Nghiên cứu tách chiết và đánh giá hoạt tính sinh học quercetin từ một số loài thực vật ở việt nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Trần Thị Kiều Oanh

NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT VÀ ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH
HỌC CỦA QUERCETIN TỪ MỘT SỐ LOÀI THỰC VẬT Ở VIỆT
NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2018
i


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
--------------------Trần Thị Kiều Oanh

NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT VÀ
ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA QUERCETIN TỪ
MỘT SỐ LOÀI THỰC VẬT Ở VIỆT NAM

Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
Mã số: 60420114

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Quang Huy

Hà Nội- 2018

ii


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn trên, em đã nhận đƣợc rất nhiều sự giúp đỡ quý báu cả
về vật chất, tinh thần cũng nhƣ kiến thức chuyên môn, kinh nghiêm của các thầy cô,
gia đình, bạn bè. Trƣớc tiên, em xin gửi lời cảm ơn trân trọng nhất tới PGS TS N u n
Qu n Huy, ngƣời th y giúp đỡ em rất nhiều trong việc phát triển tƣ duy
khoa học, luôn tận tình chỉ bảo em về chuyên môn, kinh nghiệm làm việc cũng nhƣ
động viên, giúp đỡ em rất nhiều trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu khoa
học,thực hiện luận văn.
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới c c thầy c gi o trong bộ môn Sinh lý thực vật
v hóa sinh đã lu n quan tâm, động viên và tạo mọi điều kiện để em thực hiện tốt những
thí nghiệm của mình
Trong suốt quá trình học em đã tiếp thu đƣợc các kiến thức chuyên sâu của các
thầy cô thuộc khoa Sinh học, trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên đã nhiệt tình giảng
dạy.
Tiếp đến, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới NCS. Lê Huy Hoàng, ngƣời đã lu
n nhiệt tình, chỉ dẫn c c thao t c th nghiệm trong qu trình thực hiện đề tài.
Em gửi lời cảm ơn tới ph ng Đ o tạo sau Đại học, trƣờng Đại học Khoa học Tự
Nhiên đã tạo điều kiện v đ p ứng nhu cầu,nguyện vọng của em và hoàn thành chƣơng
trình học tập của khóa học.
Cuối cùng xin gửi lời tới gia đình, bạn bè đã lu n động viên, cổ vũ v tạo môi
trƣờng tinh thần thuận lợi nhất trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu vừa qua.
i th ng 5 năm 2018
Học viên cao học

Trần Thị Kiều Oanh

iii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN...............................................................................................................i
DANH MỤC BẢNG................................................................................................. viii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................................... ix
MỞ ĐẦU......................................................................................................................1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU.......................................................................3
1.1 Tổng quan về flavonoid..........................................................................................3
1.1.1. Giới thiệu chung về flavonoid.............................................................................3
1.1.2. Sinh tổng hợp flavonoids....................................................................................3
1.1.3 Các dạng khác nhau của flavonoid.......................................................................5
1.2. Quercetin và một số tính chất đặc trƣng................................................................7
1.2.1. Định danh v đặc tính của quercetin...................................................................7
1.2.2. Đặc tính chống oxi hóa của Quercetin................................................................8
1.2.3. Một số tác dụng của Quercetin.......................................................................... 10
1.3. C c phƣơng ph p t ch chiết hợp chất.................................................................... 14
1.3.1. Khái quát về phƣơng ph p t ch chiết................................................................. 14
1.3.2. C c phƣơng ph p t ch chiết................................................................................ 15
1.4. Giới thiệu một số thực vật nghiên cứu................................................................. 17
1.4.1. Rau má.............................................................................................................. 17
1.4.2. Cây đinh lăng.................................................................................................... 18
1.4.3. Hoa hòe............................................................................................................. 18
1.4.4. Rau đắng biển................................................................................................... 19
1.5.5. Bụp giấm........................................................................................................... 19
CHƢƠNG 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................... 20
2.1. Nguyên liệu.......................................................................................................... 20
2.2. Hóa chất............................................................................................................... 20
2.3. Thiết bị thí nghiệm............................................................................................... 21

2.4. Phƣơng ph p nghiên cứu...................................................................................... 21
2.4.1. Phƣơng ph p định tính các nhóm chất của loài thực vật bằng phản ứng màu .. 21
2.4.2. Phƣơng ph p chiết xuất hỗ trợ siêu âm thu dịch chiết dùng cho phân tích HPLC,
TLC và hoạt tính sinh học........................................................................................... 25
2.4.3. Phƣơng ph p thủy phân mẫu dịch chiết trong HCL..........................................25
2.4.4. Phƣơng ph p sắc ký bản mỏng trong phân t ch định tính dịch thủy phân..........25
2.4.5. Xây dựng phƣơng ph p phân t ch HPLC.......................................................... 26
2.4.6. Phƣơng ph p thử hoạt tính thu dọn gốc tự do DPPH........................................27
iv


2.4.7. Phƣơng ph p x c định tổng năng lực khử.......................................................... 28
2.4.7. Phƣơng ph p xử lý số liệu................................................................................. 28
Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................................. 30
3.1 X c định các nhóm hợp chất thứ sinh có trong các mẫu........................................ 30
3.2. Kết quả phân tích TLC của các dịch chiết trƣớc và sau khi thủy phân................33
3.3. Kết quả khảo s t DPPH v năng lực khử của các dịch chiết thực vật...................34
3.3.1. Hoạt tính DPPH................................................................................................ 34
3.3.2. Khảo sát khả năng lực khử của các mẫu thực vật.............................................. 35
3.3.3. Khảo s t điều kiện phân tích HPLC trên mẫu dƣợc liệu chuẩn hoa hòe............35
3.3.4. Đ nh gi độ ổn định của phƣơng ph p HPLC đƣợc thiết lập............................40
3.3.5. X c định quercetin trong dịch chiết mẫu thực vật trƣớc và sau thủy phân........42
KẾT LUẬN................................................................................................................ 46
KIẾN NGHỊ................................................................................................................ 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 47

v


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Con đƣờng sinh tổng hợp Flavonoids và Quercetin ở A. thaliana.................4
Hình 1.2. Cấu trúc hóa học của hợp chất nhóm flavonols (quercetin, kaempferol,
myricetin và isorhamnetin)................................................................................................................. 5
Hình 1.3. Cấu trúc hóa học của nhóm flavones (luteolin, apigenin)................................. 5
Hình 1.4. Cấu trúc hóa học nhóm flavanones (eridictyol, hesperetin, naringenin).....6
Hình 1.5. Cấu trúc nhóm flavan-3-ols (catechins và epicatechins..................................... 6
Hình 1.6. Cấu trúc hóa học nhóm theaflavins........................................................................... 6
Hình 1.7. Cấu trúc hóa học nhóm anthocyanidins (cyanidin, delphinidin, malvidin,
pelargonidin, peonidin và petunidin)............................................................................................. 7
Hình 1.8. Cấu trúc hóa học của quercetin................................................................................ ..7
Hình 1.9. M tả qu trình loại gốc oxi hóa (R) bởi Flavonoids........................................ 9
Hình 1.10. Các vị trí thực hiện liên kết với gốc oxi hóa tự do tại vòng A, B.................9
Hình 2.1. Quy trình thủy phân mẫu cho nghiên cứu TLC và HPLC.............................. 26
Hình 3.1. Kết quả đ p ứng tín hiệu khi rửa giải theo hệ 1.................................................... 37
Hình 3.2. Khảo sát thời gian lƣu v độ phân giải theo các hệ pha động khác nhau......38
Hình 3.3. Sắc ký đồ mẫu thử (hoa hòe) tại λ = 370nm rửa giải theo hệ pha động
táchđƣợc lựa chọn (3a-hệ 4) v kh ng t ch đƣợc (3b-hệ 5)................................................. 39
Hình 3.4. Kết quả khảo sát thể tích tiêm mẫu mẫu chuẩn quercetin (4a) và mẫu thử
dịch chiết hoa hòe (4b)...................................................................................................................... 39
Hình 3.5. Ảnh 3D quét phổ ở 4 bƣớc sóng trong điều kiện có chuẩn quercetin.........41
Hình 3.6. Thông số sắc ký qua 5 lần thí nghiệm..................................................................... 42
Hình 3.7. Thời gian lƣu của đỉnh quercetin chuẩn khi thay đổi áp suất đầu cột từ mức
35 bar lên mức khoảng 59-60 bar.................................................................................................. 43
Hình 3.8. Kết quả chạy mẫu bụp giấm trƣớc thủy phân..................................................... 43
Hình 3.9. Kết quả chạy mẫu đinh lăng trƣớc thủy phân..................................................... 43
Hình 3.10. Kết quả chạy mẫu hoa hòe trƣớc thủy phân...................................................... 44
Hình 3.11. Kết quả chạy mẫu rau đắng biển trƣớc thủy phân......................................... 44
Hình 3.12. Kết quả chạy mẫu rau má trƣớc thủy phân...................................................... 44
Hình 3.13. Kết quả chạy HPLC mẫu quercetin chuẩn.......................................................... 44

vi


Hình 3.14. Kết quả chạy HPLC mẫu quercetin chuẩn............................................................. 45
Hình 3.15. Kết quả chạy HPLC mẫu hoa hòe thủy phân........................................................ 45
Hình 3.16. Sự phụ thuộc tuyến tính giữa nồng độ và diện t ch đỉnh quercetin..............45

vii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Định danh v đặc tính của Quercetin....................................................................... 8
Bảng 1.2. So s nh c c phƣơng ph p tiền tách chiết................................................................ 16
Bảng 1.3. So s nh c c phƣơng ph p t ch chiết truyền thống............................................... 17
Bảng 1.4 So s nh c c phƣơng ph p t ch chiết hiện đại......................................................... 18
Bảng 3.1. Kết quả định tính các nhóm chất trong hoa hòe................................................ 31
Bảng 3.2. Kết quả định tính các nhóm chất trong lo i rau đắng....................................... 32
Bảng 3.3. Kết quả định tính các nhóm chất trong loài bụp giấm..................................... 32
Bảng 3.4. Kết quả định tính các nhóm chất trong loài rau má.......................................... 33
Bảng 3.5. Kết quả định tính các nhóm chất trong lo i đinh lăng..................................... 33
Bảng 3.6. Định tính quercetin ở dịch chiết MeOH trƣớc và sau thủy phân bằng HCL
34
Bảng 3.7. Đ nh gi khả năng DPPH của dịch chiết các mẫu............................................ 35
Bảng 3.8. Khả năng lực khử của các mẫu thí nghiệm.......................................................... 36
Bảng 3.9. Độ ổn định của hệ thống sắc ký đối với dịch chiết hoa hòe.......................... 42

viii


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ
viết
tắt
ASE

DCM
DEPT
DME
M
DMS
O
DPPH
EA

Ý n hĩ
Kỹ thuật chiết nhanh
với dung môi
Dichloromethane
Distortionless
Enhancement by
Polarisation
Transfer
M i trƣờng Dulbecco’s
Modified Eagle
Dimethyl sulfoxide

EtOH

1,1-diphenyl-2picrylhydrazyl

FBS

Ethyl acetate

FT-IR

Ethanol

IUCN

Huyết thanh phôi bò

MAE

Phổ hồng ngoại

MetO
H

Liên minh Quốc tế Bảo
tồn Thiên nhiên và Tài
nguyên

MTT

Kỹ thuật chiết bằng lò
vi sóng

NCI

Methanol

NMR

3-(4,5dimethylthiazolyl-2)2,5diphenyltetrazolium

SFE
UAE
v/v
w/v

bromide
Viện Ung thƣ Hoa kỳ
Phổ cộng hƣởng từ hạt
nhân
Kỹ thuật chiết siêu tới
hạn
Kỹ thuật chiết bằng
sóng siêu âm
Thể tích / Thể tích


Khối
lƣợng /
Thể tích

ix

MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, việc nghiên cứu những hợp chất tự nhiên (bao gồm
tìm kiếm, tách chiết, đ nh gi hoạt t nh) đang ph t triển mạnh mẽ, đặc biệt ở Việt Nam
nơi có hệ động thực vật đa dạng, phong phú và có nhiều loại cây cỏ tác dụng sinh
dƣợc mạnh.
Hiện nay trên thế giới cũng nhƣ ở Việt Nam, đối tƣợng trong các hợp chất tự
nhiên thực vật đƣợc quan tâm nhiều tập trung ở nhóm hợp chất flavonoid vì số lƣợng
các chất nhiều, tác dụng của các hợp chất không chỉ là chữa bệnh mà còn phòng bệnh.
Quercetin là một flavonoid thực vật có mặt trong nhiều loài, có hoạt tính chống oxy
hóa mạnh, ngay cả ở nồng độ thấp. Trong tự nhiên, quercetin tồn tại ở dạng tự do (dạng
aglycon) hoặc dẫn xuất cho một số flavonoid kh c, thƣờng gặp là rutin. Hiện nay,
quercetin đƣợc sử dụng trong nhiều lĩnh vực kh c nhau nhƣ thực phẩm chức năng,
thuốc điều trị.
Quercetin tồn tại với h m lƣợng lớn trong thực vật do cơ chế th ch nghi, đƣợc
hình thành trong quá trình chuyển hóa thứ sinh trong cơ thể thực vật. Quercetin tồn tại
với h m lƣợng cao trong các loại chè, táo, hành tây... Quercetin có mặt trong nhiều
loại thực vật khác nhau, nhƣng trong c ng nghiệp dƣợc phẩm chủ yếu đƣợc thu nhận
nhờ quá trình thủy phân từ rutin (quercetin-3-O-rutinosid). Tại Việt Nam và một số
nƣớc châu Á nhƣ Nhật Bản, Trung Quốc, Ấn độ quercetin đƣợc thu nhận chủ yếu từ
rutin của hoa cây hòe (Sophora japonica L).
Tuy nhiên,các loại thực vật kh c cũng đƣợc biết đến có nhiều flavonoid nói
chung và quercetin nói riêng tồn tại ở nhiều dạng liên hợp, có mặt trong một số bài
thuốc dân gian lại chƣa đƣợc đề cập nghiên cứu. Khi thu nhận quercetin aglycol
(quercetin tự do) ở nhóm thực vật này, nếu tiến hành theo cách tinh chế từng dạng
quercetin liên hợp v sau đó thủy phân các dạng liên hợp đã tinh chế đó, theo cách nhƣ
thu nhận quercetin tự do từ rutin thì sẽ gặp nhiều khó khăn.
Vì vậy, vấn đề đặt ra hiện nay là cần nghiên cứu điều kiện chiết xuất, thủy phân
để thu nhận quercetinanglycol trực tiếp từ thực vật, kh ng qua giai đoạn trung gian
nhờ vào dạng quercetin liênhợp. Để giải quyết đƣợc vấn đề này thì cần phải nghiên

1


cứu c c phƣơng ph p đ nh giá nhằm x c định quercetin ở dạng tự do và liên hợp, cũng
nhƣ độ ổn định của quercetin về hóa lý và sinh học trong quá trình thu nhận.
Để góp phần đ p ứng nhu cầu thực tế đó, chúng t i thực hiện đề t i “Nghiên cứu
tách chiết v đ nh gi hoạt tính sinh học của quercetin từ một số loài thực vật ở Việt
Nam”với mục tiêu:
- X c địnhmột số đặc tính hóa lý và sinh học của dịch chiết methanol chứa

quercetin từ một số loài thực vật tại Việt Nam.
- Xác định các thông số sắc ký phù hợp cho phân tách quercetin trong dịch

methanol từ hoa hòe trên cột sắc ký và hệ thống HPLC.

2


CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Tổng quan về flavonoid
1.1.1. Giới thiệu chung về flavonoid
Hợp chất flavonoid là nhóm các sắc tố m u đỏ, xanh da trời và tím ở thực vật.
Từ mô tả đầu tiên về các hiệu ứng axit v bazơ trên c c sắc tố thực vật của Robert
Boyle năm 1664 đến sự hình thành các gen cấu trúc v điều tiết hình thành các hợp
chất flavonoid vào cuối thế kỷ 20, hiện nay đã thu thập đƣợc rất nhiều thông tin về
cấu trúc, hoạt động hóa học và sinh tổng hợp những hợp chất này.
Flavonoid là nhóm các phân tử có cấu trúc hợp chất v ng thơm, đa dạng và có
nguồn gốc từ axit amin Phenilalanin và malonyl-coenzyme A (CoA; thông qua con
đƣờng chuyển hóa axit béo). Các hợp chất flavomoid bao gồm 6 phân nhóm chính
đƣợc tìm thấy trong hầu hết các thực vật bậc cao. Các nhóm này gồm các chalcones,

flavon, flavonol, flavandiols, anthocyanin, và tannin (hoặc pro anthocyanidins); nhóm
thứ bảy là aurones khá hiếm gặp trong tự nhiên [7,19].
Hơn 6000 loại flavonoid kh c nhau đã đƣợc x c định và số lƣợng phát hiện mới
hiện vẫn đang tăng lên. C c flavonoid kh c nhau có chức năng sinh học đa dạng, bao
gồm bảo vệ chống lại tia cực tím (UV) và tác nhân gây bệnh thực vật, tín hiệu trong
quá trình sần, vận chuyển auxin, cũng nhƣ m u sắc của hoa nhƣ một tín hiệu thu hút
côn trùng thụ phấn [43,60,65 ].
Hợp chất Flavonoidgiúp cho việc hiển thị màu sắc mùa thu (chuyển màu lá) ở
nhiều loài thực vật, có thể bảo vệ tế bào lá khỏi tổn thƣơng, nâng cao hiệu quả thu hồi
chất dinh dƣỡng trong quá trình lão hóa. Flavonol có lẽ là chất flavonoid quan trọng
nhất tham gia vào phản ứng stress; chúng là những flavonoid có hoạt t nh đƣợc biết
đến từ trƣớc, phổ biến và có tác dụng tới hoạt động sinh lý mạnh [59,65,66].
1.1.2. Sinh tổng hợp flavonoids
C c đột biến ảnh hƣởng đến tổng hợp flavonoid đã đƣợc phân lập trong một

loạt các loài thực vật. Nhiều nỗ lực đã đƣợc thực hiện trong việc làm sáng tỏ các
đƣờng sinh tổng hợp của flavonoid từ góc độ di truyền. Ngô (Zea mays), snapdragon
(Antirrhinum majus), và cây dã yên thảo (Petunia hybrida) đƣợc xây dựng thành các
m

hình đầu tiên trong hệ thống này, dẫn đến sự cô lập của nhiều gen flavonoid cấu
3


trúc v điều tiết [60,65]. Gần đây, cây Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) đƣợc nghiên
cứu và phân tích sự điều chỉnh và việc chuyển hóa của con đƣờng flavonoid ở thực
vật. Việc sử dụng Arabidopsis để nghiên cứu sinh tổng hợp flavonoid có ƣu điểm
l c c gen sao chép đơn mã hóa tất cả các enzyme chuyển hóa flavonoid trung tâm,

ngoại trừ flavonol synthase (FLS), đƣợc mã hóa bởi 6 gen, nhƣng chỉ có 2 gen (FLS1

và FLS3) có hoạt động đã đƣợc chứng minh locus di truyền cho cả hai gen cấu trúc và
điều hòa đƣợc x c định chủ yếu dựa trên đột biến xóa bỏ hoặc giảm sắc tố hạt; do đó
loci đƣợc đặt tên là testa trong suốt hoặc đột biến. Hầu hết các gen cấu trúc, cũng nhƣ
một số gen điều h a có tƣơng quan với locus đột biến cụ thể trong cây Arabidopsis.
Loài này dƣờng nhƣ kh ng sử dụng flavonoid theo c ch tƣơng tự nhƣ một số loài
khác tuy nhiên, những đột biến này có ích trong việc x c định vai trò của các hợp chất
n y trong c c qu trình nhƣ bảo vệ tia cực tím và vận chuyển auxin [14,63,65].
FLAVONOLS
4-coumaroyl CoA
+ 3 malonyl CoA
MYB11/12/111 CHS

naringenin chalcone

o

p


166.659 mm
Hình 1.1. Con đƣờng sinh tổng hợp Flavonoids và Quercetin ở A. thaliana [65]
Chú thích: Enzymes và các chất trung gian đƣợc biểu diễn bằng chữ m u đen, c c
chất điều hoà có màu. Sàn phẩm cuối cùng là chữ in hoa. CHS, Chalcone synthase; CHI,
chalcone isomerase; F3H Flavanone 3 hydroxylase; F3'H, flavonoid-3'-hydroxylase; DFR,
dihydroflavonol 4-reductase; FNR, flavanone-4-reductase; ANS, anthocyanidin synthase,
UFGT, UDP-glucose flavonoid 3-O glycosyltransferase, FLS, flavonol synthase

C c flavonoid đƣợc tổng hợp qua đƣờng phenylpropanoid, biến
phenylalanine thành 4-coumaroyl-CoA, cuối cùng đi v o con đƣờng sinh tổng hợp
flavonoid (Hình 1.1). Enzyme đầu tiên đặc hiệu cho con đƣờng flavonoid là chalcone

4


synthase xúc tác cho phản ứng tạo ra các chalcone mà từ đó tất cả c c flavonoid đƣợc
tổng hợp [65].
Con đƣờng trung tâm cho sinh tổng hợp flavonoid đƣợc bảo tồn trong thực
vật, tùy thuộc vào loài một nhóm c c enzym nhƣ isomerases, reductases, hydroxy2+

lases, và một số dioxygenases phụ thuộc Fe . Hợp chất 2-oxyglutarate phụ thuộc vào
bộ xƣơng flavonoid cơ bản, dẫn đến các phân lớp flavonoid khác nhau. Cuối cùng,
tranferases thay đổi xƣơng sống flavonoid với đƣờng, nhóm methyl hoặc acyl
moieties, điều chỉnh hoạt động sinh lý của flavonoid kết quả bằng c ch thay đổi độ hòa
tan, phản ứng v tƣơng t c với các mục tiêu tế bào [67].
1.1.3 Các dạng khác nhau của flavonoid
Quercetin là một flavonoid phân bố rộng rãi trong tự nhiên. Tên n y đã đƣợc
sử dụng từ năm 1857 v có nguồn gốc từ quercetum (rừng sồi), sau là Quercus.
Quercetin là chất ức chế vận chuyển auxin có tự nhiên[49]. Quercetin là một trong
những chất flavonoid đƣợc sử dụng nhiều[16,17] với mức tiêu thụ trung bình hàng
ngày khoảng 25-50 miligam/ngƣời.

Hình 1.2. Cấu trúc hóa học của hợp chất nhóm flavonols (quercetin, kaempferol,
myricetin và isorhamnetin) [40]

Hình 1.3. Cấu trúc hóa học của nhóm flavones (luteolin, apigenin) [40]

5


Hình 1.4. Cấu trúc hóa học nhóm flavanones (eridictyol, hesperetin, naringenin) [40]

Hình 1.5. Cấu trúc nhóm flavan-3-ols (catechins và epicatechins) [40]

Hình 1.6. Cấu trúc hóa học nhóm theaflavins [40]

6


Hình 1.7. Cấu trúc hóa học nhóm anthocyanidins [40]
Các nguồn khác của quercetin có thể l nho, dâu đen, v dầu liu. Đồ uống nhƣ tr
xanh v rƣợu vang đỏ (4-16mg/l) cũng chứa một lƣợng đ ng kể các quercetin. Lợi ích
chính của quercetin là loại flavonoid này có chất chống oxy hóa mạnh, hỗ trợ chống
lại các tế bào gốc tự do [21,35].
1.2. Quercetin và một số tính chất đặc trƣn
Quercetin, một đại diện lớn của lớp flavonol, chất đã trở th nh đối tƣợng
nghiên cứu nhận đƣợc sự chú ý đ ng kể. Quercetin và dẫn xuất của nó trong thực
phẩm chứa liên kết đƣờng, đại diện cho 60-75% lƣợng flavonoid trong rau củ, quả
[10,31].
Quercetin là một trong những chất có màu vàng tự nhiên. Nó đƣợc phát hiện
đầu tiên ở dạng aglycon của quercetrin có trong vỏ cây Querceus tinctorial khi thuỷ
phân trong m i trƣờng axit thu đƣợc quercetin và một phân tử đƣờng rhamonose:
C21H20O11 + H2O (thuỷ phân trong HCl) → C15H10O7 +
CH3(CHOH)4CHO 1.2.1. Định d nh và đặc tính của quercetin

Hình 1.8. Cấu trúc hóa học của quercetin[47]
Một phân tử quercetin (hình 1.8) có cấu trúc của năm nhóm hydroxyl, số
lƣợng c c nhóm n y đóng vai tr quan trọng trong việc x c định hoạt động sinh học của
các dẫn xuất quercetin.
7

1 2 2 Đặc tính chống oxi hóa của Quercetin
Các chất chống oxi hóa đƣợc nghiên cứu, sử dụng đƣợc hiểu theo nhiều nghĩa
khác nhau tùy theo hoạt động oxy hóa của nó. Halliwell v Gutteridge định nghĩa của
chất oxi hóa là bất kỳ chất nào giảm thiểu, ngăn chặn hoặc loại bỏ gốc oxi hóa tự do
gây hại cho phân tử mục tiêu. Với định nghĩa n y t c dụng sinh lý của các hợp chất
chống oxi hóa l để ngăn chặn những thiệt hại cho thành phần tế bào do những hệ quả
của phản ứng hóa học liên quan đến gốc tự do. Quá trình nhặt c c “r c” gốc oxi hóa tự
do của các chất thuộc nhóm Flavonoids đƣợc trình bày hình 1.9.

8


Hình 1.9. Mô tả quá trình nhặt gốc oxi hóa (R) bởi Flavonoids [46]
Các chất chống oxi hóa invintro hoạt động phụ thuộc vào cách bố trí các nhóm
chức năng trên cấu trúc lõi của nó. Cả hai cấu hình và tổng số lƣợng của nhóm
hydroxyl (-OH) ảnh hƣởng đ ng kể tới cơ chế hoạt động chống oxy hóa.
Các cấu hình vòng B hydroxyl là yếu tố quyết định tới hoạt động chống gốc
+

oxy hóa. Trong hình 1.9. mô tả hoạt động tách H (nhóm –OH) của chất chống oxi
.

hóa và gốc oxi hóa R làm chúng mất khả năng t c động xấu tới tế b o đ ch, c c gốc tự
do dạng Fl-O có thể phản ứng tƣơng tự. Kết quả của quá trình là tạo ra cấu trúc
Quinine ổn định [46]. Hoạt động chống oxi hóa invitro có thể đƣợc tăng lên bằng
phản ứng trùng hợp c c flavonoid l m tăng số lƣợng nhóm hydroxyl trong phân tử qua
đó hoạt động chống gốc oxi hóa đƣợc tăng lên.

Hình 1.10.Các vị trí thực hiện liên kết với gốc oxi hóa tự do tại vòng A, B [46]

Quercetin là chất chống oxi hóa mạnh dựa vào khả năng t ch c c gốc tự do và
liên kết với các ion kim loại chuyển tiếp. Khả năng chống oxi hóa đó trƣớc hết liên
quan đến sự tồn tại của 2 loại nhóm liên kết chống oxi hóa bên trong phân tử có hình
dạng thích hợp cho việc tách các gốc tự do: nhóm catechol trong vòng B và nhóm OH
trong vòng A (hình 1.10) [46].
Theo tính toán của các nhóm nghiên cứu trong lớp flavonoid, quercetin là chất
-

tách ROS hữu hiệu nhất, kể cả với việc tách O2 và gốc ONOO . Với khả năng n y,
9


quercetin là chất ức chế sự peoxi hóa lipid. Quercetin gây trở ngại sự peoxi hóa lipid
bằng cách phản ứng với các gốc tự do tạo ra do sự peoxi hóa lipid. Thêm v o đó, ngoài
khả năng ngăn chặn sự phát triển của sự peoxi hóa lipid, quercetin còn làm gia tăng
lƣợng glutathione góp phần giảm thiểu sự hình thành các gốc tự do. Sự oxi hóa lipid
này có thể gây ra những t c động có hại cho cơ thể nhƣ gây ra bệnh tim mạch, thoái
hóa thần kinh và ứng dụng trị liệu[46].
Chính do khả năng phản ứng với các gốc tự do, quercetin làm giảm các bệnh
+

mãn tính [56]. Đặc biệt, bằng việc ngăn ngừa ion Ca (trong các tế bào chết) quercetin
có khả năng bảo vệ tế bào khỏi sự oxi hóa, các gốc tự do dẫn đến lão hóa tế bào.
Begum và Terao nghiên cứu cho thấy quercetin aglycone và phức hợp các chất chuyển
hóa của nó (quercetin-3-O--D-glucuronide và quercetin-3-O--D-glucoside) có thể bảo
vệ hồng cầu khỏi sự phá hủy ở những ngƣời hút thuốc.Nghiên cứu của McAnulty và
cộng sự trên 40 vận động viên chạy điền kinh [35] cho thấy quercetin có khả năng
giảm thiểu căng thẳng cho các vận động viên.
Nghiên cứu về đặc tính chống oxi hóa của Quercetin đã có những nghiên cứu
so sánh với các chất chống oxi hóa đã đƣợc biết tới nhƣ vitamin C, vitamin E, c c

chất cùng thuộc nhóm flavonoid kh c,…Đặc biệt khả năng oxi hóa của quercetin đƣợc
tăng lên mạnh mẽ khi cùng tác dụng với vitamin C và axit uric [19].
1.2.3. Một số tác dụng khác của Quercetin đối với cơ thể
Quercetin là thành phần flavonoid có tác dụng tăng cƣờng sức chịu đựng, tăng
sức bền, chống mệt mỏi; tăng qu trình h hấp tế b o, tăng chức năng của thần kinh và
trí nhớ, có tác dụng chống oxi hóa, tăng hấp thu…
Tác dụng chống lão hóa
Quá trình sinh học liên quan đến lão hóa có thể đƣợc khắc phục chủ động bởi
một số yêu tố m i trƣờng, ví dụ nhƣ chất chống oxi hóa tự nhiên (nhƣ vitamin E,
tỏi…). Th ng qua c c thuộc tính chống oxi hóa của quercetin và mối liên hệ giữa tuổi
tác và sự stress oxi hóa. Vai trò của quercetin là hình thành ảnh hƣởng tích cực lên khả
năng tồn tại, phát triển độc lập, v v ng đời của các nguyên bào sợi nguyên thủy của
ngƣời (HFL-1); hơn nữa, khi các tế b o lão hóa đƣợc nuôi trong sự có mặt của
quercetin, quan s t đƣợc sự trẻ hóa [19].

10


Chống dị ứng
Quercetin là hợp chất tự nhiên có khả năng t c động các chất liên quan đến các
loại dị ứng và hoạt động nhƣ một chất ức chế tiết dƣỡng bào, dẫn đến sự giảm tiết ra
tryptase, các protein tín hiệu do đại thực bào gây ra: MCP-1 và IL-6 và sự điều chỉnh
giảm histidine decarboxylase (HDC) mRNA từ một số ít dòng tế b o dƣỡng bào [55].
Cũng nhƣ c c hợp chất polyphenol, flavonoids khác có tác dụng chống viêm và
kháng khuẩn và thể hiện hoạt động chống dị ứng, quercetin cũng thể hiện nhƣ một
loại thuốc chống dị ứng tiềm năng. Hiện tại, tổ chức nghiên cứu dị ứng thực phẩm
(Food Allergy Herbal Formula -FAHF) đ nh gi quercetin có tiềm năng tƣơng tựchất
chống dị ứng an toàn nhƣng cần có nhiều những nghiên cứu tác dụng phụ hơn để trở
thành thuốc chống dị ứng thực sự [13].
Khả năn bảo vệ hệ tuần hoàn

Quercetin cũng đƣợc đặc biệt chú ý nhƣ một hợp chất có tác dụng giúp điều trị
cũng nhƣ ph ng ngừa các bệnh về tim. Trong thực tế, việc sử dụng quercetin có liên
quan sự giảm tỉ lệ chết do bệnh tim và giảm tỉ lệ đột quỵ. Pashevin [41] báo cáo số
liệu mới về đặc tính bảo vệ tim mạch của quercetin trong nghiên cứu chỉ ra, thử
nghiệm trên thỏ sau một thực đơn gi u cholesterol, sau đó cho thỏ uống trong vòng 1
tháng Corvitn (dạng h a tan trong nƣớc dẫn xuất Quercetin) thấy giảm đ ng kể mọi
loại hoạt động thủy phân protein của phức hệ proteasome trong các mô và bạch cầu
lƣu th ng trong hệ mạch. Hoạt động của quercetin cũng đƣợc biết với vai trò giảm xơ
vữa động mạch [41]. Những nghiên cứu gần đây trên động vật v ngƣời huyết áp cao
cho thấy có sự giảm huyết áp sau khi bổ sung quercetin trong thực phẩm chức năng.
Chống viêm, un thƣ
Các nghiên cứu về khả năng chống ung thƣ của quercetin đã khẳng định
quercetin ức chếcác tế b o tăng sinh đó ch nh l khả năng oxi hóa cũng nhƣ ức chế
kinase trong chu trình tế bào và gây ra apoptosis [19].Trƣớc đến nay, quercetin luôn
đƣợc biết đến với khả năng ức chế in vitro sự sản xuất c c enzymes đ p ứng phản ứng
viêm (ví dụ nhƣ: cyclooxygenase COX hay lipoxygenasse [27]), khả năng n y cũng
đƣợc thực hiện bằng các phản ứng in vivo. Trong các nghiên cứu gần đây [69]đã
chứng tỏ quercetin có khả năng ức chế mạnh các yếu tố tăng sinh nguyên b o [19].

11


N ăn n ừa béo phì

Quercetin là loại flavonoid phong phú nhất, chúng có khả năng chống lại nhiều
loại bệnh liên quan đến stress oxi hóa stress.
Để x c định c c cơ chế phân tử ảnh hƣởng bởi quercetin v o t c động sinh lý
tăng lipid m u, một số nghiên cứu nhận thấy rằng quercetin quy định về biểu hiện gen
ở gan liên quan đến quá trình chuyển hóa lipid [24]. Cụ thể, bổ sung quercetin ở chuột

giảm đ ng kể bệnh béo phì cảm ứng bởi chế độ ăn uống nhiều chất béo, giảm trọng
lƣợng cơ thể, gan và mô mỡ trắng hơn so với những con chuột đƣợc cho ăn chỉ với
thực đơn gi u chất béo. Các chuột thí nghiệm cũng giảm đ ng kể sự tăng cholesterol,
triglyceride và thiobarbituric acid trong máu.
Bổ sung quercetin trong khẩu phần ăn cũng giúp l giảm trọng lƣợng gan, các
mô mỡ trắng, các giọt lipit tích tụ trong gan. Để tìm ra bằng c ch n o để quercetin giúp
giảm béo phì, các nghiên cứu tập trung v o c c gen liên quan đến quá trình chuyển hóa
lipid trong gan. So với nhóm chuột đối chứng (bị béo phì) thì nhóm chuột có thực đơn
bổ sung quercetin sửa đổi biểu hiện của một số gen chuyển hóa liên quan đến lipid
bao gồm Fnta, Pon1, Pparg, Aldh1b1, Apoa4, Abcg5, Gpam, Acaca, Cd36, Fdfft1 và
Fasn. Các mô hình biểu hiện của c c gen n y đƣợc quan sát bằng phản ứng chuỗi
polymerase-transriptase v đƣợc x c định bằng hệ thống lai miễn dịch. Các kết quả chỉ
ra rằng quercetin ngăn chặn béo phì gây ra bởi chế độ ăn nhiều chất béo trong chuột
C57b1/6, và tác dụng chống béo phì của nó có liên quan đến c c quy định của
lipogenesis ở mức độ phiên mã [19].
Điều trị viêm khớp
Trong sự kết hợp với các chất dinh dƣỡng khác, quercetin có thể làm giảm các
triệu chứng của viêm xƣơng khớp (viêm khớp): trong nghiên cứu với 20 bệnh nhân
viêm khớp dạng thấp có bổ sung hàng ngày cùng lúc 3 loại thuốc: quercetin (16
6mg/viên); với vitamin C (33 mg/viên), lipoic acid (300 mg/viên) trong vòng 4 tuần
liên tiếp thì thấy rằng nồng độ cytokine gây viêm hoặc protein C-reactive (CRP) trong
huyết thanh không có sự khác biệt đ ng kể v cũng chƣa có t c dụng điều trị. Nhƣng
khi nghiên cứu lên tới 46 ngƣời và thời gian kéo dài lên tới 3 tháng có kết hợp với
hoạt động hàng ngày thì đã thấy dịch lỏng đƣợc tiết ra trong các mô viêm khớp [30].

12


Giảm nguy cơ mắc hen suyễn
Nghiên cứu về mối quan hệ giữa quercetin hay các dẫn xuất của nó đối với các

triệu chứng của bệnh hen suyễn do c c t c nhân m i trƣờng (phấn hoa, côn trùng) gây
nên cũng chƣa đƣợc rõ nét. Tuy nhiên, các tài liệu cho thấy t c động của một loại
quercetin glycoside là isoquercitrin enzyme đã t c động lên những triệu chứng của dị
ứng dạng trên. Điều trị với 100-200mg/ngày với dạng quercetin glycoside trong vòng
8 tuần có hỗ trợ những hiện tƣợng dị ứng dạng trên tại mắt nhƣng tại mũi thì chƣa có

kết quả đ ng tin cậy [21].
Điều trị tiểu đường
Nghiên cứu những con chuột mắc bệnh tiểu đƣờng cho thấy sự gia tăng đ ng
kể về cácchỉ số tỉ trọng giữa thận/trọng lƣợng cơ thể, lƣợng đƣờng trong m u, lƣợng
albumin bài tiết trong nƣớc tiểu (UAE), creatinine trong huyết thanh (SCR), lƣợng
urê trong m u (BUN), v độ thanh thải creatinin (CCR). Các biểu hiện của TGF-β1 v
CTGF trong thận l x c định bằng cách sử dụng real-time PCR và phƣơng ph p
Western blot [26].
Các biểu hiện của TGF-β1 v CTGF l trong nhóm bệnh tiểu đƣờng cao hơn so
với nhóm quercetin. Tuy nhiên, những biểu hiện quá mức của cả hai TGF-β1 v CTGF
trong các mô thận của chuột bị tiểu đƣờng đã giảm sau khi tiêm quercetin. Những kết
quả này cho thấy rõ ràng rằng quercetin cải thiện chức năng thận ở chuột tiểu đƣờng
bằng cách ức chế các biểu hiện quá mức của yếu tố TGF-β1 v CTGF trong thận [26].
Tăng cường thể lực
Một nghiên cứu trên 254 đối tƣợng đã tham gia thấy rằng lƣợng O 2 tiêu thụ
max dao động 41-64 ml/kg/phút (trung bình 46 mL/kg/phút), trong khi thời gian điều
trị trung bình là 11 ngày với một liều lƣợng trung bình 1000 mg quercetin/ ng y. Độ
lớn hiệu quả (ES) đƣợc tính là sự khác biệt trung bình chuẩn hóa, và phân tích meta
đƣợc thực hiện bằng cách sử dụng một m hình t c động ngẫu nhiên [21].
Tính trung bình, quercetin cung cấp một lợi ch đ ng kể về mặt thống kê trong
khả năng luyện tập thể dục thể thao của con ngƣời l m gia tăng thể tích O 2 max và
hiệu suất luyện tập với chỉ số tin cậy ES = 0,15 tƣơng đƣơng chỉ có khoảng 3% số
ngƣời đƣợc sử dụng với quercetin trong có hiệu quả [21].
13

1 3 Các phƣơn pháp tách chiết hợp chất
Phƣơng ph p tổng hợp quercetin cũng từ nguồn nguyên liệu thiên nhiên đó l
phƣơng ph p thủy phân Rutin có trong hoa hòe.
1.3.1. Khái quát về phƣơn pháp tách chiết
Việc chiết xuất là cần thiết để cô lập và chiết xuất các thành phần của thực vật
để áp dụng trong ngành công nghiệp y tế dựa trên tầm quan trọng của cây trồng đối
với sức khoẻ. Có nhiều phƣơng ph p t ch chiết và mỗi loài cây, thảo dƣợc có thể phù
hợp với một hoặc nhiều phƣơng ph p kh c nhau (bảng 1.2). C c bƣớc chuẩn bị cho
tách chiết mẫu thực vật:
Lựa chọn mẫu thực vật phù hợp trƣớc khi tách chiết rất quan trọng. Ta cần lựa
chọn mẫu phù hợp nhất để đem lại các kết quả tốt nhất sau khi tách chiết.
Mẫu tươi v mẫu khô: Các mẫu kh đƣợc ƣu tiên hơn vì chúng chứa hàm lƣợng
flavonoid cao hơn so với mẫu tƣơi v thời gian bảo quản mẫu kh lâu hơn [9].
Mẫu nghiền và mẫu b t: Sử dụng các mẫu này có thể l m tăng bề mặt tiếp xúc
giữa mẫu thực vật và các dung môi chiết xuất. Các mẫu bột chứa các hạt nhỏ hơn c c
mẫu nghiền, dẫn đến sự tiếp xúc bề mặt tốt hơn.Trong khi đó việc nghiền mẫu chỉ làm
mẫu nhỏ hơn, do đó mẫu bột phổ biến hơn.
Phương pháp tiền tách chiết: Có 4 phƣơng ph p tiền tách chiết: Sấy khô bằng
khí, sấy bằng lò vi sóng, sấy khô và sấy đ ng kh (Bảng 1.2) [7].

14