CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về dược liệu vỏ quế 1. Đặc điểm và phân bố quế ở Việt Nam Quế là một loài cây đặc sản riêng của vùng nhiệt đới, chỉ thích hợp với điều kiện khí hậu nóng ẩm, nhiệt độ thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển là 20-30 ºC. Lượng mưa thích hợp cho cây sinh trưởng phát triển là 2000-3000 mm/năm, độ ẩm 85 %.
Quế có thể mọc được trên nhiều loại đất có nguồn gốc đá mẹ khác nhau, đất ẩm nhiều mùn, tới xốp, đất đỏ, đất cát pha, đất đồi núi, đất chua, đất nghèo dinh dưỡng nhưng thoát nước. Quế là cây gỗ ưa sáng nhưng ở giai đoạn còn non cây cần được che bóng [8]. Điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng và kỹ thuật canh tác tại các vùng khác nhau là khác nhau vì thế chất lượng quế tại các địa phương là rất khác nhau. Theo tài liệu, quế có ở Việt Nam cách đây khoảng hơn 2000 năm, các triều đại phong kiến đã coi “quế Giao Chỉ” (Giao Chỉ là tên nước Việt Cổ) như là sản vật quý để trao đổi và triều cống.
Ở nước ta, cây Quế trồng ở tỉnh miền núi phía bắc, phân bố rải rác đến miền nam, gồm các tỉnh Quảng Ninh, Cao Bằng, Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc Giang, Lào Cai, Yên Bái, Hà Giang, Tuyên Quang, Hà Tây, Ninh Bình, Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Khánh Hoà, Bà Rịa-Vũng Tàu. Trong đó có một số vùng trồng Quế tập trung và đã được hình thành từ lâu đời: Yên Bái (gần 81000 ha); Quảng Ninh (diện tích 6000 ha); Thanh Hóa (Thường Xuân với diện tích 2000 ha); Quảng Nam (Trà My, Phước Sơn với diện tích 3760 ha) và Quảng Ngãi (Trà Bồng với diện tích 4000 ha). Đặc điểm dược liệu quế ở Việt Nam: - Vỏ quế thường có các nốt sần nhỏ, bên ngoài có màu xám xanh, có vết loang địa y. - Bên trong lòng vỏ quế có màu vàng nhạt đến vàng sậm.
- Vỏ quế thân, bột quế có mùi thơm nồng đặc trưng không ngái có vị cay ngọt pha lẫn vị đắng nhẹ. - Chất lượng quế có sự khác nhau giữa từng vùng: Quế Văn Yên có độ ẩm thấp, chỉ số khúc xạ tinh dầu cao và hàm lượng cinnamaldehyd cao. Quế Quảng Ninh có hàm lượng coumarin thấp hơn so với các vùng khác. Bộ phận dùng Vỏ thân, vỏ cành non được phơi hoặc sấy khô.
Vỏ thân được phơi khô trong bóng râm (Quế nhục). Tinh dầu từ cành hoặc lá [10]. Ngày nay, người ta sử dụng rất nhiều bộ phận của quế để phục vụ đời sống và sản xuất như vỏ, lá, rễ, cành.Tuy nhiên, vỏ quế là bộ phận 2 được sử dụng nhiều nhất để làm thuốc cũng như là nguyên liệu cho các ngành công nghiệp sản xuất tinh dầu, mĩ phẩm, gia vị. Thành phần hoá học Các nghiên cứu cho thấy có khoảng 160 chất được phân lập từ các bộ phận vỏ thân, lá, cành của cây quế.
Trong đó terpenoid là nhóm có nhiều chất nhất trong cây với 12 monoterpen, 25 diterpenoid và 27 sesquiterpenoid. Phenylpropanoid là thành phần có hoạt tính sinh học với sự xuất hiện của 16 hợp chất (cinnamaldehyd, acid cinnamic…). Ngoài ra trong cây còn có 24 hợp chất thuộc nhóm glycoside, 26 hợp chất nhóm lignan, 9 hợp chất nhóm lactone và các hợp chất khác [18],[19]. Quế là loài cây có chứa tinh dầu.
Các nghiên cứu trên thế giới chỉ ra rằng hàm lượng tinh dầu quế trong vỏ quế khá cao (2,7-3,11 %), ở lá và cành non thấp hơn [18],[22]. Tinh dầu từ vỏ có màu vàng nâu nhạt, sánh, vị cay, thơm, ngọt, nóng, nặng hơn nước, với 41 hợp chất dễ bay hơi. Chất chiếm thành phần cao nhất trong tinh dầu quế phải nhắc đến là cinnamaldehyd với hàm lượng dao động 60-80 % [26]. Công dụng và tác dụng sinh học Theo Đông y: Quế có vị ngọt, cay, mùi thơm, tính rất nóng, có tác dụng bổ hỏa, hồi dương, ấm thận tỳ, thông huyết mạch, trừ tàn tích.
Quế được dùng làm thuốc cấp cứu bệnh do hàn như chân tay lạnh (cảm lạnh), mạch chậm nhỏ, hôn mê, đau bụng trúng thực, phong tê bại, đau bụng lạnh, chữa tiêu hóa kém, tả lỵ, tiêu chảy, thũng do tiểu tiện bất lợi, kinh bế, rắn cắn, ung thư [10]. Quế đã được sử dụng rộng rãi trong Đông y và trong y học hiện đại với nhiều bài thuốc và tác dụng khác nhau: kích thích tiêu hóa, chống ung thư, chống viêm, giảm đau, an thần [10], kháng khuẩn, chống nấm [10],[32], giảm lượng đường trong máu [21],[34], tăng huyết áp, hỗ trợ điều trị bệnh lý thần kinh [28], chống oxy hóa [10]. Phân tích thành phần có hoạt tính sinh học 1. Đặc điểm một số chất có hoạt tính sinh học trong quế 1.
Acid cinnamic Hình 1.1 Công thức cấu tạo của acid cinnamic Tên IUPAC: Acid (E)-3-Phenylprop-2-enoic 3 Công thức phân tử: C9H8O2 (M = 148,159 g/mol). Tên khác: trans-acid cinnamic, acid phenylacrylic, acid cinnamylic, acid 3- phenylacrylic, acid (E)-cinnamic, acid benzenepropenoic, acid isocinnamic. Tính chất: • Chất kết tinh không màu. Ít tan trong nước (0.546 mg/ml), dễ tan trong dung môi hữu cơ: ether, diethyl ether, chloroform, dầu, pyridin hòa tan trong cồn • Nhiệt độ nóng chảy: 133 oC, nhiệt độ sôi: 298 - 300 °C ở 760 mmHg.
• Tỷ trọng: 1,185 g/cm3; áp suất hóa hơi: 0,005 mmHg ở 25 °C; chỉ số khúc xạ: 1,616. • Hợp chất có tính acid yếu, pKa: 4,45. • Bước sóng hấp thụ cực đại 273 nm [30]. Acid trans-cinnamic được sử dụng trong hương liệu, chàm tổng hợp và một số dược phẩm [37].
Acid trans-cinnamic có tác dụng dược lý như: Chống nấm, kháng khuẩn [41], có hiệu quả chống lại sự tổn thương da, ngoài ra còn có tính chống oxy hóa, chống viêm, chống ung thư, và chống sốt rét [9]. Cinnamaldehyd Hình 1.2 Công thức cấu tạo của cinnamaldehyd Tên IUPAC: (E)-3-Phenylprop-2-enal Công thức phân tử: C9H8O (M = 132,15 g/mol) Tên khác: Cinnamaldehyde, trans-cinnamaldehyde, cinnamic aldehyde. Tính chất: • Dầu màu vàng, ít tan trong nước (1,42mg/ml ở 25 °C), hòa tan trong cloroform, ether, không hòa tan trong dầu hỏa. • Nhiệt độ nóng chảy: −7,5 °C, nhiệt độ sôi: 253 °C, tỷ trọng: 1,048 - 1,052 g/ml ở 25 °C, áp suất hóa hơi: 0.005 mmHg ở 25°C, chỉ số khúc xạ: 1,6195.
• Bước sóng hấp phụ cực đại: 291 nm [31]. Cinnamaldehyd là một phenylpropanoid, đây là thành phần chính trong C. cassia, trong tinh dầu cinnamaldehyd có nồng độ khoảng 90%. Định lượng cinnamaldehyd bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng hoặc sắc ký lỏng hiệu năng cao [40].
Cinnamaldehyd được sử dụng trong hương liệu làm kẹo cao su, đồ uống, kem, kẹo và cũng được sử dụng trong nước hoa. Cinnamaldehyd có khả năng khử trùng, có tác dụng 4 đuổi muỗi rất hiệu quả [27]. Ngoài ra, còn có đặc tính chống viêm, kháng khuẩn và kháng nấm [33],[36]. Coumarin (chromen-2-on) Hình 1.3 Công thức cấu tạo của coumarin (chromen-2-on) Tên IUPAC: 2H-coumarine Tên gọi khác: Rattex, coumarinic anhydrid, 2H-1-benzopyran-2-on… Công thức phân tử: C9H6O2 Khối lượng phân tử: 146,14 g/mol Tính chất: • Tinh thể không màu hoặc màu trắng, mùi thơm dễ chịu, có mùi hoa quế • Nhiệt độ nóng chảy: 71 °C • Độ tan trong nước: 0,19 g/100 mL ở 20 °C, hòa tan trong ethanol, rất tan trong ether và chloroform • Bước sóng hấp thụ cực đại 273 nm [29].
Coumarin và dẫn xuất có hoạt tính sinh học như chống đông máu, kháng khuẩn, kháng virus chống viêm, chống oxy hóa, chống ung thư và ức chế enzym. Liều cao coumarin được phát hiện là có nguy cơ gây độc cho gan, tuy nhiên có thể giúp giảm nguy cơ gây ung thư và bệnh lý về thần kinh và tim mạch [17]. Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu (EFSA) và Viện Đánh giá rủi ro Liên Bang Đức (BfR) đã thiết lập lượng coumarin có thể chấp nhận được hàng ngày (TDI) là 0,1 mg/kg [16]. Theo quy định Châu Âu, mức tối đa của coumarin tự nhiên có trong hương liệu được đặt trong khoảng 5-50 mg/kg (tương đương 0,5 - 5 %) [13].
Các nghiên cứu đánh giá chất lượng của quế 1. Các chuyên luận dược điển Dược điển là bộ tài liệu được các đơn vị nghiên cứu, kiểm nghiệm và sản xuất áp dụng để đánh giá, kiểm tra chất lượng thuốc, dược liệu và nguyên liệu làm thuốc ở mỗi quốc gia trên thế giới. Tại Việt Nam, Dược điển Việt Nam V xuất bản năm 2017, có hiệu lực từ năm 2018 là bộ Tiêu chuẩn quốc gia về thuốc và dược liệu. - Dược điển Mỹ: 5 Dược điển Mỹ USP định lượng procyanidin B2 , coumarin , 2- hydroxycinnamaldehyd, cinnamic acid, cinnamaldehyd và 2-methoxycinnamaldehyd trong vỏ quế Cinnamomum cassia bằng UPLC với cột tách L1 (2,1 mm x 10 cm; 1,5 µm), pha động gồm dung dịch acid formic 0,1% và ACN chạy chế độ gradient, phát hiện ở bước sóng 280 nm.
Mẫu thử được chiết với hỗn hợp MeOH: nước (7:3) siêu âm 30 phút ở nhiệt độ phòng [35]. Đối vởi mẫu thử là quế chi Cinnamomum cassia định lượng coumarin, cinnamyl alcohol, cinnamic acid, 2-methoxycinnamic acid, cinnamaldehyd và 2- methoxycinnamaldehyd. Mẫu thử được chiết siêu âm với hỗn hợp MeOH- nước (7:3, v/v) trong 30 phút ở nhiệt độ phòng. Điều kiện sắc ký: Cột L1 (4,6 mm x 25 cm, 5 µm) pha động gồm dung dịch acid phosphoric 0,05 % và ACN chế độ gradient, bước sóng phát hiện 256 nm, tốc độ dòng 1 ml/phút, thể tích tiêm mẫu 10 µl [35].
- Dược điển Trung Quốc 2015: Trong chuyên luận Cinnamomi Cortex đã đưa ra phương pháp định lượng cinnamaldehyd. Chương trình chạy đẳng dòng với điều kiện sắc ký: Cột C18 (250 x 4,6 mm; 5 µm), pha động: ACN: nước (35:75); phát hiện ở bước sóng UV 290nm. Mẫu thử được chiết siêu âm bằng MeOH [14]. - Bộ tiêu chuẩn dược liệu Hồng Kông: Trong chuyên luận Cinnamomi Cortex đã đưa ra chỉ tiêu định lượng hoạt chất trong vỏ thân của cây quế.
Cụ thể, phương pháp chọn 2 chất đối chiếu là cinnamaldehyd và acid cinnamic với điều kiện sắc ký như sau: Cột C18 (250 x 4,6 mm; 5 µm), pha động: ACN: 0,5 % acid acetic, rửa giải gradient; phát hiện ở bước sóng UV 290 nm. Mẫu thử được chiết siêu âm bằng ethanol 70 % [20]. Các nghiên cứu định lượng bằng HPLC Một số nghiên cứu trong nước và ngoài nước được sử dụng để định lượng các thành phần được liệt kê trong bảng 1.1 Một số phương pháp định lượng các thành phần hóa học trong quế bằng HPLC Dung T Đối Chất phân TL môi Điều kiện sắc ký T tượng tích TK chiết 1 Vỏ quế Coumarin MeOH + Pha động: ACN - Acid acetic 0,05% [12] 80% (25%: 75%, v/v). + Tốc độ dòng 1,0 ml/phút.
6 + Pha tĩnh: Phenomenex, C18 250×4. + = 278 nm, nhiệt độ cột 25oC. 2 Vỏ quế Acid cinnamic MeOH + Cột C8 (150 mm x 4,6 mm; 5 µm). giờ + Tốc độ dòng 1,0 ml/phút.
+Thể tích tiêm mẫu 20 µl.