Đỗ Thị Bích Thủy, Phạm Thế Trọng Hiếu, Trần Thanh Quỳnh Anh
Công nghệ Hóa sinh và Protein
Rau tần hay húng chanh (Plectranthus amboinicus) là loại rau gia vị được sử dụng trong các món ăn. Lá cây rau tần có mùi thơm do có chứa hàm lượng tinh dầu lớn. Lá rau tần sau khi thu hoạch trên địa bàn Thừa Thiên Huế, được xử lý và chưng cất bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước để thu tinh dầu. Với thời gian chưng cất 2,5 giờ và tỉ lệ dung môi/nguyên liệu là 4/1 thu được hàm lượng tinh dầu cao nhất. Thành phần tinh dầu thu được sau khi phân tích định tính bằng phương pháp GC-MS cho thấy có chứa 19 thành phần hóa học. Khả năng kháng oxy hóa của tinh dầu cây rau tần được xác định bằng phương pháp DPPH. Kết quả cho thấy rằng, ở nồng độ 25 (μL/mL) sản phẩm này có khả năng kháng oxy hóa lớn nhất, đạt 62,66%. Sử dụng phương pháp khuếch tán trên đĩa thạch cho thấy tinh dầu rau tần thể hiện khả năng ức chế sự phát triển các chủng Salmonella và E. coli tốt nhất ở nồng độ 4% và 100%.
MỞ ĐẦU
Cây rau tần còn gọi là rau thơm lông, rau húng chanh, rau tần dày lá,… có tên khoa học là Plectranthus amboinicus (Lour.) Spreng, thuộc họ Hoa môi – Lamiaceae. Ngoài công dụng là một loại rau gia vị thông dụng trong ẩm thực của người châu Á, rau tần còn là loại cây thảo dược rất lâu đời trong y học dân gian, như trị bệnh cảm sốt, ho nhiệt, viêm họng, khan tiếng, côn trùng cắn…
Ngày nay, cây rau tần được trồng khắp nơi trên thế giới và rất phổ biến ở nước ta. Cây rau tần có hoạt tính kháng vi sinh vật cao (Rinalda et al., 2007), vì thế các chế phẩm rau tần ngày càng phong phú hơn, từ bài thuốc dân gian cổ điển cho đến thực phẩm chức năng, dược phẩm và mỹ phẩm.
Theo nghiên cứu của Lữ Thị Mộng Thy (2016) chỉ ra rằng lá rau tần được chiết xuất với điều kiện tối ưu thu được hàm lượng tinh dầu từ 0,03 – 0,12%. Ngoài ra, phân tích của GC/MS tác giả đã công bố rằng các thành phần hóa học chính của tinh dầu rau tần là carvacrol (63,29%), caryophyllene (12,39%), α – caryophyllene (2,05%), caryophyllene oxide (2,12%).
- Bên cạnh đó, cây rau tần còn chứa protein, carbohydrate, và một lượng nhỏ vitamin A, vitamin C. Nhiều hợp chất có giá trị sinh học trong rau tần được cho là có khả năng kháng oxy hóa, nhờ đó có thể ngăn ngừa các bệnh về tiêu hoá, ho, sốt và ung thư (Morais et al., 2007).
Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu (Nguyễn Thị Bích Huyền et al. (2012), Lữ Thị Mộng Thy (2016)) cũng chỉ ra rằng vùng nguyên liệu khác nhau ảnh hưởng rất lớn đến hàm lượng các hợp chất có giá trị sinh học trong rau tần, do đó ảnh hưởng lớn đến khả năng kháng oxy hóa và kháng khuẩn của dịch chiết.
Chính vì thế, nghiên cứu của chúng tôi tập trung vào việc xác định một số thông số tối ưu để khai thác tối đa hàm lượng tinh dầu có trong rau tần ở địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế. Từ đó, xác định thành phần chính của tinh dầu cây rau tần, cũng như khả năng kháng oxy hóa và kháng khuẩn của tinh dầu.
NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
Nguyên liệu
Lá rau tần được thu hái từ cây ra tần sau 3 tháng kể từ khi được trồng trên địa bàn Thừa Thiên Huế. Nguyên liệu được rửa sạch, để ráo và bảo quản ở tủ lạnh ở nhiệt độ 5 – 10°C để thực hiện các thí nghiệm chưng cất tinh dầu.
Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước
- Nguyên liệu lá rau tần (Plectranthus amboinicus) sau khi được xử lý ở kích thước thích hợp được chưng cất thu tinh dầu bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước, sử dụng bộ chưng cất tinh dầu nhẹ Clevenger theo quy trình I của Dược Điển Việt Nam IV (2009).
Phương pháp định tính thành phần hóa học bằng sắc ký khí ghép khối phổ GC/MS TQ8040
- Tinh dầu cây rau tần được định tính thành phần hóa học bằng máy sắc ký khí ghép khối phổ GC/MS TQ8040 với detector MS tại phòng thí nghiệm thuộc Trung tâm Kiểm nghiệm Thuốc – Mỹ phẩm – Thực phẩm Thừa Thiên Huế.
Khảo sát khả năng kháng khuẩn bằng phương pháp khuếch tán trên đĩa thạch của Kirby-Bauer (1961)
- Các chủng E. coli, Salmonella, Vibrio sp trước khi sử dụng được tăng sinh trên môi trường lỏng 1% pepton; 1% cao nấm men; 2% agar; nước cất, nuôi trong 12 giờ ở 37°C, lắc 100 vòng/phút.
- Huyền phù vi sinh vật đạt mật độ 106 CFU/mL được dùng trong thí nghiệm khảo sát hoạt tính kháng khuẩn.
Phương pháp xử lý số liệu
Kết quả thí nghiệm được phân tích ANOVA và kiểm định Tukey (5%) để so sánh sự khác biệt về mặt thống kê giữa các giá trị trung bình. Các phân tích thống kê sử dụng phần mềm SPSS 20.
KẾT QUẢ
Sự ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi/nguyên liệu và thời gian chưng cất đến lượng tinh dầu thu được
Tỷ lệ dung môi/nguyên liệu là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lượng tinh dầu thu được sau quá trình chưng cất.
Nguyên liệu (100 g) sau khi xử lý, tiến hành chưng cất với các tỷ lệ dung môi/nguyên liệu (v/w) khác nhau (3/1; 4/1; 5/1 và 6/1) thu được thể tích tinh dầu từ cây rau tần thu được cũng khác nhau lần lượt là: 13,37 (µL); 18,37 (µL); 18,33 (µL) và 17,27 (µL).
- Khi tăng lượng dung môi (nước cất) thì thể tích tinh dầu tăng, đạt cực đại (18,37 µL) tương ứng với tỷ lệ dung môi/nguyên liệu 4/1.
- Nếu tiếp tục tăng lượng dung môi, thể tích tinh dầu thu được không tăng và có xu hướng giảm xuống dần.
Nhận xét:
Ở các mức thời gian khác nhau là 1 giờ; 1,5 giờ; 2 giờ; 2,5 giờ và 3 giờ thì thể tích tinh dầu thu được trên 100 g cũng khác nhau lần lượt là 6,83 (µL); 12,47 (µL); 18,37 (µL); 18,33 (µL) và 18,37 (µL).
Thời gian chưng cất càng lâu thể tích tinh dầu từ cây rau tần thu được càng tăng.
- Có thể nhận thấy, thể tích tinh dầu tăng dần theo thời gian chưng cất và lượng tinh dầu thu được cao nhất sau 2 giờ chưng cất (18,37 µL) và sau đó không tăng nữa.
- Lượng tinh dầu sau 2,5 giờ chưng cất (18,33 µL) và 3 giờ chưng cất (18,37 µL) không sai khác có ý nghĩa so với mẫu thí nghiệm 2 giờ (p<0,05).
==> Vì vậy, thời gian chưng cất thích hợp là 2 giờ với thể tích tinh dầu đạt 18,37 µL.
Phân tích định tính thành phần hóa học của tinh dầu cây rau tần
Tinh dầu cây rau tần được đưa vào máy sắc ký khí ghép khối phổ GC/MS để phân tích thành phần định tính. Kết quả thu được phổ sắc ký theo hình 3 và thành phần tinh dầu được xác định bảng 1.
Bằng phương pháp GC/MS đã xác định được 19 thành phần hóa học. Trong đó, các thành phần chiếm hàm lượng cao là D – Verbenone (30,21%), cinnamyl alcohol (16,70%), trans – Caryophyllene (15,89%). Nghiên cứu chỉ ra rằng trans -Caryophyllene (chiếm tỷ 15,89%) là cao hơn so với nghiên cứu của Valer và đồng tác giả (2003) với trans -caryophyllene chỉ chiếm 9,1%.
Bên cạnh đó ở nghiên cứu của Nguyễn Thị Bích Huyền và đồng tác giả (2012), thành phần nổi bật trong tinh dầu rau tần được trồng ở huyện Thốt Nốt thành phố Cần Thơ là carvacrol (69%), cymene (9%) không có sự có mặt của d – verbenone và cinnamyl alcohol và trans – caryophyllene chỉ chiếm 4%.
- Theo Adinee và đồng tác giả (2008), những thành phần chính trong tinh dầu rau tần là tương đối khác so với kết quả nghiên cứu của công trình này. Theo đó, thành phần tinh dầu rau tần là trans – carveol 28,89%, citronellol 25,24%, gamma – 3 – cavene 5,26%.
- Trong khi đó, kết quả của Lữ Thị Mộng Thy (2016) cho thấy thành phần chính của tinh dầu rau tần là carvacrol (63,29%), caryophyllene (12,39%), anpha – caryophyllene (2,05%), caryophyllene oxide (2,12%).
Từ kết quả thu được ở công trình này so với các công trình khác cho thấy có sự khác biệt về thành phần hóa học của tinh dầu rau tần. Sự khác biệt này có thể là do sự khác nhau về phương pháp chưng cất, độ tuổi của cây, vị trí địa lý, khí hậu và điều kiện thổ nhưỡng.
![Phân tích định tính thành phần hóa học của tinh dầu cây rau tần 2]( "Phân tích định tính thành phần hóa học của tinh dầu cây rau tần 2")
Khả năng kháng oxy hóa của tinh dầu cây rau tần
Bảng 2 cho thấy phần trăm hoạt tính bắt gốc tự do DPPH của tinh dầu rau tần được khảo sát ở các nồng độ khác nhau. Kết quả cho thấy, nếu tăng nồng độ từ 5 μL/mL đến 25 μL/mL thì giá trị SC% của tinh dầu tăng dần từ 45,848 % đến 62,656 %, chứng tỏ thể tích tinh dầu càng tăng thì khả năng kháng oxy hóa của tinh dầu càng cao.
Khả năng kháng oxy hóa thể hiện tốt nhất ở công thức 6 với khả năng bắt gốc tự do là 62,656 %. Khả năng kháng oxy hóa của tinh dầu rau tần tương đối cao (IC50= 9,19 μg/mL) và chỉ thấp hơn vitamin C (IC50 = 4,36 μg/mL) 2,1 lần.
- Theo nghiên cứu của Manjamalai và đồng tác giả (2012) đã công bố rằng tinh dầu rau tần thể hiện khả năng kháng oxy hóa đáng kể chống lại các tế bào ung thư phổi gây ra bởi dòng tế bào trong cả hai mô hình (in vitro và in vivo) có thể là do sự hiện diện của các hợp chất phytochemical như carvacrol và thymol.
- Alpha -Terpinene (1,72%), Gamma-Terpinene (1,02%) được công bố là có khả năng chống oxy hóa đáng kể (Brand et al., 2001). Các hợp chất này có thể ngăn chặn sự sản xuất superoxide và gốc tự do làm hư hại đến các thành phần của tế bào.
Khả năng kháng khuẩn của tinh dầu cây rau tần
Khả năng kháng khuẩn của tinh dầu cây rau tần được xác định dựa trên khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn, thể hiện qua đường kính vòng kháng khuẩn được tạo ra trên đĩa petri.
Kết quả bảng 3 chỉ ra rằng tinh dầu cây rau tần có khả năng kháng 2 chủng vi khuẩn E. coli và Salmonella. Mức độ kháng phụ thuộc vào nồng độ của tinh dầu sử dụng. Ngoài mẫu đối chứng không có khả năng kháng khuẩn ra thì các nồng độ còn lại đều ức chế được sự phát triển vi khuẩn.
- Ngay từ nồng độ pha loãng 0,5% đã xuất hiện vòng tròn kháng khuẩn tuy không lớn nhưng đã cho thấy được hai loại vi khuẩn đã bị ức chế ở nồng độ khảo sát nhỏ nhất. Đường kính đo được khá nhỏ với vòng kháng của E. coli đo được là 2,5 mm, với Salmonella đường kính vòng kháng đo được là 3,17 mm.
- Tuy nhiên, ở nồng độ cao hơn từ 1%, 2%, 4% thì vòng tròn kháng khuẩn đã có sự khác biệt rõ rệt. Ở nồng độ 1% đường kính vòng kháng khuẩn đối với E.coli là 6 mm với samonella là 7 mm và tăng dần ở các nồng độ 2%, 4% với đường kính vòng tròn kháng khuẩn lần lượt với E. coli là 8,5 mm, 13,5 mm và Samonella là 10 mm, 14 mm.
==> Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Hassani và đồng tác giả (2012) về khả năng kháng khuẩn của tinh dầu rau tần trên chủng gram (+) (S. aureus) và chủng gram (-) (E. coli). Điều này lý giải việc sử dụng cây rau tần như một vị thuốc trong dân gian để chữa một số bệnh như cảm lạnh, hen suyễn, ho, sốt…
KẾT LUẬN
- Nghiên cứu chỉ ra rằng hàm lượng tinh dầu của rau tần được trồng trên địa bàn Thừa Thiên Huế chiếm 1,83%. Trong đó gồm một số các hợp chất chính như D – Verbenone (30,21%), cinnamyl alcohol (16,70%), trans -Caryophyllene (15,89%).
- Thông số tối ưu của quá trình chưng cất thu tinh dầu là 2 giờ với tỉ lệ dung môi/nguyên liệu là 4/1. Bên cạnh đó, ở nồng độ 25 (μL/mL), tinh dầu rau tần có khả năng bắt gốc tự do là lớn nhất đạt 62,656a%.
- Tinh dầu rau tần thể hiện khả năng ức chế sự phát triển của 2 loài vi khuẩn khảo sát là E. coli, Salmonella tốt nhất ở nồng độ 100%.
