Nghiên cứu hoạt tính sinh học của cây Trà hoa vàng (Camellia chrysantha) thu thập tại Thái Nguyên

Luận văn nghiên cứu hoạt tính sinh học của trà hoa vàng Camellia chrysantha tại Thái Nguyên (2024)

• Tác giả: Vi Thị Thu Hương
• Người hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Thu Ngà
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
• Đề tài: Nghiên cứu hoạt tính sinh học của cây Trà hoa vàng (Camellia chrysantha) thu thập tại Thái Nguyên
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thái Nguyên

Tóm tắt

I. Tổng quan sinh học trà hoa vàng Camellia chrysantha tại Thái Nguyên

Trà hoa vàng (Camellia chrysantha) là loài cây có giá trị dược liệu đặc biệt ở miền Bắc Việt Nam. Ở Thái Nguyên, người dân đã thu hái lá, hoa và quả để nghiên cứu các hợp chất sinh học. Nhiều công trình trước đây đã chỉ ra hàm lượng polyphenol và flavonoid cao, cho thấy tiềm năng chống oxy hoá và kháng khuẩn. Tuy nhiên, dữ liệu về hoạt tính sinh học cụ thể của mẫu thu thập tại Thái Nguyên còn hạn chế. Luận văn năm 2024 của Vi Thị Thu Hương tập trung vào việc chuẩn bị dịch chiết, xác định thành phần hoá học và đánh giá khả năng ức chế vi khuẩn và nấm. Phương pháp tạo dịch chiết bằng ngưng hơi nước cho phép bảo toàn các chất hoạt tính nhạy cảm. Kết quả sơ bộ cho thấy khả năng kháng khuẩn đáng kể đối với một số vi khuẩn Gram‑dương. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới cho việc phát triển thực phẩm chức năng và dược phẩm từ trà hoa vàng tại khu vực miền núi Thái Nguyên.

1.1. Đặc điểm sinh thái của Camellia chrysantha

Camellia chrysantha sinh trưởng ở độ cao 400‑800 m, ưa ánh sáng gián tiếp và đất giàu chất hữu cơ. Cây có lá sậm xanh, hoa vàng rực rỡ, thu hút côn trùng thụ phấn. Điều kiện khí hậu mát mẻ của Thái Nguyên giúp cây tích tụ hàm lượng flavonoid cao hơn so với các vùng đồng bằng.

1.2. Lịch sử và giá trị y học truyền thống

Trong y học dân gian, lá và hoa trà hoa vàng được dùng để giảm ho, hạ sốt và hỗ trợ tiêu hóa. Các tài liệu cổ cho biết cây có tác dụng kháng viêm và giải độc. Những công dụng này đã thúc đẩy các nhà nghiên cứu hiện đại khám phá các cơ chế sinh học tiềm năng.

II. Vấn đề nghiên cứu hoạt tính sinh học trà hoa vàng Camellia chrysantha tại Thái Nguyên

Mặc dù có nhiều tài liệu mô tả thành phần hoá học, nhưng việc xác định độ mạnh và phạm vi hoạt tính sinh học thực tế còn gặp khó khăn. Các mẫu thu thập tại Thái Nguyên bị ảnh hưởng bởi biến đổi mùa vụ và độ cao, gây sự khác biệt trong hàm lượng polyphenol. Thêm vào đó, thiếu chuẩn đo lường thống nhất khiến so sánh giữa các nghiên cứu trở nên không nhất quán. Một thách thức lớn là tách biệt các hợp chất hoạt tính khỏi những tạp chất không mong muốn trong dịch chiết. Cuối cùng, việc xác định liều dùng an toàn cho người tiêu dùng vẫn chưa được thực hiện đầy đủ. Những vấn đề này đòi hỏi một quy trình thí nghiệm chuẩn, bao gồm kiểm soát môi trường và tái lập các bước chiết xuất.

2.1. Đa dạng hoá học và ảnh hưởng môi trường

Thái Nguyên có khí hậu thay đổi theo mùa, dẫn đến mức độ flavonoid và catechin khác nhau trong cây. Nghiên cứu cần thu thập mẫu vào các thời điểm đồng nhất để giảm sai lệch. Độ ẩm đất và ánh sáng cũng ảnh hưởng đến tổng hợp các chất chống oxy hoá.

2.2. Thách thức trong xác định hoạt tính kháng khuẩn

Các phương pháp đo đĩa kháng sinh có độ nhạy khác nhau, gây khó khăn trong việc chuẩn hoá kết quả. Ngoài ra, một số vi khuẩn thử nghiệm có khả năng chịu đựng môi trường axit, làm giảm hiệu quả của dịch chiết. Cần thiết lập tiêu chuẩn kiểm soát pH và nồng độ.

III. Phương pháp nghiên cứu hoạt tính sinh học trà hoa vàng Camellia chrysantha tại Thái Nguyên

Nghiên cứu áp dụng quy trình chiết xuất bằng ngưng hơi nước 30 phút, duy trì nhiệt độ 95 °C để bảo toàn các hợp chất nhiệt nhạy. Dung dịch sau khi lọc được cân bằng pH 7,0 và lưu trữ ở ‑20 °C trước khi xét nghiệm. Phân tích thành phần hoá học thực hiện bằng HPLC‑UV, xác định các chỉ tiêu catechin, epigallocatechin‑3‑gallate và flavonol. Đánh giá kháng khuẩn sử dụng phương pháp vi vòng, đo bán kính cản khuẩn (IZ) đối với Staphylococcus aureus và Escherichia coli. Đối với kháng nấm, dùng phương pháp microdilution để xác định MIC đối với Candida albicans. Tất cả các bước đều được lặp lại ba lần để đảm bảo tính lặp lại và độ tin cậy của dữ liệu.

3.1. Quy trình chuẩn bị mẫu và chiết xuất

Lá tươi được rửa sạch, sấy khô ở 45 °C trong 12 giờ, sau đó nghiền mịn. 10 g bột lá trộn với 200 ml nước cất, ngưng hơi trong 30 phút. Sau khi lọc, dịch chiết được ly ly bằng hơi bốc hơi để cô đặc 5 lần, giúp tăng nồng độ chất hoạt tính.

3.2. Phân tích sinh học và thống kê

Kết quả đo được nhập vào phần mềm SPSS. Phân tích ANOVA kiểm tra sự khác biệt giữa các mẫu mùa vụ. Hệ số tương quan Pearson đánh giá mối liên hệ giữa hàm lượng flavonoid và vùng trùng kháng khuẩn. Độ tin cậy các phép thử đạt trên 0,95.

IV. Kết luận và ứng dụng hoạt tính sinh học trà hoa vàng Camellia chrysantha tại Thái Nguyên

Nghiên cứu chứng minh rằng trà hoa vàng thu thập ở Thái Nguyên chứa hàm lượng polyphenol cao, có khả năng kháng khuẩn và kháng nấm đáng kể. Các kết quả mở ra tiềm năng phát triển thực phẩm chức năng, mỹ phẩm và dược phẩm tự nhiên. Đề xuất khai thác bền vững nguồn tài nguyên địa phương, đồng thời xây dựng quy trình sản xuất tiêu chuẩn để bảo đảm chất lượng. Các nhà sản xuất có thể tận dụng dữ liệu này để tạo ra sản phẩm chống oxy hoá, hỗ trợ hệ miễn dịch và giảm viêm. Ngoài ra, nghiên cứu còn đề xuất mở rộng khảo sát các loài Camellia khác để xây dựng cơ sở dữ liệu sinh học phong phú cho vùng miền núi phía Bắc.

4.1. Đề xuất hướng phát triển sản phẩm

Sản xuất tinh chất trà hoa vàng dưới dạng bột lyo hoặc nang, dùng làm bổ sung dinh dưỡng. Kết hợp với các chiết xuất từ cây trà xanh để tăng hiệu quả chống oxy hoá. Thị trường mục tiêu bao gồm người cao tuổi và người có nhu cầu cải thiện sức khỏe.

4.2. Kiến nghị nghiên cứu tiếp theo

Tiếp tục nghiên cứu tác động dược lý trên mô hình động vật và lâm sàng. Khảo sát tác dụng chống ung thư và bảo vệ tim mạch. Đồng thời, xây dựng hệ thống quản lý nguồn gốc thực vật để bảo vệ đa dạng sinh học.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Giới thiệu chung về cây Trà hoa vàng 1. Vị trí phân loại Trà hoa vàng còn gọi là kim hoa trà, chè hoa vàng. Có tên khoa học là Camellia chrysantha, thuộc chi Trà hoa vàng (Camellia), họ Chè (Theaceae).

Theo hệ thống phân loại thực vật của Takhtajan công bố năm 2009 [59], Trà hoa vàng được phân loại như sau: Giới Thực vật (Plantae) Ngành Ngọc Lan (Magnoliophyta) Lớp Ngọc Lan (Magnoliopsida) Phân lớp Sổ (Dilleniidae) Bộ Trà (Theales) Họ Chè (Theaceae) 1. Đặc điểm thực vật Theo phân loại thực vật học của Võ Văn Chi, Trần Ninh, chi Camellia có đặc điểm: Cây bụi hoặc cây nhỏ, thường xanh, cành nhẵn hay có lông. Lá thường có cuống, đơn, mọc so le, không có lá kèm, chóp lá nhọn, có đầu nhọn hoặc kéo dài thành đuôi, gốc lá hình nêm hẹp hoặc nêm rộng, tròn hay hình tim, mép có răng cưa nhọn hoặc tù. Hoa đều, lưỡng tính, kích thước lớn hoặc nhỏ, mọc đơn độc hoặc tập trung 2 - 5 hoa ở nách lá hoặc đầu cành.

Hoa màu đỏ, trắng hoặc vàng [1], [10]. Cuống hoa ngắn hoặc gần như không có. Lá bắc 2 - 10, mọc xoắn trên cuống hoa. Cánh hoa 4 - 19, hợp một phần ở gốc cùng với vòng nhị ngoài.

Nhị nhiều, dính với nhau ở phía gốc, vòng nhị phía trong rời nhau, chỉ nhị dài. Bầu trên, 1 - 5 ô, vòi nhụy 1 - 5, dạng sợi, rời hoặc dính nhau, bầu và vòi nhụy nhẵn hay phủ lông mịn. Quả nang, hình cầu dẹt hoặc hình trứng, khi khô chẻ ô từ trên xuống thành 3, 4 hay 5 mảnh, có trụ hay không, vỏ quả dày hay mỏng, hóa 3 gỗ. Hạt một đến nhiều hạt trong mỗi ô, hình cầu, nửa cầu hay hình nêm, vỏ hạt màu nâu, nâu hạt dẻ nhạt hoặc nâu hồng, phủ lông hay nhẵn [1], [10].

Phân bố Trên thế giới, Trà hoa vàng có khoảng 350 loài, phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới châu Á, đặc biệt xuất hiện nhiều ở khu vực Đông Nam Á, từ dãy Himalaya về phía đông tới Nhật Bản và Indonesia. Cho tới nay, có rất nhiều nơi trên thế giới có các loài thuộc chi này [42], [44]. Ở Việt Nam, chi Camellia có khoảng 77 loài, trong đó có 27 loài Camellia spp. có hoa màu vàng phân bố từ Bắc vào Nam (Yên Bái, Thái Nguyên, Vĩnh Phúc, Quảng Ninh, Lâm Đồng, Bình Phước, v.) được thể hiện ở bảng 1.

Danh mục các loài Camellia spp. có hoa vàng ở Việt Nam STT Tên khoa học Tên Tiếng Việt 1 Camellia aurea Hung T. Chang Trà hoa vàng kim 2 Camellia crassiphylla Ninh & Hakoda Trà hoa vàng lá dày 3 Camellia cucphuongensis Ninh & Rosmann Trà hoa vàng Cúc Phương 4 Camellia dalatensis Luong, Tran & Hakoda Trà hoa vàng Đà Lạt 5 Camellia dilinhensis Ninh & V.Luong Trà hoa vàng Di Linh 6 Camellia dormoyana (Pierre) Sealy Trà hoa vàng Đo môi 7 Camellia euphlebia .Sealy Trà hoa vàng Tiên Yên 8 Camellia flava (Pit.) Sealy Trà hoa vàng nhạt 9 Camellia chrysantha (Hu) Tuyama Trà hoa vàng 10 Camellia gilbertii (A.) Trà hoa Gilbert 11 Camellia hakodae .Sealy Trà hoa vàng Hako 12 Camellia hamyenensis .Sealy Trà hoa vàng Hàm Yên 13 Camellia hirsute Trà hoa vàng nhiều lông 14 Camellia huulungensis Rosmann & Ninh Trà hoa vàng Hữu Lũng 15 Camellia impressinervis Hung T. Chang Trà hoa vàng gân lõm 4 16 Camellia kirinoi Ninh Trà hoa vàng Kiri 17 Camellia limonia C.Mo Trà hoa vàng da cam 18 Camellia murauchii Ninh & Hakoda Trà hoa vàng Murô 19 Camellia megasepala Hung T.Chang Trà hoa vàng Ba Bể 20 Camellia petelotii (Merr.) Sealy Trà hoa vàng Petelot 21 Camellia phanii Hakoda et Ninh Trà hoa vàng Phan 22 Camellia quephongensis Hakoda et Ninh Trà hoa vàng Quế Phong 23 Camellia rosmannii Ninh Trà hoa vàng Yên Tử 24 Camellia tamdaoensis Ninh et Hakoda Trà hoa vàng Tam đảo 25 Camellia thanxaensis Trà hoa vàng Thần Sa 26 Camellia tonkinensis (Pit.) Cohen-Stuart Trà hoa vàng Bắc bộ 27 Camellia tienii Ninh Hải đường hoa vàng 1.

Giá trị sử dụng của Trà hoa vàng Trà hoa vàng là loài cây có nhiều giá trị sử dụng như lấy gỗ, trồng làm cây cảnh, cây trồng tầng dưới ở các đai rừng phòng hộ, làm đồ uống cao cấp và có tác dụng làm dược liệu quý trong y học. Cây Trà hoa vàng có tác dụng hạ huyết áp, hạ đường huyết, giảm cholesterol máu, tăng cường hệ miễn dịch,. Do có giá trị dược tính và kinh tế cao, nhiều người đã trồng với diện tích tương đối lớn tại các khu vực như Vườn Quốc gia Tam Đảo, Vĩnh Phúc, Thái Nguyên, Quảng Ninh, Lạng Sơn,. Những năm gần đây, các nhà nghiên cứu đã phát hiện được 68 loài Trà hoa vàng tại Việt Nam và có 32 loài đặc hữu [35], [45].

Tình hình nghiên cứu Trà hoa vàng ở Việt Nam Năm 1991, trong cuốn “Cây cỏ Việt Nam”, quyển 1, tác giả Phạm Hoàng Hộ đã thống kê, mô tả 30 loài thuộc chi Camellia có ở Việt Nam [5]. Ở Việt Nam đã có một số công trình nghiên cứu về các loài trong họ Theaceae và trong chi Camellia, nhưng việc nghiên cứu mới chỉ tập trung vào một số loài cây lấy lá làm dược liệu, chế biến nước giải khát còn việc nghiên cứu chi Camellia với mục đích phân loại, thống kê, đánh giá hoạt tính sinh 5 học,. còn ít được đề cập đến. Trong những năm gần đây chi Camellia đã thực sự được các nhà thực vật học Việt Nam quan tâm, chú ý tìm hiểu và nghiên cứu [54].

Từ 1992 đến nay có rất nhiều nhà thực vật trong và ngoài nước công bố các nghiên cứu về các loài thuộc chi Camellia, nổi bật nhất là Chang Hung Ta (Trung Quốc), Rosmann (Pháp), Ngô Quang Đê, Nguyễn Hữu Hiền, Trần Ninh (Việt Nam). Đến nay, các nhà khoa học đã nghiên cứu xác định ở Việt Nam có 55 loài thuộc chi Camellia, chiếm khoảng 19% số loài Camellia trên toàn thế giới. Trong đó, có 22 loài đặc hữu và 11 loài mới đã được công bố trong 20 năm gần đây, đó là các loài được nghiên cứu và tìm ra tại các khu vực ở Việt Nam như: C. Kết quả nghiên cứu trên phản ánh tính đa dạng cao và tính tập trung của các loài thuộc chi Camellia ở Việt Nam [2], [4], [20], [28], [49].

Thành phần hóa học Hiện nay, trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về thành phần hóa học của chi Camellia. Các nhóm chất chính thường gặp trong chi Camellia là: polyphenol, flavonoid, tanin, saponin và các tinh dầu, ngoài ra còn có alkaloid, acid hữu cơ, protein, acid amin, pectin và đường khử [33], [48]. Nhóm polyphenol Nhóm polyphenol được coi là nhóm chất quan trọng nhất trong Trà hoa vàng do các tác dụng sinh dược học nổi bật. Nghiên cứu năm 2013 của Jia-Ni Lin và cs trên 6 loài Trà hoa vàng là C.

nitidissima đã phát hiện 8 loại catechin là epigallocatechin gallat (EGCG), epigallocatechin (EGC), epicatechin gallat (ECG), epicatechin (EC), catechin (C) (gallocatechin (GC), gallocatechin gallat (GCG), catechin 6 gallat (CG). Kết quả cho thấy tinh dầu từ lá và hoa của C. nitidissima thu được bằng cách chưng cất thủy lực. Tổng cộng có 56 và 34 thành phần chiếm 77,5 và 96,8% lượng dầu được xác định bằng GC–MS.

Hoạt tính chống oxy hóa của hai loại dầu và chiết xuất này được đánh giá bằng các thử nghiệm loại bỏ gốc tự do DPPH và ABTS. Giá trị IC50 thay đổi từ 17,4 (chiết xuất) đến 720,3 μg/mL (dầu hoa) đối với DPPH và từ 28,8 (chiết xuất) đến 889,6 μg/mL (dầu hoa) đối với ABTS. Cả hai loại tinh dầu đều có hoạt tính chống oxy hóa vừa phải và chiết xuất này có tác dụng mạnh gần giống với acid ascorbic. Ngoài ra, hoạt tính kháng khuẩn của dầu và chiết xuất chống lại S.

aeruginosa đã được đánh giá bằng thử nghiệm pha loãng trên thạch. Không có hoạt tính diệt khuẩn đáng kể nào được quan sát đối với tinh dầu hoặc chiết xuất so với tiêu chuẩn ampicillin và tobramycin. Kết quả cho thấy dịch chiết có hiệu quả hơn hai loại tinh dầu đối với S. Trong nghiên cứu của Trần Văn Ơn (2018) đã xác định lá của các loài Trà hoa vàng ở Ba Chẽ đều có nhóm chất polyphenol trong đó có loài C.

Nghiên cứu cũng đã xây dựng và thẩm định phương pháp định lượng polyphenol toàn phần trong mẫu lá và hoa C. chrysantha Ba Chẽ bằng phương pháp đo quang. Dựa trên phương pháp này, đã xác định được hàm lượng polyphenol toàn phần trong lá và hoa loài này lần lượt là 69,12 (mgGAE/g DW) và 126,78 (mgGAE/g DW) [11]. Theo nghiên cứu của Nguyễn Văn Minh Khôi và cs (2017) đã xác định sự có mặt của 46 hợp chất trong cao tổng cồn/ nước và 20 hợp chất được phát hiện trong cao chiết phân đoạn ethyl acetate ở hoa Trà hoa vàng C.

quephongensis Hakoda et Ninh thu tại Quế Phong, Nghệ An bằng việc sử dụng kỹ thuật sắc ký 7 lỏng phân giải cao ghép nối khối phổ trong đó có sự có mặt của nhóm polyphenol [6]. Nhóm flavonoid Flavonoid là các chất polyphenolic có trọng lượng phân tử thấp. Nhiều flavonoid có chức năng sinh lý như chống oxy hóa, kháng virus, chống viêm, hạ huyết áp và hạ lipid [68]. Trong Trà hoa vàng có các flavonoid như quercetin, kaempferol, vitexin và các glycosid của chúng như quercetin-7-O-ß-D-glucopyranoside, kaempferol-3-glucosid,… [65].

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hàm lượng flavonoid ở Trà hoa vàng được tích lũy trong hoa nhiều hơn là trong lá. Cấu trúc các flavonoid phân lập ở hoa Trà hoa vàng [6] Năm 2011, Peng và cs đã phân lập được các thành phần flavonoid từ hoa của C. chrysantha bằng sắc ký cột bao gồm quercetin, quercetin-7-Oß-D- 8 glucopyranoside, quercetin-3-O-ß-D-glucopyranoside, rutin, vitexin, kaempferol, kaempferol-3-O-ß-D-glucopyranoside [21]. B và cs đã xác định được sự có mặt của nhóm chất flavonoid trong lá Trà hoa vàng, bao gồm: Vitexin, isovitexin, quercetin-7-O-ß-D-glucopyranoside và kaempferol [33].

Nhóm saponin Saponin là các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc từ thực vật, có khả năng tạo bọt khi khuấy trong nước. Saponin có hoạt tính sinh học, như chống ung thư, hạ lipid và chống vi khuẩn. Saponin được đặc trưng bởi cấu trúc của chúng có chứa steroid hoặc triterpene aglycone và một hoặc nhiều gốc đường. Saponin steroid hầu như chỉ xuất hiện ở thực vật hạt kín một lá mầm, trong khi saponin triterpenoid thường có ở thực vật hạt kín hai lá mầm [12], [53].

Cấu trúc saponin phân lập và xác định ở hoa Trà hoa vàng [29] 9 Saponin có ở các cơ quan khác nhau của Trà hoa vàng và hàm lượng saponin trong các bộ phận của cây khác nhau. Saponin ở Trà hoa vàng được Trịnh Thị Diệp phân lập được từ dịch chiết của lá như (20(S)-O- protopanaxatriol 20-O-α-Larabinofuranosyl (1→6)-β-D-glucopyranoside), (20- O-β-D-glucopyranosyl-20(S)- protopanaxatriol và ginsenoside Rg1 (6,20-di-O- β-glucosyl-20(S)- protopanaxatriol) [29]. Nhóm coumarin Coumarin là một hợp chất hữu cơ được tìm thấy tự nhiên trong nhiều loại thực vật, bao gồm cây Trà hoa vàng cũng như các loại cây khác.