Thành phần Hóa học và Hoạt tính chống oxy hóa của tinh dầu Thiên niên kiện thu hái từ tỉnh Thừa Thiên Huế
Trích từ Tạp Chí Khoa Học Và Công Nghệ, trường Đại Học Khoa Học Huế tập 22, số 2 (2023)
(Các tác giả: Lê Lâm Sơn, Lê Thùy Trang, Nguyễn Văn Dũng, Nguyễn Công Hồng Nhật, Nguyễn Minh Nhung, Lê Trung Hiếu
Khoa Hoá học, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế
Trường Trung học phổ thông Đăk Mil, huyện Đăk Mil, tỉnh Đăk Nông
Trường Trung học phổ thông Krong Ana, tỉnh Dak Lak
Trung Tâm Đo lường, Thử nghiệm và Thông tin Khoa học, Sở KH&CN Thừa Thiên Huế)
Thiên niên kiện là loại thảo dược truyền thống được sử dụng phổ biến từ lâu trong các bài thuốc dân gian của Việt Nam và một số nước trên thế giới. Đây là thành phần có ứng dụng trong điều trị vết thương, tiêu chảy, ho, đau bụng, rối loạn dạ dày, viêm khớp và một số loại rối loạn hệ thần kinh trung ương. Trong bài báo này, thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa của tinh dầu thiên niên kiện thu hái tại tỉnh Thừa Thiên Huế, Việt Nam được các tác giả nghiên cứu, xác định và cho thấy tiềm năng ứng dụng to lớn của tinh dầu này.
Mở đầu
Chi thiên niên kiện (Homalomena) là một chi lớn của họ Ráy (Araceae), phân bố chủ yếu ở Việt Nam, Trung Quốc, Nhật Bản, một số nước châu Á và Nam Mỹ.
Trong đó, loài thiên niên kiện (Homalomena occulta) đã được sử dụng trong Y học cổ truyền tại Việt Nam, Trung Quốc, Nhật Bản và một số nước châu Á. Các nghiên cứu hiện đại cho thấy thành phần hóa học của loài Homalomena occulta khá đa dạng chứa nhiều các hợp chất vitamin, khoáng chất, tinh dầu, và các hợp chất phenolic, … với các hoạt tính sinh học có giá trị như kháng khuẩn, chống oxy hoá, gây độc tế bào ung thư, chống viêm.
Tinh dầu thiên niên kiện từ lâu đã được sử dụng vào rất nhiều mục đích khác nhau như kháng khuẩn, kháng viêm, giảm đau, giảm loãng xương, chống oxy hóa, chống ký sinh trùng … Tuy nhiên, thành phần hóa học của tinh dầu thực vật được tìm thấy thay đổi tùy theo khu vực địa lý. Một số nhà nghiên cứu đã báo cáo thành phần của tinh dầu thiên niên kiện từ các khu vực khác nhau trên thế giới. Theo Zhou và các cộng sự, linalool, 4-terpineol, cedrenol, saussurea lactone là thành phần chính trong tinh dầu Homalomena occulta thu hái từ Erdene-Tsagaan, Mongolia [1]. Linalool, Terpinene-4-ol, Geraniol, α-epi-Muurolol, là bốn thành phần chính trong tinh dầu Homalomena occulta thu hái ở khu vực phía bắc, Việt Nam [2]. Tuy nhiên, nhóm tác giả chưa tìm thấy công trình nào công bố về thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa của tinh dầu thiên niên kiện từ Thừa Thiên Huế, Việt Nam
Trong bài báo, nhóm tác giả công bố về thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa của tinh dầu thiên niên kiện thu hái tại tỉnh Thừa Thiên Huế, Việt Nam được xác định thông qua phương pháp sắc khí ghép khối phổ (GC-MS), phương pháp bắt gốc tự do DPPH và phương pháp tổng hàm lượng các chất chống oxy hóa (total antioxidant capacity).
Nguyên liệu và thực nghiệm
1. Nguyên liệu
Phần trên mặt đất của cây thiên niên kiện được thu hái tại phường Kim Long, thành phố Huế, tỉnh Thừa Thiên Huế
2. Tách chiết tinh dầu thiên niên kiện.
Phần trên mặt đất của cây thiên niên kiện được làm sạch và cắt thành mẫu nhỏ (1 -2 cm). Tinh dầu được chiết xuất bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước trên thiết bị chưng cất tinh dầu theo dược điển Việt Nam [3].
200 gam mẫu được chưng cất trong 500 mL nước cất ở nhiệt độ 100 °C trong 3 giờ. Tinh dầu được tách ra và thu nhận trong lọ thủy tinh tiệt trùng. Sau đó, tinh dầu được làm khô bằng Na2SO4 khan và được bảo quản ở -10 °C trước khi tiến hành phân tích thành phần .
3. Phân tích thành phần tinh dầu thiên niên kiện bằng sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS)
Thành phần tinh dầu thiên niên kiện được xác định trên thiết bị sắc ký khí ghép khối phổ (Agilent GC 7890B-MS 5975C) với cột sắc ký HP-5MS (30 m x 250 µm x 0.25 µm).
Các thông số GC-MS, điều kiện tiến hành và chương trình nhiệt độ như sau:
- Khí mang được sử dụng là Helium ở áp suất không đổi (13 psi);
- 1 µL tinh dầu đã được tiêm vào GC với tỷ lệ phân chia dòng là 50 : 1,
- Nhiệt độ của buồng tiêm là 250 °C;
- Nhiệt độ đầu ở 70 °C, sau đó nâng nhiệt với tốc độ 2 °C/ phút cho đến khi đạt 270 °C.
Sau khi các chất phân tích được tách ra trên cột mao quản, chúng đi qua vùng ion hóa trong nguồn MS (năng lượng ion hóa là 70 eV; nhiệt độ đầu dò khối phổ là 230 °C; nhiệt độ tứ cực là 150 °C), các ion được tách ra dựa trên tỷ lệ khối lượng / điện tích riêng (m / z).
Các chất có trong tinh dầu thiên niên kiện được xác định bằng cách so sánh với cơ sở dữ liệu NIST14.
4. Đánh giá tổng khả năng chống oxy hoá (total antioxidant capacity) theo mô hình phospho molybden
Tinh dầu được được hòa tan trong methanol thu được dung dịch có nồng độ 1 mg/mL. Sau đó, lấy 0,3 mL dung dịch thêm vào 3 mL dung dịch thuốc thử (H2SO4 0,6 M, NaH2PO4 28 mM và (NH4)2MoO4 4 mM), đậy kín và ủ 95 °C trong 90 phút.
Sau đó, mẫu được làm lạnh về nhiệt độ phòng. Độ hấp thụ quang của dung dịch sau phản ứng được đo ở bước sóng 695 nm. Trong mẫu trắng, dung dịch cần phân tích được thay bằng methanol. Hàm lượng chất chống oxy hóa quy tương đương (mg gallic acid/ 1 gam tinh dầu) được xác định thông qua phương trình hồi quy tuyến tính, với chất chuẩn là gallic acid.
5. Đánh giá tác dụng bắt gốc tự do DPPH
Hoạt tính chống oxy hoá thể hiện qua khả năng làm giảm màu của DPPH, được xác định bằng cách đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 517 nm. Dung dịch DPPH nồng độ 100 µM được pha trong methanol ngay trước khi dùng. Hỗn hợp phản ứng có thể tích 3 mL, gồm 1,5 mL tinh dầu được được hòa tan trong methanol ở các nồng độ 100 µg/mL, 20 µg/mL, 4 µg/mL, 0,8 µg/mL và 1,5 mL dung dịch DPPH nồng độ 100 µM.
Các hỗn hợp phản ứng được lắc trong 1 phút và ủ ở nhiệt độ phòng trong 30 phút, rồi tiến hành đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 517 nm. Mẫu trắng được tiến hành tương tự mẫu thử nhưng thay 1,5 mL DPPH bằng 1,5 mL methanol. Tác dụng bắt gốc tự do DPPH được đánh giá qua giá trị IC50.
Kết quả và thảo luận
1. Thành phần hóa học của tinh dầu thiên niên kiện.
Thành phần hóa học tinh dầu thiên niên kiện được xác định bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS).
33 hợp chất được xác định trong tinh dầu thiên niên kiện ở Thừa Thiên Huế chiếm 97,92% gồm các hợp chất hydro carbon terpene và các terpenoid, trình tự xuất hiện và hàm lượng được thể hiện ở hình 1 và bảng 1.
Thành phần chính của tinh dầu là linalool (75,54%), 4-terpineol (6,95%), mcymene (1,92%), sabinene (1,74%), gamma-terpinene (1,67%), alpha-terpineol (1,01%).
Bảng 1: Thành phần hợp chất có trong tinh dầu Thiên Niên Kiện
So sánh với kết qủa phân tích tinh dầu Thiên niên kiện trong nghiên cứu này với các công bố trước đây, thấy có sự khác nhau nhiều về thành phần và hàm lượng các chất chính trong tinh dầu.
- Từ loài này phân bố ở Trung Quốc có các thành phần chính là linalool (47,7%), 4-terpineol (16,5%) và α-terpineol (11,2%) [4].
- Theo công bố của tác giả Trần Thị Kim Ngân và cộng sự Linalool (63,394%), Terpinen-4-ol (7.1%), Geraniol (3,996%) là các thành phần chính trong tinh dầu [2]
Nguồn gen và điều kiện sinh thái đã ảnh hưởng đến quá trình sinh tổng hợp chuyển hóa và tích lũy tinh dầu ở trong cây. Sự khác biệt về thành phần hóa học của tinh dầu có thể được giải thích do sự khác nhau về nguồn gen, điều kiện sinh thái như khí hậu, thổ nhưỡng, điều kiện chăm sóc, thời điểm thu hái …
Hoạt tính sinh học của một số hợp chất chính trong tinh dầu thiên niên kiện đã được ghi nhận trong các nghiên cứu trước đây.
- Linalool có một số hoạt tính sinh học như: kháng viêm, giảm đau, tác dụng lên hệ thần kinh [5], kháng khuẩn [6], chống oxy hóa, độc tế bào ung thư [7]
- 4-Terpineol có khả năng chống ung thư mạnh đối với dòng tế bào Hep-G2 [8]
- Limonene có một số hoạt tính sinh học như tác dụng chống vi khuẩn, chống viêm, chống oxy hóa, chống nhiễm trùng, chống ung thư và diệt côn trùng [9].
- Humulene có khả năng chống ung thư với các dòng tế bào chẳng hạn như các tế bào MCF-7, PC3, A-549, DLD-1, M4BEU và CT26 [10].
Sự hiện diện của các hợp chất hoạt tính sinh học trên, cho thấy tiềm năng ứng dụng của loại tinh dầu này trong ngành thực phẩm và dược phẩm.
2. Hoạt tính chống oxy hóa của tinh dầu thiên niên kiện (Homalomena occulta)
Tổng hàm lượng chất chống oxy hóa (TAC) có trong mẫu tinh dầu nghiên cứu được quy về mg gallic acid /1 g tinh dầu. Xây dựng đường chuẩn phản ứng phospho molybden với chất chuẩn là gallic acid trong khoảng nồng độ từ 0,1 đến 0,5 mg/mL. Kết quả thu được phương trình hồi quy tuyến tính tương ứng của acid gallic: A (Abs) = 1,951 C GA + 0,2373 với hệ số tương quan R = 0,9994.
Kết quả bảng 2 cho thấy, hàm lượng chất chống oxy hóa trong mẫu tinh dầu thiên niên kiện là 33,62± 0,96 mg GA/ 1g tinh dầu.
| STT | Tổng hàm lượng các chất chống oxy hoá | XTB±S (TAC) (mg GA/g) |
| 1 | 32,51 | 33,62± 0,96 |
| 2 | 34,26 | |
| 3 | 34,08 |
Bảng 2. Hàm lượng chất chống oxy hóa (quy tương đương gallic acid) trong tinh dầu thiên niên kiện ( n= 3)
Hoạt tính bắt gốc tự do DPPH của tinh dầu ở các nồng độ khác nhau được trình bày trong bảng 3. Kết quả thu được cho thấy tinh dầu Homalomena occulta có hoạt tính bắt gốc tự do DPPH khá tốt với giá trị IC50 thấp (40,62 µg/mL), gần với giá trị IC50 của curcumin. Ở nồng độ 100 µg/mL, tinh dầu Homalomena occulta có khả năng bắt hơn 78% gốc tự do, nhưng thấp hơn so với các chất đối chứng dương (acid gallic, acid ascorbic và curcumin) ở cùng nồng độ.
So sánh với kết quả bắt gốc tự do DPPH với một số tinh dầu khác, tinh dầu Homalomena occulta có hoạt tính tốt hơn so với tinh dầu Bunium persicum (4.47 mg/mL) [11], tinh dầu bơ và tinh dầu nguyệt quế [12], cho thấy tinh dầu thiên niên kiện là nguồn dược liệu chống oxy hóa tiềm năng.
| Nồng độ (µg/mL) | Tỷ lệ bắt gốc tự do DPPH (%) | |||
| Tinh dâu Thiên Niên Kiện | Acid gallic | Acid ascorbic | Curcumin | |
| 100,0 | 78,62 | 87,34 | 96,65 | 81,26 |
| 20 | 40,06 | 76,23 | 93,80 | 40,64 |
| 4,0 | 27,46 | 54,26 | 88,81 | 29,07 |
| 0,8 | 15,03 | 21,93 | 37,08 | 20,19 |
| IC50 (µg/mL) | 40,62 | 3,58 | 1,60 | 38,50 |
Bảng 3. Tỷ lệ bắt gốc tự do DPPH của tinh dầu nghiên cứu ở các nồng độ khác nhau
Kết Luận
Bằng phương pháp GC-MS đã xác định được 33 hợp chất trong tinh dầu thiên niên kiện (Homalomena occulta) thu hái ở Thừa Thiên Huế, Việt Nam. Linalool (75,54%), 4-terpineol (6,95%), m-cymene (1,92%), sabinene (1,74%), gamma-terpinene (1,67%), và alpha-terpineol (1,01%) là các thành phần chính có trong tinh dầu. Tinh dầu thiên niên kiện thể hiện hoạt tính chống oxy hóa khá tốt, có khả năng bắt gốc tự do DPPH với IC50= 40,62 µg/mL và tổng hàm lượng các chất chống oxy hóa là 33,62 ± 0,96 mg GA/1g tinh dầu. Khả năng chống oxy hóa mạnh và sự hiện diện các chất có hoạt tính sinh học tốt như Linalool, 4-terpineol, limonene và humulene cho thấy tiềm năng ứng dụng của tinh dầu này.
Tài Liệu Tham Khảo
[1] C.-M. Zhou, C. Yao, H.-L. Sun, S.-X. Qiu, and G.-Y. Cui, “Volatile constituents of the rhizome of Homalomena occulta,” Planta medica, vol. 57, no. 04, pp. 391-392, 1991
[2] T. T. K. Ngan, T. T. Hien, L. X. Tien, and T. Q. Toan, “Chemical compositions and stability of Vietnamese Homalomena occulta essential oil under the influence of storage conditions,” Egyptian Journal of Chemistry, vol. 65, no. 7, pp. 23-31, 2022
[3] V. Pharmacopoeia, “Medical Publishing House,” Hanoi, Vietnam, pp. 1-134, 1997
[4] X. C. Liu, C. Q. Bai, Q. Z. Liu, and Z. L. Liu, “Evaluation of nematicidal activity of the essential oil of Homalomena occulta (Lour.) Schott rhizome and its major constituents against Meloidogyne incognita (Kofoid and White) Chitwood,” J Entomol Zool Stud, vol. 2, no. 4, pp. 182-186, 2014
[5] E. 1Ibrahim MS et al., “In vitro repression of cyclooxygenase, acetylcholinesterase activities and bacterial growth by trans-phytol and a glycolipid from the leaves of Homalomena sagittifolia,” 2016.
[6] A. C. Shukla, F. Lalsangluaii, B. Singh, A. Kumar, H. Lalramnghinglova, and A. Dikshit, “Homalomena aromatica: an ethnomedicinal plant can be a potential source of antimicrobial drug development,” European Journal of Environmental Ecology, vol. 2, no. 2, pp. 96-104, 2015.
[7] G. P. Kamatou and A. M. Viljoen, “Linalool–A review of a biologically active compound of commercial importance,” Natural Product Communications, vol. 3, no. 7, p. 1934578X0800300727, 2008.
[8] S. Liu, Y. Zhao, H.-F. Cui, C.-Y. Cao, and Y.-B. Zhang, “4-Terpineol exhibits potent in vitro and in vivo anticancer effects in Hep-G2 hepatocellular carcinoma cells by suppressing cell migration and inducing apoptosis and sub-G1 cell cycle arrest,” J. Buon, vol. 21, no. 5, pp. 1195-1202, 2016.
[9] P. Erasto and A. M. Viljoen, “Limonene-a review: biosynthetic, ecological and pharmacological relevance,” Natural Product Communications, vol. 3, no. 7, p. 1934578X0800300728, 2008.
[10] D. N. Khosravi et al., “Cytotoxic activity of the essential oil of Salvia verticillata L,” 2014 [11] B. Nickavar, A. Adeli, and A. Nickavar, “Analyses of the essential oil from Bunium persicum fruit and its antioxidant constituents,” Journal of oleo science, vol. 63, no. 7, pp. 741-746, 2014. [12] S. C. Joshi, A. R. Verma, and C. S. Mathela, “Antioxidant and antibacterial activities of the leaf essential oils of Himalayan Lauraceae species,” Food and Chemical Toxicology, vol. 48, no. 1, pp. 37-40, 2010.
Mọi chi tiết xin vui lòng liên hệ:
SĐT/Whatsapp/Zalo/Wechat/Kakao Talk/LINE/Skype/Viber: +84 868 855 086
Email: Info@Vipsen.vn
Địa chỉ: D7-TT9, đường Forosa, khu đô thị mới Xuân Phương, Xuân Phương, Nam Từ Liêm, Hà Nội
Địa chỉ xưởng tinh dầu: Bãi Dài, Tiến Xuân, Thạch Thất, Hà Nội.
Địa chỉ xưởng sản xuất nông sản: Thủ Độ, An Tường, Vĩnh Tường, Vĩnh Phúc.
Chia sẻ bài viết này đến bạn bè của bạn
Giúp bạn bè cuả bạn tiếp thu những kiến thức thú vị từ VIPSEN
Bài viết liên quan
