Khảo sát sự biến đổi 4-allylpyrocatechol diacetate và Chavibetol acetate thành Chavibetol trong tinh dầu lá trầu Hóc Môn (Piper bete l.)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN



TRẦN NGUYỄN NGỌC CHÂU




KHẢO SÁT SỰ BIẾN ĐỔI
4-ALLYLPYROCATECHOL DIACETATE VÀ CHAVIBETOL
ACETATE THÀNH CHAVIBETOL TRONG TINH DẦU LÁ
TRẦU HÓC MÔN (PIPER BETE L.)




Chuyên ngành: Hóa hữu cơ
Mã số : 60 44 27



LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC



NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. GS.TS CHU PHẠM NGỌC SƠN
2. TS. NGUYỄN TRUNG NHÂN

Tp. Hồ Chí Minh, 2012

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được luận văn này tôi đã nhận được rất nhiều sự động viên,
ủng hộ và sự giúp đỡ tận tình của người thân, thầy cô và bạn bè.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến GS.TS.Chu Phạm Ngọc Sơn,
GS Nguyễn Xích Liên, TS. Nguyễn Thị Ánh và TS.Nguyễn Trung Nhân những
người thầy cô đã tận tụy, nhiệt tình hướng dẫn tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ
em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Em xin chân thành cảm ơn chú Huỳnh Kỳ Trân, chị Hà Mỹ Thuận, anh
Nguyễn Khoa Nam, các anh chị Viện công nghệ đào tạo và phát triển, công ty mỹ
phẩm Thorakao và công ty sắc ký Hải Đăng đã tạo điều kiện tốt, truyền đạt kinh
nghiệm quý báu trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài.
Em xin cảm ơn quý Thầy, Cô Khoa Hóa đặc biệt là Quý Thầy Cô bộ môn
Hóa hữu cơ đã hết lòng giảng dạy và truyền đạt cho em nhiều kiến thức khoa học
bổ ích cũng như phương pháp nghiên cứu khoa hoc.
GS.Võ Văn Chi, đã giúp em xác định tên khoa học của cây Trầu Không.
Cuối cùng, là sự biết ơn sâu sắt đối với gia đình là nguồn động viên to lớn,
luôn sát cánh và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho con trong từng chặng đường đi qua
cho đến khi hoàn thành luận văn này.

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT


Ký hiệu, chữ viết tắt
Ý nghĩa
APC (4-allylpyrocatechol)
Là một thành phần phenolic có trong lá trầu
CHV (chavibetol)
Là một thành phần phenolic có mặt trong tinh
dầu lá trầu
HTCO% (hoạt tính chống oxi hóa)
% khả năng chống oxi hóa của chất chống oxi
hóa
MIC (minimum inhibitory
concentration)
Nồng độ chất tối thiểu có khả năng tiêu diệt
hoặc ức chế sự phát triển của vi sinh vật
DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)
Gốc tự do sử dụng trong phương pháp thử hoạt
tính bắt gốc tự do
TLC (thin layer chromatography)
Phương pháp sắc ký bản mỏng
MeOH (methanol)
Dung môi, sử dụng trong thử hoạt tính thu gom
gốc tự do và trong phân tích
GC-MS (Gas Chromatography-Mass
Spectrometry)

Phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ
LC-MS/MS (Liquid Chromatography-
Tandem Mass Spectrometry)
Phương pháp sắc ký lỏng ghép khối phổ 2 lần
NMR
: phổ cộng hưởng từ hạt nhân
(Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy)
DEPT
: Distortionless Enhancement by Polarization
Transfer
HSQC
: tương quan H-C qua 1 nối
(Heteronuclear Single Quantum Coherence)
HMBC
: tương quan H-C qua 2, 3 nối
(Heteronuclear Multiple Bond Coherence)
s
: mũi đơn (singlet)

d
: mũi đôi (doublet)
dd
: mũi đôi - đôi (doublet-doublet)
m
: mũi đa (multiplet)
J
: hằng số ghép (coupling constant)
STT
: số thứ tự

DANH MỤC CÁC BẢNG


Bảng 1.1: Thành phần hoá học của lá trầu 5
Bảng 2.1: Quy trình test MDA 41

Bảng 3.1: Thành phần hoá học của lá trầu Hóc Môn 42
Bảng 3.2: Thành phần hóa học của tinh dầu lá trầu già và non vùng Hóc Môn 43
Bảng 3.3: Hiệu suất và phần trăm các hợp chất phenolic trong tinh dầu theo cách
xử lý lá trầu trước khi chưng cất 44
Bảng 3.4: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất APC. 49
Bảng 3.5
: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất
1
53
Bảng 3.6: Dữ liệu phổ
1
H NMR,
13
C NMR của C1 và chavibetol được ghi trong
cùng dung môi chloroform 54
Bảng 3.7: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất 3 57
Bảng 3.8: Số liệu đường chuẩn của chavibetol 58
Bảng 3.9: Số liệu đường chuẩn của chavibetol acetate 58
Bảng 3.10: Số liệu đường chuẩn của 4-allypyrocatechol diacetate 58
Bảng 3.11: Số liệu đường chuẩn của APC 59
Bảng 3.12: Kết quả phân tích mẫu tinh dầu từ lá trầu tươi 60
Bảng 3.13: Kết quả so sánh sự chuyển đổi ở lá tươi 62
Bảng 3.14: Kết quả phân tích mẫu tinh dầu từ lá trầu khô 63
Bảng 3.15: Kết quả so sánh của lá khô 64
Bảng 3.16: Kết quả phân tích mẫu tinh dầu từ lá trầu chưng cất bằng vi sóng 65
Bảng 3.17: Kết quả so sánh của lá tươi chưng cất vi sóng 66
Bảng 3.18: Thành phần tinh dầu trước và sau chưng cất lại của muối bão hòa 68
Bảng 3.19: Kết quả phân tích mẫu tinh dầu từ lá tươi có thêm MgCl
2
69

Bảng 3.20: Kết quả so sánh của lá tươi chưng cất không muối có thêm MgCl
2
69
Bảng 3.21: Kết quả phân tích mẫu tinh dầu từ lá tươi chưng cất không muối tại
pH=8 70

Bảng 3.22: Kết quả so sánh của lá tươi trong nước có pH=8 71
Bảng 3.23: So sánh khả năng bắt gốc tự do DPPH của 4 mẫu và acid ascorbic 74
Bảng 3.24: So sánh ức chế peroxy hóa lipid của 4 mẫu và acid ascorbic 76


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ


Hình 1.1: Hình thái bên ngoài của cây trầu 2
Hình 1.2: Lá trầu 2
Hình 1.3: Hoa trầu 2
Hình 1.4 Hình ảnh cây trầu và vườn trầu của nhà Ông Tư Kích, tại địa chỉ:
56/1A Nguyễn Thị Sóc, tổ 5, ấp Hưng Lân, xã Bà Điểm, Huyện Hóc
Môn. 4
Hình 1.5: Khối phổ của eugenol, isoeugenol và chavibetol trong thư viện NIST 11
Hình 1.6: Tâm hoạt động của enzyme. 20
Hình 1.7: Sơ đồ biểu diễn trung tâm hoạt động enzyme và vách kỵ thủy. 21
Hình 1.8: Metyl hóa tại vị trí meta đuôi R của L-DOPA tránh xa vách kỵ nước. 23
Hình 1.9A: O-metyl hóa xảy ra tại nhóm –OH vị trí para 24
Hình 1.9C: O-metyl hóa xảy ra tại nhóm –OH vị trí meta 24
Hình 2.1: Hệ thống chưng cất tinh dầu dùng trong nghiên cứu 27
Hình 2.2: Thiết bị phân tích sắc ký khí ghép khối phổ GC-MS một tứ cực và sắc
ký lỏng ghép khối phổ LC-MS/MS ba tứ cực 28
Hình 2.3: Sơ đồ chưng cất tinh dầu lá trầu bằng phương pháp truyền thống lôi

cuốn theo hơi nước 29
Hình 2.4: Sơ đồ cách xử lý mẫu lá tươi trước khi chưng cất để theo dõi sự biến
đổi của các dẫn xuất phenolic chính trong tinh dầu lá trầu 36
Hình 2.5: Sơ đồ cách xử lý mẫu lá khô trước khi chưng cất để theo dõi sự biến
đổi của các dẫn xuất phenolic chính trong tinh dầu lá trầu 37
Hình 2.6 : Phương trình phản ứng của DPPH 38
Hình 2.7 : Phương trình phản ứng của MDA 40
Hình 3.1: Sắc đồ GC-MS của hợp chất APC do chúng tôi cô lập được 46
Hình 3.2: Sắc đồ và khối phổ MSMS của hợp chất 4-allylpyrocatechol 6 47
Hình 3.3: Cơ chế phân mảnh của APC 48

Hình 3.4: Các tương quan HMBC của hợp chất APC 49
Hình 3.5: Sắc đồ GC-MS của hợp chất Chavibetol do chúng tôi cô lập được 51
Hình 3.6: Các tương quan HMBC của hợp chất 1 52
Hình 3.7: Các tương quan HMBC của hợp chất 3 56
Hình 3.8: Đồ thị biểu diễn khả năng bắt gốc tự do DPPH của 4 mẫu nghiên cứu 75
Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn khả năng ức chế peroxy hóa lipid của 4 mẫu nghiên
cứu 77




MỤC LỤC

Trang số
Lời cám ơn i
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt ii
Danh mục các bảng iii 3 3
Danh mục các hình vẽ, đồ thị iv
Mở đầu 1

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 2
1.1. Đặc điểm thực vật 2
1.1.1. Mô tả thực vật 2
1.1.2. Phân bố sinh thái 3
1.2. Thành phần hóa học của cây trầu 5
1.2.1. Thành phần hoá học của cây trầu 5
1.2.2. Thành phần hóa học của tinh dầu lá trầu 8
1.2.2.1 Thành phần hợp chất phenolic trong lá trầu được nghiên cứu trên thế
giới 8
1.2.2.2. Thành phần hợp chất phenolic trong lá trầu được nghiên cứu tại Việt
Nam 9
1.3. Hoạt tính sinh học và công dụng 12
1.3.1. Hoạt tính sinh học của lá trầu 12
1.3.2. Công dụng của lá trầu 16
1.3.2.1. Theo y học cổ truyền 16
1.3.2.2.Theo y học hiện đại 17
1.4 Tổng quan về Catechol O-methyltransferase 18
1.4.1. Cơ chế phản ứng 18
1.4.2. Cấu trúc tâm hoạt động 20
1.4.3. Độ chọn lọc của phản ứng 20
CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.1. Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ và các thiết bị đo đạc 26
2.1.1. Nguyên liệu 26
2.1.2. Hóa chất 26
2.1.3. Dụng cụ và các thiết bị đo đạc 27
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 29
2.2.1. Trích ly tinh dầu lá trầu bằng phương pháp truyền thống lôi cuốn theo hơi
nước 29
2.2.2. Các phương pháp xác định thông số nghiên cứu 30

2.2.2.1.Xác định hàm lượng tinh dầu có trong lá trầu 30
2.2.2.2.Phân tích thành phần hóa học của tinh dầu lá trầu bằng phương pháp
sắc ký khí ghép khối phổ GC-MS 31
2.2.2.3.Cô lập 4-allylpyrocatechol (APC),chavibetol (CHV) bằng phương pháp
sắc ký cột và điều chế dẫn xuất. 31
2.2.2.4.Định lượng APC trong phần nước còn lại sau khi đã chưng cất lấy tinh
dầu lá trầu bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép khối phổ LC-MS/MS 33
2.2.2.5. Định lượng chavibetol, chavibetol acetate, 4-allylpyrocatechol
diacetate trong tinh dầu bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ GC/MS 34
2.2.3. Theo dõi sự biến đổi của các thành phần phenolic chính trong tinh dầu lá
trầu theo các cách xử lý lá trước khi chưng cất 35
2.2.4. Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa 38
2.2.4.1. Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa in vitro bằng thử nghiệm DPPH. 38
2.2.4.2. Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa in vitro bằng thử nghiệm malonyl
dialdehyd 39
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 42
3.1. Thành phần hóa học của lá trầu Hóc Môn 42
3.2. Khảo sát sự thay đổi của phần trăm chất 1,2 và 3 với cách xử lý lá trầu
trƣớc khi chƣng cất 44
3.2.1. Khảo sát sơ bộ sự thay đổi 44
3.2.2. Điều chế các chất chuẩn 45

3.2.2.1. Cô lập APC 45
3.2.2.2. Cô lập Chavibetol 50
3.2.2.3. Điều chế chavibetol acetate và 4-allylpyrocatechol diacetate 54
3.2.3. Xây dựng các đường chuẩn 58
3.2.3.1. Đường chuẩn của chavibetol 58
3.2.3.2. Đường chuẩn của chavibetol acetate 58
3.2.3.3. Đường chuẩn của 4-allylpyrocatechol diacetate 58
3.2.3.4. Đường chuẩn 4-allylpyrocatechol (APC) 59

3.2.4. Định lượng sự chuyển đổi hợp chất 3 ra hợp chất 4 và 1 59
3.2.4.1. Định lượng ở lá tươi 59
3.2.4.2. Định lượng ở lá khô 62
3.2.4.3. Định lượng với mẫu chưng cất dưới vi sóng 64
3.2.5. Nhận định về sự chuyển đổi 66
3.2.5.1. Chưng cất tinh dầu trong nước khử ion 68
3.2.5.2. Chưng cất tinh dầu trong nước không có muối NaCl, nhưng có
thêm muối MgCl
2
.6H
2
O 68
3.2.5.3. Ảnh hưởng của pH 70
3.2.6. Lý giải độ chọn lọc của phản ứng metyl hóa 72
3.3. Kết quả thử hoạt tính sinh học 73
3.3.1. Kết quả thử nghiệm khả năng bắt gốc tự do DPPH 74
3.3.2. Khả năng ức chế peroxy hóa lipid của các mẫu nghiên cứu 75
CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78
4.1. Kết luận 78
4.1.1. Về mặt hóa học 78
4.1.2. Về hoạt tính sinh học 79
4.2. Kiến nghị 79
CÁC BÀI BÁO KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LUẬN ÁN 80
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
Khảo sát sự biến đổi 4-allypyrocatechol diacetate và chavibetol acetate thành chavibetol trong
tinh dầu lá trầu Hóc Môn (Piper betel L.)


HVCH: Trần Nguyễn Ngọc Châu

1
MỞ ĐẦU
Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới ẩm, gió mùa, rất thuận lợi cho thực vật phát
triển, trong đó có cây trầu. Ở Thành phố Hồ Chí Minh, trầu trồng nhiều ở Hóc Môn,
nổi tiếng là 18 thôn vườn trầu.
Cây trầu có nguồn gốc ở miền Trung và Đông Malaysia, được trồng phổ biến ở
các nước nhiệt đới Châu Á, việc trồng trầu gắn liền với tập tục ăn trầu và làm thuốc
chữa bệnh trong dân gian. Riêng ở Việt Nam, cây trầu đã đi vào truyền thuyết dân tộc,
không thể thiếu trong nền văn hóa dân gian Việt Nam.
Theo đông phương và y học cổ truyền, lá trầu có vị cay, nồng, tính ấm, mùi
thơm hắc.
Trong nước, chủ yếu người ta chỉ dựa vào truyền khẩu dân gian để nói lên tác
dụng của lá trầu và cũng chỉ mới có vài nghiên cứu về tách chiết tinh dầu từ lá trầu.
Cho đến nay, vẫn chưa có công trình nghiên cứu sâu nào về thành phần hóa học và sự
chuyển đổi giữa các hợp chất phenolic chính trong tinh dầu lá trầu.
Do đó, đề tài này mong muốn góp phần nghiên cứu sâu hơn về cấu trúc các dẫn
xuất phenolic chính trong tinh dầu lá trầu đồng thời khảo sát sự biến đổi của các hợp
chất phenolic tùy theo phương thức xử lý lá trước khi chưng cất lá trầu. Thử nghiệm
tính kháng oxi hóa của các hợp chất phenolic chính này.









Khảo sát sự biến đổi 4-allypyrocatechol diacetate và chavibetol acetate thành chavibetol trong

tinh dầu lá trầu Hóc Môn (Piper betel L.)


HVCH: Trần Nguyễn Ngọc Châu

2
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN


1.1. ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT CÂY TRẦU
[1][3][6][7][8][23]
1.1.1. Mô tả thực vật:
Cây trầu nằm trong hệ thống phân loại thực vật như sau:
- Bộ : Piperales
- Họ : Hồ tiêu (Piperaceae)
- Chi : Piper
- Loài : Piper betle
Tên khoa học là: Piper betle L. (piper betle Linn)
Cây trầu còn có những tên gọi khác nhau như betel pepper
hoặc betel vine (nước Anh), Pan (Ấn Độ), Phlu (Thái Lan),
sirih (Indonesia), trầu không hoặc trầu cay (Việt Nam).

Trầu không là một loài cây dây
leo, thân là dây leo bám tạo thành từng đốt
nối với nhau, cành hình trụ, nhẵn, có khía
dọc, bén rễ ở những mấu nối. Lá có hình
trái tim, mọc so le, đầu lá nhọn dài, mặt trên
lá sẫm bóng, mặt dưới có gân lá nổi rất rõ,
cuốn lá có bẹ kéo dài gần

1
/
3
đến đài của lá.
Hoa mọc thành cụm hình đuôi sóc
buông thòng ở kẻ lá trên thành cụm có hoa
đực và hoa cái. Hoa đực dài có cuống có
lông, nhị 2, chỉ nhị ngắn, hoa cái dài hơn,
cuống phủ lông dày, bầu có lông ở đỉnh.
Hình 1.2: Lá trầu
Hình 1.3: Hoa trầu
Hình 1.1: Hình thái bên ngoài của cây trầu
Khảo sát sự biến đổi 4-allypyrocatechol diacetate và chavibetol acetate thành chavibetol trong
tinh dầu lá trầu Hóc Môn (Piper betel L.)


HVCH: Trần Nguyễn Ngọc Châu

3
Quả mọng tròn và cũng có lông ở đỉnh. Tinh dầu của nó có màu vàng nhạt,
hương thơm nồng, khi nếm có vị nóng và cay.
1.1.2 Phân bố sinh thái:
Cây trầu có nguồn gốc ở miền Trung và Đông Malaysia, được trồng phổ biến ở
các nước nhiệt đới Châu Á, việc trồng trầu gắn liền với tập tục ăn trầu và làm thuốc
chữa bệnh trong dân gian. Riêng ở Việt Nam, cây trầu đã đi vào truyền thuyết dân tộc,
không thể thiếu trong nền văn hóa dân gian Việt Nam. Từ thời Vua Hùng, cách đây
nhiều ngàn năm đã có truyện cổ về sự tích “Trầu cau”, và trong văn hoá Việt Nam từ
đó có tục lệ ăn trầu và dùng trầu cau làm lễ vật để xin cưới hỏi, nên hiện nay trầu được
trồng khắp các địa phương ở Việt Nam.
Trầu thuộc loại cây ưa ấm và ẩm, thích ánh sáng (nhưng cũng có thể mọc được

trong bóng râm), dễ trồng, sinh trưởng mạnh trong mùa mưa ẩm. Với nhiệt độ trung
bình từ 22
o
C đến 26
o
C, lượng mưa từ 2000 – 3000 mm/năm hoặc hơn thì trầu phát
triển tốt hơn. Cây trầu thích hợp với các loại đất giàu hữu cơ, có thành phần sét cao,
với độ pH từ 6 – 7. Vì trầu là một loại cây được trồng rất lâu đời nên quần thể giống
trầu không đã được sưu tập để trồng nhiều loại giống khác nhau, tùy theo thổ nhưỡng
và sở thích của người tiêu dùng mà người ta chọn giống để trồng. Hiện nay Ấn Độ là
nước đã thu thập được nhiều giống trầu nhất, kế tiếp là Thái Lan (hằng năm Thái Lan
xuất khẩu trên 4500 tấn lá trầu).
 Cách trồng, chăm sóc và thu hoạch trầu
 Cách trồng:
Trầu được trồng bằng dây (cắt đoạn thân cây trầu dài từ 40 cm – 50 cm đoạn
thân phải có rễ mọc ra từ đốt nối). Đoạn thân trầu được cắt ra và phần đốt có rễ được
vùi sâu xuống 20 cm – 30 cm nơi đất màu mỡ có đủ độ ẩm. Nên đặt dây trầu dưới đất,
ở cạnh một cây đang sống hay cận tường, có thể làm giàn để dây trầu leo bám và phát
triển.

Khảo sát sự biến đổi 4-allypyrocatechol diacetate và chavibetol acetate thành chavibetol trong
tinh dầu lá trầu Hóc Môn (Piper betel L.)


HVCH: Trần Nguyễn Ngọc Châu

4
 Cách chăm sóc
Cây trầu trồng từ 3 – 4 năm thì ra hoa, quả. Muốn cho cây trầu luôn tốt thì phải đủ độ
ẩm và thỉnh thoảng bón thêm phân, vôi bột và bồi thêm một lớp mỏng đất bùn vào gốc.

 Thu hoạch
Nếu được trồng trên vùng đất tốt, có đủ ánh sáng và độ ẩm thì trong vòng 6
tháng người ta có thể thu hoạch được sản phẩm từ dây trầu. Bộ phận dùng là lá và rễ.
Lá được hái quanh năm, còn rễ được thu hoạch khi người ta dỡ cây trầu lên trồng lại.
Riêng ở vùng đất Hóc Môn (18 thôn vườn trầu) để năng suất thu hoạch lá cao,
người ta lên liếp và trầu được trồng dọc theo liếp, trên liếp thì cắm mọc ở chính giữa để
dây trầu leo bám, hai bên liếp có đào mương để chống úng ngập khi trời mưa và dưới
mương luôn có nước chảy ra vào theo triều cường lên xuống để tạo nên độ ẩm.














Hình 1.4: Hình ảnh cây trầu và vườn trầu của nhà Ông Tư Kích, tại địa chỉ:
56/1A Nguyễn Thị Sóc, tổ 5, ấp Hưng Lân, xã Bà Điểm, Huyện Hóc Môn.
Khảo sát sự biến đổi 4-allypyrocatechol diacetate và chavibetol acetate thành chavibetol trong
tinh dầu lá trầu Hóc Môn (Piper betel L.)


HVCH: Trần Nguyễn Ngọc Châu

5
1.2 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CÂY TRẦU:
1.2.1. Thành phần hóa học của trầu:

Thành phần hóa học của lá trầu:
[23]


STT
Thành phần
Đơn vị
Hàm lượng
1
Độ ẩm
%
85,4
2
Đường tổng
%
2,4 – 5,6
3
Đường khử
%
1,4 – 3,2
4
Tro tổng
%
2,3
5
Béo tổng

%
0,8
6
Protein
%
3,1
7
Tinh bột
%
1,0 – 1,2
8
Xơ
%
2,3
9
Tanin
%
1,0 – 1,3
10
Vitamin C
mg/kg
50
11
Tinh dầu
%
0,8 – 1,8
Bảng 1.1: Thành phần hóa học của lá trầu.
Nước có hàm lượng thường từ 80% – 85% trong lá trầu. Tanin gọi chung là hợp
chất polyphenol có mặt trong lá trầu từ 1,0% – 1,3%. Các hợp chất phenol như
chavicol, chavibetol, -tocopherol, 4-allypyrocatechol

[4]
. Alkaloid và glycoside theo tài
liệu thì không có trong lá trầu
[23]
. Các nguyên tố vô cơ trong lá trầu gồm Ca, P, sắt ,
Iod, Kali, Natri. Các vitamin trong lá trầu gồm có caroten (tiền vitamin A), vitamin C,
nhiều vitamin nhóm B như thiamine, riboflavin và nicotinic acid.




Chavibetol
4-Allypyrocatechol
Chavicol
Chavibetol
Khảo sát sự biến đổi 4-allypyrocatechol diacetate và chavibetol acetate thành chavibetol trong
tinh dầu lá trầu Hóc Môn (Piper betel L.)


HVCH: Trần Nguyễn Ngọc Châu

6




Ngoài ra lá trầu còn có chứa 2-(3,4-Dihidroxyphenyl)ethanal; 3,4-Bis[4-
hydroxy-5-oxo-6-peroxyclohexa-1,3-dienyl]hexa-1,5-diene
[34]

Thân cây trầu có chứa các hợp chất như acid ursonic, acid 3- -acetylursonic,
piperlongguminine, triterpen
[4]







Rễ cây trầu có chứa: Stigmast-4-en-3,6-dione ; 4-allyl resorcinol; aristololactam
[27]











2-(3,4-Dihidroxyphenyl)ethanal

3,4- Bis[4-hydroxy-5-oxo-6-peroxyclohexa-1,3-dienyl]
hexa-1,5-diene

Piperlonguminine

Acid ursonic


α-Tocopherol


Aristololactam

4-Allyl resorcinol
Stigmast-4-en-3,6-dione
Khảo sát sự biến đổi 4-allypyrocatechol diacetate và chavibetol acetate thành chavibetol trong
tinh dầu lá trầu Hóc Môn (Piper betel L.)


HVCH: Trần Nguyễn Ngọc Châu

7
Ngoài ra người ta cũng tìm thấy trong rễ cây trầu có β-sitosterol palmitate,
diosgenin
[4]

 Hoa: Thành phần của hoa rất đa dạng nhưng chủ yếu gồm 7 hợp chất phenol:
safrole, flavone, 2-hydroxychavicol tức 4-allylpyrocatechol, eugenol,
methyleugenol, isoeugenol, quercetin. Trong đó safrole là thành phần chủ yếu.






Ngoài ra còn có một số hợp chất béo trong thân và lá cây
[24]

6,9-heptacosadiene
safrol
Flavone
Safrol


Diosgenin
β-Sitosterol palmitate
Methyl hexacos-7-enoate
Pentadecyl 8-hydroxytridecanoate
Khảo sát sự biến đổi 4-allypyrocatechol diacetate và chavibetol acetate thành chavibetol trong
tinh dầu lá trầu Hóc Môn (Piper betel L.)


HVCH: Trần Nguyễn Ngọc Châu

8
CH
3
(CH
2
)
34
OH

CH
3
(CH
2
)
4
CH=CHCH
2
CH=CH-(CH
2
)
16
CH
3


1.2.2. Thành phần hóa học của tinh dầu lá trầu
1.2.2.1.Thành phần hợp chất phenolic trong lá trầu được nghiên cứu trên thế giới
Theo các tài liệu nghiên cứu thì thành phần tinh dầu lá trầu có chứa khoảng
15
[16][40]
đến 40
[11][32]
hợp chất. Tùy từng loài, hoặc từng vùng địa lý trồng khác nhau
mà thành phần tinh dầu trong lá trầu bao gồm 9 nhóm chất sau:
[39]
monoterpene (như
terpinene, pinene, limonene, thujene, camphene), sesquiterpene (như cadinene,
elemene, caryophyllene, cubebene), alcohol (linalol, terpineol, cadinol), aldehyde
(như decanal), acid (hexadecanoic acid), oxide (như 1,8 cineole), phenol (như

eugenol, chavibetol, chavicol), phenolic ether (như methyl eugenol) và ester (eugenol
acetate, chavibetol acetate, chavicol acetate). Trong tinh dầu trầu các hợp chất phenolic
(eugenol, chavibetol, isoeugenol, eugenol acetate, chavibetol acetate, 4-
allylpyrocatechol diacetate, 4-allylpyrocatechol) chiếm tỷ lệ cao khoảng từ 25% – 70%
và là thành phần chính của tinh dầu lá trầu.
OH
OMe
CH
2
CH=CH
2
OMe
OH
CH
2
CH=CH
2
OH
OMe
CH=CHCH
3
OAc
OMe
CH
2
CH=CH
2
OMe
OAc
CH

2
CH=CH
2
OAc
OAc
CH
2
CH=CH
2


 Rawat A.K.S. và cộng sự,
[39]
nghiên cứu có 51 thành phần hóa học được nhận
danh trong 5 loài trầu “Meetha”, “Bangla”, “Kapoori”, “Sanch”, “Khasi”. Dựa vào đặc
điểm hình thái học để phân loại chúng. Eugenol có mặt trong cả 5 loài trên và là thành
phần chính quan trọng nhất, thành phần này có mặt nhiều nhất ở loài “bangla” 63,31%.
Cũng ở loài trầu “bangla”, tác giả Rathee J.S. và cộng sự
[35]
trích ly các thành phần lá
Pentatriacontanol
6,9-Heptacosadiene
Eugenol Chavibetol Isoeugenol Eugenol acetate Chavibetol acetate 4-Allyl pyrocatechol diacetate

Khảo sát sự biến đổi 4-allypyrocatechol diacetate và chavibetol acetate thành chavibetol trong
tinh dầu lá trầu Hóc Môn (Piper betel L.)


HVCH: Trần Nguyễn Ngọc Châu

9
khô của cây trầu bằng dung môi ethanol, thu được cao chiết có chứa 4-
allylpyrocatechol (APC), chavibetol (CHV), cùng với các glucoside tương ứng của
chúng. Trong đó, APC là thành phần có hàm lượng nhiều nhất, và có tính kháng oxi
hoá mạnh nhất, tương tự như -tocopherol.
 Theo Rimando A.M. và cộng sự,
[40]
thành phần hoá học của lá trầu Philippine
gồm 14 chất được nhận danh bởi GC/MS và sắc ký bản mỏng (TLC). Thành phần
chính của tinh dầu lá trầu trích ly bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước là chavibetol
(53,1%) và chavibetol acetate (15,5%). Trong khi đó, APC (2,38%) là thành phần chủ
yếu được cô lập trong dịch chiết ethanol của phần bã còn lại trong bình cầu sau khi
chưng cất tinh dầu bằng lôi cuốn hơi nước.
 Theo Li-Chung M.R. và Jiau-Ching H,
[32]
tinh dầu trầu Đài Loan có eugenol
(36,2%), chavibetol acetate (16,9%), 4-allylphenyl acetate (9,6%), 4-allylphenol
(7,2%), 4-allylpyrocatechol diacetate (5,4%).
 Theo Bajpai V. và cộng sự,
[13]
tinh dầu trầu Ấn Độ khi được phân tích bằng kỹ
thuật khối phổ đo ở thời gian thật cho thấy các hợp chất 4-allylphenol, 4-allylphenyl
acetate, chavibetol, chavibetol acetate, 4-allylpyrocatechol diacetate
 Theo Bin Jantan E.I. và cộng sự,
[16]
tinh dầu trầu Malaysia Piper betle L. có
4-allylphenol (6%), chavibetol (69%), eugenol acetate (8,3%), 4-allylpyrocatechol
diacetate (0,2%).
1.2.2.2. Thành phần hợp chất phenolic trong lá trầu được nghiên cứu tại Việt Nam
 Các tác giả Bùi Ngọc Minh Phượng và các cộng sự đã trích ly tinh dầu từ lá

trầu bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước có sự hỗ trợ của vi sóng để xem ảnh hưởng
của vi sóng lên thành phần hóa học của tinh dầu lá trầu.
[11]
Từ lá trầu tươi, sử dụng
dung môi là nước trích ly tinh dầu theo 2 phương pháp:
- Phương pháp vi sóng: lá trầu tươi, cắt nhỏ, cho vào nước với tỉ lệ khối lượng
(1 nguyên liệu : 4 nước), cho hỗn hợp nguyên liệu và nước vào lò vi sóng ở chế độ
công suất 600 W, thời gian chưng cất là 10 phút, hiệu suất tinh dầu thu được là 0,45%
Khảo sát sự biến đổi 4-allypyrocatechol diacetate và chavibetol acetate thành chavibetol trong
tinh dầu lá trầu Hóc Môn (Piper betel L.)


HVCH: Trần Nguyễn Ngọc Châu

10
(tính theo khối lượng lá tươi), thành phần hóa học chính của tinh dầu (phân tích bởi
GC/MS) là 4-allylpyrocatechol diacetate (68,71%), eugenol acetate (19,83%) và
isoeugenol (7,48%).
- Phương pháp lôi cuốn theo hơi nước: lá trầu tươi được cắt nhỏ cho vào nước với
tỉ lệ khối lượng (1 nguyên liệu : 4 nước), sau đó chưng cất lôi cuốn hơi nước hỗn hợp
này trong 7 giờ, hiệu suất tinh dầu thu được là 0,168% (tính theo khối lượng lá tươi),
và thành phần hóa học chính của tinh dầu là 4-allylpyrocatechol diacetate (10,91%) và
isoeugenol (41,52%).
Từ thí nghiệm theo hai phương pháp nêu trên, tác giả đã chỉ ra có sự khác biệt
về mặt thành phần hóa học của tinh dầu khi có sự hỗ trợ của vi sóng trong quá trình
chưng cất tinh dầu. Hàm lượng 4-allylpyrocatechol diacetate tăng lên nhiều khi chưng
cất có vi sóng. Ngoài ra, hiệu suất tinh dầu khi chưng cất có vi sóng cũng cao hơn, mà
thời gian chưng cất lại ngắn hơn nhiều so với phương pháp chưng cất không có vi
sóng.
 Tác giả Nguyễn Thị Lý và Trần Thị Hồng Vân

[9]
đã trích ly tinh dầu lá trầu
tươi bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước có thêm muối vào quá trình chưng cất, với tỉ
lệ khối lượng (1 nguyên liệu : 2 dung dịch muối 10%) , mẫu được ngâm 30 phút ở
nhiệt độ phòng, sau đó chưng cất 3 giờ, kết quả cho hiệu suất thu tinh dầu là 0,8% (tính
theo khối lượng lá tươi), thành phần chính của tinh dầu là 4-allylpyrocatechol diacetate
(42,2%), eugenol acetate (19,94%) và isoeugenol (19,82%).
 Theo Lê Thanh,
[31]
thành phần hóa học của tinh dầu (chưng cất từ thân rễ cây
trầu lẹt trồng ở Huế) bao gồm khoảng 20 thành phần phân tích bằng GC/MS, trong đó
thành phần chính là T-cadinol và T-muurolol, α-cadinol và α–cadinene.
 Tác giả Đậu Xuân Đức và Hoàng Văn Lựu,
[5]
trích ly lá khô và rễ khô của
cây trầu với dung môi là methanol (với tỉ lệ khối lượng 3 dung môi :1 nguyên liệu), cao
chiết thu được đem chiết lần lượt với dung môi: n-hexane, chloroform, ethyl acetate,
Khảo sát sự biến đổi 4-allypyrocatechol diacetate và chavibetol acetate thành chavibetol trong
tinh dầu lá trầu Hóc Môn (Piper betel L.)


HVCH: Trần Nguyễn Ngọc Châu

11
n-butanol. Ở phân đoạn ethyl acetate tác giả cô lập được 2 hợp chất stigmast-5-en-
3-β-ol và furo[2,3-C]acridin-5-hydroxy-6-one.
 Qua các tài liệu trên, có thể rút ra một số nhận xét nhƣ sau:
- Các cấu tử chính của tinh dầu trầu được báo cáo nhìn chung có nhiều điểm
tương đồng trên khắp các nước có trồng trầu, điểm thống nhất là sự hiện diện của
4-allylpyrocatechol diacetate, điểm khác biệt là cho rằng hai thành phần phenolic

chính còn lại là eugenol và eugenol acetate, hoặc chavibetol và chavibetol acetate,
hoặc eugenol và chavibetol acetate hoặc chavibetol và eugenol acetate hoặc
isoeugenol và eugenol acetate trong tinh dầu trầu. Sự khác biệt về thành phần có thể
do điều kiện địa lí khác nhau, cũng có thể do sự phân tích bằng GC/MS chỉ dựa chủ
yếu trên sự nhận danh bằng khối phổ mà không dùng chất chuẩn thích hợp. Thực chất,
thư viện NIST 2008 cho thấy eugenol, chavibetol, isoeugenol có khối phổ khá giống
nhau cũng như các ester của chúng (xem hình 1.5).













Hình 1.5: Khối phổ của isoeugenol và chavibetol trong thư viện NIST 2008

Khảo sát sự biến đổi 4-allypyrocatechol diacetate và chavibetol acetate thành chavibetol trong
tinh dầu lá trầu Hóc Môn (Piper betel L.)


HVCH: Trần Nguyễn Ngọc Châu

12
Nghiên cứu gần đây của nhóm nghiên cứu trong đó có chúng tôi tại Viện Phát

triển Công nghệ và Đào tạo đã xác định rõ ràng bằng cách so sánh với chuẩn là các
phenolic chính trong tinh dầu của lá trầu (Piper betle L.) của huyện Hóc Môn, TP Hồ
Chí Minh, Việt Nam
[28]
gồm chavibetol 1, chavibetol acetate 2 và 4-allylpyrocatechol
diacetate 3; 4-allylphenyl acetate và eugenol chỉ có ở hàm lượng rất nhỏ (dưới 1%).
Tùy thuộc vào thời điểm thu và phương thức xử lý lá trước khi chưng cất lôi cuốn hơi
nước mà tỷ lệ của chúng trong tinh dầu trầu có thể thay đổi đáng kể và ảnh hưởng đến
hoạt tính sinh học của tinh dầu.
Điểm rõ nét thứ hai ghi nhận trong các báo cáo trong và ngoài nước là tùy theo
cách chưng cất lá trầu, trong tinh dầu khi chavibetol hay eugenol hay isoeugenol nhiều
thì 4-allylpyrocatechol diacetate ít và ngươc lại khi 4-allylpyrocatechol diacetate nhiều
thì chavibetol hay eugenol hay isoeugenol lại ít. Như vậy, dường như có mối quan hệ
giữa chavibetol hay eugenol hay isoeugenol và 4-allylpyrocatechol diacetate .
1.3. HOẠT TÍNH SINH HỌC VÀ CÔNG DỤNG
1.3.1. Hoạt tính sinh học của lá trầu:
 Tính kháng oxi hoá của lá trầu
Các nghiên cứu đã xác định rõ ràng rằng hợp chất phenolic trong thực vật nói
chung có hiệu quả cao trong hoạt động kháng oxi hoá. Hoạt động này mạnh hay yếu
không những phụ thuộc vào tổng hàm lượng phenolic có trong nó, mà còn phụ thuộc
vào bản chất của phenol mà nó chứa đựng.
Tính kháng oxi hoá của lá trầu có được là do sự có mặt của các hợp chất
phenolic với hàm lượng nhất định của chúng trong lá trầu, chủ yếu là eugenol,
chavibetol,
[38]
chavicol, 4-allylpyrocatechol
[41]
v.v
 Theo tác giả Rathee J.S. và cộng sự,
[38]

dịch chiết ethanol của lá trầu khô (bao
gồm thành phần chính là chavibetol và APC) có khả năng kháng oxi hoá mạnh, thể
hiện ở khả năng bắt gốc DPPH với hàm lượng chất chiết 6 μg/ml đạt chỉ số HTCO% là
56,53% đối với lá trầu Bangla. Với hoạt động kháng peroxyt hoá lipid (LPO) giá trị đạt
Khảo sát sự biến đổi 4-allypyrocatechol diacetate và chavibetol acetate thành chavibetol trong
tinh dầu lá trầu Hóc Môn (Piper betel L.)


HVCH: Trần Nguyễn Ngọc Châu

13
IC
50
khi hàm lượng chavibetol là 25 ± 2 μM, APC là 2,0 ± 0,3 μM, trong khi đó đối với
α-tocopherol hàm lượng là 10 ± 2 μM, và điều này cho thấy APC có hoạt tính kháng
oxi hóa tốt hơn so với chavibetol, α-tocopherol.
 Theo Suppakal P., Sanla-Ead N., Phoopuritham P.
[43]
tinh dầu lá trầu tươi
(chưng cất bằng phương pháp truyền thống) có tính kháng oxi hoá tốt, phương pháp
kiểm tra dựa vào sự phân giải caroten tạo vòng không màu trên nền thạch, với nồng độ
tinh dầu là 100 μl/ml, đường kính vòng không màu là 8,4 mm, cho thấy tinh dầu trầu
có tiềm năng trong việc bảo quản thực phẩm đóng gói.
 Theo tác giả Dasgupta N. và De B.
[22]
nước chiết xuất của 3 loại trầu “Kauri”,
“Ghanagete”, “Bagerhati” của Ấn độ đều có hoạt tính kháng oxi hoá với mức kháng
oxi hóa theo thứ tự giảm dần của trầu “Kauri” > “Ghanagete” > “Bagerhati” và cả 3
loài trầu này đều cho thấy có tiềm năng ngăn cản sự peroxyt hóa lipid cao hơn nước
chiết xuất của lá chè. Nồng độ chất chiết để đạt giá trị IC

50
về khả năng bắt gốc DPPH
của trầu „Kauri‟ là 62,6 μg/ml, của trầu “Ghanagete” là 126 μg/ml và của trầu
“Bagerhati” là 271,5 μg/ml. Nồng độ chất chiết để đạt giá trị IC
50
về khả năng kháng
peroxyt hoá lipid của trầu “Kauri” là 14,8 μg/ml, của trầu “Ghanagete” là 77,2 μg/ml
và của trầu “Bagerhati” là 81,5 μg/ml, trong khi đó trị số tương ứng của trà là 127
μg/ml.
 Theo Prakash B. và cộng sự
[37]
tinh dầu trầu biểu hiện tiềm năng kháng oxi hoá
mạnh, đạt giá trị IC
50
khi nồng độ tinh dầu là 3,6 μg/ml, trong khi đó giá trị nồng độ để
đạt IC
50
của acid ascorbic là 3,2 μg/ml, của chất chống oxi hoá tổng hợp như BHT là
7,4 μg/ml và BHA là 4,5 μg/ml. Kết quả cho thấy tinh dầu trầu có tiềm năng kháng oxi
hóa có thể tốt hơn cả chất chống oxi hóa tổng hợp như BHT và BHA.
 Tính kháng khuẩn của lá trầu
Là khả năng tiêu diệt hoặc ức chế sự phát triển của vi khuẩn (thường là vi khuẩn
gây bệnh có hại).
Khảo sát sự biến đổi 4-allypyrocatechol diacetate và chavibetol acetate thành chavibetol trong
tinh dầu lá trầu Hóc Môn (Piper betel L.)


HVCH: Trần Nguyễn Ngọc Châu

14

Tính kháng khuẩn của trầu được quyết định bởi hàm lượng các dẫn xuất
phenolic, cũng như các hợp chất terpen có trong trầu.
Các nghiên cứu cho thấy tinh dầu và cao chiết lá trầu (được cô đặc từ dịch chiết
lá) có hoạt tính ức chế hoặc tiêu diệt vi rút, vi khuẩn, nấm và động vật nguyên sinh.
 Theo Nguyên Ngọc Phước và cộng sự,
[10]
dịch chiết lá trầu với dung môi là
nước và ethanol đều có khả năng ức chế sự phát triển của họ nấm Saprolegniaceae
(loài nấm gây bệnh phổ biến ở cá nước ngọt). Ở nồng độ 10.000 ppm chúng có khả
năng tiêu diệt 5 chủng nấm họ Saprolegniaceae là Saprolegnia diclina NJM 0208,
Saprolegnia diclina H3 ATCC 90215, Saprolegnia parasitica H2 ATCC 90213,
Achlya sp NJM 0323 và Aphanomyces piscicida MJN 0002.
 Theo Nguyễn Văn Toại, Lê Thị Oanh, Nguyễn Xuân Huyên,
[12]
hoạt chất toàn
phần của lá trầu ức chế mạnh sự phát triển của tất cả các chủng HP (Helicobacter
pylori – loài vi khuẩn gây bệnh lý dạ dày tá tràng) phân lập được từ các mảng sinh thiết
dạ dày qua nội soi trên in vitro.
 Theo Caburian A.B. và Osi M.O,
[18]
tinh dầu có tính kháng khuẩn và kháng nấm
đáng kể với vi khuẩn Staphylococcus aureus, Streptococcus pyrogenes, với nấm
Candida albicans và Trichophyton mentagrophytes, với các MIC tương ứng là 125
μg/ml, 15,60 μg/ml, 250 μg/ml, 195 μg/ml.
Hoạt động kháng khuẩn được thử nghiệm bằng phương pháp khuếch tán
thạch (agar diffusion method) cũng cho thấy tinh dầu ức chế sự phát triển của các
nhóm vi sinh vật trên. Đường kính vòng ức chế của Staphylococcus aureus bằng 67,5
mm, Candida albicans, Streptococcus pyrogenes và Trichophyton mentagrophytes
cùng bằng 90 mm với nồng độ tinh dầu khảo sát là 100 μg/ml.
 Theo Li-Ching M.R. và Jiau-Ching H.,

[32]
chiết xuất methanol của lá trầu có tính
kháng khuẩn mạnh với Candida albicans, Malassezia pachydermatis, Staphylococcus
aureus. Tinh dầu lá trầu cũng ức chế sự phát triển của ấu trùng muỗi ở 2 giờ với nồng