MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VAN DE Từ thuở xa xưa, thao dược thiên nhiên đã được con người áp dung vào đời sống giúp tăng cường sức đề kháng, nâng cao sức khoẻ và chữa bệnh cho con người. Hầu hết các vị thuốc trong y học cô truyền đã được sử dụng từ rất lâu, được trải nghiệm lâu đời. Một số vị thuốc rat quen thuộc, moi người đều biết, như nhân sâm, lộc nhung, ba kích, nhục thung dung, hạt ý dĩ, dành dành,. đều là những vị thuốc đã được Đông y sử dụng từ thời cô đại, tất cả đã được ghi lai trong “Thần Nông bản thảo kinh” — bộ sách thuốc cổ nhất của Đông y học, được soạn ra cách nay khoảng 2000 năm.
Do đó, phần lớn các loại thuốc Đông dược thông dụng, đang được sử dụng rộng rãi trên lâm sàng hiện đại, đều đã trải qua một quá trình thử thách, tính luyện lâu dài. Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của ngành hóa dược và công nghệ khoa học hiện tiên tiến, các nhà khoa học đã có thé tong hợp được hau như tat cả các phân tử hay hợp chat, dược chất mong muốn [1,2]. Tuy nhiên, đi kèm với những thành tựu lớn lao, cũng đã ton tại song song nhiéu bat cap, khiến cho xã hội hiện nay có xu hướng quay lại với các bài thuốc từ nguồn thảo dược thiên nhiên. VỊ có nguồn gốc từ thiên nhiên nên các vị thuốc này có tác hại rat thap hoặc không có, thuốc có tác dụng tương đối bình hòa.
Nhiều vị thuốc có thể sử dụng trong một thời gian dài mà không gây độc hại cho cơ thể và không xuất hiện tượng kháng thuốc. Đây chính là một trong những ưu điểm nổi bật của những vị thuốc có nguồn gốc thảo dược tự nhiên mà các thuốc hóa dược hiện đại ngày nay không có được. Chính vì hiện tượng “bệnh do thuốc” - bệnh phát sinh do sử dụng thuốc, hiện tại có xu thế ngày càng gia tăng, do đó y học thế giới ngày càng chú ý hơn tới các loại thuốc nguồn gốc thiên nhiên [1]. Nước Việt Nam ta được thiên nhiên ưu đãi với những cánh rừng nguyên sinh trải khắp đất nước, thống kê có hơn 5000 loại cây thuốc trong đó có nhiều cây đặc hữu.
Đông dược có nguồn gốc từ động vật, khoáng vật và thực vật đã được cô nhân phát hiện và sử dụng hàng ngàn năm dé phục vụ cho sức khoẻ con người. Trong đó, dành dành là một trong những thành -14- phân chính của các bài thuốc dân gian chữa bệnh khác nhau, đồng thời đây cũng là loại qua được sử dụng rất nhiều trong việc nhuộm màu thực phẩm và trong công nghiệp dệt — nhuộm màu cho vải, mặc dù màu chỉ tồn tại trong thời gian ngắn [15,16]. Crocin là thành phan chính tao nên màu vàng của cây dành dành, Crocin được đánh giá là không độc hại và có tính hóa học 6n định hon so với nhiều chất màu tự nhiên khác. Với xu hướng trên toàn thé giới hướng tới thay thé chất màu tông hop với các sắc tố tự nhiên, crocin đã tạo ra một nhu cầu ngày cảng tăng và đã đạt được nhiều ứng dụng trong thị trường quốc tế.
Đồng thời, Crocin đã được chứng minh là một chất chống oxy hóa tương đối mạnh [8,9]. Ngoài ra, trong các nghiên cứu thử nghiệm mù kép, có đối chứng với giả dược, 21 người có sức khỏe tốt nhưng lại mac chưng rối loạn giấc ngủ, kết qua cho thay Crocin đã góp phan cải thiện giấc ngủ. Bên cạnh dé, geniposide, thành phan chính của glycoside iridoid được cho là chiếm đến 35,9% trong cây dành dành. Geniposide đã được chứng minh là có hiệu quả trong việc bảo vệ mật va gan trong y học lâm sàng.
Geniposide làm giảm rõ rệt hàm lượng cua cholesterol và gia tăng nồng độ HCO; trong mật ma không ảnh hưởng đến sắc tố bilirubine và acide mật [14,5]. Do có ưu thé vượt trội nên công nghệ trích ly băng phương pháp vi sóng dé sản xuất dược chất và hương liệu từ nguồn thiên nhiên là một kĩ thuật đang được phát triển cạnh tranh với các kỹ thuật truyền thống, tạo các sản phẩm có độ tinh khiết cao, giảm thiểu 6 nhiễm môi trường, đây chính là những tiêu chí quan trọng trong quy trình sản xuất các chế phẩm hóa dược, mỹ phẩm và thực phẩm. Từ những đặc tính hiém có và vô cùng lợi ích của cây dành dành, với nguồn nguyên liệu vô cùng déi dào cùng với những ưu điểm của công nghệ trích ly bang vi sóng, nên tôi quyết định nghiên cứu dé tài “NGHIÊN CỨU QUA TRÌNH TRÍCH LY HỢP CHAT CROCIN, VÀ GENIPOSIDE TRONG QUA DÀNH DÀNH GARDENIA JASMINOIDES ELLIS BANG PHƯƠNG PHÁP VI SONG” là that sự rất cần thiết.2 DOL TƯỢNG NGHIÊN CỨU Căn cứ theo yêu cầu của luận văn, đối tượng nghiên cứu của chúng tôi bao gồm: - Vat liệu nghiên cứu: quả dành dành được cung cấp bởi công ty dược Domesco Đồng Tháp - _ Thiết bị trích ly có sự hỗ trợ của vi sóng Synthos 3000 - _ Thiết bi phân tích sắc ky lỏng hiệu năng cao HP Agilent 1200 - Phuong pháp quy hoạch thực nghiệm nhằm tim các điều kiện để tối ưu hóa quá trình trích ly.3 MỤC TIỂU NGHIÊN CỨU - Khao sát các yếu tô ảnh hưởng đến quá trình trích ly Crocin và Geniposide có trong quả dành dành băng phương pháp trích ly bằng vi sóng - _ Nghiên cứu sự ảnh hưởng qua lại của các yếu tố lên hiệu quả trích ly. - _ Tối ưu hóa quá trình trích ly các hop chất Crocin và Geniposide băng phương pháp trích ly bang vi sóng .4 PHAM VI NGHIÊN CỨU Luận văn nghiên cứu được thực hiện tại Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ hóa học va Dâu khí, trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh trong khoảng thời gian từ tháng 6/2013 đến 6/2014.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Khảo sát các điều kiện phân tích các hợp chất Crocin và Geniposide ở các chế độ phân tích khác nhau nhằm đưa ra điều kiện tốt nhất cho quá trình phân tích, đảm độ đúng, độ chính xác và độ lặp lại cao.
- Phương pháp quy hoạch thực nghiệm bằng phương pháp đáp ứng bề mặt — cấu trúc có tâm nhăm xác định các yếu tố ảnh hưởng và tác động qua lại giữa chúng lên hàm lượng Crocin và Geniposide.6 Ý NGHĨA KHOA HỌC Quá trình trích ly với sự hỗ trợ của vi sóng được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực nhưng rất it công trình khoa học được công bó trên thế giới cũng như tại Việt Nam. Do những ưu điểm do công nghệ trích ly bằng vi sóng mang lại như giảm thiểu 6 nhiễm môi trường, không để lại dư lượng hóa chất có hại cho sức khỏe con người nên khái niệm "san xuất sạch" được quan tâm rất nhiều, và các kỹ thuật trích ly ngày cảng được nâng cao. Hiện nay, công nghệ trích ly sử dụng vi sóng dé trích ly hợp chất Crocin và Geniposide từ quả dành dành chưa nhận được sự quan tâm của các nhà khoa học. Vì thế, nghiên cứu này liên quan đến việc đưa ra một phương pháp trích ly có giá trị nhằm đánh giá quá trình trích ly Crocin và Geniposide trong quả dành dành.
Các nghiên cứu tối ưu hóa được thực hiện băng phương pháp tới ưu đơn yếu tô không phan ánh được sự tương tac lẫn nhau giữa các yếu tố và phương pháp tối ưu này không hiển thị được sự ảnh hưởng thực của các yếu tô lên quá trình trích ly Crocin và Geniposide trong quả dành dành. Để khắc phục nhược điểm của vẫn đề này, chúng tôi sử dụng phương pháp đáp ứng bẻ mặt (RSM) với cau trúc có tâm (CCD) — một phương pháp sử dụng toán học va thống kê - nhằm tối ưu hóa giá trị các yếu tố được nghiên cứu trong luận văn. Đây là lần đầu tiên ở Việt Nam, quá trình trích ly hợp chất Crocin và Geniposide trong quả dành dành va tối ưu hóa quá trình trích ly sử dụng phương pháp đáp ứng bề mặt — cấu trúc có tâm được nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu này sẽ góp phân hoàn thành kỹ thuật trích ly hoạt chất, nghiên cứu này được mong đợi sẽ bé sung thêm một phân đoạn mới cho việc trích ly các hoạt chất có nguồn gốc tự nhiên từ các nguồn dược liệu phong phú ở Việt Nam.7 Ý NGHĨA THUC TIEN Nhu cầu về các hợp chất được liệu cũng như màu thực phẩm từ nguồn tự nhiên như hoạt chất Crocin và Geniposide, đang ngày càng tăng cao trong khi nguồn nguyên liệu tại Việt Nam vô cùng phong phú.
Quả dành dành trồng tại miền Nam là nguồn cung cấp nguyên liệu déi dao, vì vậy việc đưa ra một quy trình trích ly hợp chat Crocin va Geniposide có rất nhiều triển vọng trong tương lai. -|7- Tại Việt Nam, các công nghệ trích ly thường dùng là các phương pháp sử dung dung môi thông thường. Các kỹ thuật nay thường có van dé về sức khỏe và môi trường. Phương pháp trích ly có sự hỗ trợ của vi sóng đang được chú ý sẽ giải quyết phan nao các nhược điểm trên.
Bên cạnh đó, các kết quả nghiên cứu cung cấp tiềm năng cho việc ứng dụng trên quy mô pilot, do đó, nếu có thể ứng dụng được trong sản xuất ở quy mô công nghiệp, sẽ đáp ứng được nhu cau rất lớn về việc cung cấp hoạt chất Crocin và Geniposide dé tổng hợp thuốc trong nước cũng như xuất khẩu. Mục tiêu chính của dé tài nghiên cứu là mang lại các thông số tối ưu để trích ly hiệu quả hai hoạt chất này. Chính vì vậy, nghiên cứu nay có sự đóng góp can thiết và quan trọng để đưa ra quy trình tối ưu, đáp ứng nhu câu hiện nay. -18- CHƯƠNG 2: TONG QUAN 2.1 ĐẠI CUONG VE CAY DÀNH DÀNH 2.1 Đặc điểm thực vật cây dành dành Gardenia Jasminoides Ellis: [1, 14, 15, 16] Dành dành là một loại cây nhỏ, thuộc họ ca phê, tên khoa học được đặt là Gardenia Jasminoides Ellis dé ky niệm Gardenia - nha y hoc va tự nhiên học nỗi tiếng.
Cây dành dành cao chừng 1-3 m, thân nhỏ, bụi, trơn lang, cao. Cây tăng trưởng khi trồng trong chậu có thé đạt đến 60 em - 1 m. Cây dành dành tăng trưởng rất chậm, khoảng 15 cm/năm, khi được hạ thé xuống đất thì có thé đạt đến 1,8 đến 2 m cao. Lá có phiến thon, không lông, mọc đối, đôi khi mọc theo vòng xoắn 3 lá hay nhiều hơn, hình ellip hay hình trứng, khoảng 2 - 8 em dài và 2 - 3 cm rộng, thu hep, nhọn cả 2 dau, lang bong, cuồng ngắn, có 1a be.
Hoa dành dành moc đơn độc, cánh hoa trắng như ngọc và rất thơm, hoa lớn, ở chót nhánh to, trổ ra ở nách lá phía trên, có cong.