BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ
ĐIỀU KIỆN LY TRÍCH HOẠT CHẤT CỦA
NẤM LINH CHI (GANODERMA LUCIDUM)
ĐƢỢC TRỒNG Ở MIỀN NAM VIỆT NAM CÁN BỘ HƢỚNG DẪN NHÓM SV THỰC HIỆN:
TS. Tôn Nữ Liên Hƣơng Lê Trọng Quang; MSSV: 2102386
Nguyễn Thanh Tùng; MSSV: 2102418 Ngành: Công Nghệ Hóa Học-Khóa 36
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN NHÓM SV THỰC HIỆN:
TS. Tôn Nữ Liên Hƣơng Lê Trọng Quang; MSSV: 2102386
Nguyễn Thanh Tùng; MSSV: 2102418 Ngành: Công Nghệ Hóa Học-Khóa 36
Tháng 12/2014
g
i
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
Trƣờng Đại Học Cần Thơ Cộng Hoà Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam
Khoa Công Nghệ Độc Lập-Tự Do-Hạnh Phúc
Bộ Môn Hoá Học
NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
1. Cán bộ hƣớng dẫn: Ts. Tôn Nữ Liên Hƣơng
2. Đề tài: “Khảo sát thành phần hóa học và điều kiện ly trích hoạt chất của
nấm linh chi (Ganoderma Lucidum) đƣợc trồng ở miền nam Việt Nam”.
3. Sinh viên thực hiện: Lê Trọng Quang MSSV: 2102386
Nguyễn Thanh Tùng MSSV: 2102418
Lớp: Công Nghệ Hóa Học Khóa: 36
4. Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét về hình thức của luận văn tốt nghiệp: b. Nhận xét về nội dung của luận văn tốt nghiệp (đề nghị ghi chi tiết đầy đủ):
Đánh giá nội dung thực hiện đề tài: Những vấn đề còn hạn chế: c. Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung
chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có): d. Kết luận, đề nghị và điểm:
c. Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung
chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có): d. Kết luận, đề nghị và điểm: Cần Thơ, ngày……tháng……năm 2014
Cán bộ phản biện
g
iv
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập ở bậc đại học, đƣợc sự giúp đỡ tận tình của các thầy
cô trong Bộ môn Hóa và bên cạnh việc thực hiện luận văn tốt nghiệp đã giúp chúng
em tiếp thu đƣợc nhiều kiến thức bổ ích, tích lũy đƣợc nhiều kinh nghiệm quan trọng
để hỗ trợ cho công việc sau này. Đạt đƣợc kết quả nhƣ ngày hôm nay, chúng em xin
gửi lời cảm ơn chân thành đến:
Tất cả các thầy cô trƣờng Đại học Cần Thơ, đặc biệt là quý thầy cô của Bộ môn
Hóa - Khoa Công Nghệ đã tận tình giảng dạy và truyền đạt kiến thức cho chúng em
trong suốt quá trình học tập ở giảng đƣờng Đại học.
Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Tôn Nữ Liên Hƣơng
giảng viên chính Bộ môn Hóa - Khoa Khoa Học Tự Nhiên đã tận tình hƣớng dẫn và
luôn tạo điều kiện để chúng em hoàn thành tốt luận văn.
Em xin gởi cảm ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Việt Bách, đã luôn quan tâm, chỉ
bảo và cho chúng em những lời khuyên chân thành nhất trong quá trình theo học tại
g
vi
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN iv
LỜI CAM ĐOAN v
MỤC LỤC vi
DANH MỤC HÌNH xi
DANH MỤC BẢNG xii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xiii
CHƢƠNG 1 MỞ ĐẦU 1
CHƢƠNG 2 TỔNG QUAN 2
2.1 Tổng quan về nấm 2
2.1.1 Nấm 2
2.1.2 Giới thiệu nấm Linh chi 3
2.1.2.1 Phân loại 3
2.1.2.2 Đặc điểm hình thái 3
2.1.2.3 Đặc điểm sinh thái Linh chi ở Việt Nam 4
2.1.2.4 Thành phần dƣợc tính cơ bản trong nấm Linh chi 5
2.2 Tổng quan về một số hợp chất quan trọng trong nấm Linh chi 7
2.2.1 Alkaloid 7
2.3.2 Định lƣợng 19
2.3.2.1 Định lƣợng đƣờng tổng 19
2.3.2.2 Định lƣợng Polysaccharide 19
2.3.2.3 Định lƣợng đƣờng khử 19
2.3.2.4 Định lƣợng pectin 24
2.3.2.5 Định lƣợng hàm lƣợng Nitơ tổng 24
2.3.2.6 Định lƣợng Triterpenoid 26
CHƢƠNG 3 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP KHẢO SÁT 29
g
viii
3.1 Phƣơng tiện nghiên cứu 29
3.1.1 Thời gian 29
3.1.2 Đối tƣợng 29
3.1.3 Vật liệu thí nghiệm 29
3.2 Nội dung nghiên cứu 29
3.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 30
3.3.1 Định danh và xử lý mẫu 30
3.3.1.1 Định danh 30
3.3.1.2 Xử lý mẫu 30
3.3.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình chiết 30
3.3.2.1 Khảo sát dung môi 30
3.3.2.2 Khảo sát nhiệt độ 30
3.3.2.3 Khảo sát thời gian chiết 31
3.3.2.4 Khảo sát tỉ lệ nguyên liệu / dung môi 31
3.3.2.5 Khảo sát phƣơng pháp chiết 32
3.3.3 Xác định độ ẩm mẫu nấm nguyên liệu 32
3.3.4 Định tính một số hoạt chất có trong mẫu nấm nguyên liệu 32
4.1.1 Khảo sát dung môi 52
4.1.2 Khảo sát nhiệt độ 52
4.1.3 Khảo sát tỉ lệ nguyên liệu / dung môi 53
4.1.4 Khảo sát thời gian chiết 53
4.1.5 Khảo sát phƣơng pháp chiết 54
4.2 Kết quả khảo sát dƣợc tính nấm linh chi 55
4.2.1 Định tính alkaloid 55
4.2.2 Định tính saponin 56
g
x
4.2.3 Định tính triterpenoid 57
4.2.4 Định tính polysaccharide 58
4.2.5 Định tính acid hữu cơ 58
4.3 Kết quả xác định hàm lƣợng một số hợp chất có trong linh chi 58
4.3.1 Xác định độ ẩm 58
4.3.2 Định lƣợng đƣờng tổng theo phƣơng pháp phenol – sulfuric 59
4.3.3 Định lƣợng Polysaccharide 60
4.3.4 Định lƣợng đƣờng đơn 63
4.3.5 Định lƣợng đƣờng khử 63
4.3.6 Định lƣợng đƣờng không khử 64
4.3.7 Định lƣợng pectin 64
4.3.8 Định lƣợng protein (Nitơ tổng) 64
4.3.9 Kết quả quy trình tách chiết polysaccharide 65
4.3.10 Kết quả quy trình tách chiết triterpenoid 66
4.3.10.1 Tách chiết cao toàn phần 66
4.3.10.2 Tinh chế, phân đoạn và xác định hàm lƣợng TP 67
4.3.11 Kết quả quy trình chiết cao tổng từ linh chi 69
sulfuric 38
Hình 3-2 Quy trình tách chiết polyssacharides 44
Hình 3-3 Quy trình thu gọn 44
Hình 3-4 Sơ đồ quy trình tách chiết triterpenoid (Trần Cao Sơn, 2010) 45
Hình 3-5 Quy trình chiết hoạt chất từ nấm linh chi Ganoderma lucidum trên dung môi
nƣớc 47
Hình 4-1 Phản ứng định tính Alkaloid 56
Hình 4-2 Thử nghiệm tính tạo bọt 56
Hình 4-3 Thử ngiệm Fontan – Kaudel 57
Hình 4-4 Phản ứng Liebermann – Burchard định tính Triterpenoid 57
Hình 4-5 Phản ứng định tính polysaccharide 58
Hình 4-6 Đƣờng hồi quy tuyến tính biểu diễn sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng
độ saccharose 59
Hình 4-7 Đƣờng hồi quy tuyến tính biểu diễn sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng
độ D-glucose 62
Hình 4-8 A. Trƣớc khi chuẩn độ - B. Sau khi chuẩn độ - C. Sau khi chuẩn 30 giây 63
Hình 4-9 A. Trƣớc khi chuẩn độ - B. Sau khi chuẩn độ 64
g
xii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2-1 Thành phần dƣợc tính cơ bản trong nấm Linh chi 5
Bảng 2-2 Bảng tỉ lệ giữa KMnO
4
và đƣờng khử 21
Bảng 2-3 Bảng tìm lƣợng glucoza theo phƣơng pháp Rodzevich 23
Bảng 2-4 Hệ số tắt của các loại Protein liên quan tới hệ miễn dịch ở bƣớc sóng 280 26
Bảng 4-1 Khảo sát lƣợng chất chiết thu hồi với từng loại dung môi. 52
CK: Chân không
CTCT: Công thức cấu tạo
EtOH: Ethanol
G. lucidum: Ganoderma lucidum
L-B: Liebermann-Burchard
MeOH: Methanol
m/v: Nguyên liệu/dung môi
PS: Polysaccharide g
1
CHƢƠNG 1 MỞ ĐẦU
LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Trong những năm gần đây, dƣợc liệu thiên nhiên ngày càng đóng vai trò quan
trọng trong việc phòng bệnh, chữa bệnh và nâng cao sức khỏe. Từ lâu, nấm Linh chi
đã là thảo Dƣợc quý hiếm, đƣợc xem nhƣ một loại là “thần Dƣợc”. Theo Đông y, Linh
chi có tác dụng kiện não, bảo an, cƣờng tâm, cƣờng phế, giải độc, trƣờng sinh (Lê
Duy Thắng, 2008). Theo Tây y, từ Linh chi ngƣời ta cũng đã bào chế thuốc chữa nhiều
bệnh, đáng quan tâm là bệnh tiểu đƣờng, viên gan, ung thƣ, AIDS (Wasser và
Solomon, 2005).
Hiện nay, ngƣời dân Việt Nam sử dụng nấm Linh chi khá nhiều, từ nhiều nguồn
khác nhau: nuôi trồng, thu hái trong thiên nhiên, nhiều khi không xác định rõ nguồn
gốc mà chủ yếu dựa vào kinh nghiệm, nhiều loài không biết có hoạt tính sinh học hay
không. Mặt khác, nhiều địa phƣơng trong nƣớc đang có phong trào nuôi trồng nấm
Linh chi Ganoderma lucidum, lấy giống từ Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc. Giá bán
- Ngành phụ nấm tiếp hợp (Zygomycotina).
- Ngành phụ nấm túi (Ascomycotina).
- Ngành phụ nấm đảm (Basidiomycotina).
- Ngành phụ nấm bất toàn (Deuteromycotina).
Tất cả các loài nấm ăn hiện nay đều thuộc nấm túi (Ascomycotina) hoặc nấm
đảm (Basidiomycotina).
Nấm không có lục lạp, không có sự phân hóa thành rễ, thân, lá, không có hoa,
phần lớn không chứa cellulose trong thành tế bào, không có một chu trình phát
triển chung nhƣ thực vật. Nấm hấp thu chất dinh d
ƣ
ỡng cần thiết từ cơ thể khác
hay từ đất qua bề mặt của tế bào hệ sợi nấm, sinh sản bằng cách tạo bào tử hữu tính
hoặc vô tính. Hệ thống phân loại sinh giới hiện nay đều coi nấm là một giới riêng,
độc lập giới thực vật và giới động vật.
g
3
2.1.2 Giới thiệu nấm Linh chi
2.1.2.1 Phân loại
Linh Chi là tên chung của một loại dƣợc liệu đƣợc phân loại nhƣ sau
Giới: Mycetalia
Ngành: Basidiomycota
Lớp: Basidiomycetes
Bộ: Ganodermatales
Họ: Ganodermataceae
Chi: Ganoderma
Loài: Ganoderma lucidum
Linh chi đã đƣợc sử dụng phổ biến trong Y học cổ truyền Trung Quốc và các
Đảm đơn bào (holobasidie) hình trứng – hình chùy, không màu. Dài 16 – 22
µm, mang bốn đảm bào tử (basidiospores).
Đảm bào tử dạng trứng cụt (truncate), cấu trúc lớp vỏ kép (bitunicate), màu
vàng mật ong sáng, chính giữa khối nội chất tụ lại một giọt hình cầu, dạng giọt
dầu. Kích thƣớc dao động (8 – 11,5) x (6 – 7,7) µm.
2.1.2.3 Đặc điểm sinh thái Linh chi ở Việt Nam
Nấm linh chi phân bố rộng khắp Việt Nam từ Bắc vào Nam, từ vùng rừng
núi, cao nguyên tới đồng bằng. Nấm Hồng Chi thƣờng mọc trên các loại cây gỗ
thuộc họ đậu (Fabales) sống hay đã chết. Quả thể rộ vào mùa mƣa, có thể ở trên thân
cây (cuống thƣờng ngắn, tai nhỏ), quanh gốc cây hoặc từ các rễ cây (nổi hoặc
ngầm gần mặt đất), cuống nấm thƣờng dài, có thể phân nhánh và tán nấm lớn (≈
30 cm). Nấm thƣờng mọc tốt dƣới bóng rợp, có ánh sáng khuếch tán nhẹ. Điều kiện
môi trƣờng cho nấm phát triển cụ thể nhƣ sau:
Nhit thích hp
Giai đoạn nuôi sợi: Từ 20 ºC – 30 ºC
g
5
Giai đoạn quả thể: Từ 22 ºC – 28 ºC
m
Độ ẩm cơ chất: 60 – 62%
Độ ẩm không khí: 80-95%
thông thoáng: Trong suốt quá trình nuôi sợi và phát triển quả thể, nấm linh
chi cần có độ thông thoáng tốt.
Ánh sáng
Giai đoạn nuôi sợi: Không cần ánh sáng.
Giai đoạn phát triển quả thể: Cần ánh sáng tán xạ. C
ƣ
6
Hiện nay, hàng trăm loại hoạt chất sinh học khác nhau đã đƣợc xác định, chủ
yếu bao gồm polysaccharide, triterpenoid, nucleotid, steroid, acid béo, peptid và các
nguyên tố vi lƣợng.
Năm 2001, Masao Hattori đã ly trích đƣợc 10 triterpen mới, bao gồm
lucidumol A và B, các ganoderic acid: A, B, E, F, H, K, Y và R. Trong đó
lipophilic có thành phần chính là Lanostane triterpen. Có khoảng 130 hợp chất đƣợc
ly trích từ quả thể, hệ sợi và bào tử nấm Linh chi. Thành phần và hàm lƣợng
triterpen phụ thuộc vào nguồn giống, yếu tố môi trƣờng. Vai trò của triterpene
có ý nghĩa quan trọng trong phòng chống căn bệnh HIV.
Hàng loạt các nghiên cứu đã chứng minh rằng polysaccharide và triterpen
của nấm Linh Chi có khả năng chữa trị bệnh viêm gan mãn tính. Ganopoly ức
chế quá trình dịch mã của ADN polymerase của virút gây bệnh HBV, ngăn chặn sự
hoạt động của virút. Ngoài ra polysaccharide và triterpen tác động hữu hiệu trong
việc điều trị bệnh.
Năm 1994, Lin Zhibin và Lei Lin Sheng đã xác định đƣợc trọng lƣợng phân tử
của polysaccharide từ G.lucidum là khoảng 7.100 – 9.300 đvC. Những tổng kết về
vai trò sinh dƣợc học của nhóm polysaccharide ở các loài nấm Linh Chi đã đƣợc
giới thiệu tại Hội thảo Bắc Kinh với các báo cáo của các tác giả Đài Loan, Trung
Quốc, Hoa kỳ.
He và cộng sự (1992) đã khảo cứu các nhóm hoạt chất BN3B - gồm 4
polysaccharide đồng nhất có hoạt tính tăng miễn dịch. Trong đó BN3B1 đƣợc xác
định là glucan (chỉ chứa glucose) và BN3B3 là một arabinogalactan mang các liên
kết glycoside.
Hikino và cộng sự từ 1985 đến 1989 chứng minh hoạt lực hạ đƣờng huyết
của nhiều polysaccharide. Đó là các heteroglycan có cả hoạt tính chống ung thƣ.
Các ganoderan B có tác dụng làm tăng mức insuline trong huyết đƣờng, giảm
sinh tổng hợp glycogen và giảm hàm lƣợng glycogen trong gan. Đây chính là cơ
Alkaloid là những hợp chất hữu cơ có chứa nitơ, đa số có nhân dị vòng, có
phản ứng kiềm, chúng có cấu trúc hóa học và hoạt tính sinh học rất đa dạng.
Tuy nhiên, cũng có một số alkaloid không có nhân dị vòng nối với nitơ và một
số alkaloid không có phản ứng kiềm. Một số alkaloid có thể phản ứng acid yếu do
có nhóm chức acid trong phân tử (Nguyễn Phƣớc Nhuận, 2001; Trần Hùng, 2004).
g
8
2.2.1.2 Tính chất
Đa số alkaloid không màu, ở trạng thái kết tinh rắn. Một vài alkaloid ở dạng
nhựa vô định hình, một vài alkaloid ở dạng lỏng và có màu.
Alkaloid là những hợp chất có tính bazơ yếu do sự có mặt của của nguyên tử
nitơ. Tính bazơ của các alkaloid khác nhau tùy theo nhóm thế (R-) gắn trên nguyên
tử nitơ. Các alkaloid tính bazơ yếu thì phải cần môi trƣờng acid mạnh để tạo thành
muối, tan trong nƣớc.
Các alkaloid ở dạng tự do hầu nhƣ không tan trong nƣớc, nhƣng thƣờng tan
trong dung môi hữu cơ: cloroform, eter diethyl, alcol bậc thấp. Các muối của
alkaloid thì tan trong nƣớc, alcol và hầu nhƣ không tan trong dung môi hữu cơ nhƣ:
cloroform, eter, benzen. Chính vì thế, tính hòa tan của alkaloid đóng vai trò quan
trọng trong việc ly trích alkaloid ra khỏi nguyên liệu và trong kỹ nghệ Dƣợc phẩm
điều chế dạng thuốc để uống (Nguyễn Phƣớc Nhuận, 2001; Trần Hùng, 2004).
2.2.1.3 Công dụng
Alkaloid là những chất có hoạt tính sinh học, nhiều ứng dụng trong ngành y Dƣợc
và nhiều chất rất độc. Các alkaloid có tác dụng rất khác nhau tùy thuộc vào cấu trúc của
alkaloid (Nguyễn Phƣớc Nhuận, 2001; Trần Hùng, 2004).
Tác dụng lên hệ thần kinh
Tác dụng lên huyết áp
Tác dụng trị ung thƣ
Saponin triterpenoid pentacylic: phần aglycon của nhóm này có cấu
trúc gồm 5 vòng và phân ra thành các nhóm nhỏ: olean, ursan, lupan,
hopan. Phần lớn các saponin triterpenoid trong tự nhiên đều thuộc nhóm
olean.
Saponin triterpenoid tetracylic: phần aglycon có cấu trúc 4 vòng và
phân thành 3 nhóm chính: dummanran, lanostan, cucurbitan.
Saponin steroid: Gồm các nhóm chính: spirostan, furostan, aminofurostan,
spiroalan, solanidan.
2.2.3.2 Công dụng
Trị long đờm, chữa ho
Là chất phụ gia trong một số vắc xin
g
10
Tác dụng thông tiểu
Tác dụng kháng viêm, chống khối u (Lê Xuân Thám, 1996)
2.2.4 Germanium hữu cơ
Germanium là nguyên tố hiếm, do nhà hóa học ngƣời Đức khám phá vào
năm 1885. Germanium có thể cung cấp một lƣợng lớn oxygen và thay thế chức
năng của oxygen. Nó kích thích khả năng vận chuyển oxygen tuần hoàn máu
trong cơ thể lên đến 1,5 lần. Vì thế làm tăng mức độ trao đổi chất và ngăn chặn
quá trình lão hóa.
Cơ thể con ngƣời là thành phần của các electron. Khi mức năng lƣợng tăng
hoặc giảm thấp, dẫn đến sự xáo trộn cân bằng và biểu lộ tình trạng bệnh lý.
Germanium hữu cơ sẽ duy trì mức năng lƣợng một cách bình thƣờng trong cơ thể và
bảo vệ sức khỏe. Khi tế bào ung thƣ xuất hiện, chúng làm xáo trộn quá trình trao đổi
chất. Germanium sẽ điều hòa và kiểm soát quá trình này, từ đó ngăn chặn tế bào
ung thƣ phát triển.