Nghiên cứu thành phần hóa học và xây dựng quy trình công nghệ chiết xuất để tạo sản phẩm có giá trị từ quả táo mèo (docynia indica (wall ) decne) ở việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG
NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA
HỌC VÀ CÔNG
NGHỆ

LÊ
XUÂN
DUY

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN
HĨA HỌC VÀ XÂY DỰNG
QUY
TRÌNH CƠNG NGHỆ CHIẾT
XUẤT ĐỂ TẠO SẢN PHẨM CÓ
GIÁ
TRỊ TỪ QUẢ TÁO MÈO
(DOCYNIA INDICA (WALL.)
DECNE) Ở
VIỆ
T
NA
M


LUẬN ÁN
TIẾN SĨ
KỸ

THUẬT
HÓA HỌC

Hà
Nội
202
0


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG
NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA
HỌC VÀ CÔNG
NGHỆ

LÊ
XUÂN
DUY

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN
HĨA HỌC VÀ XÂY DỰNG
QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ
CHIẾT XUẤT ĐỂ TẠO SẢN
PHẨM CÓ GIÁ TRỊ TỪ QUẢ
TÁO MÈO (DOCYNIA INDICA
(WALL.) DECNE) Ở VIỆT
NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
KỸ THUẬT HÓA
HỌC


Chu
n
ngành
: Kỹ
thuật
Hóa
học
Mã số
chu
n
ngàn
h:
9.52.0
3.01

Người hướng dẫn
khoa học: 1.
PGS.TS. Vũ Đình
Hồng
2.
PGS.TS.
Nguyễn
Mạnh
Cường

Hà
Nộ
i20
20


i
LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan:
Đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của
PGS. TS Vũ Đình Hồng và PGS. TS Nguyễn Mạnh Cường. Các số liệu và kết
quả thu được trong luận án là hồn tồn trung thực và chưa được cơng bố trong
bất kỳ cơng trình nào khác.

Tác giả luận án

Lê Xuân Duy


ii
LỜI CẢM ƠN

Luận án này được hoàn thành tại Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên, Viện
Hàn lâm Khoa học và Cơng nghệ Việt Nam.
Với sự kính trọng, lịng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất, tôi xin bày tỏ lòng
biết ơn tới PGS.TS. Nguyễn Mạnh Cường và PGS.TS. Vũ Đình Hồng là những người
thầy đã hướng dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tơi trong thời gian thực hiện
luận án.

Tôi xin trân trọng cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ của Ban lãnh đạo Viện Hóa học
các hợp chất thiên nhiên, Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học
và Công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện để tôi hồn thành luận án.
Tơi cũng xin bày tỏ lịng biết ơn tới tập thể cán bộ Trung tâm Nghiên cứu và
Phát triển sản phẩm thiên nhiên, Phịng Hóa sinh hữu cơ Viện Hóa học các hợp chất
thiên nhiên đã giúp đỡ tơi nhiệt tình trong suốt thời gian thực hiện luận án.
Tơi cũng xin bày tỏ lịng biết ơn tới GS. Young Ho Kim, Khoa Dược, Trường
Đại học Chungnam, Hàn Quốc đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt
thời gian thực hiện luận án
Cuối cùng, tôi xin gửi lịng kính trọng và sự biết ơn sâu sắc đến gia đình đã
ln quan tâm, giúp đỡ, khích lệ và tạo điều kiện cho tơi trong q trình làm luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng

năm 2020

Tác giả luận án

Lê Xuân Duy


iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.........................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN.............................................................................................................. ii
MỤC LỤC...................................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT...........................................vii
DANH MỤC CÁC BẢNG.......................................................................................... ix
DANH MỤC CÁC HÌNH..........................................................................................xii
DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC................................................................................... xv

MỞ ĐẦU...................................................................................................................... 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN........................................................................................3
1.1. Giới thiệu về cây táo mèo.....................................................................................3
1.1.1. Vài nét về họ Hoa hồng (Rosaceae)....................................................................4
1.1.2. Vài nét về chi Táo mèo (Docynia).......................................................................4
1.1.3. Phân bố và sản lượng táo mèo ở một số tỉnh trọng điểm nước ta........................5
1.2. Thành phần hóa học của táo mèo........................................................................6
1.2.1. Các thành phần hóa học cơ bản...........................................................................6
1.2.2. Các hợp chất chuyển hóa thứ cấp được phân lập từ quả táo mèo........................7
1.2.3. Hoạt tính sinh học của táo mèo......................................................................... 10
1.3. Tình hình khai thác, chế biến và sử dụng quả táo mèo.................................... 14
1.3.1. Các sản phẩm chế biến truyền thống................................................................. 14
1.3.2. Các sản phẩm chế biến theo công nghệ hiện đại............................................... 14
1.4. Định hướng nghiên cứu...................................................................................... 19
1.5. Vài nét về nhóm hợp chất phenolic.................................................................... 20
1.5.1. Đặc điểm chung của các hợp chất phenolic....................................................... 20
1.5.2. Phân loại và hoạt tính sinh học các hợp chất phenolic...................................... 21
1.5.3. Chiết xuất phenolic từ thực vật.......................................................................... 22
1.6. Giới thiệu về phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) và tối ưu hóa quy trình
cơng nghệ hóa học...................................................................................................... 27
CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......................29
2.1. Đối tượng nghiên cứu......................................................................................... 29
2.2. Phương pháp nghiên cứu................................................................................... 29
2.2.1. Phương pháp định lượng một số thành phần hóa học........................................ 29
2.2.2. Phương pháp xử lý, chiết xuất và phân lập các thành phần hóa học..................30
2.2.3. Phương pháp xác định tính chất hóa lý và cấu trúc hóa học..............................31
2.2.4. Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học.......................................................... 31


iv

2.2.5. Phương pháp chiết vi sóng, chiết siêu âm, chiết hồi lưu và chiết soxhlet..........34
2.2.6. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm và tối ưu hóa quy trình cơng nghệ.........35
CHƯƠNG III. THỰC NGHIỆM.............................................................................. 37
3.1. Điều chế cao chiết tổng và các cao chiết phân đoạn......................................... 37
3.1.1. Sơ đồ phân lập các thành phần hóa học từ cao chiết ethyl acetate quả táo
mèo................................................................................................................ 38
3.1.2. Các hợp chất phân lập được từ phân đoạn E2................................................... 39
3.1.3. Các hợp chất phân lập được từ phân đoạn E3.................................................... 39
3.1.4. Các hợp chất phân lập được từ phân đoạn E5.................................................... 40
3.1.5. Các hợp chất phân lập được từ phân đoạn E6................................................... 40
3.1.6. Các hợp chất phân lập được từ phân đoạn E7................................................... 40
3.1.7. Các hợp chất phân lập được từ phân đoạn E8................................................... 41
3.2. Nghiên cứu hoạt tính sinh học của cao chiết phân đoạn và thành phần hóa
học phân lập được...................................................................................................... 41
3.3. Quy trình chiết xuất phenolic và thiết lập mơ hình nghiên cứu......................41
3.3.1. Quy trình chiết bằng phương pháp soxhlet........................................................ 42
3.3.2. Quy trình chiết xuất sử dụng vi sóng................................................................. 42
3.3.3. Quy trình chiết xuất sử dụng siêu âm................................................................ 43
3.3.4. Quy trình chiết xuất hồi lưu............................................................................... 44
3.4. Quy trình sấy phun và thiết kế mơ hình nghiên cứu........................................ 45
3.4.1. Tiến hành thí nghiệm......................................................................................... 46
3.4.2. Thiết kế ma trận kế hoạch thực nghiệm............................................................. 46
3.5. Sơ đồ định hướng nghiên cứu quy trình cơng nghệ tạo sản phẩm bột cao
chiết táo mèo quy mơ phịng thí nghiệm.................................................................. 47
CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN........................................................... 48
4.1. Xác định cấu trúc các hợp chất phân lập được từ quả táo mèo......................48
4.1.1. Hợp chất mới TM17, (3S-Thunberginol C 6-O-β- D-glucopyranoside)............48
4.1.2. Hợp chất TM15 (chrysin).................................................................................. 54
4.1.3. Hợp chất TM2 (quercetin)................................................................................. 55
4.1.4. Hợp chất TM5 (hyperin).................................................................................... 57

4.1.5. Hợp chất TM36 (myricitrin).............................................................................. 58
4.1.6. Hợp chất TM16 (naringenin)............................................................................. 60
4.1.7. Hợp chất TM10 (astilbin).................................................................................. 61
4.1.8. Hợp chất TM7 (naringenin-7-O- β-D-glucopyranoside)................................... 63
4.1.9. Hợp chất TM30 (2R/S)-5,7,3’,5’-tetrahydroxy-flavanone
7-O-β-D
glucopyranosie).............................................................................................. 65


v
4.1.10.



Hợp chất TM33 (Phloretin-2’-O-(β-D-xylopyranosyl-(1 6)-O-β-D
glucopyranoside))........................................................................................... 67
4.1.11. Hợp chất TM8 (phlorizin)............................................................................... 69
4.1.12. Hợp chất TM37 (2’,6’-dihydroxy-3’,4’- dimethoxychalcone)......................... 70
4.1.13. Hợp chất TM24 (ursolic acid)......................................................................... 71
4.1.14. Hợp chất TM23 (23-hydroxy ursolic acid)...................................................... 73
4.1.15. Hợp chất TM20 (pomolic acid)....................................................................... 75
4.1.16. Hợp chất TM22 (euscaphic acid)..................................................................... 76
4.1.17. Hợp chất TM25 (maslinic acid)....................................................................... 78
4.1.18. Hợp chất TM12 (gallic acid ).......................................................................... 80
4.1.19. Hợp chất TM13 (methyl gallate)..................................................................... 81
4.1.20. Hợp chất TM3 (protocatechuic acid)............................................................... 82
4.1.21. Hợp chất TM9 (3-methoxy, 4-hydroxy-benzoic acid) (vanillic acid)..............83
4.1.22. Hợp chất TM6 (4-methyl malate).................................................................... 84
4.1.23. Hợp chất TM1 (chlorogenic acid methyl ester)............................................... 85
4.1.24. Hợp chất TM18 (1-O-coumaroyl-β-D-glucopyranose).................................... 86

4.1.25. Hợp chất TM35 (cis-p-coumaric acid 4-O-β-D-glucopyranoside)...................88
4.2. Đánh giá hoạt tính sinh học của cao chiết và các hợp chất phân lập được.....92
4.2.1. Hoạt tính bảo vệ tim mạch (sEH) của cao chiết phân đoạn và các hợp chất
phân lập được................................................................................................. 92
4.2.2. Hoạt tính chống oxy hóa của các hợp chất phân lập được.................................94
4.2.3. Hoạt tính ức chế tế bào ung thư gan (Hep-G2) và ung thư cổ tử cung
(Hela) của các cao chiết phân đoạn................................................................ 95
4.3. Xây dựng và tối ưu quy trình chiết xuất phenolic từ quả táo mèo quy mơ
phịng thí nghiệm....................................................................................................... 96
4.3.1. Kết quả chiết xuất táo mèo bằng phương pháp chiết soxhlet............................. 96
4.3.2. Xây dựng và tối ưu hóa quy trình chiết xuất phenolic sử dụng vi sóng quy
mơ phịng thí nghiệm..................................................................................... 97
4.3.3. Xây dựng và tối ưu hóa quy trình chiết xuất phenolic sử dụng sóng siêu
âm quy mơ phịng thí nghiệm.......................................................................107
4.3.4. Xây dựng và tối ưu hóa quy trình chiết xuất phenolic bằng phương pháp
chiết hồi lưu quy mơ phịng thí nghiệm........................................................116
4.3.5. So sánh, đánh giá các phương án cơng nghệ nghiên cứu.................................123
4.4. Xây dựng và tối ưu hóa quy trình sấy phun dịch chiết táo mèo quy mơ
phịng thí nghiệm.....................................................................................................125
4.4.1. Ảnh hưởng của các đơn yếu tố đến hàm mục tiêu của quá trình.....................125


vi
4.4.2. Thiết lập mơ hình và xây dựng ma trận kế hoạch thực nghiệm.......................127
4.4.3. Kiểm tra sự có nghĩa của mơ hình...................................................................128
4.4.4. Tối ưu hóa quy trình sấy phun.........................................................................131
4.4.5. Kiểm tra lại mơ hình tối ưu hóa.......................................................................132
4.5. Quy trình cơng nghệ chiết xuất để tạo sản phẩm bột cao chiết táo mèo quy
mơ phịng thí nghiệm...............................................................................................133
KẾT LUẬN..............................................................................................................135

KIẾN NGHỊ.............................................................................................................137
CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN. .138




BÀI BÁO QUỐC TẾ......................................................................................138

BÀI BÁO TRONG NƯỚC............................................................................138
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................139
PHỤ LỤC.................................................................................................................148


vii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Kí hiệu
13

C- NMR
CC
CTPT
DEPT

DMSO
ESI-MS
EtOAc
EtOH
GAE
Hep-G2
HeLa

HTSH
1

H-NMR
1

1

H- H-

COSY
HMBC


HSQC

HR-ESI-MS


IR
IC50
KLPT
MeOH
ppm
QE
SC
SC50
sEH
STT
TLC

TLTK
TFC
TPC


ix
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.2.1. Hàm lượng các thành phần hóa học trong quả táo mèo..............................7
Bảng 1.2.2.1. Danh sách các hợp chất được phân lập từ loài Docynia indica (Wall.)
Decne ở trong nước 8
Bảng 1.2.2.2. Danh sách các hợp chất được phân lập từ loài táo mèo
Docynia indica (Wall.) Decne trên thế giới

9

Bảng 1.4.3. Phân loại các hợp chất phenolic dựa trên bộ khung nguyên tử carbon
trong phân tử 21
Bảng 4.1.1. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất TM17 và tài liệu tham khảo...................53
Bảng 4.1.2. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất TM15 và chất tham khảo.......................55
Bảng 4.1.3. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất TM2 và chất tham khảo.........................56
Bảng 4.1.4. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất TM5 và chất tham khảo.........................58
Bảng 4.1.5. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất TM36 và chất tham khảo.......................59
Bảng 4.1.6. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất TM16 và chất tham khảo.......................61
Bảng 4.1.7. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất TM10 và chất tham khảo.......................62
Bảng 4.1.8. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất TM7 và chất tham khảo.........................64
Bảng 4.1.9. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất TM30 và chất tham khảo.......................66
Bảng 4.1.10. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất TM33 và chất tham khảo.....................68
Bảng 4.1.11. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất TM8 và chất tham khảo........................ 69
Bảng 4.1.12. Dữ liệu phổ của hợp chất TM37 và chất tham khảo...............................71
Bảng 4.1.13. Dữ liệu phổ của hợp chất TM24 và chất tham khảo...............................72

Bảng 4.1.14. Dữ liệu phổ của hợp chất TM23 và chất tham khảo...............................74
Bảng 4.1.15. Dữ liệu phổ của hợp chất TM20 và chất tham khảo...............................75
Bảng 4.1.16. Dữ liệu phổ của hợp chất TM22 và chất tham khảo...............................77
Bảng 4.1.17. Dữ liệu phổ của hợp chất TM25 và chất tham khảo...............................79
Bảng 4.1.18. Dữ liệu phổ của chất TM12 và chất tham khảo...................................... 80
Bảng 4.1.19. Dữ liệu phổ của chất TM13 và chất tham khảo...................................... 81
Bảng 4.1.20. Dữ liệu phổ của chất TM3 và chất tham khảo........................................82
Bảng 4.1.21. Dữ liệu phổ của chất TM9 và chất tham khảo........................................ 83
Bảng 4.1.22. Dữ liệu phổ của TM6 và chất tham khảo................................................ 85


x
Bảng 4.1.23. Dữ liệu phổ của hợp chất TM1 và chất tham khảo.................................86
Bảng 4.1.24. Dữ liệu phổ của hợp chất TM18 với chất tham khảo.............................. 87
Bảng 4.1.25. Dữ liệu phổ của hợp chất TM35 với chất tham khảo.............................. 89
Bảng 4.2.1.1. Đánh giá hoạt tính bảo vệ tim mạch của các cao chiết phân đoạn.........92
Bảng 4.2.1.2. Đánh giá hoạt tính bảo vệ tim mạch của các hợp chất phân lập được....93
Bảng 4.2.2. Kết quả đánh giá hoạt tính chống oxy hóa của các hợp chất phân lập
được 95
Bảng 4.2.3. Kết quả đánh giá hoạt tính ức chế 2 dịng tế bào ung thư gan và ung thư
cổ tử cung

96

Bảng 4.3.1. Kết quả chiết xuất táo mèo bằng phương pháp chiết soxhlet....................97
Bảng 4.3.2.1.a. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm mục tiêu Y1 và Y2...............97
Bảng 4.3.2.1.b. Ảnh hưởng của nồng độ dung môi ethanol đến hàm mục tiêu Y1 và
Y2

98

Bảng 4.3.2.1.c. Ảnh hưởng của cơng suất vi sóng đến hàm mục tiêu Y1 và Y2..........99
Bảng 4.3.2.1.d. Ảnh hưởng của độ pH dung môi chiết đến hàm mục tiêu Y1 và Y2...99
Bảng 4.3.2.2a. Các mức thí nghiệm của các biến biến cơng nghệ.............................100
Bảng 4.3.2.2b. Ma trận kế hoạch hóa thực nghiệm của q trình chiết xuất..............100
Bảng 4.3.2.3. Bảng phân tích phương sai các hàm mục tiêu Y1, Y2 và Y3...............101
Bảng 4.3.2.4. Kết quả tối ưu hóa các biến cơng nghệ................................................106
Bảng 4.3.2.5. Kết quả thực nghiệm của các hàm mục tiêu tại điều kiện tối ưu..........107
Bảng 4.3.3.1.a. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu chiết đến hàm mục tiêu
Y1 và Y2..............................................................................................107
Bảng 4.3.3.1.b. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hàm mục tiêu Y1 và Y2.............108
Bảng 4.3.3.1.c. Ảnh hưởng của công suất siêu âm đến hàm mục tiêu Y1 và Y2.......109
Bảng 4.3.3.1.d. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm mục tiêu Y1 và Y2.............109
Bảng 4.3.3.2a. Các mức thí nghiệm của các biến biến cơng nghệ.............................110
Bảng 4.3.3.2b. Ma trận kế hoạch hóa thực nghiệm của q trình chiết xuất..............110
Bảng 4.3.3.3. Bảng phân tích phương sai các hàm mục tiêu Y1 và Y2......................111
Bảng 4.3.3.4. Kết quả tối ưu hóa các biến cơng nghệ................................................115
Bảng 4.3.3.5. Kết quả thực nghiệm của các hàm mục tiêu tại điều kiện tối ưu..........116
Bảng 4.3.4.1.a. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm mục tiêu Y1 và Y2.............116


xi
Bảng 4.3.4.1.b. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu chiết đến hàm mục tiêu
Y1 và Y2

117

Bảng 4.3.4.1.c. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hàm mục tiêu Y1 và Y2..............118
Bảng 4.3.4.2a. Các mức thí nghiệm của các biến biến cơng nghệ.............................118
Bảng 4.3.4.2b. Ma trận kế hoạch hóa thực nghiệm của q trình chiết xuất..............119

Bảng 4.3.4.3. Bảng phân tích phương sai các hàm mục tiêu Y1, Y2.........................119
Bảng 4.3.4.4. Kết quả tối ưu hóa các biến cơng nghệ................................................122
Bảng 4.3.4.5. Kết quả thực nghiệm của các hàm mục tiêu tại điều kiện tối ưu..........123
Bảng 4.3.5a. Hiệu quả chiết xuất của các phương pháp.............................................124
Bảng 4.3.5b. Các điều kiện công nghệ tối ưu của 3 phương pháp.............................124
Bảng 4.4.1a. Ảnh hưởng của hàm lượng matodextrin đến hàm mục tiêu Y1 và Y2 .. 125
Bảng 4.4.1b. Ảnh hưởng của nhiệt độ khí sấy cấp vào đến hàm mục tiêu Y1 và Y2 . 126

Bảng 4.4.1c. Ảnh hưởng của tốc độ bơm dịch đến hàm mục tiêu Y1 và Y2..............127
Bảng 4.4.2a. Các mức thí nghiệm của các biến biến cơng nghệ................................127
Bảng 4.4.2b. Ma trận kế hoạch hóa thực nghiệm của quá trình chiết xuất.................128
Bảng 4.4.3. Bảng phân tích phương sai các hàm mục tiêu Y1, Y2............................128
Bảng 4.4.4. Kết quả tối ưu hóa các biến cơng nghệ...................................................131
Bảng 4.4.5. Kết quả thực nghiệm của các hàm mục tiêu tại điều kiện tối ưu.............132


xii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Quả và lá lồi táo mèo Docynia indica (Wall.) Decne...................................3
Hình 1.1.3: Diện tích táo mèo tập trung tại một số huyện thuộc ba Tỉnh Yên Bái,
Sơn La và Điện Biên.

5

Hình 1.3.1. Một số sản phẩm táo mèo truyền thống..................................................... 14
Hình 1.3.2.1a. Một số loại rượu táo mèo trên thị trường.............................................. 14
Hình 1.3.2.1b: Một số loại sản phẩm khác chế biến từ quả táo mèo trên thị trường....15
Hình 1.3.2.2: Một số sản phẩm táo mèo ứng dụng kết quả đề tài nghiên cứu KHCN .. 15

Hình 1.3.2.3a. Sơ đồ quy trình sản xuất rượu táo mèo................................................. 16

Hình 1.3.2.3b. Sơ đồ quy trình sản xuất nước uống táo mèo.......................................17
Hình 1.3.2.3c: Sơ đồ quy trình sản xuất giấm táo mèo................................................ 18
Hình 2.1.1. Mẫu quả táo mèo Docynia indica (Wall.) Decne....................................... 29
Hình 2.2.1. Đồ thị đường chuẩn phenolic (a) và flavonoid (b).................................... 30
Hình 3.1. Sơ đồ điều chế cao chiết tổng và các cao chiết phân đoạn quả táo mèo.......37
Hình 3.1.1. Sơ đồ phân lập các hợp chất từ cặn chiết ethyl acetate quả táo mèo.........38
Hình 3.5. Sơ đồ định hướng nghiên cứu tạo sản phẩm bột cao chiết táo mèo..............47
Hình 4.1.1.1. Phổ HR-ESI-MS của hợp chất TM17..................................................... 48
1

Hình 4.1.1.2. Phổ H-NMR của hợp chất TM17.......................................................... 48
13

Hình 4.1.1.3. Phổ C-NMR của hợp chất TM17........................................................ 49
Hình 4.1.1.4. Phổ DEPT của hợp chất TM17............................................................... 49
Hình 4.1.1.5. Phổ HMBC của hợp chất TM17............................................................. 50
Hình 4.1.1.6. Tương tác trên phổ HMBC của 3S-thunberginol C 6-O-β- Dglucopyranoside

50

Hình 4.1.1.7. Phổ HSQC của hợp chất TM17.............................................................. 51
Hình 4.1.1.8. Sắc ký đồ HPLC xác định cấu tử đường................................................ 51
Hình 4.1.1.9. Phổ CD của hợp chất TM17................................................................... 52
Hình 4.1.1.10. Hai cấu dạng bền kiểu nửa thuyền của hợp chất TM17........................53
Hình 4.1.1.11. Cấu trúc hóa học của 3S-thunberginol C 6-O-β- D-glucopyranoside...53
Hình 4.1.2. Cấu trúc hóa học hợp chất chrysin............................................................ 55
Hình 4.1.3. Cấu trúc hóa học hợp chất quercetin......................................................... 56
Hình 4.1.4. Cấu trúc hóa học hợp chất hyperin............................................................ 57
Hình 4.1.5. Cấu trúc hóa học hợp chất myricitrin........................................................ 59
Hình 4.1.6. Cấu trúc hóa học hợp chất naringenin....................................................... 61

xiii
Hình 4.1.7. Cấu trúc hóa học hợp chất astilbin............................................................ 62
Hình 4.1.8. Cấu trúc hóa học của hợp chất naringenin-7-O- β-D-glucopyranoside.....64
Hình 4.1.9. Cấu trúc hóa học của hỗn hợp chất (2S/R)-5,7,3’,5’-tetrahydroxyflavanone 7-O-β-D glucopyranosie)



66

Hình 4.1.10. Cấu trúc hóa học hợp chất phloretin-2’-O-(β-D-xylopyranosyl-(1 6)O-β-D glucopyranoside
68
Hình 4.1.11. Cấu trúc hóa học của hợp chất phlorizin................................................. 69
Hình 4.1.12. Cấu trúc hợp chất 2’,6’-dihydroxy-3’,4’- dimethoxychalcone................70
Hình 4.1.13. Cấu trúc hóa học của hợp chất ursolic acid............................................. 72
Hình 4.1.14. Cấu trúc hóa học của hợp chất 23-hydroxyursolic acid...........................74
Hình 4.1.15: Cấu trúc hóa học của hợp chất pomolic acid........................................... 75
Hình 4.1.16. Cấu trúc hóa học hợp cất euscaphic acid................................................. 77
Hình 4.1.17. Cấu trúc hóa học hợp chất maslinic acid................................................. 79
Hình 4.1.18. Cấu trúc hóa học hợp chất gallic acid...................................................... 80
Hình 4.1.19. Cấu trúc hóa học hợp chất methyl gallate............................................... 81
Hình 4.1.20. Cấu trúc hóa học protocatechuic acid...................................................... 82
Hình 4.1.21. Cấu trúc hóa học hợp chất 3-methoxy, 4-hydroxy-benzoic acid..............83
Hình 4.1.22. Cấu trúc hóa học 4-methyl malate........................................................... 84
Hình 4.1.23. Cấu trúc hóa học chlorogenic acid methyl ester...................................... 86
Hình 4.1.24. Cấu trúc hóa học hợp chất 1-O-coumaroyl-β-D-glucopyranose..............87
Hình 4.1.25. Cấu trúc hóa học hợp chất cis-p-coumaric acid 4-O-β-Dglucopyranoside

88

Hình 4.1.26. Cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập từ cặn chiết EtOAc quả táo
mèo Docynia indica (Wall.) Decne.

91

Hình 4.3.2.3a. Biểu đồ thực nghiệm và dự đoán, phân bố ngẫu nhiên của Y1, Y2 và
Y3........................................................................................................103
Hình 4.3.2.3b. Bề mặt đáp ứng của hàm lượng phenolic tổng (a), hàm lượng
flavonoid tổng (b) và hàm lượng cao chiết tổng (c).............................105
Hình 4.3.2.4. Mức độ đáp ứng nguyện vọng của quá trình chiết xuất........................106
Hình 4.3.3.3a. Biểu đồ thực nghiệm và dự đoán, phân bố ngẫu nhiên của Y1 và Y2 112
Hình 4.3.3.3b. Bề mặt đáp ứng của hàm lượng phenolic tổng (a) và hàm lượng cao
chiết tổng (b)........................................................................................114
Hình 4.3.3.4. Mức độ đáp ứng nguyện vọng của quá trình chiết xuất........................115
Hình 4.3.4.3a. Biểu đồ thực nghiệm và dự đốn, phân bố ngẫu nhiên của Y1 và Y2 120


xiv
Hình 4.3.4.3b. Bề mặt đáp ứng của hàm lượng phenolic tổng (a) và hàm lượng cao
chiết tổng (b) 121
Hình 4.3.4.4. Mức độ đáp ứng nguyện vọng của quá trình chiết xuất........................123
Hình 4.4.3a. Biểu đồ thực nghiệm và dự đốn, phân bố ngẫu nhiên của Y1 và Y2. . .129
Hình 4.4.3b. Bề mặt đáp ứng của hàm lượng phenolic tổng (a) và độ ẩm (b) của sản
phẩm sau sấy phun 130
Hình 4.4.4. Mức độ đáp ứng nguyện vọng của quá trình sấy phun............................132
Hình 4.5. Sơ đồ quy trình cơng nghệ tạo sản phẩm bột cao chiết táo mèo quy mơ
phịng thí nghiệm.......................................................................................................133

xv
DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC
PHỤ LỤC..................................................................................................................148
PHỤ LỤC A: PHỔ CỦA CÁC HỢP CHẤT HÓA HỌC...........................................148
PHỤ LỤC 1. PHỔ HỢP CHẤT TM1........................................................................149
PHỤ LỤC 2. PHỔ HỢP CHẤT TM2........................................................................150
PHỤ LỤC 3. PHỔ HỢP CHẤT TM3........................................................................151
PHỤ LỤC 4. PHỔ HỢP CHẤT TM5........................................................................152
PHỤ LỤC 5. PHỔ HỢP CHẤT TM6........................................................................153
PHỤ LỤC 6. PHỔ HỢP CHẤT TM7........................................................................154
PHỤ LỤC 7. PHỔ HỢP CHẤT TM8........................................................................156
PHỤ LỤC 8. PHỔ HỢP CHẤT TM9........................................................................157
PHỤ LỤC 9. PHỔ HỢP CHẤT TM10......................................................................158
PHỤ LỤC 10. PHỔ HỢP CHẤT TM12....................................................................160
PHỤ LỤC 11. PHỔ HỢP CHẤT TM13....................................................................161
PHỤ LỤC 12. PHỔ HỢP CHẤT TM15....................................................................162
PHỤ LỤC 13. PHỔ HỢP CHẤT TM16....................................................................163
PHỤ LỤC 14. PHỔ HỢP CHẤT TM17....................................................................164
PHỤ LỤC 15. PHỔ HỢP CHẤT TM18....................................................................172
PHỤ LỤC 16. PHỔ HỢP CHẤT TM20....................................................................175
PHỤ LỤC 17. PHỔ HỢP CHẤT TM22....................................................................176
PHỤ LỤC 18. PHỔ HỢP CHẤT TM23....................................................................177
PHỤ LỤC 19. PHỔ HỢP CHẤT TM24....................................................................178
PHỤ LỤC 20. PHỔ HỢP CHẤT TM25....................................................................179
PHỤ LỤC 21. PHỔ HỢP CHẤT TM30....................................................................182
PHỤ LỤC 22. PHỔ HỢP CHẤT TM33....................................................................185
PHỤ LỤC 23. PHỔ HỢP CHẤT TM35....................................................................189
PHỤ LỤC 24. PHỔ HỢP CHẤT TM36....................................................................193
PHỤ LỤC 25. PHỔ HỢP CHẤT TM37....................................................................196
PHỤ LỤC B. TÍNH TỐN NĂNG LƯỢNG BỀN CÁC CẤU DẠNG CỦA HỢP

CHẤT TM17 200


xvi
PHỤ LỤC C. PHIẾU KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH TÊN KHOA HỌC CỦA MẪU
NGHIÊN CỨU

212

PHỤ LỤC D. KẾT QUẢ THỬ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO..........................215


1
MỞ ĐẦU
Từ xa xưa, con người đã biết sử dụng nguồn thực vật tự nhiên để chăm sóc sức
khỏe, phịng ngừa và điều trị bệnh. Trong những năm trở lại đây, xu hướng sử dụng
các loại thảo dược trong phòng và chữa bệnh ngày một gia tăng. Ngày nay, thảo dược
không chỉ được sử dụng ở dạng thô theo y học cổ truyền mà đã được áp dụng những
công nghệ hiện đại trong lĩnh vực hóa học, sinh học kết hợp công nghệ bào chế để tạo
ra các sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, tính chất dược lý mạnh.
Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa đặc thù nên có nguồn thực
vật phong phú và đa dạng ước tính có trên 13.000 nghìn lồi. Theo y học dân tộc, có
hơn 4000 lồi được sử dụng làm thuốc hoặc chăm sóc sức khỏe con người. Với định
hướng phát triển các loài cây dược liệu để phục vụ đời sống, hiện nay ở nước ta đã
hình thành nhiều khu vực canh tác, trồng cây dược liệu ở quy mô lớn. Đặc biệt, Tại
một số tỉnh Tây Bắc như Yên Bái, Sơn La, Điện Biên những năm gần đây đang phát
triển rất mạnh loài táo mèo để phục vụ nhu cầu của người tiêu dùng.
Táo mèo có tên khoa học là Docynia indica (Wall.) Decne, thuộc họ Hoa hồng
(Rosaceae). Ở nước ta, táo mèo phân bố ở độ cao từ 1000m đến 1500m ở các tỉnh
vùng núi Tây Bắc. Theo Y học cổ truyền, táo mèo có vị chua chát, hơi ngọt, tính ấm,

có tác dụng kiện vị, thuộc nhóm tiêu thực hóa tích, chủ yếu điều trị các chứng rối loạn
tiêu hóa do ăn nhiều thịt, dầu mỡ, ăn không tiêu, giúp ăn ngon miệng. Quả táo mèo khi
sấy khô là một vị thuốc của Đông y giúp tăng bài tiết axit mật và pepsin dịch vị, chống
rối loạn chuyển hóa lipid và giảm mỡ máu… Các nghiên cứu hiện đại gần đây đã cho
thấy dịch chiết quả táo mèo có tác dụng kháng khuẩn, chống rối loạn trao đổi glucid và
lipid; Một số thành phần hóa học phân lập được từ quả táo mèo có tác dụng có tác
dụng kháng viêm và hạ đường huyết.
Việc nghiên cứu, chế biến quả táo mèo tạo sản phẩm chăm sóc sức khỏe, hỗ trợ
điều trị một số bệnh lý đang rất được quan tâm. Tuy nhiên cho đến nay, các nghiên cứu
về quả táo mèo cả trong và ngoài nước cịn khá khiêm tốn. Do đó, cần các nghiên cứu
sâu về thành phần hóa học cũng như hoạt tính sinh học của quả táo mèo, đồng thời mở
rộng nghiên cứu các công nghệ khai thác, làm giàu các thành phần hóa học có hoạt
tính sinh học cao (cụ thể là nhóm hoạt chất phenolic) trong quả táo mèo để đáp ứng
yêu cầu về bào chế, tạo các sản phẩm có chất lượng cao.
Từ những vấn đề nêu trên, chúng tơi lựa chọn đề tài “Nghiên cứu thành phần
hóa học và xây dựng quy trình cơng nghệ chiết xuất để tạo sản phẩm có giá trị từ
quả táo mèo (Docynia indica (Wall.) Decne) ở Việt Nam”. Nội dung của Luận án tập
trung vào nghiên cứu thành phần hóa học, hoạt tính sinh học và cơng nghệ chiết


2
xuất, làm giàu thành phần hóa học có hoạt tính sinh học cao (nhóm hoạt chất phenolic)
để tạo sản phẩm có giá trị từ quả táo mèo.
Nội dung nghiên cứu của luận án gồm
 Nghiên cứu phân lập và xác định cấu trúc một số thành phần hóa học ở phân

đoạn cao chiết ethyl acetate của quả táo mèo Docynia indica (Wall.) Decne):
Điều chế cặn chiết, phân lập các hợp chất bằng phương pháp sắc ký, xác
định cấu trúc hóa học bằng các phương pháp hóa lý hiện đại.
 Đánh giá hoạt tính sinh học: Tác dụng bảo vệ tim mạch, chống oxy hóa và ức

chế một số dịng tế bào ung thư của cao chiết tổng, cao chiết phân đoạn và một
số hợp chất phân lập được
 Nghiên cứu, tối ưu hóa các quy trình cơng nghệ chiết xuất, sấy phun để tạo sản

phẩm bột cao chiết táo mèo giàu phenolic quy mơ phịng thí nghiệm.


3
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về cây táo mèo [1,2,3]
Tên khoa học: Docynia indica (Wall.) Decne.
Tên thường gọi: Táo mèo, chi tơ di
Phân loại thực vật
Giới
Bộ
Họ
Phân họ
Chi
Lồi
Theo hệ thống phân loại thực vật thì táo mèo thuộc họ Hoa hồng
(Rosaceae), phân họ Maloideae và thuộc chi Docynia.
Đặc điểm hình thái

Hình 1.1. Quả và lá lồi táo mèo Docynia indica (Wall.) Decne.
Cây nhỡ cao 5-6 m, cây non cành có gai. Lá mọc so le, ở cây non xẻ 3-5 thuỳ,
mép có răng cưa khơng đều. Ở thời kỳ cây trưởng thành lá hình bầu dục dài 6-10cm,
rộng 2-4cm, mép nguyên hoặc hơi khía răng ở gần đầu lá. Hoa họp từ 1-3 hoa ở kẽ lá,
cánh hoa màu trắng, có lơng màu trắng bạc. Nhị nhiều. Quả hình cầu thn, đường
kính 3-4cm, lúc non có lơng, sau nhẵn, khi chín có màu vàng lục, có vị hơi chua chát

[1,3].
Mùa hoa tháng 3-4, mùa quả chín từ tháng 8-10. Cây được gieo trồng bằng hạt,
chồi hoặc chiết cành. Cây ưa sáng, mọc rải rác trong rừng hoặc thành quần thể ven đồi,
ở độ cao 1000-1500m [1,3].


4
1.1.1. Vài nét về họ Hoa hồng (Rosaceae)
Họ Hoa hồng (danh pháp khoa học: Rosaceae) là một họ lớn trong thực vật, với
khoảng 2.000-4.000 loài trong khoảng 90-120 chi, tùy theo hệ thống phân loại. Hiện
tại hệ thống APG II (hệ thống phân loại sinh học thực vật hiện đại dựa trên việc phân
tích phân tử năm 2003) cơng nhận họ Rosaceae có 2.520 lồi thuộc 90 chi [2]
Theo truyền thống họ hoa hồng được chia thành 4 phân họ: Rosoideae,
Spiraeoideae, Maloideae, Amygdaloideae. Các phân họ này được miêu tả đặc trưng
chủ yếu theo cấu trúc của trái cây:
- Phân họ Hoa hồng (Rosoideae): Theo truyền thống bao gồm các chi có quả nhỏ,

là dạng quả bế hay quả hạch nhỏ và thường có phần cùi thịt của quả (ví dụ dâu
tây) hay cuống mang các lá noãn
- Phân họ Thuỷ bia (Spiraeoideae): Theo truyền thống bao gồm các chi với quả

khơng có cùi thịt bao gồm 5 lá nỗn
- Phân họ Táo tây (Maloideae): Theo truyền thống bao gồm các chi (như táo tây,

sơn tra, lê, mộc qua, thanh hương trà v.v), với quả bao gồm 5 lá noãn trong vỏ
quả trong dày cùi thịt, được bao quanh bằng mơ cuống chín
- Phân họ Mận (Amygdaloideae) hay (Prunoideae): Theo truyền thống bao gồm

các chi với quả là quả hạch đơn có đường nối, hai gân cạnh đường nối và một gân
đối diện đường nối.

Ở Việt Nam, theo tác giả Phạm Hoàng Hộ (Cây Cỏ Việt Nam) họ hoa hồng hiện

có 172 lồi chính thuộc 23 chi [2].
1.1.2. Vài nét về chi Táo mèo (Docynia)
Chi Docynia là một chi thực vật có hoa trong họ Rosaceae. Chi này bao gồm các
lồi cây gỗ xanh; nụ hình trứng, nhỏ, với vài vảy phơ ra. Các lá đơn, mọc so le, có lá
kèm, có cuống lá, gân lá thứ cấp uốn cong về phía mép lá, mép lá nguyên hay khía
răng cưa, đơi khi phân thùy nhỏ. Hoa có cuống ngắn, mọc thành chùm 2–5, sớm kết
trái hay có các nhị hợp nhất bởi các bao phấn; lá bắc nhỏ, sớm rụng. Đế hoa hình
chng, có lơng măng rậm ở phía xa trục. Lá đài 5, hình mác. Cánh hoa 5, trắng, gốc
có vuốt ngắn. Nhị hoa 30–50, 2 vịng. Bầu nhụy hạ, 5 ngăn, với 3–10 nỗn mỗi ngăn;
vịi nhụy 5, hợp sinh tại gốc, có lơng tơ. Quả dạng quả táo hình phỏng cầu hay hình
trứng hoặc hình quả lê, đường kính 2–3 cm, với các lá đài bền mọc thẳng hay uốn cong
vào trong. Chúng thụ phấn nhờ côn trùng [2].