MỞ ĐẦU Từ xưa, các loại thảo dược tự nhiên đã được sử dụng rộng rãi trong y học cổ truyền với tác dụng bồi bổ cơ thể cũng như điều trị bệnh lý của người bị bệnh. Ngày nay, việc ứng dụng các loại cây cỏ tự nhiên trong các lĩnh vực chăm sức khoẻ con người càng được quan tâm và đẩy mạnh phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu thị trường ngày càng tăng của các chế phẩm có nguồn gốc thảo dược. Trong các loại thảo dược có tác dụng bồi bổ cơ thể, các cây thuộc chi sâm như nhân sâm (Panax ginseng) hay sâm Mỹ (Panax quinquefolium) đã được biết đến và sử dụng rộng rãi bởi những lợi ích và ứng dụng của các loài cây này đối với sức khoẻ con người, và Panax pseudoginseng (Burk. Chen, hay còn gọi là tam thất, là một trong những loài cây thuộc chi sâm có tác dụng hàng đầu có thể kể đến.
Tam thất là một loài dược liệu quý, được biết đến từ xa xưa với vai trò là một vị thuốc y học cổ truyền sử dụng phổ biến với những tác dụng như bồi bổ thân thể người bị suy nhược, điều trị chảy máu [1, 4, 43, 48]. Đến thời điểm hiện tại, đã có hơn 200 hợp chất hoá học đã được phân lập và xác định từ các bộ phận khác nhau của cây Tam thất, trong đó thành phần chủ yếu là các saponin, với năm loại saponin chính có thể kể đến là notoginsenosid R1, ginsenosid Rg1, Rb1, Rd và Re [43, 48]. Các saponin này đã được chứng minh có tác dụng tốt đối với sức khoẻ, như các lợi ích đối với hệ tim mạch [43, 48, 51], khả năng chống xơ vữa động mạch[50], khả năng chống viêm [12, 45], chống oxi hoá [49], giảm nồng độ cholesterol trong máu cũng như điều hoà huyết áp [31, 36] và giảm rủi ro mắc phải ung thư [9, 20, 24, 43]. Trong tam thất, ba thành phần saponin chính được đặc biệt lưu ý là notoginsenosid R1, ginsenosid Rg1 và ginsenosid Rb1 bởi tác dụng điều trị các loại bệnh xu hướng của thế kỷ 21, như các bệnh về tim mạch [48, 51], tiểu đường [31, 36] hay ung thư [9, 20, 24].
Từ những minh chứng trên, có thể thấy tam thất là một dược liệu quý giàu saponin với nhiều tác dụng dụng có lợi đối với sức khoẻ con người. Việc sản xuất cũng như ứng dụng tam thất trong lĩnh vực chăm sóc sức khoẻ là một thị trường đầy tiềm năng tại Việt Nam. Tuy nhiên, hiện nay ở nước ta các nghiên cứu về chiết xuất cao chuẩn hoá giàu saponin cũng như phân lập các saponin riêng biệt còn hạn chế. Việc phân lập các saponin chính từ tam thất có nhiều ý nghĩa trong việc đánh giá tác dụng dược lý của các saponin này, từ đó những nghiên cứu sâu hơn về các saponin điển hình trong tam thất có thể được tiến hành.
Vì vậy, chúng tôi thực hiện đề tài 1 “Xây dựng quy trình chiết xuất cao chuẩn hoá giàu saponin và tinh chế saponin từ củ tam thất Panax pseudoginseng (Burk) F.Chen với hai mục tiêu chính như sau: 1. Xây dựng được quy trình thẩm định ba loại saponin R1, Rg1 và Rb1 có trong củ tam thất. Xây dựng được bào chế cao chuẩn hoá giàu saponin từ tam thất và tinh sạch hai loại saponin điển hình từ cao chuẩn hoá giàu saponin. Tổng quan về cây tam thất (Panax Pseudoginseng) 1.
Tên khoa học của cây tam thất Tên khoa học: Panax pseudoginseng (Burkill) F. Chen, trong giới thực vật có vị trí phân loại như sau: Giới: Thực vật (Plantae) Ngành: Thực vật hạt kín (Magnoliophyta) Lớp: Thực vật hai lá mầm (Magnoliopsida) Bộ: Hoa tán (Apiales) Họ: Nhân sâm (Araliaceae). Chi: Sâm (Panax) Loài: Tam thất (pseudoginseng) Tên đồng nghĩa: Aralia quinquefolia var. notoginseng Burkill; Panax pseudoginseng var.Tseng hoặc Panax pseudoginseng Wall.
Tên thường gọi: sâm tam thất, kim bất hoán, nhân sâm tam thất, điền thất [1, 4]. Phân bố của cây tam thất Tam thất có nguồn gốc ở phía nam Trung Quốc, được trồng từ lâu đời và không còn được tìm thấy trong trạng thái mọc trong tự nhiên. Cây được nuôi trồng nhiều nhất ở tỉnh Vân Nam, sau đó là Quảng Tây và ở một số quốc gia khác như Đài Loan, Nhật Bản, Triều Tiên [4]. Sự nhạy cảm với ánh sáng của cây hạn chế sự phân bố của tam thất tại Trung Quốc [43].
Ở Việt Nam, tam thất là một loại cây được nhập trồng từ Trung Quốc [4]. Tam thất được trồng với số lượng ít tại một số tỉnh như: Hà Giang (Đồng Văn), Lào Cai (Mường Khương, Bát Xát, Phà Lùng), Cao Bằng… tại các vùng núi cao 1200 – 1500 m [1]. Đặc điểm thực vật của cây tam thất Tam thất là cây thân thảo, sống nhiều năm. Thân tam thất mọc thẳng, không phân nhánh, cao 30 – 50 cm, màu tím tía.
Lá kép chân vịt, màu xanh đậm, 3 – 4 lá mọc vòng, cuống lá dài 3 – 6 cm, mỗi cuống lá gồm 5 – 7 lá chét hình mác, cuống lá chét dài 0,6 – 1,2 cm, gốc thuôn, đầu có mũi nhọn, mép khía răng, hai mặt có lông cứng ở gân, mặt trên sẫm, mặt dưới nhạt [4]. Cụm hoa hoàn chỉnh có đường kính 5 – 25 mm, tổng chiều dài cuống từ 5 – 45mm. Cuống nhỏ ở một đầu và đầu còn lại chứa nhiều nụ hoa, với khoảng 130–230 hoa [48].Cụm hoa mọc thành tán đơn ở ngọn thân, có hoa đơn tính, có hoa lưỡng tính cùng tồn tại. Hoa màu lục vàng nhạt, đài 5 răng ngắn, màu xanh, tràng 5 cánh rộng ở phía dưới, nhị 5, bầu 2 ô.
Quả mọng, hình cầu dẹt, khi chín màu đỏ, trong có hai hạt hình cầu, màu trắng [4]. Rễ chính có hình nón hoặc trụ, với chiều dài từ 1 – 6 cm, có màu vàng hoặc nâu với các vết nhăn và nếp rễ. Cây thường được thu hoạch vào mùa thu, trong thời gian trước khi nở hoa và có thể được nghiền thành bột sử dụng cho đường uống hoặc kết hợp với các thảo dược khác [4]. Hình ảnh cây và củ Panax pseudoginseng (Burkill) F.
Thành phần hoá học của cây tam thất Theo các nghiên cứu, hơn 200 thành phần hoá học đã được phân lập từ tam thất. Trong số đó, saponin (4,42 – 12%) [4] chiếm hàm lượng lớn và được coi là thành phần chính, ngoài ra trong tam thất còn chứa những thành phần khác như flavonoid, các peptit vòng, đường saccarid và các nguyên tố vô cơ. Những thành phần phân bố trong các bộ phận khác nhau của cây như rễ, thân, hoa và lá với tỉ lệ khác nhau. Saponin được coi là thành phần chính trong Panax pseudoginseng.
Trong thực tế, đã có hơn 100 loại saponin được phân lập và xác định, xthuộc ba nhóm ginsenosid, notoginsenosid và gypenosid. Hầu hết các saponin trong cây tam thất là các triterpen thuộc nhóm Dammarane với nhóm aglycon là 20(S)-protopanaxadiol (nhóm Rb) hoặc 20(S)-protopanaxatriol (nhóm Rg). PPG có thành phần không chứa bất cứ saponin nào có nhóm axit oleanolic(nhóm Ro), đây là một khác biệt lớn so với cây Panax ginseng C. Meyer and Panax quinquefolius L.
Mỗi bộ phận khác nhau của tam thất sẽ chứa thành phần và tỉ lệ saponin khác nhau tuỳ theo từng bộ phận cụ thể. Nghiên cứu cho thấy ginsenosid Rb1 có nhiều trong tất cả các bộ phận của cây, trong khi Rg1 giàu trong thân và rễ. Rg3 – một chất được báo cáo về khả năng bảo vệ thần kinh - có hàm lượng lớn trong nụ hoa tam thất. Thông thường, năm loại saponin chính là notoginsenosid R1 (7 – 10%), ginsenosid Rb1 (30 – 36%), Rg1 (20 – 40%), Rd (5 – 8,4%) và Re (3,9 – 6%) chiếm tới khoảng 90% tổng số saponin trong tam thất được nghiên cứu cùng ứng dụng trong thí nghiệm về dược lý.
Trong số đó, ba saponin lần lượt là ginsenosid Rb1, ginsenosid Rg1 và notoginsenosid R1 được chọn làm hợp chất tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng tam thất. Để tăng cường sự đa dạng phân tử của ginsenosid, đồng nghĩa với khả năng tìm kiếm được các chất có hoạt tính sinh học mới, các nghiên cứu khoa học đã được thực hiện nhằm xác định các sản phẩm thuỷ phân và các sản phẩm biến đổi sinh học của saponin nhằm tìm kiếm các chất có hoạt tính mới, mở ra hướng nghiên cứu mới trong việc ứng dụng tam thất trong điều trị [43]. Cấu trúc phân tử notoginsenosid R1 và ginsenosid Rb1 Hình 1. Cấu trúc phân tử ginsenosid Rg1 và ginsenosid Rd Hình 1.
Cấu trúc phân tử ginsenosid Re 6 Ngoài các loại saponin, các thành phần khác cũng được báo cáo có mặt trong Panax pseudoginseng. Trong PPG, các peptit vòng được tìm thấy có cấu trúc là các hợp chất mạch vòng hình thành dựa trên các liên kết peptit do 2 – 37 protein hoặc axit amin không phải protein tạo nên. Chúng được tìm thấy trong các thực vật thuộc họ Caryophyllaceae và Rhamnaceae và được phân chia thành hai lớp, năm lớp phụ và tám loại. Đã có 14 loại peptit vòng được phân lạp và xác định về cấu trúc dựa trên phương pháp quang phổ, đó là các peptit vòng sau: cyclo- (Leu-Thr), cyclo- (Leu- Ile), cyclo- (Leu-Val), cyclo- (Ile-Val), cyclo- (Leu-Ser), cyclo- (Leu-Tyr), cyclo- (Val-Pro), cyclo- (Ala-Pro), cyclo- (Phe-Tyr), cyclo- (Phe-Ala), cyclo- (Phe-Val), cyclo- (Leu-Ala), cyclo- (Ile-Ala) và cyclo- (Val-Ala) [35].
Saccarid phân lập từ cây bao gồm monosaccarid, oligosaccarid và polysaccarid. Polysaccarid tồn tại trong nhiều bộ phận, với hàm lượng cao nhất ở rễ chính. Tổng hàm lượng đường của rễ PPG gần gấp đôi so với thân rễ, và hàm lượng polysaccarid của hoa gấp đôi so với thân và lá của tam thất. Các nghiên cứu khoa học đã chứng minh rằng các polysaccarid trong PPG có tác dụng bổ trợ và hoạt động kích thích miễn dịch.
Một số loại flavonoid đã được phân lập ra từ PPG, chủ yếu là flavonol và flavonglycosid như liquiritigenin, quercetin hay kaempferol-3-O-α-L-rhamnoside. Có một lượng ít sterol đã được phân lập và xác định từ PPG, bao gồm β- sitosterol, daucosterol, stigmasterol, stigmasterol-3-O-β-D-glucopyranosid và stigmast-7-en-3β-ol-3-O-β-D-glucopyranosid. Hơn 19 loại amino axit đã được phân lập trong PPG, với 7 trong số chúng được coi là thiết yếu [43]. Các thành phần dầu dễ bay hơi trong PPG gồm tecpen, rượu, aldehit, olefin và ankan.
Terpen được coi là một thành phần quan trọng vì tỷ lệ tương đối cao trong hợp chất. Hơn 91 chất dễ bay hơi đã được phân lập từ dầu của hoa nụ hoa tam thất, với các thành phần chính là spathulenol (12. Ngoài các hợp chất hóa học được liệt kê ở trên, còn có các thành phần khác được phân lập từ PPG, bao gồm icarisid B6, guanosin hydrat, axit béo, các nguyên tố vô cơ và muối khoáng [43].