CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. TỔNG QUAN VỀ CÂY CỦ ĐẲNG SÂM 1. Phân loại và đặc điểm sinh học của cây đẳng sâm Cây đẳng sâm có tên tiếng Anh là Dangshen, tên tiếng Việt là đẳng sâm hoặc phòng đẳng sâm hoặc sâm leo hoặc sâm nam [161], thuộc Giới: Thực vật (Plantae), ngành: Magnoliophyta, lớp: Magnoliopsida, bộ: Asterales, họ: Campanulaceae, chi: Codonopsis.
Tên khoa học của cây đẳng sâm: Codonopsis javanica (Blume) Hook. Các tên khoa học đồng danh của cây đẳng sâm là Campanumoea javanica Blume (1826), Campanumoea cordata Miq. Hiện nay có 47 loài thuộc chi Codonopsis, phân bố chủ yếu ở Trung, Đông và Nam Á. Trong đó, Trung Quốc có 40 loài [72].
Tại Việt Nam chỉ có 02 loài [6], tại Lâm Đồng chỉ có 01 loài C. javanica có ở đông Ấn Độ, Myanmar, miền Nam Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản, Thái Lan, đảo Sumatra và Java và Việt Nam [2, 91]. Tại Việt nam, loài C. javanica phân bố ở độ cao 800-2000m, tập trung ở các tỉnh miền núi phía Bắc, Tây Nguyên có ở Kon Tum (Đắk Tô, Đắk Glei: Ngọc Linh), Lâm Đồng (Đà Lạt, Lạc Dương) [2].
lanceolata là những loài phổ biến, củ tươi hoặc khô được sử dụng rộng rãi trong Y học dân gian qua nhiều thế kỷ [87]. Theo Dược Điển Trung Quốc, Radix Codonopsis là tên gọi củ khô của các loài C. javanica) là loài thảo mộc sống nhiều năm, thân leo, dài 2-3 m, phân nhánh nhiều, lá đơn, mọc đối, hình trứng hoặc hình tim, mỏng, mềm, màu xanh lá mạ, mặt dưới có lông nhung trắng, mé nguyên hoặc có răng cưa tù, cuống lá dài 3-7 cm, hoa mọc đơn độc ở kẽ lá, hình chuông, màu trắng hoặc hơi vàng, họng có vân tím [2] (Hình 1. Cây đẳng sâm Củ đẳng sâm Hoa đẳng sâm Hình 1.
Ảnh về cây, củ và hoa đẳng sâm (C. javanica) (Ảnh do luận án chụp) 4 luan an Củ đẳng sâm có rễ chính hình trụ có khi phân nhánh, nạc, màu vàng nhạt, đường kính 0,5÷2 cm, dài 6÷15 cm, đầu trên phát triển to, có nhiều sẹo của thân. Mặt ngoài rễ màu vàng nâu nhạt, trên có những rãnh dọc và ngang, chia rễ thành những đường lồi lõm, thể chất chắc, dễ bẻ, vết bẻ không phẳng, không mịn, có mùi thơm, vị ngọt nhẹ [6]. Giải phẫu vi phẫu củ đẳng sâm cho thấy lớp bần gồm 4÷5 hàng tế bào hình chữ nhật xếp đều đặn thành hàng đồng tâm và dãy xuyên tâm, có nhiều chỗ bị nứt rách.
Mô mềm vỏ cấu tạo bởi tế bào nhiều cạnh, hơi dài dẹt, tế bào libe nhỏ xếp xít nhau, mạch gỗ xếp thành hàng tạo thành hệ thống hình nan quạt toả ra từ tâm. Tia ruột có tế bào thành mỏng [6]. javanica nằm trong danh mục của Sách Đỏ Việt Nam (2000), xếp loại cấp "V-sẽ nguy cấp" (Vulnerable) và nằm trong Danh mục thực vật rừng, động vật rừng nguy cấp, quý hiếm (nhóm 2) theo Nghị định số 32/2006/NĐ-CP ngày 30/3/2006 và là loài đặc trưng của Lâm Đồng [12] nhưng chưa được nghiên cứu sâu và đánh giá tiềm năng ứng dụng của nó. Gần đây, loài này được đưa vào danh mục cây thảo dược cần phát triển trên diện rộng thành nguyên liệu hàng hóa (Quyết định 1976/QĐ-TTg, ngày 30/10/2013; QĐ số 179/QĐ-BYT, 2015 và QĐ số 1976/QĐ-TTg (206/QĐ-BYT, ngày 22/1/2015).
Ở Việt Nam, củ đẳng sâm (C. javanica ) được coi là cây thuốc quý dùng làm thuốc bổ, chữa cơ thể suy nhược, thiếu máu, vàng da, ăn uống khó tiêu, chống dị ứng, viêm gan, tăng cường miễn dịch, giảm tiêu chảy, giảm mỡ máu, tiểu đường, béo phì và ung thư ruột, tăng sức dẻo dai, ích huyết, chống mệt mỏi, yếu sức, háo khát, làm sáng mắt [2, 6, 8]. Việt Nam được coi như nhân sâm của người nghèo [6, 90] vì đôi khi được sử dụng thay thế cho nhân sâm (Panax ginseng). Thành phần các chất cơ bản của các loài trong chi Codonopsis Các hợp chất hữu cơ cơ bản của củ đẳng sâm C.
javanica giống như các loài thực vật khác [55] và có một số chất cụ thể như sau: * Carbohydrate Monosaccharide, oligosaccharide và polysaccharide đã được tìm thấy trong các loài thuộc chi Codonopsis. Các monosaccharide bao gồm fructose, glucose, mannose. Các oligosaccharide bao gồm sucrose, synanthrin, rafinose. Các polysaccharide tan trong nước, được tạo thành từ đơn phân như fructose, mannose, xylose và galactose với tỷ lệ khác nhau tùy loại.
Polysaccharide có tính acid chủ yếu chứa acid 5 luan an galacturonic và glucuronic acid. Polysaccharide trung tính thường chứa các thành phần: arabinose, glucose, galactose và rhamnose, … Các polysaccharide dạng không hòa tan gồm cellulose, hemicelluose [165]. javanica có các acid amin chủ yếu bao gồm threonine, lysine, methionine, phenylalanine, leucine, isoleucine, avline, tryptophan, aspartic acid, histidine, arginine, glycine, cystine, tyrosine, serine, glutamic acid, proline và alanine. Trong củ đẳng sâm có 8 loại là acid amin thiết yếu [13, 63].
* Tro Trong củ đẳng sâm C. javanica có một số loại nguyên tố vi lượng như Ca, Cu, Zn, Mg, Mn, Fe, K, P, Na, Ni, Cd, Mo, Co, Se [13, 62, 72]. Theo DĐVN V, (2017) qui định cho củ đẳng sâm nguyên liệu phải có các thành phần sau : phản ứng định tính tạo vòng màu tím : Dương tính. Tro toàn phần ≤ 6,0%.
Tro không tan trong acid ≤ 2,0%. Tạp chất vô cơ ≤ 1%. Kim loại nặng : Pb ≤ 1 ppm ; Cd ≤ 0,2 ppm ; Hg ≤ 0,1 ppm As ≤1,5 ppm. * Một số chất có hoạt tính sinh học Củ của các loài Codonopsis có chứa các alkaloid, phenylpropanoid triterpenoid, polyacetylene, flavone, acid hữu cơ, polysaccharide, saponin [62, 72].
Trong số đó có 5 nhóm hoạt chất: polysaccharide, polyacetylene, phenylpropanoid alkaloid và triterpenoid được coi là thành phần chính, có hoạt tính sinh học [72, 87]. Các loài Codonopsis có thành phần hóa học khác nhau nên cũng có các chất có hoạt tính sinh học khác nhau [125]. Một số hợp chất thuộc 5 nhóm chất nói trên đã được đánh giá hoạt tính sinh học và cơ chế dược lý tiềm năng. Tuy vậy, cơ chế dược lý của một chất có hoạt tính sinh học đã được nghiên cứu ở các loài Codonopsis thực chất chỉ là những nghiên cứu bước đầu và vẫn cần được tiếp tục nghiên cứu một cách chuyên sâu để từ đó có thể định hướng khai thác và ứng dụng trong đời sống.
Ngoài ra, các nghiên cứu về độc tính của các chất thu nhận từ Codonopsis cho thấy chúng không có độc tính [87]. Thời gian thu hái Thời gian thu hái Codonopsis chưa được nghiên cứu đầy đủ. Các nghiên cứu về thời gian thu hoạch loài này chủ yếu của nước ngoài và cũng rất khác nhau. Kết quả nghiên cứu của Ju li Yuan (2011) cho thấy củ hai tuổi và ba tuổi của loài C.) khá khác nhau về hàm lượng polysaccharide và Saponin tổng số [78].
6 luan an Dựa vào hàm lượng polysaccharide thì thời gian thu hoạch C. modesta tốt nhất là từ tháng 9 đến tháng 11 của năm thứ ba. Tuy vậy, khi thu hoạch củ của C. pilosula vào các tháng khác nhau thì hàm lượng polysaccharide cũng khác nhau [6, 78].
Các nghiên cứu chiết polysaccharide bằng kỹ thuật chiết có hỗ trợ siêu âm từ củ C. pilosula nuôi trồng theo kỹ thuật GAP cho thấy hàm lượng polysaccharide dao động trong khoảng 25 ÷ 42,27% [110]. Từ các phân tích ở trên cho thấy ở Việt Nam hiện chưa có các nghiên cứu về thời gian thu hái và thành phần các chất ở củ đẳng sâm. Do vậy, cần phải nghiên cứu về thời gian thu hái, thành phần các chất làm cơ sở cho quá trình thu hoạch nguyên liệu củ đẳng sâm dùng trong nghiên cứu và sản xuất.
XÁC ĐỊNH LOÀI VÀ ĐỘ TUỔI THẢO DƯỢC Độ tuổi và đặc tính của các loài thực vật nói chung và thảo dược nói riêng rất khác nhau và luôn thay đổi phụ thuộc vào các yếu tố như thời kỳ sinh trưởng, môi trường, điều kiện sinh lý, thời gian thu hoạch, điều kiện bảo quản và xử lý [88]. Mặt khác, thành phần các chất và hoạt tính của nó trong dược liệu cũng bị ảnh hưởng bởi thời gian thu hoạch, môi trường sống. Hiện nay, phân tích DNA là một công cụ phổ biến chính xác để phân loại loài thực vật [87] nhưng kỹ thuật này đòi hỏi phải đầu tư lớn và phải thực hiện tại phòng thí nghiệm. Do vậy, việc nghiên cứu về hình thái (nhận diện macro) và cấu trúc mô (nhận diện micro) thường được các nhà khoa học ưu tiên sử dụng trong xác định danh tính và độ tuổi của các loại dược liệu.
Do vậy, luận án định hướng sử dụng đặc điểm hình thái và cấu trúc mô để phân loại độ tuổi của củ đẳng sâm. Phương pháp truyền thống (nhận dạng macro) Phương pháp truyền thống để xác định độ tuổi dược liệu là dựa vào đặc điểm hình thái và cấu trúc mô. Đây là một cách xác định đơn giản, nhanh và dễ thực hiện [158]. Việc nhận dạng macro dược liệu dựa trên củ bao gồm hình dạng bên ngoài, màu, mùi, vị, phân nhánh của rễ, kết cấu bề mặt cắt (bề mặt bị nứt, bề mặt mặt phẳng, mịn), thông qua bề mặt cắt của dược liệu có thể giúp phân biệt một số loài khác nhau [174].
Các đặc điểm macro thường được phối hợp với cấu trúc giải phẫu và thành phần hóa học bên trong để việc xác định độ tuổi chính xác hơn [158]. Màu sắc, hương vị của một số dược liệu thường có mối quan hệ chặt chẽ với chất lượng và thành phần hóa học. Chẳng hạn, nhân sâm (P. gingsen) có vị hơi ngọt và hơi đắng vì chứa cả saccharide và saponin [174].
Phương pháp hiện đại (nhận dạng micro) Nhận dạng vi mô là một công cụ hữu ích để xác định tính xác thực và thậm chí đánh giá chất lượng của dược liệu. Phương pháp nhận dạng vi mô thường dựa vào : * Cấu trúc giải phẫu: Tiến hành kiểm tra vi mô bằng kính hiển vi quang học là tiêu chí không thể thiếu, như một thử nghiệm sàng lọc ban đầu để nhận dạng vật liệu bị cắt hoặc bột hoặc vật liệu được xử lý bằng chất hóa học đặc hiệu [59, 174]. Việc soi vi mô dưới kính hiển vi tuy không thể cung cấp nhận dạng đầy đủ nhưng khi phối hợp với các phương pháp phân tích khác có thể cung cấp khả năng hỗ trợ vô giá cho việc định danh loài và xác định độ tuổi [158, 174]. Người ta có thể sử dụng các vòng tăng trưởng hàng năm để xác định tuổi [140].
Hình dạng vòng tăng trưởng hàng năm sẽ khác nhau tùy theo chi hoặc loài [51]. Độ tuổi của dược liệu sẽ được xem xét dựa vào vòng tăng trưởng hàng năm phối hợp với các kỹ thuật phân tích về hình thức tăng trưởng, cốt vĩnh viễn hay xác định gene.