ĐẶT VẤN ĐỀ Từ xa xưa, con người đã biết sử dụng một số cây cỏ để làm thực phẩm chức năng nhằm nâng cao sức khỏe và làm thuốc điều trị bệnh tật và các vết thương. Các loại cây cỏ này rất đa dạng, phân bổ nhiều vùng trên thế giới, đặc biệt ở các nước châu Á như Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan, Việt Nam. Với sự phát triển của ngành hóa học hữu cơ, công nghệ trích chiết các chất hữu cơ có chức năng như là thuốc chữa bệnh ra đời. Trong những năm gần đây các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học không những được sử dụng rộng rãi trong y học mà còn được sử dụng phổ biến trong chăn nuôi, trồng trọt, mỹ phẩm… Ngành công nghệ thực phẩm cũng sử dụng nguồn hoạt chất thiên nhiên rộng rãi để sản xuất các loại thực phẩm chức năng, bổ sung dinh dưỡng hay thực phẩm dạng thuốc nhằm mục đích nâng cao sức khỏe, phòng chống bệnh tật cho con người.
Đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms) được trồng phổ biến trong nhiều hộ gia đình, từ lâu đã được sử dụng như một loại thảo dược quý, được mệnh danh là “nhân sâm của người nghèo” bởi tác dụng chữa bệnh tuyệt vời của nó. Một trong số các hoạt chất sinh học có trong đinh lăng được cho là vai trò quan trọng nhất là saponin. Việc sử dụng đinh lăng để làm nguồn dược liệu là nhu cầu trong xu hướng sử dụng hoạt chất sinh học từ thiên nhiên trong xã hội hiện nay. Đinh lăng thích hợp phát triển ở những vùng có khí hậu nhiệt đới với 2 mùa rõ rệt.
Trước đây, đinh lăng thường được trồng ở những tỉnh miền núi phía bắc. Với khí hậu thích hợp, trong những năm gần đây, cây Đinh lăng được phát triển với diện tích khá lớn ở vùng Tây nguyên. Đã có khá nhiều nghiên cứu về thành phần và hoạt chất của đinh lăng. Nhưng công bố về loài cây này trên địa bàn Đăk Lăk thì chưa có và hiện nay, việc khai thác và sử dụng cây đinh lăng chủ yếu chỉ dừng lại ở việc nấu nước uống tươi hoặc dùng cho người bệnh xông, chống cảm.
Vì vậy, tuy nguồn nguyên liệu sẵn có dồi dào nhưng để khai thác và sử dụng nguồn tài nguyên này một cách hiệu quả và khoa học thì cần phải được nghiên cứu và có khuyến cáo rõ ràng. Trên cơ sở đó đề tài “Nghiên cứu quy trình tách chiết saponin từ đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms) và ứng dụng trong sản xuất đồ uống" được đề xuất với mục đích phân tích, tách chiết chất saponin trong cây đinh lăng được trồng ở Đăk Lăk và sử dụng nó trong công nghệ thực phẩm 2 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Đề tài “Nghiên cứu quy trình tách chiết saponin từ đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms) và ứng dụng trong sản xuất đồ uống" hướng đến các mục tiêu cụ thể sau: - Xác định được một số thành phần hóa học chính trong cây đinh lăng (rễ, thân và lá) - Xây dựng được quy trình tách chiết và thu nhận hợp chất saponin từ đinh lăng. - Xác định được một số hoạt tính sinh học trong dịch chiết thu được từ đinh lăng - Xây dựng được quy trình sản xuất đồ uống giàu hợp chất saponin.
Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 3. Ý nghĩa khoa học của đề tài - Xác định được một số thành phần có hoạt tính sinh học từ cây đinh lăng tại Đăk Lăk - Xây dựng được quy trình sản xuất đồ uống từ đinh lăng. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài - Giới thiệu quy trình tách chiết saponin từ cây đinh lăng - Tạo ra sản phẩm mới lạ, có lợi cho sức khỏe con người. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.
Giới thiệu chung về đinh lăng 1. Tên gọi Đinh lăng hay còn gọi là cây gỏi cá, nam dương sâm. Tên khoa học Polycias fruticosa (L.) Harms, Thuộc họ ngũ gia bì Araliaceae Tên đồng nghĩa: Panax fruticosum L, Nothopanax fruticosum (L.) Miq, Tieghenopanax fruticosus (L. Mô tả cây Đinh lăng thường được gọi là cây gỏi cá vì nhân dân hay lấy lá để ăn gỏi cá, là loại cây nhỏ, thân nhẵn, không có gai, thường cao 0,8 đến 1,5 m.
lá kép 3 lần xẻ lông chim dài 20-40 cm, không có lá kèm rõ. Lá chét có cuống gầy dài 3-10 mm, phiến lá chét có răng cưa không đều, lá có mùi thơm. Cụm hoa hình chùy ngắn 7-18 mm gồm nhiều tán, mang nhiều hoa nhỏ. Tràng 5, nhị 5 với chỉ nhị gầy, bầu hạ 2 ngăn có dĩa trắng nhạt.
quả dẹt dài 3-4 mm, dài 1 mm có vòi tồn tại [6],[20]. Rễ đinh lăng nên thu hoạch vào mùa đông ở những cây trồng từ 3 năm trở lên (trồng càng nhiều năm thì hệ rễ càng phát triển và lượng hợp chất thu được càng nhiều). Lá có thể thu hoạch quanh năm, thường dùng lá tươi [6]. Cây đinh lăng [38] 4 1.
Phân bố Đinh lăng có nguồn gốc từ Thái Bình Dương, xuất hiện ở Việt Nam từ rất lâu và thường được trồng làm cảnh trước cửa đình, cửa chùa, được trồng phổ biến khắp cả nước. Đinh lăng là loại cây ưa ẩm, ưa sáng và bóng mát, cây tái sinh mạnh bằng hạt và cành và do đó thường được trồng chủ yếu bằng hạt và cành. Để trồng, người ta chọn những cành bánh tẻ, chặt đoạn dài 10-20 cm và cắm xuống đất. Đinh lăng được trồng vào tháng 2-4 hoặc tháng 8-10 hàng năm [6].
Phân loại Phân loại: theo điều tra của Trung tâm sâm Việt Nam ở các tỉnh phía nam, đinh lăng có 6 loài [6]: - Polyscias fructicosa (L) Harms: đinh lăng, đinh lăng hương, đinh lăng lá xẻ, cây gỏi cá - Polyscias balfouriana Bailey: đinh lăng lá tròn, đinh lăng lá xà cừ - Polyscias guifeylei var. lacinita Bailey: đinh lăng lá xoan xẻ, đinh lăng xà cừ nhỏ - Polyscias filicifolia (Merr.et Fourn) Bailey: đinh lăng đuôi phượng, đinh lăng lá rách - Polyscias guilfeylei (Cogh et March) Bailey: đinh lăng lá trổ - Polyscias scutellarie (N. Burn) Fosberg: đinh lăng lá đĩa Trong các loài trên thì Polyscias fructicosa (L) Harms (đinh lăng hương) là loài phổ biến nhất và quan trọng nhất, được sử dụng để làm thuốc, gia vị và cây cảnh Hình 1.2 Cây đinh lăng lá nhỏ [20] 5 1. Thành phần hóa học Trong đinh lăng đã tìm thấy có các alkaloit, glucozit, saponin, flavonoit, tannin, vitamin B1, các axit amin trong đó có lyzin, xystein, methionin là những axit amin không thể thay thế được [6], [20].
Thành phần hóa học chính của rễ và lá đinh lăng 3-8 năm tuổi thu thập ở các tỉnh phía nam như Tuy Hòa, Gia Lai – Kon Tum (1984) [6] Hợp chất chính Lá Rễ (%/dược liệu khô) Glycosid 0,79 0,27 Hợp chất khử 21,17 45,17 Alcaloid toàn phần 0,10 0,01 Saponin 5,26 0,42 - Chỉ số bọt 330 10 - Chỉ số phá huyết 250 Yếu - Cắn MeOH 23,82 21,14 Bảng 1. Thành phần hóa học chính của rễ và lá cây Đinh lăng 3-8 năm tuổi thu thập tại trại Dược liệu, Trung tâm Sâm Việt Nam – Hoocmon, Tp.HCM (1988) [6] Hợp chất chính Lá Rễ (%/dược liệu khô) Saponin - Cắn MeOH 34,94 24,57 - Cắn n-BuOH 8,425 1,348 - Saponin toàn phần 1,647 Sapogenin - Acid oleanolic 0,434 0,302 - %/dược liệu khô 2,441 1,047 6 Bảng 1. Hàm lượng saponin ở các bộ phận khác nhau [24] Hàm lượng Saponin toàn phần Bộ phận dược liệu (%) Rễ 0,49 Vỏ rễ 1,00 Lõi rễ 0,11 Lá bánh tẻ 0,38 Ngoài ra trong lá đinh lăng còn có tinh dầu với thành phần chính là β-elemen, α-bergamoten, germacren, γ-bisabolen. Tác dụng dược lý Đinh lăng được coi như nhân sâm vì nó có rất nhiều tác dụng tương tự như nhân sâm: làm tăng cường sức dẻo dai và nâng cao sức đề kháng của cơ thể, chống hiện tượng mệt mỏi, giúp cho cơ thể ăn ngon, ngủ yên, tăng khả năng lao động và làm việc bằng trí óc, lên cân và chống độc…, cụ thể: - Có tác dụng tăng thể lực, chống stress, kích thích các hoạt động của não bộ, giải tỏa lo âu, mệt mỏi, chống oxy hóa, bảo vệ gan, kích thích miễn dịch [6].
- Lá có thể thể nghiền nhỏ đặt lên vết thương để chống sưng và viêm [6]. - Rễ đinh lăng thường dùng để uống có tác dụng lợi tiểu, dịu thần kinh, giảm đau khớp và kích thích đổ mồ hôi [20]. - Ngoài ra trong dân gian đinh lăng còn được sử dụng để chữa đau dạ con và tăng tiết sữa cho phụ nữ sau sinh [6]. - Tuy nhiên khác với nhân sâm đinh lăng có đặc tính rất quý là không làm tăng huyết áp [4] 1.
Một số bài thuốc dân gian từ đinh lăng [6] - Chữa mệt mỏi, biếng hoạt động: rễ đinh lăng phơi khô, thái mỏng 0,5 g thêm 100 ml nước, đun sôi trong 15 phút, chia 2-3 lần uống trong ngày. - Chữa sốt lâu ngày, nhức đầu, háo khát, ho, đau tức ngực, nước tiểu vàng: đinh lăng tươi (rễ, cành) 30 g, lá hoặc vỏ chanh 10 g, vỏ quýt 10 g, lá tre tươi 20 g, cam thảo đất 30 g, rau má tươi 30 g, me chua đất 20 g. Các vị cắt nhỏ, đổ ngập nước, sắc đặc lấy 250 ml, chia uống 3 lần trong ngày. 7 - Lợi sữa: lá đinh lăng tươi 50-100 g, bong bóng lợn 1 cái, băm nhỏ trộn với gạo nếp, nấu cháo ăn; hoặc rễ Đinh lăng tươi 30-40 g, thêm 500 ml nước, sắc còn 250 ml, uống nóng, ngày uống 1-2 lần, uống trong 2-3 ngày.
- Chữa đau tử cung: cành và lá đinh lăng sao vàng, sắc uống như chè - Chữa mẩn ngứa do dị ứng: lá đinh lăng 80 g, sao vàng sắc uống, dùng trong 2- 3 tháng - Lá đinh lăng phơi khô đem lót gối hoặc trải giường cho trẻ em nằm giúp phòng bệnh kinh giật. Tổng quan về hợp chất saponin 1. Nguồn gốc – phân loại Tên saponin có nguồn gốc tiếng Latinh. Sapo là xà phòng và nhiều cây chứa saponin được dùng để giặt áo quần như Saponaria officinalist, Quillaja sapoparia…[14], [18].
Các saponin khi thủy phân bằng acid thì cho các phần đường và aglycon (sapogenin) [14]. Các aglycon có thể cấu tạo triterpenoid hay steroid. Phần đường có thể gồm một hay một số phân tử monose (thường là D-Glucoza, D-Galactoza, L- Arabioza, L-Rammoza) thông qua liên kết glucosid. Cấu tạo chung của saponin [12] Dựa vào cấu tạo hóa học của aglycon mà saponin được chia thành 2 nhóm lớn là: Saponin triterpenoid và Saponin steroid [18], [26] - Saponin triterpenoid có loại trung tính và loại acid, saponin steroid có loại trung tính và loại kiềm.
Saponin triterpenoid có phần genin gồm 30 carbon cấu tạo bởi 6 nhóm: hemiterpene, chia thành 2 loại khác nhau: saponin triterpenoid pentacyclic và saponin triterpenoid tetracyclic. + Saponin triterpenoid pentacyclic: gồm 4 nhóm là olean, ursan, lupan, hopan.
