Luận văn thạc sĩ kỹ thuật hóa học nghiên cứu trích ly ginsenoside từ củ tam thất bắc bằng phương pháp có hỗ trợ enzyme và thử nghiệm hoạt tính sinh học của cao trích

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu kỹ thuật hóa học nghiên cứu trích ly ginsenoside từ củ tam thất bắc bằng phương pháp có hỗ trợ, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Nguyễn Trần Xuân Phương
• Người hướng dẫn: TS. Hoàng Minh Nam
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học
• Đề tài: Nghiên cứu trích ly ginsenoside từ củ tam thất bắc bằng phương pháp có hỗ trợ enzyme và thử nghiệm hoạt tính sinh học của cao trích
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu về nghiên cứu

Nghiên cứu này tập trung vào việc trích ly ginsenoside từ tam thất bắc bằng phương pháp hỗ trợ enzyme và thử nghiệm hoạt tính sinh học của cao trích. Ginsenoside là hoạt chất chính trong tam thất bắc, có tiềm năng lớn trong y học nhờ các tác dụng sinh học như kháng tiểu đường và kháng ung thư. Phương pháp trích ly bằng enzyme được chọn để tối ưu hóa quá trình chiết xuất, đảm bảo hiệu suất cao và giữ nguyên các hoạt chất quan trọng.

1.1. Tổng quan về tam thất bắc và ginsenoside

Tam thất bắc (Panax notoginseng) là một loại dược liệu quý, được sử dụng rộng rãi trong y học cổ truyền. Thành phần chính của nó là ginsenoside, một nhóm saponin có cấu trúc phức tạp và nhiều hoạt tính sinh học. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng ginsenoside có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư và điều hòa đường huyết. Tuy nhiên, việc trích ly hiệu quả các hoạt chất này vẫn là thách thức lớn.

1.2. Phương pháp enzyme trong trích ly

Phương pháp trích ly bằng enzyme sử dụng các enzyme như cellulase, xylanase để phá vỡ cấu trúc tế bào của tam thất bắc, giúp giải phóng ginsenoside vào dung môi. Phương pháp này được đánh giá cao nhờ hiệu suất cao, thân thiện với môi trường và khả năng bảo toàn các hoạt chất.

II. Quy trình nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện qua các bước chính: trích ly ginsenoside từ tam thất bắc bằng enzyme, tối ưu hóa điều kiện trích ly, và thử nghiệm hoạt tính sinh học của cao trích. Các yếu tố như pH, nhiệt độ, và thời gian thủy phân được khảo sát để xác định điều kiện tối ưu. Phương pháp Box-Wilson và phần mềm Design Expert 11.0 được sử dụng để phân tích dữ liệu.

2.1. Tối ưu hóa điều kiện trích ly

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly bao gồm pH, nhiệt độ, và thời gian thủy phân. Kết quả cho thấy pH 5.0, nhiệt độ 50°C, và thời gian thủy phân 2 giờ là điều kiện tối ưu để đạt hàm lượng ginsenoside Rb1 và Rg3 cao nhất. Phương pháp Box-Wilson giúp xác định mối quan hệ giữa các yếu tố và tối ưu hóa quy trình.

2.2. Phân tích hàm lượng ginsenoside

Hàm lượng ginsenoside được xác định bằng phương pháp HPLC. Kết quả cho thấy cao trích thu được có hàm lượng Rb1 và Rg3 cao hơn đáng kể so với mẫu đối chứng không sử dụng enzyme. Điều này khẳng định hiệu quả của phương pháp trích ly bằng enzyme.

III. Thử nghiệm hoạt tính sinh học

Cao trích được thử nghiệm về hoạt tính sinh học, bao gồm khả năng kháng tiểu đường và kháng ung thư. Kết quả cho thấy cao trích có khả năng ức chế enzyme α-glucosidase, hỗ trợ điều trị tiểu đường. Đồng thời, cao trích cũng thể hiện hoạt tính kháng ung thư trên các dòng tế bào ung thư phổi, gan, và vú.

3.1. Hoạt tính kháng tiểu đường

Cao trích được thử nghiệm khả năng ức chế enzyme α-glucosidase, một enzyme liên quan đến quá trình tiêu hóa carbohydrate. Kết quả cho thấy cao trích có hoạt tính kháng tiểu đường mạnh, mở ra tiềm năng ứng dụng trong điều trị bệnh tiểu đường.

3.2. Hoạt tính kháng ung thư

Cao trích được thử nghiệm trên các dòng tế bào ung thư phổi (Lu), gan (Hep-G2), và vú (MCF-7). Kết quả cho thấy cao trích có khả năng ức chế sự phát triển của các tế bào ung thư, đặc biệt là dòng tế bào ung thư phổi. Điều này khẳng định hoạt tính kháng ung thư của ginsenoside trong tam thất bắc.

IV. Kết luận và ứng dụng

Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của phương pháp trích ly bằng enzyme trong việc chiết xuất ginsenoside từ tam thất bắc. Cao trích thu được có hàm lượng hoạt chất cao và thể hiện hoạt tính sinh học mạnh, đặc biệt là khả năng kháng tiểu đường và kháng ung thư. Kết quả nghiên cứu mở ra tiềm năng ứng dụng tam thất bắc trong y học hiện đại, đặc biệt là trong điều trị các bệnh mãn tính.

4.1. Giá trị thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu này không chỉ làm phong phú thêm nguồn dược liệu Việt Nam mà còn cung cấp phương pháp trích ly hiệu quả, có thể áp dụng trong công nghiệp dược phẩm. Việc phát hiện hoạt tính sinh học của cao trích cũng góp phần vào việc phát triển các sản phẩm hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đường và ung thư.

4.2. Hướng phát triển trong tương lai

Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về cơ chế tác dụng sinh học của ginsenoside và mở rộng ứng dụng trong các lĩnh vực khác như công nghệ sinh học và y học tái tạo. Đồng thời, cần phát triển các quy trình sản xuất quy mô lớn để đưa sản phẩm ra thị trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẠI HOC QUOC GIA TP. HO CHÍ MINH TRUONG DAI HOC BACH KHOA NGUYEN TRAN XUAN PHUONG NGHIEN CUU TRICH LY GINSENOSIDE TU CU TAM THAT BAC BANG PHUONG PHAP CO HO TRO ENZYME VA THU NGHIEM HOAT TINH SINH HOC CUA CAO TRICH (Enzyme-assisted extraction of ginsenosides from Panax notoginseng (Burk. Chen and examination of the extract biological activities) Chuyén nganh: KY THUAT HOA HOC Mã số: 60520301 TP. HỎ CHÍ MINH, THÁNG 01 NĂM 2019 Công trình được hoàn thành tại: Trường Dai Học Bach Khoa, DHQG-HCM Cán bộ hướng dẫn khoa hoc: TS.

Hoàng Minh Nam. Nguyễn Hữu Hiếu. Cán bộ chấm nhận xét 1: TS Huỳnh Ngọc Oanh.c---- <<: Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Nguyễn Quốc Thắng.

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG-HCM Tp. HCM, ngày 22 tháng 0T năm 2019 Thanh phan Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1. Đống Thị Anh Đào — Chủ tịch 2. Huynh Ngọc Oanh — Ủy viên phản biện 1 3.

Nguyễn Quốc Thắng — Ủy viên phản biện 2 4. Phan Thị Phượng Trang - Ủy viên 5. Huỳnh Khánh Duy — Thư kí Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn và Trưởng Khoa quản lý chuyền ngành sau khi luận van đã được sửa chữa (nêu có). CHỦ TỊCH HỘI DONG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC GS.

ĐÓNG THỊ ANH ĐÀO GS. PHAN THANH SƠN NAM ĐẠI HỌC QUOC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIEM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYEN TRAN XUAN PHƯƠNG MSHV: 1770453 Ngày, tháng, năm sinh: 12/05/1995 Nơi sinh: Đồng Tháp Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học Mã số: 60520301 I. TÊN DE TÀI: Tên tiếng Việt: “Nghiên cứu trích ly ginsenoside từ củ tam thất bắc bang phương pháp có hỗ trợ enzyme và thử nghiệm hoạt tính sinh học của cao trích” Tên tiếng Anh: “Enzyme-assisted extraction of ginsenosides from Panax notoginseng (Burk. Chen and examination of the extract biological activities” Il.

NHIEM VU VA NOI DUNG: 2. Tổng quan: tam that bac va các loại ginsenoside, tình hình nghiên cứu trong va ngoài nước, ứng dụng của cao trích củ tam thất bắc, phương pháp trích ly, phương pháp định lượng ginsenoside, phương pháp thử hoạt tính sinh học của cao trích. Thực nghiệm — Trích ly ginsenoside từ củ tam thất bắc — Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện trích ly: e Khao sát từng yếu tố: pH, nhiệt độ, thời gian thủy phan: e Khảo sát đồng thời ba yếu tố trên băng quy hoạch thực nghiệm tâm xoay bậc hai với mô hình Box-Wilson, xử lý số liệu bang phần mềm Design Expert 11.0: — Thử nghiệm hoạt tính sinh học của cao trích: kháng tiểu đường va kháng ung thư. Kết quả và bàn luận 2.

Kết luận ii Ill. NGÀY GIAO NHIỆM VU: 15/07/2018 IV. NGAY HOAN THANH NHIEM VU: 15/01/2019 V. CÁN BO HUONG DAN: TS.

HOANG MINH NAM, TS. NGUYEN HỮU HIẾU Tp. nam 2019 CAN BO HUONG DAN 1 CAN BO HUONG DAN 2 TS. HOANG MINH NAM TS.

NGUYEN HỮU HIẾU PTN Trọng điểm DHQG-HCM - Công nghệ Hóa học và Dầu khí (CEPP) TS. NGUYEN HỮU HIỂU TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC GS. TS PHAN THANH SƠN NAM lil LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tác giả xin gửi lời cảm ơn đến gia đình đã tạo điều kiện thuận lợi, ủng hộ tinh thần và hỗ trợ tác gia trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn. Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến các Thầy Cô trong khoa Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách Khoa, DHQG-HCM đã nhiệt tình giúp đỡ tac giả va tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn.

Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến TS. Hoàng Minh Nam và TS. Nguyễn Hữu Hiếu đã tận tình hướng dẫn tác giả hoàn thành luận văn. Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến tập thé các anh chị và bạn bè ở Phòng thí nghiệm Trọng điểm DHQG-HCM - Công nghệ hóa học và Dau khí (CEPP) đã tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn.

Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo và quý anh chị ở Cục Thú Y — Trung tâm Kiểm tra Vệ sinh Thú Y Trung Ương II đã tạo điều kiện thuận lợi và hỗ trợ tác gia trong quá trình thực hiện luận van. Tác gia Nguyễn Trần Xuân Phương IV TÓM TẮT Trong luận văn này, hai hoạt chất ginsenoside Rbl và Rg3 được trích ly từ củ tam thất bắc bằng phương pháp có hỗ trợ viscozyme L. Đây là phức hợp nhiều cacbohydrase khác nhau như cellulase, arabanase, xylanase và hemicellulase. Khi b6 sung viscozyme L vào quá trình trích ly thì phức hop các enzyme này sẽ phân cắt các thành phần cau tạo nên thành tế bào như pectin, cellulose, hemicellulose,.

Do đó, làm phá vỡ cau trúc thành tế bào — co quan bảo vệ bên ngoài của tế bào không bị mất nước và duy trì tính toàn vẹn của tế bào, làm giải phóng các hoạt chất vao dung môi trích ly. Ảnh hưởng của từng yếu tố đến sự hoạt động của enzyme như pH, nhiệt độ và thời gian thủy phân được khảo sát để tìm khoảng biến thiên phù hợp. Sau đó, dựa trên các khoảng giá trị tìm được, tiễn hành khảo sát ảnh hưởng đồng thời các yếu tổ này băng quy hoạch thực nghiệm theo phương pháp tâm xoay bậc hai với mô hình Box — Wilson và xử lý số liệu bang phan mềm Design Expert 11.0 dé tìm điều kiện trích ly phù hợp cho hàm lượng ginsenoside Rb1 và Rg3 trong cao trích cao nhất. Hàm lượng Rb1 và Rg3 trong cao trích được xác định bang phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao (High-performance Liquid Chromatography — HPLC).

Dong thời, mẫu đối chứng không bổ sung viscozyme L được tiễn hành dé so sánh hàm lượng ginsenoside với mẫu trích ly ở điều kiện phù hợp tìm được. Cao trích có hàm lượng Rbl và Rg3 cao nhất ứng với điều kiện phù hợp được thử nghiệm các hoạt tính sinh học: kháng tiểu đường băng phương pháp ức chế enzyme a-glucosidase và kháng ung thư trên ba dòng tế bào phối Lu, gan Hep-G2 và vú MCE-7 bằng phương pháp tetrazolium (MTT assay). ABTRACT In this essay, two ginsenosides Rbl and Rg3 were extracted from Panax notoginseng (Burk. Chen by enzyme-assisted method, which was viscozyme L.

This was a complex of different carbohydrases such as cellulase, arabanase, xylanase and hemicellulase. When viscozyme L was added to the extraction process, the complex of these enzymes could break down the cell walls such as pectin, cellulose and hemicellulose. Therefore, ginsenosides were dissolved into solvent extraction. The effect of three independent variables in terms of pH, temperature and hydrolysis time was investigated to find a range of suitable conditions, which could help viscozyme L to activate well.

Then, the Box and Wilson design was applied to survey the simultaneous effect of these factors, using Design Expert 11.0 software for the experimental design and regression analysis of the experimental data. The target of this research was the highest of concentration ginsenoside Rbl and Rg3 obtained in the extract. The concentration of Rbl and Rg3 in the extract were determined by high-performance liquid chromatography (HPLC). At the same time, the control sample was extracted similarly in that process, but viscozyme L was not added in the sample.

The extract with the highest of concentration ginsenoside Rbl and Rg3 was tested for biological activities concluding antidiabetic using a-glucosidase inhibitor and anticancer on three cell lines such as Human lung carcinoma (Lu), Hepatocellular carcinoma (Hep-G2), and Human breast carcinoma (MCF-7) using the tetrazolium assay (MT assay). VỊ LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu của cá nhân tác giả và được thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Hoàng Minh Nam và TS. Nguyễn Hữu Hiếu, Phòng thí nghiệm Trọng điểm DHQG-HCM - Công nghệ Hóa hoc và Dầu khí (CEPP), Trường Đại học Bach Khoa, ĐHQG-HCM.

Số liệu, kết quả nghiên cứu và kết luận trong luận văn này là hoan toàn trung thực. Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2019 Tác gia Nguyễn Trần Xuân Phương Vil MỤC LỤC NHIEM VỤ LUẬN VAN THẠC SĨ .-- 5-5-5252 S2 22221 E21 1212111 EeErrrrrree ii LOT CAM ON ooececccccccccccccccscscsscscscscsscscscscscsscscscsssvsssscscsvsvsscscscssssscscscscssecscatessssvesees iv TÓM OS 5< SE SE E5 3 12 111511 151111511 1511115111511 111 11111110111 11g11 ga ke V ABTRRACCTT. vi LOT CAM 6;. vii MUC LUC 2 viii DANH MỤC HINH.

- - 2 SE SE 1 1E EE151121112111 1111111111111 1xx X DANH MỤC BANG .-- G5 S121 1 1 121111 110111110111011111 1101011111101 1 ty xii DANH MỤC TU VIET TẮTT. xiii DANH MỤC TU VIET TAT (tiếp theo) o.- - - ST SE 1111111111111 111 111111 gxrrrkg 2 1. Tam that bắc và các loại gïnsenoside. Danh pháp và phân loại KOA HỌC.

Mô tả TC VẬT. ĂĂccc c1 11 v1 vn cv 00 cr. Khu vực phân bố, kỹ thuật trong và thu hoạch. Thành phân hóa học trong củ TTT.

Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước. Ứng dụng của cao trích củ 'T'TTB. Kháng ti€U ưng .- St ST E1 111121 111111111 re. Kháng UNG HU weeeeecccccccceesssnccccceessssnececeeseesaeceeeeesesnaeeeeceeeesesnaeeeeeeeeeeaaees 14 1.

Phương pháp trích ly .- cccceceeessessenneneceeeeeeeeeeeessssesessssaneeeeeees 20 ID NNG,2 9. Phương pháp hẲiỆH CẨQL. Tinh cấp thiết, mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu. vn vn 000 80954 24 Vill 1.

Phương pháp HghiÊH CÚ IH. «<< <0 re 24 CHƯƠNG 2.-- --- G2 22 1S SH nh HH Hiệu 32 2. Nguyên liệu, hóa chat, thiết bị - dụng cụ và địa điểm thực hiện .Ă SG G00 ke 32 NCT. ThiẾt bị — dụng CU.

Địa điểm thực hiỆN. Quy trình trích ly ginsenoSide tit CU TTTP. Khảo sát ảnh hưởng điều kiện trích Ìy. Phán tích hàm lƯỢNG SIHS€HOSIẲ©.

Thứ nghiệm hoạt tính sinh học Của CAO trich. KET QUÁ VÀ BAN LUẬN. Điều kiện trích Ìy. Ảnh hưởng tỪng yeu tO ceccccccccccccccssssscsesssssssessescssssssssescsssssssscssessesesesseseess 4] 3.

Ap dung quy hoạch thực nghiệm tìm diéu kiện trích ly phù hop. Hoạt tính sinh học của cao trích. Hoạt tính kháng tiểu đườïng. Hoạt tính KháHg Ung ÍÍHHV.--- - ¿5 - 52222321215 E121 211111 1111111111111, 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BÓ PHẢN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG IX DANH MỤC HÌNH Hình 1.

Các bộ phận của 'T”ÏTDB,. Công thức hóa học của dammara1n. Bộ khung cacbon của polyaCe€fyÏ€ïn.---- cv ke 8 Hình 1. So đỗ chuyển hóa polysaccarit vào MAU .-- ¿2-5 +52 s22 se+x+xezsceee 13 Hình 1.

Quá trình tăng cường sự hấp thu glucose vào nội bào. Nhóm các nước có số ca mắc bệnh ung thư trên thé giới. Thống kê của WHO về tình hình mắc ung thư ở Việt Nam. Cơ chế kháng ung thư của RblL.--¿- 5 - + 252 +E£E+E+EEE£E+EzEsEererersred 17 Hình 1.

Cơ chế kháng ung thư của Rg3.---¿- 5-6 + 25222 E+ESEEE£E£ErEeErrkrersred 18 Hình 1. Quá trình phá vỡ cau trúc tế bào của ENZYME. Một số loại chế phẩm enzyme o. Vị trí cat của endo-ÿ-l 4-glucanase trên mach cellulase.

Sơ đồ nguyên lý hoạt động HPLC. Thiết bị phân tích HPLC. ¿2 + 26 S2 +E+EEE£E£E£EE£E+EEEEEErEerrxrrerered 28 Hình 1. Nguyên tắc thử nghiệm hoạt tính kháng tiểu đường .