Khóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu quá trình trích ly dịch chiết lá đinh lăng kháng enzyme α-amylase

Luận văn tốt nghiệp kỹ thuật nghiên cứu tốt nghiệp nghiên cứu quá trình trích ly dịch chiết lá đinh lăng có khả năng kháng enzyme α amylase, điều tra thực trạng, phân tích số

• Tác giả: Đỗ Hồng Phương Thảo
• Người hướng dẫn: GVHD: Trần Chí Hải
• Trường học: Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Nghiên Cứu Trích Ly Dịch Chiết Lá Đinh Lăng Kháng Enzyme α-Amylase Bằng Kỹ Thuật Siêu Âm
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Tp Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu trích ly dịch chiết lá đinh lăng

Nghiên cứu trích ly dịch chiết từ lá đinh lăng đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học. Cây đinh lăng, với các hợp chất sinh học quý như saponin triterpenoid, có khả năng kháng enzyme α-amylase. Việc ứng dụng kỹ thuật siêu âm trong quá trình trích ly không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn tiết kiệm chi phí. Nghiên cứu này nhằm mục đích tối ưu hóa quy trình trích ly để thu được dịch chiết có hoạt tính cao.

1.1. Đặc điểm sinh học và dược lý của lá đinh lăng

Lá đinh lăng chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học như saponin, alcaloid và vitamin. Những hợp chất này có tác dụng tích cực trong việc hỗ trợ điều trị nhiều bệnh lý, đặc biệt là bệnh tiểu đường. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng saponin triterpenoid có khả năng kháng khuẩn và kháng nấm.

1.2. Tình hình nghiên cứu về đinh lăng trong và ngoài nước

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng đinh lăng có tiềm năng lớn trong y học. Các nghiên cứu trước đây đã tập trung vào rễ và thân cây, trong khi lá đinh lăng vẫn chưa được khai thác triệt để. Việc nghiên cứu khả năng kháng enzyme α-amylase từ lá đinh lăng là một hướng đi mới.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu trích ly

Mặc dù có nhiều lợi ích từ lá đinh lăng, nhưng việc trích ly các hợp chất có hoạt tính sinh học vẫn gặp nhiều thách thức. Các phương pháp truyền thống thường không đạt hiệu suất cao và tốn nhiều thời gian. Do đó, cần tìm kiếm các phương pháp mới để tối ưu hóa quá trình trích ly.

2.1. Hạn chế của phương pháp trích ly truyền thống

Phương pháp trích ly truyền thống thường sử dụng dung môi hữu cơ, dẫn đến chi phí cao và ảnh hưởng đến chất lượng dịch chiết. Việc sử dụng sóng siêu âm có thể khắc phục những hạn chế này.

2.2. Nhu cầu nghiên cứu các phương pháp mới

Cần thiết phải nghiên cứu và phát triển các phương pháp trích ly hiệu quả hơn, nhằm tối ưu hóa quy trình và nâng cao chất lượng dịch chiết từ lá đinh lăng.

III. Phương pháp trích ly dịch chiết lá đinh lăng bằng kỹ thuật siêu âm

Kỹ thuật siêu âm đã được áp dụng để nâng cao hiệu suất trích ly dịch chiết từ lá đinh lăng. Phương pháp này giúp phá vỡ cấu trúc tế bào thực vật, từ đó giải phóng các hợp chất có hoạt tính sinh học. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc điều chỉnh các thông số như tỉ lệ nguyên liệu, công suất và thời gian siêu âm là rất quan trọng.

3.1. Nguyên lý hoạt động của kỹ thuật siêu âm

Kỹ thuật siêu âm sử dụng sóng âm tần số cao để tạo ra các bọt khí trong dung môi, giúp tăng cường quá trình trích ly. Nguyên lý này cho phép các hợp chất hòa tan được giải phóng nhanh chóng và hiệu quả hơn.

3.2. Các thông số ảnh hưởng đến quá trình trích ly

Các thông số như tỉ lệ nguyên liệu: dung môi, công suất siêu âm và thời gian siêu âm đều ảnh hưởng đến hàm lượng saponin triterpenoid trong dịch chiết. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng tỉ lệ 1:30 và công suất 225 W/g cho kết quả tối ưu.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy dịch chiết từ lá đinh lăng có hàm lượng saponin triterpenoid cao và khả năng kháng enzyme α-amylase tốt. Những kết quả này mở ra hướng đi mới trong việc phát triển thực phẩm chức năng và thuốc hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đường.

4.1. Hàm lượng saponin triterpenoid trong dịch chiết

Nghiên cứu đã đạt được hàm lượng saponin triterpenoid tối đa là 1,7273 mg/g, cho thấy hiệu quả của phương pháp siêu âm trong việc trích ly các hợp chất có hoạt tính sinh học.

4.2. Khả năng kháng enzyme α amylase của dịch chiết

Khả năng kháng enzyme α-amylase đạt 12,96 mgAcarbose/g, cho thấy tiềm năng ứng dụng của dịch chiết lá đinh lăng trong điều trị bệnh tiểu đường.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu về khả năng kháng enzyme α-amylase từ dịch chiết lá đinh lăng mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực y dược. Việc ứng dụng kỹ thuật siêu âm không chỉ nâng cao hiệu suất trích ly mà còn giúp tiết kiệm chi phí. Tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu để phát triển các sản phẩm từ lá đinh lăng phục vụ cho sức khỏe cộng đồng.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu trong y dược

Nghiên cứu này không chỉ góp phần nâng cao giá trị sử dụng của cây đinh lăng mà còn mở rộng phạm vi ứng dụng của các nguồn dược liệu tự nhiên trong điều trị bệnh.

5.2. Hướng đi mới cho nghiên cứu trong tương lai

Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình trích ly và phát triển các sản phẩm từ lá đinh lăng, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về thực phẩm chức năng và thuốc hỗ trợ điều trị bệnh.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Mở đầu: trang 1 đến trang 3. Phần 2: Tổng quan: từ trang 4 đến trang 24. Phần 3: Vật liệu và phương pháp: từ trang 25 đến trang 34. Phần 4: Kết quả và bàn luận: từ trang 35 đến trang 54.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị: trang 55 đến 56. Phần 6: Tài liệu tham khảo: trang 57 đến 59. Phần 7: Phụ lục: từ trang 60 đến trang 97. Tổng quan về đinh lăng 1.

Mô tả thực vật Phân loại khoa học của cây đinh lăng:  Giới (Kingdom): Thực vật (Plantae).  Phân họ (Subfamalia): Aralioideae. fruticosa Tên khoa học: Polyscias fruticosa (L. Tên thường gọi: Đinh lăng, đinh lăng lá xẻ, cây gỏi cá, nam dương lâm, nhân sâm đất.

Tên đồng nghĩa: Panax fruticosus, Panax fruticosum, Nothopanax fruticosus, Aralia fruticosa, Tieghtôiopanax fruticosus. Tên Trung Quốc: Vũ Diệp Phúc Lộc Đồng. Tên nước ngoài: Ming Aralia, Gingsen free (Anh); Polyscias (Pháp). Đinh lăng là cây gỗ nhỏ, cao 0,5-2m.

Thân nhẵn, không gai, ít phân nhánh, mang nhiều vết sẹo to màu xám, các nhánh non có nhiều lỗ bì lồi. Lá kép mọc so le, có bẹ, phiến lá xẻ 3 lần lông chim, mép có răng cưa không đều, chóp nhọn, lá dài 20-40cm. Lá chét có dạng màng, phần nhiều khía răng cưa hay chia thùy. Lá chét và các loại lá đều có cuống, có mùi thơm khi vò nát.

1 Cây đinh lăng lá xẻ 4 1. Nguồn gốc và phân bố Đinh lăng lá xẻ (Polyscias fruticosa (L.) Harms, Araliaceae) có nguồn gốc ở vùng đảo Polynesie (Thái Bình Dương), thuộc họ Araliaceae, chi Polyscias Forst và Forst. chi này gần 100 loài trên thế giới phân bố rãi rác ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, nhất là ở vùng đảo Thái Bình Dương [1, 2]. Cây được trồng ở Malaysia, Indonesia, Campuchia, Lào hay các nước nhiệt đới khác để làm gia vị, làm cây cảnh và làm thuốc.

Ở Việt Nam, hiện có hơn 10 loài đinh lăng [3], đa số đinh lăng trồng hiện nay được sử dụng làm cây cảnh, chỉ có vài loài được sử dụng làm thuốc, loài đinh lăng được sử dụng phổ biến nhất là Polyscias fruticosa L. Đây là loài có nhiều tác dụng dược lý giống Nhân sâm. Đinh lăng cũng có từ lâu trong nhân dân và trồng phổ biến khá phổ biến ở vườn gia đình, đình chùa, trạm xá, bệnh viện,. Cây đinh lăng được trồng phổ biến ở Nam Định, Thái Bình, Tuyên Quang, Hà Giang, Cao Bằng, Yên Bái,… Lá đinh lăng là dược liệu quý được sử dụng phổ biến trong việc hỗ trợ điều trị các bệnh như viêm nhiễm, xơ vữa động mạch, tiểu đường,.

Đinh lăng có khả năng tái sinh vô tính vô cùng tốt, chỉ cần giâm cành hoặc một đoạn đinh lăng xuống đất là nó có thể phát triển thành một cây mới. Cây đinh lăng là cây lâu năm, ưa ẩm, ưa sáng, có khả năng chịu hạn. Cây không chịu đựng được úng hạn. Cây có biên độ sinh thái rộng, phân bố trên khắp các vùng sinh thái, có thể phát triển trên nhiều loại đất nhưng tốt nhất là đất pha cát.

Cây phát triển mạnh khi nhiệt độ dưới 25oC (từ giữa thu đến cuối xuân). Cây đinh lăng thích hợp ở những vùng khí hậu nhiệt đới có hai mùa rõ rệt và thường được trồng chủ yếu ở các tỉnh miền núi phía Bắc. Tuy nhiên về yêu cầu nhiệt độ và lượng mưa cây đinh lăng cũng có thể thích hợp ở các tỉnh miền nam như Tây Nguyên, Đông Nam Bộ. Các tỉnh Đồng Nai, Đắk Lắk đều có thể thích hợp để trồng cây đinh lăng.

Đặc điểm sinh học Đinh lăng hay còn gọi là cây gỏi cá (vì người dân thường lấy lá để ăn gỏi cá, nhưng tên đinh lăng phổ biến hơn) là một loại cây nhỏ, thân nhẵn, không có gai, thường cao 0. Lá kép xẻ lông chim dài 20 - 40cm, không có lá kèm rõ. Lá chét có cuống gầy dài 3 - 10mm, phiến lá chét có răng cưa không đều, lá có mùi thơm. Cụm hoa hình chùy ngắn 7 - 18mm gồm nhiều tán, mang nhiều hoa nhỏ.

Tràng, nhị với chỉ nhị gầy, bầu hạ hai ngăn có rìa trắng nhạt. Quả dẹt dài 3 - 4mm, dày 1mm có vòi tồn tại. Quả dẹt, hình trứng rộng, có vòi, màu trắng bạc [5]. Đinh lăng có chứa các alkaloid, glycoside, saponin và các acid amin tan trong nước như B1, B2, B5, C và các phytosterin.

Ở tất cả các bộ phận như rễ, thân và lá đều có 5 chứa saponin nhưng nhiều nhất là ở vỏ rễ và lá [4]. Ngoài ra trong đinh lăng còn chứa 20 acid amin và các loại acid amin không thay thế được như lysin, methionin, tryptophan, cystein [6]. Trong lá: lá đinh lăng còn chứa saponin triterpenoid (1,65%), tinh dầu, phytosterol, tanin, acid hữu cơ, đường khử và hợp chất uronic. Saponin triterpenoid có thành phần aglycol và acid oleanolic [4], đây là một chất có tác dụng dược liệu [7].

Trung tâm Sâm và Dược liệu thành phố Hồ Chí Minh thuộc Viện dược liệu đã phân lập được năm loại hợp chất polyacetylen từ lá đinh lăng là panaxynol; panoxydol; heptadeca-1,8(E)- dien-4,6 diyn-3,10 diol; heptadeca-1,8(E)-dien-4,6 dien-3 ol-10 ol; heptadeca-1,8(Z)- dien-4,6 diyn-3,10 diol. Hai hợp chất sau chỉ mới tìm thấy trong lá đinh lăng mà chưa có trong các cây khác thuộc chi Panax và họ Araliaceae [4]. Trong rễ: trong rễ cừng tìm thấy năm hợp chất polyacetylen. Trong đó chỉ có panaxyno; panoxydol; heptadeca-1,8(E)-dien-4,6 dien-3,10 diol là trùng hợp với các chất trong lá.

Ba chất này có tác dụng kháng khuẩn mạnh và chống một số dạng ung thư [4]. Tình hình nghiên cứu về đinh lăng trong và ngoài nước Cây đinh lăng chứa nhiều các hợp chất có hoạt tính sinh học quý nên được nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước nghiên cứu cả trong lĩnh vực y dược, thực phẩm và mỹ phẩm. Tình hình nghiên cứu ngoài nước Bảng 1. 1 Các công trình nghiên cứu về cây đinh lăng trên thế giới Năm Tác giả nghiên cứu Công trình nghiên cứu Lutomski và cộng Tách chiết từ rễ đinh lăng 5 hợp chất thuộc loại 1992 sự hợp chất polyacetylen [8].

Chiết xuất từ lá đinh lăng acid 3-O-β-D- Chaboud A. và Trích ly từ lá đinh lăng acid 3-O-α-L- cộng sự rhamnopyranosyl-(1→4)-β-D-glucopyranosyl- 6 28-O-β-Dglucopyranosyl-oleanolic, một saponin triterpenoid [10]. Đánh giá hoạt tính chống viêm và tính an toàn GA Koffuor và 2014 của chiết xuất Polyscias fruticosa (L.) Harms cộng sự trong điều trị bệnh hen suyễn [11]. Đánh giá khả năng ức chế niêm mạc, chống ho GA Koffuor và và tính an toàn của Polyscias fruticosa (L.) 2015 cộng sự Harms (Araliaceae) trong điều trị hen suyễn.

Đặc tính chống hen và chế độ hoạt động có thể GA Koffuor và 2016 có của chiết xuất lá ethanol của Polyscias cộng sự fruticosa [13] 1. Tình hình nghiên cứu trong nước Bảng 1. 2 Các công trình nghiên cứu về cây đinh lăng ở Việt Nam Năm Tác giả Công trình nghiên cứu Nguyễn Thới Nhâm Công bố trong thành phần của rễ và lá đinh 1990 và cộng sự lăng [14]. Khảo sát hàm lượng saponin toàn phần trong Võ Xuân Minh và các bộ phận của cây Đinh lăng với kết quả: Rễ 1991 cộng sự (0,49%), vỏ rễ (1,00%), lõi rễ (0,11%) và lá (0,38%) [15].

Nguyễn Thị Nguyệt 1992 Trích ly được acid oleanolic [12]. và cộng sự 2001 Nguyễn Thị Thu Thử nghiệm tác dụng chống trầm cảm và 7 Hương và cộng sự stress của Polyscias fruticosa [16]. Một số sản phẩm từ cây đinh lăng Đinh lăng là một loại cây quen thuộc với nhiều gia đình. Loại cây này không chỉ được sử dụng làm một loại rau sống trong mỗi bữa ăn mà còn được xem là vị thuốc quý trong việc bồi bổ sức khỏe.

Tất cả các bộ phận của cây đinh lăng, từ thân cành lá cho đến toàn bộ rễ và vỏ cây đều có thể chế biến thành thuốc. Không chỉ là cây cảnh thông dụng, cây rau được ưa dùng, đinh lăng còn là một vị thuốc nam có tính năng chống dị ứng, giải độc thức ăn, chống mệt mỏi và làm tăng sức dẻo dai của cơ thể. Qua nghiên cứu và thử nghiệm, Viện Y học quân sự đã tìm được từ cây Đinh lăng những tính chất của Nhân sâm: Rễ Đinh lăng có tác dụng làm tăng cường sức dẻo dai và sức đề kháng của cơ thể, chống hiện tượng mệt mỏi, giúp ăn ngủ ngon, tăng khả năng lao động, lên cân và chống độc. Loại cây này còn giúp tăng khả năng thích nghi của cơ thể người đối với nhiệt độ nóng, rối loạn tiền đình, nhiễm ký sinh trùng sốt rét, trạng thái stress.

Đinh lăng có tác dụng gây hoạt hóa nhẹ, đồng bộ ở các tế bào thần kinh, tăng biên độ điện thế vỏ não, tăng hoạt động của các tế bào thần kinh, tăng độ nhớ [17-19] , Vì vậy, không chỉ trong ngành dược, đinh lăng ngày càng được các nhà sản xuất thực phẩm quan tâm. 2 Các sản phẩm đinh lăng có mặt trên thị trường 1. Khái niệm Saponin còn gọi là saponosid, là một nhóm glycosid lớn, gặp rộng rãi trong thực vật, có thể được tìm thấy trong rau nhất, đậu và các loại thảo mộc. Saponin cũng có trong một số động vật như hải sâm, sao biển,…[20].

Trước đây, saponin thường được định nghĩa dựa trên một số tính chất chung đặc trưng 8 của nhóm hợp chất này như là:  Làm giảm sức căng bề mặt, tạo nhiều bọt khi lắc với nước.  Làm vỡ hồng cầu ngay cả ở những nồng độ rất loãng.  Độc với cá, diệt các loài thân mềm như giun, sán, ốc sên.  Kích ứng niêm mạc gây hắt hơi, đỏ mắt.

 Có thể tạo phức với cholesterol hoặc với các chất 3-β-hydroxysteroid khác. Tuy nhiên, không phải tất cả các saponin đều thể hiện đầy đủ các tính chất trên. Ngày nay, saponin thường được định nghĩa trên cơ sở cấu trúc hóa học đó là các triterpen glycosid hay các 27-C steroid glycosid. Phân loại Dựa theo cấu trúc hoá học có thể chia thành hai loại: saponin triterpenoid và saponin steroid.

Saponin triterpenoid có loại trung tính và loại acid, saponin steroid có loại trung tính và loại kiềm [21]. Saponin triterpenoid có phần genin gồm 30 carbon cấu tạo bởi 6 nhóm: hemiterpene, chia thành hai loại khác nhau: Saponin triterpenoid pentacyclic và saponin triterpenoid tetracyclic.  Saponin triterpenoid pentacyclic: gồm bốn nhóm là olean, ursan, lupan, hopan.  Saponin triterpenoid tetracyclic: gồm ba nhóm là dammaran, lanostan và cucurbitan.

Saponin steroid được chia thành năm nhóm: nhóm spirostan, nhóm furostan, nhóm aminofurostan, nhóm spirosolan và nhóm solanidan [22]. Tính chất vật lý Những tính chất vật lí của saponin [15].  Saponin thường không màu, trừ trường hợp các gluco-alkaloid, các saponin khác ít cho phản ứng màu đặc trưng.  Thường ở dạng vô định hình, đa số có vị đắng.

 Tan được trong dung môi có nước, tan khá chuyên biệt trong n- butanol bão hòa nước, kém tan trong các dung môi hữu cơ kém phân cực, rất ít tan trong aceton, ether, hexan. Do đó người ta dùng 3 dung môi này để tủa saponin.