NGHIÊN CỨU TẠO MÔ SẸO TỪ RỄ SÂM ĐEN ĐỂ NUÔI CẤY HUYỀN PHÙ SẢN XUẤT HỢP CHẤT THỨ CẤP 5.7 DIMETHOXYL FLAVONE TRÊN QUY MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM

• Tác giả: Lương Yên Nhi
• Người hướng dẫn: TS. Lương Hùng Tiến
• Trường học: Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Nghiên cứu tạo mô sẹo từ rễ sâm đen (Kaempferia parviflora) và nuôi cấy huyền phù sản xuất 5,7-Dimethoxyflavone trên quy mô phòng thí nghiệm.
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• DOCUMENTATION PAGE WITH ABSTRACT
• ACKNOWLEDGEMENT
• 1. CHAPTER I: INTRODUCTION
• 1.1. Research rationale
• 1.2. Aim(s) of the study
• 1.2.1. Overall objectives
• 1.2.2. Detail objectives
• 1.3. Meaning of the research
• 2. CHAPTER II: LITERATURE REVIEW
• 2.1. Overview about Black Ginger
• 2.2. Name, origin
• 2.3. Characteristic of Black Ginger (Kaempferia parviflora)
• 2.4. Chemical composition
• 2.5. Biological effects
• 2.6. Some domestic and foreign studies on black ginger
• 2.6.1. Anti-inflammatory effect
• 2.6.2. Antifungal effect
• 2.6.3. Anti-allergic effect
• 2.6.4. Effects on the genitourinary system
• 2.6.5. Effects on the heart
• 2.6.6. Anticancer effect
• 2.6.7. Inhibition of metabolic enzymes in the liver
• 2.7. There are a few products that contain the active ingredient of black ginger on the market
• 2.8. Chemical structure
• 2.9. Bioactive of 5,7-dimethoxyflavone (DMF)
• 3. CHAPTER III: METHODOLOGY
• 3.1. Materials and chemicals
• 3.2. Image of the source of the research object
• 3.3. Prepare research subjects
• 3.4. Location and time
• 3.5. Culture environment and conditions
• 3.6. Research content and methods
• 3.7. Research process for black ginger callus culture and biomass production from suspension
• 4. CHAPTER IV: RESULTS
• 4.1. Results Studying the effect of sample sterilization time on the survival of callus specimens
• 4.2. Research results on the effects of 2,4D, NAA, and Kinetin on the formation of callus
• 4.3. Research results on the effects of 2,4D, NAA, Kinetin on the growth of single cell biomass containing compound 5
• 5. CHAPTER V: DISCUSSION, CONCLUSION AND RECOMMENDATION
• CHAPTER VII: APPENDIX
• 7.1. Appendix 1: Sample sterilization results after 45 days of culture
• 7.2. Appendix 2: Study on the effect of growth regulators on the formation of Calus
• 7.3. Appendix 3: Effect of growth regulators on growth of single cell biomass 40 days
• 7.4. Appendix 4: Results of growth curve study

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Sâm Đen Kaempferia parviflora

Sâm đen, hay Kaempferia parviflora, là một loại thảo dược quý hiếm được sử dụng rộng rãi trong y học cổ truyền Thái Lan. Nó nổi tiếng với khả năng kích thích tiêu hóa, tăng cường lưu thông máu và cải thiện sức khỏe sinh lý nam giới. Các hợp chất bioactive trong rễ sâm đen có tác dụng kháng khuẩn mạnh mẽ, giúp điều trị dị ứng, viêm loét dạ dày và nhiễm nấm. Methoxyflavone là nhóm chất chính được tìm thấy trong sâm đen. Trong đó, 5,7-Dimethoxyflavone (DMF) là một trong ba hợp chất chính, mang lại nhiều tác dụng sinh học và dược lý quan trọng. Tuy nhiên, việc khai thác sâm đen tự nhiên đang gặp nhiều thách thức do nguồn cung hạn chế và thời gian sinh trưởng chậm. Vì vậy, nghiên cứu tạo mô sẹo và nuôi cấy huyền phù để sản xuất DMF là một hướng đi đầy tiềm năng.

1.1. Lịch Sử Và Ứng Dụng Truyền Thống Của Sâm Đen

Kaempferia parviflora có nguồn gốc từ miền Bắc và Đông Bắc Thái Lan. Cây thuốc này đã được sử dụng như thực phẩm và dược liệu trong hơn 1000 năm. Rễ khô thường được nghiền thành bột làm trà, rễ tươi dùng ngâm rượu. Sâm đen được điều chế thành nhiều dạng như cồn thuốc, viên nang... Ngày nay, Kaempferia parviflora phân bố ở Trung Quốc, Ấn Độ và một số nước Đông Nam Á. Tại Việt Nam, cây được phát hiện ở Đắk Lắk và trồng ở một số tỉnh như Thanh Hóa, Sơn La. Nghiên cứu của Takhtajan (2009) xếp Kaempferia parviflora vào họ Gừng (Zingiberaceae), chi Kaempferia L.

1.2. Thành Phần Hóa Học Quan Trọng Của Sâm Đen

Thành phần hóa học chính trong rễ sâm đen là flavonoid, glycoside, tinh dầu, trong đó quan trọng nhất là methoxyflavone. 5,7-Dimethoxyflavone là một trong những hợp chất được quan tâm đặc biệt nhờ hoạt tính sinh học cao. Các nghiên cứu cho thấy nhóm hợp chất methoxyflavone là thành phần chính, có tác dụng sinh học quan trọng. Nhóm này chủ yếu là polythoxyflavone, không có phần đường, ít phân cực. Chúng được chiết xuất bằng dung môi đa năng như ethanol và methanol, sau đó bằng dung môi phân cực tăng dần. Polythoxyflavone xuất hiện trong phân đoạn dichloromethane và ethyl acetate.

II. Thách Thức Trong Sản Xuất 5 7 Dimethoxyflavone Từ Sâm Đen

Việc sản xuất 5,7-Dimethoxyflavone từ sâm đen gặp nhiều khó khăn do nguồn cung nguyên liệu hạn chế, thời gian sinh trưởng của cây kéo dài và hàm lượng DMF trong rễ không ổn định. Phương pháp canh tác truyền thống không đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của thị trường dược phẩm. Hơn nữa, quy trình chiết xuất và tinh chế DMF từ nguồn tự nhiên còn nhiều hạn chế về hiệu suất và chi phí. Các phương pháp tổng hợp hóa học tuy có thể tạo ra DMF, nhưng lại gây ra nhiều vấn đề về môi trường và an toàn. Vì vậy, cần có một giải pháp sản xuất DMF bền vững, hiệu quả và thân thiện với môi trường.

2.1. Khó Khăn Về Nguồn Cung Cấp Sâm Đen Tự Nhiên

Sâm đen không được trồng rộng rãi trên thế giới. Việc nhân giống chưa được nghiên cứu nhiều. Cây sinh trưởng chậm, khó phân nhánh và cần thời gian dài để thu hoạch. Giá thành dược liệu cao. Sản xuất các hợp chất thứ cấp từ cây trồng theo phương pháp truyền thống và tổng hợp hóa học có nhiều hạn chế, khó đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng. Do đó, cần phương pháp sản xuất bền vững và hiệu quả hơn.

2.2. Hạn Chế Của Quy Trình Chiết Xuất Và Tổng Hợp 5 7 DMF

Việc chiết xuất 5,7-Dimethoxyflavone từ sâm đen tự nhiên còn nhiều hạn chế về hiệu suất và chi phí. Các phương pháp tổng hợp hóa học có thể tạo ra DMF, nhưng lại gây ra nhiều vấn đề về môi trường và an toàn. Do đó, nghiên cứu các phương pháp sản xuất DMF hiệu quả, bền vững và thân thiện với môi trường là vô cùng cần thiết. Cần tìm ra quy trình chiết xuất tối ưu hóa để đạt hiệu quả cao nhất.

III. Cách Tạo Mô Sẹo Sâm Đen Hiệu Quả Để Nuôi Cấy Huyền Phù

Nghiên cứu tạo mô sẹo từ rễ sâm đen (Kaempferia parviflora) và nuôi cấy huyền phù là một giải pháp đầy hứa hẹn để sản xuất 5,7-Dimethoxyflavone (DMF) quy mô lớn. Quy trình này bao gồm các bước: chọn mẫu rễ khỏe mạnh, khử trùng, nuôi cấy trên môi trường đặc biệt để tạo mô sẹo, sau đó chuyển mô sẹo vào môi trường lỏng để nuôi cấy huyền phù. Quá trình nuôi cấy huyền phù cho phép tế bào sinh trưởng nhanh chóng và sản xuất DMF với hiệu suất cao. Các yếu tố như thành phần môi trường, điều kiện ánh sáng và nhiệt độ cần được tối ưu hóa để đạt được kết quả tốt nhất.

3.1. Phương Pháp Khử Trùng Mẫu Rễ Sâm Đen Tối Ưu

Nghiên cứu của Lương Yên Nhi (2023) cho thấy phương pháp khử trùng mẫu tốt nhất là sử dụng povidone iodide 10% trong 2 phút và HgCl 0.1% trong 9 phút, đạt tỷ lệ sống sót 96%. Mẫu rễ sâm đen trên 10 tháng tuổi, không nhiễm bệnh và đang trong giai đoạn sinh trưởng. Rễ được xử lý bằng dung dịch Antracol 70WP 2.5%, sau đó ủ trong cát sạch trong 20-30 ngày để nảy mầm.

3.2. Môi Trường Và Điều Kiện Nuôi Cấy Mô Sẹo Sâm Đen Lý Tưởng

Môi trường MS bổ sung 1 mg/l 2.4-D, 1 mg/l NAA và 1 mg/l Kinetin là tốt nhất cho sự hình thành mô sẹo, đạt tỷ lệ 70%. Hoặc môi trường MS bổ sung 1 mg/l 2.4D sau 30 ngày nuôi cấy khi đạt 20 gram tươi. Đây là những kết quả quan trọng để tối ưu hóa quá trình nuôi cấy.

3.3. Quy Trình Nuôi Cấy Huyền Phù Sản Xuất 5 7 Dimethoxyflavone

Quá trình nuôi cấy huyền phù được thực hiện trong môi trường lỏng, cung cấp đầy đủ dinh dưỡng và điều kiện tối ưu cho sự sinh trưởng của tế bào. Trong quá trình này, các tế bào sâm đen sẽ tổng hợp và tích lũy 5,7-Dimethoxyflavone. Các yếu tố như ánh sáng, nhiệt độ, độ pH và nồng độ oxy hòa tan cần được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo hiệu suất sản xuất cao.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Nghiên Cứu Sâm Đen Sản Xuất Dược Liệu

Kết quả nghiên cứu về tạo mô sẹo và nuôi cấy huyền phù từ sâm đen mở ra tiềm năng lớn trong việc sản xuất 5,7-Dimethoxyflavone (DMF) quy mô công nghiệp. DMF có nhiều ứng dụng quan trọng trong y học, bao gồm điều trị rối loạn cương dương, chống viêm, chống dị ứng và bảo vệ tim mạch. Việc sản xuất DMF từ mô sẹo sâm đen có thể giúp giảm áp lực lên nguồn tài nguyên tự nhiên và đảm bảo nguồn cung dược liệu ổn định, chất lượng cao.

4.1. Hoạt Tính Sinh Học Của 5 7 Dimethoxyflavone Từ Sâm Đen

5,7-Dimethoxyflavone có nhiều hoạt tính sinh học quan trọng, bao gồm khả năng ức chế phosphodiesterase (PDE), giúp cải thiện chức năng sinh lý nam giới. Ngoài ra, DMF còn có tác dụng chống viêm, chống dị ứng và bảo vệ tim mạch. Các nghiên cứu đã chứng minh tiềm năng của DMF trong điều trị nhiều bệnh lý khác nhau.

4.2. Sản Xuất Nguyên Liệu Cho Thuốc KD 01 Saman Trị Rối Loạn Cương Dương

Nghiên cứu này hướng tới việc xây dựng quy trình sản xuất công nghiệp 5,7-dimethoxyflavone bằng kỹ thuật nuôi cấy huyền phù tế bào sâm đen, cung cấp nguyên liệu cho sản xuất sản phẩm KD-01 Saman hỗ trợ điều trị rối loạn cương dương. Đây là một ứng dụng thực tiễn quan trọng, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống.

V. Kết Luận Và Hướng Phát Triển Của Nghiên Cứu Về Sâm Đen

Nghiên cứu về tạo mô sẹo và nuôi cấy huyền phù từ sâm đen (Kaempferia parviflora) để sản xuất 5,7-Dimethoxyflavone (DMF) đã đạt được những kết quả ban đầu đầy hứa hẹn. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình nuôi cấy, tăng cường năng suất DMF và đánh giá tính an toàn, hiệu quả của sản phẩm. Đồng thời, cần có sự hợp tác giữa các nhà khoa học, doanh nghiệp và cơ quan quản lý để đưa kết quả nghiên cứu vào ứng dụng thực tiễn, góp phần phát triển ngành dược liệu Việt Nam.

5.1. Tối Ưu Hóa Quy Trình Nuôi Cấy Mô Sẹo Và Huyền Phù Sâm Đen

Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của mô sẹo và tế bào huyền phù, như thành phần môi trường, điều kiện ánh sáng, nhiệt độ và pH. Việc áp dụng các kỹ thuật tiên tiến như kỹ thuật di truyền và công nghệ sinh học có thể giúp tăng cường năng suất DMF.

5.2. Đánh Giá Hoạt Tính Sinh Học Và Tính An Toàn Của DMF Từ Mô Sẹo

Cần tiến hành các nghiên cứu sâu hơn về hoạt tính sinh học và tính an toàn của 5,7-Dimethoxyflavone được sản xuất từ mô sẹo sâm đen. Các thử nghiệm in vitro và in vivo cần được thực hiện để đánh giá hiệu quả của DMF trong điều trị các bệnh lý khác nhau và đảm bảo an toàn cho người sử dụng.