Nghiên cứu quy trình tách chiết asiaticoside từ cây ngũ gia bì chân chim

Lê Thị Nga và Đtg

Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ

187(11): 13 - 17

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 lồi của cả họ) và 4 thứ, trong
số đó có tới 40 lồi (chiếm 71,2% số lồi
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.
Ngoài ra, chân chim còn 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 môi, điều kiện chiết. Vì vậy mục
đích của nghiên cứu là nhằm tối ưu hóa q
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 80oC 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 mơi: Dùng dung mơi ethanol (dạng tinh
khiết – Việt Nam).
Bố trí thí nghiệm
Asiaticoside được chiết từ vỏ cây ngũ gia bì
chân chim bằng dung môi ethanol 50, 60, 70,
13


Lê Thị Nga và Đtg

Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ

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 thơ, 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 thơng qua diện tích
peak chuẩn và diện tích peak ghi nhận được
của mẫu cơng thức sau: [1]

X 

Sm
A* K
Sas

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
14

187(11): 13 - 17

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
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
CT

Ảnh hưởng của thời gian chiết
Từ bảng 2 ta thấy thời gian tách chiết có

ảnh hưởng đến q trình chiết tách
asiaticoside từ ngun 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
Thời gian chiết
Hàm lượng
(giờ)
asiaticoside (%)
CT1
3h
0,036b ± 0,001
CT2
4h
0,040a ± 0,002
CT3
5h
0,036b ± 0,002
CT4
6h
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
CT

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


Lê Thị Nga và Đtg

Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ

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 60oC đến 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 80oC. Vì vậy nhiệt độ sấy thích hợp là
80oC.
Bảng 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy
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
CT

Nhiệt độ (°C)

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 mơi/
ngun liệu thích hợp là 15/1 để tiết kiệm
dung mơi.
Bảng 4. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/ nguyên liệu
CT
CT1
CT2
CT3

Tỷ lệ dung môi/
nguyên liệu
(ml/g)
10/1
15/1
20/1

Hàm lượng
asiaticoside (%)
0,048b ± 0,002
0,054a ± 0,002
0,055a ± 0,002

Tối ưu hóa q trình tách chiết
Chúng tơi sử dụng phương pháp bề mặt chỉ
tiêu theo thiết kế thí nghiệm của Box-

187(11): 13 - 17

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 DesignExpert 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 *103
*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

A
(nhiệt
độ
sấy)

1
2
3
4

5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

75
85
75
85
75
85
75
85
80
80
80
80
80
80
80
80

80

Biến thực
B
C
Hàm lượng
(dung
(nồng
asiaticoside
mơi/
độ
(%)
ngun ethanol)
liệu)
10/10
80
0,040
10/10
80
0,041
20/1
80
0,043
20/1
80
0,041
15/1
70
0,035
15/1

70
0,011
15/1
90
0,013
15/1
90
0,027
10/1
70
0,032
20/1
70
0,035
10/1
90
0,031
20/1
90
0,032
15/1
80
0,054
15/1
80
0,053
15/1
80
0,055
15/1

80
0,055
15/1
80
0,054

Để đánh giá mơ hình chúng tơi sử dụng phân
tích ANOVA. Kết quả phân tích ANOVA
được thể hiện qua bảng sau:
15


Lê Thị Nga và Đtg

Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ

187(11): 13 - 17

Bảng 6. Phân tích phương sai ANOVA của mơ hình chiết asiaticoside từ vỏ cây ngũ gia bì chân chim
Nguồn
Model
A
B
C
AB
AC
BC
A2
B2
C2

Residual
Lack of Fit
Sai số (pure error)
SS tổng Số

SS
60,47
2,07
0,25
1,04
0,093
1,39
0,032
3,21
4,16
44,64
0,45
0,32
0,12
60,91

DF
9
1
1
1
1
1
1
1

1
1
7
3
4
16

MS
6,72
2,07
0,25
1,04
0,093
1,39
0,032
3,21
4,16
44,64
0,064
0,11
0,031

Chuẩn F
105,14
32,40
3,89
16,22
1,46
21,79
0,51

50,30
65,07
698,63

Giá trị p
< 0,0001
0,0267
0,0485
0,0386
0,0671
<0,0001
0,0956
<0,0001
0,0364
< 0,0001

3,52

0,0743

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

Hình 2. Hàm kỳ vọng và điều kiện tối ưu ở hàm lượng asiaticoside

16


Lê Thị Nga và Đtg

Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ

187(11): 13 - 17

TÀI LIỆU THAM KHẢO

KẾT LUẬN
Điều kiện tách chiết thích hợp để thu được
hàm lượng asiaticoside được xác định như
sau: Nhiệt độ sấy 80oC, 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 BoxBehnken 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 tơi chỉ ra tiềm năng sử dụng
vỏ cây ngũ gia bì chân chim trong dược phẩm.

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
*

Tel: 01685141798

17