Tài liệu Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly hàm lượng anthranoid trong rễ cây ba kích

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ---------------------- BÙI THỊ PHƢƠNG Tên đề tài: NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TRÍCH LY HÀM LƢỢNG ANTHRANOID TRONG RỄ CÂY BA KÍCH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Công nghệ thực phẩm Khoa : CNSH - CNTP Khóa học : 2012 – 2016 Thái Nguyên - 2016 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ---------------------- BÙI THỊ PHƢƠNG Tên đề tài: “NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TRÍCH LY HÀM LƢỢNG ANTHRANOID TRONG RỄ CÂY BA KÍCH ” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Công nghệ thực phẩm Lớp : 44 – CNTP Khoa Khóa học : CNSH - CNTP : 2012 – 2016 Giảng viên hƣớng dẫn : ThS. Nguyễn Văn Bình Thái Nguyên - 2016 i LỜI CÁM ƠN Thực tập tốt nghiệp là một khâu quan trọng trong quá trình học tập của mỗi sinh viên nhằm hệ thống lại toàn bộ kiến thức đã học, vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học. Qua đó sinh viên ra trường sẽ hoàn thiện về kiến thức lý luận và phương pháp làm việc, nâng cao công tác, đáp ứng nhu cầu thực tiễn của công việc sau này. Trong thời gian thực hiện đề tài và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp, cùng sự cố gắng và nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo và bạn bè. Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm, lãnh đạo Viện Khoa học sự sống – trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên cùng toàn thể quý thầy cô giáo bộ môn Công nghệ thực phẩm đã hướng dẫn để tôi có được kiến thức như ngày hôm nay. Tôi xin đặc biệt cám ơn đến ThS. Nguyễn Văn Bình đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và truyền đạt những kinh nghiệm quý báu để tôi hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp của mình. Tôi cũng xin chân thành cám ơn gia đình, bạn bè đã luôn động viên và giúp đỡ tận tình tôi trong suốt quá trình làm thực tập, rèn luyện để thành khóa luận tốt nghiệp này. Tuy nhiên, do thời gian thực tập có hạn, trình độ kinh nghiệm còn chưa nhiều nên tôi không tránh được khỏi thiếu sót và hạn chế. Kính mong nhận được sự đóng góp của thầy cô và các bạn để bài khóa luận được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 20 tháng 5 năm 2016 Sinh viên Bùi Thị Phƣơng ii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1. Hóa chất sử dụng trong thí nghiệm ....................................................20 Bảng 3.2. Thiết bị sử dụng trong thí nghiệm.......................................................20 Bảng 3.3. Dụng cụ sử dụng trong thí nghiệm .....................................................21 Bảng 3.4 Lựa chọn nồng độ dung môi để trích ly hàm lượng anthranoid .........24 Bảng 3.5. Bảng mã hóa các điều kiện tối ưu trích ly anthranoid trong rễ ba kích ......................................................................................................26 Bảng 3.6. Bảng thiết kế thí nghiệm tối ưu trích ly hàm lượng anthranoid trong rễ ba kích. ..................................................................................26 Bảng 4.1. Ảnh hưởng của phương pháp trích ly đến quá trình trích ly hàm lượng anthranoid trong rễ ba kích. ......................................................29 Bảng 4.2. Kết quả ảnh hưởng của loại dung môi đến hiệu suất trích ly .............30 Bảng 4.3. Ảnh hưởng của nồng độ dung môi đến quá trình trích ly hàm lượng anthranoid trong rễ ba kích. ................................................................31 Bảng 4.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu/ dung môi trong trích ly ........................................................................................33 Bảng 4.5. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả trích ly hàm lượng anthranoid trong rễ ba kích. ................................................................34 Bảng 4.6. Kết quả hàm lượng anthranoid trong rễ ba kích .................................36 Bảng 4.7 Kết quả phân tích ANOVA cho mô hình trích ly hàm lượng anthranoid trong rễ ba kích. ................................................................37 Bảng 4.8 Bảng giá trị giải pháp tối ưu nhất của thí nghiệm cho hàm lượng anthranoid cao nhất. ............................................................................41 iii DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 2.1. Rễ ba kích..............................................................................................4 Hình 2.2. Công thức cấu tạo của một số chất trong rễ ba kích. ............................8 Hình 3.1. Sơ đồ lựa chọn phương pháp trích ly ..................................................22 Hình 3.2. Sơ đồ lựa chọn dung môi trích ly ........................................................23 Hình 4.1. Đồ thị ảnh hưởng của phương pháp trích ly đến hiệu quả trích ly hàm lượng anthranoid trong rễ ba kích. ..............................................29 Hình 4.2. Ảnh hưởng của loại dung môi đến hiệu suất trích ly ..........................31 Hình 4.3. Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ dung môi đến hiệu quả trích ly hàm lượng anthranoid trong rễ ba kích. ......................................................32 Hình 4.4. Đồ thị ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu trên dung môi đến hiệu quả trích ly hàm hượng anthranoid trong rễ ba kích. ................................33 Hình 4.5. Đồ thị ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả trích ly hàm lượng anthranoid trong rễ ba kích. ................................................................35 Hình 4.6. Bề mặt biểu hiện sự ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi/nguyên liệu và nồng độ ethanol đến trích ly anthranoid trong rễ ba kích. ..................38 Hình 4.7. Bề mặt biểu hiện sự ảnh hưởng của thời gian chiết và nồng độ ethanol đến trích ly hàm lượng anthranoid trong rễ ba kích. ..............39 Hình 4.8. Bề mặt biểu hện sự ảnh hưởng của thời gian và tỉ lệ nguyên liệu/dung môi đến trích ly hàm lượng anthranoid trong rễ ba kích. ...40 Hình 4.9. Hàm kì vọng và điều kiện tối ưu chiết hàm lượng anthranoid trong rễ ba kích. ............................................................................................41 iv MỤC LỤC Phần 1: MỞ ĐẦU ......................................................................................................1 1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................1 1.2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................2 1.3. Yêu cầu của đề tài ................................................................................................3 Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...........................................................................4 2.1 Giới thiệu về cây ba kích.......................................................................................4 2.1.1. Phân loại, sự phân bố, đặc điểm của ba kích ....................................................4 2.1.2. Thành phần hóa học và các hoạt chất sinh học trong ba kích ...........................7 2.1.3. Tác dụng của ba kích.........................................................................................8 2.2. Các nghiên cứu trong nước và ngoài nước. .......................................................11 2.2.1. Tình hình nghiên cứu trong nước ....................................................................11 2.2.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước ....................................................................12 2.3. Nguyên tắc trích ly hợp chất từ thực vật ............................................................14 2.3.1. Dung môi trích ly ............................................................................................14 2.3.2. Phương pháp trích ly .......................................................................................15 Phần 3: NỘI DUNG, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....................................20 3.1. Đối tượng, địa điểm và thời gian nghiên cứu.....................................................20 3.1.1 Đối tượng nghiên cứu.......................................................................................20 3.1.2 Hóa chất, dụng cụ và thiết bị nghiên cứu .........................................................20 3.1.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ...................................................................21 3.2 Nội dung nghiên cứu ...........................................................................................21 3.3. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................22 3.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm .........................................................................22 3.3.2. Phương pháp phân tích ....................................................................................27 3.3.3 Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................28 Phần 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................................29 4.1. Nghiên cứu lựa chọn phương pháp trích ly ........................................................29 v 4.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của lựa chọn dung môi đến trích ly. .................30 4.3 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ dung môi chiết ..............................31 4.4 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu/dung môi hữu cơ .............32 4.5 Kết quả ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả trích ly ......................................34 4.6 Nghiên cứu tối ưu thời gian, nồng độ dung môi, tỉ lệ nguyên liệu/ dung môi đến khả năng trích ly hàm lượng anthranoid trong rễ ba kích. ........................................35 4.6.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi/nguyên liệu và nồng độ cồn trong trích ly hàm lượng anthranoid trong rễ ba kích. ............................................................................38 4.6.2 Ảnh hưởng của thời gian và nồng độ cồn trong trích ly hàm lượng anthranoid trong rễ ba kích. .........................................................................................................39 4.6.3 Ảnh hưởng của thời gian và tỉ lệ nguyên liệu/ dung môi trong quá trình trích ly hàm lượng anthranoid trong rễ ba kích. ....................................................................40 Phần 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................43 5.1 Kết luận ...............................................................................................................43 5.2 Kiến nghị .............................................................................................................43 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................44 A. Tài liệu tiếng Việt .................................................................................................44 B. Tài liệu nước ngoài ...............................................................................................45 PHỤ LỤC 1 Phần 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Khoa học và công nghệ ngày càng phát triển, đầu tư ở nhiều lĩnh vực và ngành công nghệ thực phẩm nói riêng, con người ngày nay không chỉ lo ăn, lo mặc mà còn cần cần đến thực phẩm không chỉ giàu dinh dưỡng mà còn tăng cường sức khỏe, phòng và điều trị bệnh tật, kéo dài tuổi thọ. Do đó mà những sản phẩm thực phẩm chức năng hiện nay có thành phần dinh dưỡng đặc biệt với cơ thể từ những hoạt chất tự nhiên đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của con người. Trong những năm gần đây, xu hướng ở Việt Nam cũng như trên thế giới, con người ngày càng tiêu dùng các sản phẩm có nguồn gốc dược liệu tự nhiên. Khí hậu ở Việt Nam thích hợp cho các loại cây dược liệu phát triển đa dạng và phong phú, tạo điều kiện cho việc dùng các các cây dược liệu để sản xuất một số sản phẩm chức năng có tính tiện dụng, có lợi cho sức khỏe con người. Ba kích và những sản phẩm được làm từ rễ ba kích như rượu ba kích, cao lỏng ba kích, siro ba kích là những sản phẩm có tác dụng dược lý cao, ba kích có nhiều công dụng tốt với sức khỏe như bổ thận, bổ gân cốt, làm tăng nhu động ruột và làm giảm huyết áp, ích tim, mạnh gân cốt, bổ trí não, khử phong thấp, giảm xơ cứng động mạch, tăng cường khả năng sinh lý nam giới [2], [8]. Ba kích hay còn gọi là cây ruột gà, là một loại thuốc quý được xếp vào danh lục đỏ cây thuốc Việt Nam, sách đỏ Việt Nam. Ba kích gồm 2 loại ba kích trắng và ba kích tím, tuy nhiên ba kích tím thường được sử dụng nhiều hơn do hàm lượng hoạt chất cao hơn so với ba kích trắng. Ba kích tím (Morinda offcinalis How) thuộc họ cà phê ( Rubiaceae) [13]. Cây Ba kích được coi là cây bản địa của vùng Quảng Ninh. Trong rễ ba kích chiếm chủ yếu là hợp chất antharglycosid mà theo y học cổ truyền ba kích có tác dụng hạ huyết áp, tăng tính dẻo dai, tăng cường đề kháng cơ 2 thể, chống viêm, chữa thận hư, tráng dương, phụ nữ khó có thai, tay chân đau nhức, giúp ăn ngon miệng. Ngoài ra ba kích đem ngâm rượu còn là đặc sản của vùng đất Quảng Ninh. Ở Việt Nam cây ba kích được trồng nhiều ở các tỉnh như Quảng Ninh, Vĩnh Phúc, Bắc Giang, Thái Nguyên, Phú Thọ, Quảng Nam [14], [22]. Với tác dụng tốt cho sức khỏe và là cây thuốc tự nhiên nên ba kích được sử dụng rất nhiều, rộng rãi với các bài thuốc (sắc uống) dân gian như: Nhị tiên thang, trị bệnh cao huyết áp: Ba kích, đương quy, tri mẫu, hoàng bá, dâm dương hoắc,…. Trị thận hư, dương ủy, di tinh: Ba kích, thục địa, mỗi thứ 15g, sơn thù du, kim anh tử, mỗi thứ 12g. Trị lưng gối mỏi đau, mặt trắng nhợt nhạt, chân tay lạnh: Ba kích, tục đoạn, bổ cốt chỉ, mỗi thứ 12g, hồ đào nhục 5 quả. Trị hàn sơn biu sưng đau, thận hư di niệu, đái nhiều lần,…Và ba kích còn được sử dụng dưới dạng rượu ngâm. Hiện nay tại Việt Nam việc nghiên cứu tách chiết hợp chất anthranoid trong ba kích chưa có nhiều, tuy nhiên đã có một số nghiên cứu về tách chiết hợp chất anthranoid trong cây lô hội, quả nhàu, đại hành, ích mẫu, chút chít [7], [21]. Sản phẩm từ cây ba kích hiện nay chưa nhiều thường được ngâm rượu, hoặc sắc thuốc,… Các đề tài nghiên cứu ứng dụng ba kích ở Việt Nam còn khá mới. Việc tách chiết hợp chất anthranoid trong rễ cây ba kích áp dụng vào sản xuất các sản phẩm thực phẩm chức năng có ý nghĩa lớn và là hướng đi mới. Xuất phát từ đó tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly hàm lượng anthranoid trong rễ cây Ba kích ”. 1.2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách chiết hợp chất anthranoid toàn phần trong rễ cây ba kích để nâng cao tỉ lệ thu hồi hoạt chất sinh học anthranoid trong rễ cây Ba kích. 3 1.3. Yêu cầu của đề tài - Lựa chọn được phương pháp chiết - Lựa chọn được dung môi chiết - Xác định được nồng độ dung môi chiết. - Xác định được tỉ lệ dung môi: nguyên liệu. - Xác định được thời gian chiết. - Tối ưu hóa quá trình trích ly hàm lượng anthranoid từ rễ ba kích. 4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu về cây ba kích 2.1.1. Phân loại, sự phân bố, đặc điểm của ba kích Tên khoa học: Morinda officinalis How. Họ cà phê: Rubiaceae Tên Việt Nam: Cây ba kích hay gọi là ruột gà, ba kích thiên, nhàu thuốc, chẩu phóng xì (H’Mong), thau tày cáy (Tày), sáy cáy ( Thái), chày kiang đòi (Dao), liên châu ba kích, chồi hoàng kim (Mường) [20],[21]. Hình 2.1. Rễ ba kích Sản phẩm quan trọng của cây ba kích là rễ (Radix Morindae), rễ cây ba kích là một loại dược liệu quý có nhiều công dụng như bổ thần kinh, bổ gân cốt, chữa thấp khớp, giảm sơ cứng động mạch, tăng cường khả năng sinh lý nam giới [1],[22]. Phân loại: Ba kích gồm 2 loại là ba kích trắng và ba kích tím. Ba kích tím và ba kích trắng nhìn bề ngoài không khác nhau là mấy, chỉ khác ba kích tím màu vỏ rễ có màu vàng sậm, còn ba kích trắng có màu vàng nhạt. Ba kích tím là loại được dùng phổ biến từ xưa do rất tốt cho sức khỏe, không phải ba kích tím là rễ có màu tím mà khi ngâm với rượu, màu của rượu ba kích chuyển thành màu tím thì gọi là ba kích tím. Ba kích trắng ít dùng, do tác dụng không tốt bằng ba kích tím. Rễ có màu vàng 5 nhạt, phần thịt bên trong màu trắng trong, không có sắc tím, khi ngâm rượu thì rượu không chuyển màu tím [14]. Phân bố: Ở Việt Nam, ba kích được trồng ở vùng núi thấp và trung du các tỉnh miền núi phía Bắc. Độ cao phân bố khoảng 100m so với mặt nước biển cây trồng ở Hoàng Bồ, Cẩm Phả (Quảng Ninh), Ba Vì (Hà Nội), Yên Bái, Lạng Sơn, Bắc Kạn Sơn La, Hà Giang, Hòa Bình, Thanh Hóa và một số ít ở Bắc Ninh, Sơn Động (Bắc Giang), Phú Thọ. Miền năm ba kích có trổng ở Đèo Sương Mù, Hướng Hóa (Quảng Trị), Tây Giang (Quảng Nam), Cầu Hai (Vĩnh Phú). Càng lên cao cây mọc càng thưa dần và đến gầm 1000m so với mực nước biển hầu như ít gặp [5]. Ở Trung Quốc, ba kích có trồng ở các tỉnh Vân Nam, Quảng Tây, Hải Nam, Quảng Đông [5]. Diện tích trồng cây ba kích tím tăng nhanh trong những năm gần đây, theo thống kê của sở Nông nghiệp và Phát Triển Nông thôn tỉnh Quảng Ninh năm 2012 diện tích trồng là 10 ha cây ba kích tím đến năm 2014 diện tích trồng tăng lên là 55,6 ha [3],[4]. Đặc điểm thực vật học Cây ba kích là cây thảo, sống lâu năm, leo bằng thân quấn, dài hằng mét. Thân non màu tím, có lông, phía sau nhẵn, cành non có cạnh. Lá mọc đối hình mác hoặc hình bầu dục, thuôn nhọn, cứng dài 6 – 14 cm, rộng 2,5 – 6 cm, cuống ngắn, lúc non có lông dày hơn ở mặt dưới thường tập trung ở gân và mép lá màu xanh lục, khi già ít lông hơn màu trắng mốc, lá kem mỏng, ôm sát vào thân [21], [22], [23]. Hoa nhỏ màu trắng sau hơi vàng, tập trung thành tán ở đầu cành, cụm hoa chủ yếu là xim tán kép, ít khi cụm hoa tán đơn. Ở cụm xim tán kép hoa hầu như không có cuống còn ở cụm xim tán đơn có cuống rõ ràng, hoa nhỏ, ống đài dạng chén hay ống gồm những lá đài nhỏ phát triển có 3 – 4 răng nhỏ không đều. Tràng màu trắng, ống tràng dài 2 – 3 mm, họng có lông, ở đầu có 3 - 4 cánh trắng dạng tam giác nhỏ. Tràng hoa hàn liền ở phía dưới thành ống ngắn, tràng hoa dính liền đỉnh. Nhị 3 – 4 bao phấn nhọn đầu, 2 ô, đính lưng, chỉ nhị cực ngắn, vòi nhụy ngắn, đầu nhụy 2 thùy. Mùa hoa tháng 5 – 6, mùa quả tháng 7 – 10 [2], [21]. 6 Quả ở dạng quả đơn, quả có cuống rõ ràng, mỗi quả có 4 hạt, quả hình cầu, rời nhau, khi chín màu đỏ, mang đài còn lại ở đỉnh. Hạt có lông màu hồng, khi khô màu trắng. Rễ cây dài, quăn queo mặt ngoài màu nâu xám hoặc nâu nhạt, có nhiều vân dọc và ngang. Nhiều chỗ nứt ngang sâu tới lõi gỗ. Mặt cắt ngang có lớp bần mỏng, mô mềm, có phần thịt dày màu tím xám hoặc màu hồng nhạt. Bên trong là thịt màu hồng hay tím, vị hơi ngọt, vị hơi ngọt. Rễ hình trụ tròn hay hơi dẹt, cong queo, dài 3 cm trở lên, đường kính 0,3 cm trở lên. Giữa là lõi gỗ nhỏ màu vàng nâu, vị hơi ngọt và hơi chát [3], [24], [25]. Đặc điểm sinh lý sinh thái Cây ba kích là cây mọc hoang dại, mọc tự nhiên trong rừng thường xanh, nay trở nên thứ sinh cùng cây bụi và dây leo dưới tán rừng 20 – 60%, cây leo lên thân cây bụi, cây gỗ nhỏ để lấy ánh sáng. Cây ưu sáng, ẩm và chịu bóng nhất là khi còn nhỏ. Khi lớn lên ba kích sống trong điều kiện sáng hoàn toàn [4]. Cây ba kích sinh trưởng và phát triển tốt trên đất có nhiều mùn (3,78 – 5,91%), tơi xốp, thoát nước tốt, hơi chua (pH từ 3,6 – 4,1), cũng mọc tự nhiên trên đất feralit đỏ - vàng, tầng đất thịt tương đối dày, có kết cấu tương đối hạt và kém vón. Hàm lượng tổng số các chất trong 100g đất lần lượt là: Nitơ 0,24 – 0,34 mg, Lân 0,7 – 1,5 mg và Kali 7mg. Tuyệt đối không trồng ở nơi úng bí, cây không thích hợp trồng ở đất phù sa và các nơi đồng bằng. Cây ra hoa quả hàng năm, tái sinh tự nhiên chủ yếu bằng hạt hoặc mọc cụm chồi từ các phần còn lại, sau khi chặt phần rễ còn sót lại khi khai thác cũng có thể nảy mầm thành cây mới [3], [5]. Trong tự nhiên Ba kích sinh trưởng và phát triển tốt ở những vùng có đặc trưng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng và ẩm. Nhiệt độ không khí trung bình khoảng 21- 23oC, độ ẩm trung bình là 82 -89oC [12]. Ba kích là cây ưa sáng, do đó ánh sáng rất quan trọng đối với sự sinh trưởng và phát triển của cây, bặt biệt khi cây đã lớn. Cây được chiếu sáng sẽ ra hoa nhiều hơn và hạt chắc hơn khi bị che bóng. Độ ẩm của đất có vai trò rất quan trọng đối với sự phát triển của bộ rễ, vì cây chủ yếu để thu lấy rễ, nước được cung cấp đầy đủ đảm bảo quá trình sinh trưởng, hô hấp và trao đổi chất. Đất ẩm, hệ thống lông hút được bảo vệ, bộ rễ 7 nạc được phát triển tốt. Nếu thiếu nước cây sẽ vàng, héo úa, rễ cây kém phát triển, còi cọc. Nhưng nếu nhiều nước quá cây sẽ bị úng, hệ thống lông hút bị thối, chết sau 5 – 7 ngày [3], [5]. Trong tự nhiên cây sinh trưởng tốt sử dụng các chất khoáng và chất hữu cơ có sẵn trong đất, lá cây rụng xuống và các sản phẩm thứ cấp khác cung cấp dinh dưỡng cho đất. Đối với trồng để canh tác, khai thác thì cần có chế độ chăm sóc và bón phân đầy đủ, vì thiếu Mg cũng có thể vàng lá và rụng lá [4]. 2.1.2. Thành phần hóa học và các hoạt chất sinh học trong ba kích a. Thành phần hóa học của ba kích Trong cây Ba kích có chứa thành phần : Gentianine, carpaine, Choline, Trigonelline, Disogenin, Yamogennin, Gitogenin, Tigogenin, Vitexin, Orientin, Quercentin, Leteolin, Vitamin B1, Mirindin, vitamin C [1],[2]. Rễ cây Ba kích (Radix Morindae) chứa: Antharglycozid (antharquinoid), đường, acid hữu cơ, Phytosterol và ít tinh dầu, Mirindin. Rễ tươi còn có vitamin C, gần đây người ta phát hiện trong dễ ba kích có hợp chất monotecpen như 1 – borneol-6-O-  apisyl- D glucozid, hợp chất irodoid, mirindoild,… [13] Nhóm các nhà khoa học của trường đại học dược Kyoto - Nhật Bản đã xác định được nhóm các chất trong rễ ba kích: - Hợp chất anthranoid: Alizarin-1-methylether, lucidin-ω-methylether, 1hydroxy-2,3-dimethylanthraquinon,1-hydroxy-3-hydroxymethylanthraquinon, tertoquinon [12], [18]. - Hợp chất iridoid: Morindolid, morofficinalosid, asperulosid, asperulosidic acid, monotropein, desacetyl asperulosidic acid [3], 18]. - Hợp chất monoterpenglycosid: 1-borneol-6-op-D-apiosyl-p-D-glucosid. - Hợp chất sterol (p-sitosterol, oxositosterol) [2], [3]. Đặc biệt, 2 iridoid: morindolid, morofficinalosid là 2 chất mới, chỉ thấy có trong Ba kích [14], [18]. - Vitamin C chỉ có trong Ba kí ch tươi [5]. 8 Hình 2.2. Công thức cấu tạo của một số chất trong rễ ba kích [10]. b. Các hoạt chất chính trong ba kích Hoạt chất anthraglucosid: Anthraquinoid là dẫn suất của dixetonanthraxen, là sản phẩm thủy phân anthraglucosid. Tính chất của anthraglucosid khác nhau phụ thuộc vào dạng oxy hóa hay dạng khử, dạng khử có tác dụng sinh lý mạnh hơn dạng oxy hóa. Trong rễ ba kích anthraglucosid ở dạng khử nên có tác dụng sinh lý mạnh [2]. Hoạt chất anthranoid: Trong rễ ba kích hoạt chất anthranoid có tác dụng thanh nhiệt, hạ hỏa, giải độc, ích thận, cường gân cốt,…Do vậy, sản phẩm từ rễ ba kích thường được dùng để bổ thận, tráng dương, ích tinh, mạnh gân cốt, trừ phong thấp, ngoài ra anthranoid có tác dụng giảm đau, trị viêm da, ngăn ngừa sự xâm nhập của các độc tố, vi khuẩn, bảo vệ gan, giảm cholesterol trong máu [2], [10], [22]. 2.1.3. Tác dụng của ba kích Tính vị và công năng của ba kích có vị ngọt hơi cay, tính ấm và kinh thận. Có tác dụng ôn thận, trợ dương, mạnh gân cốt trừ phong thấp [5]. Ba kích kím có nhiều công dụng và có lợi cho sức khỏe con người. Đối với người nam giới có hoạt động sinh dục không bình thường, ba kích có tác dụng bổ thận, tráng dương được dùng trong các trường hợp thận dương suy, tăng cường sự 9 dẻo dai, không thẫy có tác dụng kiểu Androgen. Tuy không làm thay đổi tinh dịch đồ nhưng trên thực tế nó cáo tác dụng hỗ trợ và cải thiện sinh dục cũng như điều trị vô sinh cho những nam giới có trạng thái vô sinh tương đối và suy nhược thể lực. Đối với cơ thể những người tuổi già, trên những người có biểu hiện mệt mỏi, kém ăn, kém ngủ, người gầy yếu thì ba kích có tác dụng tăng lực rõ rệt như đỡ mệt mỏi, ngủ ngon, ăn ngon miệng [7]. Ngoài ra, ba kích còn có những tác dụng khác như giảm đau mỏi các khớp chân, tay, giảm huyết áp, tác dụng nhanh với các tuyến cơ nang, bổ trí não, giúp ăn ngon miệng [6]. - Tác dụng dược lý: rễ ba kích chiết xuất bằng rượu có tác dụng giảm huyết áp, có tác dụng nhanh đối với các tuyến cơ năng, tăng cường não [14]. - Tăng sức dẻo dai: phương pháp chuột bơi, ba kích với liều lượng 5 -10g/kg dùng liên tiếp 7 ngày thấy tác dụng tăng sức dẻo dai cho súc vật thí nghiệm (theo Trung Dược Học) tác dụng của Ba kích tương đương với nhân sâm, hơn đinh lăng gần 2 lần [13] . - Tăng sức đề kháng: Dùng phương pháp pháp gây nhiễm độc cấp bằng Ammoni Clorua trên chuột nhắt trắng, với liều 15-20g/kg. Ba kích có tác dụng tăng sức đề kháng chung của cơ thể với các yếu tố độc hại [15], [21]. - Chống viêm: Theo Đông y Trung Quốc ba kích có tác dung chống viêm trên mô hình gây viêm thực nghiệm ở chuột cống trắng bằng Kaolin 10% với liều lượng 5-10g/kg. Ba kích có tác dụng chống viêm rõ rệt. Hợp chất iridoid có khả năng chống viêm ở thỏ [15], [21]. - Đối với hệ thống nội tiết : Thí nghiệm trên chuột cống đực thấy ba kích không có tác dụng kiểu androgen. Ba kích làm tăng trọng lượng tinh hoàn, cơ nâng hậu môn và túi tinh còn trọng lượng tuyến tiền liệt không có gì thay đổi đáng kể [15], [21]. Nước sắc ba kích 20% đem thử trên ruột và tử cung cô lập thỏ, có tác dụng tăng nhu động ruột và tăng co bóp tử cung [13]. 10 - Tác dụng trên huyết áp: tuỳ thuộc vào nồng độ. Nói chung, liều cao mới cho tác dụng hạ áp [13], [20]. - Hạ đường huyết và giảm stress: Dịch chiết cồn ba kích có tác dụng hạ đường huyết và giảm stress oxy hóa trên chuột cống đái tháo đường giúp ngăn ngừa các biến chứng của đái tháo đường. Ba kích có tác dụng bảo vệ tế bào chống lại stress oxy hoá trên tế bào Leydig TM3 gây bởi hydrogen peroxide [8]. Oligosaccharid có tác dụng chống trầm cảm, chống tổn thương tế bào thần kinh do corticosteron, có rất nhiều thử nghiệm lâm sàng chứng minh viên nang oligosaccharid từ ba kích có thể chữa trị chứng trầm cảm mức độ nhẹ và vừa, hiệu quả chữa trị tương đương với fluoxetin hydrochlorid, phản ứng phụ rất ít và nhẹ, có thể áp dụng trong chữa trị chứng trầm cảm mức độ nhẹ và vừa [7], [11], [16]. Năm hợp chất có tác dụng chống trầm uất: Acid succinic, nystose, 1-Ffructosefuranosylnystose, hexasaccarid kiểu inulin và heptasaccarid [18]. - Tác dụng trên xương: Anthraquinon và Polysaccharid có liên quan đến việc điều chỉnh cũng như tăng cường sự hình thành xương, tăng sinh tế bào tạo xương in vivo, và có tác dụng trong ngăn ngừa và điều trị bệnh liên quan đến sự tiêu xương. Các polisaccharid có tác dụng bảo vệ, chống mất xương và có tính chống oxy hóa do tăng hoạt tính của các enzyme chống oxy hóa của cơ thể, làm giảm lượng MDA (Malodialdehyd) trong chuột cống thử nghiệm. So sánh với chuột được kiểm soát bình thường, Polysaccharid làm tăng sự xuất hiện của các gen như BMP2, Cbfal, Rrankl, rOPG, rPPARγ2 mARN trên chuột được điều trị bằng Polysaccharid. Các gen này đều đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển, trao đổi chất của xương và sụn [17], [23]. Vậy rễ ba kích vừa có khả năng ức chế sự tiêu xương, vừa có thể tăng cường sự tái tạo và hình thành xương. Hợp chất anthranoid có tác dụng giảm đau, chống viêm, kháng khuẩn chống oxy hóa, chống HIV [18],[19]. Theo nghiên cứu của Qiao Yan Zhang và cs cho thấy: Hợp chất 1,2dihydroxy-3-methyl anthraquinone; 1,3,8 - trihydroxy - Anthraquinone 2 – methoxy cho thấy tác dụng kích thích đáng kể đến hoạt động ALP tế bào tạo xương ở một 11 liều lượng, hợp chất 1 và 5 cho thấy tác dụng ức chế mạnh mẽ hơn với tế bào hủy xương [14]. LD30 của ba kích xác định trên chuột nhắt trắng bằng đường uống là 193g/ kg [21]. 2.2. Các nghiên cứu trong nƣớc và ngoài nƣớc. 2.2.1. Tình hình nghiên cứu trong nước Từ lâu, việc nghiên cứu các hoạt tính sinh học được đầu tư và thực hiện trên nhiều loại dược liệu khác nhau. Theo tài liệu của Viện dược liệu, Việt Nam đã phát hiện ra 1863 loài thuốc thuộc 1033 chi, 263 họ và 101 bộ, 17 lớp, 11 nghành thực vật. Tính đến năm 2003, số loài cây thuốc ở Việt Nam lên đến 3854 loài cây thuốc, thuộc 309 họ của 9 nghành thực vật khác nhau, chứng tỏ sự đa dạng phong phú về các loại cây thuốc ở Việt Nam [23]. Trong đó có nghiên cứu nhiều ở các đơn vị nghành y tế, lâm nghiệp, nông nghiệp, trạm nghiên cứu dược học Hà Nội. Đối với Việt Nam cũng nhưng một số nước Châu Á như Hàn Quốc, Trung Quốc, Nhật Bản có truyền thống chữa bệnh theo y học cổ truyền từ lâu đời, vì vậy ngoài sử dụng các loại cây dược liệu làm thuốc thì nghiên cứu tách chiết các hoạt chât sinh học tự nhiên trong các loại cây dược liệu cũng rất được quan tâm. Một số hợp chất quan trọng như anthranoid, quinin, morphin,…chưa chế tạo được từ con đường tổng hợp mà phải tách chiết từ thảo dược. Ngày nay, các hoạt chất sinh học của nhiều loại dược liệu có tác dụng kháng sinh thực vật chữa một số bệnh nhiểm khuẩn một cách hiệu quả [17]. Theo nghiên cứu của Nguyễn Mạnh Quân và cs về tác dụng của ba kích lên sự phát triển của cơ quan sinh dục chuột cống đực: Ba kích làm tăng trọng lượng tinh hoàn, túi tinh, tuyến tiền liệt, tuyến. Ở chuột trưởng thành, ba kích còn làm tăng nồng độ Testosterone ở huyết thanh chuột. Ba kích không làm biến đổi mô học tinh hoàn chuột, không làm tăng đường kính ống sinh tinh, nhưng làm tăng tỷ lệ ống sinh có tinh trùng. 12 - Viện khoa học lâm nghiệp Việt nam đã nghiên cứu thăm dò về cây trồng, bảo quản hạt và dược tính của cây ba kích như nghiên cứu gây trồng ba kích bằng hom thân dưới tán rừng và ngoài đất trống có dàn che của Nguyễn Đình Cầm (1972 - 1977) tại Trung tâm Khoa học Lâm nghiệp vùng Trung tâm Bắc Bộ; Nghiên cứu của GS Lê Đình Khả (1977) đã nghiên cứu thăm dò về bảo quản hạt ba kích và phương thức gieo ươm. + Theo nghiên cứu của Trần Mỹ Tiên và cs. Ba kích thể hiện tác dụng kiểu androgen trên chuột đực bình thường và chuột đực giảm năng sinh dục ở 2 liều thử nghiệm 50mg/kg và 100mg/kg. Ở 2 liều này trọng lượng tinh hoàn không thay đổi trên chuột đực bình thường và thể trọng cũng không thay đổi sau thời gian thử nghiệm [9], [14]. + Nghiên cứu nhân giống in vitro cây ba kích của Võ Châu Tuấn và cs (2010). Tác giả đã tái sinh chồi in vitro trên môi trường cơ bản MS bổ sung 0,25 mg/l kinetin. Đoạn thân khoảng 1 cm của cây ba kích in vitro được nuôi cây trên môi trường M bổ sung các chất kích thích sinh trưởng khác nhau cho cảm ứng nhân nhanh chồi. Số chồi in vitro đạt lớn nhất trên môi trường cơ bản MS bổ sung 3,5 mg/l + 0,2 mg/l IBA ( với 15,00 chồi /mẫu cây). Chồi được tạo rễ trên môi trường M bổ sung IBA hoặc NAA hình thành rễ tốt nhất trên môi trường MS bổ sung 0,2 mg/l IBA [10]. Đã có những nghiên cứu về thành phần hóa học và tách chiết các hợp chất antharnoid trong cây lô hộ, đại hoàng, ích mẫu, củ cốt khí, rễ cây chút chít và một số công trình nghiên cứu tách chiết các hoạt chất sinh học như đề tài nghiên cứu “ Nghiên cứu sản xuất một số sản phẩm thực phẩm chức năng” của tác giả Nguyễn Đức Tiến và cộng sự viện Cơ điện Hà Nội năm 2005 [24]. 2.2.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Singapre…các nước này tập trung tách chiết cây thuốc từ nguồn rừng tự nhiên và rừng trồng. Đã có nhiều công trình nghiên cứu về thành phần hóa học của cây ba kích. 13 Năm 1995 nhóm tác giả người Nhật Bản Yoshikawa M, Yamayuchi S, Nishisaka H, Yamahara J, Murakami N, đã nghiên cứu thành phần hóa học thuốc kháng sinh tự nhiên (morindolide and moroffcinaloside) của rễ cây ba kích [27]. Ba kích là một cây thuốc quý có giá trị sử dụng trong và ngoài nước. Trên thế giới đã nghiên cứu về một số hợp chất trong rễ ba kích có ứng dụng trong điều trị như Monotropein có tác dụng chống viêm của nhóm tác giả Shin Ji-Sun , et al. (2013), “Monotropein isolated from the roots of Morinda officinalis ameliorates proinflammatory mediators in RAW macrophages and dextran sulfate sodium (DSS)-induced colitis via inactivation” [29]. Nghiên cứu Oligosaccharid trong rễ ba kích có tác dụng chống trầm cảm, chống tổn thương tế bào thần kinh do corticosteron của nhóm tác giả Feng F, et al. (2012), “Study on oligosaccharides from Morinda officinalis”, Zhong Yao Cai [28], hay nhóm Anthraquinon và Polysaccharid có tác dụng trong ngăn ngừa và điều trị bệnh liên quan đến sự tiêu xương của nhóm tác giả Zhu Meng Yong, et al. (2011), “Extraction of polysaccharides from Morinda officinalis by response surface methodology and effect of the polysaccharides on bone-related genes” [28]. Theo nghiên cứu của Qiao Yan Zhang và cs cho thấy: Hợp chất 1,2dihydroxy-3-methyl anthraquinone; 1,3,8 - trihydroxy - Anthraquinone 2 – methoxy cho thấy tác dụng kích thích đáng kể đến hoạt động ALP tế bào tạo xương ở một liều lượng, hợp chất 1 và 5 cho thấy tác dụng ức chế mạnh mẽ hơn với tế bào tủy xương [26]. Theo kết quả nghiên cứu của Deng SD và cs thì năm oligosaccharides (sucrose, kestose, nystose, 1F-Fructofuranosyinystose và Bajijiasu) được hấp thụ trong toàn bộ ruột, và tỷ lệ hấp thụ bị ảnh hưởng bởi pH của dung dịch máu, nồng độ thuốc và phân khúc ruột. Năm oligosaccharides được hấp thu chủ yếu thông qua sự khuếch tán thụ động trong các phân khúc ruột, không hấp thụ bão hòa. Chúng được hấp thu tốt trong tất cả ruột và chủ yếu ở tá tràng và hỗng tràng [25].