Luận án nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của quả táo mèo - Lê Xuân Duy

Quả táo mèo, hay còn gọi là Docynia indica, là một loại trái cây có giá trị dinh dưỡng và… 230 trang · Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam · 2020.

• Tác giả: Lê Xuân Duy
• Người hướng dẫn: PGS. TS Vũ Đình Hoàng
• Trường học: Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
• Chuyên ngành: Hóa học
• Đề tài: Nghiên Cứu Thành Phần Hóa Học và Hoạt Tính Sinh Học của Quả Táo Mèo
• Loại tài liệu: luận án
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu về cây táo mèo
• 1.1.1. Vài nét về họ Hoa hồng (Rosaceae)
• 1.1.2. Vài nét về chi Táo mèo (Docynia)
• 1.1.3. Phân bố và sản lượng táo mèo ở một số tỉnh trọng điểm nước ta
• 1.2. Thành phần hóa học của táo mèo
• 1.2.1. Các thành phần hóa học cơ bản
• 1.2.2. Các hợp chất chuyển hóa thứ cấp được phân lập từ quả táo mèo
• 1.3. Hoạt tính sinh học của táo mèo
• 1.4. Tình hình khai thác, chế biến và sử dụng quả táo mèo
• 1.4.1. Các sản phẩm chế biến truyền thống
• 1.4.2. Các sản phẩm chế biến theo công nghệ hiện đại
• 1.4.3. Định hướng nghiên cứu
• 1.5. Vài nét về nhóm hợp chất phenolic
• 1.5.1. Đặc điểm chung của các hợp chất phenolic
• 1.5.2. Phân loại và hoạt tính sinh học các hợp chất phenolic
• 1.5.3. Chiết xuất phenolic từ thực vật
• 1.6. Giới thiệu về phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) và tối ưu hóa quy trình công nghệ hóa học
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp định lượng một số thành phần hóa học
• 2.2.2. Phương pháp xử lý, chiết xuất và phân lập các thành phần hóa học
• 2.2.3. Phương pháp xác định tính chất hóa lý và cấu trúc hóa học
• 2.2.4. Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học
• 2.2.5. Phương pháp chiết vi sóng, chiết siêu âm, chiết hồi lưu và chiết soxhlet
• 2.2.6. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm và tối ưu hóa quy trình công nghệ
• 3. CHƯƠNG 3: ĐIỀU CHẾ CAO CHIẾT TỔNG VÀ CÁC CAO CHIẾT PHÂN ĐOẠN
• 3.1. Sơ đồ phân lập các thành phần hóa học từ cao chiết ethyl acetate quả táo mèo
• 3.1.1. Các hợp chất phân lập được từ phân đoạn E2
• 3.1.2. Các hợp chất phân lập được từ phân đoạn E3
• 3.1.3. Các hợp chất phân lập được từ phân đoạn E5
• 3.1.4. Các hợp chất phân lập được từ phân đoạn E6
• 3.1.5. Các hợp chất phân lập được từ phân đoạn E7
• 3.1.6. Các hợp chất phân lập được từ phân đoạn E8
• 3.2. Nghiên cứu hoạt tính sinh học của cao chiết phân đoạn và thành phần hóa học phân lập được
• 3.3. Quy trình chiết xuất phenolic và thiết lập mô hình nghiên cứu
• 3.3.1. Quy trình chiết bằng phương pháp soxhlet
• 3.3.2. Quy trình chiết xuất sử dụng vi sóng
• 3.3.3. Quy trình chiết xuất sử dụng siêu âm
• 3.3.4. Quy trình chiết xuất hồi lưu
• 3.4. Quy trình sấy phun và thiết kế mô hình nghiên cứu
• 3.4.1. Tiến hành thí nghiệm
• 3.4.2. Thiết kế ma trận kế hoạch thực nghiệm
• 3.5. Sơ đồ định hướng nghiên cứu quy trình công nghệ tạo sản phẩm bột cao chiết táo mèo quy mô phòng thí nghiệm
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Xác định cấu trúc các hợp chất phân lập được từ quả táo mèo
• 4.1.1. Hợp chất mới TM17, (3S-Thunberginol C 6-O-β- D-glucopyranoside)
• 4.1.2. Hợp chất TM15 (chrysin)
• 4.1.3. Hợp chất TM2 (quercetin)
• 4.1.4. Hợp chất TM5 (hyperin)
• 4.1.5. Hợp chất TM36 (myricitrin)
• 4.1.6. Hợp chất TM16 (naringenin)
• 4.1.7. Hợp chất TM10 (astilbin)
• 4.1.8. Hợp chất TM7 (naringenin-7-O- β-D-glucopyranoside)
• 4.1.9. Hợp chất TM30 (2R/S)-5,7,3’,5’-tetrahydroxy-flavanone 7-O-β-D glucopyranosie)
• 4.1.10. Hợp chất TM33 (Phloretin-2’-O-(β-D-xylopyranosyl-(16)-O-β-D glucopyranoside))
• 4.1.11. Hợp chất TM8 (phlorizin)
• 4.1.12. Hợp chất TM37 (2’,6’-dihydroxy-3’,4’- dimethoxychalcone)
• 4.1.13. Hợp chất TM24 (ursolic acid)
• 4.1.14. Hợp chất TM23 (23-hydroxy ursolic acid)
• 4.1.15. Hợp chất TM20 (pomolic acid)
• 4.1.16. Hợp chất TM22 (euscaphic acid)
• 4.1.17. Hợp chất TM25 (maslinic acid)
• 4.1.18. Hợp chất TM12 (gallic acid )
• 4.1.19. Hợp chất TM13 (methyl gallate)
• 4.1.20. Hợp chất TM3 (protocatechuic acid)
• 4.1.21. Hợp chất TM9 (3-methoxy, 4-hydroxy-benzoic acid) (vanillic acid)
• 4.1.22. Hợp chất TM6 (4-methyl malate)
• 4.1.23. Hợp chất TM1 (chlorogenic acid methyl ester)
• 4.1.24. Hợp chất TM18 (1-O-coumaroyl-β-D-glucopyranose)
• 4.1.25. Hợp chất TM35 (cis-p-coumaric acid 4-O-β-D-glucopyranoside)
• 4.2. Đánh giá hoạt tính sinh học của cao chiết và các hợp chất phân lập được
• 4.2.1. Hoạt tính bảo vệ tim mạch (sEH) của cao chiết phân đoạn và các hợp chất phân lập được
• 4.2.2. Hoạt tính chống oxy hóa của các hợp chất phân lập được
• 4.2.3. Hoạt tính ức chế tế bào ung thư gan (Hep-G2) và ung thư cổ tử cung (Hela) của các cao chiết phân đoạn
• 4.3. Xây dựng và tối ưu quy trình chiết xuất phenolic từ quả táo mèo quy mô phòng thí nghiệm
• 4.3.1. Kết quả chiết xuất táo mèo bằng phương pháp chiết soxhlet
• 4.3.2. Xây dựng và tối ưu hóa quy trình chiết xuất phenolic sử dụng vi sóng quy mô phòng thí nghiệm
• 4.3.3. Xây dựng và tối ưu hóa quy trình chiết xuất phenolic sử dụng sóng siêu âm quy mô phòng thí nghiệm
• 4.3.4. Xây dựng và tối ưu hóa quy trình chiết xuất phenolic bằng phương pháp chiết hồi lưu quy mô phòng thí nghiệm
• 4.3.5. So sánh, đánh giá các phương án công nghệ nghiên cứu
• 4.4. Xây dựng và tối ưu hóa quy trình sấy phun dịch chiết táo mèo quy mô phòng thí nghiệm
• 4.4.1. Ảnh hưởng của các đơn yếu tố đến hàm mục tiêu của quá trình
• 4.4.2. Thiết lập mô hình và xây dựng ma trận kế hoạch thực nghiệm
• 4.4.3. Kiểm tra sự có nghĩa của mô hình
• 4.4.4. Tối ưu hóa quy trình sấy phun
• 4.4.5. Kiểm tra lại mô hình tối ưu hóa
• 4.5. Quy trình công nghệ chiết xuất để tạo sản phẩm bột cao chiết táo mèo quy mô phòng thí nghiệm
• CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• BÀI BÁO QUỐC TẾ
• BÀI BÁO TRONG NƯỚC
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu thành phần hóa học của quả táo mèo

Quả táo mèo, hay còn gọi là Docynia indica, là một loại trái cây có giá trị dinh dưỡng và dược lý cao. Nghiên cứu về thành phần hóa học của quả táo mèo không chỉ giúp hiểu rõ hơn về cấu trúc hóa học mà còn mở ra hướng đi mới trong việc ứng dụng trong y học và thực phẩm. Các nghiên cứu hiện tại cho thấy quả táo mèo chứa nhiều hợp chất phenolic, flavonoid và các hợp chất sinh học khác có lợi cho sức khỏe.

1.1. Đặc điểm sinh học và phân bố của táo mèo

Táo mèo phân bố chủ yếu ở các tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam, nơi có khí hậu mát mẻ. Loài cây này không chỉ có giá trị kinh tế mà còn có vai trò quan trọng trong y học cổ truyền.

1.2. Lịch sử sử dụng táo mèo trong y học cổ truyền

Từ xa xưa, táo mèo đã được sử dụng trong y học cổ truyền để điều trị các bệnh liên quan đến tiêu hóa và tăng cường sức khỏe. Các nghiên cứu hiện đại đã xác nhận nhiều tác dụng của nó.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu hoạt tính sinh học của táo mèo

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về hoạt tính sinh học của táo mèo, nhưng vẫn còn nhiều thách thức trong việc xác định chính xác các cơ chế hoạt động của các hợp chất trong quả. Việc thiếu thông tin và dữ liệu có thể làm giảm khả năng ứng dụng của táo mèo trong y học hiện đại.

2.1. Thiếu dữ liệu về hoạt tính sinh học

Nhiều nghiên cứu hiện tại vẫn chưa cung cấp đủ dữ liệu về hoạt tính sinh học của các hợp chất trong táo mèo, điều này gây khó khăn trong việc áp dụng vào thực tiễn.

2.2. Khó khăn trong việc chiết xuất và phân lập hợp chất

Quá trình chiết xuất và phân lập các hợp chất có hoạt tính sinh học từ táo mèo gặp nhiều khó khăn do sự đa dạng và phức tạp của các hợp chất có trong quả.

III. Phương pháp nghiên cứu thành phần hóa học của táo mèo

Để nghiên cứu thành phần hóa học của quả táo mèo, các phương pháp hiện đại như sắc ký lỏng, sắc ký khí và phổ khối lượng được áp dụng. Những phương pháp này giúp xác định cấu trúc và hoạt tính của các hợp chất trong quả một cách chính xác.

3.1. Sử dụng sắc ký lỏng để phân tích hợp chất

Sắc ký lỏng là một trong những phương pháp hiệu quả nhất để phân tích các hợp chất phenolic trong táo mèo, giúp xác định hàm lượng và cấu trúc của chúng.

3.2. Phân tích bằng phổ khối lượng

Phổ khối lượng cung cấp thông tin chi tiết về khối lượng phân tử và cấu trúc của các hợp chất, từ đó hỗ trợ trong việc xác định hoạt tính sinh học của chúng.

IV. Kết quả nghiên cứu hoạt tính sinh học của táo mèo

Nghiên cứu cho thấy quả táo mèo có nhiều hoạt tính sinh học đáng chú ý, bao gồm khả năng chống oxy hóa, kháng viêm và hỗ trợ điều trị một số bệnh lý. Các hợp chất phenolic trong táo mèo đã được chứng minh có tác dụng tích cực đối với sức khỏe.

4.1. Hoạt tính chống oxy hóa của táo mèo

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng dịch chiết từ táo mèo có khả năng chống oxy hóa mạnh, giúp bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do gốc tự do.

4.2. Tác dụng kháng viêm của các hợp chất trong táo mèo

Nhiều hợp chất trong táo mèo đã được xác định có tác dụng kháng viêm, hỗ trợ điều trị các bệnh viêm nhiễm và cải thiện sức khỏe tổng thể.

V. Ứng dụng thực tiễn của quả táo mèo trong y học

Quả táo mèo không chỉ được sử dụng trong y học cổ truyền mà còn có tiềm năng lớn trong y học hiện đại. Các sản phẩm từ táo mèo đang được nghiên cứu và phát triển để tạo ra các sản phẩm chăm sóc sức khỏe hiệu quả.

5.1. Sản phẩm từ táo mèo trong điều trị bệnh

Các sản phẩm chiết xuất từ táo mèo đang được phát triển để hỗ trợ điều trị các bệnh lý như tiểu đường, bệnh tim mạch và các rối loạn tiêu hóa.

5.2. Tương lai của táo mèo trong ngành dược phẩm

Với những nghiên cứu sâu hơn về thành phần hóa học của táo mèo, có thể tạo ra nhiều sản phẩm dược phẩm mới, mang lại lợi ích cho sức khỏe con người.

VI. Kết luận và định hướng nghiên cứu tương lai về táo mèo

Nghiên cứu về quả táo mèo đã mở ra nhiều cơ hội mới trong việc phát triển các sản phẩm chăm sóc sức khỏe. Tuy nhiên, cần tiếp tục nghiên cứu để khai thác tối đa tiềm năng của loại quả này.

6.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu sâu hơn

Việc nghiên cứu sâu hơn về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của táo mèo sẽ giúp phát triển các sản phẩm có giá trị cao hơn.

6.2. Định hướng phát triển sản phẩm từ táo mèo

Cần có các chương trình nghiên cứu và phát triển sản phẩm từ táo mèo để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường về sản phẩm tự nhiên và an toàn.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ với đề tài "Nghiên cứu thành phần hóa học và xây dựng quy trình công nghệ chiết xuất để tạo sản phẩm có giá trị từ quả táo mèo (Docynia indica (Wall.) Decne) ở Việt Nam" do nghiên cứu sinh Lê Xuân Duy (Lê Xuân Duy Ngũ Trường Nhân) thực hiện tại Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. TS Vũ Đình Hoàng và PGS. TS Nguyễn Mạnh Cường.

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Cây táo mèo (Docynia indica (Wall.) Decne) thuộc họ Hoa hồng (Rosaceae), phân bố chủ yếu ở các tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam như Sơn La, Yên Bái, Điện Biên. Quả táo mèo từ lâu đã được sử dụng trong y học cổ truyền và đời sống dân gian với tác dụng tiêu thực hóa tích, kiện vị, hạ mỡ máu và hỗ trợ điều trị các chứng rối loạn tiêu hóa. Sản lượng thu hoạch táo mèo tại Việt Nam tương đối lớn (hàng nghìn tấn mỗi năm), song hoạt động khai thác và chế biến chủ yếu dừng lại ở các dạng sản phẩm truyền thống hoặc quy trình thô sơ (ngâm rượu, làm giấm, làm mứt, sấy khô thủ công).

Mặc dù một số nghiên cứu hiện đại bước đầu chứng minh quả táo mèo chứa nhiều hoạt chất phenolic có hoạt tính sinh học giá trị, các công trình khảo sát toàn diện về thành phần chuyển hóa thứ cấp, cấu trúc hóa học chính xác và hoạt tính sinh học chuyên sâu vẫn còn hạn chế. Đồng thời, việc khai thác nhóm hợp chất phenolic giàu hoạt tính từ nguồn nguyên liệu khô bằng các kỹ thuật chiết xuất hiện đại và tối ưu hóa quy trình sấy phun tạo sản phẩm dạng bột quy chuẩn quy mô phòng thí nghiệm vẫn chưa được thực hiện bài bản. Do đó, luận án được triển khai nhằm giải quyết đồng thời bài toán về xác lập cơ sở hóa thực vật và xây dựng thông số công nghệ chiết xuất, chế biến.

Mục tiêu nghiên cứu

Luận án xác định ba nội dung mục tiêu nghiên cứu cụ thể:

1. Nghiên cứu phân lập và xác định cấu trúc hóa học các thành phần chuyển hóa thứ cấp từ phân đoạn cao chiết ethyl acetate của quả táo mèo (Docynia indica (Wall.) Decne).
2. Đánh giá hoạt tính sinh học in vitro của các cao chiết phân đoạn và các hợp chất phân lập được, bao gồm hoạt tính bảo vệ tim mạch (ức chế enzym soluble epoxide hydrolase - sEH), hoạt tính chống oxy hóa (DPPH) và hoạt tính ức chế sự phát triển của hai dòng tế bào ung thư (ung thư gan Hep-G2 và ung thư cổ tử cung HeLa).
3. Xây dựng và tối ưu hóa các thông số công nghệ của các phương pháp chiết xuất (vi sóng, siêu âm, hồi lưu) và quy trình sấy phun nhằm thu nhận bột cao chiết táo mèo giàu phenolic ở quy mô phòng thí nghiệm.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: Quả của loài táo mèo (Docynia indica (Wall.) Decne), thuộc họ Hoa hồng (Rosaceae).
• Phạm vi không gian: Mẫu quả táo mèo được thu hái tại huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La.
• Phạm vi thời gian: Mẫu nghiên cứu được thu thập vào tháng 9 năm 2014 và tháng 10 năm 2017. Mẫu tiêu bản thực vật được giám định tên khoa học bởi TS. Nguyễn Quốc Bình (Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam) và được lưu trữ tại Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trong và ngoài nước

Tác giả đã tổng thuật các công bố khoa học liên quan đến thành phần hóa học, hoạt tính sinh học và công nghệ chế biến quả táo mèo:

Về thành phần hóa học và dinh dưỡng cơ bản:

• Hoàng Thị Lụa và cộng sự (2013, 2014) đã phân tích thành phần cơ bản của quả táo mèo tại ba tỉnh Yên Bái, Sơn La và Điện Biên, xác định các chỉ tiêu: chất đạm (0,52 g/100g quả tươi), chất béo (0,28 g/100g quả tươi), đường tổng (5,90 g/100g quả tươi), phenolic tổng (18,29 mg GAE/g quả khô), tro toàn phần (2,34%), vitamin C (19,91 mg/100g quả tươi), beta-carotene (25,0 µg/100g quả tươi) cùng các khoáng chất Ca (15,88 mg/100g), Fe (0,23 mg/100g), P (17,0 mg/100g).
• Đỗ Thị Hà đã phân lập được 3 hợp chất từ phân đoạn n-hexan của quả táo mèo: 1-octacosanol, 3-tetracosen và $\beta$-sitosterol.
• Vũ Văn Tuấn phân lập được 3 hợp chất từ phân đoạn ethyl acetate: chlorogenic acid, quercetin và quercetin-3-O-$\beta$-D-galactopyranoside (hyperin).
• Hoàng Việt Dũng và cộng sự (2016) đã công bố 13 hợp chất từ quả táo mèo Việt Nam, trong đó có 3 hợp chất mới là docynicasides A, docynicasides B, docynicasides C cùng 10 hợp chất khác: (6S,9R)-vomifoliol 9-O-$\beta$-D-xylopyranosyl-(1''$\rightarrow$6')-O-$\beta$-D-glucopyranoside, hyperin, quercitrin, quercetin 3-$\alpha$-L-arabinofuranoside, naringenin 7-O-$\beta$-D-glucopyranoside, phlorizin, phloretin 2'-O-$\beta$-D-xylopyranosyl-(1$\rightarrow$6)-$\beta$-D-glucopyranoside, pinosylvin 3-O-$\beta$-D-glucopyranoside, tormentic acid và chlorogenic acid methyl ester.
• Trên thế giới, Shende K.M. và cộng sự công bố 7 hợp chất từ quả táo mèo thu tại Ấn Độ: catechine, caffeic acid, syringic acid, ferulic acid, gallic acid, rutin và quercetin. Xiaoyu Zhang và cộng sự (Trung Quốc) phân lập được 2 hợp chất gồm phlorizin và isoquercetin.

Về hoạt tính sinh học:

• Nguyễn Thị Thanh Loan và cộng sự khảo sát tác dụng hạ lipid máu, giảm béo trên chuột thử nghiệm; phân đoạn ethyl acetate làm giảm 9,5% trọng lượng, giảm 10,3% cholesterol tổng và 31,16% triglyceride.
• Trần Thị Lệ Hằng nghiên cứu khả năng làm giảm nồng độ glucose trong tế bào cơ vân chuột nhắt nguyên phát C2C12 của cao chiết táo mèo.
• Nguyễn Thị Minh Thư chứng minh dấm táo mèo có hoạt tính kháng vi khuẩn Moraxella catarrhalis gây nhiễm trùng đường hô hấp.
• Hoàng Việt Dũng và cộng sự ghi nhận 7 hợp chất từ quả táo mèo thể hiện hoạt tính kháng viêm thông qua ức chế sản sinh NO.
• Baleshwor Sharma và cộng sự đánh giá hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết quả táo mèo theo phương pháp DPPH và ABTS. Shende K.M. và cộng sự ghi nhận hoạt tính kháng khuẩn của các phân đoạn dịch chiết quả táo mèo trên các chủng Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Listeria innocua, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhimurium.
• Xiao-yu Zhang và cộng sự (2018) chứng minh dịch chiết táo mèo và phlorizin có khả năng ức chế tích tụ lipid, phì đại tế bào mỡ, giảm chỉ số kháng insulin HOMA-IR và tăng chỉ số nhạy cảm insulin HOMA-IS trên chuột béo phì do chế độ ăn giàu chất béo (HFD).

Về công nghệ chiết xuất và chế biến:

• Tác giả tổng thuật các nghiên cứu ứng dụng phương pháp chiết dung môi thông thường (LLE), chiết có hỗ trợ siêu âm (UAE), chiết có hỗ trợ vi sóng (MAE), chiết chất lỏng siêu tới hạn (SFE) từ thực vật của các nhóm tác giả quốc tế: Kerouri và cộng sự, Wu và cộng sự, Sun và cộng sự, Oniszczuk và cộng sự, Palma và cộng sự, Tonon và cộng sự, Zardo và cộng sự, Row và cộng sự, Sheng và cộng sự, Proestos và Komaitis, Memon và cộng sự, Guolin và cộng sự, Liu và cộng sự, Yuan và cộng sự, Alara và cộng sự, Pereira và cộng sự, Tan và cộng sự.
• Các quy trình công nghệ chế biến táo mèo quy mô công nghiệp trong nước (rượu táo mèo 2000 lít/mẻ, nước táo mèo 5000 lít/mẻ, giấm táo mèo 2000 lít/mẻ) từ đề tài của Viện Công nghiệp thực phẩm (2016) và chế phẩm TABALIX của Học viện Quân Y (2013–2018).

Khoảng trống luận án giải quyết

Luận án tập trung giải quyết việc thiếu hụt dữ liệu phân lập chi tiết ở phân đoạn ethyl acetate quả táo mèo, phát hiện các hợp chất mới và đánh giá hoạt tính ức chế enzym sEH (bảo vệ tim mạch). Đồng thời, luận án lấp khoảng trống về việc ứng dụng phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) để tối ưu hóa đồng thời các thông số công nghệ chiết xuất phenolic và công nghệ sấy phun tạo bột sản phẩm từ nguồn nguyên liệu khô.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và khái niệm

• Hóa học các hợp chất phenolic: Phenolic là nhóm chất có một hoặc nhiều vòng thơm liên kết với các nhóm hydroxyl (-OH). Khung phân loại dựa trên số lượng nguyên tử carbon bao gồm $C_6$ (phenolic đơn giản), $C_6-C_1$ (phenolic acid), $C_6-C_3$ (acid cinnamic, coumarin), $C_6-C_3-C_6$ (flavonoid, chalcone, dihydrochalcone), triterpenoid... Cơ chế dập tắt gốc tự do của phenolic dựa trên phản ứng cho nguyên tử hydro hoặc tạo phức chelat với ion kim loại chuyển tiếp.
• Cơ chế ức chế enzym soluble epoxide hydrolase (sEH): Enzym sEH thủy phân các acid epoxyeicosatrienoic (EETs) thành các diol tương ứng (DHETs). Việc ức chế enzym sEH giúp duy trì nồng độ EETs nội sinh, mang lại tác dụng giãn mạch, chống viêm và bảo vệ hệ tim mạch.
• Phương pháp đáp ứng bề mặt (Response Surface Methodology - RSM): Sử dụng các mô hình quy hoạch thực nghiệm bậc hai (như Box-Behnken) kết hợp phân tích phương sai ANOVA để thiết lập phương trình hồi quy tương quan giữa các yếu tố công nghệ đầu vào và các biến mục tiêu đầu ra, từ đó tìm điểm cực trị tối ưu hóa quy trình.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Nguyên liệu quả táo mèo khô (Bắc Yên, Sơn La)
         - Ức chế enzym sEH (Cơ chất huỳnh quang PHOME, đo phổ huỳnh quang)
         - Kháng oxy hóa DPPH (Đo quang bước sóng 515 nm)
         - Độc tính tế bào Hep-G2, HeLa (Phương pháp MTT)

1. Phương pháp xử lý và định lượng:

   • Xử lý nguyên liệu: Quả tươi được rửa sạch, thái lát, sấy diệt men ở $110^\circ\text{C}$ trong 20 phút, sấy khô ở $60^\circ\text{C}$ đến độ ẩm $\le 10%$, nghiền thành bột kích thước 1–2 mm.
   • Định lượng phenolic tổng (TPC): Sử dụng thuốc thử Folin–Ciocalteu, đo mật độ quang ở bước sóng 765 nm, chất chuẩn acid gallic (dải nồng độ 10–70 $\mu\text{g/mL}$).
   • Định lượng flavonoid tổng (TFC): Phương pháp tạo phức với $\text{AlCl}_3$, đo mật độ quang ở bước sóng 415 nm, chất chuẩn quercetin (dải nồng độ 10–70 $\mu\text{g/mL}$).

2. Phương pháp phân lập và xác định cấu trúc hóa học:

   • Phân lập: Bột táo mèo được chiết siêu âm với methanol (tỷ lệ dung môi/nguyên liệu 3/1 v/w, 120 phút/lần, 3–5 lần ở nhiệt độ phòng). Cao tổng được phân bố lỏng-lỏng thu phân đoạn ethyl acetate. Phân đoạn này được tách phân đoạn qua sắc ký cột silica gel pha thường (cỡ hạt 0,04–0,063 mm) và pha đảo ODS/YMC (30–50 $\mu\text{m}$). Sắc ký lớp mỏng (TLC) trên bản mỏng tráng sẵn silica gel $60\text{ F}_{254}$, hiện màu bằng $\text{H}_2\text{SO}_4$ 5%, vanilin/$\text{H}_2\text{SO}_4$, $\text{Fe}^{3+}/\text{H}_2\text{SO}_4$, thymol/$\text{H}_2\text{SO}_4$.
   • Xác định cấu trúc: Đo điểm nóng chảy trên máy Kofle Micro-Hotstage; độ quay cực trên máy JASCO DIP-1000 KUY Polarimeter; phổ khối ESI-MS trên máy Agilent 1100 LC-MSD Trap; phổ khối phân giải cao HR-ESI-MS trên máy FT-ICR-Mass; phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D ($^1\text{H-NMR}$, $^{13}\text{C-NMR}$, DEPT) và 2D ($^1\text{H-}^1\text{H COSY}$, HSQC, HMBC, NOESY) trên máy Bruker AM500 FT-NMR; phổ tròn lưỡng sắc (CD) và tính toán cơ học phân tử năng lượng bền cấu dạng.

3. Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học:

   • Hoạt tính bảo vệ tim mạch (ức chế sEH): Sử dụng enzym sEH tái tổ hợp (12,15 ng/mL), cơ chất huỳnh quang PHOME (20 $\mu\text{M}$), đệm BSA (25 mM Bis-Tris-HCl, pH 7,0; 0,1 mg/mL), ủ ở $37^\circ\text{C}$ trong 1 giờ. Đo huỳnh quang trên máy Tecan (bước sóng kích thích $\lambda = 330\text{ nm}$, bước sóng phát xạ $\lambda = 465\text{ nm}$). Chất đối chứng dương: AUDA (12-(3-adamantan-1-yl-ureido)-dodecanoic acid). Tính toán giá trị $\text{IC}_{50}$.
   • Hoạt tính chống oxy hóa: Thử nghiệm bắt gốc tự do DPPH, đo độ hấp thụ ở bước sóng 515 nm trên máy Biotek ELx 800. Tính toán chỉ số $\text{SC}_{50}$ bằng phần mềm TableCurve AISN Software.
   • Hoạt tính gây độc tế bào: Phương pháp MTT trên 2 dòng tế bào ung thư gan (Hep-G2) và ung thư cổ tử cung (HeLa), đo mật độ quang ở bước sóng 570 nm trên máy Tecan Infinite F50. Tính toán $\text{IC}_{50}$ qua phần mềm TableCurve AISN Software.

4. Phương pháp công nghệ và tối ưu hóa:

   • Khảo sát 4 kỹ thuật chiết: Chiết Soxhlet, chiết có hỗ trợ vi sóng (tần số 2450 MHz), chiết có hỗ trợ siêu âm (tần số 20–100 kHz) và chiết hồi lưu nhiệt.
   • Quy trình sấy phun dịch chiết bổ sung chất mang maltodextrin.
   • Ứng dụng phần mềm Design Expert 7.0 thiết kế ma trận quy hoạch thực nghiệm RSM, đánh giá phân tích phương sai ANOVA, xác định hàm mục tiêu phenolic tổng ($Y_1$), flavonoid tổng ($Y_2$), hàm lượng cao chiết ($Y_3$) và độ ẩm sản phẩm.

---

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN

Chương này tổng kết cơ sở lý luận và tình hình thực tiễn về đối tượng nghiên cứu:

• Đặc điểm sinh học và phân bố: Trình bày vị trí phân loại của chi Docynia, loài Docynia indica (Wall.) Decne thuộc họ Rosaceae. Mô tả đặc điểm thực vật học, mùa hoa (tháng 3–4), mùa quả chín (tháng 8–10). Thống kê diện tích và sản lượng táo mèo tại ba tỉnh Yên Bái (hơn 4000 ha năm 2018), Sơn La (11000 ha năm 2018) và Điện Biên (270 ha).
• Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học: Tổng hợp thành phần cơ bản và 18 hợp chất thứ cấp đã công bố trong nước, 9 hợp chất công bố trên thế giới. Điểm lại các kết quả thử nghiệm dược lý: hạ lipid máu, chống béo phì, cải thiện kháng insulin, kháng khuẩn, kháng viêm và chống oxy hóa.
• Thực trạng khai thác và chế biến: Đánh giá ưu nhược điểm của các sản phẩm truyền thống (ngâm rượu, làm mứt, ô mai) và sản phẩm công nghiệp hiện hành (rượu vang sơn tra, nước uống, giấm lên men, chế phẩm TABALIX, thực phẩm bảo vệ sức khỏe Cholessen).
• Cơ sở lý thuyết chiết xuất và tối ưu hóa: Phân tích nguyên lý các kỹ thuật chiết LLE, UAE, MAE, SFE; đặc điểm cấu trúc và tính chất hóa học nhóm phenolic; nguyên lý mô hình hóa bề mặt đáp ứng RSM (Box-Wilson, Box-Behnken, Box-Hunter) và thuật toán tối ưu hóa đa mục tiêu bằng phần mềm Design Expert 7.0.

CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Chương II mô tả chi tiết nguồn nguyên liệu, thiết bị, hóa chất và quy trình chuẩn bị mẫu thực nghiệm:

• Mô tả mẫu vật: Quả táo mèo thu hái tại huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La vào tháng 9/2014 và tháng 10/2017; quy trình sấy diệt men ($110^\circ\text{C}$ trong 20 phút) và nghiền tạo bột nguyên liệu khô.
• Thiết lập phương pháp phân tích: Xây dựng đường chuẩn Folin–Ciocalteu định lượng TPC ($\mu\text{g GAE/mL}$) và đường chuẩn $\text{AlCl}_3$ định lượng TFC ($\mu\text{g QE/mL}$).
• Quy trình phân lập và thiết bị đo phổ: Mô tả các hệ dung môi sắc ký cột, sắc ký lớp mỏng; thông số kỹ thuật của các hệ thống đo phổ nghiệm $^1\text{H-NMR}$, $^{13}\text{C-NMR}$, DEPT, COSY, HSQC, HMBC, NOESY (500 MHz), ESI-MS, HR-ESI-MS.
• Giao thức thử nghiệm sinh học: Quy trình chi tiết thử ức chế sEH trên phiến 96 giếng với cơ chất huỳnh quang PHOME; thử nghiệm DPPH xác định $\text{SC}_{50}$; thử nghiệm MTT trên dòng Hep-G2 và HeLa.
• Mô hình hóa thực nghiệm: Thiết kế thông số cho 4 hệ chiết xuất (Soxhlet, vi sóng, siêu âm, hồi lưu) và hệ thống sấy phun.

CHƯƠNG III. THỰC NGHIỆM VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU

Chương III trình bày quá trình thực nghiệm tách phân đoạn và thiết kế ma trận quy hoạch thực nghiệm:

• Tách phân đoạn cao chiết ethyl acetate: Từ cặn chiết ethyl acetate quả táo mèo, tiến hành phân chia thành các phân đoạn từ E1 đến E8 bằng sắc ký cột silica gel pha thường với hệ dung môi giải hấp gradient ($\text{CH}_2\text{Cl}_2\text{/MeOH}$). Các hợp chất tinh sạch được phân lập từ các phân đoạn chính: E2, E3, E5, E6, E7 và E8 bằng cách kết hợp sắc ký cột pha đảo ODS và sắc ký gel Sephadex LH-20.
• Thiết kế ma trận thực nghiệm chiết xuất: Xây dựng các ma trận thực nghiệm Box-Behnken khảo sát ảnh hưởng của các biến đơn yếu tố (thời gian, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu, công suất vi sóng/siêu âm, nhiệt độ chiết, nồng độ dung môi ethanol, độ pH) đến các hàm mục tiêu $Y_1$ (TPC), $Y_2$ (TFC hoặc hiệu suất cao) và $Y_3$ (hàm lượng cao chiết tổng).
• Thiết kế ma trận thực nghiệm sấy phun: Thiết lập kế hoạch thực nghiệm 3 yếu tố: tỷ lệ chất mang maltodextrin (%), nhiệt độ khí sấy đầu vào ($^\circ\text{C}$) và tốc độ bơm dịch chiết (mL/phút) tác động lên hàm lượng phenolic tổng và độ ẩm của bột sản phẩm sau sấy.

CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

1. Phân lập và xác định cấu trúc hóa học các hợp chất

Luận án đã phân lập và xác định cấu trúc hóa học của 25 hợp chất từ phân đoạn ethyl acetate của quả táo mèo, gồm 1 hợp chất mới và 24 hợp chất đã biết:

Ký hiệu	Tên hợp chất	Nhóm cấu trúc
TM17	3S-Thunberginol C 6-O-$\beta$-D-glucopyranoside (Hợp chất mới)	Dihydroisocoumarin glycoside
TM15	Chrysin	Flavonoid (Flavone)
TM2	Quercetin	Flavonoid (Flavonol)
TM5	Hyperin	Flavonoid glycoside
TM36	Myricitrin	Flavonoid glycoside
TM16	Naringenin	Flavonoid (Flavanone)
TM10	Astilbin	Flavonoid glycoside (Flavanonol)
TM7	Naringenin-7-O-$\beta$-D-glucopyranoside	Flavonoid glycoside
TM30	(2R/S)-5,7,3',5'-tetrahydroxy-flavanone 7-O-$\beta$-D-glucopyranoside	Flavonoid glycoside
TM33	Phloretin-2'-O-($\beta$-D-xylopyranosyl-(1$\rightarrow$6)-O-$\beta$-D-glucopyranoside)	Dihydrochalcone glycoside
TM8	Phlorizin	Dihydrochalcone glycoside
TM37	2',6'-dihydroxy-3',4'-dimethoxychalcone	Chalcone
TM24	Ursolic acid	Triterpenoid
TM23	23-hydroxy ursolic acid	Triterpenoid
TM20	Pomolic acid	Triterpenoid
TM22	Euscaphic acid	Triterpenoid
TM25	Maslinic acid	Triterpenoid
TM12	Gallic acid	Phenolic acid
TM13	Methyl gallate	Phenolic acid ester
TM3	Protocatechuic acid	Phenolic acid
TM9	3-methoxy, 4-hydroxy-benzoic acid (Vanillic acid)	Phenolic acid
TM6	4-methyl malate	Acid hữu cơ
TM1	Chlorogenic acid methyl ester	Phenylpropanoid ester
TM18	1-O-coumaroyl-$\beta$-D-glucopyranose	Phenylpropanoid glycoside
TM35	cis-p-coumaric acid 4-O-$\beta$-D-glucopyranoside	Phenylpropanoid glycoside

Cấu trúc hợp chất mới TM17: Được xác định là 3S-Thunberginol C 6-O-$\beta$-D-glucopyranoside dựa trên các phân tích phổ HR-ESI-MS, $^1\text{H-NMR}$, $^{13}\text{C-NMR}$, DEPT, tương tác qua liên kết trên phổ HMBC, HSQC, sắc ký đồ HPLC xác định cấu tử đường và phổ tròn lưỡng sắc CD kết hợp tính toán năng lượng bền hai cấu dạng nửa thuyền.

2. Kết quả đánh giá hoạt tính sinh học

• Hoạt tính ức chế enzym soluble epoxide hydrolase (sEH):
  • Các phân đoạn cao chiết và các hợp chất phân lập được đánh giá khả năng ức chế sEH nhằm xác định tác dụng bảo vệ tim mạch. Chất đối chứng dương AUDA có $\text{IC}_{50} = 3,2\text{ nM}$ (hoặc tương đương theo dải chuẩn phòng thí nghiệm).
  • Phân đoạn ethyl acetate thể hiện hoạt tính ức chế sEH mạnh hơn so với các phân đoạn khác.
  • Trong số các hợp chất sạch, nhóm flavonoid và triterpenoid thể hiện hoạt tính ức chế sEH rõ rệt, làm giảm tốc độ thủy phân cơ chất PHOME.
• Hoạt tính chống oxy hóa (DPPH):
  • Các hợp chất nhóm phenolic acid (gallic acid TM12, methyl gallate TM13, protocatechuic acid TM3) và flavonol (quercetin TM2, hyperin TM5, myricitrin TM36) thể hiện giá trị $\text{SC}_{50}$ bắt gốc tự do DPPH thấp, tương đương hoặc xấp xỉ chất đối chứng acid gallic.
• Hoạt tính gây độc tế bào ung thư (MTT):
  • Đánh giá khả năng ức chế sự sống sót của tế bào Hep-G2 (ung thư gan) và HeLa (ung thư cổ tử cung). Phân đoạn cao chiết ethyl acetate thể hiện phần trăm ức chế tế bào phụ thuộc nồng độ (dải khảo sát 6,25–100 $\mu\text{g/mL}$).

3. Xây dựng và tối ưu hóa quy trình chiết xuất phenolic

Tác giả tiến hành so sánh 4 phương pháp chiết xuất:

Phương pháp	Các yếu tố công nghệ khảo sát	Kết quả tối ưu hóa theo mô hình RSM
Chiết Soxhlet	Thời gian chiết, loại dung môi	Cho thấy khả năng trích ly triệt để nhưng tiêu tốn thời gian dài và nhiệt độ cao làm suy giảm một phần hoạt chất kém bền nhiệt.
Chiết hỗ trợ vi sóng (MAE)	Công suất vi sóng, thời gian chiết, nồng độ ethanol, pH dung môi	Mô hình hồi quy bậc 2 tương thích cao (ANOVA có ý nghĩa thống kê); rút ngắn thời gian chiết xuống dưới 10–15 phút, nâng cao hàm lượng TPC ($Y_1$) và TFC ($Y_2$).
Chiết hỗ trợ siêu âm (UAE)	Tỷ lệ dung môi/nguyên liệu, nhiệt độ chiết, công suất siêu âm, thời gian chiết	Quá trình sủi bọt khí phá vỡ vách tế bào; tối ưu hóa thu được hàm lượng phenolic và flavonoid tổng cao ở nhiệt độ phòng hoặc nhiệt độ vừa phải trong thời gian ngắn.
Chiết hồi lưu nhiệt	Thời gian chiết, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu, nhiệt độ chiết	Đạt hiệu suất cao chiết tổng ($Y_3$) lớn, chi phí thiết bị thấp, song tiêu tốn năng lượng nhiệt và thời gian kéo dài hơn MAE/UAE.

Đánh giá so sánh chỉ ra rằng phương pháp chiết có hỗ trợ siêu âm (UAE) và vi sóng (MAE) có hiệu suất thu hồi hoạt chất phenolic cao vượt trội và thời gian chiết ngắn hơn đáng kể so với phương pháp ngâm chiết hoặc hồi lưu truyền thống.

4. Tối ưu hóa quy trình sấy phun tạo bột cao chiết

• Khảo sát ảnh hưởng của các biến đầu vào:
  1. Hàm lượng chất mang maltodextrin bổ sung vào dịch chiết (%).
  2. Nhiệt độ không khí sấy cấp vào ($^\circ\text{C}$).
  3. Tốc độ bơm dịch chiết vào buồng sấy (mL/phút).
• Phân tích phương sai ANOVA cho thấy mô hình hồi quy bậc hai mô tả chính xác sự biến thiên của hàm lượng phenolic tổng và độ ẩm bột sản phẩm ($p < 0,05$).
• Thiết lập được vùng thông số vận hành tối ưu nhằm đạt hàm lượng phenolic tổng lớn nhất trong sản phẩm bột trong khi vẫn duy trì độ ẩm bột thành phẩm dưới mức giới hạn quy chuẩn ($\le 5%$).
• Đã tiến hành thực nghiệm kiểm chứng lại tại điều kiện tối ưu, kết quả thực nghiệm đạt độ sai lệch rất nhỏ so với giá trị dự đoán từ mô hình toán học.
• Đã tổng hợp hoàn chỉnh sơ đồ quy trình công nghệ tạo sản phẩm bột cao chiết táo mèo giàu phenolic ở quy mô phòng thí nghiệm.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp về mặt khoa học lý luận

1. Luận án đã phân lập và xác định cấu trúc hóa học của 25 hợp chất từ phân đoạn ethyl acetate của quả táo mèo (Docynia indica (Wall.) Decne) ở Việt Nam.
2. Phát hiện và làm sáng tỏ cấu trúc của 01 hợp chất mới thuộc khung dihydroisocoumarin glycoside là 3S-Thunberginol C 6-O-$\beta$-D-glucopyranoside (TM17), đồng thời xác lập đầy đủ dữ liệu phổ 1D/2D-NMR, HR-ESI-MS, CD và tính toán năng lượng cấu dạng của hợp chất này.
3. Bổ sung dữ liệu khoa học về hoạt tính sinh học của các phân đoạn cao chiết và các hợp chất sạch từ quả táo mèo, đặc biệt là hoạt tính ức chế enzym soluble epoxide hydrolase (sEH) liên quan đến cơ chế bảo vệ tim mạch, hoạt tính chống oxy hóa DPPH và khả năng gây độc tế bào ung thư dòng Hep-G2 và HeLa.

Đóng góp về mặt thực tiễn

1. Xác lập cơ sở dữ liệu thực nghiệm so sánh hiệu quả của 4 kỹ thuật chiết xuất (Soxhlet, vi sóng, siêu âm, hồi lưu) đối với việc thu nhận nhóm hợp chất phenolic từ quả táo mèo khô.
2. Ứng dụng thành công phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) để xây dựng mô hình toán học và tối ưu hóa các thông số công nghệ của quá trình chiết xuất có hỗ trợ vi sóng, siêu âm và quy trình sấy phun tạo bột cao chiết.
3. Hoàn thiện quy trình công nghệ quy mô phòng thí nghiệm để tạo ra sản phẩm bột cao chiết táo mèo có hàm lượng phenolic cao và độ ẩm thấp, định hướng ứng dụng làm nguyên liệu cho ngành dược phẩm và thực phẩm bảo vệ sức khỏe.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của luận án

• Nguồn mẫu thực vật được thu hái tập trung tại một địa bàn (huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La) vào hai thời điểm (2014 và 2017), chưa so sánh biến thiên hàm lượng hoạt chất theo các vùng sinh thái khác nhau (như Yên Bái, Điện Biên).
• Các đánh giá hoạt tính sinh học (ức chế enzym sEH, DPPH, gây độc tế bào) mới dừng lại ở mức độ sàng lọc in vitro, chưa triển khai các mô hình thử nghiệm dược lý chuyên sâu in vivo trên động vật thực nghiệm đối với các hợp chất mới và bột cao chiết sau sấy phun.
• Quy trình công nghệ chiết xuất và sấy phun mới dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm (mẻ nhỏ), chưa được khảo sát ở quy mô pilot hoặc sản xuất bán công nghiệp.

Hướng nghiên cứu tiếp

• Mở rộng khảo sát thành phần hóa học và hàm lượng phenolic của quả táo mèo thu hái theo các giai đoạn chín và tại các vùng sinh thái khác nhau ở Tây Bắc.
• Thử nghiệm đánh giá tác dụng bảo vệ tim mạch, hạ mỡ máu và an toàn sinh học in vivo của chế phẩm bột cao chiết táo mèo giàu phenolic trên mô hình động vật.
• Nâng cấp và hoàn thiện dây chuyền công nghệ chiết xuất kết hợp sấy phun từ quy mô phòng thí nghiệm lên quy mô pilot (bán công nghiệp) để đánh giá đầy đủ các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật.

---

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích cho các đối tượng:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên chuyên ngành Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Hóa Dược và Dược liệu: Tham khảo phương pháp phân lập sắc ký cột, kỹ thuật giải phổ NMR/MS xác định cấu trúc các hợp chất tự nhiên phức tạp (đặc biệt là khung dihydroisocoumarin và glycoside phenolic), phương pháp đo hoạt tính enzym sEH.
• Cán bộ nghiên cứu ngành Công nghệ Hóa học, Công nghệ Thực phẩm và Sau thu hoạch: Tham khảo quy trình ứng dụng phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) kết hợp phần mềm Design Expert để thiết kế ma trận thực nghiệm, xử lý phương sai ANOVA và tối ưu hóa đa mục tiêu cho các quá trình chiết xuất (UAE, MAE) và sấy phun chất mang.
• Doanh nghiệp sản xuất dược liệu và nhà hoạch định chính sách phát triển vùng dược liệu Tây Bắc: Sử dụng các dữ liệu về thành phần phenolic và quy trình công nghệ bột cao chiết để định hướng phát triển chuỗi giá trị chế biến sâu cho quả táo mèo, thay thế các hình thức chế biến thủ công giá trị thấp.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Hợp chất mới được phát hiện trong luận án có tên và đặc điểm cấu trúc là gì?
Hợp chất mới được ký hiệu là TM17, có tên khoa học là 3S-Thunberginol C 6-O-$\beta$-D-glucopyranoside. Cấu trúc của hợp chất này thuộc nhóm dihydroisocoumarin liên kết với một phân tử đường $\beta$-D-glucopyranose tại vị trí C-6, được xác định qua các dữ liệu phổ HR-ESI-MS, phổ NMR 1 chiều và 2 chiều (HSQC, HMBC), phổ CD và tính toán năng lượng cấu dạng bền.

2. Phân đoạn cao chiết nào của quả táo mèo được lựa chọn để nghiên cứu thành phần hóa học chính và vì sao?
Phân đoạn cao chiết ethyl acetate (EtOAc) được lựa chọn làm đối tượng nghiên cứu chính để phân lập hóa thực vật. Lý do là phân đoạn này tập trung hàm lượng phenolic cao nhất và thể hiện hoạt tính sinh học mạnh nhất (đặc biệt là ức chế enzym sEH và chống oxy hóa) trong các thử nghiệm sàng lọc ban đầu so với phân đoạn n-hexan hay phân đoạn nước.

3. Luận án đã phân lập được tổng cộng bao nhiêu hợp chất và thuộc những nhóm cấu trúc nào?
Luận án đã phân lập và xác định cấu trúc của 25 hợp chất (ký hiệu từ TM1 đến TM37 theo phân đoạn giải hấp), bao gồm 1 dihydroisocoumarin glycoside mới, các flavonoid (flavone, flavonol, flavanone, flavanonol và các dẫn xuất glycoside), dihydrochalcone, chalcone, triterpenoid acid (ursolic acid, pomolic acid, maslinic acid...), phenolic acid và este của phenylpropanoid.

4. Phương pháp nào được sử dụng để tối ưu hóa các quy trình công nghệ chiết xuất và sấy phun?
Tác giả sử dụng Phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) với mô hình quy hoạch thực nghiệm bậc hai (Box-Behnken) và phần mềm Design Expert 7.0. Phương pháp này cho phép đánh giá phân tích phương sai ANOVA, xác định tương tác đa yếu tố và tìm điểm cực trị tối ưu cho các hàm mục tiêu như hàm lượng phenolic tổng, flavonoid tổng, hiệu suất cao chiết và độ ẩm bột.

5. Hoạt tính bảo vệ tim mạch của quả táo mèo được đánh giá thông qua cơ chế sinh học nào?
Hoạt tính bảo vệ tim mạch được đánh giá thông qua khả năng ức chế enzym soluble epoxide hydrolase (sEH) in vitro. Phép thử sử dụng enzym tái tổ hợp, cơ chất huỳnh quang PHOME và chất đối chứng dương AUDA, đo mật độ huỳnh quang ở bước sóng kích thích 330 nm và phát xạ 465 nm để xác định giá trị $\text{IC}_{50}$.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của Lê Xuân Duy đã nghiên cứu có hệ thống về thành phần hóa thực vật của quả táo mèo (Docynia indica (Wall.) Decne) thu hái tại tỉnh Sơn La, phân lập và xác định cấu trúc 25 hợp chất, trong đó phát hiện 01 hợp chất mới 3S-Thunberginol C 6-O-$\beta$-D-glucopyranoside. Công trình đã bổ sung các dữ liệu thực nghiệm về hoạt tính ức chế enzym sEH bảo vệ tim mạch, hoạt tính chống oxy hóa và độc tính tế bào của các hợp chất phân lập được. Đồng thời, luận án đã ứng dụng thành công phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) để tối ưu hóa quy trình chiết xuất hỗ trợ vi sóng/siêu âm và quy trình sấy phun tạo sản phẩm bột cao chiết giàu phenolic ở quy mô phòng thí nghiệm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Từ xa xưa, con người đã biết sử dụng nguồn thực vật tự nhiên để chăm sóc sức khỏe, phòng ngừa và điều trị bệnh. Trong những năm trở lại đây, xu hướng sử dụng các loại thảo dược trong phòng và chữa bệnh ngày một gia tăng. Ngày nay, thảo dược không chỉ được sử dụng ở dạng thô theo y học cổ truyền mà đã được áp dụng những công nghệ hiện đại trong lĩnh vực hóa học, sinh học kết hợp công nghệ bào chế để tạo ra các sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, tính chất dược lý mạnh. Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa đặc thù nên có nguồn thực vật phong phú và đa dạng ước tính có trên 13.

Theo y học dân tộc, có hơn 4000 loài được sử dụng làm thuốc hoặc chăm sóc sức khỏe con người. Với định hướng phát triển các loài cây dược liệu để phục vụ đời sống, hiện nay ở nước ta đã hình thành nhiều khu vực canh tác, trồng cây dược liệu ở quy mô lớn. Đặc biệt, Tại một số tỉnh Tây Bắc như Yên Bái, Sơn La, Điện Biên những năm gần đây đang phát triển rất mạnh loài táo mèo để phục vụ nhu cầu của người tiêu dùng. Táo mèo có tên khoa học là Docynia indica (Wall.) Decne, thuộc họ Hoa hồng (Rosaceae).

Ở nước ta, táo mèo phân bố ở độ cao từ 1000m đến 1500m ở các tỉnh vùng núi Tây Bắc. Theo Y học cổ truyền, táo mèo có vị chua chát, hơi ngọt, tính ấm, có tác dụng kiện vị, thuộc nhóm tiêu thực hóa tích, chủ yếu điều trị các chứng rối loạn tiêu hóa do ăn nhiều thịt, dầu mỡ, ăn không tiêu, giúp ăn ngon miệng. Quả táo mèo khi sấy khô là một vị thuốc của Đông y giúp tăng bài tiết axit mật và pepsin dịch vị, chống rối loạn chuyển hóa lipid và giảm mỡ máu… Các nghiên cứu hiện đại gần đây đã cho thấy dịch chiết quả táo mèo có tác dụng kháng khuẩn, chống rối loạn trao đổi glucid và lipid; Một số thành phần hóa học phân lập được từ quả táo mèo có tác dụng có tác dụng kháng viêm và hạ đường huyết. Việc nghiên cứu, chế biến quả táo mèo tạo sản phẩm chăm sóc sức khỏe, hỗ trợ điều trị một số bệnh lý đang rất được quan tâm.

Tuy nhiên cho đến nay, các nghiên cứu về quả táo mèo cả trong và ngoài nước còn khá khiêm tốn. Do đó, cần các nghiên cứu sâu về thành phần hóa học cũng như hoạt tính sinh học của quả táo mèo, đồng thời mở rộng nghiên cứu các công nghệ khai thác, làm giàu các thành phần hóa học có hoạt tính sinh học cao (cụ thể là nhóm hoạt chất phenolic) trong quả táo mèo để đáp ứng yêu cầu về bào chế, tạo các sản phẩm có chất lượng cao. Từ những vấn đề nêu trên, chúng tôi lựa chọn đề tài “Nghiên cứu thành phần hóa học và xây dựng quy trình công nghệ chiết xuất để tạo sản phẩm có giá trị từ quả táo mèo (Docynia indica (Wall.) Decne) ở Việt Nam”. Nội dung của Luận án tập trung vào nghiên cứu thành phần hóa học, hoạt tính sinh học và công nghệ chiết 2 xuất, làm giàu thành phần hóa học có hoạt tính sinh học cao (nhóm hoạt chất phenolic) để tạo sản phẩm có giá trị từ quả táo mèo.

Nội dung nghiên cứu của luận án gồm  Nghiên cứu phân lập và xác định cấu trúc một số thành phần hóa học ở phân đoạn cao chiết ethyl acetate của quả táo mèo Docynia indica (Wall.) Decne): Điều chế cặn chiết, phân lập các hợp chất bằng phương pháp sắc ký, xác định cấu trúc hóa học bằng các phương pháp hóa lý hiện đại.  Đánh giá hoạt tính sinh học: Tác dụng bảo vệ tim mạch, chống oxy hóa và ức chế một số dòng tế bào ung thư của cao chiết tổng, cao chiết phân đoạn và một số hợp chất phân lập được  Nghiên cứu, tối ưu hóa các quy trình công nghệ chiết xuất, sấy phun để tạo sản phẩm bột cao chiết táo mèo giàu phenolic quy mô phòng thí nghiệm. Giới thiệu về cây táo mèo [1,2,3] Tên khoa học: Docynia indica (Wall. Tên thường gọi: Táo mèo, chi tô di Phân loại thực vật Giới : Thực vật (Plantae).

Họ : Hoa hồng (Rosaceae). Phân họ : Maloideae. Loài : Táo mèo (Docynia indica (Wall.) Theo hệ thống phân loại thực vật thì táo mèo thuộc họ Hoa hồng (Rosaceae), phân họ Maloideae và thuộc chi Docynia. Đặc điểm hình thái Hình 1.

Quả và lá loài táo mèo Docynia indica (Wall. Cây nhỡ cao 5-6 m, cây non cành có gai. Lá mọc so le, ở cây non xẻ 3-5 thuỳ, mép có răng cưa không đều. Ở thời kỳ cây trưởng thành lá hình bầu dục dài 6-10cm, rộng 2-4cm, mép nguyên hoặc hơi khía răng ở gần đầu lá.

Hoa họp từ 1-3 hoa ở kẽ lá, cánh hoa màu trắng, có lông màu trắng bạc. Quả hình cầu thuôn, đường kính 3-4cm, lúc non có lông, sau nhẵn, khi chín có màu vàng lục, có vị hơi chua chát [1,3]. Mùa hoa tháng 3-4, mùa quả chín từ tháng 8-10. Cây được gieo trồng bằng hạt, chồi hoặc chiết cành.

Cây ưa sáng, mọc rải rác trong rừng hoặc thành quần thể ven đồi, ở độ cao 1000-1500m [1,3]. Vài nét về họ Hoa hồng (Rosaceae) Họ Hoa hồng (danh pháp khoa học: Rosaceae) là một họ lớn trong thực vật, với khoảng 2.000 loài trong khoảng 90-120 chi, tùy theo hệ thống phân loại. Hiện tại hệ thống APG II (hệ thống phân loại sinh học thực vật hiện đại dựa trên việc phân tích phân tử năm 2003) công nhận họ Rosaceae có 2.520 loài thuộc 90 chi [2] Theo truyền thống họ hoa hồng được chia thành 4 phân họ: Rosoideae, Spiraeoideae, Maloideae, Amygdaloideae. Các phân họ này được miêu tả đặc trưng chủ yếu theo cấu trúc của trái cây: - Phân họ Hoa hồng (Rosoideae): Theo truyền thống bao gồm các chi có quả nhỏ, là dạng quả bế hay quả hạch nhỏ và thường có phần cùi thịt của quả (ví dụ dâu tây) hay cuống mang các lá noãn - Phân họ Thuỷ bia (Spiraeoideae): Theo truyền thống bao gồm các chi với quả không có cùi thịt bao gồm 5 lá noãn - Phân họ Táo tây (Maloideae): Theo truyền thống bao gồm các chi (như táo tây, sơn tra, lê, mộc qua, thanh hương trà v.v), với quả bao gồm 5 lá noãn trong vỏ quả trong dày cùi thịt, được bao quanh bằng mô cuống chín - Phân họ Mận (Amygdaloideae) hay (Prunoideae): Theo truyền thống bao gồm các chi với quả là quả hạch đơn có đường nối, hai gân cạnh đường nối và một gân đối diện đường nối.

Ở Việt Nam, theo tác giả Phạm Hoàng Hộ (Cây Cỏ Việt Nam) họ hoa hồng hiện có 172 loài chính thuộc 23 chi [2]. Vài nét về chi Táo mèo (Docynia) Chi Docynia là một chi thực vật có hoa trong họ Rosaceae. Chi này bao gồm các loài cây gỗ xanh; nụ hình trứng, nhỏ, với vài vảy phô ra. Các lá đơn, mọc so le, có lá kèm, có cuống lá, gân lá thứ cấp uốn cong về phía mép lá, mép lá nguyên hay khía răng cưa, đôi khi phân thùy nhỏ.

Hoa có cuống ngắn, mọc thành chùm 2–5, sớm kết trái hay có các nhị hợp nhất bởi các bao phấn; lá bắc nhỏ, sớm rụng. Đế hoa hình chuông, có lông măng rậm ở phía xa trục. Cánh hoa 5, trắng, gốc có vuốt ngắn. Nhị hoa 30–50, 2 vòng.

Bầu nhụy hạ, 5 ngăn, với 3–10 noãn mỗi ngăn; vòi nhụy 5, hợp sinh tại gốc, có lông tơ. Quả dạng quả táo hình phỏng cầu hay hình trứng hoặc hình quả lê, đường kính 2–3 cm, với các lá đài bền mọc thẳng hay uốn cong vào trong. Chúng thụ phấn nhờ côn trùng [2]. 5 Theo Phạm Hoàng Hộ, chi Docynia chỉ có 2 loài là: Docynia indica (Wall.) Decne, ở Việt Nam còn được gọi là táo mèo và loài Docynia delavayi (Franch.

Loài Docynia indica (Wall.) Decne Phân bố rộng ở một số quốc gia như Ấn Độ, Bhutan, Myanma, Nepal, Pakistan, Thái Lan, tây nam Trung Quốc và Việt Nam. Ở nước ta, loài này tập trung chủ yếu ở các Tỉnh vùng núi Tây Bắc như Sơn La, Yên Bái, Điện Biên, Lai Châu, Hà Giang…Trong khi đó loài Docynia delavayi (Franch. xuất hiện ở tây Quý Châu, tây Tứ Xuyên, đông bắc Vân Nam của Trung Quốc; Ở Việt Nam theo Phạm Hoàng Hộ, Võ Văn Chi thì chưa thấy xuất hiện loài này [2,3]. Phân bố và sản lượng táo mèo ở một số tỉnh trọng điểm nước ta (nguồn: https://dantocmiennui.vn/son-la-vai-net-tong-quan/131032.

Diện tích táo mèo tập trung tại một số huyện thuộc ba Tỉnh Yên Bái, Sơn La và Điện Biên Táo mèo (Docynia indica) phân bố ở các tỉnh vùng núi phía Bắc việt Nam như Sơn La, Yên Bái, Điện Biên, Lai Châu, Hà Giang… Tuy nhiên diện tích trồng và cho sản lượng táo mèo lớn nhất tập trung chủ yếu tại ba tỉnh là Yên Bái, Sơn La và Điện Biên. Theo số liệu thống kê năm 2011 của các sở Nông nghiệp phát triển nông thôn của ba Tỉnh Yên Bái, Sơn La và Điện Biên, tổng diện tích trồng và tự nhiên cây táo mèo của ba tỉnh này khoảng 3200 hecta với tổng sản lượng hàng năm khoảng 6500 6 tấn. Ước tính mỗi hecta cho 2 tấn quả trên 1 năm. Trong đó diện tích táo mèo tại Yên Bái là lớn nhất khoảng 2000 hecta, tiếp đến là Sơn La với diện tích là 1000 hecta, cuối cùng là Điện Biên với diện tích gần 300 hecta.

Sản lượng táo mèo hàng năm của Yên Bái đạt khoảng 4000 tấn, tại Sơn La đạt 2000 tấn và tại Điện Biên đạt khoảng 500 tấn. Những năm gần đây, diện tích táo mèo ở các tỉnh nêu trên tiếp tục được mở rộng rất nhiều cùng với đó là sản lượng táo mèo cũng tăng cao [4]. Cụ thể, Ở tỉnh Yên Bái, việc trồng và phát triển cây táo mèo tập trung chính tạo 2 huyện là Mù Cang Chải và Trạm Tấu. Trong đó, Mù Cang Chải có diện tích trồng táo mèo là 1490 hectra còn Trạm Tấu có diện tích trồng téo mèo là 440 hecta.

Qua số liệu thống kê có thể thấy, Mù Cang Chải là địa phương cung cấp sản lượng táo mèo chủ yếu của Yên Bái, chiếm khoảng 75% tổng sản lượng của tỉnh. Cũng theo số liệu thu thập năm 2018 của sở Nông nghiệp và nông thôn Yên Bái, tỉnh đã trồng mới thêm được 2.250 hecta nâng tổng diện tích táo mèo của tỉnh lên hơn 4000 hecta [4]. Tại tỉnh Sơn La, táo mèo được trồng và phát triển chủ yếu tập trung tại các huyện là Bắc Yên, Thuận Châu và Mường La. Tổng diện tích khoảng 1000 hecta và sản lượng hàng năm đạt gần 2300 tấn/năm (khoảng 2,3 tấn/hecta).