MỞ ĐẦU Stachys affinis Bunge. Ở Việt Nam, củ Sùng thảo cũng có những nghiên cứu bƣớc đầu xây dựng nghiên cứu nhân giống in vitro [3], nghiên cứu về chiết tách polysaccharid và saponin trong củ Sùng thảo [2]. Trong y học cổ truyền Trung Quốc, Sùng thảo có thể dùng để điều trị các bệnh cảm lạnh và viêm phổi [36]. Ngoài ra, chiết xuất từ rễ của Sùng thảo có hoạt động kháng khuẩn, chống viêm và chống ung thƣ [38], [19].
Stachyose là một tetrasaccharid bao gồm hai phân tử galactose, một phân tử glucose và một phân tử fructose, có thể kích thích sự tăng trƣởng của bifidobacteria trong ruột ngƣời và bảo vệ chức năng của các cơ quan, giúp loại bỏ các chất có hại [49], [42]. Vì nó không thể đƣợc tiêu hóa cũng không đƣợc hấp thụ, stachyose cũng đƣợc coi là loại đƣờng thay thế cho đƣờng cho bệnh nhân tiểu đƣờng [41]. Thực phẩm và thảo dƣợc có chứa oligosacharid (nhƣ raffinose và stachyose) đã đƣợc phê duyệt là thực phẩm chăm sóc sức khỏe đặc biệt ở nhiều quốc gia. Stachyose là thành phần hóa học chính của Sùng thảo đƣợc dự trữ chủ yếu ở củ với hàm lƣợng lên đến 23,6 % trọng lƣợng khô (chiếm 80 – 90 % trên tổng lƣợng carbohydrat), đồng thời cũng là chất đánh dấu để nhận biết các Stachys [31], [50].
Hàm lƣợng này cao hơn nhiều so với lƣợng stachyose có trong các hạt thuộc họ đậu 0,6 – 5,8 % (trọng lƣợng khô) [20]. Có thể thấy, Sùng thảo là nguồn cung cấp stachyose tiềm năng có thể làm nguyên liệu sản xuất các chế phẩm, thực phẩm chức năng dành cho ngƣời ăn kiêng. Chính vì vậy, xác định – định lƣợng stachyose trong cây Sùng thảo là rất cần thiết cho việc đánh giá chất lƣợng nguồn nguyên liệu. Trên thế giới nhiều phƣơng pháp đã đƣợc sử dụng để định lƣợng các oligosacharide nhƣ: HPLC–RID [48], FPLC-RID [57], LC–MS [22], [29]; và xác định cấu trúc bằng phƣơng pháp MNR [8] trên các đối tƣợng họ đậu, các chế phẩm 1.
sinh học… Tuy nhiên, cho đến hiện tại chỉ có phƣơng pháp HPLC-ELSD và HPLC- RID đã đƣợc công bố để định lƣợng stachyose trong Stachys affinis [50]. Ở Việt Nam, hầu nhƣ là chƣa có nghiên cứu nào xây dựng qui trình định lƣợng stachyose trong Stachys affinis đƣợc thực hiện. Nhƣ vậy, nhằm đóng góp thêm một phƣơng pháp để xây dựng qui trình định lƣợng nhanh chóng và tin cậy đề tài: “Xây dựng qui trình định lƣợng stachyose trong Stachys affinis Bunge., Lamiacaea bằng phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng đầu dò khối phổ và phƣơng pháp điện di mao quản” đƣợc tiến hành với các mục tiêu sau: 1. Xây dựng qui trình định lƣợng stachyose trong Stachys affinis Bunge., Lamiacaea bằng phƣơng pháp điện di mao quản (CE).
Xây dựng qui trình định lƣợng stachyose trong Stachys affinis Bunge., Lamiacaea bằng phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng đầu dò khối phổ. Thẩm định qui trình phân tích. Ứng dụng 2 phƣơng pháp đã thẩm định để định lƣợng một số mẫu dƣợc liệu, cao chiết từ Stachys affinis Bunge. Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.
Giới thiệu về cây Sùng thảo (Stachys affinis Bunge. Phân loại Chi Stachys có vị trí phân loại nhƣ sau [27]: Giới (regnum): Plantae Phân giới thực vật bậc cao (Comobinbonta) Ngành Ngọc Lan (Magnoliophyta) Lớp Ngọc Lan (Magnoliopsida) Phân lớp Cúc (Asteriae) Bộ Lamiales Họ Lamiaceae Chi Stachys Hình 1. Stachys affinis Loài Stachys affinis 1. Mô tả thực vật Cây Sùng thảo - Stachys affinis Bunge., Lamiacaea (Stachys sieboldii, Stachys tuberifera) còn đƣợc gọi với tên khác là atisô Trung Quốc, là một loại cây thân thảo lâu năm có nguồn gốc từ Trung Quốc và phân bố các tỉnh Cam Túc, Hà Bắc, Hồ Bắc, Nei Monggol, Ninh Hạ, Thanh Hải, Thiềm Tây.
Thời cổ đại, chúng đƣợc Hình 1. Stachys affinis và củ 3. trồng lấy củ để làm lƣơng thực ở Trung Quốc và Nhật Bản [27]. Theo mô tả của tác giả T.Lim, Sùng thảo là loại cây thân mềm, hình vuông, chiều cao từ 30 đến 120 cm.
Lá có lông mọc đối xứng nhau, màu xanh lục có nhiều hình dạng và kích thƣớc khác nhau (từ hình bầu dục đến hình trứng thuôn dài), lá thƣờng dài 2,5 – 9,5 cm và rộng 1,5 – 3,5 cm; mép lá có răng cƣa. Cụm hoa màu hồng tím nằm ở ngọn dài từ 10 đến 15 cm, mọc theo vòng, mỗi vòng sẽ có 6 hoa phụ không có cuống; vòng cuối cùng mọc ở kẽ lá và hoa nở vào mùa hè. Lá đài xoắn, dài 6 - 7 mm; tràng hoa dài 12 – 13 mm, nhụy hoa dài 9 mm; môi trên cong có lông, môi dƣới 3 thùy; có 4 nhị, bao phấn hình trứng. Vào cuối mùa thu, dƣới mặt đất hình thành các củ nhỏ giống nhƣ một chuỗi hạt ngọc trai màu trắng.
Củ Sùng thảo có hình dạng giống sâu bƣớm, dài 3 – 5 cm hoặc dài hơn, dày 1 – 1,2 cm [27]. Phân bố Cây Sùng thảo đã đƣợc sử dụng nhƣ một loại rau củ ở Trung Quốc từ thế kỷ IV. Cuối thế kỷ XIX, cây Sùng thảo đƣợc trồng ở châu Âu, ở Pháp đƣợc trồng với quy môi nhỏ và gọi là “Crosnes” (để chỉ thành phố Crosne, thuộc tỉnh Essonne, nơi nó đƣợc trồng lần đầu tiên vào năm 1882). Chúng phân bố khá rộng rãi ở khắp thế giới, đặc biệt ở các nƣớc Châu Âu và Châu Á: Mông Cổ, Hàn Quốc, Ấn Độ, Anh, Bỉ, Thụy Sĩ, Đức, Ý, Nga, Nam Phi… với vai trò nhƣ một loại thực phẩm và dƣợc liệu [27].
Hiện nay, ở Việt Nam cây Sùng thảo đang đƣợc nhân giống in vitro và trồng thử nghiệm tại Lâm Đồng, Đắc Nông và Thành phố Hồ Chí Minh. Thành phần hóa học thực vật Củ của cây Sùng thảo từ lâu đã đƣợc xem nhƣ một loại thực phẩm – dƣợc liệu bởi thành phần hóa học phong phú, đa dạng và mang lại giá trị dinh dƣỡng. Các thành phần hóa học dinh dƣỡng Hàm lƣợng carbohydrat chiếm cao nhất (36,94 %), chính vì thế cung cấp một lƣợng kcal khá lớn (195 kcal/ 100 g củ khô). Lƣợng đƣờng (14,07 %) có trong củ cũng rất quan trọng do chủ yếu là stachyose (80 – 90 %) do có giá trị dƣợc lý cao 4.
Bên cạnh đó, lƣợng chất xơ chiếm khá cao nên củ Sùng thảo rất phù hợp với những ngƣời ăn kiêng. Việc sử dụng Sùng thảo có lợi không chỉ ở những bệnh nhân mắc bệnh tiểu đƣờng (vì chứa nhiều stachyose [43], [55]), mà còn ở những ngƣời có vấn đề về tim do củ Sùng thảo có nồng độ cao các khoáng nhƣ: K (2,36 %), P (0,41 %), Ca (0,38 %) và Mg (0,22 %) và nồng độ Na thấp (0,008 %) [45]. Các thành phần hóa hóa học dinh dƣỡng trong củ Sùng thảo [45] Thành phần Hàm lƣợng (%) trên trọng lƣợng khô Protein 10,64 ± 0,21 Carbohydrat 36,94 ± 1,11 Chất béo 35,00 ± 1,02 Tro 8,44 ± 0,30 1. Các hợp chất có tính chất dƣợc lý Các hợp chất có tính chất dƣợc lý đã đƣợc xác định từ dịch chiết ethanol của S.
affinis bao gồm có 9 hợp chất thuộc 4 loại chất chuyển hóa tự nhiên khác nhau, bao gồm: là các phenylethanoid glycosid (PhG), iridoid, acid dicarboxylic và oligosaccharid. Sự hiện diện của PhG và các iridoid glycosid trong chiết xuất ethanol của Sùng thảo hoàn toàn phù hợp với sự phân loại thực vật hiện tại của loài [45]. Các hợp chất này thƣờng có phổ biến ở Sùng thảo và các thành viên khác trong họ Lamiaceae. Stachyose là hợp chất để nhận biết các Stachys [31].
Các hợp chất phân cực trong củ Sùng thảo STT Nhóm Hợp chất Tác dụng 1 Phenylethanoid Verbascosid Verbascosid có một số đặc điểm dƣợc glycosid (PhG) lý đáng chú ý, trong đó quan trọng nhất là kháng viêm, giảm đau, chống oxy hóa và chống ung thƣ [13], [44]. Leucosceptosid A Các hợp chất này có tính chất tƣơng Martynosid tự estrogen và khả năng chống oxy hoá quan trọng [35], [47]. 2 Iridoids Harpagid Harpagid có thể sử dụng để ngừa 8- O –acetyl – loãng xƣơng [12], ở một số nghiên harpagid cứu khác cho thấy dẫn xuất acetyl của nó cũng cho thấy tác dụng kháng khuẩn, kháng viêm, chống ung thƣ và giảm đau [9], [14], [25], [54]. Melittosid Melittosid và 5-O-allosyloxy-aucubin O – allosyloxy - có khả năng chống oxy hóa ở mức aucubin trung bình nhƣng chúng có tác dụng kháng viêm [39].
3 Acid Acid succinic Chất trung gian trong chu trình tế bào dicarboxylic của acid citric ở cả thực vật và động vật, có vai trò quan trọng trong y học và làm thực phẩm chức năng vì nó có tác dụng chống co giật trong trƣờng hợp oxy cao áp [40], nó cũng có tác dụng giảm đau và an thần [11]; giảm lƣợng đƣờng và cholesterol trong máu [5]. 4 Oligosaccharid Stachyose Là một oligosaccharid đƣợc tìm thấy trong một số loại rau, đặc biệt là ở trong hạt đậu, thƣờng đƣợc làm chất tạo ngọt thay thế cho sucrose trong đồ uống [32], tuy nhiên cần lƣu ý rằng đƣờng này không tiêu hoá hoàn toàn 6. bằng enzym trong cơ thể ngƣời, và có thể gây đầy bụng nghiêm trọng ở những ngƣời nhạy cảm [45]. Công thức cấu tạo stachyose 7.
Stachyos Raffinos Sucrose β-D- α-D- α-D-Galactose α-D- Stachyose là hợp chất tự nhiên tập trung trong các cơ quan lƣu trữ thực vật (rễ, hạt, củ,…) và thƣờng xuất hiện chung với sucrose và raffinose có trong một số thực vật nhƣ đậu xanh, đậu tƣơng và các cây họ Đậu khác cũng nhƣ một số thực vật khác [33]. Trong củ khô của các Stachys, hàm lƣợng stachyose chiếm khoảng 80 % tổng hàm lƣợng carbohydrat đƣợc dự trữ ở không bào, vì thế stachyose đƣợc dùng là hợp chất để nhận biết loài này [23], [24], [27], [31]. Tính chất hóa lý Stachyose có danh pháp và tính chất nhƣ sau [10]: - Danh pháp IUPAC: (2S,3R,4S,5R,6R) – 2 – [[(2R,3R,4S,5R,6S) – 6 [[(2R,3S,4S,5R,6R) – 6 – [(2S,3S,4S,5R) – 3,4 – dihydroxy – 2,5 – bis (hydroxymethyl) oxolan – 2 - yl]oxy – 3,4,5 – trihydroxyoxan – 2 – yl] 8. methoxy] – 3,4,5 – trihydroxyoxan-2-yl] methoxy] – 6 – (hydroxymethyl) oxane – 3,4,5 – triol.
- Cas number: 54261-98-2 - Công thức phân tử: C24H42O21.⨯H2O - Khối lƣợng mol: 666,6 g/mol - Nhiệt độ sôi : 110 oC. - pKa: 11,63 - pKb: - 3,7 - Độ hòa tan: 411 g/L. - Phổ MS: ESI - MS: 665,7 m/z (ESI-) (hình 1. Phổ MS của stachyose [34] 1.
Giảm táo bón – điều hòa hệ vi sinh đƣờng ruột Khả năng điều hòa hệ vi khuẩn đƣờng ruột và giảm táo bón của stachyose đã đƣợc chứng minh khi cho chuột tiêm tĩnh mạch chế phẩm Deshipu (có chứa 55,3% stachyose) trong 14 ngày.