NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT ASIATICOSIDE TỪ CÂY NGŨ GIA BÌ CHÂN CHIM

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (408.09 KB, 5 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT ASIATICOSIDE

TỪ CÂY NGŨ GIA BÌ CHÂN CHIM

Lê Thị Nga*, Nguyễn Văn Tùng, Vũ Thị Hằng, Cao Thị Duyên,

Lê Thị Phượng, Lưu Hồng Sơn, Tạ Thị Lượng, Trần Văn Chí

Trường Đại học Nơng Lâm - ĐH Thái Ngun

TĨM TẮT

Mục đích của nghiên cứu là khảo sát đơn yếu tố nhiệt độ sấy, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu, nồng độ
dung môi ethanol, ảnh hưởng tới quá trình tách chiết asiaticoside từ vỏ cây ngũ gia bì chân chim
cho kết quả tương ứng: 80oC ; 15/1 (v/w); 80%. Trên cơ sở khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến điều

kiện chiết tách, chúng tôi nhận thấy nhiệt độ sấy, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu, nồng độ dung môi là
những yếu tố ảnh hưởng mạnh đến quá trình chiết tách. Bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm
Box- Behnken đã tìm được điều kiện tối ưu quá trình tách vỏ cây ngũ gia bì chân chim ở nhiệt độ
sấy 79,52°C, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu 17,51/1 (v/w), ethanol 79,42%, hàm lượng asiaticoside là
0,0545%. Kết quả thực nghiệm cho kết quả có độ tương thích cao với mơ hình.

Từ khóa: ngũ gia bì chân chim, asiaticoside, tách chiết, tối ưu, Box- Behnken

MỞ ĐẦU*

Chân chim (Schefflera heptaphylla) là chi lớn 
nhất, có thành phần lồi rất đặc sắc, đa dạng;
hiện đã thống kê được khoảng 56 loài (chiếm
39,7% tổng số loài của cả họ) và 4 thứ, trong
số đó có tới 40 loài (chiếm 71,2% số loài
trong chi, hay 28,4% tổng số loài của cả họ)

là đặc hữu. Đây thực sự là nguồn tài nguyên
chứa các hợp chất tự nhiên rất phong phú và
có nhiều tiềm năng ở Việt Nam [3], ngũ gia bì
chân chim mọc hoang ở nhiều tỉnh miền bắc
nước ta [2].

Chân chim có một số tác dụng dược lý: Tăng
lực, chống lạnh, hạ đường huyết, kiểu
oestrogen, ảnh hưởng đối với thuốc gây ngủ.
Ngồi ra, chân chim cịn được kết hợp với
dược liệu khác để chữa: Phong thấp đau
xương, bệnh cước khí, chân sưng đau, chân tê
buốt sưng đau, da lở ngứa do thấp nhiệt [4].
Cây ngũ gia bì chân chim là một loại cây dễ
kiếm trong tự nhiên và được sử dụng với
nhiều công dụng khác nhau. Trong vỏ thân
của cây ngũ gia bì chân chim có chứa
asiaticoside [1].

Asiaticoside và scheffoleoside B được phân
lập từ vỏ thân cây Schefflera heptaphylla [5].

Asiaticoside là 1-O-acyl-D-glucose pyranose
được tìm thấy trong tự nhiên. Asiaticoside có

Tel: 01685141798

khả năng kháng khuẩn và hoạt tính diệt
nấm chống lại được mầm bệnh và nấm,
asiaticoside cịn có khả năng đuổi muỗi hiệu
quả [4]. Vì vậy asiaticoside được sử dụng
nhiều trong lĩnh vực dược phẩm.

Việc tách chiết asiaticoside chịu ảnh hưởng
bởi dung mơi, điều kiện chiết. Vì vậy mục
đích của nghiên cứu là nhằm tối ưu hóa quá
trình tách chiết asiaticoside tổng số từ vỏ cây
ngũ gia bì chân chim tại trường Đại học Nơng
Lâm, Đại học Thái Nguyên.

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Vật liệu nghiên cứu

Vỏ cây ngũ gia bì chân chim (Schefflera 
heptaphylla) được thu hái tự nhiên tại trường 
Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên, xã
Quyết Thắng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh
Thái Nguyên.

Nguyên liệu được rửa sạch, sau đó đem đi sấy
ở nhiệt độ 80o

C đến độ ẩm dưới 10%, tiến
hành bảo quản trong túi PE đặt trong hộ nhựa
kín, lưu trữ ở nhiệt độ phịng, tránh ánh sáng
và ẩm.

Dung môi: Dùng dung môi ethanol (dạng tinh
khiết – Việt Nam).

Bố trí thí nghiệm

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

80, 90% (v/v). Nhiệt độ sấy là 60, 70, 75, 80,
85oC trong các khoảng thời gian 3 h, 4 h, 5 h,
6 h với tỷ lệ dung môi: nguyên liệu lần lượt là
10:1; 15:1; 20:1 (v/w). Sau khi tiến hành khảo
sát các đơn nhân tố, chúng tôi lựa chọn 03
yếu tố là các yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến
hàm lượng asiaticoside tổng số trong vỏ cây
ngũ gia bì chân chim, để đánh giá khả năng
ảnh hưởng của chúng, chúng tôi sử dụng
phương pháp bề mặt chỉ tiêu theo thiết kế thí
nghiệm của Box – Behnken với ba yếu tố, ba
cấp độ.

Xác định hàm lượng asiaicoside tổng số

Cân 3 g bột vỏ cây ngũ gia bì chân chim cho
vào giấy lọc buộc kĩ để tránh bột rau chảy ra
ngoài. Sau đó cho gói bột vào phần thân của
bình soxhlet, cịn dung mơi cho khoảng 250
ml vào bình cầu bên dưới rồi tiến hành tách
chiết ở nhiệt độ sôi của dung môi. Sau khi
chiết xong phần dịch chiết sẽ được cho vào
bình tam giác, rồi tiến hành lọc thô, lọc tinh.
Cuối cùng dịch chiết được chứa trong

eppendorf đem đi phân tích sắc kí. Đánh dấu
mức dịch chiết ở bình tam giác và xác định
thể tích dịch chiết. Hàm lượng asiaticoside
(X) của mẫu sẽ được tính dựa vào nồng độ
của asiaticosdie chuẩn thông qua diện tích
peak chuẩn và diện tích peak ghi nhận được
của mẫu cơng thức sau: [1]

Trong đó:

Sas: Diện tích peak của Asiaticoside chuẩn
Sm: Diện tích peak của Asiaticosdie mẫu
A: Nồng độ mẫu Asiaticoside chuẩn (mg/ml)
K: Thể tích của dịch chiết Asiaicoside (ml).

Phương pháp xử lý số liệu

Số liệu nghiên cứu được xử lý bằng phần
mềm xử lý số liệu SPSS 18.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Ảnh hưởng của nồng độ ethanol

Từ kết quả bảng 1 cho thấy khi chiết ở nồng
độ khác nhau thì sẽ cho hàm lượng
asiaticoside khác nhau và hàm lượng

asiaticoside bắt đầu tăng lên khi chiết ở nồng
độ từ 50% đến 70%. Hàm lượng asiaticoside

đạt cao nhất tại nồng độ ethanol 80% tương
ứng với hàm lượng asiaticoside 0,037%. Tiếp
tục tăng nồng độ ethanol lên 90% thì hàm
lượng asiaticoside khơng tăng. Do vậy, nồng
độ ethanol 80% là thích hợp nhất để thực hiện
quá trình tách chiết asiaticoside từ vỏ cây ngũ
gia bì chân chim.

Bảng 1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ 
ethanol đến hàm lượng asiaticoside của vỏ cây

ngũ gia bì chân chim

CT Nồng độ 
(%)

Hàm lượng 
asiaticoside (mg/100 g) 
CT1 50 0,027b ± 0,002
CT2 60 0,028b ± 0,002
CT3 70 0,030b ± 0,002
CT4 80 0,037a ± 0,001
CT5 90 0,036a ± 0,001
Ghi chú: Trên cùng 1 cột các giá trị mang cùng 
chữ số mũ thì khác nhau khơng có ý nghĩa ở mức 
α = 0,05

Ảnh hưởng của thời gian chiết

Từ bảng 2 ta thấy thời gian tách chiết có

ảnh hưởng đến quá trình chiết tách
asiaticoside từ nguyên liệu vỏ cây ngũ gia
bì chân chim. Ta có thể nhận thấy hàm
lượng asiaticoside tăng khi tăng thời gian
chiết từ 3 h đến 4 h. Tuy nhiên khi tăng thời
gian chiết lên 5 h thì có hàm lượng bị giảm
từ 0,040% xuống 0,036%. Tiếp tục tăng thời
gian chiết lên 6 h thì hàm lượng asiaticoside
tiếp tục giảm từ 0,040% xuống 0,035%. Khi
chiết ở thời gian là 4 h thì cho hàm lượng
asiaticoside là cao nhất, vì vậy chúng tơi chọn
thời gian chiết thích hợp là 4 h.

Bảng 2. Ảnh hưởng của thời gian chiết

CT Thời gian chiết (giờ) Hàm lượng 
asiaticoside (%)

CT1 3 h 0,036b ± 0,001

CT2 4 h 0,040a ± 0,002

CT3 5 h 0,036b ± 0,002

CT4 6 h 0,035b ± 0,002
Ghi chú: Trên cùng 1 cột các giá trị mang cùng 
chữ số mũ thì khác nhau khơng có ý nghĩa ở mức 
α = 0,05

Ảnh hưởng nhiệt độ sấy

Từ kết quả bảng 3 cho thấy nhiệt độ sấy là
yếu tố ảnh hưởng tới hàm lượng asiaticoside

K
A
Sas

Sm

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

tổng thu được sau quá trình chiết. Từ bảng 3
ta có thể thấy hàm lượng asiaticoside tăng đều
khi tiến hành tăng nhiệt độ từ 60oCđến 80oC.
Hàm lượng tăng cao từ 0,037% lên 0,048%.
Tuy nhiên, khi tiếp tục tăng nhiệt độ lên 85oC
thì hàm lượng asiaticoside có xu hướng giảm.
Hàm lượng asiaticoside thu được cao nhất khi
chiết ở 80o

C. Vì vậy nhiệt độ sấy thích hợp là
80oC.

Bảng 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy

CT Nhiệt độ (°C) Hàm lượng 
asiaticoside (%) 
CT1 60 0,037c ± 0,001
CT2 70 0,040b ± 0,002
CT3 75 0,041b ± 0,002
CT4 80 0,048a ± 0,002

CT5 85 0,042b ± 0,001
Ghi chú: Trên cùng 1 cột các giá trị mang cùng 
chữ số mũ thì khác nhau khơng có ý nghĩa ở mức 
α=0,05

Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/ nguyên liệu

Từ bảng 4 cho thấy tỷ lệ dung mơi/ ngun
liệu có ảnh hưởng tới hàm lượng asiaticoside
được chiết từ vỏ cây ngũ gia bì chân chim.
Hàm lượng asiaticoside trong dịch chiết tăng
lên khi tỷ lệ: dung môi/ nguyên liệu tăng. Từ
tỷ lệ 10/1 đến 15/1, hàm lượng asiaticoside
tăng nhanh nhưng từ tỷ lệ 15/1 đến 20/1 thì
hàm lượng asiaticoside lại tăng chậm. Đạt
hàm lượng asiaticoside cao nhất 0,055% ở tỷ
lệ dung môi/ nguyên liệu là 20/1. Tuy nhiên
hàm lượng asiaticoside ở công thức tỷ lệ 15/1
và 20/1 sự sai khác khơng có ý nghĩa thống
kê. Vì vậy chúng tơi chọn tỷ lệ dung môi/
nguyên liệu thích hợp là 15/1 để tiết kiệm
dung môi.

Bảng 4.Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/ nguyên liệu

CT

Tỷ lệ dung môi/ 
nguyên liệu

(ml/g)

Hàm lượng 
asiaticoside (%)

CT1 10/1 0,048b ± 0,002
CT2 15/1 0,054a ± 0,002
CT3 20/1 0,055a ± 0,002

Tối ưu hóa q trình tách chiết

Chúng tôi sử dụng phương pháp bề mặt chỉ
tiêu theo thiết kế thí nghiệm của Box-

Behnken với ba biến ba cấp độ. Các số liệu
thu được từ dịch chiết vỏ cây ngũ gia bì chân
chim được xử lý trên phần mềm Design-
Expert 7.0 (Stat-Ease Inc, Minneapolis, USA)
ANOVA được dùng để đánh giá kết quả thu
được. Tiến hành giải bài toán tối ưu theo
phương pháp “hàm mong đợi”. Sử dụng phần
mềm Design-Expert 7.0 để tiến hành tối ưu
hóa nhằm xác định được giá trị của ba yếu tố
mà tại đó hàm lượng asiaticoside là cao nhất.
Áp dụng phương pháp phân tích hồi quy các
số liệu thực nghiệm, thu được mơ hình đa
thức bậc hai thể hiện hàm lượng asiaticoside:
Y= +0,054 – 1,375*10-3*A + 8,75*10-4 *B –
1,25*10-3*C – 7,5*10-4*A*B + 9,5 *10
-3

*A*C - 5*10-4*B*C – 0,012 A2 – 9,75*10-4
*B2 – 0,021*C2

Trong đó Y là hàm lượng asiaticoside trong
dịch chiết dự báo thu được.

Bảng 5. Ma trận thực nghiệm Box- Behnken ba yếu 
tố chiết asiaticoside từ vỏ cây ngũ gia bì chân chim

TN

Biến thực

Hàm lượng 
 asiaticoside

(%) 
A

(nhiệt 
độ 
sấy)

B 
(dung

môi/ 
nguyên

liệu)

C 
(nồng

độ 
ethanol)

1 75 10/10 80 0,040

2 85 10/10 80 0,041

3 75 20/1 80 0,043

4 85 20/1 80 0,041

5 75 15/1 70 0,035

6 85 15/1 70 0,011

7 75 15/1 90 0,013

8 85 15/1 90 0,027

9 80 10/1 70 0,032

10 80 20/1 70 0,035

11 80 10/1 90 0,031

12 80 20/1 90 0,032

13 80 15/1 80 0,054

14 80 15/1 80 0,053

15 80 15/1 80 0,055

16 80 15/1 80 0,055

17 80 15/1 80 0,054

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Bảng 6. Phân tích phương sai ANOVA của mơ hình chiết asiaticoside từ vỏ cây ngũ gia bì chân chim

Nguồn SS DF MS Chuẩn F Giá trị p

Model 60,47 9 6,72 105,14 < 0,0001

A 2,07 1 2,07 32,40 0,0267

B 0,25 1 0,25 3,89 0,0485

C 1,04 1 1,04 16,22 0,0386

AB 0,093 1 0,093 1,46 0,0671

AC 1,39 1 1,39 21,79 <0,0001

BC 0,032 1 0,032 0,51 0,0956

A2 3,21 1 3,21 50,30 <0,0001

B2 4,16 1 4,16 65,07 0,0364

C2 44,64 1 44,64 698,63 < 0,0001

Residual 0,45 7 0,064

Lack of Fit 0,32 3 0,11 3,52 0,0743

Sai số (pure error) 0,12 4 0,031

SS tổng Số 60,91 16

SS: Tổng phương sai; DF:Bậc tự do; MS: Trung bình phương sai; Chuẩn F: Chuẩn Fisher; Residual: 
Phần dư; “Lack of Fit”: Chuẩn đánh giá độ khơng tương thích của mơ hình với thực nghiệm.

Từ kết quả phân tích ANOVA ta thấy giá trị xác suất của mơ hình P-value = 0,0001<0,05 do đó
mơ hình được lựa chọn để giải thích cho kết quả của thí nghiệm, Lack of fit test = 0,0743 (not
significant) có ý nghĩa đối với mơ hình.

(a) (b) (c)

Hình 1. Bề mặt đáp ứng hàm lượng asiaticoside

a. Mơ hình tương tác giữa tỷ lệ dung môi/ nguyên liệu và nhiệt độ b. Mơ hình tương tác giữa nồng độ và 
tỷ lệ dung mơi/ ngun liệu c. Mơ hình tương tác giữa nồng độ và nhiệt độ

Phương án tốt nhất được dự đoán nhiệt độ sấy 79,52°C, tỷ lệ dung môi/ nguyên liệu 17,51/1
(v/w), nồng độ ethanol 79,42% khi đó hàm lượng asiaticoside đạt 0,0545%. Kết quả kiểm tra

bằng thực nghiệm cho kết quả tương ứng

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

KẾT LUẬN

Điều kiện tách chiết thích hợp để thu được
hàm lượng asiaticoside được xác định như
sau: Nhiệt độ sấy 80o

C, tỷ lệ dung môi/
nguyên liệu 15/1 (v/w), nồng độ ethanol 80%.
Chúng tôi sử dụng phương pháp bề mặt chỉ
tiêu theo thiết kế thí nghiệm của Box-
Behnken với ba biến ba cấp độ cho phương
án tốt nhất được dự đoán nhiệt độ sấy
79,52°C, tỷ lệ dung môi/ nguyên liệu 17,51/1
(v/w), nồng độ ethanol 79,42% khi đó hàm
lượng asiaticoside đạt 0,0545%. Kết quả kiểm
tra bằng thực nghiệm có độ tương thích cao.
Kết quả của chúng tôi chỉ ra tiềm năng sử dụng
vỏ cây ngũ gia bì chân chim trong dược phẩm.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Thị Vân Anh (2012), Nghiên cứu điều 
kiện chiết tách asiaticoside từ rau má và ứng dụng 
sản xuất trà chức năng từ rau má, Luận văn thạc 
sĩ Kỹ thuật công nghệ thực phẩm và đồ uống, Đại
học Đà Nẵng.

2. Đỗ Tất Lợi (2004), Những cây thuốc và vị thuốc

Việt Nam, Nxb Y học.

3. Lã Đình Mõi, Châu Văn Minh, Trần Văn Sung
và cs (2013), “Họ nhân sâm (araliaceae Juss.) 
nguồn hoạt chất sinh học đa dạng ở Việt Nam”.
Hội nghị khoa học toàn quốc về sinh thái và tài
nguyên sinh vật lần thứ 5, Hà Nội ngày
18/10/2013, Nxb Nông nghiệp, tr. 1153- 1157.
4. Nguyễn Tấn Phát (2016), Nghiên cứu thành 
phần hóa học và hoạt tính sinh học của lá 
Schefflera Sessiliflora De P. V. Thuộc họ ngũ gia 
bì (Araliaceae), Luận án tiến sĩ hóa học, Học viện
khoa học và công nghệ.

5. Chun Wu, Ying-Hiu Duan, Man Meo Li (2013),
“Triterpenoid Saponins from the stem barks of
Scheffera Heptaphylla”, Phytochemistry, pp. 
1348- 1352.

SUMMARY

THE STUDY OF THE EXTRACTION PROCESS OF ASIATICOSIDE 
FROM THE BARK OF SCHEFFERA HEPTAPHYLLA

Le Thi Nga*, Nguyen Van Tung, Vu Thi Hang, Cao Thi Duyen, Le Thi Phuong, 
 Luu Hong Son, Ta Thi Luong, Tran Van Chi

TNU - University of Agriculture and Forestry

The purpose of this sudy was to investigate the single-element drying temperature, the solvent/
material ratio, ethanol solubility, which affected the extraction process of asiaticoside from the
bark of Schefflera heptaphylla, resulting in 80oC; 15/1(v/w); 80%. On the basis of the factors
affecting the extraction conditions, we found that the drying temperature, the solvent/ material
ratio and the solvent concentration were the factors influencing the extraction process. Application
of Box-Behnken design found the optimum condition for the extraction process of Schefflera
heptaphylla with drying temperature of 79.52oC, ethanol 79.42% and the material/solvent ratio
extraction of 1/17.51 (w/v), asiaticoside content is 0.0545%. Experimental results showed high
compatibility with the model.

Keywords: Schefflera heptaphylla, asiaticoside, extraction, optimize, Box-Behnken

Ngày nhận bài: 13/7/2018; Ngày phản biện: 07/8/2018; Ngày duyệt đăng: 31/10/2018

</div>