(Luận án tiến sĩ) nghiên cứu một số đặc điểm hóa học và tác dụng sinh học của các hợp chất polyphenol trong lá cây chè (camellia sinensis) trồng ở tân cương (thái nguyên) và xuân mai (hà tây)

MỤC LUC
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC HỢP CHẤT PHENOLIC THỰC VẬT
1.2. MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC HỢP CHẤT ELAVONOTT THỰC VẬT
CHƢƠNG 2: Đối TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN cứu

37

2.1. ĐỐI TƢỢNG THỰC VẬT

37

22. CHIẾT XUẤT VÀ ĐỊNH LƢỢNG FLAVONOIT TOÀN PHẦN TỪ NGUYÊN LIỆU

37

THỰC VẬT
2.2.1. Quy trình chiết flavonoit (B.C. Talli)

37

2.2.2. Định lƣợng flavonoit toàn phần trong lá chè

38

23. NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN FLAVONOU

39

2.3. Ì. Định tính flavonoit bằng các phản ứng hoa học đặc trƣng

39

2.3.2. Phân tích bằng sắc ký lớp mỏng và quang phố tử ngoại

40

2.3.3. Phân tách bằng sắc ký lỏng trung áp MPLC

41

2.3.4. Phân tích bằng sắc ký lỏng cao áp HPLC

41

2.3.5. Phân lập chất tinh khiết bằng phƣơng pháp SKLM điều chế

41

2.3.6. Nghiên cứu cấu trúc của các chất tinh khiết thu đƣợc

42

2.4. NGHIÊN CÚƢ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC CHẾ PHẨM FLAVONOIT

42

2.4.1. Đánh giá hoạt tính chống oxy hóa của các chế phẩm thơng qua ảnh hƣởng lên hoạt độ
peroxydaza máu ngƣời theo phƣơng pháp E

.c. Xavron

2.4.2. Đánh giá hoạt tính chống oxy hóa thơng qua ảnh hƣởng lên quá
trình peroxy hoa lipid màng tế bào gan chuột

43

2.4.3. Nghiên cứu tác dụng bảo vệ tế bào gan của các chế phẩm ở chuột
bị nhiễm độc CC14

44

2.4.4. Nghiên cứu hoạt tính kháng vi sinh vật

45

2.4.5. Xác định hoạt động cathepsin (proteaza) trong huyết tƣơng máu ngƣời

2.4.6. Nghiên cứu tác dụng chống viêm trên động vật thực nghiệm

48

2.4.7. Nghiên cứu tác dụng kìm hãm sự phát triển ung thƣ in vitro

49

2.4.8. Nghiên cứu hoạt tính chống ung thƣ và chống di căn ung thƣ trên
động vật thực nghiệm
2.4.9. Xác định độc tính cấp

52

2.4.10. Phƣơng pháp xử lý số liệu

52


CHƢƠNG 3: KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

53

3.1. MẪU THỰC VẬT

53

3.2. ĐIỂU CHẾ FLAVONOIT TONG số

54

3.2. Ì. Quy trình chiết

54

3.2.2. Định tính flavonoit bằng các phản ứng hoa học đặc trƣng

55

3.3. KHẢO SÁT Sơ Bộ THÀNH PHẦN HOA HỌC VÀ HOẠT TÍNH CHỐNG

57

OXY HOA CÁC MẨU FT THU ĐƯỢC

3.3.1. Khảo sát thành phần flavonoit FT bằng phƣơng pháp SKLM
kết hợp với quang phổ tử ngoại

57

3.3.2 Khảo sát hoạt tính chống oxy hoa (antioxydant) của các chế
phẩm FT thông qua ảnh hƣởng lên hoạt động peroxydaza máu
ngƣời trong phản ứng oxy hoa indigocarmin

59

3. 4. PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN FLAVONOIT CHÊ PHẨM FTC

62

3.4.1. Phân tích thành phần flavonoit FTC4 và FTC7 bằng sắc ký lỏng
cao áp (HPLC)
3.4.2. Phân lập một số chất tinh khiết

65

3.4.3. Xác định cấu trúc các chất tinh khiết thu đƣợc

66
3.4.3.1. Xác định cấu trúc FTC4.1

3.4.3.2.

68

Xác định cấu trúc FTC7.J

3.5. KHẢO SÁT HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC CHẾ PHẨM FLAVONOIT

71

3.5.1. Khảo sát tác dụng chống oxy hóa thơng qua ảnh hƣởng lên quá
trình peroxy hoa lipit tế bào gan chuột

71

3.5.2. Nghiên cứu tác dụng bảo vệ tế bào gan của các chế phẩm ở chuột
bị nhiễm độc CC14

73

3.5.3. Nghiên cứu tác dụng chống viêm nhiễm

78
79

3.5.3.1. Nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn
3.5.3.2. Khảo sát ảnh hưởng lên hoạt độ cathepsin (proteaia)
trong huyết tương máu người
3.5.3.3. Nghiên cứu tác dụng chống viêm thực nghiệm
3.5.4.

84

Nghiên cứu tác dụng kìm hãm sự phát triển ung thƣ86

35.4.1. Nghiên cứu tác dụng kìm hãm sựphát triển ung thư in viĩỉ'0

87

3.5.4.2. Nghiên cứu tác dụng chống ung thư và chơng di cân

9Í


ung thư thực nghiệm (in

vivo)

3.5.5. Xác định độc tính cấp của các chế phẩm FTC và hổn hợp FTC
4/7- 5/5
KẾT LUẬN

105

DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ

107

TÀI LIỆU THAM KHẢO

108

PHỤ LỤC

127


DANH M Ụ C KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ALT

Alanin amino transferase

AST

Aspartate amino transferase

DAM

Dialdehyt malo nic

DOHĐ

Dạng oxy hoạt động

EC

Epicatechin

ECG

Epicatechin galiat

EGC

Epigallocatechin

EGCG

Epigallocatechin gallat

FT

Flavonoit tổng số

GD

Growth delay

HEp-2

Human Epidermo id Larynx Carcino ma

HPLC

Sắc ký lỏng cao áp

HTCO

Hoạt tính chống o xy ho a

HTCƯ

Hoạt tính gây độc tế bào ung thư

IR

Phổ hồng ngoại

MIC

Minimum inhibiting concentration

MPLC
MS
NMR
Pđ

Sắc ký lỏng trung áp
Phổ khối lượng
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
Phân đoạn

POL

Peroxy hóa lipit

s- 180

Sarcoma 180

SKĐ

Sắc ký đồ

SKLM

Sắc ký lớp mỏng

Sp -2/0

Nonsecreting mo use myeloma cell

TCA
TEAF
ƯV-VIS

Axit triclo acetic
Toluen/etylacetat/aceton/axit fo rmic
Phổ tử ngo ại


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, Đ ồ T H Ị
Hình

trang

1.1.

Sơ đồ sinh tổng hợp các hợp chất pheno lic

4

1.2.

Các hợp chất flavo no it và quan hệ phát sinh

8

2.1.

Lá cây Chè - Camellia sinensis Lindl o . Kuntze

37

2.2.

Quy trình chiết xuất flavonoit toàn phần (theo B.C.Talli)

38

2.3.

Đường chuẩn tyrosin

48

3.1

Sắc ký đồ của các chế phẩm flavonoit từ lá chè vụ xuân

58

3-2.

Ảnh hưởng của các chế phẩm flavonoit chè Tân Cương lên hoạt độ
peroxydaza ở bốn nhóm máu người

3.3.

60

Ảnh hưởng của các chế phẩm flavonoit chè Xuân Mai lên hoạt độ
peroxydaza ở bốn nhóm máu người

61

3.4.

Sơ đồ phân tách FTC bằng sắc ký lỏng trung áp M P L C

62

3.5.

Sắc ký đồ HPLC ch ế phẩm flavonoit FTC4

63

3.6.

Sắc ký đồ HPLC ch ế phẩm flavonoit FTC7

64

3.7.

Cấu trúc của (-) - epicatechin

78

3.8.

Cấu trúc của quercitrin

70

3.9.

Án
h hưởng của các chế phẩm flavonoit FTC, FTC4 và F TC7 lên sự
peroxy h oa lipit tế bào gan chuột

3.10

73

Sự thay đổi hàm lượng AST và A L T h uyết thanh chuột ngộ độc CC1 s au
4

24h điều trị bằng các chế phẩm thử nghiệm
3.11

75

Sự thay đổi hàm lượng M D A h uyết thanh chuột ngộ độc CC1 s au 24h
4

điều trị bằng các chế phẩm thử nghiệm
3.12

3.13

76

Sự thay đổi hàm lượng AST và A L T h uyết th anh chuột ngộ độc CC1 s au
4

72h điều trị bằng các chế phẩm th ử nghiêm

77

Sự thay đổi hàm lượng M D A h uyết thanh chuột ngộ độc CCI4 sau 72h

77

điều trị bằng các chế phẩm thử nghiệm
3.14

Hoạt độ cathepsin ở 2 lứa tuổi ì và l i

315

Ảnh hưởng của các chế phẩm flavonoit FTC, FTC4 và FTC7 ở các nồng
độ khác nhau lên hoạt động cathepsin h uyết tương máu người

3 16

82

83

o
S sánh ảnh hưởng của các ch ế phẩm FTC, FTC4 và FTC7 (ở nồng độ
0,15mg%) lên hoạt động cathepsin h uyết tương người

^


3.17

So sánh khả năng ức chế viêm của chế phẩm FTC và FTC 4/7 - 5/5

3.18

n
Ả h hưởng của chế phẩm FTC, FTC4, FTC7 lên sinh trưởng của tế bào
ungthưHEp-2

319

91

n
Ả h hưởng của chế phẩm FTC, FTC4, FTC7 lên sinh trưởng của tế bào
ung thư Sp-2/0

3.20

85

92

n
Ả h hưởng của chế phẩm FTC, FTC4, FTC7 lên sinh trưởng của tế bào
ung thư S-180

93

3.21

So sánh ản h hưởng của FTC và FTC4/7 - 5/5 lên thể tích u đùi chuột

97

3.22

So sánh ản h hưởng của FTC và FTC4/7 - 5/5 lên trọng lượng u đùi chuột

97

3.23

Hì
n h 3.23. ản h chuột bị gây u đùi bởi dòng tế bào s-180 và được điều

98

trị bằng chế phẩm FTC và FTC4/7 - 5/5
3.24

Đùi chuột mang u gây bởi dòng tế bào S-180

3.25

So sánh ảnh hưởng của FTC và FTC4/7 - 5/5 lên sự di cân ung thư từ đùi
đến gan và phổi (tín h theo số nốt di căn)

3.26

99

loe

So sánh ản h hưởng của FTC và FTC4/7 - 5/5 lên sự di căn ung thư từ đùi
đến gan và phổi (tính theo số chuột có di căn)
l 3

loi

PL Ì

Phổ C N M R của FTC4.1

128

PL2

Phổ c N M R , DEPT 90, DEPT 135 của FTC4.1

128

PL3

Phổ ' H N M R của FTC4.1

129

PL4

Phổ H M B C của FTC4.1

129

PL5

Phổ H M Q C của FTC4. Ì

13C

PL6

Phổ COSY của FTC4. Ì

13C

PL7

PhỔIRcủaFTC7.1

131

PL8

Phổ c N M R của FTC7.1

131

PL9

Phổ ũ N M R , DEPT90, DEPT 135 củaFTC7.1

132

PL10

Phổ 1HNMR củaFTC7.1

132

PL11

Các tế bào cơ vân xương bình thường ở đùi chuột

133

PL12

T ế bào ung thư phát triển trong mơ liên kết đệm, làm

133

13

13

i3

thối hóa, hoại tử các tế bào cơ của đùi chuột
PL 13
P

L

1

4

Ảnh di cân của tế bào ung thư S-180 vào gan

134

n
Ả h di căn của tế bào ung thư S-180 vào phổi

^


DANH M Ụ C CÁC BẢNG số LIỆU
Bảng

trang

1.1

Vị trí các nhóm thế của một số flavonoit

9

2. Ì

Số liệu xây dựng đổ thị chuẩn tyrosin

48

3.1

h
Dan mục k ý hiệu các mẫu thực vật dùng cho ngh iên cứu

53

3.2.

Hàm lượng flavonoit toàn phần ở lá chè

54

3.3.

Kết quả thử phản ứng định tính flavonoit ở các chế phẩm lá chè

56

3.4.

Đặc điểm sắc ký lớp mỏng và phổ tử ngoại của chế phẩm TCT2

57

3.5.

Kết quả thử định tính các nhóm phân đoạn bằng các phản ứngđặc trưng
của flavonoit

62

3.6

Một số flavonoit có mặt trong FTC4

64

3.7

Một số flavonoit có mặt trong FTC7

65

3.8

Một số đặc điểm của FTC4. Ì

66

3.9

Dữ liệu ph ổ 'H - N M R và c - NMR của FTC4.1

67

3.10

Một số đạc điểm của FTC7. Ì

68

3.11

Dữ liệu phổ ' H - N M R và C - N M R của FTC7.1

69

3.12

Ánh hưởng của chế phẩmflavonoitFTC lên sự peroxy hoa lipit tế bào gan chuột

71

3-13

Ảnh hưởng của chế phẩm flavonoit FTC4 lên sự peroxy hoa lipit tế bào gan chuột

72

3-14

Ảnh hưởng của chế phẩm flavonoit FTC7 lên sự peroxy hoa lipit tế bào gan chuột

72

3.15

Kết quả định tính kháng vi sinh vật của các chế phẩm

79

3.16

Địn
h lượng kháng khuẩn của FTC

81

3.17

Theo dõi sự thay đổi thể tích chân chuột gây viêm khơng điều trị

84

3-18

Ảnh hưởng của chế phẩm FTC lên sự sinh trưởng của tế bào ung thư Hep-

13

l 3

2; Sp-2/0 và s
3-19

88

180

Ản
h hưởng của chế phẩm FTC4 lên sự sinh trưởng của tế bào ung thư
Hep-2; Sp-2/0 và s i 8 0

3.20

Ản

h hưởng của chế phẩm FTC7 lên sự sinh trưởng của tế bào ung thư
Hep-2; Sp-2/0 và S

3*21

8 9

9

0

I80

Ánh hưởng của FTC, FTC4 và FTC7 lên sự sinh trưởng của tế bào lympho
máu ngo ại vi người

95


PL Ì

Ảnh hưởng của các chế phẩm flavonoit chè Tân Cương lên hoạt độ

Ì35

peroxydaza ở bốn nhóm máu người
PL2

Ảnh hưởng của các chế phẩm flavon oit chè Xuân Mai lên hoạt độ

135

peroxydaza ở bốn nhóm máu người
PL3

Tác dụng bảo vệ tế bào gan của các chế phẩm thử nghiệm sau 24 giờ điều trị

136

PL4

Tác dụng bảo vệ tế bào gan của các chế phẩm thử nghiệm sau 72 giờ điều trị

136

PL5

n
Ả h hưởng của các chế phẩm FTC, FTC4 và FTC7 lên hoạt độ cathepsin
huyết tương máu người

Ì37

PL6

Khả năng ức chế viêm của chế phẩm flavon oit FTC

137

PL7

Khả năng ức chế viêm của chế phẩm FTC 4/7 - 5/5

138

PL8

n
Ả h hưởng của chế phẩm FTC lên thể tích u đùi chuột

Ì38

PL9

Ảnh hưởng của chế phẩm FTC lên trọng lượng u đùi chuột

Ì38

PL 10

Ảnh hưởng của chế phẩm FTC 4/7 - 5/5 lên thể tích u đùi chuột

Ì39

PL 11

Ảnh hưởng của chế phẩm FTC 4/7 - 5/5 lên trọng lượng u đùi chuột

139

PL 12

Anh hưởng của chế phẩm FTC lên sự di căn ung thư từ đùi đến gan và phổi

Ì40

PL 13

Ảnh hưởng của chế phẩm FTC 4/7 - 5/5 lên sự di căn ung thư từ đùi đèn gan và phổi

140


MỞ ĐẦU
N g à y nay, tác dụng chữa bệnh của các hợp chất thiên nhiên là mối

quan tâm đặc biệt của cá c nhà hoa sinh và y dược học. Những thành tựu của
lĩnh vực này đã góp phần to lớn trong việc bảo vệ sức khoe con người. Việc
tìm ra những loại thuốc mới có hiệu lực cao để thay thế cho các thế hệ thuốc
cũ đã tỏ ra kém hiệu lực và việc tìm kiếm những loại biệt dược chữa trị cá c
căn bệnh nan y như ung thư, AIDS, viêm gan B ... là đòi hỏi ngày càng trở
nên cấp bá ch. Từ đó, việc nghiê n cứu khai thác các hợp chất thiê n nhiê n cũng
ngày càng trở thành điểm nóng thu hút sự quan tâm của nhiều quốc gia trê n
thế giói.
Cây chè (Camellia sinensis L. o. Kuntze) từ lâu đã là một đồ uống
quen thuộc của con người và được sử dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia trê n toàn
thế giới. Là một loại đổ uống giàu chất chống oxy hoa, chè có tá c dụng chống
lão hoa, giúp phịng chống nhiều bệnh tật bao gồm cả bệnh tim mạch, hen
suyễn, gan, các bệnh về răng miệng và đặc biệt là có tá c dụng phịng trá nh,
giảm nguy cơ mắc cá c bệnh ung thư. Mang trong mình những tá c dụng chữa

bệnh giá trị, từ lâu chè là đố i tượng nghiê n cứu của các nhà khoa học thuộc
lĩnh vực hoa sinh - y dược trê n toàn thế giới. ở lá chè hợp chất polyphenol
được quan tâm đặc biệt, đây là nhóm chất thực vật thứ sinh lớn, có vai trị
đáng kể trong cá c q trình chuyển hoa cơ bản, điều hoa sự sinh trưởng, phát
triển và bảo vệ thực vật. Trong số các polyphenol thiê n nhiê n, lớp chất
flavonoit có ý nghĩa thực tiễn lớn vì chúng phân bố rộng rãi trong thực vật, ít
độc với cơ thể sống và có nhiều hoạt tính sinh học giá trị.
Nghiên cứu về hoa học và tác dụng sinh dược học của cá c polyphenol
và flavonoit khai thá c từ chè Việt Nam với mục đích phục vụ y học vẫn còn
là một hướng nghiên cứu mới mẻ. Vì cho đến nay ở nước ta việc khai thá c ứng
dụng lá chè xanh để chữa trị bệnh mới chỉ dừng lại ở kinh nghiệm dân gian
trên diện hẹp, các nghiê n cứu về chè mới chủ yếu tập trung ở lĩnh vực dùng
làm thực phẩm, chưa có hướng khai thá c một cá ch có hiệu quả nguồn nguyên
liệu phong phú cá c hợp chất thiên nhiên này vào mục đích phịng và chữa
bệnh cho con người.
Tác dụng chữa bệnh của dược liệu bắt nguồn từ hoạt tính sinh dược học
của cá c hợp chất hoa học có trong chè. Do đó, để có thể thừa kế được kinh
nghiệm dân gian và khai thá c nguồn thuốc mới từ thiên nhiên, cần thiết phải

Ì


có những hiểu biết về thành phần hoa học và tác dụng sinh học của chúng.
Với mong muốn đóng góp thêm những hiểu biết nâng cao giá trị của cây chè
Việt Nam, chúng tôi đã thực hiện đề tài:
"NGHIÊN CỨU M Ộ T s ố Đ Ặ C Đ I Ể M HOA H Ọ C VÀ TÁC DỤNG SINH H Ọ C C Ủ A CÁC
HỢP C H Ấ T P O L Y P H E N O L T R O N G LÁ CÂY CHÈ (CAMELLIA

SINENSIS)

T R Ổ N G Ở TÂN

CƯƠNG (THÁI NGƯYÊN)VÀ XUÂN MAI (HÀ TẦY)"

Theo hướng nghiên cứu này, luận vãn có các nhiệm vụ sau:
1. Chiết xuấ t, định tính và định lượng flavonoit trong các bộ phận lá chè (lá
non, lá bánh tẻ, lá già) thu hái tại hai vùng chè khác nhau [(Tân Cương
(Thái Nguyên) và Xuân Mai (Hà Tây)] vào các thời điểm khác nhau trong
năm (bốn mùa: x n, hè, thu, đơng)
2. Thơng qua hoạt tí nh chống oxy hoa để so sánh sàng lọc và lựa chọn mẫu
flavonoit ưu thế nhất, sử dụng cho các nghiên cứu sâu hơn về thành phần
hoa học và hoạt tính sinh học.
3. Nghiên cứu thành phần flavonoit trong lá chè.
4. Đánh giá hoạt tính sinh học của các chế phẩm flavonoit thơng qua các
nghiên cứu hoa sinh học sau:
•

Tác dụng chống ox y hoa thơng qua khả năng kìm hãm q trình
peoxy hoa lipit màng tế bào gan chuột và ảnh hưởng của các chế phẩm
flavonoit lên hoạt độ enzym peroxydaza máu người trong phản ứng
oxy hoa indigocarm in.
Tác dụng chống oxy hóa và bảo vệ tế bào gan thơng qua việc đánh giá
tác dụng điều trị của các chế phẩm flavonoit lên chuột gây độc bằng
CC1

•

4

Tác dụng chống viêm nhiễm thông qua nghiến cứu khả năng kháng vi

sinh vật gây bệnh, nghiên cứu ảnh hưởng của các chế phẩm flavonoit
lên hoạt độ cathepsin huyết tương người, hoạt tí nh chống viêm trên
động vật thúc nghiệm

•

Tác dụng gây độc tế bào trên các dịng tế bào ung thư ni cấy HEp-2,

Sp-2/0 và s -180 in
•

vitro.

Xác định hoạt tính kìm hãm sự phát triển khối u và chống di căn ung
thư trên động vật thực nghiệm

•

(in

vivo)

Xác định độc tính cấp của các chế phẩm thử nghiệm .

2


Chương Ì

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. M Ộ T SỐ ĐẶC Đ I Ể M CỦA CÁC HỢP CHÁT PHENOLIC THỰC VẬT

Trong tự nhiên, các hợp chất phenolic phân bố rất phổ biến ở thực vật,
chúng thường tồn tại dưới dạng glycozit dễ tan trong nước và tập trung ở các
không bào. Các hợp chất phenolic chiếm một vị trí quan trọ ng trong đời sống
thực vật, chúng t ham gia vào nhiều q t rình sinh lý và hóa s inh quan trọng
như: điều hoa những quá trình trao đ ổ i chất dưới nhiều hình thức khác nhau,
+

tham gia vào q trình hơ hấp như vận chuyển H trong quá trình p hotp horyl
hoa oxy hoa, ... Cơ thể thực vật tích lũy các chất phenolic với lượng lớn, một
số chất trong nhóm này đã được hiểu rõ về chức nâng s inh học. Lignin là vật
liệu cấu t ạo màng t ế bào t hực vật , các flavonoit t ạo nên màu sắc tự nhiên của
hoa, quả, vỏ, vẩy, ... Động vật không tự tổng hợp được các hợp chất p henolic,
các chất cần t hiết được bổ sung qua nguồn thức ăn. [87,130,179,199]
Thuật ngữ " hợp chất p henolic" dùng để chỉ một nhóm hợp chất có cấu
trúc vịng benzen, mang một hoặc nhiều nhóm t hế hydroxyl gắn t rực t iếp vào
vòng thơm. Dựa vào đặc điểm cấu tạo phân loại các chất phenolic trong thực
vật thành:
-

N h ó m phenol đơn giản: G ồ m các chất được cấu tạo từ một vòng benzen
và một
diphenol

hay nhiều nhóm O H , được phân thành các monophenol,
(pyrocatechin,

rezoxyn..triphenol

(pyrogallol,

oxyhydroquinon...)
-

N h ó m hợp chất phenol phức tạp: Trong thành phần cấu tạo, ngồi vịng
benzen cịn có dị vịng mạch nhánh, được phân thành các nhóm:
•

N h ó m C - C j (axit phenol carbonic): Trong cấu trúc phân tử có
6

thêm nhóm carbonyl, thường gặp ở hạt nẩy mầm
•

Nhóm Q - C

3

(axit

cumaric, axit

cafeic): Có gốc carbonyl,

được nối với nhân benzen qua hai nguyên tử carbon. Thường
gặp ở thực vật bậc cao.
•

N h ó m đa vịng Q - C 3 - Q (flavonoit): N h ó m này rất đa dạng,

cấu trúc phân tử gồm hai vòng benzen và một vòng pyran; rất

3


phổ biến trong thế giới thực vật v à có v ai trị sinh lý quan
trọng trong q trình sinh trưởng phát triển của thực vật.
-

Nhó m hợp chất phenol polymer: được chia thành các nhóm: Tanin,
lignin, melanin, axit humic có trong than bùn

Sinh tổng hợp các hợp chất này trong cây được thực hiện theo hai con đường
chính: con đường axit shikimic và con đường polyketit.
ÍCH

COOH

phosphoenol L ^ ^ p
I
pyrùvat S
v
r ^ PEP
(PEP)

HC=0
HỌOH
HpOH
CH20-P

HOOC,

.CH2-C-COOH

•CO2
OH
OH

axit xínamic

axit shikimic
E rythrose-4-phos phát

axít prephenic

(Ị) con đường axit shikimic

flavonoid

y

+ 3 C ; ự

ị

phenylpropanoid
dimerhoá / \
polymer hoa
lignan

axetyl

lignin

ọ

coenzymA H3C-C-&C0A
p

malonyl HOI X H2-C-SC0A
coenzym A

H3C-C-CH2-Ị-SC0A

H3Cf COCH2 f OO-SCoA

axítp-xetonic

axít(3-polyxetonic

axít béo
ngưng tụ andol và c
aromat

(2) con đường polyketid

Hình 1.1, Sơ đổ sinh tổng hợp các hợp chất phenolic
Con đường axit shikimic là một nhánh nối tiếp quá trình chuyển hoa
các cacbohydrat, chỉ diễn ra ở các thực vật bậc cao. Con đường polyketit, chủ
yếu ở vi sinh vật, là một nhánh rẽ của q trình tổng hợp các axit béo. Một số

ít phenolic như thymol hay carvacrol phát sinh thẳng từ các isoprenoit. Phenol
dễ bị ox y hoa thành gốc aryl. Các gốc aryl vì thế rất dễ dime hoa qua các Hên
kết C-C hoặc C-0 mới. Quá trình ox y hoa liên kết này có thể là nội phân hoặc
liên phân. Kiểu liên kết C- o nội phân chỉ diễn ra khi khả năng liên kết C- c
gặp trở ngại v ì lý do lập thể. Quá trình oxy hoa dây chuyền các phenol giữ vai
trò rất quan trọng trong v iệc hình thành các phân tử lớn như bis-anthraquinon,
thậm chí cực lớn như lignin, Iignan, tanin. Đó cũng là lý do giải thích vì sao
hoa quả cắt ra để lâu lại biến màu thành nâu và chè pha chế rồi để lâu cũng
chuyển màu đỏ nâu.
4


Trong tự nhiên, phần lớn các hợp chất phenolic tự thân có màu, nhất là
các flavonoit, song cũng có những nhóm (như các phenol đơn giản) là hợp
chất khơng màu. Cách phát hiện thông thường là cho phản ứng với FeCl 1%
3

hoặc hỗn hợp FeCl} 1% - K Fe(CN) 1% trong nước, phenol sẽ xuất hiện các
3

6

màu lục, tía, lam hay xanh đen [ 35, 176].
Polyphenol dễ hình thành liên kết hydro với protein và enzym, làm thay
đổi hoạt động cùa các chất này. Các hợp chất phenol có tác dụng mạnh đến
q tr ình sinh trưởng, nó có thể đóng vai trị chất hoạt hoa cho AIA-oxydaza,
tham gia vào sự sinh tổng hợp AIA-oxydaza hoặc hoạt động như những chất
kìm hãm khơng chuy ên hoa. Người ta cho rằng phức hệ những chất kìm hãm
có bản chất poly phenol có thể làm cân bằng và điều chỉnh tác dụng của hệ
thống các chất kích thích sinh trưởng trọng q uá trình phát triển cá thể ở thực

vật. Hợp chất phenolic ở thực vật có tính phytonxit, đảm bảo tính miễn dịch
của cây đối với nấm và nhất là đối với vi khuẩn gây bệnh. Hợp chất phenolic
cũng giữ vai trò quan trọng trong sự liền sẹo các vết thương cơ giới ở thực vật
và sự tái sinh cũng như bảo vệ tế bào khỏi tác dụng của bức xạ xuyên qua, của
các gốc tự do, các chất gây đột biến và các chất oxy hoa. Anthocyanidin và
flavonol cịn có vai trò điều chỉnh sự phân bố năng lượng ánh sáng do lá cây
hấp thụ, nhưng không tham gia trực tiếp vào quang hợp. [87]
Do có cấu tạo vịng thơm, các hợp chất phenolic hấp thụ q uang phổ tử
ngoại. Sự có mặt của kiềm cịn tạo ra những bước chuyển dịch hướng hồng rõ
rệt do các nhóm O H phenol gây ra. Vì vậy, cho đến nay quang phổ kế vẫn là
phương tiện đầu tay mỗi khi cần nhận dạng và định lượng các hợp chất
phenolic [ 170].
Tóm lại, các hợp chất phenol là một lớp chất lớn, bao gồm nhiều nhóm
với tính chất đa dạng, có những nét chung và cũng có nhiều đặc điểm riêng.
Trong số hàng nghìn hợp chất phenol trong cây đã được biết rõ cấu trúc thì
cho đến nay flavonoit là nhóm hợp chất quan tr ọng hơn cả, nổi tr ội nhất về
hoạt tính sinh học và phạm vi ứng dụng.

5


1.2. M Ộ T SỐ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC HỢP CHẤT FLAVONOIT THỰC VẬT

Flavonoit là Ì nhóm các hợp chất poly phenol, đa dạng về cấu trúc hóa
học và tác dụng sinh học. Chúng có ở hầu hết các bộ phận của cây, đặc biệt
trong các tế bào thực vật quang hợp. Các flavonoit không được tổng hợp ở
người và động vật, các flavonoit được tìm thấy trong cơ thể động vật là do
động vật ăn thực vật mà có, cịn khơng phải do chúng tự tổng hợp trong cơ t hể
[87,88,89,94].
Flavonoit nói chung khơng có ở thực vật bấc t hấp. Trong quá t rình tiến

hoa thực vật, flavonoit bắt đầu xuất hiện đầu tiên ở hai loài tảo lớp
Charophycaea (Tảo vòng) cách đây khoảng 380 triệu năm, sống ở nước ngọt
hoặc nước lợ. Tiếp đến là trong các loài sơ khai sống trên mặt đất như ngành
rêu đã xuất hiện các flavon và theo dòng tiến hoa sự phân bố flavonoit ngày
càng nhiều và đa dạng [87,94]. Trong thực vật hạt trần (Gymnospermae)

có

tương đối ít dạng flavonoit, hợp chất có tính đặc trưng là biflavon, ngồi ra có
ít flavon, flavanon, flavonol, và flavanonol. Sự tiến hoa của flavonoit trong
thực vật hạt kín (Angiospermae) đạt đến đỉnh cao và dẫn đến sự hình thành
những nhóm flavonoit mới như neoflavonoit, auron, chromanocumaran... Sự
tiến hoa của flavonoit liên quan với quá trình tiến hoa của thực vật. Flavonoit
phân bố phổ biến trong thực vật bậc cao. Phổ biến nhất là các flavon và
flavonol, các isoflavon và biflavonoit chỉ thấy ở một số ít họ cây. Flavonoit
thường quần tụ thành hỗn hợp, thậm chí hỗn hợp nhiều kiểu hình.
Hem 4000 flavonoit đã được tìm thấy từ thực vật [91, 93].

Ban đầu

chúng được phát hiện với vai t rò là các sắc t ố của t hực vật vào mùa t hu khi các
loại hoa, lá cây chuyển dần sang màu vàng, da cam, đỏ [36]. Các flavonoit
được p hát hiện thấy trong quả, rau, quả hạch, hạt, cỏ, gia vị, thân cây, các loại
hoa cũng như có trong chè và rượu vang đỏ. Chúng là các t hành phần nổi bật
nhất trong quả giống cam quýt và trong nhiều nguồn thức ăn khác và có mặt
phổ biến trong thức ăn của con người. [98,110, 115,182]
1..2.1. Sính tổng hợp flavonoit
Các flavonoit được hình thành ở thực vật, đặc biệt trong pha sáng quang hợp ,
chúng xúc tác cho sự chuyển điện tử [60,60,62]. Chúng được tổng hợp từ các

6


axit amin vòng thơm, phenylalanin và tyrozin với các đơn vị acetat [97].
Phenylalanin và tyrozin bị biến đ ổ i thành axit xinamic và axit parahydroxy
xinamic tương ứng dưới tác động của phe nylalanin và tyrozin amoniliaza
[191].

Axit xinamic (hoặc axit parahydroxy xinamic) ngưng tụ với các đơn

phân acetat để hình thành cấu trúc xinamoyl của flavonoit. M ộ t loạt các axit
phenol như axit cafeic, axit ferulic, axit clorogenic đều là dẫn xuất của axit
xinamic. Sau đó xảy ra sự ngưng tụ nhờ xúc tác bằng kiềm của một ortho
hydroxyaxetophenol với một dẫn xuất benzaldehyt để hình thành các chalcon
và các flavonol. Sự ngưng tụ của ortho hydroxyaxetophenol với một dẫn xuất
của axit benzoic dẫn đến hình thành 2-hydrox yflavanon và các flavon [97]
Quá trình tổng hợp các chalcon và anthocyanidin đã được Dhar [64] m ô tả chi
tiết. Sự biến đ ổ i sinh học của các flavonoit trong ruột động vật có thể giải
phóng ra các đổng phâ n của axit xinamic [169], Các flavonoit là các phân tử
phức tạp và tiến hóa cao với mức độ biến đ ổ i cấu trúc phức tạp. Trong cơ thể
thực vật, thường gập chúng dưới dạng dẫn xuất glycozyl và sulfat.
1.2.2. C ấ u tạo hóa học [87,88,89,90,91,92,93,94]
Hợp chất flavonoit được cấu tạo bởi khung carbon C - C - C gồm hai
6

3

6

vòng be nze n (vòng A và B) và một vòng pyron (C)

G ố c của các hợp chất thứ sinh này là flavan, 2-phe nyl croman. Vòng A phát
sinh từ ba đơn vị acetat nên vị trí của o là c ố định. Vòng B phát sinh từ axit
xinamic. Q u á trình sinh tổng hợp đi qua các dihydrochalcon, tại đây vòng c
còn đang m ả
Trong đa số trường hợp thì mạch 3 carbon đóng vịng với vịng A và tạo nên
một dị vịng có oxy (vịng C). Đây là trường hợp các chất có nhân flavan hoặc
isoflavan

Flavan

Isoflavan

7


Dị v ịng c có thể là:

o
D i h y d ro p y r a n

9

Or

ọ
dihydro

p y ro n

p y ri li u m

pyron

Đánh số thứ tự bắt đầu từ dị vịng, số Ì từ dị tố rồi tiếp đến vòng A , vòng B
đánh số phụ. Trường hợp khơng có vịng c (nghĩa là mạch 3C hở) v í dụ
trường hợp các dẫn chất chalcon thì đánh số bắt đầu từ vịng B.

:ỊCH3>Khung cơ sở v à quan hệ phát sinh của các hợp chất flavonoit được trình bày ở
hình 1.2.

flavonol

anthoxyanidin

catechin

Hình 1.2. Các họp chất flavonoit và quan hệ phát sinh
Flavonoit tự sinh hầu như chỉ có nhóm thế hy droxy , ít thấy nhóm metoxy - ở
các vị trí 3,5,7,3\4'. Giữa các nhóm hy droxy sự khác biệt về độ nhạy phản ứng
rất ít, phần lớn tồn tại trong cây ở dạng glycozit. Thường là O-monozit, song
cũng có một vài C-monozit, ví dụ vitexin. Cũng có những O-biozit và thỉnh
thoảng có 0-triozit. Gốc đường tham gia có thể là D-glucoza, D-galactoza,

8


axit D-glucuronic, axit D-galacturonic, D-xyloza, L-rhamnoza, L-arabinoza
[79]. Mạch đường có thể nối vào các vị trí khác nhau của aglycon, đối với
antoxyanin thì mạch đường thường nối vào vị trí 3 (monoglycozit) hoặc 3,5

(diglycozit). Trong các flavonoit thì đường có thể ở vị trí 3 hoặc 7, có khi ở 4'
(monoglycozit) hoặc 3,7; 3,4'; 7,4' (diglycozit).
Liên kết giữa aglycon và đường thường là liên kết p, chỉ có ramnozit và
arabinozit mới gặp liên kết a. [ 87]
Khi mạch đường là oligos acarit thì giữa các đơn vị đường nối với nhau theo
kiểu 1^2 hoặc Ì—»6 và glucoza thường là đơn vị nối trực tiếp với aglycon.
Các nhóm flavonoit có số nhóm OH và các nhóm thế khác nhau, từ đó hình
thành nên các kiểu flavonoit khác nhau [91,93].
Bảngl.l.
Nhóm

Vị trí các nhóm thế của mộ t soflavonoit

Tên
flavonoit
Flavan -3ol
(+)-Catechin
Anthocyanidin Cyanitin
Pelargonitin
Flavon
Apigenin
Diosmin
Luteolin
Flavanon
Naringenin
Naringin
Hesperetin
Hesperedin
Chalcon
Phloretin

Phloritzin
Flavon -3ol
Quercetin
Kaempferol
Myricetin
Fisetin
Morin

Nhóm thế ở các vị
3
7
5
3'
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
H
OH
OH
H
H

OH
Om
OH
H
OH
OH
OH
H
OH
OH
H
H
OH
Oru
H
H
OH
OH
OH
H
OH
Om
OH
OH(2) OH(4) OH(6) H
OgI(2) H(4)
OH(6) H
OH
OH
OH
H

OH
OH
OH
H
OH
OH
OH
OH
OH
H
OH
OH
OH
OH
OH
H

trí
4'
OH
OH
H
OH
Ome
OH
OH
OH
Ome
Ome
H

H
OH
OH
OH
OH
OH

5'
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
OH(6')
OH(6')
H
H
OH
H
H

Các chalcon có nhiều trong các loại quả như táo, thường được xếp vào cùng
lớp flavonoit "vàng" bởi cùng có khung C - C C và có những đặc tính chung
6

r

6

[93]. Các flavonoit tồn tại ở cả hai dạng aglycon và glycozit. Nhìn chung, tất
cả các flavonoit đều là dẫn xuất của 2-phenylchromone với 3 vòng phenol

9


được gọi là vòng A , B và c, mỗi vịng đều có mức độ hydroxyl hóa và
methoxyl hóa khác nhau. Hoạt tính hóa sinh của các ílavonoit và các chất
chuyển hóa của chúng phụ thuộc vào cấu trúc hóa học và sự định hướng của
các phần khác nhau trên phân tử.
Cấu tr úc của các flavonoit là nền tảng của nhiều giả thuyết về tác động sinh lý
của chúng. Các flav onoit dễ bị oxy hóa ở vịng B dẫn đến sự mở vịng ở
ngun tử oxy. Tính hoạt động hóa học cao của các flavonoit biểu hiện ở ái
lực khi kết hợp với các polymer sinh học và các ion kim loại nặng cũng như
khả năng xúc tác cho sự vận chuyển điện tử và bẫy các gốc tự do [ 54]. Vì vậy,
flavonoit là một nhóm các hợp chất polyphenol có chung một số đặc điểm cấu
trúc và đặc tính hóa lý, có nhiều hoạt tính sinh học đáng chú ý.
1.2.3. Tính chất lý học [79,83,91]
Tính chất v ật lý thường là cơ sở để lựa chọn những phương pháp phân
tích (định tính, định lượng), phân lập và xác định cấu trúc các hợp chất
flavonoit. Các dẫn chất flavon kết tinh không màu đến vàng nhạt, flavonol
vàng nhạt đến vàng. Chalcon và aur on màu vàng đến đỏ cam. Các chất thuộc
nhóm

isoflavon,

flavanol,

isoflavanon, flavanonol,

leucoanthocyanidin,

catechin kết tinh khơng màu. Anthocyanidin có màu thay đổi tuy theo pH mơi
trường: mơi trường ax it thì tạo thành muối ox onium màu đỏ, ở mơi trường
kiềm thì tạo thành anion quinoit có màu xanh nếu vị tr í 4' có nhóm hydr oxyl.
[79,83,91]

ỊH

lon oxonium (đỏ)

Phân tử trung tính (tím)

Anion (xanh)

Tính tan trong dung môi: Độ hoa tan của flav onoit không giống nhau,
tuy thuộc v ào số nhóm hydroxy v à các nhóm thế khác của chúng. Số nhóm
này cũng như v ị trí của chúng rất khác nhau giữa các flav onoit. Flav onoit
glycozit không tan trong ete, tan được trong nước nóng, tốt nhất là trong

lo


ethanol nóng. Các dẫn chất 7-hyd roxy thường dẻ tan trong kiềm lỗng. Do có
các nhóm OH phenol, flavonoit tan được trong kiềm lỗng. Vì vậy người ta đã
lợi dụng tính chất này để kết tủa flavonoit trong dịch chiết và tách chúng ra

khỏi mẫu vật.
-

Mùi, vị: Các flavonoit ở dạng aglycon hay glycozit thường có vị đắng, một
số có mùi thơm đặc trưng.

-

Khả năng hấp thụ tử ngoại [105,130]: Một đặc điểm quan trọng của
flavonoit là khả năng hấp thụ tử ngoại. Phổ tử ngoại giúp ích được nhiều
trong việc xác định cấu trúc của flavonoit. Dựa vào phổ, người ta chia ra 2
dải: d ải ì nằm ở độ dài sóng từ 290 nm trở lên và dải l i nằm từ độ d ài sóng
290 nm trở xuống. Trong d ải I, flavon có đỉnh hấp thụ cực đại trong vùng
320-350 nm cịn flavonol thì trong vùng 340-380nm. Trong d ải l i thì cả
flavon và flavonol đều có đỉnh hấp thụ trong vùng 240-270nm. Izoflavon
do gốc phenyl đính ở vị trí 3, khơng cịn hiệu ứng liên hợp với nhóm
carbonyl nên có dải hấp thụ chính ở 250-270 nm, cịn ở dải ì chỉ có một
uốn hấp thụ thấp ở 300-330 nm. Flavanon cũng mất hiệu ứng liên hợp giữa
nhóm carbonyl với vịng B nên d ải l i là dải hấp thụ chính ở vùng 270 - 290
nm. Chalcon hấp thụ mạnh ở vùng 300-400 nm. Auronởvùng380-430nm.
Tính chất phổ tử ngoại của các hợp chất flavonoit đã được Jurd

[130]

nghiên cứu với các thuốc thử như A1C1 , CH COONa, CH ONa, axit boric
3

3

3

với CH COONa. Các thuốc thử trên tạo ra sự chuyển d ịch của các cực đại
3

hấp thụ tuy theo vị trí nhóm chức tương ứng trong phân tử. Do đó, trong
từng trường hợp riêng người ta có thể xác định được cấu trúc của một số
flavonoit và phenol.
Vị trí và cường độ của các hấp thụ cực đại phụ thuộc vào cấu trúc phân tử.
Phổ của các flavon và flavonol trong các dung dịch trung tí nh và kiềm
lỗng cho thấy rằng dải ì liên quan đến cấu tạo nhóm cinnamoyl, dải l i là
hấp thụ của nhóm benzoyl.

ỏ-

ỏ-

li


1.2.4. Tính chất hoa học [79,83,87,91]
Flavonoit đ a dạng về cấu trúc hoa học, vì vậy khả năng phản ứng hoa
học của chúng rất lớn. Hoa tính của flav onoit phụ thuộc vào nhiều yếu tố: các
nhóm hydroxyl, nhóm carbonyl, nối đơi C - C , sự có mặt v à vị trí các nhóm
2

3

thế trong phân tử. Cấu trúc lập thể cũng qu yết đ ịnh rất lớn tính chất hoa học
của chúng. Khả năng tham gia nhiều phản ứng đ ặc hiệu đã tạo nên hoạt tính
sinh học đ a dạng của lớp chất này. Flav onoit là một polyphenol, do đó chúng

có đ ủ các tính chất hoa học của phenol, ngồi ra, chúng cịn có thêm một số
tính chất do cấu tạo đ ặc thù tạo nên.
• Phản ứng của nhóm hydroxy! (OH)
Phản ứng oxy hoa
Tất cả các hợp chất polyphenol đều dễ bị oxy hoa . Đây là đ ặc tính hoa
học quan trọng, người ta ứng dụng nó trong kỹ thuật đ ể kìm hãm quá trình tự
oxy hoa dầu mờ. Các hợp chất polyphenol phức tạp thường được tạo thành từ
các phenol đơn giản. Cơ chế của qu á trình đó là cơ chế gốc. Gốc phenoxyl
được tạo thành sau đó chúng có thể dimer hoa hoặc tham gia v ào các phản ứng
với các gốc khác đ ể tạo thành các liên kết mới : C-C; O-O; C-0. Tính chất dễ
oxy hoa của các polyphenol là một trong những nguyên nhâ n tạo cho hợp chất
flavonoit có hoạt tính sinh học. Ví dụ: khi oxy hoa pyrocatechin bằng nitrat
bạc hoặc polyphenol-oxydaza, phản ứng oxy hoa xảy ra theo cơ chế gốc, dẫn
đến một phản ứng dây chu yền. Kết qu ả phản ứng cho một hỗn hợp
tetraoxydiphenyl và quinon. Phản ứng như sau :

n

(ì) và (li) tiếp tục tạo gốc rồi ghép với gốc khác.
Có những dạng oxy hoa khác dẫn đến sự gắn oxy vào phâ n tử chất bị
oxy hoa. Sự hydroxyl hoa trực tiếp phenol là qu á trình chu yển hoa thông
12


thường. Tuy theo sự tăng số nhóm hydroxyl mà những hợp chất phenol trở nê n
nhạy cảm với sự oxy hoa và với các phản ứng dẫn đến sự bẻ gãy vịng. Tính
chất đó được sử dụng cho việc phân tích lựa chọn các sản phẩm phức tạp. Mức
độ phản ứng của nhóm hydroxyl phụ thuộc vào vị trí tương hỗ của chúng
trong vịng benzen. Các nhóm hydroxyl ở vị trí meta với nhau rất trơ với phản
ứng oxy hoa khử.

Phản ứng với kiềm
Các nhóm OH c ủa flavonoit tạo muối kiềm với NaOH c ho màu vàng
đậm, tan trong nước.

Ngoài ra flavonoit cũng phả n ứng với N H theo cơ chế tương tự.
3

Tính axit
Các phenol nói c hung, flavonoit nói riêng là những axit yếu
(pKa^9,98), tính axit phụ thuộc hiệu ứng c ảm ứng, hiệu ứng liên hợp và hiệu
ứng khơng gian của nhó m thế. Theo Brish và Iuker [17], những flavonoit c ó
nhóm oo

thường tan được trong dung dịc h N a C 0 , NaHCO^. Các flavonoit
2

3

với liên kết hydro nội phân tử hoa tan kém hơn so với các flavonoit khơng có
liên kết hydro nội phân tử.
Khả năng tạo các liên kết hydro
Tất c ả c ác phenol khi khơng có án ngữ khơng gian đều c ó khả năng tạo
liên kết hydro. Pimenohen và Mac - Kleillan chỉ rõ liên kết hydro ảnh hưởng
nhiều đến c ác tính c hất vật lý như nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sơi, tính hoa
tan. Cầu nối OH...O có số lượng rất lớn trong c ác sản phẩm tự nhiên. Chính
nhờ hệ thống liên kết này mà kết c ấu phân tử rất chặt chẽ, điểm sôi cao.
Phản ứng este hoa
Phản ứng este hoa của các phenol xảy ra theo cơ c h ế :
+

13

HX


Với các flavonoit mà có liên kết hydro giữa nhóm c=0 với nhóm OH
thì nó càng dễ tham gia phản ứng este hoa với axit béo.
• Các phản ứng của vòng thơm
Phản ứng thế
Flavonoit t ham gia phản ứng t hế dẻ hơn so với benzen và chịu ảnh
hưởng của các nhóm khác. Chẳng hạn cat echin dễ bị t hế ở các vị t rí 6, 8 cịn
quercetin khó bị thế hơn do có mặt nhóm c=0

OH

ỊH
catechin

ỏ
quercetin

Phản ứng diaio và aio hoa
Phản ứng cho s ản phẩm có màu đặc trưng (màu azoic). Hợp chất azoic
có màu đỏ (đỏ , da cam, nâu...). Phản ứng có thể thực hiện trong môi trường
axit hoặc kiềm. Phản ứng diazo rất nhạy, thường được sử dụng để phát hiện
flavonoit trên sắc ký giấy hoặc điện di đồ, thuốc thử thường là amin thơm như
p-nitroanilin, benzidin, axit sulfanylic.

OH

o

OH

o

Màu của hợp chất azoic tuy thuộc vị trí và số lượng nhóm O H .
Phản ứng có thể thực hiện trong mơi trường axit hoặc kiềm. Trong môi
trường kiềm, phản ứng diazo rất nhạy, cho màu rõ, vì vậy có thể dùng phản
ứng này để định lượng flavonoit bằng phương pháp so màu.
• Phản ứng của nhóm carbonyỉ
Phản ứng shinoda
Phản ứng shinoda đặc trưng cho các nhóm flavonoit có nhóm carbonyl
ở vị trí C và nối đơi ở vị trí C -C . Các flavonoit bị khử thành anthocyan tương
4

2

3

14


ứng có màu hồng, đỏ sẫm đến màu tí m đỏ khi có sự tham gia của các kim loại
như Fe, Zn, Mg trong mơi trường HC1.
OH Mg + HCI

|_j

OH

ỊH

o

OH

Xyanidin

Phản ứ ng tạo phức với kim loại [17,34 J'50J
Các flavonoit có nhóm carbonyl ở vị trí C và nhóm hydrox yl ở vị trí C
4

3

hoặc C đều dễ tạo phức với kim loại.
5

HO

OH

OH

Flavonoit có hai nhóm hydroxyl ở vị trí C . và C . cũng tạo phức với kim loại
3

4

3

ũ
OH

yO— M

OH

o

Các kim loại có thế là AI, Zn, Cr, Cu ... Vídụ:
OH
AICI .

1.2.5. Hoạt tính sinh học của ílavonoit
Tác dụng sinh học của flavonoit rất đa dạng, phong phú. Cho đến nay
cơ chế sinh hoa học của chúng còn nhiều điểm chưa hoàn toàn sáng tỏ. Một
trong những cơ chế sinh hoa học của flavonoit đóng vai trị chủ chốt, quyết
định hoạt tính sinh học của chúng là tác dụng chống ox y hóa (antiox ydant),
nhờ đó flavonoit có thể triệt tiêu các gốc tự do có hại sinh ra trong quá trình

15


sinh lý và bệnh lý, giúp cơ thể động vật và người phịng chống bệnh. [96]
Dưới đây trình bày một số tác dụng của flavonoit.
1.2.5J. Tác dụng chống oxy hóa (antìoxydant)

củaỊlavonoit

Một trong những cơ sở sinh hóa quan trọng nhất để flavonoit thể hiện
được hoạt tính sinh học của chúng là khả năng kìm hãm các q trình oxy hóa
dây chuyền sinh ra bởi các gốc tự do hoạt động. Tuy nhiên, hoạt tính này thể
hiện mạnh hay yếu p hụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo hóa học của từng chất
flavonoit cụ thể.
Do bản chất cấu tạo p olyp henol nên flavonoit ở trong tế bào thực vật
hoặc trong cơ thể động vật và người chịu tác động của các biến đổi oxy hóakhử, bị oxy hoa từng bước và tồn tại ở các dạng hydroquinon, sem iquinon,
quinon. Những flavonoit có các nhóm hydroxyl sắp xếp ở vị trí ortho dễ dàng
bị oxy hoa dưới tác dụng của các enzym polyphenoloxydaza và peroxydaza có
trong tế bào động, thực vật, phản ứng như sau.
1. 0 + ílavonoit (khử) p oly
p henolxydaza

^ fiavonoit (dạng bị oxy hoa)

2

( Hydroquinon)

(Semiquinon hoặc Quinon)

2. H 0 + flavonoit (khử) p eroxydaza—
2

2

>

flavonoit (dạng bị oxy hoa)

(Hydroquinon)

(Semiquinon hoặc Quinon)

Semiquinon hoặc quinon là những gốc tự do bền vững, có thể nhận điện tử và
hydro từ những chất cho khác nhau để trở lại dạng hydroquinon. Các chất này
có khả năng phản ứng với các gốc tự do hoạt động để triệt tiêu chúng [2,34].
Bình thường các gốc superoxyt (0 ") được sinh ra trong q trình hơ
2

hấp tế bào chuyển thành p eroxyt hydro (H 0 ) theo phản ứng của các enzym
2

2

superoxyt dismutaza (SOD), catalaza hoặc glutathion p eroxydaza. Từ anion
gốc sup eroxyt (0 ") được sinh ra ban đầu sẽ sản sinh ra hàng loạt gốc: ' 0 ,
2

2

'OH,... và các gốc tự do khác. Các gốc này được gọi là các dạng oxy hoạt
động, chúng ít bền và có khả năng phản ứng rất lớn.
Phản ứng của gốc tự do là nguyên nhân sinh ra quá trình peroxy hoa các
chất hữu cơ. Các gốc 'OH và oxy đơn bội ' 0 thường là tác nhân khơi mào
2

16

phản ứng. Tiếp đó các gốc thứ cấp phản ứng với các p hân tử mới khác ở lân
cận tạo ra p hản ứng dây chuyền..., cứ thế nhân mãi lên, không dừng lại và kéo
dài cho tới khi tiêu tốn hết cơ chất (khơng có enzym tham gia), ứng với thời
kỳ nà y, các cơ quan tổ chức bị p há hoại nghiêm trọng, gây nên những biến đ ổ i
bệnh lý như ung thư, hoại tử, rối loạn chuyển hoa... Đến giai đoạn dậ p tắt
mạch, các gốc phản ứng với nhau tạo ra những sản phẩm bền, trung tính.
Thí dụ:

* Ri" Ri

Ri + R i '

H ậ u quả là xảy ra q trình polymer hóa. Thí dụ, ở người già , các tổ
chức bị xơ chai, khơng mềm mại, bởi vì phản ứng gốc tự do đã làm cho các
gốc liên hợp l ạ i với nhau.
Như vậy, sự tăng số lượng các gốc tự do hoạt động trong tế bào làm cho
các p hân tử sinh học bị biến đ ổ i , những protein bất thường xuất hiện trong cơ
thể, đó là nguyên nhân phát sinh nhiều bệnh nguy hiểm và sự già của cơ thể.
Ngoài các gốc tự do sinh ra trong quá trình sinh lý bình thường, cơ thể
cịn bị ảnh hưởng của các dạng oxy hoạt động phá t sinh bởi cá c yếu tố từ bên
ngồi như tia phóng xạ, tia cực tím, bức xạ mặt trời, thuốc trừ sâu diệt cỏ, các
chất nitro hữu cơ, các phẩm nhuộm, các chất độc hướng gan như CC1 ,
4

hydrocarbon đa vòng, các chất mà u azo, các stress...
Đ ể chống l ạ i tác hại gây ra bởi các gốc tự do đó, m ỗ i cơ thể sống có
những hệ thống chống oxy hóa nội sinh, ngồ i ra cịn có những chất
antioxydant khác được đưa vào cơ thể theo dạng thức ăn, thuốc uống... Ngày
nay, nhiều nhà hóa - sinh học cho rằng flavonoit là chất antioxydant lý tưởng
đ ố i với con người.

K h i đưa flavonoit vào cơ thể sẽ sinh ra gốc tự do bền vững hơn các gốc
tự do được hình thành trong quá trình bệnh lý (viêm nhiễm, ung thư, lão
hóa...), chúng có khả năng giải toa các điện tử trên mạch vòng của nhân thơm
và hệ thống nối đôi liên hợp, là m triệt tiêu các gốc tự do hoạt động. Các gốc tự
do tạo nên bởi flavonoit phản ứng với các gốc tự do hoạt động và trung hoa
chúng nên không tham gia vào dây chuyền phản ứng oxy hoa tiếp theo. K ế t
quả là hạn c h ế quá trình bệnh lý do cắt đứt dây chuyền phản ứng oxy hóa.[2,
33]
DẠ; H Ọ C Q U Ủ V .
17

HÀ

NỘI

T R U N G TÂM T H Õ N G TIN THÍ

'ri