Luận văn thạc sĩ công nghệ hóa học nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính sinh học của tinh dầu và trích ly phenolic từ củ riềng alpina galanga willd

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu công nghệ hóa học nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính sinh học của tinh dầu và trích ly, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện pháp

Chuyên ngành

Công nghệ Hóa học

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

luận văn thạc sĩ

2013

89
9
0

Phí lưu trữ

30 Point

Tóm tắt

I. Thành phần hóa học của tinh dầu củ riềng Alpina galanga Willd

Nghiên cứu về thành phần hóa học của tinh dầu từ củ riềng Alpina galanga đã chỉ ra rằng tinh dầu này chứa khoảng 30 hợp chất khác nhau, trong đó có những hợp chất chính như 1,8-cineole (chiếm 13,73%-19,52%) và trans-β-farnesene (9,93%-16,52%). Phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) đã được áp dụng để phân tích và xác định các thành phần hóa học trong tinh dầu. Kết quả cho thấy sự đa dạng về thành phần hóa học của tinh dầu riềng tùy thuộc vào vùng trồng và phương pháp chiết xuất. Điều này mở ra cơ hội cho việc khai thác và sử dụng tinh dầu trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ thực phẩm đến dược phẩm. Như vậy, việc nghiên cứu thành phần hóa học không chỉ giúp hiểu rõ hơn về công dụng của tinh dầu mà còn có thể ứng dụng trong việc phát triển sản phẩm mới.

1.1. Phương pháp xác định thành phần hóa học

Phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) được sử dụng để phân tích tinh dầu riềng. Kỹ thuật này cho phép xác định chính xác các hợp chất có trong tinh dầu, từ đó giúp đánh giá hoạt tính sinh học của các thành phần này. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, tinh dầu từ củ riềng có khả năng kháng khuẩn và chống oxy hóa. Việc xác định thành phần hóa học cũng giúp định hướng cho các nghiên cứu tiếp theo về tác dụng sinh học của các hợp chất trong tinh dầu. Sự đa dạng trong thành phần hóa học của tinh dầu cũng cho thấy tiềm năng ứng dụng của nó trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm.

II. Hoạt tính sinh học của tinh dầu củ riềng Alpina galanga Willd

Nghiên cứu đã khảo sát hoạt tính sinh học của tinh dầu riềng qua các phương pháp thử nghiệm như khả năng chống oxy hóa và kháng khuẩn. Kết quả cho thấy tinh dầu riềng có khả năng ức chế gốc tự do mạnh mẽ với IC50 là 23,644 µl EO/mL methanol đối với mẫu chưng cất trực tiếp và 18,893 µl EO/mL methanol đối với mẫu chưng cất có sự hỗ trợ vi sóng. Bên cạnh đó, tinh dầu cũng cho thấy hoạt tính kháng khuẩn đối với nhiều chủng vi khuẩn Gram dương và Gram âm, với nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) lần lượt là 12,5% cho Staphylococcus aureus và 6,25% cho Bacillus cereus. Những kết quả này khẳng định giá trị của tinh dầu riềng trong việc phát triển các sản phẩm có lợi cho sức khỏe và ứng dụng trong y học.

2.1. Khả năng chống oxy hóa

Khả năng chống oxy hóa của tinh dầu riềng được đánh giá thông qua phương pháp DPPH. Kết quả cho thấy tinh dầu có khả năng ức chế gốc tự do mạnh, điều này cho thấy tiềm năng của nó trong việc phát triển các sản phẩm thực phẩm chức năng. Việc sử dụng tinh dầu riềng trong chế biến thực phẩm không chỉ giúp tăng cường hương vị mà còn nâng cao giá trị dinh dưỡng nhờ vào khả năng chống oxy hóa. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới cho việc ứng dụng tinh dầu trong ngành thực phẩm và dược phẩm.

2.2. Hoạt tính kháng khuẩn

Nghiên cứu về hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu riềng cho thấy khả năng ức chế các vi khuẩn gây bệnh, đặc biệt là các vi khuẩn Gram dương như Staphylococcus aureus. Kết quả cho thấy nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của tinh dầu đối với các vi khuẩn này khá thấp, cho thấy tiềm năng sử dụng tinh dầu trong các sản phẩm kháng khuẩn tự nhiên. Điều này không chỉ có ý nghĩa trong việc phát triển sản phẩm chăm sóc sức khỏe mà còn có thể ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm để bảo quản và tăng cường an toàn thực phẩm.

III. Ứng dụng thực tiễn của tinh dầu củ riềng Alpina galanga Willd

Nghiên cứu về tinh dầu củ riềng không chỉ dừng lại ở việc xác định thành phần hóa họchoạt tính sinh học mà còn mở rộng đến các ứng dụng thực tiễn. Một trong những ứng dụng nổi bật là sản xuất trà hòa tan từ củ riềng, đây là sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao và dễ sử dụng. Việc tối ưu hóa quy trình trích ly các hợp chất phenolic từ củ riềng sẽ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm trà, đồng thời tạo ra một nguồn nguyên liệu phong phú cho ngành thực phẩm chức năng. Những sản phẩm này không chỉ đáp ứng nhu cầu tiêu dùng mà còn góp phần bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng.

3.1. Sản xuất trà hòa tan

Quá trình sản xuất trà hòa tan từ củ riềng dựa trên việc tối ưu hóa các yếu tố như loại dung môi, thời gian trích ly và tỷ lệ nguyên liệu. Kết quả cho thấy việc trích ly phenolic từ củ riềng có thể đạt hiệu quả cao khi sử dụng dung môi phù hợp và điều chỉnh thời gian trích ly. Sản phẩm trà hòa tan không chỉ mang lại hương vị thơm ngon mà còn chứa nhiều hợp chất có lợi cho sức khỏe, từ đó đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về sản phẩm tự nhiên và hữu ích.

05/01/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 RIỀNG NẾP ALPINIA GALANGA WILLD Riềng hay riềng nếp còn có tên là riềng ấm, hậu khá (Thái). Tên khoa học: Alpinia galanga Willd., thuộc họ Gừng (Zingiberaceae).1 Mô tả cây Riềng là cây thân thảo, sống lâu năm, cao từ 1 – 2 mét. Căn hành mập, mọc bò ngang, hình trụ, có phủ nhiều vảy. Lá mọc so le, hình ngọn giáo, phiến cứng và bóng, có bẹ.

Chùy hoa dài 15 – 30 cm, rộng từ 8 – 10 cm, nhiều hoa, hơi có lông nhung, có nhánh nhiều, sít nhau, trải ra, cuống hoa có lông nhung mọc đứng. Hoa trắng, có vạch hồng, cánh hoa hình giáo tù, cánh môi hình dải xoan ngược, có móng, phiến bầu dục và chia hai thùy ở chóp. Quả mọng hình cầu hay hình trứng, màu đỏ nâu [4,9,11,13]. Mô tả cây Alpinia galanga Willd.2 Phân bố, thu hái và chế biến Các tác giả ở Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ quốc gia, Viện sinh tháii và Tài nguyên sinh vật thì chi riềng ở Việt Nam gồm 6 loài và theo Võ Văn Chi thì chi này có 9 loài.

Theo Nguyễn Quốc Bình, ở Việt Nam có khoảng 35 loài Alpinia khác nhau. Các loài riềng được sử dụng làm thuốc trong Y học cổ truyền Việt Nam là riềng bẹ Alpinia bracteata Roxb., riềng mép ngắn Alpinia breviligulata Gagnep., riềng tàu Alpinia chinensis (Retz., riềng rừng Alpinia conchigera Griff., riềng nếp Alpinia galanga (L., sẹ Alpinia globosa (Lour., riềng Malacca Alpinia malaccensis (Burm., riềng thuốc Alpinia officinarum Hance., riềng ấm Alpinia zerumbet (Pers.) Burtt et Sm., thảo đậu Alpinia katsumadai Hayt. Riềng là cây trồng phổ biến ở Ấn Độ, Trung Quốc, Lào, Malaysia, Thái Lan, Campuchia. Ở Việt Nam nước ta cây riềng mọc hoang ở khắp nơi, cũng thường được trồng làm thuốc và gia vị, ở nơi ẩm ướt của rừng rậm và rừng thưa.

Bộ phận dùng là củ và quả (thường được gọi là Hồng đậu khấu). Củ riềng được thu hái quanh năm nhưng tốt nhất là vào mùa thu đông, phơi hoặc sấy khô. Theo Võ Văn Chi thì nên thu hái củ riềng vào mùa xuân, rửa sạch, cắt phiến phơi khô và thu hái quả chín vào mùa thu phơi khô để dành [6,13,11,12].3 Tính chất dược lý và công dụng Riềng được sử dụng làm gia vị ở khắp các nước thuộc vùng Đông Nam Á. Dùng làm thuốc mạch tỳ vị, trục phong tà và chữa được các chứng đầy bụng, khó tiêu, đau bụng kiết lỵ.; liều dùng 3 – 5 gram dạng thuốc sắc hoặc tán bột, rượu thuốc uống.

Riềng tươi dã nhỏ, ngâm nước muối và dịch chanh rồi phơi khô hoặc sấy dùng để chữa ho, chống khát nước rất tốt. Theo kinh nghiệm dân gian, những -3- người mắc các bệnh về dạ dày sử dụng Riềng trong chế độ ăn sẽ cải thiện phần nào tình trạng của bệnh. Ngoài ra, nó cũng trị được các chứng buồn nôn, đầy hơi hay thấp khớp dạng thấp. Do đặc tính kháng khuẩn tốt nên Riềng luôn là vị thuốc bổ tốt cho sức khỏe, giúp ngăn ngừa các loại bệnh tật.

Ở Ấn Độ, Riềng được dùng để trị thấp khớp, sốt, bệnh xuất tiết, nhất là xuất tiết khí quản, cũng làm thuốc lợi tiêu hóa, kích thích, kích dục và gây trung tiện. Tinh dầu dùng trị rối loạn đường hô hấp, chủ yếu cho trẻ em [11,13,14].2 TINH DẦU RIỀNG 1.1 Tổng quan về tinh dầu Tinh dầu là một hỗn hợp các hợp chất dễ bay hơi, có mùi đặc trưng tùy thuộc vào nguồn gốc nguyên liệu cung cấp tinh dầu. Cần phân biệt rõ tinh dầu với dầu béo (hỗn hợp các triglicerid) và dầu mỏ (hỗn hợp các hydrocacbon) [2]. Trong thiên nhiên rất nhiều tinh dầu ở trạng thái tự do, chỉ có một số ít ở trạng thái tiềm ẩn.

Ở trạng thái tiềm ẩn, tinh dầu không có sẵn trong nguyên liệu mà chỉ xuất hiện trong những điều kiện gia công nhất định trước khi tiến hành trích ly, thí dụ hạt để lên men trong trường hợp điều chế tinh dầu thiên niên kiện, tinh dầu hạt cải bẹ xanh,…hay dưới tác dụng cơ học trong trường hợp tinh dầu tỏi,… Còn ở trạng thái tự do, tinh dầu hiện diện sẵn có trong nguyên liệu có thể thu trực tiếp dưới những điều kiện ly trích bình thường như tinh dầu riềng trong nghiên cứu này. Tinh dầu riềng được thu từ phần thân rễ của cây, bộ phận này bò ngang, dài, hình trụ có phân nhánh, vỏ màu đỏ nâu, ruột màu vàng sáng, gọi là củ riềng.2 Tính chất hóa lý của tinh dầu riềng Theo E. Guenther [23], trong củ riềng A. galanga Willd chứa 0,04% hàm lượng tinh dầu, độ quay cực là +4020’, chỉ số ester là 145,6.

Theo Nigam và Radhakrishnan [27] trong củ riềng ở Ấn Độ chứa 0,25% hàm lượng tinh dầu, độ quay cực -3027’, chỉ số savon hóa là 49,4. de Pooter và cộng sự [27] trong củ riềng ở Malaysia chứa 0,04 – 0,15% hàm lượng tinh dầu và có các chỉ số vật lý (280C): độ quay cực là +4030’, chỉ số khúc xạ là 1,4780; tỷ trọng là 0,9810. Theo Nguyễn Xuân Dũng [8] trong củ riềng nếp ở Việt Nam chứa 0,1% hàm lượng tinh dầu, chiết xuất (250C) là 1,4920; màu vàng nhạt, mùi thơm nhẹ.3 Thành phần hóa học của tinh dầu Thành phần hóa học của tinh dầu riềng Alpinia galanga Willd. mới được nghiên cứu nhiều trong những năm gần đây.

Tùy thuộc vào từng vùng khảo sát và loại riềng mà hàm lượng tinh dầu thu được cũng như thành phần hóa học của tinh dầu riềng rất khác nhau. Theo Vũ Ngọc Lộ [14] thì hàm lượng tinh dầu riềng Alpinia galanga Willd. là 0,04 – 0,25% chứa 1,8-cineole, ester methyl cinamate, trans-β-farnesene, methyl eugenol, eugenyl acetate, chavicol, chavicyl acetate. Một năm sau đó, Võ Văn Chi [13] nhận xét thành phần hóa học của tinh dầu riềng Alpinia galanga Willd.

chứa acetate 1’-acetoxichavicol, acetate 1’- acetoxieugenol, cariophilen, cariophilenol, 1,8-cineole. Trong năm 1985, khi nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu riềng Malaysia thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước H. de Pooter và cộng sự đã đưa ra kết quả ở bảng 1. Thành phần hóa học của tinh dầu riềng ở Malaysia Căn hành tươi Căn hành khô Căn hành STT Thành phần (dung môi (dung môi tươi CH2Cl2) CH2Cl`2) 1 Acetate 2-metilpropil - 0,2 - 2 Acetate butyl - 0,9 - 3 α-pinene 10,2 0,8 0,2 4 Camphene 0,5 vết - 5 Sabinene vết vết - 6 β-pinene 1,6 0,1 0,3 7 Myrcene 0,7 0,2 0,4 8 p-cimene 0,8 0,2 - 9 1,8-cineole 5,5 58,5 24,0 10 Limonene 1,6 - - 11 γ-terpinene vết 0,1 - 12 Terpinolen vết vết - 13 Linalool vết 0,3 - 14 Borneol vết 0,5 0,3 15 4-terpineol 0,3 2,2 7,0 16 p-cimenol vết vết vết 17 α-terpineol 0,2 2,2 0,8 18 Chavicol 0,2 vết - 19 Acetate bornil 2,5 0,7 0,2 20 Tridecane vết vết - 21 Acetate chavicol 1,0 0,5 2,8 22 Acetate citronelil 1,6 0,4 - 23 Acetate neril - vết - 24 Acetate genaril 5,1 1,4 0,9 25 α-copaene 0,7 3,6 1,4 25 β-cariophilene 0,9 0,5 1,8 27 α-bergamotene 10,7 1,7 0,9 28 α-humulene 0,6 - - 29 trans-β-farnesene 18,2 8,1 30,6 30 ar-curcumene 1,9 0,3 0,6 31 Acetate eugenil 1,5 2,3 2,7 32 C15H30 0,1 0,2 4,7 33 β-bisabolene 16,2 3,9 4,9 34 Pentadecane 1,9 - - 35 β-sesquiphelandrene 1,6 3,2 2,2 36 Oxid cariophilene 2,5 - - -6- Đến năm 1995, Kubota K.

và cộng sự đã xác định thành phần hóa học của tinh dầu riềng Alpinia galanga Willd. với mẫu lấy từ Nhật Bản thu bằng phương pháp chưng cất hơi nước cổ điển cho thành phần hóa học gồm có 16 hợp chất có chứa oxigen như: 1,8-cineole, linalool, acetate geranil, eugenol, acetate chavicol, acid acetic, acetate bornil, acetat citronilil, trans-2-acetoxi-1,8-cineole, acetate 1’- acetoxichavicol và hỗn hợp phenol [20]. Thành phần hóa học của tinh dầu riềng trồng ở Việt Nam với căn hành hồng đỏ được xác định có hơn 30 hợp chất, trong đó α-pinene (1,9%), 1,8-cineole (5,1%), chavicol (2,3%), acetate chavicil (2,8%), β-elemene (6,1%), β-cariophilene (9,1%), (Z)-α-bergamotene (8,9%), germacerene D (9,1%), β-chamigrene (2,2%), β- sesquiphelandrene (8,3%), δ-cadinol (2,1%), α-cadinol (4,8%).3 CÁC HỢP CHẤT PHENOLIC 1.1 Hợp chất phenolic Hợp chất phenolic là những hợp chất có trong phân tử có chứa một hoặc nhiều nhóm phenol, ngoài tồn tại chủ yếu trong tự nhiên chúng còn được tổng hợp và bán tổng hợp. Các tính chất hóa lý, sinh học của các hợp chất phenolic phụ thuộc vào cấu trúc, đặc điểm và số lượng của các nhóm phenol thành phần [38].2 Hợp chất phenolic trong cây riềng Theo Lý Ngọc Trâm và cộng sự (2001) thành phần tinh dầu riềng thuốc Việt Nam bao gồm 1,8-cineole, eugenol, chavicol and các phenylpropanoid.

Bảy hợp chất phenylpropanoid là (E)-p-coumaryl alcohol c-O-methyl ether (1), (4E)-1,5- bis(4-hydroxyphenyl)-1-methoxy-2-(methoxymethyl)-4-pentene (2), (4E)-1,5-bis(4- hydroxyphenyl)-1-ethoxy-2-(methoxymethyl)-4-pentene (3), (4E)-1,5-bis(4- -7- hydroxyphenyl)-1-[(2E)-3-(4-acetoxyphenyl)-2-propenoxy]-2-(methoxymethyl)-4- pentene (4), (4E)-1,5-bis(4-hydroxyphenyl)-2-(methoxymethyl)-4-penten-1-ol (5), (E)-p-coumaryl alcohol (6), and (4E)-1,5-bis(4-hydroxyphenyl)-2-(hydroxymethyl)- 4-penten-1-ol (7) xác định bằng phương pháp HPLC pha đảo dịch chiết metanol từ củ riềng thuốc, cấu trúc được xác định dựa trên kết quả phổ MS và NMR [31]. Các hợp chất này được dự đoán là những tác nhân kháng oxy hóa do chúng có 1 hoặc 2 nhóm hydroxyl phenol trong phân tử. Khả năng kháng oxy hóa được so sánh dựa vào sự ức chế sự tự oxy hóa của metyl linoleate. Các hợp chất từ (2)-(5) có hoạt tính yếu hơn α-tocopherol trong khi (7) hầu như có khả năng kháng oxy hóa mạnh như α-tocopherol.

Những kết quả này cho thấy số lượng nhóm hydroxyl in phân tử phenylpropanoid có thể ảnh hưởng đến hoạt tính kháng oxy hóa của chúng [24]. Điều trị sự kháng kháng sinh cho các bệnh nhiễm khuẩn thường dẫn đến phản ứng viêm của vật chủ. Các phân tử với các tính chất kháng khuẩn và kháng viêm nhị chức có thể cho một giải pháp cho các biểu hiện lâm sàng này. Hoạt tính của điarylheptanoit, 5-hydroxyl7-(4''-hydroxy-3-methoxyphenyl)-1-phenyl-3-heptanon (8) được phân lập từ Alpinia officinarum đối với khuẩn gây bệnh đường ruột Escherichia coli (EPEC) đã được thông báo.

Diarylheptanoid này cho các hoạt tính ức chế và diệt khuẩn EPEC được phân lập lâm sàng và ức chế hiệu quả sự viêm gây bởi lipopolissacarit của EPEC trong các tế bào máu đơn nhân người ngoại vi. Phân tích docking in silico cho thấy điarylheptanoit có thể tương tác với một đơn vị phụ A của DNA gyrase của E. Các phân tử với hoạt tính nhị chức như vậy có thể là các chất điều trị có tiềm năng cho các bệnh nhiễm khuẩn [41]. -8- O OH OCH3 OH 8 AIDS vẫn còn là một mối quan tâm tới sức khỏe toàn cầu và hiện nay còn có các nhu cầu cấp thiết để phát triển một loại điều trị mới cho virut suy giảm miễn dịch người (HIV).

Trong một nghiên cứu định hướng vào các tác nhân chống HIV, 1'S-1'-acetoxychavicol acetate (ACA) (9), một hợp chất phân tử nhỏ được phân lập từ củ Alpinia galanga có khả năng ức chế sự vận chuyển Rev ở nồng độ thấp bằng cách kết hợp duy trì khu vực nhiễm sắc thể 1 và tích lũy HIV-1 RNA đủ độ dài trong nhân, kết quả là ngăn chặn quá trình sao chép HIV-1 trong các tế bào máu đơn nhân ngoại vi.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Bài luận văn thạc sĩ mang tên "Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của tinh dầu và trích ly phenolic từ củ riềng Alpina galanga Willd" của tác giả Nguyễn Thị Thanh Thảo, dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Thị Lan Phi, được thực hiện tại Đại học Bách Khoa - ĐHQG Tp. Hồ Chí Minh vào năm 2013. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích thành phần hóa học của tinh dầu từ củ riềng và đánh giá các hoạt tính sinh học của chúng. Các kết quả thu được không chỉ giúp mở rộng hiểu biết về giá trị dinh dưỡng và ứng dụng của củ riềng trong y học và thực phẩm, mà còn cung cấp cơ sở khoa học cho việc phát triển các sản phẩm từ thiên nhiên.

Để hiểu sâu hơn về các nghiên cứu liên quan đến hoạt tính sinh học và hóa học, bạn có thể tham khảo các bài viết sau: Luận án tiến sĩ về hoạt tính sinh học của hợp chất tử vi nấm biển tại miền Trung Việt Nam, nơi nghiên cứu các hợp chất tự nhiên và hoạt tính sinh học của chúng; Luận án tiến sĩ về hoạt tính sinh học và hóa học của hợp chất từ nấm biển tại miền Trung Việt Nam, cung cấp cái nhìn sâu sắc về hoạt tính sinh học của các hợp chất tự nhiên; và Luận văn thạc sĩ về nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính kháng viêm của cây hầu vĩ tóc Uraria crinita, nghiên cứu về các hoạt chất có nguồn gốc thực vật và ứng dụng của chúng trong y học. Những bài viết này sẽ giúp bạn mở rộng kiến thức về hoạt tính sinh học của các hợp chất tự nhiên trong nghiên cứu khoa học hiện đại.