Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn và hoạt tính kháng oxy hoá của cao chiết ethanol 70% từ cây bồ công anh (lactuca indica l )​

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

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN VÀ HOẠT TÍNH
KHÁNG OXY HOÁ CỦA CAO CHIẾT ETHANOL 70% TỪ
CÂY BỒ CÔNG ANH (Lactuca indica L.)

Ngành:

CÔNG NGHÊ SINH HỌC

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn: ThS. PHẠM MINH NHỰT
Sinh viên thực hiện
MSSV: 1311100787

: ĐOÀN LÊ THẢO TRANG
Lớp: 13DSH03

TP. Hồ Chí Minh, 2017


Đồ án tốt nghiệp

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là đồ án nghiên cứu của riêng tôi được thực hiện trên cơ
sở lý thuyết và dưới sự hướng dẫn của ThS. Phạm Minh Nhựt. Các số liệu, kết quả

nêu trong đồ án là trung thực và chưa từng được 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 09 tháng 08 năm 2017
Sinh viên

ĐOÀN LÊ THẢO TRANG

i


Đồ án tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Sau quá trình học tập, nghiên cứu tại khoa Công nghệ Sinh học - Thực phẩm Môi trường trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh, em đã tiếp thu
được rất nhiều kiến thức, kinh nghiệm quý báu nhờ sự giảng dạy, hướng dẫn tận
tình của các thầy cô bộ môn. Em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy
Phạm Minh Nhựt, người đã giúp đỡ, định hướng và tận tình hướng dẫn em suốt quá
trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp. Cảm ơn thầy vì đã truyền đạt cho em rất nhiều
kiến thức và kinh nghiệm quý báu để hoàn thành bài khóa luận này.
Em cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám Hiệu Trường Đại
Học HUTECH, quý thầy cô hiện đang giảng dạy và làm việc tại Khoa Công Nghệ
Sinh Học – Thực Phẩm – Môi Trường đã truyền dạy rất nhiều kiến thức và tạo điều
kiện thuận lợi để em hoàn thành đề tài tốt nghiệp của mình.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và các anh chị đã luôn
bên cạnh động viên và giúp đỡ em vượt qua khó khăn trong suốt thời gian học tập
và nghiên cứu.

Em xin chân thành cảm ơn.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 09 tháng 08 năm 2017
Sinh viên

ĐOÀN LÊ THẢO TRANG

ii


Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................ iii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ....................................................................................... vi
DANH MỤC BẢNG .............................................................................................. viii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .............................................................................. ix
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .....................................................................................3
1.1. Giới thiệu về cây bồ công anh (Lactuca indica L) ...............................................3
1.1.1. Nguồn gốc và phân bố ......................................................................................3
1.1.2. Đặc điểm thực vật học của cây bồ công anh ....................................................3
1.1.3. Thành phần hóa học của cây bồ công anh........................................................4
1.1.4. Công dụng ......................................................................................................19
1.2. Tổng quan cơ chế kháng khuẩn của các hợp chất có nguồn gốc thực vật..........20
1.2.1. Cơ chế kháng khuẩn của các hợp chất có nguồn gốc từ thực vật ..................20
1.2.2. Những hợp chất kháng khuẩn điển hình ở thực vật .......................................22
1.3. Đại cương một số nhóm vi khuẩn gây bệnh .......................................................27
1.3.1.

Nhóm vi khuẩn gây bệnh tiêu chảy .............................................................27

1.3.1.1. Các vi khuẩn thuộc nhóm Escherichia Coli ................................................27
1.3.1.2. Các vi khuẩn thuộc nhóm Samonella spp. ...................................................29
1.3.1.3. Các vi khuẩn thuộc nhóm Vibrio spp. ..........................................................30
1.3.1.4. Các vi khuẩn thuộc nhóm Shigella spp. .......................................................31
1.3.1.5. Các vi khuẩn thuộc nhóm Listeria spp. .......................................................31
1.3.2. Nhóm vi khuẩn gây bệnh cơ hội trên da ........................................................32
1.4. Hoạt tính chống oxi hóa......................................................................................36
1.4.1. Khái niệm về gốc tự do ..................................................................................36
1.4.2. Lợi ích của gốc tự do đối với cơ thể ..............................................................36

iii


Đồ án tốt nghiệp

1.4.3. Tác hại của gốc tự do đối với cơ thể ..............................................................37
1.4.4. Chất chống oxy hóa trong thực vật ..............................................................38
CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................39
2.1. Địa điểm và thời gian .........................................................................................39
2.1.1. Địa điểm nghiên cứu .......................................................................................39
2.1.2. Thời gian nghiên cứu ......................................................................................39
2.2. Vật liệu ...............................................................................................................39
2.2.1. Nguồn mẫu ......................................................................................................39
2.2.2. Vi khuẩn chỉ thị ...............................................................................................39
2.2.3. Hóa chất, dung môi .........................................................................................39
2.2.4. Thiết bị và dụng cụ ..........................................................................................40
2.3. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................41

2.3.1. Phương pháp thu và xử lý nguồn mẫu ............................................................41
2.3.2. Phương pháp tách chiết và thu nhận cao thực vật ...........................................41
2.3.3. Phương pháp bảo quản và giữ giống vi sinh vật .............................................41
2.3.4. Phương pháp tăng sinh, xác định mật độ tế bào vi sinh vật chỉ thị.................42
2.3.5. Phương pháp pha loãng mẫu ...........................................................................43
2.3.6. Phương pháp đánh giá hoạt tính kháng khuẩn ................................................43
2.3.7. Phương pháp xác định khả năng kháng oxy hóa của dịch chiết. ...................44
2.3.8. Phương pháp xác định thành phần hóa học có trong cao chiết ......................46
2.3.9. Phương pháp xử lý số liệu ...............................................................................49
2.4. Bố trí thí nghiệm ................................................................................................50
2.4.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của dung môi tách chiết đến hiệu suất thu
hồi cao chiết từ bồ công anh. ....................................................................................51
2.4.2. Thí nghiệm 2: Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của LiEE. .............................53
2.4.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát khả năng oxy của LiEE ............................................54
2.4.4. Thí nghiệm 4: Định tính một số thành phần hóa học cơ bản của LiEE ..........56
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .........................................................58
3.1. Kết quả hiệu suất thu hồi cao chiết EtOH 70% từ Bồ công anh (LiEE) ............58

iv


Đồ án tốt nghiệp

3.2. Kết quả đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của LiEE đối với vi khuẩn chỉ thị .....59
3.2.1. Kết quả hoạt tính kháng nhóm E.coli của LiEE ..............................................59
3.2.2. Kết quả hoạt tính kháng nhóm Salmonella của LiEE .....................................60
3.2.3. Kết quả hoạt tính kháng nhóm Shigella của LiEE ..........................................61
3.2.4. Kết quả hoạt tính kháng nhóm Vibrio spp. của LiEE .....................................63
3.2.5. Kết quả hoạt tính kháng nhóm vi khuẩn khác của LiEE .................................64
3.2.6. Tổng hợp kết quả kháng khuẩn của cao chiết ethanol từ Bồ Công anh đối với

vi khuẩn chỉ thị ..........................................................................................................66
3.3. Kết quả khảo sát hoạt tính kháng oxy hoá của cao chiết ethanol từ Bồ Công
anh. ............................................................................................................................67
3.3.1. Kết quả khảo sát hoạt tính kháng oxy hoá dựa trên sự loại bỏ gốc tự do DPPH
của vitamin C ............................................................................................................67
3.3.2. Kết quả khảo sát hoạt tính kháng oxy hoá của LiEE ......................................69
3.4. Kết quả xác định sơ bộ thành phần hoá học của LiEE.......................................71
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................74
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................75

v


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Trang
Hình 1.1: Thân và hoa của cây bồ công anh ..............................................................4
Hình 1.2: Sơ đồ phân loại carbohydrate theo từng nhóm ..........................................6
Hình 1.3: Một vài disaccharide tiêu biểu ...................................................................7
Hình 1.4: Các polysaccharide thường gặp ở thực vật A) amylose, B) amylopectin,
C) cellulose, D) chitin .................................................................................................8
Hình 1.5: Cấu trúc hóa học của một số chất thuộc nhóm alkaloid ..........................13
Hình 1.6: Sơ đồ phân loại saponin (Nguyễn Tấn Thịnh, 2013). ..............................15
Hình 1.7: Một số euflavonoid thường gặp ...............................................................17
Hình 1.8: Một số chất thuộc nhóm steroid thường gặp ............................................18
Hình 1.9: Sơ đồ phân loại tannin ..............................................................................19
Hình 1.10: Vị trí các hợp chất tự nhiên có hoạt tính kháng khuẩn tác động lên vi
khuẩn .........................................................................................................................22
Hình 1.11: Cấu trúc hóa học của phân tử Solamargine............................................23

Hình 1.12: Cấu trúc hóa học của phân tử: quinone (A); anthraquinone (B);
hypericin (C) .............................................................................................................24
Hình 1.13: Cấu trúc hóa học của phân tử capsaicin .................................................26
Hình 1.14: Methol từ cây bạc hà (Nguyễn Tiến Thắng, 2012) ................................26
Hình 1.15: E.coli quan sát dưới kính hiển vi với kích thước 2 µm (Bact, 2005) .....28
Hình 1.16: Vi khuẩn Salmonella typhi (Nguyễn Thúy Hương, 2011). ....................29
Hình 1.17: Vi khuẩn V. cholerae (Nguyễn Thúy Hương, 2011) .............................26
Hình 1.18: Hình thái của vi khuẩn Shigella spp. (Reynolds, 2011) .........................31
Hình 1.19: Vi khuẩn Listeria spp. ............................................................................32
Hình 1.20: Vi khuẩn Pseudomonas ..........................................................................33
Hình 1.21: Vi khuẩn Enterococcus ..........................................................................34
Hình 1.22: Vi khuẩn Staphylococus aureus .............................................................35
Hình 2.1: DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) ...................................................44
Hình 2.2: Phản ứng trung hòa gốc DPPH ................................................................45

vi


Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát.............................................................50
Hình 2.4: Quy trình tách chiết và thu hồi cao từ cây Lactuca indica L ...................51
Hình 2.5: Mẫu lá bồ công anh ..................................................................................52
Hình 2.7: Quy trình đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa ............................................55
Hình 2.8: Quy trình định tính một số thành phần hóa học của LiEE .......................56
Hình 3.1: Mẫu cao chiết ethanol từ Bồ Công Anh (LiEE).......................................58
Hình 3.2: Đường kính vòng ức chế của LiEE ở các nồng độ khác nhau đối với
E.coli. ........................................................................................................................59
Hình 3.3: Đường kính vòng ức chế của LiEE ở các nồng độ khác nhau đối với
Salmonella. ................................................................................................................61

Hình 3.4: Đường kính vòng ức chế của LiEE ở các nồng độ khác nhau đối với
Shigella. .....................................................................................................................62
Hình 3.5: Đường kính vòng ức chế của LiEE ở các nồng độ khác nhau đối với
Vibrio. ........................................................................................................................63
Hình 3.6: Đường kính vòng ức chế của LiEE ở các nồng độ khác nhau đối với các
chủng vi khuẩn chỉ thị khác. .....................................................................................65
Hình 3.7: Đường chuẩn khảo sát khả năng kháng oxy hoá của vitamin C .............68
Hình 3.8: Khả năng bắt gốc tự do DPPH của LiEE ở các nồng độ khác nhau ........69

vii


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1: Chức năng sinh lý của một số amino acid trong quá trình trao đổi chất ...9
Bảng 3.1: Kết quả đường kính vòng ức chế (mm) của LiEE từ các nồng độ khác
nhau trên 20 chủng vi khuẩn gây bệnh .....................................................................66
Bảng 3.2: Hàm lượng chất kháng oxy hoá tương đương g/ml vitamin C ở các
nồng độ cao chiết khảo sát ........................................................................................67
Bảng 3.3: Hiệu quả loại bỏ 50% gốc tự do của LiEE và vitamin C .........................71
Bảng 3.4: Kết quả định tính một số thành phần hóa học trong LiEE.......................72

viii


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

TSB:

Trypticase Soya Broth

TSA:

Trypticase Soya Agar

DMSO:

Dimethyl sulfoxide

LiEE:

Lactuca indica L ethanolic extract

NA:

Non Activity

DPPH:

1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl

RNA:

Ribonucleic Acid

DNA:

Deoxyribonucleic Acid

ix


Đồ án tốt nghiệp

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Từ xa xưa, con người đã biết sử dụng các loại cây cỏ thiên nhiên nhằm mục
đích trị bệnh, vì đây là một liệu pháp an toàn, dễ tìm, đồng thời mang đến hiệu quả
cao. 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 là các loại thuốc kháng sinh. Mặc dù
kháng sinh giải quyết rất nhiều vấn đề liên quan đến trị bệnh và mang lại lợi ích rất
lớn cho con người, nhưng cũng chính việc sử dụng kháng sinh cũng dẫn đến hiện
tượng kháng thuốc xảy ra nhiều hơn. Nguyên nhân chủ yếu là do việc lạm dụng, sử
dụng thuốc kháng sinh tùy tiện, tràn lan của con người. Dẫn đến hiện tượng xuất
hiện ngày càng nhiều chủng vi khuẩn kháng kháng sinh, kể cả những loại kháng
sinh thế hệ mới. Để giải quyết vấn đề này là sử dụng các nhóm chất kháng khuẩn có
nguồn gốc từ thực vật kết hợp với y học hiện đại để thay thế dần các loại kháng sinh
hiện nay vì vừa có thể mang lại hiệu quả điều trị bệnh vừa đảm bảo an toàn đồng
thời phòng ngừa hiện tượng kháng thuốc của vi sinh vật gây bệnh.
Đất nước ta vốn nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới có nền thực vật vô cùng
phong phú, nguồn dược liệu cùng với nền y học lâu đời. Chính vì điều đó nên việc
ứng dụng các loại thực vật vào trong thuốc chữa bệnh là một thành phần không thể
thiếu trong cuộc sống. Theo số liệu thống kê gần đây, hệ thực vật Việt Nam có trên
10000 loài và theo tác giả Võ Văn Chi nước ta có khoảng 3200 loài cây thảo dược.
Không chỉ riêng ở Việt Nam mà cả trên thế giới, việc nghiên cứu về hoạt tính sinh
học và thành phần hóa học của các loài thực vật đã giúp các nhà khoa học tìm hiểu

sâu hơn và sử dụng hiệu quả hơn nguồn dược liệu sẵn có, đồng thời phát hiện thêm
các loại thảo dược mới, quý hiếm, có khả năng kháng được nhiều chủng vi khuẩn
gây bệnh hơn. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ hiện đại việc nghiên
cứu các loại thảo dược ở nước ta những năm gần đây đã có nhiều bước phát triển.
Hoạt tính kháng khuẩn của các loại thảo dược đã được nghiên cứu song song cùng
việc xác định những thành phần các hoạt chất có trong thực vật. Các loại thảo dược

1


Đồ án tốt nghiệp

điển hình như trầu không (Piper betle L.), sống đời (Kalanchoe pinnata), lô hội
(Aloe barbadensis), dâu tằm (Morus acidosa Griff), khổ qua (Momordica charantia
L.)… đã được xác định là có hoạt tính kháng khuẩn rất mạnh đối với nhiều loại vi
khuẩn gây bệnh như Escherichia coli, Salmonella spp., Shigella spp.
Cây bồ công anh (Lactuca indica L.) là một cây thuốc mọc hoang ở khắp nước
ta, dược liệu này rất dễ trồng trọt, thu hái, chế biến. Mặc dù bồ công anh đã được sử
dụng từ lâu đời nhưng những công trình nghiên cứu về cây vẫn còn hạn chế. Việc
đánh giá hoạt tính sinh học của bồ công anh là điều hết sức cần thiết, góp phần hoàn
thiện một phương thuốc dân gian có tiềm năng sử dụng trong điều trị bệnh. Với cơ
sở khoa học và ý nghĩa thực tiễn trên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Đánh
giá hoạt tính kháng khuẩn và kháng oxy hóa của cao chiết ethanol 70% từ cây bồ
công anh (Lactuca indica L)”. Đề tài này được thực hiện tại Phòng Thí nghiệm
Khoa Công nghệ sinh học - Thực phẩm - Môi trường, Trường Đại học Công nghệ
Tp. Hồ Chí Minh.
2. Mục tiêu nghiên cứu
-

Khảo sát khả năng kháng khuẩn của cao chiết Lactuca indica L.

-

Khảo sát một số hoạt tính sinh học từ cao chiết từ ethanol của bồ công anh

(Lactuca indica L).
-

Xác định sơ bộ thành phần hóa học của cao chiết ethanol từ bồ công anh.

3. Nội dung nghiên cứu
-

Tách chiết cao từ lá bồ công anh bằng ethanol 70%.

-

Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn và hoạt tính kháng oxy hóa của cao chiết.

-

Xác định sơ bộ thành phần hóa học của cao chiết.

4. Phạm vi nghiên cứu
-

Chỉ khảo sát hoạt tính sinh học của cao chiết ethanol 70% từ lá bồ công anh.

-

Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn trên một số chủng vi khuẩn chỉ thị

Escherichia Coli, Samonella spp., Vibrio spp., Shigella spp.,

Listeria spp.,

Pseudomonas spp..
-

Bước đầu định tính và định lượng thành phần hóa học của cao chiết.

2


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1.

Giới thiệu về cây bồ công anh (Lactuca indica L)

1.1.1. Nguồn gốc và phân bố
1.1.1.1. Nguồn gốc
Cây bồ công anh Việt Nam có tên khoa học là Lactuca indica L, thuộc họ Cúc
[3]. Hiện nay, Lactuca indica L được trồng phổ biến ở nhiều quốc gia trên thế giới,
ở Việt Nam bồ công anh còn được biết đến với nhiều tên gọi khác nhau như diếp
dại; mót mét; rau mũi cày; rau chuôi; bồ công anh mũi mác theo Trung tâm dữ liệu
thực vật Việt Nam (2008) hay cây mũi mác, diếp trời, rau bồ cóc, rau mét, phắc
bao...[5]
1.1.1.2. Phân loại khoa học

Giới

: Plantae

Ngành

: Magnoliophyta

Lớp

: Magnoliopsida

Bộ

: Asterales

Họ

: Asteraceae

Chi

: Lactuca

Loài

: Lactuca indica L

1.1.1.3. Phân bố
Cây bồ công anh mọc hoang, phân bố chủ yếu ở các nước Châu Á như Nhật

Bản, Indonesia, Philippinnes, Trung Quốc... Tại Việt Nam bồ công anh phân bố rải
rác khắp mọi nơi. Từ miền núi như Đà Lạt, Sa Pa, Tam Đảo (thường ở độ cao dưới
1000m) trung du đến đồng bằng Bắc bộ [3,4,5,8,9].
1.1.2. Đặc điểm thực vật học của cây bồ công anh
Bồ công anh là cây thân thảo, thân nhẵn, thẳng không lông, có tuổi thọ trung
bình từ 1 đến 2 năm, cao từ 60 cm đến 200 cm, thân thường đơn hoặc chẻ nhánh ở
phần trên, ít phân cành. Lá mọc so le, gần như không đều. Phiến lá thuôn dài hoặc
dạng hình mũi mác, kích thước phiến lá dài khoảng từ 13 – 25 cm, rộng từ 1,5 – 11

3


Đồ án tốt nghiệp

cm, đầu lá nhọn, đuôi lá hình nêm hoặc men cuống, cuống lá thường ngắn hoặc men
cuống tới tận nách lá. Mép lá nguyên hoặc xẻ thùy hoặc có răng cưa thô to. Mặt trên
phiến lá màu xanh lục, mặt dưới có màu xanh xám. Các lá mọc ở phía trên gần đỉnh
ngọn sinh hoa thường nhỏ hơn và thẳng. Hoa mọc ở đầu ngọn và đầu cành. Hoa tự
hình chùy, đầu cụm hoa rộng khoảng 2 cm; cuống dài 10 – 25 mm, mọc thẳng. Kích
thước chùm hoa thường cao 10 – 13 cm, rộng 5 – 6 mm, các lá ngoài hình trứng, dài
2 – 3 mm, các lá trong hình trứng – mũi mác. Hoa thường màu vàng, kích thước hoa
12 – 13 mm. Quả bế màu đen hình elip, phẳng, kích thước quả dài 4 – 4,5 mm, rộng
2,3 mm; mỏ quả dài 1 – 1,5 mm. Bồ công anh có số nhiễm sắc thể 2n = 18 (Peng &
Hsu, 1978). Mùa hoa vào khoảng tháng 6 – 7 và mùa quả vào tháng 8 – 9.

Hình 1.1: Thân và hoa của cây bồ công anh
1.1.3. Thành phần hóa học của cây bồ công anh
Trong cây bồ công anh chứa nhựa, tinh dầu, acid béo (acid melissic) và sáp
(ceryl palmitat) [4]. Ngoài ra còn có chứa flavonoid, saponin thuộc nhóm steroid,
coumarin, serquiterpen lacton, tanin và sterol [10]. Lá tươi và hoa của cây có chứa

khoảng 90,8% nước; 0,6% protein; 3,7% carbohydrate, và 73mg/100g vitamin C
[4,7]. Năm 1995, Park Hee Juhn đã phát hiện trong cây Lactuca indica L. có 3 dạng
sterol là β- sitosterol, compesterol, stigmasterol và 4 triterpen là β- amyrin, lupeol,
pseudotarasterol, taraxasterol [22].
Trên thế giới một số nghiên cứu về cây cùng chi bồ công anh cho thấy trong rễ
cây Lactuca virosa L. có serquiterpen lacton [23]. Cây Lactuca saligna L. và cây

4


Đồ án tốt nghiệp

Lactuca savita L xác định có serquiterpen lacton, triterpen, sterol, coumarin,
flavonoid [15, 21].
1.1.3.1. Carbohydrate
a) Định nghĩa
Carbohydrate là hợp chất sinh học tham gia rộng rãi trong các cấu trúc sống
của cơ thể sinh vật, được cấu tạo từ 3 nguyên tố là C, H, O với công thức cấu tạo
chung Cm(H2O)n, thường có giá trị m = n. Hàm lượng carbohydrate ở động vật
chiếm khoảng 2% ( Phùng Trung Hùng và ctv, 2013), thấp hơn thực vật và thường
tồn tại ở dạng glycogen. Ở thực vật carbohydrate chiếm trên 75 %, tập trung chủ
yếu ở thành tế bào, mô nâng đỡ và mô dự trữ. Tùy từng loài, từng giai đoạn sinh
trưởng và sinh trưởng sẽ có hàm lượng carbohydrate khác nhau. Từ CO2 và H2O
thực vật xanh có khả năng sử dụng năng lượng ánh sáng thực hiện quá trình quang
hợp để

tổng hợp

carbohydrate.

Ngày nay thường

gọi

là

dẫn xuất

polyhydroxyaldehyde hay polyhydroxycetone.
b) Vai trò
Carbohydrate đóng vai trò quan trọng trong hóa học hữu cơ kể từ khi khám
phá của Emil Fischer (1884-1891).
-

Thành phần chính trong việc cấu trúc, tạo hình (ví dụ: cellulose,

peptidglican...).
-

Đảm bảo cung cấp khoảng 60% năng lượng cho các quá trình sống.

-

Có vai trò bảo vệ (mucopolysaccharide).

-

Chống tạo thể cetone (mang tính acid gây độc cho cơ thể).

Dựa vào cấu tạo, tính chất, số lượng carbon, và bản chất của nhóm carbonyl mà

carbohuydrate được chia thành ba nhóm lớn.

5


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.2: Sơ đồ phân loại carbohydrate theo từng nhóm
Monosaccharide
Nhóm các carbohydrate đơn giản nhất và không bị thủy phân nên còn được
gọi là đường đơn. Chúng là các aldehyde (-CHO) hoặc keton (-C=O) có chứa một
hoặc nhiều hơn hai nhóm hydroxyl (-OH). Công thức chung của nhóm
monosaccharide là (CH2O)n với số n dao động từ 3 đến 7. Monosaccharide đơn giản
nhất là các dihydroxyacetone và D- và L-glyceraldehyde có ít nhất 3 carbon. Đường
6 carbon là glucose, fuctose đóng vai trò quan trọng trong hoạt đông sống của tế
bào.
Oligosaccharide
Còn gọi disaccharide là hợp chất trung gian giữa monosaccharide và
polysaccharide. Oligosaccharide có từ 2 – 10 monosaccharide liên kết với nhau
bằng các liên kết O –glycoside. Công thức hóa học của disaccharides là C12H22O11.
Mặc dù có trong tự nhiên tồn tại nhiều dạng disaccharide nhưng chỉ một số ít được
chú ý như sucrose, lactose,maltose , cellobiose.

6


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.3: Một vài disaccharide tiêu biểu
Polysaccharide

Là một trong các chất phổ biến nhất trong cuộc sống. Trong thành phần của
polysaccharide có rất nhiều monosaccharide. Các monosaccharide này được nối với
nhau bởi các liên kết glycoside có thể là dạng α- hoặc β-glycoside. Tinh bột là
polysaccharide dự trữ thực vật phổ biến nhất, là một hỗn hợp của amylose và
amylopectin, trong đó amylopectin chiếm khoảng 80%. Polysaccharide trong động
vật là glycogen tồn tại chủ yếu ở trong gan, trong mô và cơ có chức năng dự trữ.

7


Đồ án tốt nghiệp

A)
α-1,4-glycoside
α-1,6-glycoside

B)

α-1,4-glycoside
C)

D)

Hình 1.4: Các polysaccharide thường gặp ở thực vật A) amylose, B) amylopectin,
C) cellulose, D) chitin
1.1.3.2. Amino acid
a)Định nghĩa:
Amino acid (acid amin) là đơn vị cấu trúc cơ bản của protein. Amino Acid là
những hợp chất hữu cơ sinh học quan trọng chứa nhóm chức amin (-NH2) và acid
cacboxylic (-COOH), cùng với một nhóm biến đổi (nhóm R) khác nhau cho mỗi

animo acid. Các amino acid tồn tại chủ yếu trong tự nhiên đều thuộc loại α-amino
acid có nhóm amine đứng ở bên trái trục, được gọi là amino acid dạng L. Ngoài các
nhóm –NH2, −COOH, trong amino acid tự nhiên còn chứa các nhóm chức khác
như: −OH, HS−, −CO−…

8


Đồ án tốt nghiệp

b)Vai trò
- Thúc đẩy quá trình sinh tổng hợp trao đổi chất.
- Tăng tính hữu hiệu sinh học của các nguyên tố dinh dưỡng và vi lượng.
- Tăng hiệu quả của thuốc bảo vệ thực vật.
- Nâng cao khả năng thụ phấn và kéo dài thời gian sống của hạt phấn
- Tăng khả năng ra hoa và tỷ lệ đậu trái.
Bảng 1.1: Chức năng sinh lý của một số amino acid trong quá trình trao đổi chất
Hoạt động sinh hóa

Amino Acid
Glycine

Là tiền chất của cholorophyll.
Giúp cân bằng sinh trưởng trong cây trồng.

Proline

và Proline có ích cho mạch dẫn và các mô liên kết, tạo nhiều

Hydroxyproline năng lượng cho thân cành mập hơn và tạo thêm tế bào mới

Điều chỉnh trạng thái cân bằng nước.
Cấu tạo nên thành tế bào (nematostatic action).
Thiết yếu để tạo phấn hoa (tốt cho đậu trái).
Glutamic
Glutamine

và Đạm hữu cơ dự trữ để tạo thành các amino acid khác và
protein thông qua phản ứng trao đổi.
Glutamine cải thiện sự phát triển và sự tập trung. Đây là
nguồn năng lượng quan trọng cho các cơ quan như mạch dẫn,
thân và tế bào.

Serine

Điều chỉnh trạng thái cân bằng nước, rất quan trọng cho quá
trình tổng hợp cholorophyll.
Tái tạo năng lượng cho tết bào, giúp ích cho sự phát triển
đồng bộ và cải thiện sự trao đổi chất nhanh và hiệu quả, giúp
tăng khả năng miễn dịch.

Arginine

Là tiền chất của polyamine, rất quan trọng để để phân chia tế
bào.
Giúp ích cho cây tạo hormone tăng trưởng, cải thiện hệ miễn
dịch, tạo ra tế bào mới và khỏe mạnh.

9

Đồ án tốt nghiệp

Phenylalanine

Tiền chất cấu tạonên lignine, tạo các chồi gỗ khỏe hơn

Alanine

Vai trò rất quan trọng trong việc tạo hoocmon trao đổi chất và
kháng virus

Tryptophan

Tiền tố của indol-acetic acid, các chất kích thích sinh trưởng
tự nhiên.

Aspartic

Chuyển hóa (tinh bột) thành năng lượng cho cây trồng.
Tăng cường sức đề kháng và hạn chế lượng độc tố trong cây
sau mỗi năm.

Cystine

Tăng sức đề kháng và giúp cải thiện quá trình tự phục hồi cây,
tái tạo cho cây trồng già nua và kém phát triển.
Hạn chế tác hại của vô cơ và thuốc bảo vệ thức vật, giúp tạo
diệp lục tố.

Ornithine

Tạo hormone tăng trưởng, hỗ trợ quá trình tái tạo, tăng cường
sức miễn dịch và hỗ trợ cây tăng đề kháng sâu bệnh và các
lọai nấm.

Tyrosine

Tiền thân của dopamine và epinephrine.
Kéo dài sự sống cho hạt phấn, giúp tạo hormone tăng trưởng.

Leucine

Làm lành và tái tạo vùng da tổn thương cho cây trồng.

Lysine

Giúp phát triển các cành và thân cây nhờ làm tăng lượng
collagen.

Histadine

Vai trò quan trọng trong việc tái tạo các mô và tế bào mới cho
cây trồng.

c)Phân loại
Trong tự nhiên có khoảng 150 loại acid amin khác nhau nhưng chỉ có 22 loại
acid amin đóng vai trò quan trọng. E. coli, tảo và hầu hết thực vật có khả năng tổng
hợp tất cả amino acid từ các tiền chất. Trong đó, cơ thể người có thể tự tổng hợp từ
các nguyên liệu sẵn có (các acid béo, amiac, amid…) thành 14 loại acid amin
(arginin, taurin, cystein, tyrosin…), còn 8 acid amin (leucin, isoleucin, lysine,

phenylalanine, threonin, tryptophan, valin, methionon) rất cần thiết cho cơ thể để
10


Đồ án tốt nghiệp

cho quá trình sinh trưởng và phát triển nhưng cơ thể không tự tổng hợp được và
phải thường xuyên đưa từ bên ngoài vào.
Dựa vào cấu tạo của gốc R các amino acid cơ bản chia thành 4 nhóm (Hồ Chí
Tuấn, 2009):
- Các amino acid có gốc R không phân cực kị nước: Glysine (G), Alanine (A),
Valine (V), Leucine (L), Isoleucine (I), Proline (P).
- Các amino acid có gốc R là nhân thơm: Phenylanine (F), Tyrosine (Y),
Tryptophan (W).
- Các amino acid có gốc R bazơ, tích điện dương: Lysine (K), Arginine (R),
Histidine (H). Tích điện âm: Aspartate (D), Glutamate (E).
- Các amino acid có gốc R phân cực, không tích điện: Serine (S), Threonine
(T), Cysteine (C), Methionine (M), Asparagine (N), Glutamine (Q).
1.1.3.3. Alkaloid
a) Định nghĩa
Alkaloid là những hợp chất hữu cơ có chứa nitơ, đa số có nhân dị vòng, có
phản ứng kiềm, là amin nguồn gốc tự nhiên thường gặp trong thực vật và đôi khi
trong động vật. Các alkaloid thông thường là các dẫn xuất của các acid amin và
phần nhiều trong số chúng có vị đắng. Chúng được tìm thấy như 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. Hàm lượng alkaloid trong cây thường rất thấp, trừ một số
trường hợp như cây canhkina hàm lường alkaloid đạt 6 – 10%, trong nhựa thuốc
phiện (20 – 30%). Một dược liệu chứa 1 – 3% alkaloid đã được coi là có hàm lượng
alkaloid khá cao. Trong một các loại rau quả thông dụng như khoai tây, chè, cà phê
hàm lượng alkaloid có thể đạt tới 10%. Dưới tác động của nấm mốc, vi khuẩn, ánh

sáng, khoai tây sản sinh nhiều loại alkaloid nhưng trong đó nguy hiểm nhất là
solamin và chaconin. Nhiều alkaloid có thể được tinh chế từ các dịch chiết thô bằng
phương pháp chiết acid - base (Tôn Nữ Minh Nguyệt và ctv, 2010).
Đặc biệt, alkaloid có hoạt tính sinh lý rất cao đối với cơ thể con người và động
vật, nhất là đối với hệ thần kinh. Với một lượng nhỏ có alkaloid là chất độc gây chết

11


Đồ án tốt nghiệp

người nhưng lại có khi nó là thần dược trị bệnh đặc hiệu. Hầu hết các alkaloid là dễ
dàng hòa tan trong rượu, ít hòa tan trong nước nhưng muối của chúng thường tan.
Alkaloids có ứng dụng dược lý như thuốc mê và các chất kích thích thần kinh trung
ương (Madziga và ctv, 2010). Trong cây, alkaloid ít khi ở trạng thái tự do (alkaloid
base), mà thường ở dạng muối của các acid hữu cơ như citrate, tactat, malat,
oxalate, acetate… (đôi khi có ở dạng muối của acid vô cơ) tan trong dịch tế bào, ở
một số cây alkaloid kết hợp với tannin hoặc kết hợp với acid đặc biệt của chính cây
đó như acid meconic trong thuốc phiện, acid tropic trong một số cây họ cà, acid
aconitic có trong cây ô đầu… Có một số ít trường hợp alkaloid kết hợp với đường
tạo ra dạng glycoalcaloid như solasonin và solamacgin trong cây cà lá xẻ (Solanum
laciniatum).
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 nước,
tủa này sinh ra hầu hết là do sự kết hợp của 1 cation lớn là alkaloid với 1 nhóm
anion lớn thường 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
không, còn phản ứng tạo màu cho biết những chất có trong alkaloid (Phạm Thanh
Kỳ, 1998).

b) Vai trò
Đa số các alkaloid đều có tác dụng diệt khuẩn, một số loại có tác động lên hệ
thần kinh như morphin, codein, cocain,… Ngoài ra, alkaloid còn làm hạ huyết áp và
giúp chống ung thư (Vũ Xuân Tạo, 2013).
c) Phân loại
Các alkaloid thông thường được phân loại theo đặc trưng phân tử chung của
chúng, dựa trên kiểu trao đổi chất được sử dụng để tạo ra phân tử.
Alkaloid có phổ biến trong thực vật tồn tại lượng lớn trong hạt và rễ, ngày nay
đã biết khoảng trên 6000 alkaloid từ hơn 5000 loài, hầu hết lở thực vật bậc cao
chiếm khoảng 15 – 20% tổng số các loài cây, tập trung ở một số họ: Apocynaceae

12


Đồ án tốt nghiệp

(họ Trúc đào) có gần 800 alkaloid, Papaveraceae (họ Thuốc phiện) gần 400
alkaloid, Fabaceae (họ Đậu) 350 alkaloid, Rutaceae (họ Cam) gần 30 alkaloid,
Liliaceae (họ Hành) gần 250 alkaloid. Các nhóm alkaloid hiện nay bao gồm:
- Nhóm pyridine: piperin, coniin, trigonellin, arecaidin, guvacin, pilocarpin,
cytisin, nicotin, spartein, pelletierin.
- Nhóm

isoquinolin:

morphin,

codein,

thebain,

papaverin,

narcotin,

sanguinarin, narcein, hydrastin, berberin.
- Nhóm pyrrolidin: hygrin, cuscohygrin, nicotin.
- Nhóm tropan: atropin, cocain, ecgonin, scopolamin.
- Nhóm quinolin: quinin, quinidin, dihydroquinin, dihydroquinidin, strychnin,
brucin, veratrin, cevadin.
- Nhóm phenethylamin: mescalin, ephedrin, dopamin, amphetamin.
- Nhóm indol:
 Các tryptamin: DMT, N-metyltryptamin, psilocybin, serotonin.
 Các ergolin: Các ancaloit từ cựa ngũ cốc/cỏ như ergin, ergotamin, acid
lysergic.
 Các beta-cacbolin: harmin, harmalin, yohimbin, reserpin , emetin.
- Nhóm purin: Các xanthin như caffein, theobromin, theophyllin.

nicotine

reserpine
saxitoxin

strychnine

caffeine
coniine

D-tubocurarine

vinblastine
Hình 1.5: Cấu trúc hóa học của một số chất thuộc nhóm alkaloid

13


Đồ án tốt nghiệp

1.1.3.4. Glycoside
Khái niệm
Glycoside là những hợp chất sản phẩm ngưng tụ của đường, dạng phổ biến
của nhiều hợp chất tự nhiên với cấu trúc gồm hai thành phần – phần đường và phần
không đường. Phần đường của glycoside gọi là glycon, phần không đường gọi là
aglycon hoặc genin. Hai phần liên kết với nhau bằng dây nối acetal vì vậy phân tử
glycoside dễ bị phân huỷ khi có nước dưới ảnh hưởng của các enzyme (men) có
chứa trong cây.
Phần đường trong glycoside chủ yếu là monosaccarid hoặc oligosaccarid, thường là
glucose, rhamnose, galactose… Phần aglycon của các glycosid có thể thuộc các
nhóm chất hữu cơ khác nhau ví dụ ethanol, andehyde, acid, phenol, dẫn chất
anthracen…đôi khi có các aglycon có chứa nitơ, lưu huỳnh song thường chứa
carbon, hydro, oxy.
Glycoside thường là dạng rắn, chất kết tinh được, một số ở dạng vô định hình hoặc
lỏng sánh. Hợp chất này thường không màu hoặc có một số có màu, thường tan
trong nước, cồn, ít hoặc không tan trong dung môi hữu cơ (ether, chloroform). Độ
tan của chúng phụ thuộc vào mạch đường dài hay ngắn và các nhóm ái nước trong
phần aglycon.
Phân loại: có 3 nhóm
- Phần đường: có nhiều loại đường nhưng thường là glucose và đồng phân
đường.
- Liên kết giữa phần đường và không đường: C-glycosidic, O-glycosidic, Nglycosidic, S-glycosidic.

- Nhóm hợp chất không đường : Saponin, Cardiac glycoside, Anthraquinone
glycoside, Flavonoid glycoside, Phenolic glycoside, Cyanogenic glycoside,
Alcoholic glycoside, Coumarin glycoside, Chromone glycoside, Steviol glycoside,
Thioglycoside.

14


Đồ án tốt nghiệp

Một số glycosise quan trọng:
a) Saponin
Saponin là một glycoside tự nhiên thường gặp trong nhiều loài thực vật. Dưới
tác dụng của các enzyme thực vật, vi khuẩn hay acid loãng, saponin bị thuỷ phân
thành genin (gọi là sapogenin) và phần glucid.
Saponin thường ở dạng vô định hình, có vị đắng, tan trong nước, alcol, rất ít
tan trong aceton, ether, hexan. Hòa tan saponins vào nước  giảm sức căng bề mặt
của dung dịch và tạo bọt.

Hình 1.6: Sơ đồ phân loại saponin (Nguyễn Tấn Thịnh, 2013).
Vai trò
- 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.

b) Cardiac glycoside
Cardiac glycoside là các glycoside thực vật, có ảnh hưởng kích thích tim và
thường có độc tính cao. Chúng thường là những hợp chất kết tinh, không màu, có vị
đắng,tan trong các dung môi phân cực và dễ bị thủy phân trong môi trường acid.
15