Khảo sát ảnh hưởng của dung môi tách chiết đến hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết từ cây xidi klung tại vườn quốc gia bidoup núi bà, tỉnh lâm đồng​

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA DUNG MÔI TÁCH
CHIẾT ĐẾN HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN CỦA CAO
CHIẾT TỪ CÂY XIDI KLUNG TẠI VƢỜN QUỐC GIA
BIDOUP – NÚI BÀ, TỈNH LÂM ĐỒNG

Ngành:

CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hƣớng dẫn :

ThS. Phạm Minh Nhựt

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Thanh Phƣớc

MSSV: 1211100297

:

Lớp: 12DSH02

TP. Hồ Chí Minh, 2016

Đồ án tốt nghiệp

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là đồ án nghiên cứu của riêng tôi đƣợc thực hiện trên cơ
sở lý thuyết, tiến hành nghiên cứu thực tiễn dƣới sự hƣớng dẫn của ThS. Phạm
Minh Nhựt. Các số liệu, kết quả nêu trong đồ án là trung thực và chƣa từng đƣợc
công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Tôi xin chịu trách nhiệm về
lời cam đoan này.

Tp.Hồ Chí Minh, ngày…..tháng…..năm…..
Sinh viên

Nguyễn Thị Thanh Phƣớc


Đồ án tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Trƣớc hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám Hiệu Trƣờng Đại
học Công Nghệ Tp. Hồ Chí Minh, quý thầy cô giảng dạy tại Khoa Công nghệ sinh
học - Thực phẩm - Môi trƣờng cùng tất cả các thầy cô đã truyền dạy những kiến
thức quý báu cho em trong suốt những năm học vừa qua.
Qua đây em xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Phạm Minh Nhựt,
ngƣời đã định hƣớng nghiên cứu, quan tâm, tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ em trong
suốt thời gian làm khoá luận tốt nghiệp. Bên cạnh đó em xin cảm ơn các thầy cô ở
Phòng Thí nghiệm Khoa Công nghệ sinh học - Thực phẩm - Môi trƣờng cùng các
anh chị, bạn bè đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn
thành tốt đề tài của mình.

Cuối cùng, con xin gửi lời cảm ơn đến gia đình đã luôn bên cạnh, động viên
con những lúc khó khăn, nản lòng trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu cũng
nhƣ trong cuộc sống.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày..... tháng ..... năm.....
Sinh viên

Nguyễn Thị Thanh Phƣớc


Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC
MỤC LỤC .................................................................................................................... i
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................ v
DANH MỤC CÁC BẢNG......................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ...............................................................................vii
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ....................................................................................... 4
1.1. Vai trò của cây thuốc dân gian trong đời sống..................................................... 4
1.1.1. Sơ lƣợc về nguồn tài nguyên cây thuốc ............................................................ 4
1.1.2. Vai trò của cây thuốc dân gian .......................................................................... 4
1.1.3. Hoạt tính sinh học của cây thuốc ...................................................................... 6
1.2. Các thành phần hóa học từ thực vật ..................................................................... 7
1.2.1. Carbohydrate ..................................................................................................... 7
1.2.2. Alkaloid ............................................................................................................. 8
1.2.3. Glycoside ......................................................................................................... 10
1.2.4. Tannin ............................................................................................................. 16
1.2.5. Steroid ............................................................................................................. 16
1.2.6. Amino acid ...................................................................................................... 17

1.2.7. Isoprenoid (terpene) ........................................................................................ 19
1.3. Tổng quan về cơ chế kháng khuẩn của các hợp chất có nguồn gốc từ thực vật.19
1.3.1. Khái niệm về hoạt tính kháng khuẩn .............................................................. 19
1.3.2. Cơ chế kháng khuẩn ........................................................................................ 20
1.3.3. Một số hợp chất có khả năng kháng khuẩn từ thực vật .................................. 22
1.3.4. Tình hình nghiên cứu kháng khuẩn của thực vật trên thế giới và tại Việt Nam
. .................................................................................................................................. 28
1.3.5. Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) ...................................................................... 31
1.4. Ảnh hƣởng của dung môi đến khả năng tách chiết cao từ thực vật ................... 32
1.5. Tổng quan về một số nhóm vi khuẩn gây bệnh ................................................. 33
1.5.1. Nhóm vi khuẩn Escherichia coli ..................................................................... 33

i


Đồ án tốt nghiệp
1.5.2. Nhóm vi khuẩn Salmonella spp. ..................................................................... 35
1.5.3. Nhóm vi khuẩn Shigella spp. . ........................................................................ 36
1.5.4. Nhóm vi khuẩn Listeria spp. .......................................................................... 37
1.5.5. Nhóm vi khuẩn Vibrio spp. ............................................................................. 38
1.5.6. Nhóm vi khuẩn thuộc dòng Pseudomonas spp. .............................................. 40
1.5.7. Nhóm vi khuẩn thuộc dòng Enterococcus spp............................................... 41
1.5.8. Nhóm vi khuẩn Staphylococcus aureus. ......................................................... 42
CHƢƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................... 44
2.1. Địa điểm và thời gian ......................................................................................... 44
2.1.1. Địa điểm nghiên cứu ....................................................................................... 44
2.1.2. Thời gian nghiên cứu ...................................................................................... 44
2.2. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................................ 44
2.2.1. Nguồn mẫu ...................................................................................................... 44
2.2.2. Vi khuẩn chỉ thị ............................................................................................... 44

2.2.3. Hóa chất, dung môi ......................................................................................... 44
2.2.4. Dụng cụ và thiết bị .......................................................................................... 45
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu.................................................................................... 46
2.3.1. Phƣơng pháp thu và xử lý nguồn mẫu ............................................................ 46
2.3.2. Phƣơng pháp tách chiết và thu nhận cao thực vật ........................................... 46
2.3.3. Phƣơng pháp bảo quản và giữ giống vi sinh vật ............................................. 47
2.3.4. Phƣơng pháp tăng sinh, xác định mật độ tế bào vi sinh vật chỉ thị................. 48
2.3.5. Phƣơng pháp pha loãng mẫu ........................................................................... 49
2.3.6. Phƣơng pháp đánh giá hoạt tính kháng khuẩn ................................................ 49
2.3.7. Phƣơng pháp xác định nồng độ ức chế tối thiểu MIC .................................... 51
2.3.8. Phƣơng pháp xác định thành phần hóa học có trong cao chiết ....................... 51
2.3.9. Phƣơng pháp xử lý số liệu ............................................................................... 54
2.4. Bố trí thí nghiệm ................................................................................................ 55
2.4.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hƣởng của dung môi tách chiết đến hiệu suất thu
hồi cao chiết từ Xidi Klung ....................................................................................... 56

ii


Đồ án tốt nghiệp
2.4.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hƣởng của các loại dung môi tách chiết đến hoạt
tính kháng khuẩn của cao chiết. ................................................................................ 59
2.4.3. Thí nghiệm 3: Xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của cao chiết ethanol
70% từ cây Xidi Klung đối với các chủng vi khuẩn gây bệnh. ................................ 62
2.4.4. Thí nghiệm 4: Định tính một số thành phần hóa học cơ bản của cao chiết
ethanol 70% từ cây Xidi Klung. ................................................................................ 65
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................ 68
3.1. Kết quả đánh giá hiệu suất thu hồi cao chiết Xidi Klung từ các dung môi tách
chiết khác nhau .......................................................................................................... 68
3.2. Kết quả khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết Xidi Klung với các loại

dung môi tách chiết khác nhau trên các chủng vi khuẩn gây bệnh ........................... 69
3.2.1. Kết quả hoạt tính kháng khuẩn của các loại cao chiết đối với nhóm vi khuẩn
Escherichia coli ......................................................................................................... 70
3.2.2. Kết quả hoạt tính kháng khuẩn của các loại cao chiết đối với nhóm vi khuẩn
Listeria spp. ............................................................................................................... 71
3.2.3. Kết quả hoạt tính kháng khuẩn của các loại cao chiết đối với nhóm vi khuẩn
Salmonella spp. ......................................................................................................... 73
3.2.4. Kết quả hoạt tính kháng khuẩn của các loại cao chiết đối với nhóm vi khuẩn
Shigella spp. .............................................................................................................. 75
3.2.5. Kết quả hoạt tính kháng khuẩn của các loại cao chiết đối với nhóm vi khuẩn
Vibrio spp. ................................................................................................................. 77
3.2.6. Kết quả hoạt tính kháng khuẩn của các loại cao chiết đối với nhóm vi khuẩn
gây bệnh cơ hội trên da ............................................................................................. 78
3.2.7. Tổng hợp kết quả hoạt tính kháng khuẩn của các loại cao chiết đối với 20 vi
khuẩn gây bệnh ......................................................................................................... 80
3.3. Kết quả xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của cao chiết Xidi Klung từ
ethanol 70% đối với các chủng vi khuẩn gây bệnh ................................................... 84
3.4. Kết quả định tính một số thành phần hóa học cơ bản của cao chiết Xidi Klung
từ ethanol 70% .......................................................................................................... 87

iii


Đồ án tốt nghiệp
CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................ 91
4.1. Kết luận .............................................................................................................. 91
4.2. Đề nghị ............................................................................................................... 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 92

iv

Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DMSO: Dimethyl sulfoxide
DNA: Deoxyribonucleic acid
MIC: Minimum Inhibition Concentration: Nồng độ ức chế tối thiểu
RNA: Ribonucleic acid
TSA: Trypton Soya Agar
TSB: Trypton Soya Broth

v


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Chức năng sinh lý của một số amino acid trong quá trình trao đổi chất ..18
Bảng 1.2. Những nhóm hợp chất tự nhiên có hoạt tính kháng khuẩn (theo Cowan,
1999)..........................................................................................................................21
Bảng 3.1. Kết quả đƣờng kính vòng ức chế (mm) của cao chiết Xidi Klung từ các
loại dung môi khác nhau trên 20 chủng vi khuẩn gây bệnh ......................................81
Bảng 3.2. Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của cao chiết Xidi Klung từ ethanol 70%
đối với 20 chủng vi khuẩn gây bệnh .........................................................................85
Bảng 3.3. Kết quả định tính một số thành phần hóa học của cao chiêt Xidi Klung từ
ethanol 70% ...............................................................................................................88

vi

Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Sơ đồ phân loại nhóm carbohydrate............................................................7
Hình 1.2. Cấu trúc hóa học một số chất thuộc nhóm alkaloid ....................................9
Hình 1.3. Sơ đồ phân loại glycoside .........................................................................10
Hình 1.4. Sơ đồ phân loại nhóm saponin ..................................................................11
Hình 1.5. Cấu trúc hóa học của flavonoid (A) và các dạng flavonoid ......................14
(B) Euflavonoid, (C) Isoflavonoid, (D) Neoflavonoid ............................................14
Hình 1.6. Caffeic acid ...............................................................................................15
Hình 1.7. Phân loại nhóm phenolics theo cấu trúc hóa học ......................................15
Hình 1.8. Những vị trí của vi khuẩn bị tác động bởi các hợp chất thực vật (Burt,
2004)..........................................................................................................................20
Hình 1.9. Cấu trúc hóa học của phân tử quinone, anthraquinone và hypericin ........23
Hình 1.10. Cấu trúc hóa học của catechine ...............................................................24
Hình 1.11. Cấu trúc hóa học của coumarine .............................................................25
Hình 1.12. Cấu trúc hóa học của phân tử Solamargine.............................................26
Hình 1.13. Cấu trúc hóa học của berberine ...............................................................27
Hình 1.14. E.coli quan sát dƣới kính hiển vi với kích thƣớc 2 µm (Bact, 2005) ......34
Hình 1.15. Hình thái vi khuẩn Salmonella spp. (Taragui, 2005) ..............................35
Hình 1.16. Hình thái của vi khuẩn Shigella spp. (Reynolds, 2011) ..........................37
Hình 1.17. Vi khuẩn Listeria spp. .............................................................................38
Hình 1.18. Hình thái vi khuẩn Vibrio spp. (Microscopy, 2004) ...............................39
Hình 1.19. Vi khuẩn Pseudomonas ...........................................................................40
Hình 1.20. Vi khuẩn Enterococcus ...........................................................................41

vii

Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.21. Vi khuẩn Staphylococcus aureus ............................................................42
Hình 2.1. Mẫu Xidi Klung ngâm trong ethanol (tỷ lệ 1:20 (w/v)) ............................47
Hình 2.2. Phƣơng pháp pha loãng mẫu .....................................................................49
Hình 2.3. Đƣờng kính vùng ức chế vi khuẩn của cao ethanol 70% và Ciprofloxacin
...................................................................................................................................50
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát..............................................................55
Hình 2.5. Quy trình tách chiết và thu hồi cao từ cây Xidi Klung .............................56
Hình 2.6. Mẫu bột Xidi Klung ..................................................................................57
Hình 2.7. Dịch chiết mẫu từ cây Xidi Klung ngâm với ethanol 70% .......................58
Hình 2.8. Quy trình đánh giá khả năng kháng khuẩn của cao chiết .........................60
Hình 2.9. Giếng thạch trƣớc và sau khi bổ sung cao ................................................61
Hình 2.10. Vòng kháng khuẩn của cao chiết ethanol 70% (100 mg/ml) đối với
chủng Staphylococcus aureus (A) và Samolnella enteritidis (B) .............................62
Hình 2.11. Quy trình xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của cao chiết..........63
Hình 2.12. Vòng kháng khuẩn của cao chiết ethanol 70% (25 mg/ml) đối với chủng
Listeria monocytogenes .............................................................................................64
Hình 2.13. Quy trình định tính một số thành phần hóa học của cao chiết ethanol
70% từ cây Xidi Klung .............................................................................................65
Hình 3.1. Hiệu suất thu hồi cao chiết từ Xidi Klung với các dung môi khác nhau ..68
Hình 3.2. Hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết Xidi Klung từ các loại dung môi
khác nhau và Ciprofloxacin đối với nhóm vi khuẩn Escherichia coli ......................70
Hình 3.3. Hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết Xidi Klung từ các loại dung môi
khác nhau và Ciprofloxacin trên nhóm vi khuẩn Listeria spp. .................................72
Hình 3.4. Hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết Xidi Klung từ các loại dung môi
khác nhau và Ciprofloxacin trên nhóm vi khuẩn Salmonella spp. ...........................74
viii


Đồ án tốt nghiệp

Hình 3.5. Hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết Xidi Klung từ các loại dung môi
khác nhau và Ciprofloxacin trên nhóm vi khuẩn Shigella spp. ................................75
Hình 3.6. Hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết Xidi Klung từ các loại dung môi
khác nhau và Ciprofloxacin trên nhóm vi khuẩn Vibrio spp. ...................................77
Hình 3.7. Hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết Xidi Klung từ các loại dung môi
khác nhau và Ciprofloxacin trên nhóm vi khuẩn gây bệnh cơ hội trên da ...............79

ix


Đồ án tốt nghiệp

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Thuốc chữa bệnh là một thành phần không thể thiếu trong cuộc sống chúng ta.
Từ thời xa xƣa, ông cha ta vẫn luôn sử dụng các loại cây cỏ thiên nhiên để làm
thuốc trị bệnh. Ngày nay, khi xã hội ngày càng phát triển cùng với những tiến bộ
của khoa học kỹ thuật thì các nhà khoa học đã không ngừng nghiên cứu tạo ra các
loại thuốc tây y giúp hỗ trợ điều trị bệnh tốt hơn, trong đó, phần lớn các loại thuốc
là kháng sinh. Kháng sinh đƣợc biết đến nhƣ một nhóm thuốc chữa các bệnh do vi
khuẩn gây ra, chúng có tác dụng tiêu diệt trực tiếp hoặc làm chậm sự phát triển của
vi khuẩn để tạo điều kiện cho hệ miễn dịch của cơ thể ngƣời giải quyết tình trạng
nhiễm khuẩn.
Tuy nhiên, ngay từ khi kháng sinh ra đời thì cũng là lúc xuất hiện hiện tƣợng
kháng thuốc. Mà nguyên nhân chủ yếu là do con ngƣời sử dụng kháng sinh tùy tiện,
tràn lan, thiếu kiểm soát và lạm dụng nó nhƣ một loại thần dƣợc trị bệnh. Đặc biệt,
tình trạng kháng thuốc ở nƣớc ta diễn ra trầm trọng hơn vì ngƣời dân có thể tự do
mua kháng sinh ở các hiệu thuốc. Song, cũng xảy ra tình trạng không ít các dƣợc sỹ
bán thuốc không đúng quy định, các bác sỹ điều trị kê đơn thuốc lạm dụng kháng
sinh hoặc chỉ định kháng sinh không phù hợp … dẫn đến hiện trạng nhiều chủng vi

khuẩn kháng nhiều loại kháng sinh kể cả kháng sinh thế hệ mới. Bên cạnh đó, việc
phát triển các kháng sinh mới đã chững lại từ hơn 30 năm nay, trong khi tỷ lệ kháng
của vi khuẩn ngày càng gia tăng. Hậu quả của những việc trên là làm cho hiện
tƣợng kháng thuốc trở thành vấn đề mang tính toàn cầu và gia tăng nhanh ở các
nƣớc đang phát triển. Trên thế giới, mỗi năm có hàng trăm ngàn ngƣời chết do
kháng thuốc và chi phí cho kháng thuốc lên đến hàng trăm tỷ USD. Điều đáng quan
tâm hiện nay là Việt Nam là nƣớc sử dụng kháng sinh cao gấp 5 lần so với các nƣớc
Châu Âu. Theo số liệu báo cáo của 15 bệnh viện trực thuộc Bộ Y, bệnh viện đa
khoa tỉnh ở Hà Nội, Hải Phòng, Huế, Đà Nẵng, Hồ Chí Minh… về việc sử dụng
kháng sinh và kháng kháng sinh năm 2009 cho thấy có đến 30 – 70% vi khuẩn gram

1


Đồ án tốt nghiệp
âm đã kháng với cephalosporin thế hệ 3 và thế hệ 4, gần 40 – 60% kháng với
aminoglycosid, fluoroquinolon và tình trạng kháng ngày càng tăng nhanh.
Để tìm ra giải pháp cho vấn đề kháng kháng sinh, ngày nay ngƣời ta bắt đầu
quay trở lại với thiên nhiên. Sử dụng các nhóm chất kháng khuẩn có nguồn gốc từ
thực vật để thay thế dần các loại kháng sinh đã cấm sử dụng vì gây ảnh hƣởng xấu
đến cơ thể con ngƣời. Tuy nhiên, phần lớn các cây thuốc đƣợc con ngƣời sử dụng
chủ yếu dựa vào kinh nghiệm dân gian và truyền miệng từ đời này sang đời khác.
Do đó, hoạt tính trị liệu và độc tính của 1 số loại vẫn chƣa đƣợc xác định cụ thể. Vì
thế, việc đánh giá hoạt tính sinh học và thành phần hóa học của 1 số cây thuốc là
điều hết sức cần thiết. Với cơ sở khoa học và ý nghĩa thực tiễn trên, chúng tôi tiến
hành thực hiện đề tài: “Khảo sát ảnh hƣởng của dung môi tách chiết đến hoạt
tính kháng khuẩn của cao chiết từ cây Xidi Klung tại vƣờn Quốc gia Bidoup –
Núi Bà, tỉnh Lâm Đồng”. Đề tài này đƣợc thực hiện tại Phòng Thí nghiệm Khoa
Công nghệ sinh học - Thực phẩm - Môi trƣờng, Trƣờng Đại học Công nghệ Tp. Hồ
Chí Minh.

2


Đồ án tốt nghiệp
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Khảo sát khả năng kháng khuẩn của cao chiết Xidi Klung với nhiều loại

dung môi tách chiết khác nhau. Xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của cao
chiết Xidi Klung.
- Khảo sát sơ bộ thành phần hóa học của cao chiết từ cây Xidi Klung.

3. Nội dung nghiên cứu
- Đánh giá ảnh hƣởng của các loại dung môi đến hiệu suất thu hồi cao chiết từ

cây Xidi Klung với các dung môi methanol 75%, ethanol 50%, 70%, 90% và nƣớc.
- Khảo sát sơ bộ hoạt tính kháng khuẩn của các loại cao chiết Xidi Klung từ

các loại dung môi khác nhau đối với các chủng vi khuẩn gây bệnh.
- Xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của cao chiết Xidi Klung.
- Xác định sự hiện diện một số thành phần hóa học của cao chiết Xidi Klung.

4. Phạm vi nghiên cứu
- Mẫu cây Xidi Klung đƣợc tách chiết cao từ các loại dung môi khác nhau:

methanol 75%, ethanol ( 50%, 70%, 90% ) và nƣớc khảo sát hoạt tính kháng khuẩn
trên các nhóm vi khuẩn: Escherichia Coli, Samonella spp., Vibrio spp., Shigella
spp., Listeria spp., Pseudomonas spp., Enterococcus spp., Staphylococcus spp.
- Định tính các thành phần hóa học: carbohydrate, saponin, alkaloid, cardiac
glycoside, anthraquinone glycoside, flavonoid, phenolic compound, tannin, steroid,

amino acid.

3


Đồ án tốt nghiệp

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Vai trò của cây thuốc dân gian trong đời sống
1.1.1. Sơ lược về nguồn tài nguyên cây thuốc
Lãnh thổ Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, có tới 3/4 diện tích cả
nƣớc là rừng núi. Với đặc điểm khí hậu và địa hình nhƣ vậy nên nƣớc ta đƣợc đánh
giá là nƣớc có nguồn tài nguyên sinh vật đa dạng và phong phú, đƣợc xếp thứ 16
trong số 25 quốc gia có mức độ đa dạng sinh vật cao nhất thế giới. Nguồn thực vật
phong phú này đã cung cấp cho con ngƣời nhiều sản phẩm thiên nhiên có giá trị.
Các sản phẩm thiên nhiên có hoạt tính sinh học đƣợc ứng dụng rất lớn trong nhiều
lĩnh vực khác nhau của cuộc sống, đặc biệt là dùng làm thuốc chữa bệnh. Theo các
nhà phân loại thực vật, nƣớc ta có khoảng 12 000 loài thực vật bậc cao, trong đó
khoảng 3.948 loài đƣợc dùng làm dƣợc liệu (Viện dược liệu, 2007). Nếu so với
khoảng 20.000 loài cây làm thuốc đã biết trên thế giới (IUCN, 1992) thì số loài cây
thuốc ở Việt Nam chiếm khoảng 19%. Tuy có nguồn thực vật đa dạng và phong phú
nhƣng do chúng phân bố rải rác ở nhiều nơi, cùng với sự khai thác nhƣng không có
kế hoạch bảo tồn nên dẫn đến tình trạng trữ lƣợng các loài cây ngày càng ít đi. Thế
nên, hiện nay chúng ta cần khai thác có hiệu quả về hoạt tính sinh học của các loài
cây và duy trì trồng lại các giống đã khai thác, để tạo ra các loại thuốc trị bệnh mới
đem lại lợi ích cho con ngƣời nhƣng không làm cạn kiệt nguồn tài nguyên nƣớc
nhà.
1.1.2. Vai trò của cây thuốc dân gian
1.1.2.1. Trong y học
Cây thuốc đƣợc coi là di sản quý báu của dân tộc ta. Từ xa xƣa, cây thuốc gắn

liền với cuộc sống của các gia đình ngƣời Việt và có giá trị lớn trong điều trị bệnh.
Tuy chỉ là những cỏ cây gần gũi, thân quen xung quanh con ngƣời nhƣng chúng
đƣợc sử dụng tạo ra các bài thuốc rất hữu hiệu. Các loài thuốc thảo mộc ít gây tác
dụng phụ, độc hại cho ngƣời sử dụng và có khả năng dung nạp tốt với cơ thể sống.
Hiện nay, hoạt tính kháng khuẩn của cây thuốc ngày càng đƣợc nghiên cứu và phát
triển nhiều hơn bởi các nhà khoa học đã nhận ra các giá trị to lớn từ cây thuốc mang

4


Đồ án tốt nghiệp
lại cho việc điều trị bệnh. Trong thời đại mà việc sử dụng thuốc kháng sinh không
còn hiệu quả thì thảo dƣợc tự nhiên là câu trả lời đáng tin cậy và dài hạn cho việc ức
chế vi sinh vật có hại và nâng cao đề kháng, hỗ trợ tốt cho quá trình điều trị bệnh.
Theo một số nghiên cứu, các loại thảo dƣợc điển hình nhƣ Trầu không
(Piper betle L.), Sống đời (Kalanchoe pinnata (Lam). Pers.), Lô hội (Aloe
barbadensis), Dâu Tằm (Morus acidosa Griff), Khổ qua (Momordica charantia
L.)… đã đƣợc xác định là có hoạt tính kháng khuẩn rất mạnh đối với nhiều loại
vi khuẩn nhƣ Escherichia coli, Salmonella spp., Shigella spp. … Chính vì thế mà
ngày nay, không chỉ riêng ở Việt Nam mà cả trên thế giới, các nhà khoa học không
ngừng nghiên cứu và tìm hiểu sâu hơn về hoạt tính sinh học và thành phần hóa học
của các loài thực vật. Điều này giúp họ sử dụng hiệu quả hơn các nguồn dƣợc liệu
sẵn có, đồng thời phát hiện thêm các loại thảo dƣợc mới, quý hiếm, có khả năng
kháng đƣợc nhiều chủng vi khuẩn gây bệnh.
1.1.2.2. Trong đời sống – kinh tế
Cây thuốc không chỉ có giá trị trực tiếp để chữa bệnh và chăm sóc sức khoẻ,
nếu biết bảo tồn và khai thác hợp lý thì đó còn là một nguồn thu nhập trong phạm vi
hộ gia đình và các cộng đồng địa phƣơng. Nếu tổ chức trồng cây thuốc trên quy mô
lớn để tạo ra nguồn hàng hoá trên thị trƣờng thì nó còn góp phần vào sự tăng trƣởng
kinh tế cho đất nƣớc. Trên thế giới, nhiều nƣớc đã xuất khẩu dƣợc liệu và thu đƣợc

nguồn ngoại tệ đáng kể. Ví dụ: ở Trung Quốc, vị thuốc Đông trùng hạ thảo
(Cordyceps sinensis) có giá tới 2000 - 5000 USD/Kg. Hoặc ở Triều Tiên, cây Nhân
sâm đã mang lại một nguồn lợi kinh tế khá lớn cho những cơ sở trồng trọt và sản
xuất thuốc từ cây này. Hằng năm, công ty Hồng sâm (Hàn Quốc) đã sử dụng trên
6.000 tấn Nhân sâm, để tạo ra giá trị sản phẩm trên 460 triệu USD.
Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, thích hợp cho sự phát triển
của cây trồng nói chung. Một số vùng cao lại có khí hậu á nhiệt đới, phù hợp với
việc trồng cây thuốc ƣa khí hậu mát mẻ. Đất đai ở miền núi nƣớc ta, đặc biệt trên
dãy Trƣờng Sơn rộng lớn, còn rất nhiều đất hoang chƣa đƣợc khai thác sử dụng để
phát triển kinh tế. Nếu ngƣời dân biết cách chuyển đổi cơ cấu cây trồng, kết hợp

5


Đồ án tốt nghiệp
trồng rừng với trồng cây thuốc ở những nơi có khí hậu và đất đai phù hợp sẽ làm
nâng cao thu nhập, cải thiện đời sống, góp phần tích cực trong việc xoá đói giảm
nghèo cho ngƣời dân ở vùng núi (Trần Công Khánh, 2008).
1.1.3. Hoạt tính sinh học của cây thuốc
Cây cỏ là nguồn không thể thiếu của các sản phẩm tự nhiên sử dụng làm
thuốc, tác dụng chữa bệnh của chúng là do các hợp chất tự nhiên bên trong quyết
định. Các hợp chất thiên nhiên từ thực vật rất phong phú về mặt cấu trúc hóa học và
thể hiện nhiều hoạt tính sinh học đáng quan tâm nhƣ: kháng khuẩn, kháng sinh,
kháng viêm, chống oxy hóa, chống ung thƣ, chống sốt rét, điều hòa miễn dịch…
Hiện nay, thảo dƣợc chủ yếu đƣợc sử dụng ở 2 dạng: một là trong hỗn hợp các
thành phần khác nhau (hỗn hợp tinh dầu, dịch chiết, dịch cô, chƣng cất…), hai là sử
dụng các hoạt chất đơn lẻ. Các hoạt chất đơn lẻ đƣợc cho là thành phần có hoạt tính
chính trong thảo dƣợc, chúng thể hiện hoạt tính rất cao, đặc hiệu nhƣng yêu cầu liều
dùng và cách sử dụng chính xác. Còn các dịch chiết, hỗn hợp sẽ áp dụng cho các
loại thảo dƣợc thể hiện dƣợc tính thấp hoặc chƣa phát hiện ra hoạt chất chủ yếu có

trong chúng.
Nhiều hoạt chất từ cây cỏ đã và đang đƣợc ứng dụng làm thuốc và đƣợc quan
tâm sản xuất ở nhiều nƣớc nhƣ reserpin từ cây ba gạc (Rawofia serpantina (L.)
Benth. ex Kurz), quinidin, quinin tử cây canh ki na (Cinchona spp.)… Và gần đây,
nhiều hoạt chất sinh học có tác dụng chữa trị các bệnh hiểm nghèo (chống ung thƣ,
chống HIV, tăng cƣờng miễn dịch cơ thể…) đã đƣợc phát hiện từ cây cỏ nhƣ taxol,
10-deacetyl baccatin từ loài thông đỏ (Taxus spp.), (+)-calanoid A và (-)-calanoid B
từ các loài mù u (Calophyllum lanigerum Miq., C. teysmanii Miq.), các nhóm chất
cucurmin từ chi nghệ (Cucurma L.) và rất nhiều hợp chất thiên khác có trong nhiều
loài thực vật.
Việt Nam có lợi thế nguồn tài nguyên thực vật phong phú, với khoảng 4000
loài cây đƣợc dùng làm dƣợc liệu đang thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học
trong nƣớc và trên thế giới. Do đó việc điều tra nghiên cứu hóa học và hoạt tính
sinh học của các loài cây thuốc có giá trị nhằm đặt cơ sở khoa học cho việc phát

6


Đồ án tốt nghiệp
triển các dƣợc phẩm và sử dụng chúng một cách hợp lý, hiệu quả có tầm quan trọng
đặc biệt.
1.2. Các thành phần hóa học từ thực vật
1.2.1. Carbohydrate
1.2.1.1. Khái niệm
Carbohydrate là một nhóm chất hữu cơ phổ biến khá rộng rãi trong cơ thể sinh
vật. Đƣợc cấu tạo từ các nguyên tố: C, H, O với công thức cấu tạo chung Cm(H2O)n,
thƣờng m = n (Phùng Trung Hùng và ctv, 2013). Nhìn chung hàm lƣợng
carbohydrate ở thực vật cao hơn động vật. Ở thực vật, carbohydrate thay đổi tùy
theo loài, giai đoạn sinh trƣởng và phát triển.
- Thực vật: chiếm khoảng 75% trong các bộ phận nhƣ củ, quả, lá, thân, cành.

- Động vật: chiếm khoảng 2% trong gan, cơ máu,… (Phùng Trung Hùng và
ctv, 2013).
1.2.1.2. Phân loại
Dựa vào cấu tạo, tính chất carbohydrate đƣợc chia làm ba nhóm lớn:
monosaccharide, oligosaccharide (Disaccharide) và polysaccharide (Phùng Trung
Hùng và ctv, 2013).

Hình 1.1. Sơ đồ phân loại nhóm carbohydrate

7


Đồ án tốt nghiệp
1.2.1.3. Vai trò
Trong cơ thể sống carbohydrate giữ nhiều vai trò quan trọng:
- Đảm bảo cung cấp khoảng 60% năng lƣợng cho các quá trình sống.
- Có vai trò cấu trúc, tạo hình (ví dụ: cellulose, peptidoglican...).
- Có vai trò bảo vệ (mucopolysaccharide).
- Chống tạo thể cetone (mang tính acid gây độc cho cơ thể) (Nguyễn Phƣơng
Hà Linh Linh, 2011).
1.2.2. Alkaloid
1.2.2.1. Khái niệm
Alkaloid là những hợp chất hữu cơ có chứa nitơ, đa số có nhân dị vòng, có
phản ứng kiềm, thƣờng gặp trong thực vật và đôi khi trong động vật. Thông thƣờng
các alkaloid kiềm không tan trong nƣớc, dễ tan trong các dung môi hữu cơ. Trái lại
các muối alkaloid thì dễ tan trong nƣớc và hầu nhƣ không tan trong các dung môi
hữu cơ ít phân cực. Từ đó, dựa vào độ tan khác nhau của các loại alkaloid mà sử
dụng dung môi thích hợp để chiết xuất và tinh chế alkaloid.
Alkaloid là amin có nguồn gốc tự nhiên do thực vật tạo ra, nhƣng các amin do
động vật và nấm tạo ra cũng đƣợc gọi là các alkaloid. Nhiều alkaloid có các tác

động dƣợc lý học đối với con ngƣời và các động vật khác. Các alkaloid thông
thƣờng là các dẫn xuất của các acid amin và phần nhiều trong số chúng có vị đắng.
Chúng đƣợc tìm thấy nhƣ là các chất chuyển hóa phụ trong thực vật (ví dụ khoai tây
hay cà chua), động vật (ví dụ các loại tôm, cua, ốc, hến) và nấm. Nhiều alkaloid có
thể đƣợc tinh chế từ các dịch chiết thô bằng phƣơng pháp chiết acid - base (Tôn Nữ
Minh Nguyệt và ctv, 2010).
Alkaloid có 2 phản ứng chính là phản ứng tạo tủa và phản ứng tạo màu. Có 2
nhóm thuốc thử tạo tủa với alkaloid. Nhóm thứ nhất cho tủa rất ít tan trong nƣớc,
tủa này sinh ra hầu hết là do sự kết hợp của 1 cation lớn là alkaloid với 1 nhóm
anion lớn thƣờng là anion phức hợp của thuốc thử và nhóm thứ hai cho kết tủa ở
dạng tinh thể. Đối với phản ứng tạo màu, có 1 số thuốc thử tác dụng với alkaloid
cho những màu đặc biệt khác nhau. Phản ứng tạo tủa cho ta biết có alkaloid hay

8


Đồ án tốt nghiệp
không, còn phản ứng tạo màu cho biết những chất có trong alkaloid (Phạm Thanh
Kỳ, 1998).
1.2.2.2. Phân loại
Các nhóm alkaloid hiện nay bao gồm:
- Nhóm pyridine: piperin, coniin, trigonellin, arecaidin, guvacin, pilocarpin,
nicotin, spartein, pelletierin.
- Nhóm isoquinolin: các ancaloit gốc thuốc phiện nhƣ morphin, codein,
thebain, papaverin, narcotin, sanguinarin, narcein, hydrastin, berberin.
- Nhóm pyrrolidin: hygrin, cuscohygrin, nicotin.
- Nhóm tropan: atropine, cocain, ecgonin, scopolamine.
- Nhóm quinolin:

quinine,

quinidine,

dihydroquinin,

dihydroquinidin,

strychnine, brucin, veratrin, cevadin.
- Nhóm phenothylamin: mescalin, ephedrine, dopamine, amphetamine.
- Nhóm indole:
o

Các tryptamin: DMT, N-metyltryptamin, psilocybin, serotonin

o

Các ergolin: Các ancaloit từ nhựa ngũ cốc/cỏ nhƣ ergin, ergotamine,

acid lysergic v.v
o

Các beta-cabolin: harmin, harmalin, yohimbin, reserpine, emetin

- Nhóm purin: Các xanthin nhƣ caffeine, theobromin, theophylline (Tôn Nữ
Minh Nguyệt và ctv, 2010).

Hình 1.2. Cấu trúc hóa học một số chất thuộc nhóm alkaloid
9

Đồ án tốt nghiệp
1.2.2.3. Vai trò
Đa số các alkaloid đều có tác dụng diệt khuẩn, một số loại có tác động lên hệ
thần kinh nhƣ morphin, codein, cocain,… Ngoài ra, alkaloid còn làm hạ huyết áp và
giúp chống ung thƣ (Vũ Xuân Tạo, 2013).
1.2.3. Glycoside
1.2.3.1. Khái niệm
Glycoside là những sản phẩm ngƣng tụ của đƣờng. Cấu tạo gồm 1 phần đƣờng
(glycon) kết hợp với 1 phần không phải là đƣờng (aglycon) theo Vũ Kim Dung và
ctv (2011). Hai phần liên kết với nhau bằng dây nối acetal vì vậy phân tử glycoside
dễ bị phân huỷ khi có nƣớc dƣới ảnh hƣởng của các enzyme (men) có chứa trong
cây.
Bản chất glycoside gồm cả phần carbohydrate và phi carbohydrate (alcohol).
Đây là dạng tinh thể không màu và tác dụng của glycoside phụ thuộc vào phần
aglycon còn phần glycon giúp tăng hoặc giảm tác dụng của chúng. Glycoside dễ bị
hòa tan trong nƣớc, có vị đắng và tạo mùi thơm đặc trƣng (Trần Trƣờng Hận, 2010).
1.2.3.2. Phân loại
Glycoside có 3 cách phân loại dựa vào thành phần glycon, aglycon và kiểu
liên kết giữa chúng (Vũ Kim Dung và ctv, 2011).

Hình 1.3. Sơ đồ phân loại glycoside

10


Đồ án tốt nghiệp
1.2.3.3. Vai trò
Glycoside giữ vai trò là nguồn dinh dƣỡng cho cơ thể. Ngoài ra chúng còn có
vai trò bảo vệ bằng cách tạo ra thể gây độc, qua quá trình thủy phân tạo ra một số
chất kháng khuẩn thƣờng tập trung ở vỏ và hạt nhƣ độc tố Solanine ở khoai tây

(Trần Trƣờng Hận, 2010).
Một số glycoside quan trọng:


Saponin

a. Khái niệm
Saponin là một glycoside tự nhiên thƣờng gặp trong nhiều loài thực vật. Dƣới
tác dụng của các enzyme thực vật, vi khuẩn hay acid loãng, saponin bị thuỷ phân
thành genin (sapogenin) và phần carbohydrate (Ngô Văn Thu, 2011).
Saponin thƣờng ở dạng vô định hình, có vị đắng, tan đƣợc trong nƣớc, alcohol
và rất ít tan trong aceton, ether, hexan. Khi hòa tan saponin vào nƣớc sẽ làm giảm
sức căng bề mặt của dung dịch và tạo bọt (Nguyễn Tấn Thịnh, 2013).
b. Phân loại
Saponin đƣợc chia thành 2 nhóm là saponin triterpenoid và saponin steroid
(Nguyễn Tấn Thịnh, 2013).

Hình 1.4. Sơ đồ phân loại nhóm saponin

11


Đồ án tốt nghiệp
c. Vai trò
Vai trò của saponin:
- Tác dụng long đờm, chữa ho, lợi tiểu (liều cao gây nôn mửa, đi lỏng).
- Một số saponin có tác dụng chống viêm.
- Một số có tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm, ức chế virus.
- Kích ứng niêm mạc gây hắt hơi, đỏ mắt.
 Anthraquinone glycoside

a. Khái niệm
Anthraquinone glycoside thƣờng tồn tại dƣới dạng glycoside. Ða số các
anthraquinone glycoside là các polyoxy anthraquinone và nhân thƣờng gắn các
nhóm chức -OH, -OCH3, -CH3, -COOH,... Tuỳ theo vị trí các nhóm chức đính vào
nhân mà có các dẫn chất khác nhau (Ngô Văn Thu, 2011).
Những dẫn xuất anthraquinone glycoside đều có màu từ vàng, vàng cam đến
đỏ. Ở thể glycoside thì dễ tan trong nƣớc, còn thể tự do (aglycon) thì tan trong
ether, chloroform và một số dung môi hữu cơ khác (Ngô Văn Thu, 2011).
b. Phân loại
Dẫn xuất anthraquinone glycoside có thể chia thành ba nhóm:
- Nhóm phẩm nhuộm (các dẫn chất 1,2 dihydroxy anthraquinone).
- Nhóm nhuộm tẩy (các dẫn chất 1,8 dihydroxy anthraquinone).
- Nhóm dimer (Ngô Văn Thu, 2011).
c. Vai trò
Một số nghiên cứu cho thấy các dẫn xuất anthraquinon glycoside có tác dụng
kích thích miễn dịch chống ung thƣ (Ngô Văn Thu, 2011).
 Cardiac glycoside
a. Khái niệm
Cardiac glycoside là các glycoside thực vật, bao gồm hai phần là phần
aglycone (không đƣờng) và các glycine hay phần đƣờng (Karkare, 2007). Cardiac
glycoside là những chất kết tinh, không màu, có vị đắng. Chúng tan trong các dung
môi phân cực và dễ bị thủy phân trong môi trƣờng acid (Karkare, 2007).

12


Đồ án tốt nghiệp
b. Vai trò
Vai trò của cardiac glycoside:
- Ở nồng độ thấp: có tác dụng điều hòa nhịp tim.

- Ở nồng độ cao: gây nôn mửa, loạn nhịp tim, tiêu chảy, giảm sức co bóp của
tim (Karkare, 2007).
 Flavonoid
a. Khái niệm
Flavonoid là 1 nhóm hợp chất lớn thƣờng gặp trong thực vật, đây còn là sắc tố
sinh học giúp tạo màu sắc cho hoa. Flavonoid có cấu tạo gồm 2 vòng benzen A và B
đƣợc nối với nhau qua một mạch 3 carbon. Phần lớn các chất flavonoid có màu
vàng, tuy nhiên 1 số có màu xanh, tím, đỏ và 1 số khác lại không màu. Trong thực
vật cũng có 1 số hợp chất không thuộc flavonoid cũng có màu vàng nhƣ carotenoid,
anthranoid, xanthon (Quỳnh Ngọc, 2011).
Chúng thƣờng đƣợc cải biến bằng cách gắn thêm các gốc (-OH) hoặc (-OCH3)
và thƣờng ở dạng phức với glucose và hữu cơ. Trong số này có những nhóm chất
phổ biến nhƣ flavonone, anthocyanin, flavon, catechine và rotenone… Chỉ riêng hai
nhóm flavon, flavonone với các nhóm thế là OH và OCH3 thì theo lý thuyết có thể
gặp 38 627 chất (Ngô Văn Thu, 1998).
Các flavonoid có hoạt tính kháng khuẩn do chúng có khả năng tạo phức với
các protein ngoại bào và thành tế bào vi khuẩn. Flavonoid càng ƣa béo thì càng có
khả năng phá vỡ màng tế bào vi sinh vật (Quỳnh Ngọc, 2011).
b. Phân loại
Dựa vào vị trí của gốc aryl (vòng B) và các mức độ oxy hóa của mạch 3 C nên
các flavonoid đƣợc chia thành 3 nhóm chính:
- Các flavonoid có gốc aryl ở vị trí C-2: Euflavonoid.
- Các flavonoid có gốc aryl ở vị trí C-3: Isoflavonoid.
- Các flavonoid có gốc aryl ở vị trí C-4: Neoflavonoid (Ngô Văn Thu, 2011).

13