Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của chuối chân voi (Ensete glaucum)

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

LỜI MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về chuối Chân voi

1.2. Phân bố và phân loại khoa học

1.3. Mô tả thực vật

1.4. Các bài thuốc dùng chuối Chân voi để chữa bệnh trong dân gian

1.5. Các nghiên cứu về chuối Chân voi trong và ngoài nước

1.6. Thành phần hoá học của chi Ensete

1.7. Hoạt tính sinh học của một số loài thuộc chi Ensete

1.7.1. Hoạt tính chống oxy hoá

1.7.2. Gốc tự do

1.7.3. Chất chống oxy hoá

1.7.4. Một số cơ chế chống oxy hoá phổ biến

1.7.5. Phương pháp thử hoạt tính chống oxy hoá

1.7.6. Hoạt tính kháng viêm

1.7.7. Các phương pháp khảo sát hoạt tính kháng viêm được công bố

1.7.8. Hoạt tính kháng sỏi

1.7.9. Phương pháp khảo sát hoạt tính kháng sỏi

2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

2.1. Nguyên liệu- Hoá chất- Thiết bị

2.2. Nội dung nghiên cứu

2.3. Phương pháp nghiên cứu

2.4. Điều chế cao trích

2.5. Xác định thành phần hoá học

2.6. Xác định hoạt tính sinh học

2.7. Xử lí số liệu

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

3.1. Kết quả điều chế cao trích

3.2. Định tính và định lượng thành phần hoá học

3.2.1. Kết quả phân tích định tính

3.2.2. Kết quả phân tích định lượng

3.3. Hoạt tính kháng oxy hoá

3.3.1. Hoạt tính ức chế gốc tự do DPPH

3.3.2. Khả năng khử với Fe3+

3.4. Hoạt tính kháng viêm

3.5. Hoạt tính kháng sỏi

3.5.1. Khảo sát khả năng ức chế sự hình thành hạt nhân tinh thể Calcium oxalate

3.5.2. Khảo sát khả năng ức chế sự phát triển của tinh thể Calcium oxalate

3.5.3. Khảo sát khả năng làm giảm trọng lượng sỏi thận ở người

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan về Nghiên Cứu Chuối Chân Voi Ensete Glaucum

Chuối chân voi (Ensete glaucum), hay còn gọi là chuối cô đơn, là một loài chuối rừng đặc biệt, tiềm ẩn nhiều giá trị dược lý chưa được khám phá. Loài cây này phân bố rộng rãi ở nhiều nước Châu Á và được sử dụng trong y học dân gian để điều trị nhiều bệnh khác nhau. Nghiên cứu về chuối chân voi còn hạn chế, đặc biệt là về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học, do đó việc nghiên cứu sâu hơn là vô cùng cần thiết để khai thác tiềm năng của loài cây này. Theo một nghiên cứu, chuối chân voi được sử dụng trong y học dân gian để trị các loại bệnh như bệnh về đường ruột, sỏi tiết niệu, phù thủng, viêm loét dạ dày, dị ứng da,…

1.1. Phân Bố và Phân Loại Khoa Học Của Chuối Chân Voi

Chuối chân voi (Ensete glaucum) phân bố ở nhiều quốc gia Châu Á như Thái Lan, Trung Quốc, Lào, Việt Nam, và Ấn Độ. Ở Việt Nam, cây mọc hoang dại ở các tỉnh miền núi phía Bắc, miền Trung và Tây Nguyên. Phân loại khoa học của chuối chân voi thuộc giới Plantae, họ Musaceae, chi Ensete, loài Ensete glaucum. Cây còn có tên gọi khác là chuối cô đơn, chuối mồ côi. Bảng 1 trong tài liệu gốc cung cấp thông tin chi tiết về phân loại khoa học này. Chính vì sinh trưởng và phát triển tốt ở các vùng khí hậu và thổ nhưỡng khác nhau, nên thành phần hóa học có thể cũng có nhiều biến đổi.

1.2. Mô Tả Thực Vật Học và Đặc Điểm Sinh Học Chuối Chân Voi

Loài Ensete glaucum là cây thân thảo, một lá mầm, có thân giả cao từ 3,5-4 mét, màu xanh xám và phình to ở gốc. Lá cây hình mũi mác thuôn dài. Hoa xếp thành hai hàng, mỗi hàng có 10-16 hoa. Quả chuối khi chín có màu vàng nhạt và chứa 10-25 hạt. Đặc biệt, chuối chân voi không mọc thành bụi mà mọc đơn độc và sinh sản bằng hạt. Sau khi ra quả và chín, cây sẽ héo và chết. Hạt chuối có dạng hình cầu màu đen bên trong có bột màu trắng. Từ khi cây mọc đến khi trổ buồng mất khoảng 18 tháng.

1.3. Sử Dụng Truyền Thống Chuối Chân Voi Trong Y Học Dân Gian

Trong y học dân gian, các bộ phận của chuối chân voi được sử dụng để điều trị nhiều bệnh khác nhau, bao gồm: sỏi thận, đau lưng, nhức mỏi xương khớp, bệnh dạ dày, kích thích tiêu hóa, lợi tiểu, giải nhiệt, trị kém ăn, mất ngủ, táo bón, cảm sốt, bồi bổ cơ thể và một số bệnh trẻ em. Thân cây được ép lấy nước uống để chữa tiểu đường. Hạt chuối phơi khô, xay nhỏ, nấu nước uống trị sỏi thận. Chuối nướng vùi tro bếp trị táo bón ở trẻ em. Đây là những ứng dụng truyền thống được truyền miệng qua nhiều thế hệ.

II. Thách Thức Hướng Đi Mới trong Nghiên Cứu Ensete Glaucum

Mặc dù có nhiều ứng dụng trong y học dân gian, nghiên cứu khoa học về chuối chân voi còn khá hạn chế. Các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào thành phần hóa học cơ bản, chưa đi sâu vào hoạt tính sinh học và cơ chế tác dụng của các hợp chất. Việc thiếu bằng chứng khoa học vững chắc là một thách thức lớn trong việc phát triển các sản phẩm từ chuối chân voi. Hướng đi mới cần tập trung vào phân tích sâu hơn về thành phần hóa học, đánh giá hoạt tính sinh học một cách toàn diện và nghiên cứu về độc tính để đảm bảo an toàn khi sử dụng.

2.1. Tổng Quan Các Nghiên Cứu Về Chuối Chân Voi Trong và Ngoài Nước

Nghiên cứu về chuối chân voi (Ensete glausum) còn rất hạn chế. Nghiên cứu trên các cây cùng chi Ensete cũng không nhiều. Năm 2022, nhóm nghiên cứu của KS Khương Hữu Thắng và các cộng sự đã hoàn thành đề tài: “Nghiên cứu, bảo tồn và phát triển loài chuối Chân voi (Ensete glausum) tại VQG Bù Gia Mập tỉnh Bình Phước”. Kết quả nghiên cứu bước đầu cũng chứng minh sự hiện diện của những thành phần hoạt chất giá trị trong quả chuối, đặc biệt là hạt chuối. Nghiên cứu phối hợp giữa vườn quốc gia Phước Bình, tỉnh Ninh Thuận và Trung tâm sâm và dược liệu Thành Phố Hồ Chí Minh cho thấy, trong quả chuối Chân voi có một số thành phần như flavonoid, tannin, saponin, alkaloid, triterpenoid,….

2.2. Thành Phần Hóa Học Đã Được Xác Định Trong Chi Ensete

Các nghiên cứu đã xác định được một số thành phần hóa học trong chi Ensete, bao gồm: alkaloid, flavonoid, phenol, steroid, tanin, alpha-dodecene, alpha-tetradecene, các axit béo,... Các hợp chất này có tiềm năng ứng dụng trong điều trị nhiều bệnh khác nhau. Ví dụ, nghiên cứu năm 2019 về loài Ensete superbum cho thấy sự tồn tại của polyphenol, acid phenolic, flavonoid và tanin, có thể dùng như thuốc điều trị bệnh tiểu đường.

2.3. Các Hoạt Tính Sinh Học Tiềm Năng của Các Loài Thuộc Chi Ensete

Nghiên cứu về chi Ensete cho thấy các nhóm hợp chất sinh học trong quả chuối chủ yếu là polyphenol, flavonoid, proanthocyanidin. Đây là những nhóm hoạt chất thể hiện nhiều hoạt tính sinh học như chống oxy hóa, chống ung thư, chống tiểu đường, suy giảm thoái hóa thần kinh, rối loạn tim mạch, tổn thương đường tiêu hóa và tổn thương xương, kháng viêm. Các hoạt tính này mở ra tiềm năng lớn cho việc ứng dụng chuối chân voi trong y học.

III. Phương Pháp Phân Tích Thành Phần Hóa Học Chuối Chân Voi

Để đánh giá thành phần hóa học của chuối chân voi, cần áp dụng các phương pháp phân tích hiện đại và chính xác. Các phương pháp thường được sử dụng bao gồm: chiết xuất bằng dung môi, sắc ký (sắc ký lớp mỏng, sắc ký lỏng hiệu năng cao - HPLC), phổ khối lượng (MS), và các phương pháp phân tích định lượng khác. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào mục tiêu nghiên cứu và tính chất của các hợp chất cần phân tích.

3.1. Quy Trình Chiết Xuất Các Hợp Chất Từ Chuối Chân Voi

Chiết xuất là bước đầu tiên và quan trọng trong quá trình phân tích thành phần hóa học. Phương pháp chiết xuất thường được sử dụng là ngâm dầm với các dung môi khác nhau, như ethanol, methanol, hoặc nước. Việc lựa chọn dung môi phụ thuộc vào độ phân cực của các hợp chất cần chiết xuất. Sau khi chiết xuất, dung dịch được cô đặc để thu được cao chiết. Theo tài liệu gốc, chuối chân voi được tách thành 5 mẫu riêng biệt là hạt (EG-S), thịt (EG-P), vỏ (EG- PE), nguyên trái (EG-F) và củ (EG-BB) được trích ly bằng phương pháp ngâm dầm với ethanol 70o để điều chế cao chiết.

3.2. Kỹ Thuật Sắc Ký Phân Tích Hợp Chất Trong Chuối Chân Voi

Sắc ký là kỹ thuật được sử dụng để tách và định danh các hợp chất trong cao chiết. Các kỹ thuật sắc ký phổ biến bao gồm sắc ký lớp mỏng (TLC), sắc ký cột, và sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC). HPLC thường được sử dụng để phân tích định lượng các hợp chất mục tiêu. Trong HPLC, các hợp chất được tách dựa trên ái lực khác nhau của chúng với pha tĩnh và pha động. Việc sử dụng sắc ký giúp xác định chính xác các thành phần hóa học có trong mẫu.

3.3. Phương Pháp Phổ Khối Lượng MS Định Danh Hợp Chất

Phổ khối lượng (MS) là một kỹ thuật phân tích mạnh mẽ được sử dụng để xác định khối lượng phân tử của các hợp chất. MS thường được kết hợp với sắc ký (GC-MS hoặc LC-MS) để tăng độ chính xác và độ nhạy của phân tích. Trong MS, các phân tử được ion hóa và sau đó được phân tách dựa trên tỷ lệ khối lượng trên điện tích. Dữ liệu MS cung cấp thông tin quan trọng để xác định cấu trúc của các hợp chất.

IV. Đánh Giá Hoạt Tính Sinh Học Của Chiết Xuất Chuối Chân Voi

Đánh giá hoạt tính sinh học của chiết xuất chuối chân voi là bước quan trọng để xác định tiềm năng ứng dụng của loài cây này trong y học và thực phẩm chức năng. Các hoạt tính sinh học thường được nghiên cứu bao gồm: kháng oxy hóa, kháng viêm, kháng khuẩn, và kháng ung thư. Các phương pháp đánh giá in vitro và in vivo được sử dụng để xác định hoạt tính và cơ chế tác dụng của các hợp chất.

4.1. Phương Pháp Thử Nghiệm Khả Năng Chống Oxy Hóa In Vitro

Hoạt tính chống oxy hóa của chiết xuất chuối chân voi có thể được đánh giá bằng các phương pháp in vitro như: ức chế gốc tự do DPPH, khả năng khử Fe3+ (FRAP), và khả năng loại bỏ gốc ABTS. Các phương pháp này dựa trên khả năng của các hợp chất trong chiết xuất để trung hòa các gốc tự do hoặc khử các ion kim loại. Kết quả được biểu thị bằng các thông số như IC50 (nồng độ ức chế 50%) hoặc EC50 (nồng độ có hiệu quả 50%). Theo tóm tắt khóa luận, các mẫu cao chiết đều có khả năng chống oxy hoá được xác định bằng bằng hai phương pháp là ức chế gốc tự do DPPH và khả năng khử Fe3+ (FRAP).

4.2. Khảo Sát Hoạt Tính Kháng Viêm Của Chuối Chân Voi

Hoạt tính kháng viêm của chiết xuất chuối chân voi có thể được đánh giá bằng các phương pháp in vitro như: ức chế sự biến tính albumin, ức chế hoạt động của enzyme cyclooxygenase (COX), và ức chế sản xuất các cytokine gây viêm. Các phương pháp này đo lường khả năng của các hợp chất trong chiết xuất để giảm viêm. Kết quả được biểu thị bằng các thông số như IC50. Hoạt tính kháng viêm được khảo sát dựa trên sự biến tính albumin trứng cho thấy khả năng kháng viêm mạnh nhất ở mẫu EG-S với IC50 là 19,53 µg/mL và mẫu EG-P có khả năng kháng viêm rất yếu có IC50 là 1233,47 µg/mL.

4.3. Đánh Giá Hoạt Tính Kháng Sỏi của Chuối Chân Voi In Vitro

Hoạt tính kháng sỏi của chiết xuất chuối chân voi có thể được đánh giá bằng các phương pháp in vitro như: ức chế sự hình thành tinh thể calcium oxalate, ức chế sự phát triển của tinh thể calcium oxalate, và hòa tan tinh thể calcium oxalate. Các phương pháp này đo lường khả năng của các hợp chất trong chiết xuất để ngăn ngừa hoặc phá vỡ sự hình thành sỏi thận. Bước đầu chứng minh được khả năng ức chế và làm tan sỏi khá tốt của các mẫu cao trích.

V. Ứng Dụng Tiềm Năng và Giá Trị Thực Tiễn Chuối Chân Voi

Dựa trên kết quả nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học, chuối chân voi có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Trong y học, có thể phát triển các sản phẩm hỗ trợ điều trị các bệnh viêm nhiễm, oxy hóa, và sỏi thận. Trong thực phẩm chức năng, có thể sử dụng chuối chân voi như một nguồn cung cấp các chất chống oxy hóa và kháng viêm tự nhiên. Ngoài ra, việc khai thác chuối chân voi cũng có thể góp phần vào công tác bảo tồn và phát triển loài cây này.

5.1. Hướng Phát Triển Sản Phẩm Hỗ Trợ Sức Khỏe Từ Chuối Chân Voi

Chiết xuất chuối chân voi có thể được sử dụng để sản xuất các sản phẩm hỗ trợ sức khỏe như: viên nang, viên nén, trà, hoặc thực phẩm bổ sung. Các sản phẩm này có thể giúp tăng cường hệ miễn dịch, bảo vệ tế bào khỏi tổn thương oxy hóa, và giảm nguy cơ mắc các bệnh mãn tính. Cần có thêm nghiên cứu để xác định liều lượng và cách sử dụng hiệu quả nhất.

5.2. Tiềm Năng Ứng Dụng Trong Ngành Dược Mỹ Phẩm và Thực Phẩm

Ngoài y học và thực phẩm chức năng, chuối chân voi cũng có tiềm năng ứng dụng trong ngành dược mỹ phẩm và thực phẩm. Các hợp chất chống oxy hóa và kháng viêm có thể được sử dụng trong các sản phẩm chăm sóc da để bảo vệ da khỏi tác hại của môi trường và làm chậm quá trình lão hóa. Trong ngành thực phẩm, có thể sử dụng chuối chân voi như một thành phần tự nhiên để tăng cường giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.

5.3. Đóng Góp Vào Bảo Tồn và Phát Triển Chuối Chân Voi

Việc khai thác và sử dụng chuối chân voi một cách bền vững có thể góp phần vào công tác bảo tồn và phát triển loài cây này. Cần có các biện pháp quản lý và bảo vệ để đảm bảo rằng việc khai thác không gây ảnh hưởng tiêu cực đến quần thể chuối chân voi trong tự nhiên. Đồng thời, cần khuyến khích việc trồng và nhân giống chuối chân voi để tăng nguồn cung và đảm bảo tính bền vững.

VI. Kết Luận và Triển Vọng Nghiên Cứu Chuối Chân Voi Ensete

Nghiên cứu về chuối chân voi (Ensete glaucum) mở ra nhiều triển vọng trong việc khám phá các hợp chất có hoạt tính sinh học và ứng dụng chúng trong y học và thực phẩm chức năng. Mặc dù còn nhiều thách thức, các nghiên cứu ban đầu đã cho thấy tiềm năng to lớn của loài cây này. Cần có thêm các nghiên cứu sâu hơn để hiểu rõ hơn về cơ chế tác dụng và đảm bảo an toàn khi sử dụng.

6.1. Tóm Tắt Kết Quả Nghiên Cứu Về Thành Phần Hóa Học và Hoạt Tính

Các nghiên cứu đã xác định được sự hiện diện của các hợp chất như polyphenol, flavonoid, saponin trong các bộ phận khác nhau của chuối chân voi. Các chiết xuất từ chuối chân voi cũng cho thấy hoạt tính chống oxy hóa, kháng viêm, và kháng sỏi in vitro. Tuy nhiên, cần có thêm nghiên cứu để xác nhận các kết quả này và đánh giá hoạt tính in vivo.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Tiềm Năng Trong Tương Lai Về Ensete Glaucum

Các hướng nghiên cứu tiềm năng trong tương lai bao gồm: phân tích sâu hơn về thành phần hóa học của các bộ phận khác nhau của chuối chân voi, đánh giá hoạt tính sinh học in vivo, nghiên cứu về cơ chế tác dụng của các hợp chất, và đánh giá độc tính. Ngoài ra, cần có các nghiên cứu lâm sàng để xác định hiệu quả và an toàn của các sản phẩm từ chuối chân voi.

6.3. Kêu Gọi Đầu Tư Nghiên Cứu và Phát Triển Chuối Chân Voi

Việc đầu tư vào nghiên cứu và phát triển chuối chân voi là cần thiết để khai thác tiềm năng của loài cây này và mang lại lợi ích cho cộng đồng. Cần có sự hợp tác giữa các nhà khoa học, doanh nghiệp, và chính phủ để thúc đẩy các hoạt động nghiên cứu, sản xuất, và thương mại hóa các sản phẩm từ chuối chân voi.

Khảo sát thành phần hóa học và hoạt tính kháng oxy hoá, kháng viêm và kháng sỏi của loài chuối chân voi (Ensete glaucum) tại Vườn quốc gia Bù Gia Mập