Huỳnh Ngọc Trung Dung, Nguyễn Thanh Ngân, Trương Thị Quế Trân, Trì Kim Ngọc, Phạm Thành Trọng và Đỗ Văn Mãi
Tạp chí Nghiên cứu khoa học và Phát triển kinh tế – Trường Đại học Tây Đô. 09: 249-258
Mục lục
Mục đích của nghiên cứu nhằm xác định hàm lượng polyphenol và flavonoid toàn phần, hoạt tính kháng oxy hóa của các cao chiết trên cây Ké đầu ngựa (Xanthium strumarium L.). Nghiên cứu được thực hiện theo phương pháp Folin – Ciocalteu, aluminium chloride colorietric và DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl). Kết quả cho thấy cao chiết lá Ké đầu ngựa có hàm lượng polyphenol, flavonoid toàn phần cao nhất và thể hiện hoạt tính kháng oxy hóa mạnh hơn so với các cao chiết thân, trong đó cao chiết lá với ethanol 50% có hoạt tính kháng oxy hóa mạnh nhất (IC50 = 294,36 ± 2,99 µg/mL), nhưng vẫn thấp hơn acid ascorbic (28,71 ± 0,09 µg/mL). Hàm lượng hoạt chất và hoạt tính sinh học của các mẫu cao chiết từ thân và lá có sự biến động tùy thuộc vào dung môi chiết và điều kiện tự nhiên của vùng trồng dược liệu. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy có sự tương quan thuận giữa hàm lượng polyphenol, flavonoid và khả năng kháng oxy hóa (1/IC50) với r = 0,92.
GIỚI THIỆU
Polyphenol và flavonoid là nhóm các hợp chất có nguồn gốc tự nhiên tồn tại trong thực vật, có nhiều chức năng sinh học quý đã được chứng minh qua nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới, đặc biệt là khả năng kháng oxy hóa (Milner, 1994; Duthie et al., 2000; Matan et al., 2006; Garcia-Salas et al., 2010), từ đó giúp ngăn chặn hoặc làm chậm quá trình oxy hóa trong cơ thể, làm giảm quá trình gây bệnh cũng như giảm tỷ lệ ung thư, ngăn ngừa các rối loạn hay thoái hóa liên quan đến não, thần kinh, viêm khớp, tim mạch… (Shiozawa et al., 2017).
Ké đầu ngựa (Xanthium strumarium L.) là loài cây mọc hoang được sử dụng trong các bài thuốc dân gian ở Việt Nam, các nước Bắc Mỹ, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc…
Các nghiên cứu trên thế giới cho thấy Ké đầu ngựa có khả năng kháng oxy hóa, kháng khuẩn và gây độc trên tế bào ung thư với thành phần hóa học giàu hoạt tính sinh học được biết đến như là xanthanoid, dẫn xuất của acid quinic, thiazindion… (Sato et al., 1997; Kim et al., 2003; Tao et al., 2013; Fan et al., 2019) tuy nhiên, các nghiên cứu chủ yếu được thực hiện trên quả.
- Theo Sheu et al. (2003), hoạt tính kháng oxy hóa của quả Ké đầu ngựa là do các hợp chất nhóm polyphenol như acid caffeic, acid 1,3,5-tri-O-caffeoyl quinic, kali 3-O-caffeoyl quinat và acid 1,5-tri-O-caffeoyl quinic quyết định.
- Bên cạnh đó, dịch chiết nước từ quả cũng cho hiệu quả khử DPPH từ 35,2% – 79,1% trong khoảng 0,05 – 0,2 mg/mL (Huang et al., 2011). Ngoài ra, tinh dầu của quả Ké đầu ngựa cũng đã được chứng minh có năng kháng oxy hóa với IC50 = 138,87 µg/mL (Ghahari et al., 2017).
Tại Việt Nam, các chất kháng oxy hóa từ thân và lá Ké đầu ngựa chưa được nghiên cứu nhiều, đây có thể là một nguồn nguyên liệu có tiềm năng cung cấp các hoạt chất có khả năng kháng oxy hóa nhưng chưa được khai thác. Mục đích của nghiên cứu nhằm xác định hàm lượng polyphenol và flavonoid toàn phần ảnh hưởng đến hoạt tính kháng oxy hóa của các cao chiết từ thân và lá Ké đầu ngựa (Xanthium strumarium L.) thu ở Trà Vinh và An Giang.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nguyên liệu nghiên cứu
Thân và lá cây Ké đầu ngựa được thu hái tại 2 tỉnh Trà Vinh và An Giang, sau đó được rửa sạch, để ráo, phơi khô, xay nhỏ được lưu tại phòng thực hành Hóa sinh, trường đại học Tây Đô để sử dụng cho nghiên cứu.
Phương pháp nghiên cứu
Hóa chất, thiết bị
- Ethanol 50%, 96%, nước cất, DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) (Anh), methanol (Trung Quốc), acid ascorbic (Bỉ), acid gallic (Sigma), quercetin (Sigma).
Chiết xuất và thu cao ethanol toàn phần
Bột thân và lá Ké đầu ngựa của 2 vùng được để riêng, chiết xuất bằng phương pháp ngâm lạnh có hỗ trợ siêu âm với dung môi ethanol ở 2 nồng độ (50% và 96%) (Nguyễn Kim Phi Phụng, 2007; Novak et al., 2008).
- Rót dung môi ethanol (50% và 96%) vào bình cho đến khi xấp bề mặt dược liệu, ngâm trong 30 phút rồi tiến hành đánh siêu âm trong 30 phút.
- Sau đó, dung dịch chiết được lọc qua giấy lọc; cô đuổi dung môi sẽ có được cao chiết.
- Tiếp theo, rót dung môi mới vào bình chứa dược liệu và tiếp tục quá trình chiết cho đến khi nhỏ dịch chiết lên lam kính, làm khô lam, nhìn không còn thấy vết để lại (Nguyễn Kim Phi Phụng, 2007).
Xác định hàm lượng polyphenol
Hàm lượng polyphenol toàn phần được xác định dựa theo mô tả của Singleton and Rossi (1965). Sử dụng methanol để pha loãng 8 mẫu cao chiết (TV50, TV96, LV50, LV96, TA50, TA96, LA50, LA96) để đạt nồng độ 0,5 mg/mL và dung dịch chuẩn acid gallic có nồng độ 0, 10, 20, 30, 40, 50 μg/mL.
Xác định hàm lượng flavonoid
Hàm lượng flavonoid được xác định dựa trên mô tả của Marinova et al.(2005). Sử dụngmethanol để pha loãng 8 mẫu cao chiết để đạt nồng độ 1 μg/mL và dung dịch chuẩn quercetin có nồng độ 0, 10, 20, 40, 60, 80 µg/mL.
Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa
Khả năng kháng oxy hóa được thực hiện theo phương pháp DPPH (Blois, 1958; Chanda and Dave, 2009). Sử dụng methanol để pha loãng các mẫu cao chiết để đạt nồng độ phù hợp và dung dịch acid ascorbic nồng độ 10, 20, 30, 40, 50 µg/mL.
Xử lý số liệu
Trong nghiên cứu, mỗi thí nghiệm tiến hành lặp lại 3 lần, kết quả trình bày ở dạng giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn. Kết quả được tính toán bằng phần mềm Microft Office Excel. Số liệu được xử lý tương quan bằng phần mềm SPSS. Sự khác biệt có ý nghĩa thống kê với độ tin cậy 95% khi P < 0,05.
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Hàm lượng polyphenol và flavonoid trong các loại cao chiết
Hàm lượng polyphenol toàn phần (TPC) và flavonoid toàn phần (TFC) trong các mẫu cao thử nghiệm có sự khác biệt giữa 2 vùng khảo sát, kết quả thể hiện qua Bảng 1.
Nhận xét:
Nhìn chung, các cao chiết từ lá hàm lượng polyphenol và flavonoid toàn phần cao hơn các mẫu chiết từ thân. Hàm lượng polyphenol toàn phần của 8 mẫu cao chiết dao động từ 8,58 – 68,14 mg GAE/g dược liệu khô.
Trong đó, mẫu cao chiết LA96 có hàm lượng polyphenol cao nhất và mẫu TV96 có hàm lượng thấp nhất. Hàm lượng flavonoid toàn phần của 8 mẫu cao chiết dao động từ 3,86 – 62,95 mg QE/g dược liệu khô, cao nhất là mẫu LV50 Theo Lu and Foo (1995), ở thực vật, quá trình quang hợp ở lá tạo ra nhiều gốc tự do, do đó, lá cây cần có sự hiện diện nhiều các nhóm hợp chất chống lại các gốc tự do đó.
==> Các mẫu cao chiết từ thân và lá thu tại Trà Vinh với dung môi ethanol 50% cho hàm lượng polyphenol và flavonoid cao hơn dung môi ethanol 96%, nhưng các mẫu cao chiết tại An Giang thì dung môi ethanol 96% cho hàm lượng cao hơn ở mẫu lá, trong khi mẫu thân cây thì dung môi 50% cho kết quả cao hơn.
==> Sự khác biệt này có thể là do điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng dẫn đến sự khác nhau giữa hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học trong cây (Mustafa et al., 2010).
Kết quả khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa
Hoạt tính kháng oxy hóa của các cao thử nghiệm và acid ascorbic được thể hiện qua khả năng ức chế 50% DPPH (IC50), giá trị IC50 càng thấp thì khả năng kháng oxy hóa càng cao và ngược lại
Nhận xét:
Kết quả khảo sát cho thấy, các cao thử nghiệm đều thể hiện hoạt tính kháng oxy hóa, tuy nhiên đều thấp hơn đối chứng dương acid ascorbic. Ở chỉ tiêu này, các cao chiết từ lá cũng thể hiện hoạt tính kháng oxy hóa mạnh hơn so với các cao chiết từ thân, đặc biệt là LV50 (IC50 = 294,36 ± 2,99 µg/mL), điều này cũng phù hợp với kết quả về hàm lượng polyphenol và flavonoid toàn phần có trong các mẫu nghiên cứu (Bảng 1).
Theo Garcia-Salas et al. (2010), khi đề cập đến các chất có khả năng kháng oxy hóa có trong các loài thực vật, mối quan tâm đầu tiên chính là hàm lượng các hợp chất polyphenol và flavonoid.
- Kết quả (Bảng 2) cũng cho thấy, có sự khác biệt về khả năng kháng oxy hóa của các cao chiết lá tại 2 vùng, cụ thể là tại Trà Vinh thì khả năng kháng oxy hóa của LV50 (IC50 = 294,36 ± 2,99 µg/mL) cao hơn so với LV96 (IC50 = 538,52 ± 12,52 µg/mL), tại An Giang thì cho kết quả ngược lại khả năng kháng oxy hóa của LA96 (IC50 = 404,59 ± 2,06 µg/mL) cao hơn LA50 (IC50 = 963,76 ± 12,16 µg/mL).
Phân tích sự tương quan giữa các đại lượng khảo sát trên các mẫu cao chiết bằng phép so sánh Pearson (Bảng 3) cho thấy, hàm lượng polyphenol và flavonoid trong các mẫu cao thử nghiệm có sự tương quan rất cao (r = 0,94), với P < 0,01.
Nhận xét:
Hàm lượng polyphenol và flavonoid có tương quan thuận với giá trị 1/IC50 với hệ số tương quan lần lượt là r = 0,73 và r = 0,87, tương ứng với hàm lượng polyphenol và flavonoid có trong cao chiết càng cao thì khả năng kháng oxy hóa càng mạnh.
Điều này phù hợp với nhận định của Lu and Foo (1995), polyphenol là nhóm hợp chất có khả năng kháng oxy hóa nổi bật nhất của thực vật, trong đó flavonoid được coi là chất kháng oxy hóa mạnh, hơn vitamin C, vitamin E và carotenoid (Rice-Evans et al.,1996).
- Kết quả này cũng tương tự với nghiên cứu của Scherer and Godoy (2014) trong chiết xuất lá Ké đầu ngựa, tổng hàm lượng polyphenol và khả năng kháng oxy hóa có sự tương quan thuận cao với r = 0,97.
KẾT LUẬN
- Có sự tương quan giữa hàm lượng polyphenol, flavonoid và khả năng kháng oxy hóa của các cao chiết từ bộ phận thân, lá của cây Ké đầu ngựa thu tại An Giang và Trà Vinh.
- Cao chiết lá có hàm lượng hai hoạt chất này cao hơn thân. Hàm lượng hoạt chất có biến động theo điều kiện tự nhiên của vùng sinh thái trồng dược liệu. Mặt khác, dung môi chiết xuất ethanol 96% có khuynh hướng đạt hiệu quả tốt hơn so với 50%.
- Hoạt tính kháng oxy hóa thấp hơn đối chứng dương acid ascorbic, và khá biến động giữa thân, lá, vùng trồng và dung môi chiết. Cao chiết từ lá thể hiện hoạt tính kháng oxy hóa mạnh hơn so với các cao chiết từ thân. Hàm lượng polyphenol và flavonoid có tương quan thuận với giá trị 1/IC50 với r = 0,92.
