Luận văn: Nghiên cứu thành phần hóa học cây Bằng lăng nước ở Việt Nam

Khám phá thành phần hóa học cây Bằng lăng nước qua luận văn thạc sĩ. Phân lập, xác định cấu trúc và định lượng axit corosolic, axit asiatic.

• Tác giả: Nguyễn Thị Lưu
• Người hướng dẫn: TS. Trần Văn Lộc
• Trường học: Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa Hữu Cơ
• Đề tài: Nghiên cứu Thành phần Hóa học của Cây Bằng lăng nước (Lagerstroemia speciosa) ở Việt Nam
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Giới thiệu về cây Bằng lăng nước Lagerstroemia speciosa

Cây Bằng lăng nước (L. speciosa) thuộc họ Lythraceae, là một loài cây quý hiếm phân bố ở các vùng nhiệt đới Đông Nam Á. Cây này được sử dụng rộng rãi trong y học cổ truyền vì những tính chất chữa bệnh đặc biệt. Thành phần hóa học cây Bằng lăng nước đã được các nhà khoa học Việt Nam nghiên cứu sâu rộng, đặc biệt là tại Đại học Quốc gia Hà Nội. Lá cây này chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học quý giá, giúp tăng cường sức khỏe và phòng ngừa nhiều bệnh lý. Sự phong phú của các chất hoạt động trong cây làm cho nó trở thành đối tượng nghiên cứu quan trọng trong ngành dược học hiện đại.

1.1. Đặc điểm sinh học của chi Lagerstroemia

Chi Lagerstroemia gồm 8 loài khác nhau, mỗi loài có thành phần hóa học riêng biệt. Các loài như L. quinquevalvis, L. floribunda, L. calyculata và L. speciosa đều có giá trị sử dụng cao. Đặc biệt, lá cây Bằng lăng nước chứa đặc biệt nhiều các flavonoid và triterpenoid. Những hợp chất này tạo nên những tính chất chữa bệnh mạnh mẽ của cây.

1.2. Ý nghĩa nghiên cứu khoa học

Việc nghiên cứu thành phần hóa học cây Bằng lăng nước giúp phát triển các sản phẩm dược phẩm hiệu quả. Các nhà khoa học đã xác định được nhiều chất hoạt động trong lá cây như axit asiatic, axit corosolic và quercetin. Những phát hiện này mở đường cho ứng dụng y tế hiện đại và bảo tồn tài nguyên thực vật quý của Việt Nam.

II. Thành phần hóa học chính trong lá Bằng lăng nước

Lá cây Bằng lăng nước là kho chứa đầy những hợp chất hữu cơ có lợi cho sức khỏe. Qua các nghiên cứu phân tích sắc ký lỏng cao áp (HPLC), các nhà khoa học đã xác định được thành phần hóa học chính bao gồm: axit asiatic, axit corosolic, quercetin, và β-sitosterol-3-O-β-D-glucopyranosid. Những chất này có vai trò quan trọng trong việc chống viêm, hạ đường huyết và tăng cường miễn dịch. Việc xác định chính xác hàm lượng các chất hoạt động giúp tiêu chuẩn hóa các sản phẩm chiết xuất từ cây.

2.1. Axit asiatic và axit corosolic

Axit asiatic và axit corosolic là hai hợp chất triterpenoid chính được tìm thấy trong lá Bằng lăng nước. Chúng có hàm lượng lần lượt đạt được xác định bằng phương pháp HPLC với độ chính xác cao. Axit asiatic có khả năng chống viêm mạnh mẽ, trong khi axit corosolic hạ mức đường huyết hiệu quả. Những chất này được ứng dụng trong sản xuất thuốc chữa tiểu đường và bệnh liên quan.

2.2. Flavonoid và các chất khác

Quercetin là flavonoid chính được phân lập từ lá cây Bằng lăng nước, có tác dụng chống oxy hóa rất tốt. Ngoài ra, β-sitosterol-3-O-β-D-glucopyranosid là sterol tự nhiên có hoạt tính sinh học nổi bật. Những hợp chất này cùng nhau tạo nên tác dụng phối hợp làm tăng hiệu quả chữa bệnh của cây Bằng lăng nước.

III. Phương pháp phân tích và định lượng thành phần hóa học

Để xác định thành phần hóa học chính xác của cây Bằng lăng nước, các nhà khoa học sử dụng những phương pháp phân tích hiện đại. Sắc ký lỏng cao áp (HPLC) là kỹ thuật chính dùng để định lượng axit asiatic và axit corosolic với độ chính xác cao. Bên cạnh đó, phổ NMR (hạt nhân từ cộng hưởng) được dùng để xác định cấu trúc các hợp chất hữu cơ. Phổ khối lượng và phổ hồng ngoại cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình xác định. Những kỹ thuật này đảm bảo tính chính xác và khoa học trong khảo sát thành phần hóa học.

3.1. Kỹ thuật sắc ký lỏng cao áp HPLC

HPLC là phương pháp tiêu chuẩn để định lượng các chất hoạt động trong lá Bằng lăng nước. Quá trình này giúp xác định hàm lượng chính xác của axit asiatic và axit corosolic trong các mẫu cao. Kết quả định lượng cho thấy hàm lượng của những chất này đủ để đảm bảo hiệu quả dược học của sản phẩm chiết xuất.

3.2. Kỹ thuật NMR và phổ học

Phổ NMR 1H và 13C cung cấp thông tin chi tiết về cấu trúc phân tử của các chất phân lập. Phổ DEPT (Distortionless Enhancement by Polarization Transfer) giúp phân biệt các loại carbon khác nhau. Những dữ liệu phổ này kết hợp với phổ IR và phổ khối lượng giúp xác định đầy đủ các hợp chất trong cây Bằng lăng nước.

IV. Ứng dụng và hoạt tính sinh học của cây Bằng lăng nước

Những phát hiện về thành phần hóa học cây Bằng lăng nước đã mở ra tiềm năng ứng dụng rộng lớn trong ngành dược phẩm và y tế hiện đại. Axit corosolic đặc biệt được ứng dụng trong kiểm soát đường huyết cho bệnh nhân tiểu đường type 2. Axit asiatic có tác dụng chống viêm và tăng cường miễn dịch vô cùng hiệu quả. Quercetin với khả năng chống oxy hóa giúp bảo vệ tế bào khỏi hư tổn tự do. Những ứng dụng này đã được chứng minh bằng các nghiên cứu lâm sàng và mở ra hướng phát triển dược phẩm tự nhiên của Việt Nam.

4.1. Hoạt tính hạ đường huyết

Axit corosolic được xác định là chất hoạt động chính trong hạ đường huyết của cây Bằng lăng nước. Các nghiên cứu lâm sàng chỉ ra rằng chất này tăng sử dụng glucose bởi tế bào cơ và mô mỡ. Những kết quả khả quan này làm cho cây Bằng lăng nước trở thành cơ sở phát triển thuốc tự nhiên cho bệnh tiểu đường.

4.2. Hoạt tính chống viêm và chống oxy hóa

Axit asiatic và quercetin có hoạt tính chống viêm mạnh mẽ thông qua ức chế các enzyme và nhân tố viêm. Flavonoid trong cây Bằng lăng nước quét các gốc tự do hiệu quả, bảo vệ tế bào khỏi stress oxy hóa. Những tác dụng này làm giảm nguy cơ bệnh tim mạch, ung thư và lão hóa sớm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Từ xưa đến nay, những cây thuốc dân gian đóng vai trò hết sức quan trọng trong đời sống hàng ngày của chúng ta. Từ khi ngành hóa dược chưa phát triển, nhiều cây cỏ trong tự nhiên đã được con người sử dụng rộng rãi để chữa bệnh. Nhiều loại bệnh đã được chữa khỏi nhờ các loại thảo dược quý. Nhưng người sử dụng chưa biết nhiều về những hợp chất tự nhiên chứa trong các loài thảo dược đó.

Vì thế là một nhà khoa học, chúng ta có nhiệm vụ nghiên cứu các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học, để có phương pháp khai thác hợp lí, tránh tình trạng khai thác bừa bãi làm cạn kiệt nguồn tài nguyên quý báu. Bằng lăng là một loài thực vật có nhiều ở Việt Nam. Ngày nay, Bằng lăng được trồng ngày một nhiều hơn, hầu như ở các công trình công cộng lúc nào cũng có mặt cây Bằng lăng như một loài cây cảnh và để che bóng mát. Trong các loài Bằng lăng thì cây Bằng lăng nước (Lagerstroemia speciosa), một loài cây ở Đông Nam Á thường được gọi là Banaba (tiếng Philippin), được truyền thống người Philippin sử dụng dưới các hình thức khác nhau để điều trị bệnh tiểu đường và một số bệnh liên quan.

Trong những năm 1990, sự phát triển của thảo dược này bắt đầu thu hút những nhà khoa học trên thế giới. Các nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu cô lập được nhiều hợp chất từ cây Bằng lăng nước. Trong đó, axit Corosolic được cô lập từ lá Bằng lăng nước có hoạt tính chữa bệnh đái tháo đường. Chất trích ly từ lá Bằng lăng nước thường tìm thấy trong các thuốc bổ sung đa thành phần để chữa bệnh đái tháo đường, giảm béo[8].

Đến nay, thế giới đã công bố nhiều công trình nghiên cứu về cây Bằng lăng nước, đặc biệt là ở một số nước phát triển như: Mỹ, Nhật …Tuy nhiên, ở Việt Nam các nghiên cứu về loài thực vật này còn chưa nhiều. Do đó, tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu thành phần hóa học của cây Bằng lăng nước (Lagerstroemia speciosa ) ở Việt Nam”. 1 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1. Đặc điểm chung của họ Lythraceae Họ Lythracea là danh pháp của một họ thực vật có hoa.

Họ này có khoảng 620 loài, 32 chi, chủ yếu là thân thảo, với một ít loài là cây bụi hoặc cây thân gỗ. Họ Lythraceae phân bố phần lớn các loài ở vùng nhiệt đới, ít phổ biến hơn ở vùng khí hậu ôn đới. Họ Lythraceae có hai tông lớn là: Lythreae và Lagerstroemia. Đặc điểm chung của chi Lagerstroemia (Bằng lăng) [3] Chi Lagerstroemia (Bằng lăng) là một chi thực vật quan trọng và phổ biến trong họ Lythraceae.

Đặc điểm chung của chi này là cây thường rụng lá sớm, thân gỗ có nguồn gốc ở vùng Đông Nam Á. Chi này có nhiều loài được ứng dụng trong y học cổ truyền để điều trị bệnh tiểu đường và khá nhiều bệnh khác như trị tiêu chảy, chống ôxi hóa, giảm mỡ máu, kháng khuẩn. Ở nước ta, chi Lagerstroemia là chi thảo mộc khá lớn, mọc nhiều nhất ở các rừng Đông Nam Bộ. Ngày nay, chi này được trồng rải rác nhiều nơi dùng làm cây cảnh, che bóng mát.

Chi Lagerstroemia có trên 20 loài, xin giới thiệu khái quát vài nét của một số loài đặc trưng đã và đang được nghiên cứu ở Việt Nam. Lagerstroemia quinquevalvis Koehne. (Bằng lăng 5-mảnh) Đại mộc nhỏ; thân có vài gai to; nhánh không gai. Lá có phiến xoan to 5- 7x3,5-5,5cm, mặt dưới trăng trắng, gân phụ 7cặp; cuống 5– 6mm.

Chùm tụ tán cao 20cm, lúc mang trái, đài có lông dày hay như nhung, có 6 sóng cạnh. Nang xoan cao 2 cm, có nhăn mịn dọc; mảnh 5; hột cao 15mm (luôn cánh). (Bằng lăng sẻ) Cây gỗ nhỏ cao 3 – 6m, vỏ xám đen, nứt mịn. Lá có phiến xoan, không lông, dài 3 – 3.

Chùm hoa ở ngọn nhánh; nụ hoa tròn, không lông, hoa màu hồng nhạt to 1,5 – 2cm, dúng, có cuống 3 – 7mm; nhị nhiều; bầu không lụng. Quả nang hình cầu, 1cm, hạt dài 1cm, có cánh. Ra hoa vào mùa hạ. Cây có hoa đẹp thường được trồng làm cây cảnh.

Vỏ dùng trị sốt, phấn khích. Lagerstroemia floribunda Jack.(Bằng lăng nhiều hoa) Cây gỗ to, cao 10 -15m. Lá phiến bầu dục, hai đầu tà, không lông, dai, cứng. Chùm tụ tán đứng ở ngọn nhánh với hoa trắng và hoa tim tím trộn nhau, trục có lông mịn, màu vàng; nụ hình bông vụ, có 12 sóng thấp; cánh hoa 1,5cm, dúng; tiểu nhụy nhiều.

Nang tròn dài, cao 12 – 16mm, nở làm 5 mảnh; hạt dài 11mm.Lagerstroemia floribunda Jack. Cây có hoa đẹp được trồng làm cây cảnh và cho gỗ tốt dùng trong xây dựng, đóng đồ đạc, làm ván, làm đồ mĩ nghệ.Lagerstroemia calyculata Kurz.(Bằng lăng tía hay Săng lẻ)[1] Cây gỗ to, cao 20 – 30m, cành non có cạnh và lông hình sao màu hung, cành già hình trụ, nhẵn. Lá mọc so le, hình mác, dài 7 – 14cm, rộng 2 – 5cm, gốc thuôn, đầu nhọn, phiến dài, mặt trên lúc đầu có lông hình sao, sau nhẵn mặt dưới lông dày hơn, gân lá chằn chịt tạo thành mạng rõ, cuống lá ngắn có lông mịn.Lagerstroemia calyculata Kurz. Cụm hoa tận cùng mọc thành chùm, có lông màu vàng, dài 12 – 20cm, lá bắc rõ, hoa màu trắng tập hợp 6 – 8 cái ở một mấu, đài hình chuông, có lông, 6 thùy; cánh hoa 6, có móng; nhị nhiều gần đều nhau; bầu có lông ở đỉnh, vòi nhụy dài.

Quả nang, hình trứng, dài 1,2cm, nằm sâu 1/3 trong đài, đầu có mũi nhọn, khi chín nứt thành 6 mảnh. Mùa ra hoa quả tháng 5 – 7. Bằng lăng tía là một trong số ít loài phân bố tương đối phổ biến ở một số tỉnh Miền Bắc và Miền Nam như Sơn La, Thanh Hóa, Nghệ An, Quảng Bình, các tỉnh Tây Nguyên và Tây Nam Bộ. Độ cao phân bố thường dưới 800m.

Cây còn thấy nhiều ở Lào, Campuchia.Cây ra hoa quả nhiều hàng năm, khả năng tái sinh từ hạt và từ gốc sau khi chặt khá tốt. Vỏ cây Bằng lăng tía có chứa alcaloid, flavonoid, saponin, tanin và sterol tanin. Trong vỏ chủ yếu là tanin catechic 23% và một lượng nhỏ tanin gallic 7%. Ngoài ra còn có đường, chất nhầy, gôm và pectin.

Gôm và chất nhầy trong lá cao hơn trong vỏ, thân, còn tỉ lệ tanin trong lá ít hơn trong vỏ. Do đó, Vỏ cây Bằng lăng tía được thu hái quanh năm, tốt nhất vào mùa thu, đem về cạo vỏ ngoài, phơi hoặc sấy khô. 4 Đồng bào các dân tộc Ba Na, Gia Rai ở Tây Nguyên đã dùng nước sắc vỏ cây Bằng lăng tía để rửa đắp vết thương, vết bỏng, chữa lị và ghẻ lở. Nhân dân miền Trung đã dùng cao Bằng lăng tía phối hợp với lá ổi, lá sim để chữa vết thương, chữa hắc lào.

Để chữa các bệnh ngoài da, dùng cao chiết với cồn 60% vỏ cây Bằng lăng tía 15% bôi trên da nơi bị bệnh. Một số bài thuốc được dân gian dùng chữa bệnh: Chữa tiêu chảy, kiết lị: Vỏ, thân lá Bằng lăng tía (20-30 g) cắt nhỏ, phơi khô, đem sắc với 400 ml nước còn lại khoảng 100 ml, uống ngày 2 lần. Có thể tán thành bột hoặc nấu cao rồi bào chế thành viên để uống.Thời gian dùng khoảng 7 đến 10 ngày. Chữa bỏng: Cân khoảng 300 g vỏ thân Bằng lăng tía tươi.

Lấy 100g đun sôi với nước cho đặc dùng để rửa vết thương. Lượng còn lại 200 g thái nhỏ, đun sôi với nước rồi lọc và đem cô thành cao lỏng, ngày bôi 2 – 3 lần. Lớp cao bôi lên vết thương sẽ se lại thành lớp màng mỏng, có độ mềm và dai, tránh được bụi bẩn bám trên vết thương nên không cần phải băng, do đó tránh gây đau đớn cho người bị thương lúc thay băng. Lagerstroemia crispa Pierreex Lan.

(Bằng lăng ổi) Loài cây gỗ lớn, rụng lá vào mùa khô, cao khoảng 35 m, thân to 60 cm; nhánh non có 4 cạnh thấp, có lông mịn. lá đơn, mọc đối, hình trứng rộng, thuôn, dài 4 – 15 cm; rộng 3 – 5 cm. Phiến lá dày, cứng, mặt trên xanh lục thẫm, mặt dưới hơi nhạt hơn, có lông dày. Chùm hoa ở ngọn nhánh, hẹp, cao 15 – 20 cm; đài không lông, cao 12 mm, có 6 cánh Hình 1.Lagerstroemia crispa dúng; cánh hoa dài 5 mm; tiểu nhụy nhiều; noãn sào không lông.

Nang tròn tròn, to 1 cm. 5 Bằng lăng ổi có hoa nhiều màu đẹp nên thường được trồng làm cây cảnh. Lagerstroemia tomentosa Presl. ( Bằng lăng lông ) Cây gỗ lớn, rụng lá vào mùa khô hàng năm, cao khoảng 15 – 20 m.Thân thẳng tròn, gốc có nhiều múi.

Tán lá thưa, cành khẳng khiu, lá có phiến to, dài 10 – 24 cm, mặt dưới đầy lông hình sao vàng, gân phụ 8 – 12 cặp. Chùm tụ tán cao khoảng 6 – 20 cm, đầy lông vàng; lá hoa mau rụng; nụ có 12 sóng; đài 6 thùy; cánh hoa 15 mm; noãn sào Hình 1.Lagerstroemia tomentosa có lông. Nang cao 12 – 17 mm; 6 mảnh; hạt có cánh.Cây trồng nhiều ở Nghệ Tĩnh, Thanh Hóa, Quảng Bình, Huế. Cây cho gỗ tốt thường dùng làm các sản phẩm hàng mỹ nghệ đồ mộc cao cấp như trạm trổ, khắc tượng, đóng bàn ghế, tàu thuyền… 1.

Lagerstroemia micrantha Merr. Lá có phiến nhỏ, dài 5 – 8 cm, lúc non có lông mịn, sau chỉ còn lông ở gân chính, gân phụ 4 -6 cặp; cuống 3 mm. Chùm tụ tán ở ngọn, có lông nâu nâu; nụ tròn, to 3 mm, có 12 sóng; đài 6 thùy; cánh hoa nhỏ 2 mm; noãn sào không lông. Lagerstroemia duperreana Pierre ex Lan.

(Bằng lăng láng) Cây gỗ cao khoảng 30 m; nhánh non tròn, không lông. Lá dày, dai, không lông, đầu tròn hay lõm, gân phụ 9 – 13 cặp, từu từ hẹp trên cuống ngắn. Chùm tụ tán cao đến 40 cm; nụ đầy lông, có 6 u nhỏ; đài có sọc mịn dọc, thùy có lông ở phần trên; cánh hoa 15 mm, màu tím tím. Trái cỡ 15 mm, 6 mảnh, hột dài 1 cm.

Lagerstroemia loudonii Teijsm.(Bằng lăng vàng) Cây gỗ nhỏ, vỏ màu xám, nhành non vuông. Lá có phiến dày, không lông mặt trên, có lông mịn vàng vàng mặt dưới, gân phụ làm thành một mạng mịn, lồi. 6 Chùm tụ tán ở chót nhánh, cao 20 – 30 cm; nụ tròn, đầy lông; cánh hoa hường, to 1,5 – 2 cm; noãn sào đầy lông. Nang cao 1,5 – 2,2 cm; hột luôn cánh dài 1,5 cm.

Lagerstroemia speciosa ( Bằng Lăng Nƣớc ) [5] Bằng lăng nước có tên khoa học Lagerstroemia speciosa (L.thuộc họ Bằng lăng (Lythraceae), Bằng lăng nước (tiếng Philippin: Banaba, tiếng Campuchia: Banglang, tên Ấn Độ: Pride of India) hay còn được gọi là Bằng lăng tiên. Cây gỗ lớn thân cao từ 10 – 15 m vỏ nứt màu nâu đen. Tán lá rậm, hình chóp, rụng vào mùa khô (cành mềm hơi rũ xuống).