CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1. Thông tin về Xuyên tâm liên Xuyên tâm liên [Andrographis paniculata (Burm. ex Nees], tên đồng nghĩa Justicia paniculata (Burm.) thuộc họ Ô rô, hay còn gọi là công cộng, hùng bút, nguyên cộng, lam khái liên, cây lá đắng, khô đảm thảo, nhất kiến kỷ… [4] 1. Đặc điểm thực vật của Xuyên tâm liên Xuyên tâm liên là cây thảo cao 30 đến 90 cm, sống hằng năm, phân nhánh nhiều, mọc thẳng đứng.
Thân 4 góc lồi giống như 4 cánh ngắn. Cây lá nguyên, mềm, mọc đối xứng và có cuống ngắn. Lá có chiều dài 3-12 cm và rộng 3,5 cm [51]. Hoa mọc thành chùm hình chùy ở đầu cành hoặc nách lá.
Hoa có màu trắng, điểm hồng. Quả dài, hơi nhẵn có chiều dài 15 mm và rộng 3,5 mm. Phiến lá hình trứng, hình mũi mác hoặc hình elip hẹp, cả hai bề mặt đều nhẵn bóng, mặt ngoài xanh lục nhạt, dọc trục màu xanh lục. Cụm hoa ở đầu cuối, hình chùy [51], hoa nhỏ và đơn độc, tràng hoa trắng hoặc màu hồng nhạt với lông, hạt nhiều, màu nâu vàng [8].
Phân bố, sinh thái và bộ phận dùng của Xuyên tâm liên Xuyên tâm liên có nguồn gốc từ Ấn Độ và Sri Lanka, sau đó được di thực và trồng phổ biến ở Nam Á, Đông Nam Á, miền nam Trung Quốc, khu vực Caribe, Trung Mỹ, Australia và châu Phi… [51]. Cây được trồng ở nhiều tỉnh phía Bắc hoặc mọc hoang. Cây ưa sáng và ưa mọc trên đất ẩm, sinh trưởng mạnh vào mùa xuân hè, mùa đông tàn lụi. Mùa hoa tháng 9-12, mùa quả tháng 1-2 [37].
Người ta dùng bộ phận trên mặt đất (lá và cành) của cây, rễ rất hiếm khi được sử dụng và nên thu hái trước khi cây ra hoa [5]. Thành phần hóa học Xuyên tâm liên có các thành phần chính là diterpenoid, flavonoid. Hơn 78 diterpenoid, 41 flavonoid, 8 dẫn xuất axit quinic, 4 xanthon, 5 noriridoid hiếm, 3 steroid và 3 hợp chất khác và đã được phát hiện trong cây Xuyên tâm liên [18]. Trong đó, các diterpen lacton là thành phần chính tạo ra các tác dụng sinh học của cây và andrographolid là dipterpenoid chính trong cây, bên cạnh đó còn rất nhiều các diterpenoid khác như deoxyandrographolid, neoandrographolid, 14-deoxy-11,12- didehydroandrographolid, isoandrographolid…[19] Ngoài ra, trong cây còn có các acid hữu cơ, tanin, nhựa, đường, hợp chất có màu như chlorophyll… [26].
2 Andrographolid Neoandrographolid 14-deoxy 11,12- didehydroandrographolid Isoandrographolid Hình 1.1 Cấu trúc một số diterpen lacton trong Xuyên tâm liên [42] 1. Thông tin về andrographolid Được phân lập lần đầu tiên vào năm 1911 [35], andrographolid là dipterpenoid chính trong cây, hàm lượng lên đến 4% trong cây khô, 0,8-1,2% trong cành và 0,5-6% trong lá và nó cũng là thành phần chính tạo ra các tác dụng sinh học của A. Andrographolid có công thức phân tử: C20H30O5, tên khoa học là (3 - [2 {decahydro-6hydroxy-5-(hydroxymethyl)-5,8α-dimethyl-2-methylene1-naphthalenyl} ethylidene] dihydro-4-hydroxy-2 (3H) furanone) và cấu trúc của nó được thể hiện trong hình 1. Tính chất hóa lý Andrographolid là tinh thể không màu, vị đắng, có trọng lượng phân tử là 350,4 g/mol, nhiệt độ nóng chảy là 224-230°C; hấp thụ cực đại ở bước sóng 225 nm [34].
Andrographolid dễ tan trong methanol (14,5 mg/ml), ethanol, pyridin, acid acetic, aceton; tan rất ít trong cloroform (0,21 mg/ml), nước (0,07 mg/ml), dung môi không phân cực, ngoài ra độ tan của andrographolid tăng theo nhiệt độ (15-65oC); hệ số phân bố dầu nước logP = 2,632 ± 0,135 [33]. Andrographolid ổn định trong điều kiện trung tính, acid, không ổn định trong kiềm [45]. Tác dụng dược lý Tác dụng chống viêm: andrographolid trong cây ức chế yếu tố nhân kappa B (NF-κB) liên kết với axit deoxyribonucleic, làm giảm sự biểu hiện của các protein gây viêm như cyclooxygenase 2 (Cox-2) và nitric-oxide synthase [17]. Tác dụng bảo vệ gan: andrographolid có thể làm giảm bớt tổn thương bệnh lý gan và stress oxy hóa ở chuột tiếp xúc với ethanol bằng cách giảm sự biểu hiện của NF- κB và TNF-α [41].
Tác dụng chống ung thư: andrographolid ức chế sản xuất interferon (IFN-g) và IL-2 cytokine và ngăn chặn quá trình chết theo chương trình của tế bào. Nó cũng ngăn chặn các khối u đại trực tràng ở chuột [40]. Tác dụng kháng virus phổ rộng trong đó có cả virus SAR-CoV-2: andrographolid ngăn chặn sự lây lan cũng như truyền virus sang các tế bào lân cận bằng cách can thiệp vào các con đường truyền tín hiệu tế bào khác nhau [27]. Tác dụng bảo vệ thần kinh trung ương: Các nghiên cứu dược lực học đã chỉ ra rằng andrographolid có thể vượt qua hàng rào máu não và phân bố vào các vùng não khác nhau, và do đó tác dụng dược lý của nó trên hệ thần kinh trung ương (CNS) đã bắt đầu được tiết lộ trong những năm gần đây [30].
Một số nghiên cứu tinh chế andrographolid từ dịch chiết Xuyên tâm liên Năm 2009, Hoàng Việt Dũng và cộng sự đã phân lập hợp chất andrographolid từ lá cây Xuyên tâm liên dùng làm chất chuẩn đối chiếu. Phương pháp chiết được dùng là chiết ngấm kiệt bằng cồn; giai đoạn tinh chế kết hợp phương pháp kết tinh và sắc ký chế hóa. Kết quả thu được andrographolid có độ tinh khiết đạt 97,04% và hiệu suất cả quy trình là 0,89% [2]. Tuy nhiên, quy trình trong báo cáo chưa chi tiết, chưa nghiên cứu được các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình, chưa đưa ra được quy trình cụ thể, khó thực hiện.
Năm 2014, Dilip Jadhao và cộng sự đã nghiên cứu quá tinh chế andrographolid từ cây Xuyên tâm liên. Quá trình tinh chế cũng sử dụng phương pháp kết tinh, dung môi sử dụng là methanol như nghiên cứu trên, tuy nhiên điểm khác biệt là nghiên cứu này sử dụng phương pháp hấp phụ để làm giàu andrographolid trong dịch chiết. Kết quả thu được andrographolid có độ tinh khiết cao và đạt các tiêu chuẩn về kiểm nghiệm [20]. Bên cạnh đó có thể thấy còn một số hạn chế trong nghiên cứu đó là các yếu tố chỉ được khảo sát độc lập, với quá trình hấp phụ mới chỉ đưa ra khảo sát một yếu tố là lượng chất hấp phụ sử dụng, bên cạnh đó cũng còn các yếu tố khác cũng có thể ảnh hưởng đến quá trình này như nhiệt độ hay thời gian hấp phụ.
Năm 2021, Devi và cộng sự cũng đã nghiên cứu phân lập và nhận dạng hợp chất từ lá cây Xuyên tâm liên bằng việc kết hợp phương pháp chiết phân bố lỏng – lỏng và phương pháp kết tinh [13]. Tuy nhiên, phương pháp chiết phân bố lỏng – lỏng 4 có nhược điểm rất lớn đó là quy trình khá phức tạp, khó ứng dụng trên quy mô công nghiệp. Trong nghiên cứu gần đây, andrographolid đã được phân lập bởi Wiwin Winingsih và cộng sự bằng phương pháp hấp phụ sử dụng polyme in dấu phân tử (MIP). Đây là một phương pháp mới chưa được sử dụng để phân lập andrographolid trước đây.
Sau khi tinh chế bởi MIP, độ tinh khiết của andrographolid đã tăng từ 55,37% ± 0,69 lên 94,94% ± 0,34. Có thể thấy đây là một phương pháp giúp giảm phần lớn thời gian tinh chế so với phương pháp kết tinh thông thường. Tuy nhiên, nguyên liệu sử dụng có giá thành khá cao, chưa được ứng dụng thường quy trong sản xuất [49]. Ảnh hưởng của chất màu đến sản phẩm và một số phương pháp loại tạp màu trong dịch chiết 1.
Ảnh hưởng của chất màu đến sản phẩm Để có hiệu suất chiết cao, dịch chiết sạch, ít tạp chất và tiết kiệm chi phí sản xuất thì cần phải lựa chọn dung môi và các điều kiện chiết xuất hợp lý. Tuy nhiên trong thực tế, có rất ít dung môi chiết xuất có tính chọn lọc hòa tan cao với hoạt chất. Trong quy trình sản xuất các sản phẩm từ dược liệu, ethanol là dung môi được sử dụng nhiều để chiết xuất, như vậy dẫn đến các thành phần hoạt tính và tạp chất đều có trong dịch chiết. Các chất có màu thường xuất hiện trong dịch chiết cồn của dược liệu như chất diệp lục (chlorophyll) (màu xanh), một số hợp chất flavon (màu vàng), tanin (nâu)… Các chất màu có mặt trong dịch chiết có thể gây một số ảnh hưởng bất lợi đến sản phẩm của quy trình.
Đối với các quy trình với mục đích thu sản phẩm là dịch chiết, cao cô đặc từ dịch chiết thì chất màu có ảnh hưởng rất lớn đến độ ổn định của sản phẩm. Ví dụ như đối với chlorophyll, chất này rất nhạy cảm với nhiệt, ánh sáng, oxy… [31] dẫn đến sự biến đổi về màu sắc của chúng trong quá trình bảo quản dịch chiết, cao dược liệu từ đó sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Với các quy trình mục đích thu các sản phẩm sau tinh chế như đơn chất, cao giàu hoạt chất… chất màu có một số tác động đến quá trình tinh chế các sản phẩm này. Sự có mặt của chất màu trong dịch chiết có thể cản trở sự kết tinh hoạt chất và ảnh hưởng đến cảm quan của các sản phẩm cuối cùng [10], [20].
Ngoài ra việc lẫn các tạp chất màu có thể dẫn đến sản phẩm chiết không đạt chất lượng về hàm lượng, độ ổn định… Ví dụ trong sản xuất nguyên liệu làm dầu diesel sinh học, chất diệp lục làm cho dầu dễ bị quang oxy hóa hơn, làm giảm độ ổn định khi bảo quản và gây ra mùi vị khó chịu. Hơn nữa, sự có mặt của chất diệp lục có thể làm giảm hiệu suất chuyển hóa và hiệu suất đốt của dầu diesel sinh học [28]. Ngoài ra, tạp chất màu có thể ảnh hưởng 5 đến tính an toàn trong quá trình sử dụng như tanin trong thuốc có thể gây ra phản ứng bất lợi tan máu [10]. Trong kiểm nghiệm, các tạp màu như chlorophyll xuất hiện trong dịch chiết cũng có thể coi như hợp chất nhiễu, gây ra các khó khăn và sau số trong quá trình định lượng, do khả năng hấp phụ UV – VIS, đặc tính huỳnh quang và xu hướng kết tủa trong môi trường nước [23].
Một số phương pháp loại tạp chất màu trong dịch chiết 1. Phương pháp hấp phụ Hấp phụ là sự tập trung của một hoặc một nhóm chất lên bề mặt vật liệu có cấu trúc xốp [50]. Các vật liệu xốp được gọi là chất hấp phụ và các chất bị hút bám vào bề mặt các chất hấp phụ gọi là các chất bị hấp phụ. Một số chất hấp phụ phổ biến thường được dùng trong nghiên cứu và phổ biến như alumia hoạt tính, silicagel, nhựa macroporous tổng hợp, sợi collagen và than hoạt tính [32].
Trong chuyên luận Xuyên tâm liên của dược điển Việt Nam V (DĐVN V) và dược điển Trung Quốc 2015 (CP2015), để loại màu dịch chiết đã sử dụng phương pháp hấp phụ với chất hấp phụ lần lượt là than hoạt và nhôm oxit[1].