Nghiên cứu chiết xuất diosgenin từ nần vàng bằng dung môi siêu tới hạn

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI









NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT
DIOSGENIN TỪ NẦN VÀNG
BẰNG DUNG MÔI SIÊU TỚI HẠN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

VƯƠNG MINH VIỆT
HÀ NỘI - 2015



BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI


VƯƠNG MINH VIỆT

NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT

DIOSGENIN TỪ NẦN VÀNG
BẰNG DUNG MÔI SIÊU TỚI HẠN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

Người hướng dẫn:
1. TS. Nguyễn Văn Hân
2. DS. Nguyễn Thị Minh Hạnh
Nơi thực hiện:
1. Bộ môn Công Nghiệp Dược
2. Viện Công Nghệ Dược Phẩm
HÀ NỘI - 2015



LỜI CÁM ƠN

Khóa luận được thực hiện tại Bộ môn Công Nghiệp Dược và Viện Công Nghệ
Dược Phẩm Quốc gia – Trường Đại học Dược Hà Nội. Trong thời gian nỗ lực nghiên
cứu hoàn thành khóa luận này, tôi đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, ủng hộ, hướng
dẫn của thầy cô, bạn bè và gia đình.
Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy:
TS. Nguyễn Văn Hân – giảng viên Bộ môn Công Nghiêp Dược – Trường Đại
Học Dược Hà Nội đã hết lòng tận tình hướng dẫn, chỉ bảo giúp tôi từng bước nâng cao
nhận thức và phương pháp luận; động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn
thành khóa luận tốt nghiệp này.
TS. Nguyễn Hoàng Tuấn – giảng viên bộ môn Dược Liệu – Trường Đại Học
Dược Hà Nội đã chia sẻ, giải đáp những vướng mắc trong suốt quá trình thực hiện
khóa luận.
Đồng thời tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy, cô giáo, các anh chị kỹ thuật

viên Bộ môn Công Nghiệp Dược và Viện Công Nghệ Dược Phẩm Quốc gia đã giúp đỡ
tạo điều kiện cho tôi trong suốt thời gian làm thực nghiệm.
Nhân dịp này tôi cũng xin gửi tới toàn thể giảng viên, cán bộ trường Đại học
Dược Hà Nội lời cảm ơn chân thành vì sự dạy bảo, dìu dắt tôi trong suốt 5 năm học tập
tại trường.
Cuối cùng, tôi muốn gửi lời cảm ơn tới bố mẹ, gia đình, người thân và bạn bè,
những người đã luôn sát cánh động viên và giúp đỡ tôi vượt qua những lúc khó khăn
nhất trong học tập và quá trình hoàn thành khóa luận.

Hà Nội, ngày 7 tháng 4 năm 2015
Sinh viên
Vương Minh Việt


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ
ĐẶT VẤN ĐỀ 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2
1.1. Đại cương về phương pháp chiết xuất bằng dung môi siêu tới hạn 2
1.1.1. Khái niệm 2
1.1.2. Thiết bị và nguyên tắc hoạt động 5
1.1.3. Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp chiết xuất bằng dung môi siêu tới
hạn 7
1.1.4. Ứng dụng 7
1.2. Tổng quan về diosgenin 8
1.2.1. Công thức hóa học, tính chất lý hóa 8
1.2.2. Công dụng của diosgenin 9
1.3. Tổng quan về cây Nần vàng 9

1.3.1. Vị trí phân loại 9
1.3.2. Đặc điểm thực vật 9
1.3.3. Bộ phận dùng và phân bố 10
1.3.4. Thành phần hóa học. 10
1.3.5. Tác dụng sinh học 13
1.3.6. Công dụng 15
CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU 16
2.1. Nguyên vật liệu, hóa chất và thiết bị 16
2.1.1. Nguyên liệu 16
2.1.2. Hóa chất 16


2.1.3. Máy móc, thiết bị 16
2.2. Phương pháp nghiên cứu 17
2.2.1. Phương pháp chiết xuất diosgenin 17
2.2.2. Phương pháp định lượng diosgenin. 18
2.2.3. Phương pháp tinh chế 20
2.3. Nội dung nghiên cứu 20
2.3.1. Xây dựng và thẩm định phương pháp định lượng 20
2.3.2. Xác định hàm lượng diosgenin trong thân rễ Nần vàng 21
2.3.3. Đánh giá ảnh hưởng của một số thông số đến quá trình chiết xuất 21
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 24
3.1. Thẩm định phương pháp định lượng diosgenin bằng TLC 24
3.1.1. Độ thích hợp hệ thống 24
3.1.2. Khoảng tuyến tính 25
3.1.3. Độ đúng của phương pháp 27
3.1.4. Độ chính xác của phương pháp 31
3.2. Xác định hàm lượng diosgenin trong thân rễ Nần vàng. 31
3.3. Đánh giá ảnh hưởng của một số thông số đến quá trình chiết xuất 32

3.3.1. Đồng dung môi 32
3.3.2. Áp suất chiết xuất 34
3.3.3. Nhiệt độ chiết xuất 36
3.3.4. Thời gian chiết xuất 38
3.4. Tinh chế dịch chiết 39
CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN 41
4.1. Về khảo sát ảnh hưởng các thông số tới quá trình chiết xuất 41
4.2. Về quy trình tinh chế dịch chiết. 42
KẾT LUẬN 43
KIẾN NGHỊ 44


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT

AOAC

Hiệp hội cộng đồng phân tích chính thức.
K
c

Điểm tới hạn.
T
c
Nhiệt dộ tới hạn.
P
c
Áp suất tới hạn.
sCO
2
CO

2
siêu tới hạn
HDL
Lipoprotein tỷ trọng cao ( High Density Lipoproteins )
LDL
Lipoprotein tỷ trọng thấp ( Low Density Lipoproteins )
TLC
Sắc ký lớp mỏng (Thin Layer Chromatography)
SD
Độ lệch chuẩn
RSD
Độ lệch chuẩn tương đối












DANH MỤC CÁC BẢNG

Tên bảng
Trang
Bảng 1.1
Điểm tới hạn của một số dung môi

4
Bảng 1.2
So sánh các đặc tính của chất ở 3 trạng thái lỏng, khí và siêu
tới hạn
4
Bảng 1.3
Các sapogenin trong thân rễ Nần vàng
11
Bảng 1.4
Các hợp chất saponin thu được từ dịch chiết ethanol của Nần
vàng
12
Bảng 2.1
Tên, tiêu chuẩn và nguồn gốc của các hóa chất dùng trong thí
nghiệm
16
Bảng 3.1
Kết quả đánh giá độ thích hợp hệ thống
24
Bảng 3.2
Kết quả đánh giá độ tuyến tính
25
Bảng 3.3
Độ lệch của từng điểm chuẩn dùng xây dựng đường chuẩn
27
Bảng 3.4
Độ thu hồi của phương pháp
28
Bảng 3.5
Kết quả đánh giá độ lặp lại của phương pháp

31
Bảng 3.6
Hiệu suất chiết xuất diosgenin trong với các đồng dung môi
khác nhau
33
Bảng 3.7
Kết quả ảnh hưởng của áp suất chiết lên hiệu suất
32
Bảng 3.8
Ảnh hưởng của nhiệt độ lên hiệu suất
34
Bảng 3.9
Ảnh hưởng của thời gian lên hiệu suất chiết
35
Bảng 3.10
Khối lượng diosgenin thu được và hiệu suất của quá trình
tinh chế dịch chiết
40





DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ

Tên hình ảnh
Trang
Hình 1.1
Giản đồ pha của cacbon dioxyd.
2

Hình 1.2
Mặt phân chia giữa thể lỏng và thể khí của CO2 biến mất khi
đạt đến điểm tới hạn.
3
Hình 1.3
Sơ đồ thiết bị chiết xuất bằng dung môi siêu tới hạn.
5
Hình 1.4
Hệ thống máy chiết xuất siêu tới hạn SEPAREX (Pháp).
6
Hình 3.1
SKLM 6 vết diosgenin chuẩn bước sóng 366nm
25
Hình 3.2
Đường chuẩn thể hiện mối liên quan tuyến tính giữa diện tích
Peak và lượng chất trên vết.
26
Hình 3.3
Peak sắc ký ứng với vết diosgenin chuẩn
29
Hình 3.4
Peak sắc ký ứng với vết diosgenin trong dung dịch thử
29
Hình 3.5
Peak diosgenin chuẩn.
30
Hình 3.6
Peak diosgenin trong dung dịch pha từ cắn chiết.
30
Hình 3.7

Triển khái sắc ký định lượng các mẫu chiết với đồng dung môi
khác nhau
33
Hình 3.8
Biểu đồ hiệu suất chiết xuất diosgenin theo đồng dung môi
34
Hình 3.9
Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của áp suất tới hiệu suất chiết
xuất
35
Hình 3.10
Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu suất chiết
37
Hình 3.11
Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của thời gian tới hiệu suất chiết
xuất.
39
Hình 3.12
Diosgenin kết tinh trong aceton.
40
Hình 3.13
Diosgenin kết tinh trong methanol.
40

1

ĐẶT VẤN ĐỀ


Diosgenin là nguyên liệu để tổng hợp các dẫn xuất steroid [23], [25]. Tuy chất

này có mặt trong nhiều họ thực vật, song chỉ có họ Dioscoreaceae (chi Dioscorea) thì
mới có giá trị thực tế trong việc khai thác chiết xuất diosgenin [14].
Tại Việt Nam, Nần vàng (Dioscorea collettii Hoof.f.) được đánh giá có triển
vọng làm nguồn nguyên liệu chiết xuất diosgenin [10]. Việc chiết xuất diosgenin từ
thân rễ Nần vàng trong các nghiên cứu trước đây được thực hiện bằng cách chiết với
dung môi hữu cơ chloroform. Nhưng trong công nghiệp vấn đề phát sinh với kỹ thuật
này là phải loại bỏ dung môi hữu cơ từ các sản phẩm cuối cùng, xử lý chất thải, độc
tính của chloroform còn lẫn trong sản phẩm…. Do đó, phương pháp chiết diosgenin
một cách nhanh chóng, rẻ tiền và ít độc tính là một yêu cầu cấp thiết. Chiết xuất bằng
dung môi siêu tới hạn (Supercritical fluild extraction) có nhiều lợi thế hơn các phương
pháp tách chiết dung môi lỏng truyền thống như: tính chọn lọc được cải thiện và thân
thiện với môi trường. Chiết xuất bằng dung môi siêu tới hạn là một sự thay thế cần
thiết cho việc sử dụng các dung môi hữu cơ thông thường.
Đề tài “Nghiên cứu chiết xuất diosgenin từ Nần vàng bằng dung môi siêu
tới hạn” được thực hiện với những mục tiêu sau:
1. Xây đựng được phương pháp định lượng diosgenin bằng sắc ký lớp mỏng.
2. Chiết xuất được diosgenin từ thân rễ Nần vàng bằng dung môi siêu tới hạn
và khảo sát được ảnh hưởng của một số thông số đến quá trình chiết xuất
diosgenin từ thân rễ Nần vàng bằng dung môi siêu tới hạn.



2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Đại cương về phương pháp chiết xuất bằng dung môi siêu tới hạn
1.1.1. Khái niệm
Chiết xuất bằng dung môi siêu tới hạn là quá trình chiết rắn – khí trong đó dung
môi là chất khí ở điều kiện siêu tới hạn. Độ nhớt thấp và sức căng bề mặt gần như bằng
không, cho phép dung môi siêu tới hạn thấm vào dược liệu sâu hơn và nhanh hơn so

với dung môi lỏng. Hơn nữa việc loại dung môi khí ra khỏi chất chiết cũng đơn giản
hơn so với dung môi lỏng.
Giản đồ pha của một chất
Hình 1.1 là giản đồ pha của 1 chất tinh khiết theo áp suất (P) và nhiệt độ (T) ở
dạng tổng quát. Trong đó các pha rắn, lỏng và khí được phân cách nhau bởi đường
thăng hoa, đường áp suất nóng chảy và đường áp suất hơi. Cả 3 cùng cắt nhau tại
“điểm ba” (T
t
). Tại đó ba pha cùng tồn tại, nghĩa là cũng tồn tại ba thể tích mol khác
nhau.

Hình 1.1 Giản đồ pha của cacbon dioxyd

Đường áp suất hơi bắt đầu từ điểm ba và kết thúc tại điểm giới hạn K
c
. Khi
đường áp suất hơi dịch chuyển về phía K
c
, tỉ trọng pha lỏng giảm dần, tỉ trọng pha khí
tăng dần và đạt tới cùng một giá trị tại điểm tới hạn, tức là chỉ còn lại 1 pha duy nhất,
gọi là pha siêu tới hạn. Vùng siêu tới hạn bắt đầu từ điểm tới hạn K
c
, tiếp giáp bởi pha
lỏng và pha khí, và ở áp suất rất cao, nó tiếp giáp với pha rắn [1].

3


Hình 1.2: Mặt phân chia giữa thể lỏng và thể khí của CO
2

biến mất khi đạt đến điểm
tới hạn.
Trong đó giai đoạn:
1. Ranh giới giữa 2 pha lỏng - khí dễ dàng quan sát.
2. Khi gia tăng nhiệt độ ranh giới giữa hai pha bắt đầu mờ đi nhưng vẫn dễ dàng
quan sát được
3. Khi đạt được áp suất tới hạn, nhiệt độ tới hạn thì không còn sự phân cách giữa
hai pha, ranh giới giữa hai pha cũng không tồn tại. Hình thành một pha đồng
nhất gọi là pha siêu tới hạn.
Tính chất của dung môi siêu tới hạn
Ở trạng thái siêu tới hạn: Tỉ trọng của dung môi thay đổi theo áp suất và nhiệt độ.
 Tỉ trọng càng nhỏ nó càng giống với một chất khí, tỉ trọng càng tăng nó càng
giống với một chất lỏng.
 Ở nhiệt độ hằng định, tỉ trọng dung môi tăng mạnh theo áp suất, các phần tử
dung môi bị nén lại gần nhau hơn và khả năng hòa tan tăng lên.
 Các tính chất khác ví dụ độ nhớt, hằng số điện môi cũng thay đổi theo áp suất
và nhiệt độ.

4

Bảng 1.1 Điểm tới hạn của một số dung môi [1]
Dung môi
Phân tử lượng
(g/mol)
Nhiệt độ tới
hạn (
o
C)
Áp suất tới
hạn (bar)

Tỉ trọng
(g/cm
3
)
Cacbon dioxid
44,01
31,04
73,83
0,469
Nước
18,02
374,20
221,20
0,348
Methanol
32,04
512,60
61,40
0,276
Ethanol
46,07
513,90
61,40
0,276
Methan
16,04
-82,49
46,40
0,162
Aceton

58,08
508,1
46,4
0,278

Bảng 1.2 So sánh các đặc tính của chất ở 3 trạng thái lỏng, khí và siêu tới hạn
Đặc tính vật lí
Khí
Siêu tới hạn
Lỏng
Tỷ trọng ρ (kg.m
-3
)
0,6 - 2
200 - 500
600 - 1600
Độ nhớt (g/cm/s)
10
-4
10
-4

10
-2

Hệ số dẫn nhiệt λ (W/mK)
0,01 - 0,025
Maximum
b
0,1-0,2

Hệ số khuếch tán D (10
6
m
2
s
-1
)
10 - 40
0,07
0,0002 - 0,002
Sức căng bề mặt σ (dyn/cm
2
)
-
-
20 - 40

Hệ số dẫn nhiệt lớn nhất trong vùng siêu tới hạn, giá trị còn phụ thuộc vào nhiệt
độ [26].
Những đặc tính này thay đổi trong một giới hạn rộng khi thay đổi áp suất, nhất
là xung quanh điểm tới hạn, làm cho dung môi siêu tới hạn có tính linh hoạt cao. Như
vậy dung môi siêu tới hạn vừa có khả năng hòa tan tốt (giống chất lỏng), vừa có tốc độ
khuếch tán cao (giống chất khí).
5


Bình chứa
CO
2

Bình
tách

Bình
chiết
Làm
lạnh
Bơm
Làm
nóng

Điều
chỉnh
P, t
0
C
Bình ngưng tụ
(CO
2
lỏng)
1.1.2. Thiết bị và nguyên tắc hoạt động
Quá trình chiết xuất bằng dung môi siêu tới hạn được thực hiện trong điều kiện
thay đổi áp suất và nhiệt độ. Thiết bị chiết xuất phải được trang bị bộ phận điều chỉnh
áp suất và nhiệt độ ở cả bình chiết và bình tách.

Hình 1.3: Sơ đồ thiết bị chiết xuất bằng dung môi siêu tới hạn

Nguyên tắc hoạt động:
- CO
2
đi từ bình chứa qua bộ phận làm lạnh đến dưới nhiệt độ ngưng tụ để loại
bọt khí trước khi tới bơm.
- Dung môi nén được làm nóng đến nhiệt độ chiết xuất (cao hơn nhiệt độ tới hạn)
trước khi đi vào bình chiết chứa sẵn dược liệu.
- Bình chiết cũng được làm nóng để duy trì trạng thái siêu tới hạn của dung môi.
- Dung môi chảy qua khối dược liệu cố định và hòa tan chất tan.
- Sau đó dung môi qua khỏi bình chiết từ phía trên, qua một van tiết lưu vào bình
tách.
6

- Khi áp suất giảm khả năng hòa tan của dung môi giảm và chất chiết được tách
ra. Để thu được hoàn toàn chất chiết, dung môi được làm nóng đến nhiệt độ cao
hơn nhiệt độ bão hòa để đạt tới trạng thái khí (vì khả năng hòa tan của chất khí
là không đáng kể).
- Chất chiết được rút qua van ở đáy bình tách.

- Dung môi dạng khí được tách ra rồi quay trở lại máy nén để lặp lại chu kì chiết
tiếp theo.
- Hệ thống có thể chứa nhiều bình chiết, nhiều bình tách với các áp suất tách khác
nhau.
Một số lưu ý:
 Xử lí mẫu chiết: Trong vài trường hợp đặc biệt, mẫu cần chiết có thể được điều
chỉnh pH, hoặc thêm dung môi hoặc làm thấm ướt. Nếu hợp chất có tính phân
cực, một lượng nhỏ nước được thêm vào để làm thấm ướt mẫu cần chiết giúp
việc chiết xuất thêm dễ dàng. Nếu hợp chất chiết có tính không phân cực, một
lượng dầu nhỏ hoặc chất béo trộn thêm vào mẫu chiết.
 Chất cho thêm: CO
2
chỉ phù hợp để chiết xuất các hợp chất có độ phân cực kém
cho đến trung bình. Nếu muốn chiết xuất các chất có tính phân cực cao, cần bổ
sung thêm methanol, ethanol hoặc methylen clorid.


Hình 1.4: Hệ thống máy chiết xuất siêu tới hạn SEPAREX (Pháp)
7

1.1.3. Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp chiết xuất bằng dung môi siêu tới
hạn
Ưu điểm
- Độ nhớt thấp, khả năng khuếch tán tốt, khả năng hòa tan cao; áp suất hơi cao,
điểm siêu tới hạn của CO
2
dễ đạt. CO
2
là dung môi chiết rẻ tiền, không độc hại
và không ô nhiễm.

- Chất chiết ít bị tác động bởi nhiệt, quá trình chiết nhanh.
- Khả năng hoà tan và tính chọn lọc của dung môi có thể điều chỉnh được bằng
cách thay đổi áp suất và nhiệt độ.
- Dễ dàng tách hoàn toàn dung môi ra khỏi các chất chiết. Không cần giai đoạn
cất loại dung môi.
Nhược điểm
- Làm việc ở điều kiện áp suất cao, không thích hợp với mẫu chiết dạng lỏng.
- Thiết bị chuyên dụng, đắt tiền.
- Chiết xuất mẫu mới: cần có nhiều nghiên cứu tìm các thông số tối ưu để chiết
xuất thành công [1].
1.1.4. Ứng dụng
Hiện nay, dung môi sCO
2
đang được nghiên cứu, sử dụng trong nhiều lĩnh vực như:
tổng hợp hoá học, phân tích, bào chế, đặc biệt trong chiết xuất các hợp chất tự nhiên
ứng dụng trong dược phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm
 Tách chiết các hoạt chất sử dụng trong dược phẩm:
Người ta dùng dung môi sCO
2
để chiết xuất vinblastin - hoạt chất chống ung thư từ
cây dừa cạn [1], chiết xuất taxol từ vỏ cây thuỷ tùng, chiết xuất maytansin từ cây
Maytenus senegalensis, chiết xuất các hoạt chất từ cây Bạch quả (Gingko biloba) có tác
dụng chống oxy hoá, chống thiểu năng tuần hoàn não, cải thiện trí nhớ…
 Tách loại bỏ cafein trong chè xanh và cà phê:
Hiện nay, cà phê (Coffea sp.), chè (Camellia sinensis) là những đồ uống được sử
dụng phổ biến. Nhưng do hàm lượng cafein cao, gây kích thích thần kinh trung ương,
mất ngủ, lo âu, bồn chồn, nhịp tim nhanh… Để khắc phục tác dụng không mong muốn
8

trên, người ta sử dụng công nghệ chiết xuất bằng sCO
2
để loại bỏ, hạ thấp hàm lượng
cafein xuống < 0,1% mà vẫn giữ nguyên hương vị tự nhiên ban đầu [1].
 Chiết xuất các dầu thực vật:
Công nghệ chiết xuất siêu tới hạn sử dụng sCO
2
đã khắc phục được những nhược
điểm về nhiệt độ cao của phương pháp truyền thống. Sang Yo Byun đã chiết được dầu
hạt vừng đen (Sesamum indicum L.) công suất 15.000 tấn/năm. Sản phẩm thu được có
hàm lượng alpha tocopherol cao hơn hẳn so với sử dụng công nghệ chiết xuất truyền
thống [29].
 Chiết xuất tinh dầu, chất thơm trong dược liệu:
Ưu điểm lớn nhất của phương pháp này là hiệu suất chiết cao và chất lượng sản
phẩm tốt hơn so với phương pháp cất kéo hơi nước hoặc dùng dung môi hữu cơ.
1.2. Tổng quan về diosgenin
1.2.1. Công thức hóa học, tính chất lý hóa
Công thức cấu tạo


 Diosgenin là một sapogenin steroid. Được sản xuất thông qua thủy phân saponin
bằng acid, base mạnh hoặc các enzyme.
 Tỷ trọng: 1,13g/cm
3
.

 Nhiệt độ nóng chảy: 205-208
o

C.
 Độ tan: tan tốt trong chloroform 20mg/ml, cho màu hơi vàng. Tan ít trong các
dung môi hữu cơ khác, không tan trong nước.
 Diosgenin là một sapogenin steroid thuộc nhóm spirostan. Nên có các đặc tính
sau:
 Có tính chất tạo bọt: tạo bọt trong môi trường kiềm.
 Các phản ứng màu:
Công thức phân tử
C
27
H
42
O
3
Khối lượng phân tử
414.62058 g/mol
Tên IUPAC
(3β,25R)-spirost-5-en-3-ol
9

 Acid sulfuric đậm đặc hòa tan các saponin và cho thấy màu thay đổi từ
vàng, đỏ, lơ-xanh lá hay lơ-tím (Phản ứng Salkowski).
 Sapogenin hòa tan vào 1ml anhydrid acetic, cho thêm 1 giọt H
2
SO
4

đậm đặc cho màu xanh lá (Phản ứng Liebermann – Burchardt).
1.2.2. Công dụng của diosgenin
Diosgenin được sử dụng như là nguyên liệu để tổng hợp progesteron,

pregnenolon, prednisolon, estrogen, testosteron, hydrocortison, dexamethason,
betamethason.
Diosgenin là một trong những nguyên liệu chính để tổng hợp thuốc chống viêm
corticosteroid giúp kháng viêm, lành sẹo các bệnh như phát ban, zona… Diosgenin
còn chống oxy hóa ở cơ thể người, giảm mức lipid huyết thanh, ức chế sự phát triền
và ngừng chu kỳ hoạt động của các tế bào u xương ác tính, ung thư biểu mô tế bào
gan [28], [27].
Theo một số nghiên cứu diosgenin làm giảm cholesterol trong gan chuột, tăng
bằng biết cholesterol thành acid mật và tăng bài tiết của các sterol trung tính [16],
[17],[22].
1.3. Tổng quan về cây Nần vàng
1.3.1. Vị trí phân loại
Vị trí phân loại của Nần vàng trong hệ thống phân loại thực vật của Takhtajan
1987 [2].
Ngành ngọc lan (Magnoliophyta)
Lớp hành (Liliopsida)
Phân lớp hành (Liliidae)
Bộ củ nâu (Dioscoreales)
Họ củ nâu (Dioscoreaceae)
Chi Dioscorea
Dioscorea collettii Hook.f
 Tên khoa học của vị thuốc: Dioscorea collettii Hook.f [4].
 Tên khác: Nần vàng, nần vàng, râu hùm [4], [7].

1.3.2. Đặc điểm thực vật
10

Địa thực vật, thân vặn, quấn trái, không có lông, đôi khi có lông màu vàng dày
và ngắn [28]. Thân rễ mọc ngang, phân nhiều nhánh ngắn hình dạng giống gừng,
chiều dài đa dạng, dày khoảng 2cm, lõi màu vàng, rễ mảnh dạng sợi [28].

Lá mọc đơn, so le [3], [4], [28] cuống lá dài từ 4-7cm, phiến lá khô hơi đen,
kích thước 5-19 (-22) x 3-13 (-16)cm, thường có màng, mặt dưới đôi lúc có lông,
nhất là dọc theo các gân, có 7 gân trong đó có 3 gân gốc vươn tới chóp lá mặt lá
hình tim, mép lá nguyên hay hơi lượn sóng, đôi khi trong suốt, đỉnh nhọn. Các cụm
hoa đực đơn độc hoặc 2 hay 3 cụm mọc cạnh nhau. Hoa đực: Mọc đơn hay thành
cụm hoa xim gồm 2 hay 3 bông, không cuống; lá bắc hình oval dẹt, lá bắc con hình
trứng, bao hoa màu vàng, lúc khô thường màu đen, hình đĩa, nhị 3, gắn trong ống
bao hoa, chỉ nhị ngắn, bao phấn hình trứng, thon dài khi hoa nở, hình chữ chi; các
nhị lép có dạng sợi mảnh. Cụm hoa cái dạng bông đơn độc, dài tới 5cm. Hoa cái: có
nhị lép, bầu hoa hình trụ thon. Quả nang quặt lại, nâu bóng, hình trứng ngược hay
hình bầu dục, thường hơi góc cạnh, dài 1,6 – 2,1cm, đỉnh cụt, cánh rộng 0,8 – 1,1
cm. Hạt nằm ở gần giữa quả, có cánh bao xung quanh.
Loài D. Collettii Hook.f. gồm hai thứ:
 D. Collettii var. collettii: Mép lá không trong suốt; bao phấn rộng bằng
hoặc gấp đôi khi hoa nở; quả nang hình trứng ngược, đỉnh cụt hay tròn.
 D. Collettii var. hypoglauca: Mép lá trong suốt; bao phấn hẹp lại khoảng
một nửa khi hoa nở; quả nang hình bầu dục, đỉnh tròn.
1.3.3. Bộ phận dùng và phân bố
Bộ phận dùng: Thân rễ phơi khô.
Phân bố:
Nần vàng phân bố ở nam Trung Quốc, Ấn Độ, Mianma, Bắc Việt Nam, Mộc
Châu Sơn La [3], [4]. Theo “Từ điển cây thuốc Việt Nam” cây chỉ gặp trong rừng
núi cao một số nơi thuộc bắc bộ, ở độ cao 1000-3200m [4]. “Thực vật chí Trung
Quốc” cho biết cây mọc ở rừng hỗn hợp, rừng sồi cấp hai, rừng rậm núi dốc, ở độ
cao 200-3200m [28].
1.3.4. Thành phần hóa học.
Các nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra trong Nần vàng (D. Collettii) có rất nhiều
saponin, trong đó có 2 sapogenin chính là diosgenin và yamogenin. Hàm lượng
diosgenin lên tới 3,8 – 4,2% [13].
11

Bảng 1.3: Các sapogenin trong thân rễ Nần vàng [24].
STT
Tên chất
Công thức cấu tạo
1
Diosgenin


2
Yamogenin
3
β – sitosterol

4
Dihydroxysterol

5
∆
3,5
–
deoxyneotigogen

6
∆
3,5
-
deoxyneotigogenin

7
Diosgenin palmitat

8
Yamogenin
palmitat
9
Isonarthogenin
10
Yamogenin - D –
glucosid
12

Bảng 1.4: Các hợp chất saponin thu được từ dịch chiết ethanol của Nần vàng [21].
STT
Tên chất
Công thức cấu tạo
1
Prosapogenin A của
dioscin

1: R
1
=α-L-Rha, R
2
=R
3
=H

2: R
1
=R
3
=α-L-Rha, R
2
=H
3: R
1
=α-L-Rha, R
2
=β-D-Glc, R
3
=H
2
Dioscin
3
Gracillin
4
Proromeodioscin

5
Protodioscin
6
Protoneogracillin
7
Protogracillin
8
Methyl
protoneodioscin

9
Methyl protodioscin
10
Methyl
protoneogracillin
11
Methyl protogracillin
13

12
Hypoglaucin F

13
Hypoglaucin G

14
Hypoglaucin H


1.3.5. Tác dụng sinh học
a. Tác dụng hạ huyết áp
Sử dụng cao nước Nần vàng đã được lọc trong trên thỏ có cân nặng 2,5 – 3kg,
được gây mê bằng pentotal cho kết quả: Mức liều dao động từ 2-25mg/kg thể trọng cho
thấy tác dụng hạ huyết áp và thời gian tác dụng khác nhau [8].
Chế phẩm Diosgin từ Nần vàng có tác dụng hạ huyết áp trên hầu hết bệnh nhân có
huyết áp cao [6].
b. Tác dụng hạ Cholesterol
14

Cao Nần vàng có tác dụng hạ Cholesterol khá rõ rệt trên mô hình gây tăng
cholesterol thực nghiệm. Tất cả các chỉ số lipid máu đều trở về trị số bình thường.
Điều đáng lưu ý là Nần vàng hạ cholesterol, đặc biệt hạ rất mạnh LDL, trong đó lại
có xu hướng tăng HDL (40 ± 2,1 đến 36 ± 2,5 với p< 0,05), do đó hạ được chỉ số
cholesterol/HDL (4,3 đến 3,2) [9].
Thử nghiệm Diosgin cho khoảng 200 người bệnh, kết quả xét nghiệm sinh hóa
trên 5 chỉ tiêu về lipoprotein trong máu (triglycerid, cholesterol toàn phần, LDL,
HDL và Cholesterol toàn phần / HDL) cho thấy Diosgin cho tác dụng tốt, trong quá
trình điều trị không thấy có tai biến, tác dụng phụ nào [6].
c. Tác dụng chống viêm
Cao Nần vàng với liều 300mg/kg cho chuột bị gây viêm bằng dextran uống 3
lần (24 giờ, 3 giờ, 30 phút trước khi gây viêm) có tác dụng giảm viêm rõ rệt, tác
dụng này tương đương với prednisolon liều 70mg/kg uống 1 lần 30 phút trước khi
gây viêm [9].
Nần vàng cũng được sử dụng để chống viêm trong đau do viêm khớp, được
khuyến cáo như 1 biện pháp khắc phục để chống viêm khớp, tăng lưu thông máu,
giãn cơ, rất hữu dụng trong đau do thấp khớp và tê chân tay. Ngoài ra nó còn được
sử dụng như 1 chất chống viêm cho các tổn thương ngoài da, bao gồm cả eczema
[15].
d. Tác dụng gây giãn cơ trơn
Cao Nần vàng gây giãn cơ trơn của mạch và ruột [8].
 Trên ruột thỏ cô lập:
Liều 0,1; 0,2; 0,3ml dung dịch cao Nần vàng 5% nhỏ vào 50ml dịch nuôi ruột
gây giãn rõ rệt. Tác dụng hết sau 10-15 phút. Liều 0,5ml trở lên gây giãn không
hồi phục.
 Trên mạch tai thỏ cô lập:
Liều 0,1-0,2ml dung dịch cao Nần vàng 5% (được truyền lẫn vào dòng chảy
của dung dịch nuôi tai) gây tăng rõ rệt số giọt chảy (gấp 3-4 lần). Tác dụng hết
sau 10-15 phút. Liều 0,5 ml trở lên gây giãn mạch, nhiều trường hợp giãn không
hồi phục [8].

e. Ảnh hưởng đến hoạt động của tim tại chỗ
15

Thí nghiệm trên tim ếch, thuốc được tiêm vào túi bạch huyết với thể tích không
quá 0,5ml. Cho kết quả:
 Trên tim bình thường:
Liều 20-30-40mg/kg cân nặng, hoạt động của tim hầu như không thay đổi.
Liều 100mg/kg cân nặng gây rối loạn nhịp tim ở đa số ếch thử, tim đập chậm
lại, biên độ co tăng gấp 2-3 lần so với bình thường [8].
 Trên suy tim:
70% số ếch thử có tim được hồi phục, nhịp tim đều trở lại, biên độ tăng cao,
thậm chí có trường hợp đập mạnh hơn lúc bình thường, ở mức liều 30-
40mg/kg cân nặng [8].
f. Tác dụng chống ung thư
Tám hợp chất: Protoneodioscin, protodioscin, protoneogracillin, protogracillin
và methyl protoneodioscin, methyl protodioscin, methyl protoneogracillin, và
methyl protogracillin được chiết từ thân rễ của Dioscorea collettii cho thấy các tác
dụng gây độc tế bào đối với các dòng tế bào ung thư K562 trong ống nghiệm [19].
Các nghiên cứu về hoạt tính chống ung thư của saponin steroid từ thân rễ của
Nần vàng đã cho thấy methyl protoneogracillin và gracillin có khả năng gây độc tế
bào đối với các dòng tế bào ung thư ở người bị bệnh bạch cầu, ung thư tuyến tiền
liệt [17]. Gần đây, một nghiên cứu hệ thống cho biết methyl protogracillin đã được
sử dụng ở Viện ung thư quốc gia Mỹ làm thuốc chống ung thư [20].
g. Tác dụng chống nấm
14 saponin steroid được phân lập từ thân rễ của Nần vàng: cho thấy hoạt tính
kháng nấm gây biến dạng hình thái của sợi nấm và bào tử của Pyricularia oryzue
(một loại nấm phytopathogenic gây bệnh đạo ôn) trong đó có 3 saponin
sporostanol, 9 - saponin furostanol, và 2 - glycosid pregnan [18], [19], [20].
1.3.6. Công dụng
Trong đông y, Nần vàng có vị khổ, tính bình, tác dụng giải độc, tiêu thũng, tán ứ

chỉ thống, khu phong trừ thấp. Cây được dùng trị đau khớp xương do phong thấp,
đau lưng gối, cảm nhiễm đường tiết niệu, bạch đới, rắn độc cắn [4].
Cao của thân rễ có tác dụng chống viêm và làm giảm cholesterol trong máu [3].
16

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG,
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên vật liệu, hóa chất và thiết bị
2.1.1. Nguyên liệu
Thân rễ Nần vàng được rửa sạch và sấy khô ở nhiệt độ 60
o
C.
2.1.2. Hóa chất
Bảng 2.1 Tên và nguồn gốc của các hóa chất dùng trong thí nghiệm
STT
Tên hóa chất
Nguồn gốc
1
Diosgenin chuẩn 99,3%
Viện kiểm nghiệm
2
n-hexan
Trung Quốc
3
Ethanol 96%
Việt Nam
4
Aceton
Trung Quốc
5

Cacbon dioxyd khí hóa lỏng
Việt Nam
6
Ethyl acetat
Trung Quốc
7
Chloroform
Trung Quốc
8
Natri carbonat
Việt Nam
9
Acid sulfuric đặc

Việt Nam
10
Ceri sulfat
Trung Quốc

2.1.3. Máy móc, thiết bị
Máy móc
 Hệ thống chiết xuất siêu tới hạn Separex (Pháp).
 Máy cất quay chân không Büchi B-490 và R-220 (Thụy Sỹ).
 Cân phân tích Mettler Toledo AB204-S (Đức).
 Cân kỹ thuật điện tử Sartorius BP 20015 (Đức).
 Tủ sấy MEMMERT (Đức).
17

 Hệ thống CAMAG REPROSTAR 3.
 Bể siêu âm.

Dụng cụ
 Bình nón: 100ml.
 Ống đong : 100ml, 500ml.
 Bình định mức 10ml.
 Cốc có mỏ 100ml, 250ml, 500ml.
 Pipet: 1ml, 10ml.
 Phễu lọc.
 Bản mỏng silicagel 60 F
254.

 Mao quản chính xác 5 µL.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp chiết xuất diosgenin
a) Chuẩn bị dược liệu
Thân rễ Nần vàng sau khi thu hoạch, rửa bằng nước cho sạch, loại bỏ rễ con,
thái thành lát mỏng, sấy tới khô trong tủ sấy ở nhiệt độ 60
o
C (chú ý: Tránh sấy ở
nhiệt độ trên 70
o
C vì sẽ khiến hàm lượng diosgenin bị giảm mạnh [12]). Xay nhỏ
dược liệu khô ta thu được bột dược liệu Nần vàng.
Thủy phân bột dược liệu Nần vàng:
. Cân 1kg bột dược liệu Nần vàng vừa thu được, cho vào bình cầu cỡ lớn, có gắn
ống sinh hàn, thêm vừa đủ dung dịch acid H
2
SO
4
10% qua ống sinh hàn cho ngập
dược liệu, đun hồi lưu trong 4 giờ. Để nguội bình phản ứng, lấy bột dược liệu sau

thủy phân rửa qua bằng nước để loại bớt acid H
2
SO
4
, kiềm hóa bột dược liệu bằng
dung dịch Na
2
CO
3
bão hòa tới trung tính, thử bằng giấy quì tím. Sấy khô bột dược
liệu vừa thu được, ta thu được bột dược liệu đã xử lý, là nguyên liệu để chiết xuất
diosgenin.