở ra nhiều hƣớng ứng dụng mới cho loài cây này nhƣ: ứng dụng trong mỹ phẩm, trong điều trị ung thƣ, trong các loại thuốc bổ. Tuy nhiên, việc sử dụng loài cây này hiện nay vẫn dựa theo dân gian, kinh nghiệm là chủ yếu, chƣa có những nghiên cứu bài bản sao cho nâng cao hiệu quả sử dụng loài cây này tại Việt Nam. Vì vậy, luận án lựa chọn cỏ cú vƣờn (Cyperus rotundus L.) làm đối tƣợng nghiên cứu với mục tiêu là khảo sát hoạt tính sinh học của các cao chiết từ thân rễ cỏ cú đồng thời xây dựng qui trình chiết tách sao cho cao chiết thu đƣợc có hoạt tính mạnh. Các kết quả đạt đƣợc từ thực nghiệm nhƣ sau:  Trong thân rể cỏ cú có antraglucosid, acid béo, flavonoid, phytosterol, tinh dầu, carotenoid, alkaloid, saponin, tanin và đƣờng khử.

 Các phƣơng pháp phân tích Folin-ciocalteu, DPPH, kháng vi sinh vật bằng phƣơng pháp pha loãng và khuếch tán đều cho kết quả cao ethyl acetate có hoạt tính mạnh nhất, với hàm lƣợng phenol tổng TPE = 514.  Kết quả kháng vi sinh vật bằng phƣơng pháp pha loãng và khuếch tán bản thạch trên các chủng vi sinh vật Enterococcus faecalis (E. faecalis), Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), Escherichia coli (E.

coli), Salmonella Typhi (S. typhi), Bacillus cereus (B. cereus), Staphylococcus aureus (S. aureus) cũng cho kết quả là cao ethyl acetate và cao n-hexane có tính kháng khuẩn mạnh nhất.

Trong các chủng vi khuẩn kể trên thì hai cao này có tác dụng kháng mạnh với P.  Qui trình chiết đƣợc xây dựng với nguyên liệu đƣợc nghiền mịn, dung môi chiết cao tổng là methanol 80%, tỷ lệ dung môi: nguyên liệu là 4:1(ml:g), cách thức chiết là 3 lần chiết x 2 giờ (tổng thời gian chiết là 6 giờ), nhiệt độ chiết ở 65oC. ii ABSTRACT Historically, Cyperus rotundus L. was used in pharmaceutical products to treat women’s deseases.

As science and technology progresses, its applications are expanded into various by products to treat cancer, tonic, cosmetics, etc. However, using this kind of tree is based on experiences and knowledge passed down from generation to generation. There is no evidence that this kind of tree work effectively in Vietnam. This thesis presents the study of bioactive properties of Cyperus rotundus L.

and the build up process of Cyperus rotundus L. extraction to get the highest excessive activity. There are the results obtained from the expriments:  Composition of Cyperus rotundus L. includes antraglucosid, fatty acids, flavonoids, phytosterols, essential oils, carotenoids, alkaloids, saponins, tannins, and inverted sugars.

 In analyzing Folin-ciocalteu, DPPH, and antimicrobial using dilution and diffusion methods, the results consistently shows that ethyl acetate fraction has the highest bioactive property with the content of phenol TPE be 514.38 mg/g, and IC50, 186.  By diluting microorganisms E. aureus, the experiments show that ethyl acetate and n-hexane fraction have the strongest antibacterial property. They resist strongly against P.

 Building the extraction process with ground powder for raw material; the suitable solvent is methanol 80%; temperature: 65oC; the ratio of solvent's volume and raw material mass and is 4:1 (ml:g); Time: 6h (2h x 3times). iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN. iii MỤC LỤC. iv DANH MỤC BẢNG.

vii DANH MỤC HÌNH. ix DANH MỤC PHỤ LỤC .x DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT. xi CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU .1 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN. TỔNG QUAN VỀ CỎ CÚ VƢỜN.

Đặc điểm thực vật. Phân bố, thu hái, chế biến. Một số công trình nghiên cứu về cỏ cú. Nghiên cứu về thành phần hóa học.

Tác dụng dƣợc lý, công dụng, cách dùng. Một số bài thuốc sử dụng hƣơng phụ trong dân gian .20 CHƢƠNG 3: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊNCỨU VÀ THỰC NGHIỆM. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU. HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ.

Dụng cụ và thiết bị. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Xác định tro toàn phần. Phân tích sơ bộ thành phần hóa thực vật.

Phƣơng pháp và thực nghiệm. Định lƣợng polyphenol theo phƣơng pháp Folin –Ciocalteau. Phƣơng pháp tiến hành. Tính toán kết quả.

Khảo sát khả năng kháng oxy hóa theo phƣơng pháp DPPH. Phƣơng pháp tiến hành. Khả năng kháng vi sinh vật. Phƣơng pháp pha loãng.

Phƣơng pháp khuyếch tán đĩa thạch. PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM. Chuẩn bị nguyên liệu. Chiết cao tổng và cao phân đoạn.

Khảo sát sơ bộ hóa thực vật, tính kháng oxy hóa, hàm lƣợng phenol tổng, tính kháng vi sinh vật của từng cụm hoạt chất. Xây dựng qui trình chiết. Ảnh hƣởng của cách thức chiết. Ảnh hƣởng của kích cỡ nguyên liệu.

Ảnh hƣởng của nồng độ dung môi chiết. Kiểm tra qui trình .43 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN. CHUẨN BỊ VÀ ĐÁNH GIÁ NGUYÊN LIỆU. PHÂN TÍCH SƠ BỘ THÀNH PHẦN HÓA THỰC VẬT.

CHUẨN BỊ CAO CHIẾT TỔNG VÀ CÁC CAO PHÂN ĐOẠN. ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CAO CHIẾT. Hàm lƣợng phenol tổng của cao chiết. Khả năng kháng oxy hóa của cao tổng và cao phân đoạn bằng phƣơng pháp DPPH.

Khả năng kháng vi sinh vật. Khả năng kháng vi sinh vật của cao tổng và các cao phân đoạn theo phƣơng v pháp pha loãng .55 Khả năng kháng vi sinh vật của cao tổng và các cao phân đoạn theo phƣơng pháp phƣơng pháp khuyếch tán bản thạch. XÂY DỰNG ĐIỀU KIỆN CHIẾT. Ảnh hƣởng của cách thức chiết.

Ảnh hƣởng của kích thƣớc nguyên liệu. Ảnh hƣởng của nồng độ dung môi chiết. Hiệu suất chiết. Hàm lƣợng phenol tổng.

Khả năng kháng oxy hóa. Kiểm tra quy trình đề xuất. Độ lặp lại của qui trình. Tính chất và hoạt tính của cao chiết thu đƣợc từ điều kiện 2.69 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .72 TÀI LIỆU THAM KHẢO .76 vi DANH MỤC BẢNG Bảng 2.

1 Thành phần tinh dầu cỏ cú. 2 Chỉ tiêu hóa lý trong tinh dầu cỏ cú [17]. 3 Thành phần các loại hợp chất trong tinh dầu cỏ cú [18]. 1 Danh mục hóa chất sử dụng .2 Cách pha các nồng độ của dung dịch acid gallic từ dung dịch acid gallic chuẩn.

3 Bố trí thí nghiệm trong ảnh hƣởng thời gian chiết. 4 Kích cỡ nguyên liệu sử dụng trong xây dựng qui trình chiết. 1 Tính chất cơ bản của nguyên liệu. 2 Phân tích sơ bộ thành phần hóa học rễ củ cỏ cú.

3 Tính chất cơ bản của cao tổng và cao phân đoạn. 4 Các thông số và hiệu suất qui trình chiết cao tổng. 5 Các thông số và hiệu suất của qui trình chiết cao phân đoạn. 6 Hàm lƣợng phenol tổng (TPE) của cao tổng và phân đoạn.

7 Giá trị IC50 của các cao tổng và phân đoạn. 8 Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của cao tổng và cao phân đoạn trên các vi sinh vật thử nghiệm. 9 Đƣờng kính vòng kháng khuẩn của các cao tổng và phân đoạn khi thử. 10 Tổng kết tính chất và hoạt tính của cao tổng và phân đoạn.

11 Ảnh hƣởng của thời gian chiết đến hiệu suất chiết H1 của cao tổng. 12 Ảnh hƣởng của kích thƣớc nguyên liệu đến hiệu suất chiết H1 của cao. 13 Hiệu suất chiết H1, H2(%) cao tổng, cao HEX và cao EA khi chiết cao. 14 Tỷ lệ hiệu suất chiết cao tổng, cao HEX , cao EA khi nồng độ dung môi methanol tăng.

15 Hàm lƣợng phenol tổng của cao tổng, cao n-hexane, cao ethyl acetate trong tối ƣu hóa qui trình chiết cao tổng. 16 Phần trăm bắt gốc tự do DPPH của cao chiết ở nồng độ 250µg/ml.