Nghiên cứu hoạt tính sinh học của cây đại hoàng, cây lưỡi bò và cây muồng trâu

Nghiên cứu quá trình tách chiết hợp chất phenolic từ ba loài đại hoàng lưỡi bò muồng trâu với khả năng kháng vi sinh vật gây bệnh thực vật.

• Tác giả: Phạm Quang Dương
• Người hướng dẫn: PGS. TS Vũ Đình Hoàng
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học
• Đề tài: Nghiên cứu hoạt tính sinh học của cây đại hoàng, cây lưỡi bò và cây muồng trâu
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Các nghiên cứu về cây đai hoàng Rheum tanguticum Maxim
• 1.2. Giới thiệu về chi Rheum và cây đại hoàng Rheum tanguticum Maxim
• 1.3. Nghiên cứu về thành phần hóa học của cây đại hoàng trên thế giới
• 1.4. Hoạt tính sinh học cây đại hoàng (R. tanguticum) trên thế giới.1 Hoạt tính kháng vi sinh vật của các chất phân lập được và cao chiết từ cây đại hoàng
• 1.5. Hoạt tính sinh học khác
• 1.6. Các nghiên cứu về chi Rumex
• 1.7. Giới thiệu về chi Rumex và cây Rumex trisetifer Stokes
• 1.8. Nghiên cứu về thành phần hóa học, hoạt tính sinh học của chi Rumex trên thế giới
• 1.9. Một số kết quả nghiên cứu về thành phần hóa học của các loài thuộc chi Rumex
• 1.10. Hoạt tính kháng vi sinh vật của các chất phân lập được và cao chiết từ cây lưỡi bò trên thế giới
• 1.11. Hoạt tính kháng nấm
• 1.12. Hoạt tính kháng vi khuẩn
• 1.13. Các nghiên cứu về cây muồng trâu Senna alata (L
• 1.14. Giới thiệu về chi Cassia và cây cây muồng trâu Senna alata (L
• 1.15. Nghiên cứu về thành phần hóa học, hoạt tính sinh học cây muồng trâu trên thế giới
• 1.16. Nghiên cứu về thành phần hóa học của cây muồng trâu trên thế giới
• 1.17. Hoạt tính kháng vi sinh vật của các chất phân lập được và cao chiết từ cây muồng trâu trên thế giới
• 1.18. Hoạt tính kháng nấm
• 1.19. Hoạt tính kháng vi khuẩn
• 1.20. Phƣơng pháp bề mặt đáp ứng
• 1.21. Thuốc bảo vệ thực vật nguồn gốc thảo mộc
• 2. CHƯƠNG 2: TƢ NG V P ƢƠNG P P NG N ỨU
• 2.1. ối tƣợng nghiên cứu
• 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
• 2.3. Phân lập các chất từ cây đại hoàng – R
• 2.4. Phân lập các chất từ cây lƣỡi bò R
• 2.5. Phân lập các chất từ cây muồng trâu S
• 4. CHƯƠNG 4: T QUẢ VÀ THẢO LU N
• 4.1. Cấu trúc các chất phân lập đƣợc từ cây đại hoàng – R
• 4.2. Cấu trúc các chất phân lập đƣợc từ cây lƣỡi bò R
• 4.3. Cấu trúc các chất phân lập đƣợc từ cây muồng trâu Senna alata
• 4.4. ánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật của cao chiết và các hợp chất phân lập
• 4.5. Phân tích định lƣợng các hoạt chất bằng phƣơng pháp P
• 4.6. Nghiên cứu quy trình công nghệ tạo cao chiết từ mẫu thực vật
• 4.7. - Đề xuất quy trình công nghệ tạo cao chiết dichloromethane cây đại hoàng R
• PHỤ LỤC PHỔ
• PHỤ LỤC HPLC

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Hoạt Tính Sinh Học Cây Thuốc Quý

Việt Nam, với khí hậu nhiệt đới ẩm, là môi trường lý tưởng cho sự phát triển của nhiều loại cây trồng, bao gồm cả các loại cây thuốc. Tuy nhiên, điều kiện này cũng tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của các loại sâu bệnh hại cây trồng. Việc tìm kiếm các nguồn thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) từ thiên nhiên, an toàn và hiệu quả là một nhu cầu cấp thiết. Nghiên cứu về hoạt tính sinh học của các loại cây như cây đại hoàng (Rheum palmatum), cây lưỡi bò (Rumex crispus) và cây muồng trâu (Senna alata) mở ra tiềm năng lớn trong việc phát triển các loại thuốc BVTV sinh học, góp phần bảo vệ mùa màng và sức khỏe cộng đồng. Theo tài liệu gốc, diện tích đất nông nghiệp và lâm nghiệp của Việt Nam vào khoảng 20 triệu ha, trong đó diện tích gieo trồng khoảng 14 triệu ha, cho thấy tầm quan trọng của việc bảo vệ nguồn tài nguyên này.

Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích thành phần hóa học và đánh giá hoạt tính sinh học của các chiết xuất từ ba loại cây này. Mục tiêu là xác định các hợp chất có khả năng kháng nấm, kháng khuẩn, và các hoạt tính sinh học khác, từ đó mở đường cho việc ứng dụng chúng trong nông nghiệp và y học.

1.1. Giới Thiệu Chung Về Cây Đại Hoàng Lưỡi Bò Muồng Trâu

Cây đại hoàng (Rheum palmatum), cây lưỡi bò (Rumex crispus) và cây muồng trâu (Senna alata) là những loài cây có giá trị dược liệu đã được sử dụng từ lâu trong y học cổ truyền. Mỗi loại cây đều có những đặc tính riêng biệt và chứa các thành phần hóa học đa dạng. Cây đại hoàng nổi tiếng với khả năng nhuận tràng, thanh nhiệt. Cây lưỡi bò được biết đến với đặc tính kháng viêm, kháng khuẩn. Cây muồng trâu được sử dụng trong điều trị các bệnh ngoài da. Nghiên cứu này sẽ đi sâu vào phân tích các thành phần hóa học này để hiểu rõ hơn về cơ chế tác dụng của chúng.

1.2. Tầm Quan Trọng Nghiên Cứu Hoạt Tính Dược Lý

Việc nghiên cứu hoạt tính dược lý của cây đại hoàng, cây lưỡi bò và cây muồng trâu có ý nghĩa quan trọng trong việc tìm kiếm các nguồn thuốc mới, đặc biệt là các loại thuốc BVTV sinh học. Xu hướng sử dụng thuốc BVTV hóa học ngày càng giảm do những tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người. Do đó, việc phát triển các loại thuốc BVTV sinh học từ nguồn gốc tự nhiên là một giải pháp bền vững. Nghiên cứu này sẽ đánh giá khả năng kháng nấm, kháng khuẩn của các chiết xuất từ ba loại cây này đối với các loại bệnh hại cây trồng phổ biến.

II. Thách Thức và Giải Pháp Phát Triển Thuốc BVTV Sinh Học

Mặc dù tiềm năng của các loại cây thuốc trong việc phát triển thuốc BVTV sinh học là rất lớn, nhưng vẫn còn nhiều thách thức cần vượt qua. Một trong những thách thức lớn nhất là việc xác định và phân lập các hoạt chất có hoạt tính sinh học cao. Bên cạnh đó, việc đảm bảo tính ổn định và hiệu quả của các hoạt chất này trong điều kiện thực tế cũng là một vấn đề quan trọng. Để giải quyết những thách thức này, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các nhà khoa học trong các lĩnh vực hóa học, sinh học và nông nghiệp.

Nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc áp dụng các phương pháp hiện đại để phân tích thành phần hóa học và đánh giá hoạt tính sinh học của cây đại hoàng, cây lưỡi bò và cây muồng trâu. Đồng thời, nghiên cứu cũng sẽ đề xuất các giải pháp để tối ưu hóa quy trình chiết xuất và bảo quản các hoạt chất này, nhằm đảm bảo hiệu quả sử dụng trong thực tế.

2.1. Hạn Chế Nghiên Cứu Thành Phần Hóa Học và Hoạt Tính Sinh Học

Hiện nay, các nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của cây đại hoàng, cây lưỡi bò và cây muồng trâu ở Việt Nam còn hạn chế. Phần lớn các nghiên cứu tập trung vào việc sử dụng các loại cây này trong y học cổ truyền, mà chưa có nhiều nghiên cứu chuyên sâu về khả năng ứng dụng chúng trong nông nghiệp. Điều này đòi hỏi cần có sự đầu tư hơn nữa vào các nghiên cứu cơ bản và ứng dụng, nhằm khai thác tối đa tiềm năng của các loại cây này.

2.2. Yêu Cầu Kiểm Định Hoạt Tính Kháng Khuẩn và Hoạt Tính Kháng Nấm

Để có thể sử dụng các chiết xuất từ cây đại hoàng, cây lưỡi bò và cây muồng trâu làm thuốc BVTV sinh học, cần phải tiến hành các thử nghiệm kiểm định nghiêm ngặt về hoạt tính kháng khuẩn và hoạt tính kháng nấm. Các thử nghiệm này cần được thực hiện trong cả điều kiện in vitro (trong phòng thí nghiệm) và in vivo (trong điều kiện thực tế), nhằm đánh giá chính xác hiệu quả của các hoạt chất đối với các loại bệnh hại cây trồng.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Chiết Xuất và Phân Tích Hoạt Chất

Nghiên cứu này sử dụng một loạt các phương pháp hiện đại để chiết xuất và phân tích hoạt chất từ cây đại hoàng, cây lưỡi bò và cây muồng trâu. Các phương pháp này bao gồm: ngâm chiết bằng dung môi, sắc ký cột (CC), sắc ký lớp mỏng (TLC), sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), và các phương pháp phổ nghiệm như phổ khối lượng (MS) và phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR). Các phương pháp này cho phép xác định chính xác cấu trúc và hàm lượng của các thành phần hóa học trong các chiết xuất.

Đánh giá hoạt tính sinh học của các chiết xuất và các hợp chất phân lập được thực hiện thông qua các thử nghiệm in vitro và in vivo. Các thử nghiệm in vitro đánh giá khả năng ức chế sự phát triển của các loại vi khuẩn và nấm gây bệnh hại cây trồng. Các thử nghiệm in vivo đánh giá hiệu quả của các chiết xuất và các hợp chất trong việc bảo vệ cây trồng khỏi bệnh tật trong điều kiện thực tế.

3.1. Quy Trình Chiết Tách Thành Phần Hóa Học Từ Cây

Quy trình chiết tách thành phần hóa học từ cây đại hoàng, cây lưỡi bò và cây muồng trâu được thực hiện theo các bước sau: Đầu tiên, nguyên liệu thực vật được làm sạch, phơi khô và nghiền nhỏ. Sau đó, nguyên liệu được ngâm chiết bằng các dung môi khác nhau (ví dụ: n-hexan, ethyl acetate, methanol) để thu được các chiết xuất thô. Các chiết xuất thô này sau đó được phân đoạn bằng sắc ký cột để tách các nhóm hợp chất khác nhau. Các hợp chất tinh khiết được phân lập bằng sắc ký lớp mỏng và được xác định cấu trúc bằng các phương pháp phổ nghiệm.

3.2. Đánh Giá Hoạt Tính Kháng Vi Sinh Vật Của Chiết Xuất

Đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật của các chiết xuất được thực hiện bằng phương pháp khuếch tán trên đĩa thạch và phương pháp pha loãng liên tục. Phương pháp khuếch tán trên đĩa thạch đánh giá khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn và nấm xung quanh các đĩa giấy thấm chiết xuất. Phương pháp pha loãng liên tục xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của các chiết xuất đối với các loại vi khuẩn và nấm khác nhau.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Hoạt Tính Sinh Học Vượt Trội

Kết quả nghiên cứu cho thấy các chiết xuất từ cây đại hoàng, cây lưỡi bò và cây muồng trâu có hoạt tính sinh học đáng kể. Các chiết xuất này thể hiện khả năng kháng nấm và kháng khuẩn đối với nhiều loại vi sinh vật gây bệnh hại cây trồng. Đặc biệt, một số hợp chất phân lập được từ các chiết xuất này có hoạt tính mạnh hơn so với các chất đối chứng.

Nghiên cứu cũng xác định được các thành phần hóa học chính chịu trách nhiệm cho hoạt tính sinh học của các chiết xuất. Các thành phần này bao gồm: anthraquinone, flavonoid và các hợp chất phenolic. Kết quả này mở ra tiềm năng lớn cho việc phát triển các loại thuốc BVTV sinh học từ nguồn gốc tự nhiên.

4.1. Xác Định Cấu Trúc Các Hợp Chất Tự Nhiên

Nghiên cứu đã xác định được cấu trúc của nhiều hợp chất tự nhiên từ cây đại hoàng, cây lưỡi bò và cây muồng trâu. Các hợp chất này bao gồm: chrysophanol, physcion, emodin, kaempferol và aloe-emodin. Cấu trúc của các hợp chất này được xác định bằng các phương pháp phổ nghiệm như MS và NMR. Theo tài liệu gốc, hợp chất DH1 (chrysophanol) có cấu trúc ... (trích dẫn cấu trúc nếu có trong tài liệu).

4.2. Đánh Giá Hoạt Tính Kháng Khuẩn Cây Lưỡi Bò và Cây Muồng Trâu

Các chiết xuất từ cây lưỡi bò và cây muồng trâu thể hiện hoạt tính kháng khuẩn đáng kể đối với nhiều loại vi khuẩn gây bệnh hại cây trồng. Ví dụ, chiết xuất từ cây lưỡi bò có khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn Ralstonia solanacearum, một loại vi khuẩn gây bệnh héo rũ trên nhiều loại cây trồng. Chiết xuất từ cây muồng trâu có khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn Acidovorax avenae subsp. cattlyae, một loại vi khuẩn gây bệnh đốm lá trên dưa hấu.

4.3. Hoạt Tính Kháng Nấm Cây Đại Hoàng đối với bệnh đạo ôn

Các chiết xuất từ cây đại hoàng có khả năng kháng nấm, đặc biệt là đối với nấm Magnaporthe oryzae, tác nhân gây bệnh đạo ôn trên lúa. Các thành phần như Emodin có khả năng ức chế sự phát triển của nấm này, giảm thiểu thiệt hại cho cây trồng.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn và Tiềm Năng Phát Triển BVTV Sinh Học

Các kết quả nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các loại thuốc BVTV sinh học từ cây đại hoàng, cây lưỡi bò và cây muồng trâu. Các chiết xuất và các hợp chất phân lập được có thể được sử dụng để phòng ngừa và điều trị các bệnh hại cây trồng, thay thế cho các loại thuốc BVTV hóa học độc hại.

Việc phát triển các loại thuốc BVTV sinh học từ nguồn gốc tự nhiên không chỉ góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe con người, mà còn tạo ra các sản phẩm nông nghiệp an toàn và chất lượng cao. Nghiên cứu này sẽ đề xuất các quy trình công nghệ để sản xuất các loại thuốc BVTV sinh học từ cây đại hoàng, cây lưỡi bò và cây muồng trâu.

5.1. Đề Xuất Quy Trình Sản Xuất Thuốc BVTV Sinh Học

Dựa trên các kết quả nghiên cứu, có thể đề xuất quy trình sản xuất thuốc BVTV sinh học từ cây đại hoàng, cây lưỡi bò và cây muồng trâu như sau: (1) Thu gom và xử lý nguyên liệu thực vật; (2) Chiết xuất các hoạt chất bằng dung môi phù hợp; (3) Phân lập và tinh chế các hoạt chất; (4) Công thức hóa các hoạt chất thành các dạng chế phẩm khác nhau (ví dụ: dung dịch, bột, viên); (5) Kiểm định chất lượng sản phẩm; (6) Đăng ký và thương mại hóa sản phẩm.

5.2. Tiềm Năng Thị Trường và Khả Năng Ứng Dụng Rộng Rãi

Thị trường thuốc BVTV sinh học đang ngày càng phát triển trên toàn thế giới. Người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến các sản phẩm nông nghiệp an toàn và thân thiện với môi trường. Điều này tạo ra cơ hội lớn cho việc phát triển và ứng dụng các loại thuốc BVTV sinh học từ cây đại hoàng, cây lưỡi bò và cây muồng trâu.

VI. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Phát Triển Dược Liệu Tự Nhiên

Nghiên cứu này đã chứng minh tiềm năng to lớn của cây đại hoàng, cây lưỡi bò và cây muồng trâu trong việc phát triển các loại thuốc BVTV sinh học. Các chiết xuất và các hợp chất phân lập được từ các loại cây này có hoạt tính sinh học đáng kể và có thể được sử dụng để phòng ngừa và điều trị các bệnh hại cây trồng.

Trong tương lai, cần có thêm các nghiên cứu chuyên sâu về cơ chế tác dụng của các hoạt chất, cũng như các nghiên cứu về độc tính và an toàn của các chế phẩm. Đồng thời, cần đẩy mạnh việc hợp tác giữa các nhà khoa học, doanh nghiệp và nông dân để đưa các sản phẩm thuốc BVTV sinh học từ dược liệu tự nhiên vào thực tiễn sản xuất.

6.1. Nghiên Cứu Sâu Hơn Về Cơ Chế Tác Dụng

Để hiểu rõ hơn về hiệu quả của các hoạt chất, cần tiến hành các nghiên cứu sâu hơn về cơ chế tác dụng của chúng đối với các loại vi sinh vật gây bệnh. Các nghiên cứu này có thể sử dụng các phương pháp sinh học phân tử và hóa sinh để xác định các mục tiêu tác dụng của các hoạt chất trong tế bào vi sinh vật.

6.2. Đánh Giá Độc Tính và An Toàn Cho Môi Trường

Trước khi đưa các chế phẩm thuốc BVTV sinh học vào sử dụng rộng rãi, cần phải tiến hành các thử nghiệm đánh giá độc tính và an toàn đối với con người, động vật và môi trường. Các thử nghiệm này cần tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn quốc tế để đảm bảo an toàn cho người sử dụng và hệ sinh thái.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Việt Nam là quốc gia nông nghiệp nhiệt đới với tổng diện tích đất nông nghiệp và lâm nghiệp khoảng 20 triệu ha, trong đó diện tích gieo trồng chiếm khoảng 14 triệu ha. Điều kiện thời tiết nóng ẩm quanh năm, lượng mưa dồi dào tạo thuận lợi cho sự sinh trưởng của cây trồng nhưng cũng là môi trường cho dịch hại, nấm bệnh và cỏ dại phát triển. Trong tổng số các dịch hại trên cây trồng, bệnh do nấm gây ra chiếm tới 80%, tiêu biểu là các loài nấm đa thực gây hại diện rộng như Botrytis cinerea, Erysiphe graminis, Phytophthora infestans và Rhizoctonia solani.

Nhằm bảo vệ mùa màng, việc lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) tổng hợp hóa học đã dẫn đến tình trạng tồn dư kéo dài, gây ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí và đe dọa sức khỏe cộng đồng. Nhiều hoạt chất hóa học có nguy cơ gây ung thư, đột biến gen và đã bị cấm sử dụng (như carbendazim, difenoconazole, tebuconazole, carbofuran, azodrin). Thực tế này đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc nghiên cứu, phát triển các chế phẩm thuốc BVTV có nguồn gốc sinh học từ thảo mộc, sở hữu hoạt tính cao nhưng an toàn và thân thiện với môi trường.

Khoảng trống nghiên cứu được luận án xác định là việc thiếu hụt các công trình khảo sát toàn diện về thành phần hóa học phenolic, đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật gây bệnh thực vật (đặc biệt là thử nghiệm in vivo trên cây trồng) và xây dựng quy trình công nghệ chiết xuất tối ưu từ ba loài thực vật: Đại hoàng (Rheum tanguticum Maxim. ex Balf), Lưỡi bò (Rumex trisetifer Stokes) và Muồng trâu (Senna alata (L.) Roxb).

Luận án xác định 4 mục tiêu nghiên cứu cụ thể:

1. Nghiên cứu một số thành phần hóa học từ cây đại hoàng (Rheum tanguticum Maxim. ex Balf), cây lưỡi bò (Rumex trisetifer Stokes), cây muồng trâu (Senna alata (L.) Roxb).
2. Đánh giá hoạt tính kháng một số nấm gây bệnh cho cây trồng của cao chiết và chất tách được từ ba loài thực vật trên.
3. Đánh giá hoạt tính kháng một số vi khuẩn gây bệnh cho cây trồng của cao chiết và chất tách được từ ba loài thực vật trên.
4. Xây dựng và tối ưu hóa các quy trình công nghệ chiết xuất tạo cao chiết từ cây đại hoàng (Rheum tanguticum Maxim. ex Balf) và cây muồng trâu (Senna alata (L.) Roxb).

• Đối tượng nghiên cứu: Mẫu rễ cây đại hoàng (Rheum tanguticum Maxim. ex Balf), toàn cây lưỡi bò (Rumex trisetifer Stokes) và lá/thân cây muồng trâu (Senna alata (L.) Roxb). Các chủng vi sinh vật kiểm định gồm các chủng nấm gây bệnh (Botrytis cinerea, Phytophthora infestans, Puccinia recondita, Magnaporthe oryzae, Rhizoctonia solani, Blumeria graminis, Colletotrichum coccodes) và các chủng vi khuẩn gây bệnh thực vật (Acidovorax avenae subsp. cattlyae, Ralstonia solanacearum).
• Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát thành phần hóa học phenolic, thử nghiệm hoạt tính sinh học in vitro trong phòng thí nghiệm và in vivo trong điều kiện nhà lưới/nhà kính; tối ưu hóa thông số công nghệ chiết xuất quy mô phòng thí nghiệm tại Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã hệ thống hóa các công trình nghiên cứu trong nước và quốc tế liên quan đến ba đối tượng thực vật nghiên cứu:

• Chi Đại hoàng (Rheum tanguticum):

  • Peng Tei Tu và cộng sự (2005, 2006, 2007) đã phân lập và xác định hàng chục hợp chất anthraquinone, stilbene, tannin và phenylbutanone glucopyranoside bằng kỹ thuật HSSC, HPLC-DAD và HPLC-ESI-MS.
  • Xiao-Hui Zhao và cộng sự (2012) dùng HSCCC phân lập các dẫn xuất stilbene (trans-rhapontin, cis-rhapontin, trans-desoxyrhaponticin).
  • Xudong Xu và cộng sự (2012), Seng Li Wei và cộng sự (2014), Yulin Li và cộng sự (2016, 2017), Wenhua Xu và cộng sự (2021), Huilan Yue và cộng sự (2022) phân lập hàng loạt hợp chất anthraquinone aglycone và glycoside, flavan, chromone từ rễ đại hoàng.
  • Về hoạt tính sinh học: Lim và cộng sự (2003) khảo sát khả năng kháng khuẩn thực phẩm của dịch chiết MeOH; Zang và cộng sự (2022) nghiên cứu tác động của dịch chiết lên thành tế bào vi khuẩn Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum kháng kháng sinh.

• Chi Lưỡi bò (Rumex):

  • Demirezer và cộng sự (2001), Gunaydin và cộng sự (2002), Kerem và cộng sự (2003), Jang và cộng sự (2005), Jiang và cộng sự (2007), Zhao và cộng sự (2009), Mei và cộng sự (2009), Liang và cộng sự (2010), Zhang và cộng sự (2012), Orbán-Gyapai và cộng sự (2017), Shafiq và cộng sự (2020), Kengne và cộng sự (2021), Tsamo và cộng sự (2021), Li và cộng sự (2022), Aierken và cộng sự (2022) đã xác định các nhóm anthraquinone, stilbene, naphthalene acylglucoside, flavonoid, triterpenoid và ceramide từ các loài R. patientia, R. crispus, R. japonicus, R. gmelini, R. nepalensis, R. dentatus, R. aquaticus, R. abyssinicus.
  • Về hoạt tính kháng sinh học: Kisangau và cộng sự (2009), Humeera và cộng sự (2013), Elzaawely và cộng sự (2005), Harshaw và cộng sự (2010), Akeel và cộng sự (2014) khảo sát dịch chiết các loài Rumex trên các vi sinh vật y tế (Candida albicans, Aspergillus niger, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa). Tại Việt Nam, trước thời điểm luận án chỉ mới có nghiên cứu về cây chút chít nhăn (Rumex crispus).

• Cây Muồng trâu (Senna alata):

  • Gupta và cộng sự (1991), Hemlata và cộng sự (1993), Yadav (2013), Promgool và cộng sự (2014), Zhou và cộng sự (2020, 2022), Fotso và cộng sự (2021), Shi và cộng sự (2022) đã công bố các hợp chất flavonoid glycoside, anthraquinone (alatinone, aloe-emodin, emodin), hetero-dimeric polyphenol (alatains A, B), indole alkaloid và diterpene.
  • Về hoạt tính: Phongpaichit và cộng sự (2004), Abubacker và cộng sự (2008), Wuthi-Udomlert và cộng sự (2010), Legaspi và cộng sự (2020), Khan và cộng sự (2001), Somchit và cộng sự (2003), Adedayo và cộng sự (2008), Saito và cộng sự (2012), Ogunjobi và cộng sự (2013), Igwe và cộng sự (2015) ghi nhận hoạt tính kháng nấm da và kháng vi khuẩn y tế của các dịch chiết.

Khoảng trống luận án giải quyết: Hầu hết các nghiên cứu trước đây tập trung vào hoạt tính dược lý trên người hoặc vi sinh vật y tế. Luận án lựa chọn giải quyết khoảng trống về: (1) Nghiên cứu hóa thực vật chi tiết trên loài Rumex trisetifer mọc tại Việt Nam (chưa từng được nghiên cứu trước đó); (2) Đánh giá một cách có hệ thống hoạt tính kháng các chủng nấm và vi khuẩn chuyên gây bệnh trên cây trồng nông nghiệp cả in vitro và in vivo; (3) Ứng dụng quy hoạch thực nghiệm để tối ưu hóa quy trình công nghệ chiết tách hoạt chất định hướng ứng dụng làm thuốc BVTV sinh học.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án kết hợp các nguyên lý của Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Phương pháp đánh giá vi sinh vật bảo vệ thực vật và Kỹ thuật Hóa học (Quy hoạch thực nghiệm và Tối ưu hóa).

Khung lý thuyết và công cụ phân tích cấu trúc

• Lý thuyết chiết tách và phân lập: Dựa trên sự khác biệt về độ phân cực và ái lực hấp phụ của các hợp chất phenolic (anthraquinone, stilbene, flavonoid). Sử dụng sắc ký cột thường (CC), sắc ký cột nhanh (FC), sắc ký rây phân tử qua gel Sephadex LH20 và sắc ký bản mỏng (TLC) với thuốc thử hiện màu anisaldehyde (AS), Ceric Ammonium Molybdate (CAM).
• Phương pháp phổ xác định cấu trúc:
  • Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR): Phổ $^1\text{H-NMR}$, $^{13}\text{C-NMR}$, DEPT, COSY, HSQC, HMBC đo trên thiết bị Bruker với chất chuẩn nội Tetramethylsilane (TMS).
  • Phổ khối lượng: ESI-MS và UPLC-Triple-TOF/MS nhằm xác định khối lượng phân tử và mảnh ion hóa.
• Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC): Sử dụng hệ thống RP-HPLC để phân tích định tính và định lượng các hợp chất hoạt tính chính trong dịch chiết (xây dựng đường chuẩn tuyến tính).

Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học

• Hoạt tính kháng nấm hại thực vật:
  • In vitro: Đánh giá khả năng ức chế sự phát triển của hệ sợi nấm trong đĩa thạch phòng thí nghiệm, xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC, $\mu\text{g/mL}$).
  • In vivo: Thử nghiệm trên cây trồng sống trong nhà lưới đối với 7 bệnh nấm thực vật gồm: bệnh đốm xám cà chua (TGM - Botrytis cinerea), mốc sương cà chua (TLB - Phytophthora infestans), gỉ sắt lúa mì (WLR - Puccinia recondita), đạo ôn lúa (RCB - Magnaporthe oryzae), đốm vằn lúa (RSB - Rhizoctonia solani), phấn trắng đại mạch (BPM - Blumeria graminis), thán thư ớt (PAN - Colletotrichum coccodes). Đánh giá qua chỉ số bệnh (CSB) và độ hữu hiệu (ĐHH, %).
• Hoạt tính kháng vi khuẩn hại thực vật:
  • In vitro: Phương pháp khuếch tán giếng thạch và xác định giá trị MIC đối với vi khuẩn Acidovorax avenae subsp. cattlyae (gây bệnh đốm lá dưa hấu) và Ralstonia solanacearum (gây bệnh héo xanh).
  • In vivo: Thử nghiệm hiệu quả kiểm soát bệnh héo rũ trên cây cà chua trong điều kiện nhà kính và bệnh đốm lá trên dưa hấu.

Phương pháp tối ưu hóa công nghệ (RSM)

• Sử dụng phương pháp bề mặt đáp ứng (Response Surface Methodology - RSM) với mô hình quy hoạch thực nghiệm Box-Behnken bậc hai.
• Các biến độc lập được khảo sát gồm: loại dung môi, nhiệt độ chiết ($^\circ\text{C}$), thời gian chiết (phút/giờ) và tỉ lệ dung môi/nguyên liệu ($\text{mL/g}$). Hàm mục tiêu là hiệu suất thu hồi cao chiết hoặc hàm lượng hoạt chất phenolic.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 tổng thuật chi tiết cơ sở tài liệu về thực vật học, thành phần hóa học và hoạt tính sinh học đã công bố của ba loài: Đại hoàng (Rheum tanguticum), Lưỡi bò (Rumex trisetifer) và Muồng trâu (Senna alata). Chương này cũng phân tích tổng quan về thị trường thuốc BVTV trên thế giới và Việt Nam, cơ cấu thuốc nhập khẩu, xu hướng nghiên cứu hoạt chất sinh học giai đoạn 2009–2019, cùng với cơ sở toán học của phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) trong tối ưu hóa các quá trình công nghệ hóa học.

Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết nguồn gốc nguyên liệu thực vật, hóa chất, dung môi, thiết bị phân tích và quy trình thực nghiệm:

• Quy trình ngâm chiết phân đoạn bằng các dung môi có độ phân cực tăng dần: $n$-hexane, dichloromethane (DCM), ethyl acetate (EA), methanol (MeOH).
• Quy trình phân lập từng hợp chất:
  • Tách cặn DCM và EA của cây đại hoàng bằng sắc ký cột silica gel và Sephadex LH20.
  • Tách cặn $n$-hexane và EA của cây lưỡi bò.
  • Tách cặn DCM và EA của cây muồng trâu.
• Thiết lập chi tiết giao thức thử nghiệm in vitro và in vivo trên 7 bệnh nấm và 2 loài vi khuẩn thực vật.
• Thiết kế ma trận quy hoạch thực nghiệm kế hoạch bậc hai Box-Behnken nhằm tối ưu hóa quá trình chiết tách.

Chương 4: Kết quả và thảo luận

(Ghi chú: Luận án phân chia mục kết quả theo đề mục Chương 4 trong văn bản).

1. Phân lập và xác định cấu trúc hóa học các hợp chất

Luận án đã phân lập và xác định cấu trúc hóa học của 23 hợp chất từ 3 loài thực vật:

Loài thực vật	Ký hiệu	Tên hợp chất	Phân loại hóa học
Đại hoàng (R. tanguticum)	DH1 DH2 DH3 DH4 DH5 DH6 DH7	Chrysophanol Physcion Emodin Aloe-emodin Rhapontigenin Deoxyrhapotigenin Hỗn hợp Rhaponticin và Isorhapontin	Anthraquinone Anthraquinone Anthraquinone Anthraquinone Stilbene Stilbene Stilbene glycoside
Lưỡi bò (R. trisetifer)	RT1 RT2 RT3 RT4 RT5 RT6 RT7	Chrysophanol Physcion Emodin Emodin-8-$O$-$\beta$-D-glucoside Hỗn hợp Chrysophanol-8-$O$-$\beta$-D-glucoside và Physcion-8-$O$-$\beta$-D-glucoside $\beta$-Sitosterol Daucosterol	Anthraquinone Anthraquinone Anthraquinone Anthraquinone glycoside Anthraquinone glycoside Steroid Steroid glycoside
Muồng trâu (S. alata)	SA1 SA2 SA3 SA4 SA5 SA6 SA7 SA8	Methyl 2,4,6-trihydroxybenzoate Kaempferol (-)-Epiafzelechin Rhein Aloe-emodin Aloe-emodin-8-$O$-glucoside Kaempferol-3-$O$-glucoside Kaempferol-3-$O$-gentiobioside	Dẫn xuất Benzoic acid Flavonoid (Flavonol) Flavan-3-ol Anthraquinone Anthraquinone Anthraquinone glycoside Flavonoid glycoside Flavonoid glycoside

2. Đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật gây bệnh thực vật

• Hoạt tính từ Đại hoàng (R. tanguticum):
  • Cao chiết DCM và EA thể hiện hoạt tính kháng phổ rộng đối với các chủng nấm thử nghiệm in vivo.
  • Các hợp chất anthraquinone tinh khiết (DH1, DH2, DH3, DH4) thể hiện giá trị MIC in vitro khác nhau tùy chủng nấm. Hợp chất DH3 (emodin) và các cao chiết DCM, EA có khả năng ức chế rõ rệt đối với vi khuẩn Acidovorax avenae subsp. cattlyae (Aac).
• Hoạt tính từ Lưỡi bò (R. trisetifer):
  • Cao chiết MeOH, $n$-hexane và EA thể hiện hoạt tính in vivo kháng 7 loại nấm hại cây trồng.
  • Cặn $n$-hexane của cây R. trisetifer thể hiện hiệu quả kiểm soát in vivo rõ rệt đối với bệnh héo xanh trên cây cà chua do vi khuẩn Ralstonia solanacearum gây ra.
  • Các hợp chất RT1, RT2, RT3 được chứng minh là các thành phần chính đóng góp vào hoạt tính kháng khuẩn in vitro.
• Hoạt tính từ Muồng trâu (S. alata):
  • Cao chiết ethyl acetate (EA) và phân đoạn $n$-hexane ở nồng độ $3000,\mu\text{g/mL}$ thể hiện hiệu quả kháng nấm rõ rệt in vivo. Cao chiết EA thể hiện hiệu lực ức chế mạnh nấm Puccinia recondita (gây bệnh gỉ lá lúa mì WLR) và Colletotrichum coccodes (PAN).
  • Hoạt chất SA4 (rhein) và SA5 (aloe-emodin) thể hiện hiệu lực kiểm soát in vivo cao đối với các bệnh TGM (B. cinerea), TLB (P. infestans) và WLR (P. recondita).
  • Đối với vi khuẩn Acidovorax avenae subsp. cattlyae, cả cao chiết EA và hợp chất tinh khiết SA4 (rhein) đều cho kết quả kháng khuẩn mạnh phụ thuộc vào nồng độ xử lý.

3. Phân tích định lượng bằng phương pháp HPLC

Luận án đã xây dựng phương pháp thẩm định HPLC với độ tuyến tính cao, xác định hàm lượng các hoạt chất đánh dấu:

• Trong rễ đại hoàng: định lượng đồng thời DH3 (emodin), DH5 (rhapontigenin), DH2 (physcion), DH1 (chrysophanol), DH6 (deoxyrhapotigenin).
• Trong cây lưỡi bò: định lượng RT1, RT2, RT3, RT4, RT5a, RT5b trong các phân đoạn cao MeOH, $n$-hexane và EA.
• Trong cây muồng trâu: định lượng SA4 (rhein), SA5 (aloe-emodin), SA6 (aloe-emodin-8-$O$-glucoside) trong các loại cao DCM, EA và MeOH.

4. Nghiên cứu và tối ưu hóa quy trình công nghệ chiết xuất

• Tối ưu hóa quy trình tạo cao DCM từ cây đại hoàng (R. tanguticum):
  • Khảo sát đơn yếu tố: loại dung môi, nhiệt độ, thời gian và tỉ lệ dung môi/nguyên liệu ($\text{mL/g}$).
  • Tối ưu hóa bằng ma trận Box-Behnken kế hoạch bậc hai, xác lập phương trình hồi quy mô tả sự tương quan giữa các thông số công nghệ với hiệu suất chiết.
  • Kiểm tra thực nghiệm tại điểm tối ưu và xây dựng bản thuyết minh cùng sơ đồ quy trình công nghệ hoàn chỉnh.
• Tối ưu hóa quy trình tạo cao EA/MeOH từ cây muồng trâu (S. alata):
  • Đánh giá ảnh hưởng của các thông số chiết xuất đến hiệu suất thu cao tổng và hàm lượng hoạt chất.
  • Thiết lập mô hình hồi quy bậc hai qua phần mềm xử lý thống kê bề mặt đáp ứng, kiểm chứng độ tương thích của mô hình và xác định bộ thông số tối ưu để đưa ra quy trình công nghệ chiết xuất ổn định.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp về mặt khoa học và lý luận

1. Cung cấp dữ liệu hóa thực vật toàn diện và có hệ thống đầu tiên về loài Lưỡi bò (Rumex trisetifer Stokes) thu hái tại Việt Nam, phân lập và làm sáng tỏ cấu trúc 7 hợp chất (anthraquinone, anthraquinone glycoside và steroid).
2. Phân lập, xác định cấu trúc 7 hợp chất từ Đại hoàng (Rheum tanguticum) và 8 hợp chất từ Muồng trâu (Senna alata), làm phong phú thêm cơ sở dữ liệu phổ cộng hưởng từ hạt nhân ($^1\text{H}$, $^{13}\text{C}$, 2D-NMR) và phổ khối lượng của các dẫn xuất anthraquinone, stilbene, flavonoid tại Việt Nam.
3. Chứng minh cơ sở khoa học về hoạt tính kháng nấm và kháng khuẩn thực vật của các phân đoạn cao chiết và từng hợp chất phenolic tinh khiết (đặc biệt là rhein, emodin, aloe-emodin) trên cả mô hình phòng thí nghiệm (in vitro) và cây trồng sống trong nhà lưới/nhà kính (in vivo).

Đóng góp về mặt thực tiễn và công nghệ

1. Xác lập phương pháp định lượng đồng thời các hoạt chất phenolic chính trong ba loài thực vật bằng kỹ thuật HPLC, làm công cụ kiểm soát chất lượng nguyên liệu và dịch chiết.
2. Ứng dụng thành công mô hình toán học Box-Behnken để tối ưu hóa quy trình chiết tách cao giàu hoạt tính (cao DCM từ đại hoàng và cao EA/MeOH từ muồng trâu), cung cấp đầy đủ thông số công nghệ và thuyết minh quy trình sẵn sàng cho nghiên cứu nâng cấp quy mô.
3. Đề xuất các chế phẩm cao chiết thảo mộc tiềm năng thay thế hoặc hỗ trợ giảm thiểu thuốc BVTV hóa học trong phòng trừ bệnh đạo ôn, đốm vằn lúa, mốc sương cà chua, gỉ sắt lúa mì và bệnh héo xanh vi khuẩn.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Các thử nghiệm hiệu lực sinh học in vivo mới dừng lại ở quy mô chậu vại trong nhà lưới và nhà kính có kiểm soát; chưa tiến hành khảo sát diện rộng ngoài đồng ruộng với các điều kiện thời tiết phức tạp. Quy trình công nghệ chiết xuất được tối ưu hóa ở quy mô phòng thí nghiệm.
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  • Nghiên cứu nâng quy mô chiết xuất lên mức pilot.
  • Nghiên cứu công thức phối chế tạo các dạng chế phẩm thuốc BVTV sinh học hoàn chỉnh (như dạng nhũ dầu EC, huyền phù SC, hoặc bột thấm nước WP) có bổ sung chất phụ gia, chất bám dính phù hợp.
  • Thử nghiệm đồng ruộng diện rộng để đánh giá hiệu lực phòng trừ bệnh thực tế, độ bền môi trường và thời gian cách ly của chế phẩm.

---

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên môn cho các đối tượng:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên ngành Kỹ thuật Hóa học, Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Hóa dược và Bảo vệ thực vật: Tham khảo quy trình phân lập, bộ dữ liệu phổ NMR/MS chi tiết của các hợp chất anthraquinone, stilbene, flavonoid và phương pháp thẩm định định lượng HPLC.
• Cán bộ nghiên cứu và giảng viên: Sử dụng phương pháp luận quy hoạch thực nghiệm Box-Behnken (RSM) để ứng dụng vào tối ưu hóa các quy trình trích ly hoạt chất từ nguồn thảo mộc tự nhiên.
• Các nhà nghiên cứu phát triển sản phẩm (R&D) tại các doanh nghiệp thuốc BVTV và nhà quản lý nông nghiệp: Tham khảo các dẫn liệu thực nghiệm về hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn để định hướng phát triển các dòng sản phẩm thuốc BVTV nguồn gốc thảo mộc an toàn sinh học.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án đã phân lập và xác định cấu trúc được bao nhiêu hợp chất từ ba loài thực vật nghiên cứu?

Luận án đã phân lập và xác định cấu trúc của tổng cộng 23 hợp chất, bao gồm:

• 7 hợp chất từ rễ Đại hoàng (R. tanguticum): DH1 (chrysophanol), DH2 (physcion), DH3 (emodin), DH4 (aloe-emodin), DH5 (rhapontigenin), DH6 (deoxyrhapotigenin), DH7 (hỗn hợp rhaponticin và isorhapontin).
• 7 hợp chất từ Lưỡi bò (R. trisetifer): RT1 (chrysophanol), RT2 (physcion), RT3 (emodin), RT4 (emodin-8-$O$-$\beta$-D-glucoside), RT5 (hỗn hợp chrysophanol-8-$O$-$\beta$-D-glucoside và physcion-8-$O$-$\beta$-D-glucoside), RT6 ($\beta$-sitosterol), RT7 (daucosterol).
• 8 hợp chất từ Muồng trâu (S. alata): SA1 (methyl 2,4,6-trihydroxybenzoate), SA2 (kaempferol), SA3 ((-)-epiafzelechin), SA4 (rhein), SA5 (aloe-emodin), SA6 (aloe-emodin-8-$O$-glucoside), SA7 (kaempferol-3-$O$-glucoside), SA8 (kaempferol-3-O-gentiobioside).

2. Các hợp chất nào từ cây muồng trâu thể hiện hoạt tính kháng nấm và kháng vi khuẩn thực vật nổi bật nhất?

Hợp chất SA4 (rhein) và SA5 (aloe-emodin) là hai hoạt chất thể hiện hoạt tính mạnh nhất. Thử nghiệm in vivo trong nhà lưới cho thấy SA4 và SA5 kiểm soát hiệu quả các bệnh mốc sương cà chua (TLB do Phytophthora infestans), thối xám cà chua (TGM do Botrytis cinerea) và gỉ lá lúa mì (WLR do Puccinia recondita). Ngoài ra, SA4 (rhein) còn thể hiện hoạt tính ức chế mạnh theo nồng độ đối với vi khuẩn Acidovorax avenae subsp. cattlyae gây bệnh đốm lá dưa hấu.

3. Phân đoạn nào của cây lưỡi bò (Rumex trisetifer) có khả năng kiểm soát bệnh héo xanh vi khuẩn?

Cặn chiết $n$-hexane của cây lưỡi bò (Rumex trisetifer) thể hiện hiệu quả kiểm soát in vivo rõ rệt trong nhà kính đối với bệnh héo rũ cây cà chua do vi khuẩn Ralstonia solanacearum gây ra.

4. Luận án đã sử dụng mô hình toán học nào để tối ưu hóa quy trình chiết xuất?

Luận án sử dụng phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) kết hợp thiết kế ma trận thực nghiệm Box-Behnken bậc hai. Mô hình đã khảo sát tương quan đồng thời giữa 4 biến công nghệ (loại dung môi, nhiệt độ chiết, thời gian chiết và tỉ lệ dung môi/nguyên liệu) với hiệu suất chiết xuất cao dichloromethane từ đại hoàng và cao ethyl acetate/methanol từ muồng trâu.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Phạm Quang Dương đã hoàn thành xuất sắc các mục tiêu nghiên cứu đề ra trong việc khảo sát hóa thực vật, đánh giá hoạt tính sinh học và xây dựng quy trình công nghệ chiết xuất từ ba loài thảo mộc Rheum tanguticum, Rumex trisetifer và Senna alata. Bằng việc phân lập và làm sáng tỏ cấu trúc của 23 hợp chất phenolic cùng các thử nghiệm sinh học in vitro và in vivo trên 7 loài nấm và 2 loài vi khuẩn gây bệnh thực vật, công trình đã làm sáng tỏ cơ sở khoa học của hoạt tính kháng vi sinh vật của các nguồn nguyên liệu này. Kết quả tối ưu hóa quy trình công nghệ chiết xuất bằng phương pháp bề mặt đáp ứng Box-Behnken và định lượng hoạt chất qua HPLC cung cấp luận cứ kỹ thuật phục vụ phát triển các sản phẩm thuốc bảo vệ thực vật sinh học thân thiện với môi trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Việt Nam là một nước nông nghiệp, khí hậu nhiệt đới, có tổng diện tích đất nông nghiệp và lâm nghiệp vào khoảng 20 triệu ha, trong đó diện tích gieo trồng khoảng 14 triệu ha.Thời tiết nóng ẩm quanh năm, mưa nhiều là điều kiện thuận lợi để cây trồng phát triển, nhưng đồng thời cũng là điều kiện để côn trùng gây hại, nấm bệnh và cỏ dại nảy nở sinh sôi. Trong các dịch hại gây hại cây trồng thì bệnh hại do nấm gây ra chiếm tới 80%. Phổ biến là các loại bệnh nấm đa thực gây hại mạnh trên nhiều loại cây trồng khác nhau như Botrytis cineria, Erysiphe graminis, Phytophthora infestans và Rhizoctonia solani.

Trước tình hình đó, người dân đã dùng thuốc bảo vệ thực vật tổng hợp để phòng trừ dịch hại. Tuy nhiên, hiện tượng sử dụng tràn lan, sai mục đích, không tuân thủ các quy trình sử dụng an toàn và gây nên tình trạng ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí với thời gian tồn dư lâu dài, ảnh hưởng đến hệ sinh thái nông nghiệp và sức khỏe cộng đồng. Nhiều thuốc BVTV nguồn gốc tổng hợp hóa học có khả năng gây ung thư, biến đột gen, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường. Một số loại thuốc BVTV bị cấm sử dụng như carbendazim, diifenoconazole, tubeconazole, cabofuran, azodrin,….Vì vậy phải chú trọng sử dụng hoạt chất mới, ít độc hại, thân thiện môi trường, có nguồn gốc vi sinh và được chiết tách từ thảo mộc.

Xuất phát từ tính cấp thiết trong thực tiễn cuộc sống cần phải tạo ra các thuốc BVTV có nguồn gốc sinh học, chúng tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu: ― ghiên cứu quá trình tách chiết m t số hợp chất phenolic từ ba loài đại hoàng (Rheum tanguticum Maxim. ex Balf lưỡi bò (Rumex trisetifer Stokes muồng trâu (Senna alata (L. hoạt tính háng vi sinh vật gây bệnh thực vật. Mục tiêu của luận án gồm: - Nghiên cứu một số thành phần hóa học từ cây đại hoàng (Rheum tanguticum Maxim.

ex Balf), cây lưỡi bò (Rumex trisetifer Stokes), cây muồng trâu (Senna alata (L. xxii - Đánh giá hoạt tính kháng một số nấm gây bệnh cho cây trồng của cao chiết và chất tách được từ cây đại hoàng (Rheum tanguticum Maxim. ex Balf), cây lưỡi bò (Rumex trisetifer Stokes), cây muồng trâu (Senna alata (L. - Đánh giá hoạt tính kháng một số vi khuẩn gây bệnh cho cây trồng của cao chiết và chất tách được từ cây đại hoàng (Rheum tanguticum Maxim.

ex Balf), cây lưỡi bò (Rumex trisetifer Stokes), cây muồng trâu (Senna alata (L. - Xây dựng tối ưu hóa các quy trình công nghệ chiết xuất tạo cao MeOH từ cây đại hoàng (Rheum tanguticum Maxim. ex Balf), cây muồng trâu (Senna alata (L. 3 ối tƣợng nghiên cứu - Cây đại hoàng (Rheum tanguticum Maxim.

ex Balf), cây lưỡi bò (Rumex trisetifer Stokes), cây muồng trâu (Senna alata (L. Nội dung của luận án gồm: - Nghiên cứu phân lập và xác định cấu trúc một số thành phần hóa học từ cây đại hoàng (Rheum tanguticum Maxim. ex Balf), cây lưỡi bò (Rumex trisetifer Stokes), cây muồng trâu (Senna alata (L.) Roxb): Điều chế cặn chiết, tách các hợp chất bằng phương pháp sắc ký, xác định cấu trúc hóa học bằng các phương pháp hóa lý hiện đại - Thử nghiệm hoạt tính kháng một số nấm gây bệnh cho cây trồng của cao chiết và chất tách được từ cây đại hoàng (Rheum tanguticum Maxim. ex Balf), cây lưỡi bò (Rumex trisetifer Stokes), cây muồng trâu (Senna alata (L.

- Thử nghiệm hoạt tính kháng một số vi khuẩn gây bệnh cho cây trồng của cao chiết và chất tách được từ cây đại hoàng (Rheum tanguticum Maxim. ex Balf) cây lưỡi bò (Rumex trisetifer Stokes), cây muồng trâu (Senna alata (L. - Phân tích định lượng thành phần một số hoạt chất trong cao chiết từ mẫu nghiên cứu bằng phương pháp HPLC. - Nghiên cứu, tối ưu hóa các quy trình công nghệ chiết xuất tạo cao MeOH từ cây đại hoàng (Rheum tanguticum Maxim.

ex Balf), cây muồng trâu (Senna alata (L. 1 ƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1. Các nghiên cứu về cây đai hoàng Rheum tanguticum Maxim. Giới thiệu về chi Rheum và cây đại hoàng Rheum tanguticum Maxim.

ex Balf Chi Rheum L. thuộc phân họ Polygonoideae với khoảng 60 loài, trong đó có ba nhóm chính là đại hoàng Trung Quốc, đại hoàng Ấn Độ hay Himalaya và đại hoàng Rhapontic. Chi đại hoàng gồm các loài thân thảo sống lâu năm. Rễ cây dài thường phình to dạng củ.

Thân thường rỗng, có rãnh, nhẵn hoặc có lông. Lá đơn, có mép lá dạng lượn sóng, răng cưa hay xẻ thùy chân vịt. Lá cây phía dưới thưa, dày, hoặc xếp hình hoa thị, lớn hơn những lá phía trên, bẹ lá thường lớn; dạng màng mép thường nguyên. Hoa mọc thành chùm đơn hoặc chùm kép, thường hình chùy, hình cầu hoặc hình bông.

Cuống hoa có đốt. Hoa lưỡng tính hoặc đơn tính cùng gốc. Bao hoa sống dai, lá đài 6. Nhị thường 9 (6 + 3), hiếm khi 7 hoặc 8.

Nhụy ngắn, 3 ô nằm ngang; đầu nhụy phình to, mép uốn ngược xuống. Quả bế ba cạnh, có cánh. Giới thiệu về cây đại hoàng Rheum tanguticum Maxim. Cây thảo mộc sống lâu năm nhờ thân rễ to, khỏe.

Thân có rãnh, giữa rỗng, có lông trắng hoặc có gai ở các mấu và phía trên. Lá cây mọc thành cụm từ thân rễ, có kích thước lớn, có cuống dài, có bẹ chìa, phiến lá hình tim rộng 30-40 cm, phân thành 5 đến 7 thùy chính, các thùy này cũng có thể phân lần thứ hai hoặc đôi khi lần thứ ba. Gân lá nổi mặt dưới, thường màu đỏ nhạt. Từ năm thứ 3-4 thì xuất hiện 1 thân mọc lên cao 1-2 m mang một số lá nhỏ.

Phần ngọn thân là chùm hoa hình chùy mang nhiều hoa. Bao hoa gồm 6 bộ phận màu trắng, xanh nhạt, hoặc đỏ nhạt, 9 nhị. Cây ra hoa tháng 5-6, quả tháng 9-10. Nghiên cứu về thành phần hóa học, hoạt tính sinh học cây đại hoàng (Rheum tanguticum Maxim.) trên thế giới 1.

Nghiên cứu về thành phần hóa học của cây đại hoàng trên thế giới. Năm 2005, Peng Tei Tu và cộng sự sử dụng HSSC để tách được trans-3,5,4′- trihydroxystilbene-4′-O-β-D-glucopyranoside (1) và catechin (2) từ rễ cây đại hoàng [1]. Năm 2006, Peng Tei Tu và cộng sự sử dụng sử dụng HPLC-DAD đã xác định được 21 hợp chất trong cây đại hoàng gồm 9 hợp chất anthraquinone và dẫn xuất là 2 chrysophanol (3), physcion (4), emodin (5), rhein (6), aloe-emodin (7), chrysophanol- 8-O-β-D-glucopyranoside (8), aloe-emodin-8-O-β-D-glucopyranoside (9), sennoside A (10), sennoside B (11), 5 hợp chất phenylbutanone glucopyranoside gồm: 4-(4- hydroxyphenyl)-2-butanone (12), lindleyin (13), isolindleyin (14), 4-(4‘- hydroxyphenyl)-2-butanone-4‘-O-β-D-(2‖-O-galloyl-6‖-O-p- coumaroyl)glucopyranoside (15), 4-(4‘-hydroxyphenyl)-2-butanone-4‘-O-β-D-(2‖-O- cinnamoyl-6‖-O-galloyl) glucopyranoside (16), 4 hợp chất stilbene: trans-3,5,4‘- trihydroxystilbene-4′-O-β-D-glucopyranoside (1), trans-3,5,4‘-trihydroxystilbene (resveratrol) (17), , trans-3,5,4′-trihydroxystilbene-4′-O-β-D-(2‖-O-galloyl)- glucopyranoside (18), trans-3,5,4′-trihydroxystilbene-4′-O-β-D-(6‖-O-galloyl)- glucopyranoside (19), 2 hợp chất tannin gồm (−)-epicatechin-3-O-gallate (20), (+)- catechin (2), 1 naphthalene: torachryssone-8-O-β-D-glucopyranoside (21). Năm 2007, Peng Tei Tu cộng sử dụng HPLC kết hợp ESI-MS xác định được 41 hợp chất hóa học trong cây đại hoàng là 16 hợp chất anthraquinone và các dẫn xuất gồm chrysophanol (3), physcion (4), emodin (5), rhein (6), aloe-emodin (7), chrysophanol-8-O-β-D-glucopyranoside (8), physcion-8-O-β-D-glucopyranoside (22), emodin-8-O-β-D-glucopyranoside (23), rehin-8-O-β-D-glucopyranoside (24), aloe- emodin-8-O-β-D-glucopyranoside (9), aloe-emodin-8-O-β-D-(6‘- galloyl)glucopyranoside (25), chrysophanol-8-O-β-D-(6‘-O-β-D-glucopyranosyl) glucopyranoside (26), sennoside A (10), sennoside B (11), sennoside C (27), sennoside D (28), 7 hợp chất phenylbutanone glucopyranoside gồm 4-(4‘-hydroxyphenyl)-2- butanone-4‘-O-β-D-glucopyranoside (29) , isolindleyin (14), lindleyin (13), 4-(4‘- hydroxyphenyl)-2-butanone-4‘-O-β-D-(2‘-O-galloyl-6‘-O-galloyl)glucopyranoside (30), 4-(4‘-hydroxyphenyl)-2-butanone-4‘-O-β-D-(6‖-O-p-coumaroyl)glucopyranoside (31), 4-(4‘-hydroxyphenyl)-2-butanone-4‘-O-β-D-(2‖-O-galloyl-6‖-O-p- coumaroyl)glucopyranoside (15), 4-(4‘-hydroxyphenyl)-2-butanone-4‘-O-β-D-(2‖-O- cinnamoyl-6‖-O-galloyl) glucopyranoside (16), 4 hợp chất stilbene: trans-3,5,4′- trihydroxystilbene-4′-O-β-D-glucopyranoside (1), trans-3,5,4′-trihydroxystilbene (17), trans-3,5,4′-trihydroxystilbene-4′-O-β-D-(2‘-O-galloyl) glucopyranoside (18), trans- 3,5,4′-trihydroxystilbene-4′-O-β-D-(6‘-O-galloyl) glucopyranoside (19) và 12 hợp chất tannin: gallic acid (32), 1-O-galloylglucose (33), gallic acid 4-O-β-D-glucopyranoside 3 (34), gallic acid 3-O-β-D-glucopyranoside (35), gallic acid 3-O-β-D-(2‘-O- galloyl)glucopyranoside (36), gallic acid 4-O-β-D-(6‘-O-galloyl)glucopyranoside (37), 1,2,6-tri-O-galloyl-glucose (38), 2-O-cinnamoyl-1,3-di-O-galloyl-glucose (39), 2-O- cinnamoyl-1-O-galloyl--glucose (40), (+)-catechin (2), (-)-epicatechin-3-O-gallate (20), procyanidin B (41), 2 hợp chất naphthalene: torachryssone-8-O-β-D- glucopyranoside (21), 6-hydroxymusizin-8-O-β-D-glucopyranoside (42) [2].

Năm 2012, Xiao-Hui Zhao và các cộng sự đã sử dụng HSCCC để tách ra được 3 hợp chất stilbene là trans-rhapontin (43), cis-rhapontin (44) and trans- desoxyrhaponticin (45) [3] Năm 2012, Xudong Xu và các cộng sự đã tách ra từ rễ cây đại hoàng đoàng 8 hợp chất gồm 2 hợp chất naphthalene glycoside là 6-hydroxymusizin-8-O-β-D- glucopyranoside (42), torachrysone-8-O-β-D-glucopyranoside (21), 3 hợp chất phenylbutanone glucopyranoside:4-(4′-hydroxyphenyl)-2-butanone-4′-O-β-D-(2″-O- galloyl)-glucopyranoside (isolindleyin ) (14), 4-(4′-hydroxyphenyl)-2-butanone 4′-O- β-D-(6″-O-cinnamoyl)-glucopyranoside (31), 4-(4′-hydroxyphenyl)-2-butanone-4′-O- β-D-(2″-O-galloyl-6″-O-cinnamoyl)-glucopyranoside (15) và 3 dẫn xuất cinnamic acid là trans-cinnamic acid (46), p-coumaric acid glucoside (47), 4- hydroxybenzenepropanoic acid methyl ester (48) [4]. Năm 2014, Seng Li Wei và các cộng sự sử dụng kỹ thuật RP-HPLC đã xác định được các thành phần anthraquinones tự do (rhein (6), emodin (5), aloe-emodin (7), chrysophanol (3), physcion (4)), anthraquinone glycosides, dianthrones (sennoside A (10), sennoside B (11), flavan-3-ols ((+)-catechin (2)) và gallic acid (32) trong rễ cây đại hoàng. Năm 2016, Yulin Li và các cộng sự đã tách ra được 3 hợp chất anthraquinone glycoside gồm chrysophanol 1-O-β-D-glucoside (58), chrysophanol 8-O-β-D- glucoside (8) và physion 8-O-β-D-glucoside (22) từ cây đại hoàng [7]. Năm 2017, Yulin Li và các cộng sự đã sử dụng HSCCC và HPLC tách được 6 hợp chất là lindleyin (13), isolindleyin (14), resveratrol-4′-O-(2″-O-galloyl)- glucopyranoside (18), resveratrol-4′-O-(6′′-O-galloyl)-glucopyranoside (19), emodin 1-O-β-D-glucoside (59) và 3,5-dihydroxy-4′-methoxy stilbene-3-O-β-D- glucopyranoside (trans-desoxyrhaponticin (45) từ cây đại hoàng [8].

Năm 2021, Wenhua Xu và các cộng sự đã tách ra từ rễ cây đại hoàng được 5 hợp chất anthraquinone bao gồm aloe-emodin (7), rhein (6), emodin (5), chrysophanol (3)và physciol (4) cùng với 5 hợp chất flavonoid bao gồm tricin (60), quercetin-3-O-β- D-glucoside (61), kaempferol-3-O-α-L-rhamnopyranoside (62), rhamnazin (63) và tricin-7-O-β-D-glucopyranoside (64) [9]. Năm 2022, Huilan Yue và các cộng sự đã xác định được từ phần dịch chiết từ rễ cây đại hoàng không chứa poly sarcharide và protein 48 chất gồm 10 hợp chất anthraquinone: emodin (5), rhein (6), aloe emodin 8-O-glucoside (9), aloe emodin 1- O-glucoside (50), emodin 1-O-glucoside (59), emodin 8-O-glucoside (23), chrysophanol 8-O-glucoside (8), emodin (6-acetyl) glucoside (65), physcion 8-O- glucoside (22), rhein 8-O-glucoside (24), 4 hợp chất bianthrones: sennoside A (10), sennoside B (11), sennoside C (27), sennoside G (66); 8 hợp chất flavan: (+)-catechin (2), (-)-epicatechin-3-O-gallate (20), procyanidin B1(67), procyanidin B2 (68), procyanidin B 3-O-gallate I (69), procyanidin B 3-O-gallate II (70), procyanidin B 3,3‘-di-O-gallate (71), 3 hợp chất stilbene: resveratrol 4-O-(2′-O-galloyl) glucoside (18), resveratrol 4-O-(6′-O-galloyl) glucoside (19), resveratrol glucoside (1), 5 hợp chất phenylbutanone: lindleyin (13), isolindleyin (14), hydroxyphenyl butanone (2- 5 galloyl-6-p-coumaroyl) glucoside (15), hydroxyphenyl butanone (2-galloyl-6-feruloyl) glucoside (72), hydroxyphenyl butanone (2-galloyl-6-cinnamoyl) glucoside (73), 2 hợp chất naphthoside là aloesone-7-O-glucoside (74), torachrysone 8-O-glucoside (21), 1 hợp chất chromone là chromone-7-O-(2′-O-galloyl) glucoside (75), 7 hợp chất glucose gallate: gallic acid glucoside (33) , gallic acid (2-O-galloyl) glucoside (76), , gallic acid (6-O-galloyl) glucoside (37), 1,2-digalloyl-6-O-p-coumaroyl-glucoside (77), 1,6- digalloyl-2-O-p-coumaroyl-glucoside (78), digalloyl glucose (79), trigalloyl glucose (38) và 3 hợp chất axit phenolic: protocatechaic acid (80), coumaric acid (81), coumaric acid glucoside (82) bằng phân tích UPLC-Triple-TOF/MS. Các hợp chất anthraquinone và các dẫn xuất từ cây đại hoàng R. Các hợp chất phenylbutanone glucopyranoside từ cây đại hoàng R.

Các hợp chất stilbene từ cây đại hoàng R. Các hợp chất flavol và tannin từ cây đại hoàng R. Các hợp chất dẫn xuất naphthalene từ cây đại hoàng R. Các hợp chất acyl glycoside và hợp chất phenolic khác từ cây đại hoàng R.

Hoạt tính sinh học cây đại hoàng (R.