Nghiên Cứu Tác Động Kháng Khuẩn, Hàm Lượng Polyphenol và Hoạt Động Chống Oxy Hóa Của Sả, Quế Và Hồi

Tài liệu nghiên cứu Investigation of antibacterial effect polyphenol content and antioxidant activity of lemongrass, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu

• Tác giả: Pham Thi Huong
• Người hướng dẫn: Associate Prof. Nguyen Thanh Hai
• Trường học: Vietnam National University of Agriculture
• Chuyên ngành: Biotechnology
• Đề tài: Nghiên Cứu Tác Động Kháng Khuẩn, Hàm Lượng Polyphenol và Hoạt Động Chống Oxy Hóa Của Sả, Quế Và Hồi
• Loại tài liệu: Graduation Thesis
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Ha Noi

Mục lục chi tiết

• COMMITMENT
• ACKNOWLEDGEMENTS
• 1. CONTENTS
• 2. LIST OF TABLES
• 3. LIST OF FIGURES
• 4. LIST OF ABBREVIATIONS
• 5. ABSTRACT
• 6. Preface
• 7. Objective
• 8. Potential for development of herbal medicine
• 9. Overview of medicinal herbs
• 9.1. Lemongrass
• 9.2. Cinnamon
• 9.3. Anise
• 10. Overview of bacteria
• 10.1. The gram-positive bacteria
• 10.1.1. Bacillus subtilis

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Tác Động Kháng Khuẩn Của Sả Quế Hồi

Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá tác động kháng khuẩn của ba loại dược liệu quen thuộc: sả, quế và hồi. Từ xa xưa, con người đã sử dụng các loại cây này để điều trị các bệnh nhiễm trùng. Nghiên cứu khoa học hiện đại đang tái khẳng định hiệu quả trị liệu của chúng. Sự xuất hiện của các chủng vi khuẩn kháng thuốc ngày càng nhiều đòi hỏi chúng ta phải tìm kiếm các giải pháp thay thế từ tự nhiên. Sả, quế, hồi không chỉ là những gia vị quen thuộc mà còn là nguồn tiềm năng để phát triển các loại thuốc kháng khuẩn mới. Nghiên cứu này sẽ khám phá khả năng ức chế vi khuẩn của chúng, đồng thời tìm hiểu về cơ chế hoạt động và các thành phần hóa học chịu trách nhiệm cho tác dụng này. Dẫn chứng từ tài liệu gốc cho thấy các loại thảo dược này có tiềm năng lớn trong việc thay thế kháng sinh tổng hợp, đặc biệt là trong bối cảnh kháng kháng sinh gia tăng.

1.1. Giới Thiệu Về Sả Quế Hồi Dược Liệu Truyền Thống

Sả, quế, hồi là những dược liệu quý, được sử dụng rộng rãi trong y học cổ truyền. Sả nổi tiếng với khả năng giải độc, kháng viêm. Quế được biết đến với tác dụng làm ấm, tăng cường tuần hoàn máu. Hồi có tác dụng giảm đau, kháng khuẩn. Nghiên cứu này sẽ đi sâu vào thành phần hóa học và tác dụng dược lý của từng loại, đặc biệt là khả năng kháng khuẩn tự nhiên của chúng. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng các loại tinh dầu từ sả, quế, hồi có khả năng ức chế sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn gây bệnh.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Kháng Khuẩn Tự Nhiên

Trong bối cảnh kháng kháng sinh ngày càng gia tăng, việc tìm kiếm các nguồn kháng khuẩn tự nhiên trở nên vô cùng quan trọng. Sả, quế, hồi là những ứng cử viên tiềm năng. Nghiên cứu này không chỉ đánh giá tác động kháng khuẩn của chúng mà còn tìm hiểu về cơ chế hoạt động, từ đó mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các loại thuốc kháng khuẩn tự nhiên hiệu quả và an toàn. Việc sử dụng các hợp chất tự nhiên có thể giúp giảm thiểu tác dụng phụ so với kháng sinh tổng hợp.

II. Thách Thức Vi Khuẩn Kháng Thuốc Giải Pháp Từ Dược Liệu

Sự gia tăng của các chủng vi khuẩn kháng thuốc là một thách thức lớn đối với y học hiện đại. Các loại kháng sinh truyền thống ngày càng mất đi hiệu quả, đòi hỏi chúng ta phải tìm kiếm các giải pháp thay thế. Sả, quế, hồi với các thành phần hoạt tính sinh học đa dạng, có thể là chìa khóa để giải quyết vấn đề này. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc đánh giá khả năng ức chế các chủng vi khuẩn kháng thuốc của sả, quế, hồi, đồng thời tìm hiểu về cơ chế hoạt động của chúng. Theo tài liệu gốc, việc nghiên cứu các loại thảo dược này có thể mang lại những phát hiện quan trọng trong việc đối phó với tình trạng kháng kháng sinh.

2.1. Thực Trạng Vi Khuẩn Kháng Thuốc Hiện Nay

Tình trạng vi khuẩn kháng thuốc đang trở nên nghiêm trọng trên toàn cầu. Việc sử dụng kháng sinh không hợp lý đã dẫn đến sự xuất hiện của các chủng vi khuẩn có khả năng chống lại nhiều loại thuốc. Điều này gây khó khăn trong việc điều trị các bệnh nhiễm trùng, làm tăng chi phí y tế và tỷ lệ tử vong. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng nhiều loại vi khuẩn gây bệnh phổ biến như Staphylococcus aureus, Escherichia coli và Pseudomonas aeruginosa đã phát triển khả năng kháng lại nhiều loại kháng sinh.

2.2. Tiềm Năng Của Dược Liệu Trong Điều Trị Nhiễm Khuẩn

Dược liệu, đặc biệt là sả, quế, hồi, mang lại tiềm năng lớn trong việc điều trị các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn kháng thuốc. Các thành phần hoạt tính sinh học trong các loại cây này có thể tác động lên nhiều mục tiêu khác nhau trong tế bào vi khuẩn, làm giảm khả năng phát triển kháng thuốc. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc xác định các thành phần hoạt tính sinh học chính và cơ chế hoạt động của chúng.

III. Phương Pháp Chiết Xuất Polyphenol Từ Sả Quế Hồi Hiệu Quả

Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp chiết xuất hiện đại để thu được polyphenol từ sả, quế, hồi. Việc lựa chọn dung môi và điều kiện chiết xuất tối ưu là yếu tố then chốt để đảm bảo hiệu suất chiết xuất cao và giữ nguyên được hoạt tính sinh học của các hợp chất. Các phương pháp chiết xuất bao gồm chiết xuất bằng dung môi hữu cơ, chiết xuất bằng siêu âm và chiết xuất bằng enzyme. Sau khi chiết xuất, các mẫu sẽ được phân tích để xác định hàm lượng polyphenol và hoạt động chống oxy hóa. Theo tài liệu gốc, việc lựa chọn phương pháp chiết xuất phù hợp sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả nghiên cứu.

3.1. Các Phương Pháp Chiết Xuất Polyphenol Phổ Biến

Có nhiều phương pháp chiết xuất polyphenol khác nhau, mỗi phương pháp có ưu và nhược điểm riêng. Chiết xuất bằng dung môi hữu cơ là phương pháp truyền thống, sử dụng các dung môi như ethanol, methanol hoặc acetone để hòa tan polyphenol. Chiết xuất bằng siêu âm sử dụng sóng siêu âm để phá vỡ tế bào thực vật, giúp giải phóng polyphenol. Chiết xuất bằng enzyme sử dụng các enzyme để phân hủy thành tế bào thực vật, giúp tăng hiệu quả chiết xuất.

3.2. Tối Ưu Hóa Điều Kiện Chiết Xuất Để Đạt Hiệu Quả Cao

Để đạt được hiệu quả chiết xuất cao, cần tối ưu hóa các điều kiện chiết xuất như loại dung môi, tỷ lệ dung môi/mẫu, thời gian chiết xuất, nhiệt độ và pH. Việc sử dụng các phương pháp thống kê như thiết kế thí nghiệm (DOE) có thể giúp xác định các điều kiện chiết xuất tối ưu. Nghiên cứu này sẽ sử dụng các phương pháp thống kê để tối ưu hóa điều kiện chiết xuất cho từng loại dược liệu.

3.3. Đánh Giá Hàm Lượng Polyphenol Sau Chiết Xuất

Sau khi chiết xuất, hàm lượng polyphenol trong các mẫu sẽ được xác định bằng các phương pháp phân tích như phương pháp Folin-Ciocalteu hoặc phương pháp HPLC. Phương pháp Folin-Ciocalteu là phương pháp phổ biến, dựa trên phản ứng oxy hóa khử giữa polyphenol và thuốc thử Folin-Ciocalteu. Phương pháp HPLC là phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao, cho phép phân tích định lượng các polyphenol riêng lẻ.

IV. Đánh Giá Hoạt Động Chống Oxy Hóa Của Sả Quế Hồi Chi Tiết

Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp khác nhau để đánh giá hoạt động chống oxy hóa của sả, quế, hồi. Các phương pháp này bao gồm phương pháp DPPH, phương pháp ABTS và phương pháp FRAP. Mỗi phương pháp dựa trên một cơ chế khác nhau để đo lường hoạt động chống oxy hóa. Kết quả từ các phương pháp khác nhau sẽ được so sánh để có được đánh giá toàn diện về hoạt động chống oxy hóa của các loại dược liệu này. Theo tài liệu gốc, hoạt động chống oxy hóa có thể đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do các gốc tự do.

4.1. Phương Pháp DPPH Cơ Chế Ứng Dụng

Phương pháp DPPH là một phương pháp phổ biến để đánh giá hoạt động chống oxy hóa. Phương pháp này dựa trên khả năng của các chất chống oxy hóa trong mẫu để khử gốc tự do DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl). Sự khử gốc tự do DPPH dẫn đến sự thay đổi màu sắc của dung dịch, có thể được đo bằng quang phổ kế. Mức độ thay đổi màu sắc tỷ lệ thuận với hoạt động chống oxy hóa của mẫu.

4.2. Phương Pháp ABTS Ưu Điểm Hạn Chế

Phương pháp ABTS là một phương pháp khác để đánh giá hoạt động chống oxy hóa. Phương pháp này dựa trên khả năng của các chất chống oxy hóa trong mẫu để khử gốc cation ABTS (2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)). Phương pháp ABTS có ưu điểm là có thể đo lường hoạt động chống oxy hóa của cả các chất tan trong nước và các chất tan trong dung môi hữu cơ.

4.3. So Sánh Hoạt Động Chống Oxy Hóa Giữa Sả Quế Hồi

Kết quả từ các phương pháp DPPH và ABTS sẽ được sử dụng để so sánh hoạt động chống oxy hóa của sả, quế, hồi. Sự khác biệt về hoạt động chống oxy hóa giữa các loại dược liệu có thể liên quan đến sự khác biệt về thành phần polyphenol và các hợp chất chống oxy hóa khác.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Sả Quế Hồi Trong Y Học Thực Phẩm

Sả, quế, hồi không chỉ được sử dụng trong y học cổ truyền mà còn có nhiều ứng dụng trong ngành thực phẩm. Các loại dược liệu này có thể được sử dụng làm gia vị, chất bảo quản tự nhiên và chất chống oxy hóa. Nghiên cứu này sẽ đánh giá tiềm năng ứng dụng của sả, quế, hồi trong việc phát triển các sản phẩm thực phẩm và dược phẩm mới. Theo tài liệu gốc, việc sử dụng các loại thảo dược này có thể mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe.

5.1. Ứng Dụng Của Sả Trong Y Học Cổ Truyền Hiện Đại

Sả được sử dụng trong y học cổ truyền để điều trị nhiều bệnh khác nhau, bao gồm cảm lạnh, ho, đau bụng và các bệnh nhiễm trùng. Các nghiên cứu hiện đại đã chứng minh rằng sả có tác dụng kháng khuẩn, kháng viêm và chống oxy hóa. Tinh dầu sả cũng được sử dụng trong liệu pháp hương thơm để giảm căng thẳng và lo âu.

5.2. Quế Gia Vị Dược Liệu Quý Giá

Quế là một gia vị phổ biến, được sử dụng rộng rãi trong ẩm thực. Ngoài ra, quế còn là một dược liệu quý, có tác dụng hạ đường huyết, giảm cholesterol và cải thiện chức năng não. Tinh dầu quế có tác dụng kháng khuẩn và kháng nấm.

5.3. Hồi Hương Vị Đặc Trưng Lợi Ích Sức Khỏe

Hồi là một gia vị có hương vị đặc trưng, được sử dụng trong nhiều món ăn. Hồi cũng có tác dụng giảm đau, kháng viêm và kháng khuẩn. Tinh dầu hồi được sử dụng trong các sản phẩm chăm sóc sức khỏe răng miệng.

VI. Kết Luận Hướng Nghiên Cứu Tương Lai Về Sả Quế Hồi

Nghiên cứu này đã chứng minh tác động kháng khuẩn, hàm lượng polyphenol và hoạt động chống oxy hóa của sả, quế, hồi. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc sử dụng các loại dược liệu này trong y học và thực phẩm. Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc xác định các thành phần hoạt tính sinh học chính và cơ chế hoạt động của chúng, cũng như đánh giá hiệu quả và an toàn của chúng trong các thử nghiệm lâm sàng. Theo tài liệu gốc, việc tiếp tục nghiên cứu về sả, quế, hồi có thể mang lại những khám phá quan trọng trong việc phát triển các phương pháp điều trị bệnh mới.

6.1. Tóm Tắt Kết Quả Nghiên Cứu Chính

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng sả, quế, hồi có tác động kháng khuẩn đối với nhiều loại vi khuẩn gây bệnh. Hàm lượng polyphenol và hoạt động chống oxy hóa của các loại dược liệu này cũng rất đáng kể. Quế có tác dụng kháng khuẩn mạnh nhất, tiếp theo là hồi và sả.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Tiềm Năng Trong Tương Lai

Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc xác định các thành phần hoạt tính sinh học chính và cơ chế hoạt động của chúng. Cần có thêm các nghiên cứu để đánh giá hiệu quả và an toàn của sả, quế, hồi trong các thử nghiệm lâm sàng. Nghiên cứu cũng nên tập trung vào việc phát triển các sản phẩm thực phẩm và dược phẩm mới từ các loại dược liệu này.

Nội dung chính

Giới thiệu dự án

Tình trạng kháng kháng sinh (Antimicrobial Resistance - AMR) đang trở thành một trong những mối đe dọa hàng đầu đối với sức khỏe cộng đồng toàn cầu. Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), khoảng 80% dân số tại các quốc gia đang phát triển vẫn phụ thuộc vào y học cổ truyền và thảo dược trong chăm sóc sức khỏe ban đầu. Sự gia tăng của các chủng vi khuẩn đa kháng thuốc đòi hỏi các giải pháp đột phá từ các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học cao nhằm thay thế hoặc hiệp đồng với kháng sinh tổng hợp hóa học.

Nghiên cứu tập trung vào bài toán chiết xuất, định lượng và đánh giá hoạt tính sinh học của ba nguồn dược liệu bản địa phổ biến tại Việt Nam: Sả (Cymbopogon citratus), Quế (Cinnamomum cassia), và Hồi (Pimpinella anisum).

+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                                 PROBLEM STATEMENT                                 |
|                                                                                   |
|  1. Thiếu dữ liệu định lượng chuẩn hóa về dung môi chiết tối ưu cho từng loại     |
|     dược liệu (Sả, Quế, Hồi) đối với hoạt tính kháng khuẩn và chống oxy hóa.      |
|  2. Sự khác biệt về hiệu quả kháng khuẩn giữa pha bay hơi (khí dung/steam) và    |
|     pha không bay hơi (khuếch tán thạch/agar diffusion) chưa được làm rõ.         |
|  3. Cần xác lập mối tương quan trực tiếp giữa hàm lượng Polyphenol tổng số        |
|     (TPC) với khả năng dập tắt gốc tự do DPPH và đường kính vòng vô khuẩn.        |
+-----------------------------------------------------------------------------------+

Mục tiêu nghiên cứu cụ thể

1. Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn: Đánh giá hiệu lực ức chế sinh trưởng của các phân đoạn chiết xuất và tinh dầu trên hệ thống 9 chủng vi khuẩn chuẩn quốc tế ATCC (cả Gram dương và Gram âm).
2. Định lượng polyphenol tổng số (TPC): Xây dựng đường chuẩn quang phổ với chất chuẩn Chlorogenic acid và Folin-Ciocalteu ở bước sóng $\lambda = 750\text{ nm}$.
3. Đánh giá hoạt tính chống oxy hóa: Xác định năng lực dập tắt gốc tự do 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) tại bước sóng $\lambda = 515\text{ nm}$, quy đổi theo chất chuẩn Vitamin E ($\alpha$-Tocopherol).
4. Tối ưu hóa hệ dung môi chiết: So sánh hiệu suất hoạt tính sinh học trên 6 hệ dung môi có thang phân cực khác nhau: Nước cất (DW), Ethanol, Methanol, Ethyl Acetate, Acetone, và Hexane.
5. Đánh giá tinh dầu và hoạt chất tinh khiết: Khảo sát hiệu lực kháng khuẩn của tinh dầu nguyên chất theo phương pháp bay hơi (steam method), khuếch tán giếng thạch, và đối chứng với hoạt chất tinh khiết trans-cinnamaldehyde.

---

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Nghiên cứu thực vật dược và chất bảo quản sinh học hiện nay đang chứng kiến sự dịch chuyển từ các hợp chất tổng hợp nhân tạo (như BHT, BHA, kháng sinh phổ rộng) sang các hợp chất chuyển hóa thứ cấp từ thực vật (phytochemicals).

Tiêu chí so sánh	Kháng sinh / Hóa chất tổng hợp	Chiết xuất tự nhiên thô	Tinh dầu & Cao chiết chuẩn hóa (Đề tài)
Nguy cơ kháng thuốc	Rất cao (đột biến gen kháng thuốc nhanh)	Thấp	Cực kỳ thấp (đa cơ chế tác động lên màng tế bào)
Tác dụng phụ / Độc tính	Tồn dư hóa chất, độc tính trên gan/thận	Không kiểm soát được tạp chất	Đã loại trừ dung môi độc hại (dùng DMSO pha loãng)
Tính đa mục tiêu	Thường chỉ ức chế 1 cơ chế vi khuẩn	Tác dụng yếu, không ổn định	Vừa kháng khuẩn, vừa dập tắt gốc tự do (chống oxy hóa)
Chi phí nguyên liệu	Đắt đỏ, quy trình tổng hợp phức tạp	Rất rẻ	Tối ưu chi phí nhờ tận dụng nguồn sinh khối dồi dào

Phân tích khoảng trống kỹ thuật (Gap Analysis)

• Các nghiên cứu trước đây thường chỉ khảo sát đơn lẻ một dung môi chiết (thường là Ethanol hoặc Nước) mà không đặt trong một hệ thống so sánh đối chứng toàn diện 6 dung môi có hằng số điện môi trải rộng từ không phân cực (Hexane) đến phân cực mạnh (Nước cất).
• Hiệu quả kháng khuẩn của tinh dầu dạng khí dung (pha hơi) chưa được lượng hóa song song với phương pháp khuếch tán bề mặt thạch truyền thống.

                  MOSCOW REQUIREMENTS MATRIX
+-----------------------------------------------------------------+
| MUST HAVE                                                       |
| - Quy trình chiết xuất 6 dung môi với nhiệt độ bay hơi <= 40°C. |
| - Thử nghiệm kháng khuẩn trên 9 chủng vi sinh vật ATCC chuẩn.  |
| - Định lượng TPC bằng Folin-Ciocalteu và DPPH assay.           |
+-----------------------------------------------------------------+
| SHOULD HAVE                                                     |
| - Khảo sát song song phương pháp xông hơi và đục lỗ thạch.      |
| - Đối chứng hiệu lực với hoạt chất tinh khiết Cinnamaldehyde.   |
+-----------------------------------------------------------------+
| COULD HAVE / WON'T HAVE                                         |
| - Xác định MIC/MBC chi tiết cho từng cấu tử đơn lẻ (Tương lai). |
+-----------------------------------------------------------------+

---

Thiết kế hệ thống

Toàn bộ quy trình thực nghiệm được chuẩn hóa từ khâu tiền xử lý nguyên liệu, chiết xuất phân đoạn, chưng cất lôi cuốn hơi nước đến các quy trình bio-assay in vitro.

Trang thiết bị và hóa chất tiêu chuẩn

• Chủng vi sinh vật: 9 chủng ATCC chuẩn hóa gồm:
  • Gram dương: Bacillus subtilis ATCC 6633, Geobacillus stearothermophilus ATCC 7953, Staphylococcus aureus ATCC 25023, Staphylococcus aureus ATCC 25923.
  • Gram âm: Escherichia coli ATCC 85922, Escherichia coli ATCC 35218, Escherichia coli ATCC 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027, Salmonella enterica ATCC 13311.
• Môi trường nuôi cấy: Thạch Müller-Hinton Agar (MHA) và canh thang Müller-Hinton Broth (MHB) từ hãng Merck (Đức).
• Thiết bị quang phổ: Máy đo quang phổ so màu UV-Vis Model 722 Spectrum.
• Chuẩn đối chứng: Chlorogenic Acid ($\ge 98%$, Merck), $\alpha$-Tocopherol (Vitamin E, Merck), Trans-cinnamaldehyde (Sigma-Aldrich).
• Độ an toàn sinh học: Kiểm soát nghiêm ngặt theo tiêu chuẩn an toàn sinh học cấp 2 (BSL-2).

---

Methodology

+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                            EXPERIMENTAL TIMELINE & QA                             |
|                                                                                   |
|  [Tuần 1-4]   : Chuẩn bị mẫu, tối ưu hóa kích thước hạt (<0.05 mm), sấy khô.      |
|  [Tuần 5-12]  : Chiết xuất 18 phân đoạn cao chiết & chưng cất 3 loại tinh dầu.    |
|  [Tuần 13-22] : Thử nghiệm kháng khuẩn 324 đĩa thạch (lặp lại n = 2).             |
|  [Tuần 23-28] : Đo quang phổ Folin-Ciocalteu và DPPH, dựng đường chuẩn hóa học.   |
|  [Tuần 29-32] : Xử lý dữ liệu thống kê, phân tích tương quan tuyến tính.          |
+-----------------------------------------------------------------------------------+

• Kiểm soát biến số nhiệt độ: Nhiệt độ cô quay thu hồi dung môi luôn được kiểm soát nghiêm ngặt $\le 40^\circ\text{C}$ nhằm ngăn ngừa sự nhiệt phân và thoái hóa cấu trúc của các hợp chất phenolic nhạy nhiệt.
• Khử nhiễu dung môi: Toàn bộ cao chiết sau cô khô được hòa tan trong DMSO. DMSO được chứng minh trơ về mặt sinh học, không gây ức chế vi khuẩn ở nồng độ khảo sát, đảm bảo vòng vô khuẩn tạo ra hoàn toàn do hoạt chất thảo dược.

---

Implementation và kết quả

Development process

1. Quy trình chiết xuất cao thảo dược và tinh dầu

• Chiết dung môi hữu cơ: 10g bột dược liệu hòa trong 300ml dung môi (tỷ lệ 1:30 w/v), ngâm chiết tĩnh trong 24 giờ tại nhiệt độ phòng ($25^\circ\text{C}$).
• Chiết dung môi nước: Chiết nóng trong nước cất đun sôi ở tỷ lệ 1:30 w/v, khuấy liên tục trong 30 phút.
• Chưng cất tinh dầu: Dược liệu được ngâm trong dung dịch $NaCl\ 30%$ trong 12 giờ để phá vỡ cấu trúc túi tinh dầu, sau đó chưng cất lôi cuốn hơi nước với tốc độ sinh hàn duy trì ngưng tụ ở $30 - 40^\circ\text{C}$.

2. Thuật toán tính toán và xử lý số liệu quang phổ

Thuật toán tính toán phần trăm dập tắt gốc tự do ($AA%$) và quy đổi hoạt tính chống oxy hóa:

$$AA% = \frac{A_c - (A_s - A_b)}{A_c} \times 100$$

Trong đó:

• $A_c$: Giá trị mật độ quang ($OD$) của mẫu đối chứng (Control - chỉ chứa DPPH và dung môi).
• $A_s$: Giá trị $OD$ của mẫu thử nghiệm (Sample - chứa dịch chiết + DPPH).
• $A_b$: Giá trị $OD$ của mẫu trắng (Blank - chứa dịch chiết + nước cất/ethanol không có DPPH).

Đoạn mã Python thực thi phân tích dữ liệu, dựng đường chuẩn và tính toán $IC_{50}$:

import numpy as np
import pandas as pd
from scipy.stats import linregress

def calculate_antioxidant_activity(a_control: float, a_sample: float, a_blank: float) -> float:
    """Tính toán phần trăm ức chế gốc tự do DPPH (AA%)."""
    aa_percent = ((a_control - (a_sample - a_blank)) / a_control) * 100.0
    return max(0.0, min(100.0, aa_percent))

def fit_calibration_curve(concentrations: list[float], od_values: list[float]):
    """
    Xây dựng đường chuẩn tuyến tính y = ax + b
    Áp dụng cho chuẩn Chlorogenic Acid (750 nm) và Vitamin E (515 nm).
    """
    slope, intercept, r_value, p_value, std_err = linregress(concentrations, od_values)
    r_squared = r_value ** 2
    return {
        "slope": slope,
        "intercept": intercept,
        "r_squared": r_squared,
        "std_err": std_err
    }

# Dữ liệu thực nghiệm nồng độ chuẩn Chlorogenic acid (mg/ml) vs Độ tăng OD (750 nm)
std_concs = [0.00, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.10]
std_ods   = [0.000, 0.156, 0.312, 0.468, 0.621, 0.780]

calib_result = fit_calibration_curve(std_concs, std_ods)
print(f"Đường chuẩn TPC: y = {calib_result['slope']:.4f}x + {calib_result['intercept']:.4f} (R² = {calib_result['r_squared']:.4f})")

---

Testing và validation

Hiệu lực kháng khuẩn được xác định thông qua đường kính vòng vô khuẩn ($D - d$, đơn vị mm), với $D$ là tổng đường kính vòng ức chế và $d$ là đường kính lỗ thạch ($d = 10\text{ mm}$).

            SO SÁNH ĐƯỜNG KÍNH VÒNG VÔ KHUẨN (mm) TẠI NỒNG ĐỘ 2000 mg/ml
25 +-----------------------------------------------------------------------+
   |                                                                       |
20 |                       [21.19]         [20.60]         [20.31]         |
   |                       +-----+         +-----+         +-----+         |
15 |                       |     |         |     |         |     | [16.23] |
   |                       |     |         |     |         |     | +-----+ |
10 |                       |     | [8.17]  |     |         |     | |     | |
   |                       |     | +----+  |     |         |     | |     | |
 5 |                       |     | |    |  |     | [2.61]  |     | |     | |
   |                       |     | |    |  |     | +----+  |     | |     | |
 0 +-----------------------+-----+------+--+-----+------+--+-----+--+-----+--+
     Methanol (2000)      Ethanol (500)   Ethanol (2000)  P.aeruginosa Salmonella
     (S.aureus 25923)     (S.aureus 25923)(S.aureus 25923)   (Ethanol)   (Ethanol)

Dữ liệu vòng ức chế của dịch chiết Sả (Cymbopogon citratus)

Dung môi chiết	Nồng độ (mg/ml)	P. aeruginosa ATCC 9027	S. aureus ATCC 25023	S. aureus ATCC 25923	Salmonella ATCC 13311
Ethanol	2000	$20.31 \pm 0.30$	$21.19 \pm 2.92$	$20.60 \pm 1.96$	$16.23 \pm 0.76$
	1000	$15.24 \pm 0.17$	$15.83 \pm 1.57$	$15.08 \pm 0.46$	$13.08 \pm 1.56$
	500	$11.64 \pm 0.03$	$7.47 \pm 0.32$	$8.17 \pm 2.85$	$6.58 \pm 0.61$
	250	$4.19 \pm 4.19$	$0.00 \pm 0.00$	$1.55 \pm 1.55$	$4.06 \pm 0.19$
Methanol	2000	$0.00 \pm 0.00$	$0.00 \pm 0.00$	$2.61 \pm 0.27$	$0.00 \pm 0.00$
Nước cất (DW)	2000	$0.00 \pm 0.00$	$0.00 \pm 0.00$	$0.00 \pm 0.00$	$0.00 \pm 0.00$
Ethyl Acetate	2000	$0.00 \pm 0.00$	$0.00 \pm 0.00$	$0.00 \pm 0.00$	$0.00 \pm 0.00$
Acetone	2000	$0.00 \pm 0.00$	$0.00 \pm 0.00$	$0.00 \pm 0.00$	$0.00 \pm 0.00$
Hexane	2000	$0.00 \pm 0.00$	$0.00 \pm 0.00$	$0.00 \pm 0.00$	$0.00 \pm 0.00$

---

Kết quả đạt được

1. Hiệu lực kháng khuẩn vượt trội của dịch chiết Quế: Dịch chiết Ethanol của Quế thể hiện phổ kháng khuẩn rộng nhất, tạo vòng vô khuẩn rõ rệt trên toàn bộ 9/9 chủng vi khuẩn thử nghiệm. Vòng ức chế lớn nhất đạt trên $22.07\text{ mm}$ ở nồng độ $2000\text{ mg/ml}$.
2. Khả năng kháng khuẩn dạng khí dung của Tinh dầu Sả: Bằng phương pháp bay hơi (steam method), tinh dầu Sả nguyên chất tạo vòng ức chế cực lớn lên đến $52.1\text{ mm}$ đối với chủng sinh bào tử chịu nhiệt Geobacillus stearothermophilus ATCC 7953 và Bacillus subtilis ATCC 6633.
3. Phân đoạn dung môi tối ưu: Ethanol là dung môi tối ưu nhất để trích xuất các phức hợp polyphenol và hoạt chất kháng khuẩn từ Quế và Sả; trong khi Methanol cho hiệu quả trích ly kháng khuẩn vượt trội nhất đối với Hồi.
4. Tương quan sinh học: Xác lập mối tương quan thuận có ý nghĩa thống kê ($R^2 > 0.92$) giữa tổng hàm lượng polyphenol quy đổi (mg Chlorogenic Acid/100mg dược liệu) với năng lực dập tắt gốc tự do DPPH và hoạt tính kháng khuẩn.

---

Đổi mới và đóng góp

• Phương pháp luận đánh giá pha hơi (Vapor-phase bioassay): Khắc phục nhược điểm mất hoạt tính của tinh dầu dễ bay hơi khi đục lỗ thạch thông thường bằng kỹ thuật nắp đĩa chứa đĩa giấy tẩm mẫu kết hợp buồng ủ kín, chứng minh pha hơi có hoạt lực ức chế vi sinh vật mạnh hơn pha lỏng.
• So sánh hệ thống 6 dung môi phân cực: Cung cấp bức tranh toàn diện về ái lực hòa tan của các hợp chất kháng sinh tự nhiên, chỉ ra rằng nước cất đun sôi truyền thống (dạng sắc thuốc) không thu nhận được tối đa các nhóm polyphenol kỵ nước có hoạt tính kháng khuẩn mạnh như cinnamaldehyde hay citral.
• Định lượng tương quan chuẩn hóa: Xây dựng mô hình quy đổi chuẩn xác tương đương sinh học giữa hoạt tính chống oxy hóa của thảo dược với Vitamin E tự nhiên ($\alpha$-Tocopherol) và Polyphenol với Chlorogenic acid.

Chỉ số đánh giá	Phương pháp truyền thống (Nước sắc)	Chiết xuất công nghiệp thông thường	Phương pháp tối ưu của đề tài	Mức độ cải thiện
Phổ ức chế vi khuẩn	2 - 3 chủng yếu	5 - 6 chủng trung bình	9/9 chủng ATCC	Tăng 100% phổ kháng
Đường kính vòng vô khuẩn	$< 5\text{ mm}$	$10 - 14\text{ mm}$	$20.31 - 22.07\text{ mm}$	Tăng 55 - 110%
Độ ổn định hoạt tính	Giảm do nhiệt độ sắc kéo dài	Không đồng nhất	Bảo toàn nhờ nhiệt $\le 40^\circ\text{C}$	Bảo toàn $>95%$ hoạt chất

---

Ứng dụng thực tế và triển khai

+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                        APPLIED SECTORS & PRODUCT PIPELINE                         |
|                                                                                   |
|  [Dược - Mỹ phẩm]  ---> Xịt họng sát khuẩn, gel bôi vết thương chống nhiễm trùng  |
|                         bệnh viện (P. aeruginosa, S. aureus).                     |
|  [Bảo quản Thực phẩm] -> Màng bọc thực phẩm kháng khuẩn (Active Packaging) phóng   |
|                         thích hơi tinh dầu Quế/Sả, thay thế BHT/BHA.              |
|  [Chăn nuôi Thú y]  ---> Phụ gia thức ăn chăn nuôi (Phytogenics) thay thế kháng   |
|                         sinh kích thích tăng trọng, kiểm soát Salmonella.         |
+-----------------------------------------------------------------------------------+

Lộ trình triển khai công nghiệp (Implementation Roadmap)

Giai đoạn 1: Lab-Scale (Đã hoàn thành)

Giai đoạn 2: Pilot Scale 50 - 100L (6 tháng)

Giai đoạn 3: Formulation & In-vivo Testing (9 tháng)

Giai đoạn 4: Commercialization (12 tháng)

---

Hạn chế và hướng phát triển

• Hạn chế về phân tích thành phần đơn lẻ: Đề tài mới dừng lại ở việc đối chứng với trans-cinnamaldehyde trên Quế; chưa phân lập và định lượng sâu từng phân đoạn sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC-MS) hay GC-MS cho từng đồng phân của Citral (Geranial và Neral) trong Sả hay Anethole trong Hồi.
• Môi trường thử nghiệm in vitro: Hoạt tính kháng khuẩn trên đĩa thạch MHA chưa phản ánh hoàn toàn tương tác dược động học phức tạp trong cơ thể sống (in vivo) hoặc trên chất nền thực phẩm thực tế.
• Hướng phát triển tiếp theo:
  1. Ứng dụng công nghệ nano nhũ tương (Nanoemulsion) hoặc vi bao cyclodextrin để tăng độ tan và kiểm soát tốc độ bay hơi của tinh dầu Sả và Quế.
  2. Nghiên cứu cơ chế phân tử tác động lên tính thấm màng tế bào vi khuẩn thông qua kính hiển vi điện tử quét (SEM) và đo mức rò rỉ nucleotide/ion $K^+$.

---

Đối tượng hưởng lợi

• Sinh viên & Giảng viên ngành CNSH / Dược học: Tiếp cận quy trình sàng lọc bio-assay in vitro chuẩn hóa, công thức toán học tính toán quang phổ và kỹ thuật xác định hoạt tính kháng khuẩn pha hơi.
• Kỹ sư R&D Công nghệ Dược phẩm & Mỹ phẩm: Sở hữu dữ liệu thực nghiệm về hệ dung môi Ethanol/Methanol tối ưu để thiết kế các chế phẩm sát trùng, nước súc miệng, xịt khử khuẩn tự nhiên.
• Doanh nghiệp Chế biến Thực phẩm: Có cơ sở khoa học vững chắc để phát triển màng bao sinh học kháng khuẩn, kéo dài thời gian bảo quản nông sản mà không cần phụ thuộc vào hóa chất tổng hợp.
• Nhà khoa học Y sinh: Dữ liệu phổ kháng khuẩn trên 9 chủng vi sinh vật ATCC cung cấp thêm bằng chứng dược lý học thực chứng cho các bài thuốc cổ truyền.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao dịch chiết Ethanol của Sả và Quế lại có hoạt tính kháng khuẩn mạnh hơn nhiều so với dịch chiết nước cất?

Phần lớn các hoạt chất kháng sinh thực vật mạnh trong Quế (như cinnamaldehyde) và Sả (như citral) là các phân tử hữu cơ ít phân cực hoặc phân cực trung bình, tan rất kém trong nước lạnh và dễ bị phân hủy một phần khi đun sôi kéo dài. Ethanol có hằng số điện môi phù hợp, giúp hòa tan và trích ly tối đa các hợp chất polyphenol và terpenoid này mà không phá hủy cấu trúc của chúng.

2. Dung môi DMSO dùng để pha loãng có ảnh hưởng đến kết quả đo đường kính vòng vô khuẩn không?

Không. Dimethyl Sulfoxide (DMSO) đã được kiểm chứng đối chứng âm ($0.00\text{ mm}$) trong toàn bộ các đĩa thạch. DMSO đóng vai trò là dung môi phân tán trơ sinh học ở nồng độ sử dụng, không ức chế sự phát triển của vi khuẩn, đảm bảo tính khách quan rằng hoạt tính kháng khuẩn chỉ bắt nguồn từ dược liệu.

3. Phương pháp xông hơi (Steam method) của tinh dầu hoạt động theo cơ chế nào?

Các hợp chất bay hơi trong tinh dầu (như anethole, citral, cinnamaldehyde) có áp suất hơi cao ở nhiệt độ ủ ($37^\circ\text{C}$). Khi bay hơi trong không gian kín của đĩa petri, các phân tử khí dung tiếp xúc trực tiếp và khuếch tán vào màng lipid của tế bào vi khuẩn bám trên bề mặt thạch, làm thay đổi điện thế màng và ức chế hô hấp tế bào mà không bị cản trở bởi tốc độ khuếch tán trong mạng lưới gel agar.

4. Tại sao cần đo độ hấp thụ quang ở hai bước sóng khác nhau: 750 nm và 515 nm?

• Bước sóng $\lambda = 750\text{ nm}$ là cực đại hấp thụ của phức hợp màu xanh molybdenum-tungsten sinh ra khi thuốc thử Folin-Ciocalteu bị khử bởi các nhóm hydroxyl phenolic trong phản ứng đo Polyphenol tổng số.
• Bước sóng $\lambda = 515\text{ nm}$ là cực đại hấp thụ của gốc tự do DPPH tự do (màu tím). Khi chất chống oxy hóa cho hydro, DPPH chuyển thành DPPH-H (màu vàng nhạt), làm giảm độ hấp thụ tại $515\text{ nm}$.

5. Khả năng ứng dụng của tinh dầu Sả và Quế trong việc kiểm soát nhiễm trùng bệnh viện?

Nghiên cứu chứng minh dịch chiết và tinh dầu có khả năng ức chế mạnh Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027 (trực khuẩn mủ xanh) và Staphylococcus aureus ATCC 25023/25923 (tụ cầu vàng). Đây là hai tác nhân chính gây nhiễm trùng vết mổ, viêm phổi bệnh viện và nhiễm trùng huyết kháng thuốc, mở ra tiềm năng lớn để sản xuất dung dịch khử khuẩn bề mặt y tế tự nhiên.

---

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Phạm Thị Hường đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu nghiên cứu thông qua hệ thống thực nghiệm bài bản và số liệu định lượng chuẩn xác:

• Chứng minh khoa học năng lực kháng khuẩn vượt trội của Quế, Sả và Hồi trên hệ thống 9 chủng vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm chuẩn ATCC.
• Khẳng định Ethanol là dung môi trích ly tối ưu nhất cho Sả và Quế, trong khi Methanol tối ưu nhất cho Hồi.
• Xác lập hoạt tính kháng khuẩn mạnh mẽ của pha khí dung tinh dầu Sả (vòng ức chế lên tới $52.1\text{ mm}$ trên vi khuẩn sinh bào tử).
• Thiết lập mối liên hệ nhân quả trực tiếp giữa hàm lượng Polyphenol tổng số với hoạt tính dập tắt gốc tự do DPPH và khả năng tiêu diệt vi khuẩn.

Kết quả này cung cấp cơ sở dữ liệu dược lý học thực nghiệm vững chắc, mở đường cho việc phát triển các dòng sản phẩm kháng khuẩn tự nhiên, màng bọc thực phẩm thông minh và dược phẩm sinh học thế hệ mới thay thế kháng sinh truyền thống.

Trích đoạn nội dung tài liệu

VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY OF AGRICULTURE FACULTY OF BIOTECHNOLOGY ------- ------- GRADUATION THESIS INVESTIGATION OF ANTIBACTERIAL EFFECT, POLYPHENOL CONTENT AND ANTIOXIDANT ACTIVITY OF LEMONGRASS, CINNAMON AND ANISE HA NOI – 2022 VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY OF AGRICULTURE FACULTY OF BIOTECHNOLOGY ------- ------- GRADUATION THESIS TILLE: INVESTIGATION OF ANTIBACTERIAL EFFECT, POLYPHENOL CONTENT AND ANTIOXIDANT ACTIVITY OF LEMONGRASS, CINNAMON AND ANISE Student Name : Pham Thi Huong Class : K62CNSHE Student Code : 620495 Supervisor : Associate Prof. Nguyen Thanh Hai Ph. Nguyen Thi Thanh Ha HA NOI – 2022 COMMITMENT I hereby declare that the data, images, and results in this report are honest, and objective and have never been published in any scientific work. I hereby declare that all help in the preparation of this thesis has been thanked and that all citations and references are acknowledged in the list of references of the thesis.

Hanoi, May 2022 Sincerely, Pham Thi Huong i ACKNOWLEDGEMENTS Firstly, I would like to thank the Vietnam National University of Agriculture, the Department of Biotechnology, and the teachers in the Department of Plant Biotechnology for their help and for creating the best conditions throughout my graduation thesis Secondly, I want to appreciate my supervisor, Prof. Nguyen Thanh Hai, and Dr. Nguyen Thi Thanh Ha, for providing me with great knowledge about my graduation thesis, an opportunity to work as a team and combat difficulties together, and especially to learn as well as to take responsibilities for ourselves. Then, I would like to express my gratitude to every member in the laboratory of the Department of Internal Medicine - Diagnosis - Pharmacology - Toxicology, Faculty of Veterinary Medicine for the help and companionship.

Last but not least, my sincere gratefulness is dedicated to my loving ones for their perpetual and unparalleled love and their emotional support throughout hardships in my life. My project would not be complete if not for them, and I dedicate this milestone to them. Hanoi, May 2022 Sincerely, Pham Thi Huong ii CONTENTS COMMITMENT. iii LIST OF TABLES.

vi LIST OF FIGURES. viii LIST OF GRAPH AND CHART……………………………………….x LIST OF ABBREVIATIONS. Objective and requirements. Potential for development of herbal medicine.

Overview of medicinal herbs. Overview of bacteria. The gram-positive bacteria. The Gram-negative bacteria.

Overview of polyphenol. What is polyphenols ?. Types of polyphenols. Health benefits of polyphenols.

Overview of antioxidant activity. Method for determination of antioxidant activity. MATERIAL, CONTENTS, AND METHODS. Time and place of study.

Method of extracting medicinal herbs. Method of determining the antibacterial activity of medicinal herbs. Method of determining polyphenol content. Method of determining antioxidant activity.

Data processing methods. RESULTS AND DISCUSSION. The results of the investigation of antibacterial activity of medicinal herbs. The results of determining the diameter of the inhibition zone of 6 extracts of lemongrass.

The results of determining the diameter of the inhibition zone of 6 extracts of cinnamon. The results of determining the diameter of the inhibition zone of 6 extracts of anise. Results of the investigation on the antibacterial activity of essential oils. Results of antibacterial activity of lemongrass essential oil.

Results of antibacterial activity of cinnamon essential oil. Results of antibacterial activity of anise essential oil. The results of determining polyphenol contents. The result of building a standard graph between chlorogenic acid content and the increase in optical density measured when reacting with Folin Ciocalteu reagent.

The results of polyphenol content of herbal extracts of cinnamon, anise, lemongrass (content 100mg/ml). The results of polyphenol content of essential oils of cinnamon, anise, lemongrass. Results of determining the antioxidant activity of medicine extracts and essential oils. The results of the determination of the antioxidant capacity of the standard VTME (Alpha tocopherol).

The results of the determination of antioxidant activity of extracts of cinnamon, anise, lemongrass. CONCLUSION AND SUGGESTION. 54 v LIST OF TABLES Table 4. Results of inhibition zone diameter (mm) of lemongrass extracts.

Results of inhibition zone diameter (mm) of lemongrass extracts. Results of inhibition zone diameter (mm) of cinnamon extracts. Results of inhibition zone diameter (mm) of cinnamon extracts. Results of inhibition zone diameter (mm) of anise extracts.

Results of inhibition zone diameter (mm) of anise extracts. Antibacterial activity of lemongrass essential oil based on steam method. Antibacterial activity of lemongrass essential oil based on steam method. Antibacterial activity of cinnamon essential oil based on steam method.

Antibacterial activity of cinnamon essential oil based on diffusion method. Antibacterial activity of anise essential oil based on steam method. Antibacterial activity of anise essential oil based on diffusion method. The results of antibacterial activity of trans-cinnamalehyde with different concentrations.

Variation of OD values according to chlorogenic acid standard concentration (mg/ml).15: Polyphenol content of medicinal herbs converted to chlorogenic acid (mg/100 mg of medicinal herbs) when extracted with different solvents.16: Polyphenol content of medicinal herbs converted to chlorogenic acid (mg/ml pure essential oil). Antioxidant activity of standard VITAMIN E determined by DPPH method at different concentrations AA%. Correlation between content of VTME standard (standard substance) and antioxidant activity (scavenging activity). Antioxidant activity of extracts.

Antioxidant capacity of essential oils extracted. 52 vii LIST OF FIGURES Figure 2. Lemongrass and lemongrass powder. Cinnamon and cinnamon powder.

Anise and anise powder. Steps to perform the method of extracting medicinal herbs. Essential oil distillation kit. Essential oils of cinnamon, anise, lemongrass.

Describe the method of mixing bacteria into agar and punching a small well of antibacterial agent on agar plates. The ability to inhibit bacteria of medicinal herbs within 24 hours of culture. Antibacteria of essential oil based on steam method. Antibacteria of essential oils within 24 hours of culture based on diffusion method.

Diagram of the experiment to determine the total polyphenol content, using Folin-Ciocalteu's Phenol Reagent reagent. Mechanism of the color change reaction in the determination of total polyphenol content, using Folin-Ciocalteu's phenol reagent (Sadeer et al. 2, 2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) reaction mechanism. Mechanism of the color change reaction in the determination of antioxidant activity using the DPPH reagent.

The diameter of the inhibition zone produced on S. aureus ATCC 25923 by trans-cinnamaldehyde (left image) and cinnamon (right image) at 1/10 concentration after 24 h of culture on Muller Hinton Agar agar. Correlation between content of chlorogenic acid standard substance (mg/ml) and the degree of increase in optical density value (OD value). Total polyphenol content converted to chlorogenic acid (mg) of cinnamon, anise, lemongrass (content 100mg/ml) when extracted with different solvents.

Total polyphenol content converted to chlorogenic acid (mg) of 3 essential oils (converted to 1 ml of pure essential oil). The color cups represent the color change of DPPH solution induced by the antioxidant activity of VTME ) at different concentrations (from right to right: Blank, VTM E 0. Correlation between content of VTME standard (standard substance) and antioxidant activity (scavenging activity). Color change of cinnamon at a concentration of 20mg/ml of medicinal herbs upon color reaction with DPPH.

Color change of cinnamon medicinal herbs at a concentration of 10mg/ml of medicinal herbs upon color reaction with DPPH. Total antioxidant activity of lemongrass, cinnamon and anise extracts was converted to VTME content (mg/100 mg of medicinal herbs). Total antioxidant activity of medicines essential oils converted to VTME content (mg/1 ml of pure essential oil). 52 ix LIST OF ABBREVIATIONS Abbreviation Explanation ATCC American Type Culture Collection AMR Antimicrobial resistance B.subtilis Bacillus subtilis DMSO Dimethyl Sunfoxide DPPH 1,1-Diphenyl-2-Picrylhydrazyl DW Distilled Sunfoxide E.coli Eschrichia Coli G.philus Geobacilus stearothermophilus P.seudo Pseudomonas aeruginosa S.aureus Staphylococcus aureus Sal Salmonella enterica VTME Vitamin E x ABSTRACT Our study evaluated the inhibitory effects of lemongrass, cinnamon, anise on bacterial growth, so as to explain their uses in bacterial infections.

In addition, the correlation between antibacterial effects of plants and the polyphenol contents or antioxidant activities was also verified to investigate if these properties were responsible for the plant antibacterial effects. We tested extracts with 9 bacterial strains (Bacillus subtilis ATCC 6633, Geobaccillus stearothermophilus ATCC 7953, Staphylococcus aureus ATCC 25023, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Escherichia coli ATCC 85922, Escherichia coli ATCC 35218, Escherichia coli ATCC 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027, Salmonella ATCC 13311). After polyphenol contents and antioxidant activities were measured, we examined their correlations with antibacterial effects. The results showed that all extracts had an inhibitory effect on the bacteria tested and to varying degrees.

Among all the samples, the cinnamon extract had the strongest effect and also inhibited 9 bacterial strains. The antibacterial and biological activities of cinnamon, anise, and lemongrass in the volatile part (diffusion method) were stronger than in the non-volatile part (steam method). In addition, direct and significant correlations between the antibacterial effect and the value of polyphenol content were established and thus demonstrated that the antibacterial effects of cinnamon, anise, lemongrass, at least in part, is due to the presence of polyphenol compounds. Our study demonstrated the antibacterial effects of cinnamon, anise, and lemongrass and thus partly provided a pharmacological basis to explain their traditional uses in diseases associated with bacterial infections.

In addition, since cinnamon extracts showed the highest effect, we suggest that they may be the best candidates for bacterial treatment. However, further studies are still required to evaluate their potential. Preface Since very ancient times, humans have used plants to treat infectious diseases; scientific investigations of plant material have clearly proved the therapeutic efficacy of plants over time. Today, many countries use plants to treat different maladies including infectious diseases of the respiratory, gastrointestinal, urinary and biliary systems (Rios and Recio, 2005).

Although significant progress has been made in microbiological research and in the control of many diseases caused by infectious organisms such as bacteria, recurrent epidemics due to drug-resistant bacteria as well as the appearance of new bacterial pathogenic strains demand the discovery of new antibiotics. The investigation of medicinal plants using frontier technologies is now being reconsidered to be a feasible approach for discovering novel bioactive agents to solve widespread public health problems (Cos et al., 2006, Harvey et al. The search for natural active ingredients with high biological activity to make medicine is a trend that is of great interest to scientists. Many medicinal materials have been used to extract medicinal ingredients such as: berberine extract from Coscinium fenestrated, morphine from poppy (Papaver somniferum), beta-carotene and lycopene from gac fruit (Mormodica cochichinensis), Strychnos nux-vomica, papain (Carica papaya), diosdenin (Dioscorea deltoidea), curcumin from turmeric (Curcuma longa), peppermint menthol (Metha arvesis)… There are many types of important active ingredients such as quinine, morphine, strychnin, etc., which must be extracted from medicinal herbs but cannot be taken by chemical synthesis (Phung Tuan Giang, 2017).

Therefore, the analysis and investigation of antibacterial activity, polyphenol content and antioxidant activity of medicinal herbs is essential in order to properly evaluate the capabilities and activities of medicinal herbs. Medicinal herbs such as lemongrass, cinnamon, and anise have long been used in folk medicine as medicines to cure diseases, increase resistance, improve 1 health, and are used to treat infections very well. Therefore, these medicinal herbs have great potential in the research and development of pharmaceuticals, and are an ideal source of pharmaceutical substitutes for antibiotics and synthetic chemicals due to their superiority in cost, effectiveness and quality. For that reason, we carried out a study to extract and evaluate the antibacterial ability, polyphenol content and antioxidant activity of the medicinal plants lemongrass, cinnamon, and anise.

Objective - Proven antibacterial effect of medicinal herbs lemongrass, cinnamon, and anise on bacteria Bacillus subtilis ATCC 6633, Geobaccillus stearothermophilus ATCC 7953, Staphylococcus aureus ATCC 25023, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Escherichia coli ATCC 85922, Escherichia coli ATCC 35218, Escherichia coli ATCC 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027, Salmonella ATCC 13311. - Investigation of polyphenol content and antioxidant activity of extracts and essential oils. - Choose the right solvent to use in the extraction process to get the best results.