CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1. Tên khoa học và vị trí phân loại Hẹ có tên khoa học là Allium tuberosum Rottler ex Spreng [3], [22] và nhiều tên đồng nghĩa như Allium odorum L. Hẹ thuộc chi Hành (Allium L. Theo hệ thống phân loại của nhóm phát sinh chủng loài thực vật hạt kín APG IV (2016), vị trí phân loại của chi Allium L.
như sau [10], [21], [22]: Giới: Thực vật (Plantae) Ngành: Ngọc Lan (Magnoliophyta) Lớp: Hành (Liliopsida) Bộ: Măng tây (Asparagales) Họ: Thủy Tiên (Amaryllidaceae) Phân họ: Hành (Allioideae) Chi: Hành (Allium L.) Loài: Allium tuberosum R. Đặc điểm thực vật và vị trí phân bố 1. Đặc điểm thực vật Hẹ là cây cỏ nhỏ, cao 20 – 45cm, toàn cây có mùi đặc biệt. Thân hành, nhỏ gầy, thường hợp thành túm, hình nón – trụ, có áo mỏng màu nâu vàng, bị xé thành sợi [4].
Thân rễ mọc ngang, chếch [4]. Lá hẹp, dài, dày, thường là 4 – 5 lá, dài 10 – 27 cm rộng 1,5 – 9 mm, bẹ lá dài và mỏng, đầu nhọn, mọc ốp vào nhau thành hai dãy [1], [7]. Cây có cụm củ hình trụ ở thân rễ nằm ngang, màu vàng nâu [30]. Cụm hoa tụ thành hình xim nhưng co ngắn lại thành tán giả, mọc trên một cán dài hơn lá, dài 15 – 30 cm, hình trụ hoặc 3 cạnh, có vạch dọc.
Hoa nhiều có cuống dài, bao hoa màu trắng gồm 6 phiến thuôn, mũi mác, xếp thành 2 vòng, nhị có gốc đính vào các mảnh của bao hoa, cuống hoa dài chừng 10 – 15 mm, đường kính 4 mm [1], [7]. Lá bắc tổng bao dạng mo, mỏng, xẻ 1 bên hoặc xẻ 2 – 3 mảnh, ngắn hơn cụm hoa. Nhị 6, gốc chỉ nhị hợp và dính với bao hoa, dài bằng ½ bao hoa; bao phấn đính lưng, 2 ô mở bằng khe dọc. Bầu thượng, hình chùy ngược, phía ngoài có những nốt nhỏ, 3 cạnh tròn, 3 ô, đính noãn trung trụ, mỗi ô nhiều noãn, vòi nhụy rất ngắn, đầu nhụy không rõ [4].
Quả nang, hình trái xoan ngược hoặc hình cầu hơi dẹt, chia 3 mảnh. Hạt nhỏ, màu đen [1], [4], [3]. Cây mọc bằng hạt hoặc bằng cách phân thành từng khóm [22]. Cây phát triển tốt trong điều kiện đất ẩm, râm mát, 2 đất hữu cơ sẽ cho năng suất tốt hơn [1], [30].
Vào mùa đông, lá tiêu biến dần, chỉ còn lại rễ và thân rễ nhưng sẽ mọc lại và phát triển bình thường vào mùa xuân [30]. Mùa hoa thường vào tháng 6 – 8. Mùa quả thường vào tháng 8 – 10 [7]. Vị trí phân bố Chi Allium L.
thuộc họ Amaryllidaceae với hơn 850 loài khác nhau [21] và được tìm thấy trên khắp Bắc Mỹ, Bắc Phi, Châu Âu, Châu Á [33]. Hẹ có nguồn gốc hoang dại ở vùng Trung và Bắc Á. Cây được người Trung Quốc đưa vào trồng khoảng 200 năm trước Công nguyên. Sau đó là các nước Triều Tiên, Nhật Bản, Nepal, Ấn Độ, Thái Lan, Philippin, Indonesia, Hoa Kỳ.
Hiện nay, Trung Quốc là nước trồng hẹ nhiều nhất thế giới. Ở Việt Nam, Hẹ cũng được trồng từ rất lâu và được trồng khắp nơi để làm thực phẩm, gia vị hoặc để làm thuốc [1]. Thành phần hóa học Trong lá Hẹ có chứa flavonoid, saponin, tanin, đường khử, các hợp chất sulfid, alkaloid [29]. Trong 100g Hẹ có chứa 93g nước, 2,2g protein, 0,1g chất béo, 2,8g carbohydrat, 0,9g chất xơ, 4mg caroten và 25mg vitamin C.
Hẹ có 4 loại đường là fructose, glucose, galactose và saccharose [1]. Trong thành phần của Hẹ còn chứa odorin có tác dụng kháng khuẩn đối với một số vi khuẩn như Staphylococcus aureus và Bacillus coli [7]. Tinh dầu Các thành phần được tìm thấy trong tinh dầu lá Hẹ chia thành các nhóm: monosulfid, disulfid, trisulfid, tetrasulfid, pentasulfid, hợp chất chứa oxy và terpen. Các hợp chất chứa lưu huỳnh chiếm đến 88%, các hợp chất chứa oxy chỉ chiếm 1,5% tổng hàm lượng tinh dầu lá Hẹ.
Thành phần chiếm tỉ lệ cao nhất trong tinh dầu Hẹ là allyl methyl disulfid (39,3%), tiếp theo là dimethyl disulfid (12,6%) [33]. Theo Mnayer và cộng sự, thành phần chính trong tinh dầu lá Hẹ chủ yếu là dimethyl disulfid (19,58%), allyl methyl disulfid (14,37%), dimthyl trisulfid (14,34%), allyl methyl trisulfid (7,24%), methyl-1-propenyl disulfid (6,07%), diallyl disulfid (5,14%) [27]. Năm 2015, các nhà khoa học Trung Quốc đã báo cáo thành phần chính của tinh dầu Hẹ bao gồm allyl methyl trisulfid (36,24%), diallyl disulfid (27,26%), diallyl trisulfid (18,68%), dimethyl trisulfid (9,23%) [36]. Có thể thấy, tuy thành phần và hàm lượng cấu tử ở các nghiên cứu là khác nhau nhưng tất cả đều chỉ ra rằng thành phần chính của Hẹ là các hợp chất sulfid, đặc biệt là các disulfid và trisulfid.
Flavonoid 3 Hẹ chứa khoảng 31,10 (mgQE/g) flavonoid trong cắn chiết ethanol và 16,74 (mgQE/g) flavonoid trong cắn chiết nước. Trong đó, hàm lượng flavonoid được tính theo microgam quercetin trong 1 mg cắn chiết (µgQE/mg). Đã có nhiều hợp chất flavonoid được phân lập từ lá Hẹ (Bảng 1. Các hợp chất flavonoid được tìm thấy từ Hẹ STT Tên hợp chất TLTK 3-[[2-O-[6-O-[(2E)-3-(3,4-dihydroxyphenyl)-1-oxo-2-propen- 1-yl]-β-D-glucopyranosyl]-β-D-glucopyranosyl]-oxy]-7-(β-D- 1 [13] glucopyranosyloxy)-5-hydroxy-2-(4-hydroxyphenyl)-4H-1- benzopyran-4-on 7-(β-D-glucopyranosyloxy)-5-hydroxy-2-(4-hydroxyphenyl)-3- [[2-O-[6-O-[(2E)-3-(4-hydroxyphenyl)-1-oxo 2- 2 [13] propen-1-yl]-β-D-glucopyranosyl]-β-D-glucopyranosyl]-oxy]- 4H-1-benzopyran-4-on 3,7-bis-(β-D-glucopyranosyl-oxy)-5-hydroxy-2-(4- 3 [13] hydroxyphenyl)-4H-1-benzopyran-4-on 7-[(6-deoxy-α-L-mannopyranosyl)-oxy]-3-[(2-O-β-D- 4 glucopyranosyl-β-D-glucopyranosyl)-oxy]-5-hydroxy-2-(4- [13] hydroxyphenyl)-4H-1-benzopyran-4-on 3-[(2-O-β-D-glucopyranosyl-β-D-glucopyranosyl)-oxy]-5,7- 5 [13] dihydroxy-2-(4-hydroxyphenyl)-4H-1-benzopyran-4-on 3-[(2-O-β-D-glucopyranosyl-β-D-glucopyranosyl)-oxy]-7-(β- 6 D-glucopyranosyloxy)-5-hydroxy-2-(4-hydroxyphenyl)-4H-1- [13] benzopyran-4-on 2-(3,4-dihydroxyphenyl)-3-[(2-O-β-D-glucopyranosyl-β-D- 7 [13] glucopyranosyl)-oxy]-5,7-dihydroxy-4H-1-benzopyran-4-on Quercetin-3-O-(6-trans-feruloyl)-β-D-glucopyranosyl-(12)- 8 [13] β-D-glucopyranoside-7-O- β-D-glucopyranosid Kaempferol-3-O-(6-trans-feruloyl)-β-D-glucopyranosyl- 9 [13] (12)-β-D-glucopyranoside-7-O- β-D-glucopyranosid Quercetin-3-O-(6-trans-p-coumaroyl)-β-D-glucopyranosyl- 10 [13] (12)-β-D-glucopyranoside-7-O-β-D-glucopyranosid 11 Kaempferol-3-O-β-sophosid [18], [39] 12 3-O-β-D-(2-O-feruloyl) glycosyl-7,4’-di-O-β-D- [40], [18] 4 glucosylkaempferol 13 3-O-β-sophorosyl-7-O-β-D-(2-O-feruloyl) glucosylkaempferol [40], [18] 14 Kaempferol-3,4’- di-O-β-D-glucosid [18], [26] Trong đó, hợp chất (12) và (13) được phân lập sớm nhất bởi Yoshida và cộng sự vào năm 1987 [40].
Năm 2010, các nhà khoa học Đức phân lập ra hợp chất (11) [39]. Năm 2016, Gao và cộng sự đã phân lập được 10 hợp chất flavonoid mới từ lá Hẹ. Trong đó, 3 hợp chất (8), (9), (10) lần đầu tiên xác định được cấu trúc và 7 hợp chất (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7) có cấu trúc đã biết. Hai hợp chất mới (8) và (9) được nghiên cứu cho thấy, chúng dễ dàng bị acid dịch vị thủy phân tạo thành kaempferol, quercetin, acid ferulic và glucose.
Trong đó kaempferol, quercetin, acid ferulic là những chất được công nhận có hoạt tính sinh học [13], [17]. Saponin Hạt của Hẹ là một nguồn giàu saponin steroid. Từ năm 1999 đến 2002, 13 hợp chất saponin đã được xác định từ hạt của loài cây này, chúng được đặt tên lần lượt là tuberosid A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M [22]. Năm 2003, 8 saponin mới đã được báo cáo với tên và công thức phân tử lần lượt là tuberosid N (C45H74O18), tuberosid O (C33H54O10), tuberosid P (C39H64O14), tuberosid Q (C39H64O15), tuberosid R (C39H64O15 - đồng phân hình học của tuberosid Q), tuberosid S (C51H84O22), tuberosid T (C51H84O21), tuberosid U (C51H86O22) [22], [34].
Năm 2015, Fang và cộng sự đã phân lập được 3 saponin mới từ rễ Hẹ (Bảng 1. Các saponin mới được tìm thấy từ rễ Hẹ Tên thường Danh pháp IUPAC CTPT (25S)-5b-spirostan-2b,3b-diol-3-O-β-D- Tuberosin A C33H54O9 glucopyranosid (25S)-5b-spirostan-2b,3b,19-triol-3-O-β-D- Tuberosin B C33H54O10 glucopyranosid (25S)-5b-spirostan-2b,3b-diol-3-O-α-L- Tuberosin C C39H64O13 rhamnopyranoyl-(14)-O-β-D-glucopyranosid 5 Công thức cấu tạo của 3 saponin mới nhất được tìm thấy từ rễ Hẹ: R1 R2 R3 R4 R5 Tuberosin A OH H H H H Tuberosin B OH H OH H H Tuberosin C OH α-L-Rha α-L-Rha α-L-Rha α-L-Rha 1. Alkaloid Năm 1988, Choi và cộng sự đã phân lập được alkaloid đầu tiên từ Hẹ có tên (-)-3S- 1,2,3,4-tetrahydro-β-carbolin-3-carboxylic acid với cấu trúc [11]: (-)-3S-1,2,3,4-tetrahydro-β-carbolin-3-carboxylic acid Đến nay, vẫn chưa tìm thấy thêm thông tin nào liên quan đến các alkaloid mới được tìm thấy từ Hẹ. Acid amin Năm 1992, các nhà khoa học tại Hàn Quốc đã phân lập được một số acid amin từ Hẹ.
Trong đó, các acid amin chính được xác định là alanin (9,9%), valin (7,44%), acid glutamic (8,67%), acid aspartic (6,31%) [31]. Nucleosid/Nucleotid Năm 2018, Gu và cộng sự đã xác định được sự có mặt của các nucleotid từ cắn chiết EtOH 70% của Hẹ gồm: uracil (4-pyrimidinediol; C4H4N2O2); thymin (2,4-hydroxy-5- methylpyrimidin; C5H6N2O2), thymidine (1-(2-deoxy-β-D-ribofuranosyl)-5-methyluracil; C10H14N2O5) và adenosin (9-(β-D-ribofuranosyl) adenin; C10H13N5O4). Trong đó, hàm 7 lượng của từng nucleotid lần lượt là: uracil 0,756 mg/g; thymin 0,543 mg/g; thymidin 0,435 mg/g; adenosin 0,480 mg/g [15]. Tác dụng kháng khuẩn Odorin trong lá Hẹ có tác dụng kháng khuẩn với Staphylococcus aureus và Bacillus coli.
Nước ép tươi của lá Hẹ cũng có tác dụng kháng khuẩn với các chủng Salmonella typhi, Shigela flexneri, Bacillus subtilis, Coli pathogene và Coli bethesda. Tính chất kháng sinh này khá vững bền, cụ thể: nước ép của Hẹ, ly tâm để bỏ cặn, lấy nước trong, hấp Tyndall để lâu vẫn giữ được tính chất sinh kháng sinh. Tính chất kháng sinh của Hẹ chỉ mất một ít khi chịu tác dụng của pepsin, nhưng nếu đun nóng (sắc) thì mất hết tác dụng kháng sinh [7]. Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của nước ép lá Hẹ trên các chủng vi khuẩn: Staphylococcus aureus ATCC 6538, Bacillus subtilis ATCC 19659, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Salmonella typhimurium ATCC 13311, Escherichia coli ATCC 25922, Enterococcus faecalis ATCC 49452 bằng phương pháp khuếch tán qua giếng thạch, kết quả cho thấy nước ép lá Hẹ có hoạt tính kháng khuẩn mạnh nhất trên S.
subtilis, yếu hơn trên E. faecalis và không có tác dụng kháng khuẩn trên P. Khi so sánh hoạt tính kháng khuẩn của Hẹ và Allium sativum L. trên các vi khuẩn trên, Hẹ thể hiện tác dụng kháng khuẩn tốt hơn [25].
Một số vi khuẩn Gram (+) như Salmonella typhimurium ATCC 14028, Escherichia coli ATCC 8739, Campylobacter jejuni ATCC 33291, Staphylococcus aureus ATCC 25923 đều nhạy cảm với tinh dầu lá Hẹ. Tuy nhiên, Listeria monocytogenes ATCC 19115 đề kháng với tinh dầu này [27]. Thành phần diallyl sulfid được xem là chất có vai trò chính trong tác dụng kháng khuẩn của Hẹ. Ngoài ra, có thể kể đến vai trò của allyl methyl disulfid, dimethyl trisulfid, allyl methyl trisulfid, các dẫn xuất propyl [27] hoặc các hợp chất thiosulfinat như S-methylmethanthiosulfinat và S-methyl-2-propen-1- thiosulfinat [35].
Tác dụng bảo vệ gan Nghiên cứu của Sutejo năm 2017 cho thấy, cắn chiết ethanol 70% của lá Hẹ có tác dụng bảo vệ gan. Nghiên cứu này được thực hiện trên chuột Wistar đã bị tổn thương gan do sử dụng doxorubicin. Để đánh giá mức độ tổn thương gan do doxorubicin gây ra, Sutejo và cộng sự đã căn cứ vào nồng độ của glutamat oxaloacetat transaminase (SGOT hoặc AST), glutamat pyruvat transaminase (SGPT hoặc GPT) và malondialdehyd (MDA). Đây được xem như là những chỉ số thể hiện tổn thương gan, khi các chỉ số này tăng cao là 8 dấu hiệu gan đang bị tổn thương.
Sau khi sử dụng cắn chiết lá Hẹ với liều 1000 mg/kg thì nồng độ SGOT, SGPT và MDA huyết thanh chuột giảm đi đáng kể [37]. Giảm đường huyết Năm 2017, Xingli và cộng sự thực hiện nghiên cứu đánh giá tác dụng hạ đường huyết của lá Hẹ trên chuột Wistar bị tiểu đường do dùng alloxan monohydrat (liều 150 mg/kg). Đánh giá kết quả dựa trên nồng độ glucose trong máu lúc đói (FBG). Lá Hẹ sau khi chiết với MeOH 80% được chiết phân đoạn lỏng – lỏng lần lượt qua n-hexan, ethyl acetat và n-BuOH.