Tài liệu Hóa học: Nghiên cứu thành phần hóa học cây lan kim tuyến

Nghiên cứu thành phần hóa học của cây lan kim tuyến Anoectochilus setaceus Blume thu hái tại Thanh Hóa, phân tích các hợp chất sinh học có giá trị.

• Tác giả: Nguyễn Nam Phương
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Quang Huấn
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa Y Dược
• Chuyên ngành: Dược học
• Đề tài: Nghiên cứu thành phần hóa học cây Lan kim tuyến (Anoectochilus setaceus Blume) thu hái tại Thanh Hóa
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp đại học
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Giới thiệu về cây Lan kim tuyến

Cây Lan kim tuyến (Anoectochilus setaceus Blume) là một loài thực vật quý hiếm thuộc chi Anoectochilus, phân bố chủ yếu tại các vùng núi của Việt Nam, đặc biệt là khu vực Thanh Hóa. Cây này được biết đến với những tính chất dược liệu quý báu trong y học cổ truyền và đã được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Với giá trị cao trong điều trị và chăm sóc sức khỏe, thành phần hóa học cây Lan kim tuyến đã trở thành đối tượng nghiên cứu chính của nhiều công trình khoa học tại các đại học danh tiếng như Đại học Quốc gia Hà Nội. Khóa luận tốt nghiệp ngành Dược học đã tập trung phân tích sâu về các hoạt chất chính trong cây này.

1.1. Đặc điểm hình thái và phân loại

Lan kim tuyến (Anoectochilus setaceus Blume) thuộc họ Orchidaceae (Lan), nằm trong chi Anoectochilus. Cây có lá màu xanh sẫm với những vân kim tuyến nổi bật, rễ thơm, cao khoảng 15-25cm. Đây là loài thực vật hiếm phân bố tự nhiên tại các khu vực núi cao, ẩm ướt. Vị trí phân loại chi Anoectochilus cho thấy nó là một nhóm thực vật độc đáo trong họ Lan, với những đặc trưng sinh học và sinh thái riêng biệt.

1.2. Công dụng và tác dụng chính

Trong dược liệu Việt Nam, cây Lan kim tuyến được sử dụng để chữa các bệnh về huyết áp, tiểu đường và viêm nhiễm. Các tác dụng sinh học của cây bao gồm hoạt động kháng oxy hóa, kháng viêm và bảo vệ gan. Những bài thuốc truyền thống sử dụng cây Lan kim tuyến đã được truyền lại qua nhiều thế hệ, chứng tỏ tính hiệu quả cao.

II. Thành phần hóa học chính của Lan kim tuyến

Nghiên cứu thành phần hóa học cây Lan kim tuyến bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng hiệu năng cao (HPLC) và sắc ký lớp mỏng (TLC) đã xác định được các hoạt chất quan trọng. Các hợp chất chính được phân lập bao gồm Quercetin, Isorhamnetin và Acid ferulic - những flavonoid và acid phenolic có giá trị dược liệu cao. Những hợp chất này có công thức hóa học và cấu trúc phân tử rõ ràng, được xác định thông qua kỹ thuật phổ tử ngoại-khả kiến (UV-Vis) và các phương pháp định lượng tiên tiến. Khóa luận của Nguyễn Nam Phương tại Đại học Quốc gia Hà Nội đã chi tiết hóa những kết quả này.

2.1. Flavonoid Quercetin và Isorhamnetin

Quercetin (C₁₅H₁₀O₇) và Isorhamnetin (C₁₆H₁₂O₇) là hai flavonoid chính trong cây Lan kim tuyến, đóng vai trò quan trọng trong hoạt động kháng oxy hóa. Những hoạt chất này có khả năng loại bỏ gốc tự do và ngăn chặn stress oxy hóa. Định lượng những thành phần này được thực hiện bằng phương pháp HPLC với độ chính xác cao, cho kết quả Quercetin và Isorhamnetin hiện diện ở nồng độ đáng kể.

2.2. Acid ferulic hoạt chất phenolic

Acid ferulic (C₁₀H₁₀O₄) là một acid phenolic quan trọng trong thành phần hóa học của Lan kim tuyến, với những tác dụng sinh học bao gồm kháng viêm và bảo vệ tế bào. Định lượng Acid ferulic thông qua sắc ký HPLC cho thấy nồng độ ổn định. Hợp chất này đóng góp đáng kể vào hiệu quả dược liệu của cây trong điều trị các bệnh liên quan viêm nhiễm và bảo vệ sức khỏe.

III. Phương pháp nghiên cứu và phân tích

Để xác định thành phần hóa học cây Lan kim tuyến, các nhà nghiên cứu đã áp dụng phương pháp chiết xuất cao từ mẫu thu hái tại Thanh Hóa. Phương pháp định tính sử dụng sắc ký lớp mỏng (TLC) để xác định sự hiện diện của các hợp chất, trong khi phương pháp định lượng dùng sắc ký hiệu năng cao (HPLC) để đo lường chính xác nồng độ từng thành phần. Những nguyên liệu và hóa chất được sử dụng đều là chuẩn tính và có độ tinh khiết cao. Phương tiện nghiên cứu bao gồm các thiết bị phòng Công nghệ Tế bào Động vật - Viện Công nghệ sinh học. Quy trình này đảm bảo kết quả chính xác và có tính khoa học cao.

3.1. Phương pháp chiết xuất và chuẩn bị mẫu

Chiết xuất cao Lan kim tuyến được thực hiện từ mẫu cây thu hái tại Thanh Hóa bằng dung môi thích hợp. Mẫu được xử lý, sấy khô và tạo thành cao để tập trung các hoạt chất. Dung dịch chiết sau đó được lọc và chuẩn bị cho các bước phân tích tiếp theo. Phương pháp này giúp tách chiết hiệu quả các flavonoid và acid phenolic từ mô thực vật.

3.2. Kỹ thuật sắc ký HPLC định lượng chính xác

Sắc ký lớp mỏng hiệu năng cao (HPLC) là phương pháp chính để định lượng Quercetin, Isorhamnetin và Acid ferulic. Điều kiện sắc ký được tối ưu hóa với cột phân tách, pha động và tốc độ dòng phù hợp. Kiểm tra độ thích hợp hệ thống được thực hiện trước mỗi lần phân tích. Kết quả định lượng cho thấy nồng độ chính xác của từng hoạt chất trong dịch chiết và cao Lan kim tuyến.

IV. Kết quả và ứng dụng trong thực tiễn dược học

Kết quả định tính xác nhận sự hiện diện của Quercetin, Isorhamnetin và Acid ferulic trong cao Lan kim tuyến. Kết quả định lượng cho thấy nồng độ từng thành phần ở mức đáng kể, chứng tỏ giá trị dược liệu cao của cây. Những dữ liệu này cung cấp cơ sở khoa học cho việc sản xuất sản phẩm từ Lan kim tuyến và bài thuốc liên quan. Ứng dụng trong dược học cổ truyền của các kết quả này rất rộng, từ sản xuất cao lên men Lan kim tuyến đến các loại dự phòng và điều trị bệnh. Nghiên cứu của Nguyễn Nam Phương đã mở ra hướng mới cho khai thác tài nguyên thiên nhiên một cách hiệu quả và bền vững.

4.1. Kết quả phân tích và nồng độ hoạt chất

Kết quả khảo sát mối tương quan giữa nồng độ và diện tích píc cho các hoạt chất chính cho thấy độ tuyến tính cao (R² > 0,99). Nồng độ Quercetin trong mẫu dao động từ 0,5-2,5 mg/mL, Isorhamnetin từ 0,3-1,8 mg/mL, và Acid ferulic từ 0,2-1,2 mg/mL. Phần trăm phục hồi của các phương pháp định lượng đều nằm trong khoảng chấp nhận (90-110%), chứng tỏ độ chính xác cao của phương pháp.

4.2. Ứng dụng trong sản xuất dược phẩm

Thành phần hóa học cây Lan kim tuyến được xác định rõ ràng tạo cơ sở cho chuẩn hóa các sản phẩm dược phẩm. Cao Lan kim tuyến và các bài thuốc từ cây có thể được sản xuất với chất lượng ổn định. Kiểm soát chất lượng các sản phẩm trở nên khoa học hơn thông qua định lượng các hoạt chất chính. Những bài thuốc lên men sử dụng Lan kim tuyến đang được phát triển như một sản phẩm hỗ trợ sức khỏe hiệu quả.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I. Vài nét về chi Anoectochilus 1. Đặc điểm hình thái Chi Lan kim tuyến (Anoectochilus) là một chi thực vật có hoa thuộc họ Lan (Orchidaceae) và phân họ cùng tên (Orchidoideae). Cái tên "Lan kim tuyến" hay "Lan kim hoàn” bắt nguồn từ những đường gân rất đẹp trên phiến lá của các loài lan này.

Phần lớn chúng là các thực vật sinh sống trên nền đất có kích thước nhỏ, tuy nhiên một vài loài sinh sống trên các bờ đá, với bộ lá màu xanh lục hoặc mang các màu sắc khác (tùy theo loài), có bề mặt mịn như nhung và mang một mạng lưới gân lá phức tạp. Cụm hoa ở ngọn trung tâm mang một vài hoa mọc chúc xuống đất và bao phủ bởi lông với một cánh môi rất lớn và nổi bật. Tràng hoa cùng với đài hoa ở mặt lưng tạo thành một cấu trúc giống như chiếc mũ trùm đầu. Mỗi hoa có hai nhụy và hai nhị [25].

Phân bố Chi Anoectochilus (Orchidaceae), bao gồm hơn 40 loài, phổ biến khắp các vùng nhiệt đới, từ Ấn Độ, Himalayas, Đông Nam Á đến Hawaii. Trong số các loài thực vật này, A. koshunensis chỉ phân bố ở Đài Loan (Trung Quốc) và Okinawa (Nhật Bản). Anoectochilus roxburghii, phân bố ở miền nam Trung Quốc, Nhật Bản, Sri Lanka, Ấn Độ và Nepal [17].

Công dụng và tác dụng Một số loài thuộc chi này được sử dụng trong các loại thuốc dân gian Trung Quốc, chẳng hạn như A. koshunensis Hayata, và A. Theo y học cổ truyền Đài Loan, A. formosanus Hayata tươi hoặc khô nấu nước uống trị các chứng bệnh đau ngực, đau bụng, tiểu đường, viêm thận, sốt, huyết áp cao, liệt dương, rối loạn gan, lá lách và chứng đau nhói ngực.

Người Trung Quốc cho rằng uống trà làm từ A. formosanus Hayata chữa các chứng bệnh gan và phổi [23,30]. Đại học ông nghệ Y dược và ao đẳng Y học Quốc gia Dương Minh Đài Loan đã sử dụng A. formosanus Hayata làm thuốc kháng viêm, hạ sốt, giảm suy nhược cơ 2 Nghien.hoa thể và kháng virus c m A.

Nhiều nghiên cứu đã phát hiện A. formosanus Hayata chứa hợp chất chuyển hoá arachidonic acid liên quan đến chức năng tim mạch. formosanus Hayata có khả năng kháng virus, kháng sưng viêm và bảo vệ gan. Chiết xuất của cây A.

formosanus khô có chứa 4-hydroxycinnamic acid, β-sitosterol, β-D-glucopyranosyloxy và butanoid glucosides acid [28]. Gần đây, một hợp chất 3(R)- 3- β-D-glucopyranosyloxy butanolide tên là thương mại kinsenoside được chiết xuất từ A. koshunensis chống tăng huyết áp hiệu quả [29]. Anoectochilus roxburghii, còn được gọi là "Vua thảo dược" để điều trị sốt, bệnh về phổi, viêm màng phổi, bệnh về gan, tăng huyết áp và trẻ em suy dinh dưỡng ở Trung Quốc (Viện Y học cổ truyền Trung Quốc Phúc Kiến 1982).

Tuy nhiên, thông tin khoa học về hoạt tính sinh học, chức năng sinh lý và hiệu quả lâm sàng cụ thể của cây lan thảo dược này còn hạn chế. Không có báo cáo nghiên cứu về các thành phần hóa học của A. roxburghii và có rất ít hồ sơ dược lý (Li et al. 1995) bởi vì các nguồn tự nhiên của A.

roxburghii phần lớn đã cạn kiệt. Tổng quan về cây Lan kim tuyến 2. Vị trí phân loại  Lan Kim Tuyến có tên khoa học là Anoectochilus setaceus Blume  Tên đồng nghĩa  Chrysobaphus roxburghii Wall. 1826  Anoectochilus roxburghii (Wall.

1840  Anoectochilus regalis Blume. 1858  Bộ: Asparagales  Họ: Phong lan Orchidaceae  Phân họ: Orchidoidea  Chi: kim tuyến (Anoectochilus)  Loài: A. setaceus  Tên gọi khác: kim cương, kim tuyến, kim tuyến tơ, lan gấm, mộc sơn, thạch tùng 3 Nghien. Đặc điểm hình thái Lan kim tuyến là cây thảo, mọc ở đất, có thân rễ mọc dài, thân trên đất mọng nước và có nhiều lông mềm, mang 2 - 4 lá mọc xòe sát đất.

Lá hình trứng, gần tròn ở gốc, chóp hơi nhọn và có mũi ngắn, cỡ 3 - 4 x 2 - 3 cm, có màu khác nhau với mạng gân thường nhạt hơn (màu lục sẫm với mạng gân màu lục nhạt hay màu nâu, đỏ với mạng gân màu vàng, lục hay hồng). Cuống lá dài 2 - 3 cm. Cụm hoa dài 10 - 15 cm, mang 4 - 10 hoa mọc thưa. Lá bắc hình trứng, chóp nhọn, dài 8 - 10 mm, màu hồng.

Hoa thường màu trắng, dài 2,5 - 3 cm. Các mảnh bao hoa dài khoảng 6 mm, môi dài đến 1,5 cm, ở mỗi bên gốc mang 6 - 8 dải hẹp, chóp phiến rộng, chẻ hai sâu, hốc chứa mật dài 7 mm, bầu dài 1,3 cm, màu lục, có nhiều lông mềm [2]. Cây Lan kim tuyến (Anoectochilus setaceus Blume) [19] 4 Nghien. Sinh học và sinh thái Mùa hoa của cây là tháng 2 đến tháng 4.

Tái sinh bằng chồi từ thân rễ và hạt, ít và sinh trưởng rất chậm. Mọc dưới tán rừng nguyên sinh, hầu hết là nguyên thủy, rậm. Chúng sinh sống trên sườn n i đá granit, riôlit, phiến sét, ở độ cao 500 - 1600 m, rải rác thành từng nhóm, vài ba cây trên đất ẩm, rất giàu mùn và lá cây rụng [2]. Phân bố và tình trạng  Thế giới: Ấn Độ, Nepan, Butan, Trung Quốc, Mianma, Thái Lan, Lào, ampuchia, Malaixia, Inđônêxia.

 Trong nước  Lào Cai: núi Phan Xi Păng, xã Liêm Phú.  Kon Tum: núi Ngọc Linh, Vườn Quốc gia hư Mom Ray.  Đắk Lắk: Vườn Quốc gia hư Yang Sin.  Lâm Đồng: Vườn Quốc gia Bidoup - Núi Bà.

 Phú Thọ: Vườn Quốc gia Xuân Sơn.  Sơn La: Khu Bảo tồn Thiên nhiên Tà Sùa.  Hà Nội: Vườn Quốc gia Ba Vì.  Thanh Hóa: Khu Bảo tồn Thiên nhiên Xuân Liên, Pù Luông.

 Tình trạng Loài có khu phân bố rộng nhưng với số lượng cá thể không nhiều, tái sinh chậm và đòi hỏi điều kiện sống ngặt nghèo ngày càng hiếm. Chúng đã bị khai thác liên tục trong nhiều năm, hiện đã trở nên giảm sút rõ rệt và có nguy cơ bị tuyệt chủng. Do đó, Lan kim tuyến đã được xếp trong nhóm IA của Nghị định 32/2006/NĐ-CP, nghiêm cấm khai thác vì mục đích thương mại và nhóm thực vật đang nguy cấp EN A1a,c,d trong sách đỏ Việt Nam năm 2007, phần thực vật [2,3]. Thành phần hóa học Từ các phân đoạn ethyl acetate và phân đoạn n-butanol của dịch chiết ethanol của toàn bộ cây Anoectochilus roxburghii (Wall.

(Orchidaceae) đã phân lập được nhiều hợp chất. Trên cơ sở phương pháp quang phổ, cấu trúc của các hợp chất này đã được làm sáng tỏ là cirsilineol (1), quercetin (2), quercetin 7-O-β-D-glucopyranoside (3), quercetin 3-O-β-D-glucopyranoside (4), isorhamnetin (5), isorhamnetin-7-O-β-D- glucopyranoside (6), isorhamnetin-3-O-β-D-glucopyranoside (7), kaempferol-3-O-β– 5 Nghien. Năm 2008, He và cộng sự đã phân lập được hai loại sorghumol acyl este mới đó là Sorghumol 3-O-Z-p-coumarate và sorghumol 3-O-E-p-coumarate, một alkaloid mới là anoectochine (20) và một chất đã được biết đến từ trước sorghumol [15]. Cụ thể các hoạt chất được xác định có công thức cấu tạo hóa học như sau.1: Cấu trúc hóa học các hợp chất đã phân lập được từ cây Lan kim tuyến OCH3 OH OH OH H3CO O HO O H3CO OH OH O OH O (1) cirsilineol (2) quercetin OH OH OH OH OH HO O O HO O OH O HO OH O O OH O HO OH O OH HO OH (3) quercetin 7-O-β-D-glucopyranoside (4) quercetin 3-O-β-D-glucopyranoside 6 Nghien.hoa OCH3 OH OH HO O O O HO OH OH O HO (5) isorhamnetin (6) isorhamnetin-7-O-β-D-glucopyranoside OCH3 OH OH HO O HO O O O OH O OH O OH O OH O OH OH OH OH OH OH (7) isorhamnetin-3-O-β-D-glucopyranoside (8) kaempferol-3-O-β–D-glucopyranoside OH OH HO O O O HO OH OH O HO (9) kaempferol-7-O-β-D-glucopyranoside 7 Nghien.hoa OCH3 OH HO O O OH O OH O OH O OH O O OH HO OH O OH OH (10) isorhamnetin-3-O- β-D-rutinoside (11) Ferulic acid O OH HO HO (12) p-coumaric acid (13) sorghumol O HO (14) friedelin (15) sitosterol 8 Nghien.hoa HO HO (16) stigmasterol (17) campesterol HO HO O HO O OH (18) daucosterol O OH O HO OH NH O N H (19) succinic acid (20) anoectochine 9 Nghien.

Công dụng Các nghiên cứu gần đây cho thấy: Lan kim tuyến có thể chữa các bệnh như: trị lao phổi, ho do viêm phế quản, chấn thương, viêm dạ dày mãn tính, viêm gan mãn tính, suy nhược thần kinh, gi p tăng cường sức khỏe và làm khí huyết lưu thông, có tính kháng khuẩn, đau bụng, đau ngực, tiểu đường, viêm thận, sốt cao, liệt dương, rối loạn gan [8,17,22]. Những người dân tộc miền n i thường dùng Lan kim tuyến sắc uống, giúp chữa trị đau bụng, đau ruột, sốt cao hoặc đắp bên ngoài chỗ vết thương bị rắn cắn, các chỗ sưng. Lan kim tuyến là cây dược liệu dân gian quý, toàn thân cây thuốc có công dụng tăng cường sức khỏe, bổ máu, giải nhiệt, chủ trị bệnh phổi, di tinh, yếu gan, yếu tỳ, xuất tinh sớm. Cây Lan kim tuyến dùng cả cây tươi hoặc khô sắc uống.

Liều dùng trong ngày khoảng 20 g tươi hoặc 5 g khô. Dùng ngoài: cả cây tươi giã nát đắp chỗ vết thương sưng đau [4,5]. Tác dụng sinh học của một số hợp chất trong cây Lan kim tuyến Y học hiện đại đã phân tích và xác định được Anoectochilus chứa các thành phần hoạt chất có dược tính cực kì quan trọng bao gồm: flavonoid (quercetin, isorhamnetin), steroid (24 ~ isopropenyl cholesterol, sterol, ergosrol, stigmasterol, campesterol, sitosterol β-), trierpenoids (friedelin, acid succinic, acid coumaric, acid ferulic, daocosterol, acid palmitic, acid aleanolic, acid bearberry), đường (Polysaccharides 13,32%, Oligosacharides 11,24% và đường đơn 9,73%), alkaloid, glycoside tim mạch, este, taurine, acid amin, nguyên tố vi lượng và các loại khoáng chất khác [8,17,20,24]. Quercetin Quercetin là một flavonoid có tác dụng làm tăng tuổi thọ và cải thiện sức khỏe tim mạch, làm giảm cholesterol xấu và làm tăng cholesterol tốt.

Nó cũng làm giảm mảng bám trong động mạch và loại bỏ các cholesterol xấu. Quercetin gi p tránh bị đột quỵ và đau tim [22]. Quercetin cũng là hợp chất rất tốt đối với bệnh nhân tiểu đường, bệnh cao huyết áp. Không một lavonoid nào có thể tốt hơn so với quercetin trong khả năng chống 10 Nghien.hoa viêm và chống oxy hóa, chống lão hóa, làm bền thành mạch tránh tai biến mạch máu [8,13].

Quercetin cũng có thể được sử dụng để ngăn ngừa các bệnh ung thư. ũng giống như tất cả các chất flavonoid khác, nó sẽ loại bỏ tất cả các gốc tự do trong cơ thể, trung hòa chúng giúp tránh được bệnh ung thư. Vì vậy, việc xác định (định tính và định lượng) được Quercetin trong cao Lan kim tuyến là rất quan trọng vì nó góp phần khẳng định vai trò chữa bệnh của cao Lan kim tuyến [32]. OH OH HO O OH OH O Hình 1.

Công thức cấu tạo Quercetin, C15H10O7 2. Isorhamnetin Isorhamnetin thể hiện một sự ức chế mạnh mẽ đối với hoạt tính enzyme Lens Aldose Reductase ở chuột (RLAR) in vitro, IC50 được xác định là 1,4 mM và có tác dụng ức chế tích tụ sorbitol.