Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ

Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------

NGUYỄN THỊ XUÂN ĐÀI

NGHIÊN CỨU THU NHẬN MIMOSINE
TỪ CÂY MẮC CỠ
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 08 năm 2007

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đống Thị Anh Đào
Ký tên: …………………………………
Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. Phạm Thành Quân
Ký tên: …………………………………
Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Trần Công Luận
Ký tên: …………………………………
Luận văn thạc sỹ được bảo vệ tại
HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Ngày 21 tháng 08 năm 2007

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
------------------oOo--Tp. HCM, ngày 10 tháng 08 nm 2007

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: NGUYỄN THỊ XUÂN ĐÀI
Ngày, tháng, năm sinh: 26/04/1982

Giới tính : Nữ

Nơi sinh: Biên Hịa – ồng Nai

Chun ngành: CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG
Khoá (Năm trúng tuyển): 2005
1- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THU NHẬN MIMOSINE TỪ CÂY MẮC CỠ
- Tổng quan về cây mắc cỡ và mimosine

- Nghiên cứu q trình trích ly mimosine
- Định tính, định lượng, hiệu suất và độ tinh sạch cho chế phẩm mimosine
3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 19/03/2007
4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 10/08/2007
5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO
Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng Chuyên Ngành thông
qua.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Họ tên và chữ ký)

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký)


LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn cô Đống Thị Anh Đào đã tận
tình hướng dẫn và chỉ bảo em trong suốt quá trình thực hiện
bài luận văn này.
Em xin chân thành cảm ơn q thầy cơ bộ mơn thực phẩm
đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em trong quá trình thực hiện
luận văn.
Em cũng xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đối với những
thầy cơ đã truyền đạt những kiến thức quí báu trong suốt hai
năm học qua cũng như trong quá trình làm luận văn tốt
nghiệp.
Xin cảm ơn anh Phan Thanh Long đã giúp đỡ em rất
nhiều trong quá trình làm luận văn.
Xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã nhiệt tình giúp đỡ và
đóng góp ý kiến để tơi hồn thành tốt đẹp bài luận văn này.

Tp.HCM, 08/2007
NGUYỄN THỊ XUÂN ĐÀI

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ

TĨM TẮT LUẬN VĂN
Lồi thực vật Mimosa pudica L. họ Mimosaceae chứa nhiều hợp chất sinh
học có lợi cho cơ thể, trong đó mimosine rất có ý nghĩa về dược học. Việc trích ly,
thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ để ứng dụng vào các ngành khoa học khác là việc
làm cần thiết.
Trong luận văn này, chúng tôi nghiên cứu trích ly và tinh sạch mimosine từ
cây mắc cỡ thuộc họ Mimosaceae. Nguyên liệu được chần ở 100oC trong 3 phút.
Q trình trích ly được thực hiện với dung mơi HCl 0,2N, pH = 2, tỉ lệ nguyên liệu
(g) : dung môi (ml) là 0,046, nhiệt độ 52oC trong thời gian 50 phút, đạt hiệu suất
84,36%. Thực hiện tinh sạch mimosine bằng phương pháp sắc ký cột trao đổi ion
đạt độ tinh sạch 62,86%, hiệu suất thu hồi sau khi qua cột là 93,24%. Chế phẩm
mimosine thu được bền trong điều kiện bảo quản lạnh 5oC, khơng có ánh sáng.

ABSTRACT
Mimosa Pudica L. (Mimosaceae’s family) contains a lot of good biological
compounds for human body of which mimosine is very useful for medicine. It’s
necessary to extract and get mimosine from the sensitive plant so that it can be
applied to other sciences .
In this research, we extracted mimosine from sensitive plant in
Mimosaceae’s family and purified it. The materials were boiled for 3 minutes at
100oC. While extracting, we used following materials: solvent HCl 0,2N; pH = 2,
the proportion of material (g) : solvent ( ml) is 0,046, the temperature is 52oC in 50
minutes, and the productivity is 84,36%. The mimosine was purified with ion
exchange column chromatography to 62,86% level, the productivity is 93,24%. The
mimosine which we got can sustain 5oC in a dark, cool conditions.

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ

MỤC LỤC
Nhiệm vụ luận văn
Lời cảm ơn
Tóm tắt luận văn ...................................................................................................i
Mục lục ................................................................................................................. ii
Danh mục các bảng ..............................................................................................v
Danh mục các hình..............................................................................................vi
Mở đầu ..................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN................................................................................2
1.1 Cây mắc cỡ .......................................................................................................2
1.1.1 Phân loại thực vật............................................................................................2
1.1.2 Đặc điểm..................................................................................................2
1.2.3 Phân bố, sinh thái.....................................................................................5
1.1.4 Quá trình sinh sản và phát triển ..............................................................5
1.1.5 Sự lai giống.............................................................................................6
1.1.6 Thu hoạch ...............................................................................................6
1.1.7 Thành phần hóa học.................................................................................6
1.1.7. Giá trị dược lý của cây mắc cỡ .............................................................10
1.2 Mimosine ........................................................................................................11
1.2.1 Tính chất vật lý ......................................................................................12
1.2.2 Tính chất hóa học ..................................................................................13
1.2.3 Sự tổng hợp mimosine trong cây ..........................................................15
1.2.4 Phân bố mimosine trong thực vật .........................................................18
1.2.5 Cơ chế gây độc của mimosine ..............................................................18
1.3 Q trình trích ly ...........................................................................................23
1.3.1 Bản chất của q trình trích ly...............................................................23
1.3.2 Đặc điểm của q trình trích ly .............................................................23
1.3.3 Phương pháp trích ly .............................................................................23
1.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng tới q trình trích ly...........................................25

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ


1.4 Sự tinh sạch mimosine ..................................................................................26
1.4.1 Nguyên tắc chung ..................................................................................26
1.4.2 Ionit........................................................................................................26
1.4.3 C ơ chế trao đổi ion ................................................................................28
CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.........29
2.1 Nguyên liệu ...................................................................................................29
2.1.1 Cây mắc cỡ ............................................................................................29
2.1.2 Chất chuẩn L - Mimosine.....................................................................29
2.2 Phương pháp nghiên cứu ...............................................................................30
2.2.1 Sơ đồ nghiên cứu...................................................................................30
2.2.2 Sơ đồ quy trình cơng nghệ.....................................................................31
2.2.3 Thuyết minh quy trình...........................................................................32
2.2.4 Nội dung nghiên cứu.............................................................................33
2.2.4.1 Khảo sát một số tính chất của mimosine ...................................33
2.2.4.2 Khảo sát ảnh hưởng của các thơng số trích ly mimosine đến hiệu
suất trích ly mimosine từ cây mắc cỡ.....................................................34
2.2.4.3 Tối ưu hóa q trình trích ly mimosine .....................................37
2.2.4.4 Nghiên cứu tinh sạch mimosine ................................................37
2.2.4.5 Nghiên cứu bảo quản chế phẩm.................................................42
2.2.5 Các phương pháp phân tích...................................................................43
2.2.5.1 Phương pháp xác định độ ẩm ....................................................43
2.2.5.2 Phương pháp xác định hàm lượng tro........................................43
2.2.5.3 Phương pháp xác định hàm lượng mimosine ............................44
2.2.5.4 Phương pháp xác định độ tinh sạch ...........................................47
2.2.5.5 Phương pháp định tính mức độ tinh sạch bằng quang phổ hấp thu 47
2.2.5.6 Phương pháp định tính một số thành phần hoạt chất sinh học khác .48
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .......................................................51

3.1 Khảo sát một số tính chất của mimosine .......................................................51
3.1.1 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ ..........................................................51

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ


3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng của pH .................................................................53
3.2 Khảo sát thành phần nguyên liệu ...................................................................54
3.3 Khảo sát ảnh hưởng của các thơng số trích ly mimosine đến hiệu suất trích ly
mimosine từ cây mắc cỡ.......................................................................................55
3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của các chế độ xử lý nhiệt nguyên liệu đến hiệu suất
trích ly mimosine ............................................................................................55
3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của các hệ dung mơi trích ly đến hiệu suất trích ly
mimosine từ cây mắc cỡ. ................................................................................57
3.3.3 Kết quả định tính một số thành phần hoạt chất sinh học.......................59
3.3.3.1 Định tính các hợp chất flavonoid ...............................................60
3.3.3.2 Định tính các hợp chất tannin ..................................................61
3.3.3.3 Định tính các hợp chất protein ..................................................62
3.3.4 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ nguyên liệu (g) : dung môi (ml) đến hiệu suất
trích ly mimosine ............................................................................................63
3.3.5 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian đến hiệu suất trích ly mimosine.65
3.4 Tối ưu hóa q trình trích ly mimosine ........................................................67
3.5 Nghiên cứu tinh sạch mimosine.....................................................................75
3.5.1 Kết quả phân tích dịch trích mimosine bằng phương pháp quang phổ hấp
thu và sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)..................................................... 76
3.5.2 Tính hiệu suất thu hồi sau khi qua cột...................................................80
3.5.3 Độ tinh sạch...........................................................................................80
3.5.4 Kết quả định tính các hoạt chất sinh học trong dung dịch mimosine sau
khi qua cột sắc ký trao đổi ion........................................................................81
3.5.4.1 Định tính các hợp chất tannin ....................................................81

3.5.4.2 Định tính các hợp chất protein ...................................................81
3.6 Nghiên cứu bảo quản chế phẩm.....................................................................82
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................84
Tài liệu tham khảo
Lý lịch trích ngang

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Các thành phần vô cơ trong cây mắc cỡ .........................................................6
Bảng 1.2: Thành phần chất béo có trong lá cây mắc cỡ (% chất khơ) ............................8
Bảng 1.3: Thành phần chất béo có trong hạt cây mắc cỡ...............................................9
Bảng 3.1: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền mimosine............................................ 51
Bảng 3.2: Ảnh hưởng của pH đến độ bền mimosine..................................................... 53
Bảng 3.3: Bảng chỉ tiêu hóa lý của nguyên liệu ........................................................... 55
Bảng 3.4: Ảnh hưởng của các chế độ xử lý nhiệt đến hiệu suất trích ly mimosine ...... 56
Bảng 3.5: Ảnh hưởng của các loại dung mơi trích ly đến hiệu suất trích ly ................ 58
Bảng 3.6: Ảnh hưởng tỉ lệ nguyên liệu và dung môi.................................................... 63
Bảng 3.7 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trích ly ................................................ 65
Bảng 3.8: Các mức yếu tố được thực hiện trong tối ưu ................................................ 67
Bảng 3.9: Các thí nghiệm tiến hành tối ưu ................................................................... 68
Bảng 3.10: Các yếu tố chuyển qua hệ mã hóa.............................................................. 68
Bảng 3.11: Ma trận quy hoạch thực nghiệm nhân tố toàn phần 23 ...............................69
Bảng 3.12: Các hệ số của phương trình hồi quy .......................................................... 70
Bảng 3.13: Thí nghiệm ở tâm........................................................................................ 70
Bảng 3.14: Các giá trị phân vị Student, tj..................................................................... 71
Bảng 3.15: Các giá trị tính tốn được .......................................................................... 72
Bảng 3.16: Kết quả thực nghiệm tối ưu hóa................................................................. 74
Bảng 3.17: Hàm lượng mimosine của các phân đoạn thu được sau khi qua sắc ký cột trao

đổi ion ............................................................................................................................ 75
Bảng 3.18: Ảnh hưởng của nhiệt độ, ánh sáng, thời gian đến hàm lượng mimosine ....82

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Hình dạng tổng thể cây mắc cỡ .......................................................................3
Hình 1.2: Hình lá cây mắc cỡ ..........................................................................................3
Hình 1.3: Hình hoa cây mắc cỡ .......................................................................................4
Hình 1.4: Hình hạt cây mắc cỡ ........................................................................................4
Hình 1.5: Lá cây ở trạng thái mở.....................................................................................5
Hình 1.6: Lá cây ở trạng thái cụp xuống .........................................................................5
Hình 1.7: Cấu tạo hóa học ß –sitosterol..........................................................................7
Hình 1.8: Cấu tạo hóa học dihydro- ß – sitosterol ..........................................................7
Hình 1.9: Cấu tạo hoá học cuả Crocetin.................................................................8
Hình 1.10: Potassium 5-0-β-D-glucopyranosylgentisat ..................................................9
Hình 1.11: Mimopudin ...................................................................................................10
Hình 1. 12: Cơng thức cấu tạo mimosine ......................................................................12
Hình 1.13: Sự phân giải mimosine bởi enzym ...............................................................13
Hình 1.14: Sự chuyển hóa mimosine thành các hợp chất khác dưới tác dụng của enzym L
– mimosine synthase .......................................................................................................14
Hình 1.15: Mối quan hệ chuyển hóa giữa cystein, mimosine và 3 – hydroxy – 4 (1H) –
pyridone (3,4 DHP) ........................................................................................................15
Hình 1.16: Chu trình tổng hợp lysin từ asparagine........................................................16
Hình 1.17: Chu trình tổng hợp 3, 4 – Dihydroxypyridin từ lysine..................................17
Hình 1.18: Cơng thức cấu tạo của tyrosine và mimosine...............................................18
Hình 1.19: Phức chất giữa mimosine và pyridoxal phosphate.......................................19
Hình 1.20: Cơng thức cấu tạo Mimocholic.....................................................................20
Hình 1.21: Cơng thức cấu tạo Mimochenodeoxycholic..................................................20

Hình 1.22: Phức càng cua giữa sắt (III) và mimosine ...................................................21
Hình 2.1: Sơ đồ nghiên cứu ............................................................................................30
Hình 2.2: Quy trình cơng nghệ trích ly mimosine ..........................................................31
Hình 2.3: Cột sắc ký .....................................................................................................39
Hình 2.4: Quy trình chạy sắc ký cột trao đổi ion...........................................................41
Hình 2.5: Đồ thị đường chuẩn mimosine.......................................................................45
Hình 3.1: Đồ thị khảo sảt ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền mimosine.....................52
Hình 3.2: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng của pH đến độ bền mimosine........................... 54

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ


Hình 3.3: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng của các chế độ xử lý nhiệt đến hiệu suất trích ly
mimosine .........................................................................................................................56
Hình 3.4: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng của các loại dung mơi đến hiệu suất trích ly .....58
Hình 3.5: Sắc ký đồ định tính các hợp chất flavonoid trong các dịch trích khi sử dụng các
dung mơi ở nồng độ khác nhau.......................................................................................60
Hình 3.6: Sắc ký đồ định tính các hợp chất tannin trong các dịch trích khi sử dụng các
dung mơi ở nồng độ khác nhau.......................................................................................61
Hình 3.7: Sắc ký đồ định tính các hợp chất protein trong các dịch trích khi sử dụng các
dung mơi ở nồng độ khác nhau.......................................................................................62
Hình 3.8: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ ngun liệu : dung mơi đến hiệu suất trích
ly .....................................................................................................................................64
Hình 3.9: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trích đến hiệu suất trích ly
........................................................................................................................................66
Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn hiệu suất trích ly theo các yếu tố thí nghiệm....................74
Hình 3.11: Các phân đoạn sau khi chạy sắc ký .............................................................75
Hình 3.12: Đồ thị biểu diễn hàm lượng mimosine theo các phân đoạn thu được sau khi
qua sắc ký cột trao đổi ion..............................................................................................76
Hình 3.13: Đồ thị so màu của dịch trích mimosine trước khi qua cột trao đổi ion và sau

khi qua cột...................................................................................................................... 77
Hình 3.14: Sắc ký đồ dịch mimosine trước khi qua cột sắc ký trao đổi ion ..................78
Hình 3.15: Sắc ký đồ dịch mimosine trước khi qua cột sắc ký trao đổi ion có thêm chuẩn78
Hình 3.16: Sắc ký đồ dịch mimosine sau khi qua cột sắc ký trao đổi ion......................79
Hình 3.17: Sắc ký đồ dịch mimosine sau khi qua cột sắc ký trao đổi ion có thêm chuẩn...79
Hình 3.18: Sắc ký đồ định tính hợp chất tannin trong các dịch trước khi tinh sạch và sau
khi tinh sạch ....................................................................................................................81
Hình 3.19: Sắc ký đồ định tính hợp chất protein trong các dịch trước khi tinh sạch và sau
khi tinh sạch ....................................................................................................................81
Hình 3.20: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ, ánh sáng, thời gian đến hàm lượng
mimosine .........................................................................................................................82

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ


MỞ ĐẦU
Có thể nói từ rất xưa, các loại thảo mộc đã trở thành những dược liệu quý
cho ngành y học. Ngày nay, vai trò của các loại thảo mộc vẫn không hề thay đổi
mà các giá trị của chúng còn được khai thác một cách triệt để hơn.
Trong lĩnh vực thực phẩm, thảo mộc được sử dụng như một loại thực phẩm
chức năng. Trong y học, các thành phần của chúng cũng đang được nghiên cứu
và ứng dụng rất phổ biến. Các loại dược phẩm từ thảo mộc đang rất được ưa
chuộng.
Một trong những loại thảo mộc đang rất được ngành y học quan tâm đó là
cây mắc cỡ. Cây mắc cỡ chứa nhiều hợp chất sinh học có lợi cho cơ thể, trong
đó mimosine rất có ý nghĩa về dược học. Mimosine có thể dùng làm thuốc
kháng tế bào ung thư phát triển, thuốc sát trùng ngoài da, hoặc làm hóa chất khử
trùng thiết bị. Ngồi ra, mimosine cịn có thể ức chế bệnh xơ cứng tim mạch…
Ở nước ta, cây mắc cỡ là loại cây mọc hoang và có thể tồn tại dễ dàng trong
điều kiện khắc nghiệt. Do đó, nếu việc thu nhận và tinh sạch mimosine từ cây

mắc cỡ thành cơng, thì đây sẽ là tín hiệu đáng mừng khơng chỉ cho ngành y học
mà cịn cho ngành cơng nghệ sinh học và cơng nghệ hóa học.
Xuất phát từ mong muốn trên, tơi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu thu nhận
mimosine từ cây mắc cỡ” với mục tiêu nghiên cứu quy trình trích ly và tinh sạch
sơ bộ và thu nhận mimosine ở dạng lỏng từ cây mắc cỡ.
Đề tài thực hiện bao gồm các phần sau:
− Nghiên cứu trích ly mimosine từ cây mắc cỡ.
− Tối ưu hóa q trình trích ly mimosine.
− Thử nghiệm tinh sạch mimosine bằng cột trao đổi ion.

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Cây mắc cỡ
1.1.1 Phân loại thực vật[47]
− Tên khoa học: Mimosa pudica Linn.
− Phân giới: Plantae
− Phân loại: Magnoliophyta
− Lớp: Magnoliopsida
− Phân lớp: Rosidae
− Thứ: Fabales
− Họ: Mimosaceae.
− Tên thường gọi: Cây mắc cỡ, trinh nữ, cây thẹn, cây xấu hổ, cây hàm tu thảo.. .
− Tên nước ngoài: Sensitive plant, humble plant, mimosa, shame bush (Anh);
sensitive (Pháp).
1.1.2 Đặc điểm [9,7]
− Là loại cây mọc hoang, lòa xòa ở ven đường cái, cây nhỏ cao 30 – 40cm.
− Thân cành của cây có gai hình móc, lá kép chân vịt mang 4 nhánh lá chét xếp
lông chim.

− Lá chét nhỏ có 15 – 20 đơi, gần như khơng có cuống, khi động vào sẽ cụp
xuống.
− Cuống chung gầy mang nhiều lông dài khoảng 4cm, cuống phụ 2 đơi có lơng
trắng cứng.
− Hoa màu tím đỏ quả giáp dài 2cm, rộng 3mm tụ thành hình ngơi sao thắt lại
ở giữa các hạt có lơng cứng ở bên mép.
− Hạt gần như hình trái xoan dài 20mm, rộng 1,5mm.

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ


Hình 1.1: Hình dạng tổng thể cây mắc cỡ

Nguồn: - 18k

Hình 1.2: Hình lá cây mắc cỡ

Nguồn: http://w.w. w.bio.miami.edu/mimosa/mimosa.html - 18k

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ


Hình 1.3: Hình hoa cây mắc cỡ

Nguồn: pudica lien.html -

Hình 1.4: Hình hạt cây mắc cỡ

Nguồn: http://w.w. w. tropilab . com / sleepinggras.html - 8 k

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ


1.2.3 Phân bố, sinh thái [6, 11]
Cây mắc cỡ có nguồn gốc từ Châu Mỹ, nay mọc hoang khắp các vùng nhiệt
đới và xung quanh biển Địa Trung Hải. Ở Việt Nam, cây mắc cỡ phân bố khắp nơi,
từ đồng bằng đến miền núi độ cao dưới 1000 m.
Cây mắc cỡ là loài cây ưa sáng, thường mọc trên đất ẩm ở bãi sông, ven đường
đi, nương rẫy hay ở các ruộng bỏ hoang. Cây có khả năng chịu được khơ hạn và
nắng nóng (nhiệt độ lên tới 38°C) ở các vùng bán hoang mạc tại miền Trung.
Loài cây này có phản ứng như động vật, khi bị tiếp xúc hoặc do tác động của
luồng gió thổi, các lá tự xếp lại với nhau và cuống lá cụp xuống, 15 – 20 phút sau,
cây mới trở lại trạng thái bình thường.

Hình 1.5: Lá cây ở trạng thái mở

Hình 1.6: Lá cây ở trạng thái cụp xuống

1.1.4 Quá trình sinh sản và phát triển [47]
Cây mắc cỡ cho hoa và hạt từ tháng tư đến cuối tháng sáu. Tuy nhiên, nếu khí
hậu ơn hịa, cây sẽ cho hạt từ tháng tư đến tháng mười hai. Mỗi cây có thể tạo ra
khoảng 42000 hạt/ năm. Sau 7 ngày gieo hạt, hạt sẽ nảy mầm và xác suất nảy mầm
là 80% ở nhiệt độ 20 - 40 OC.
Cây mắc cỡ có thể sống 1- 2 năm. Những cây được trồng từ hạt thì phát triển
chậm trong 2 - 3 tháng đầu, sau đó cây phát triển nhanh trong 1 năm đầu. Sang năm
thứ hai, tốc độ phát triển của cây chậm lại.

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ

1.1.5 Sự nhân giống [47]
Loài cây này được nhân giống bằng hạt hoặc cắt cành. Nếu nhân giống bằng
hạt, hạt cần được ngâm trong nước nóng sau đó lấy ra và để hạt vào trong đất, phủ
lên từ 2 - 3 lần độ dày của hạt, không nên tưới nhiều nước cũng không nên để khô
hạn quá, không cho ứ nước và cần ánh sáng tốt, hạt sẽ nảy mầm trong vài ngày. Cần
giữ độ ẩm thấp tránh nấm phát triển.
1.1.6 Thu hoạch [47]
Thường thu hoạch vào mùa hè và mùa Thu.
1.1.7 Thành phần hóa học
Trong cây có chứa các thành phần vô cơ sau:
Bảng 1.1: Các thành phần vô cơ trong cây mắc cỡ [12]

Nguyên

Lá

Thân

Rễ

Nguyên

Lá

Thân

Rễ

tố

(%)

(%)

(%)

tố

(%)

(%)

(%)

0,001

0,0005

0,0007

Al

0,05

0,15

2

Pb

Si

0,02

0,05

1

Zn

Mg

1

1

1

Ga

Ca

2

1

1,5

Zr

Fe

0,005

0,3

1

P

0,1

0,0001 0,003

Na

0,03

V

0,003
0,0002
0,0005

0,007
0,1

0,03

0,03

Mn

0,02

0,03

0,02

Y

0,0005

Ti

0,02

0,2

0,3

Sn

0,0003

Ni

0,0002 0,0005

Cu

Cr

0,0005

Ag

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ

0,02

0,03

0,005
0,00001


Theo tác giả Đặng Hồng Thủy [13], trong cây mắc cỡ mọc ở miền Bắc có chứa
Selen với hàm lượng như sau:
o Trong thân: 30,7 - 104,3mg/kg.
o Trong lá: 40,5 - 201,4mg/kg.
o Trong rễ: 80 - 153,5 mg/kg.
Roblon G[38] đã xác định được hàm lượng K+,Cl-, Ca2+ trong các bộ phận khác
nhau của cây mắc cỡ: đốt non (YI), đốt già (AI), cánh lá non (B1), cánh hoa (PT).
Nhận thấy rằng hàm lượng K+ giảm dần trong các bộ phận nói trên theo thứ tự như
sau: YI>>PT>AI>B1 và định vị trong những bộ phận có hoạt tính trao đổi chất cao;
riêng ion Cl- khơng có ở trong cánh hoa.
Từ cây mắc cỡ, Renz đã cơ lập được một alcaloid có tên là Mimosine

[9]

, có

cơng thức phân tử là C8H10O4N2.
Theo R. Adam và J. Wibaut

[43]

thì mimosine là đồng phân lập thể của

Leucenol – một chất được trích ly cơ lập từ hạt keo đậu Leucaena glauca.
M. D. Choudhury đã cô lập được hỗn hợp 2 sterol là ß-sitosterol và dihydro- ß
– sitosterol (stigmastanol)[29]

Hình 1.7: Cấu tạo hóa học ß -sitosterol

Hình 1.8: Cấu tạo hóa học dihydro- ß -

sitosterol

Từ phần trên mặt đất của cây mắc cở Englet và cộng sự [11] đã cô lập và nhận
danh được hai hợp chất thuộc loại C-glycosylflavon là 2’’-0-rhamnosylorientin và
2’’-0-rhamnosylisoorientin thông qua phổ UV, MS, 1H, 13C-RMN.

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ


Hợp chất Crocetin cũng được cô lập từ cây mắc cỡ

[1]

có cơng thức như sau:

Hình 1.9: Cấu tạo hoá học cuả Crocetin
( Nguồn: http://www. sci-toys.com/ingredients/ saffron.html)
Thành phần chất béo có trong lá và trong hạt như sau:
+

Lá: hàm lượng acylglicerol trong lá chiếm 15,7%. Hàm lượng

digalactosyldiacylglycerol (DGDG) cao.
Bảng 1.2: Thành phần chất béo có trong lá cây mắc cỡ (% chất khơ) [29 ]

Cấu tử

+

Lá %

Triacylglycerol (TG)

6,5

Diacylglycerol (DG)

5,2

Monoacylglycerol (MG)

4,0

Sterol

5,6

Sterol este (SE)

3,4

Phospholipit

13,1

Glycolipit

13,7

MonogalactosyldiAcylglycerol (MGDG)

2,4

Digalactosyldiacylglycerol (DGDG)

6,4

Sulfoquinovosyl diAcylglycerol (SQDG)

2,7

Cerebroside

2,2

Hạt: Hàm lượng acid linoleic chiếm cao nhất là 51,0%, acid oleic

chiếm 31,0%.

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ


Bảng 1.3: Thành phần chất béo có trong hạt cây mắc cỡ [6]

Chất béo

Thành phần (%)

Acid palmitic

8,7

Aicd stearic

8,9

Acid oleic

31,0

Acid linoleic

51,0

Acid linolenic

0,4

Theo M.I.H Farooqi và các cộng sự [19], trong bột hạt mắc cỡ có chứa protein
thơ (25,7%), pentosan (12,3%) và dầu (6,5%). Trong bột hạt sau khi đã loại béo có
chứa polysaccharid với thành phần gồm 2 loại đường vịng 6 cacbon là D-galactose
và D-mannose theo tỉ lệ 1:1.
Năm 1983, H.Schildknecht và cộng sự

[40]

đã sử dụng nhiều phương pháp

khác nhau như: trích, lọc bằng nhựa PVP, sắc ký trao đổi ion, sắc ký lọc gel…để
trích ly và cơ lập turgorin.
Trước đây, người ta cho rằng turgorin – hormon thực vật giữ vai trị kiểm
sốt sự vận động của thực vật, sau này Mimoru Ueda và cộng sự

[30]

cho biết hợp

chất turgorin không phải là một yếu tố thực sự gây ra vận động đóng mở lá, mà do
những chất hóa học khác nhau tùy thuộc vào loài thực vật. Các tác giả đã cơ lập
được hợp chất làm đóng lá: potassium 5-0-β-D-glucopyranosylgentisat (5*10-5M)
và hợp chất làm mở lá: mimopudin (5*10-5M)

Hình 1.10: Potassium 5-0-β-D-glucopyranosylgentisat

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ


Hình 1.11: Mimopudin
Josewin B. và cộng sự [23] đã cơ lập được một Phenolicceton mới từ lá cây
mắc cở là 4-(24-metoxy-24-metyl-1-oxo-5-propyltetracosanyl)-phenol.
1.1.7. Giá trị dược lý của cây mắc cỡ
1.1.7.1 Theo dân gian, Đông y [9, 7, 11, 1]
− Cành và lá cây mắc cỡ có vị ngọt, hơi đắng, có tính lạnh hơi độc, có tác
dụng giải độc cho gan, an thần tiêu tích. Rễ cây mắc cỡ có vị chát hơi đắng, tính ẩm,
có độc, có tác dụng chỉ khối, hóa đàm, thơng kinh hoạt, hoạt lạc, hịa vị, tiêu tích.
− Theo dân gian thì cây dùng để chữa suy nhược thần kinh, mất ngủ, hạ
huyết áp, đái tháo đường, trị nhức mỏi, sỏi thận. Công dụng phổ biến là dùng làm
thuốc an thần và chống mất ngủ.
− Theo y học Trung Quốc cổ điển thì cây mắc cỡ có tác dụng giảm đau và
giảm sưng rất mạnh.
1.1.7.2 Theo nghiên cứu khoa học [11, 24]
− Có tác dụng chống lão hóa nhờ trong cây có chứa selen và flavon.
− Do có chứa hợp chất giống insulin, nên người ta dùng cây mắc cỡ trong
việc giúp trị bệnh đái tháo đường.
− Hoạt chất ức chế MAO: nghiên cứu khả năng ức chế hoạt tính enzym
monoamin – oxydase (MAO) in vitro của 58 loại dược liệu, thấy cao khơ tồn cây
mắc cỡ chiết bằng methanol với nồng độ 6 mg/ml ức chế được 55%. Có 9 trong số
58 loại dược liệu ức chế được trên 80%, chứng tỏ mắc cỡ chỉ có tác dụng ở mức
vừa phải.

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ

− Tác dụng kéo dài thời gian ngủ: cao toàn cây mắc cỡ có tác dụng kéo dài
thời gian ngủ do thuốc ngủ barbituric như hexobarbital và cả mepro bamat.
− Tác dụng chống co giật: gây co giật cho chuột nhắt trắng bằng pentetrazol.
Cao toàn cây mắc cỡ làm chậm xuất hiện các cơn co giật so với chuột không gây co
giật.
− Tác dụng giảm đau: dùng phương pháp tắm nóng thí nghiệm trên chuột
nhắt trắng. Cao mắc cỡ có tác dụng kéo dài rõ rệt thời gian nhận cảm tổn thương
đau do nhiệt độ ở tắm nóng so với đối chứng.
− Tác dụng giải độc arsen trioxyd (As2O3): uống cao toàn cây mắc cỡ trước
24 giờ hoặc uống cùng một lúc với một liều lượng arsen trioxyd độc gây chết cho
chuột nhắt trắng, thấy cao bảo vệ được, làm giảm số chuột chết so với lơ đối chứng.
− Thí nghiệm định lượng nhóm –SH trong huyết thanh, thấy dùng arsen
trioxyd, hàm lượng –SH giảm xuống. Cao mắc cỡ làm giảm hàm lượng nhóm –SH
do arsen trioxyd gây ra.
− Tác dụng trên cơ quan sinh sản cái: cho chuột cống trắng cái uống cao
khô chiết từ rễ mắc cỡ từ thời kỳ hậu động dục cho đến ngày động dục (ngày trụng
trứng) (khoảng 4 ngày) liều 150 mg/kg/ngày. Sau đó, mổ chuột và xét nghiệm, thấy
trọng lượng buồng trứng giảm, số lượng nang De Graaf phát triển và số lượng trứng
giảm có ý nghĩa so với lơ đối chứng; số lượng nang bị teo và số trứng thối hóa
giảm rõ rệt.
− Tác dụng trên hồi tràng chuột lang cô lập: cao khơ tồn cây mắc cỡ chiết
bằng cồn 80O có tác dụng làm tăng co bóp.
− Tác dụng trên virus: cao khơ tồn cây mắc cỡ chiết bằng cồn 80O có tác
dụng ức chế sự phát triển của virus bệnh đậu bò (vaccinia virus).
1.2 Mimosine [16, 27, 28, 35, 42, 43]
Mimosine là acid amin phi protein, có mặt trong các cây họ đậu vùng nhiệt
đới như cây mắc cỡ (Mimosa pudica L.), cây keo đậu (Leucaena leucocephala),
những lồi cây có giá trị dinh dưỡng cao. Trong Mimosa pudica L. có chứa khoảng

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ


5% tổng hàm lượng chất khơ, trong Leucaena Leucocephala có khoảng 2 - 10%
trong lá, 2 - 5% trong hạt.
- Tên thường gọi là Mimosine.
- Tên hóa học là 2-amino-3-(3-hydroxy-4-oxo-1H-pyridin-1-yl)-propanoic
acid hoặc β -3-hydroxy-4 pyridone amino acid.

Hình 1. 12: Cơng thức cấu tạo mimosine

1.2.1 Tính chất vật lý
- Trạng thái: là chất kết tinh màu hồng nhạt, có tính quang hoạt.
- Tính tan: có khả năng hịa tan trong nước, acid, kiềm, hầu như không tan
trong các dung môi hữu cơ.
- Công thức phân tử: C8H10N2O4
- Khối phân tử: 198,2 g/mol
- Mimosine hydrat nóng chảy ở 291OC, ở dạng khơ kiệt nóng chảy ở khoảng
227 - 228OC, muối clohydrat của mimosine nóng chảy ở 174,5 - 175OC, muối
bromhydrat nóng chảy 179,5OC, muối iothydrat nóng chảy 183OC.
- Năng suất quay cực ∀D= -21O (H2O)
- Có tính bazơ làm giấy quỳ chuyển sang màu xanh.

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ


1.2.2 Tính chất hóa học
Mimosine l alcaloid thuộc vịng pyridin đồng thời vừa là acid amin nên
mimosine có tính chất của cả 2 hợp chất trên.
- Có thể tác dụng với rượu tạo este, tác dụng với PCl5 tạo ra HCl, và có khả

năng acyl hóa với acid.
- Tác dụng với HNO2 giải phóng khí nitơ và nước. Đây là phản ứng có thể
định lượng amimo acid theo Banslaik.
- Tác dụng với nhiệt và lên men tạo ra mạch vòng do bản chất mimosine là
α -amimo acid.
- Mimosine có khả năng tạo phức càng cua với các kim loại, đặc tính này có
liên quan đến khả năng gây độc của mimosine, định tính và tách chiết mimosine.
Dưới tác dụng của enzym mimosine aminotransferase hoặc mimosinase,
mimosine sẽ phân giải tạo thành 3 – hydroxy – 4 (1H) – pyridone (3,4 DHP), acid
pyruvic và amoniac [16].

Hình 1.13: Sự phân giải mimosine bởi enzym

Dưới tác dụng của enzym L – mimosine synthase, mimosine sẽ chuyển
hóa thành 3 – hydroxy – 4 (1H) – pyridone (3,4 DHP), mimosinamine và mimosinic
acid theo sơ đồ sau [44]:

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ


Hình 1.14: Sự chuyển hóa mimosine thành các hợp chất khác dưới tác dụng của
enzym L – mimosine synthase.

LVCH: Nghiên cứu thu nhận mimosine từ cây mắc cỡ