Tối ưu hóa điều kiện chiết xuất saponin từ sâm Lai Châu (Panax vietnamensis var. fuscidicus): Phạm Trung Thành, Nguyễn Như Ngọc, Vũ Kim Dung - Viện Công nghệ sinh học Lâm nghiệp, Trường Đại học Lâm nghiệp

Kỹ sư Phạm Trung Thành

Từ khóa:

chiết xuất, saponin tổng số, sâm Lai Châu, siêu âm, tối ưu, extraction, Lai Chau ginseng, optimization, supersonic, total saponin

Tóm tắt

Saponin là những hợp chất có vai trò vô cùng quan trọng đối với sức khỏe con người. Vì vậy, chúng được sử dụng để đánh giá chất lượng nhân sâm. Nghiên cứu tối ưu hóa điều kiện chiết xuất để xác định hàm lượng saponin tổng số từ sâm Lai Châu đã được thực hiện. Các mẫu chiết bằng dung môi kết hợp siêu âm, định lượng bằng phương pháp UV-VIS. Tối ưu hóa điều kiện tách chiết saponin tổng số theo phương pháp bề mặt đáp ứng và quy hoạch Box-Benken bằng phần mềm Design-Expert. Ma trận thực nghiệm gồm 17 thí nghiệm của 3 yếu tố khảo sát: tỷ lệ dung môi/nguyên liệu (5/1-30/1 mL/g), nồng độ ethanol (50-85%), thời gian siêu âm (10-60 phút). Điều kiện tối ưu mẫu bột là tỷ lệ dung môi/nguyên liệu 20/1 (mL/g), nồng độ ethanol 75% và thời gian siêu âm 47 phút; hàm lượng saponin tổng số thu được đạt 21,08 g/100g. Hàm lượng phân tích bằng HPLC với sâm Lai Châu đạt ginsenosid Rg1 6,3 g/100g, Rb1 2,8 g/100g và MR2 8,4 g/100g. Kết quả của nghiên cứu đã cung cấp một phương pháp chiết xuất hiệu quả để đánh giá chất lượng sâm Lai Châu hoặc chiết xuất saponin từ sâm Lai Châu.

Saponins are compounds that play an extremely important role in human health. Therefore, they are used to evaluate the quality of ginseng. The study on optimizing extraction conditions to determine the total saponin content from Lai Chau ginseng is conducted. Samples are extracted using solvents combined with Ultrasound-assisted, quantified using the UV-VIS method. Optimizing the extraction conditions for total saponins using the response surface method and Box-Benken planning using Design-Expert software. The experimental matrix consisted of 17 experiments of 3 investigated factors: solvent/raw material ratio (5/1-30/1 mL/g), ethanol concentration (50-85%), ultrasound time (10-60 minutes). The optimal conditions for powder samples are solvent/raw material ratio 20/1 (mL/g), ethanol concentration 75% and ultrasound time 47 minutes; The total saponin content obtained was 21.08 g/100g. The content analyzed by HPLC with Lai Chau ginseng reached ginsenoside Rg1 6.3 g/100g, Rb1 2.8 g/100g and MR2 8.4 g/100g. The results of the study provided an effective extraction method to determine the saponin content in Lai Chau ginseng or extract saponin from Lai Chau ginseng.

Tài liệu tham khảo

Wang J., Qiao L., Li S. and Yang G. (2013). Protective effect of ginsenosid Rb1 against lung injury induced by intestinal ischemia-reperfusion in rats. Molecules, 18: 1214-1226.

Mahady G.B., Gyllenhaal C., Fong H.H.S., Farnsworth N.R. (2000). Ginseng: a review of safety and efficacy. Nutr Clin Care, 3(2): 90-101.

Choi H.I., Kim N.H., Kim J.H., Choi B.S., Ahn I.O., Lee J.S., Yang T.J. (2011). Development of reproducible EST-derived SSR markers and assessment of genetic diversity in Panax ginseng cultivars and related species. Journal of Ginseng Research, 35(4): 399-412.

Fernandez-Moriano C., Gonzalez-Burgos E., Iglesias I., Lozano R., Gómez-Serranillos M.P. (2017). Evaluation of the adaptogenic potential exerted by ginsenosides Rb1 and Rg1 against oxidative stress mediated neurotoxicity in an in vitro neuronal model. PLoS One, 12(8), e0182933. doi: 10.1371/journal.pone.0182933

Lee Y.Y., Kim S.D., Park S.C., Rhee M.H. (2021). Panax ginseng: inflammation, platelet aggregation, thrombus formation, and atherosclerosis crosstalk. Journal of Ginseng Research, 46: 54-61.

Đỗ Thị Hà, Vũ Thị Diệp, Lê Thị Loan, Nguyễn Thị Duyên, Nguyễn Minh Khởi, Phạm Quang Tuyến & Trần Thị Kim Hương (2016). Một số kết quả bước đầu nghiên cứu thành phần hoá học, xây dựng tiêu chuẩn cơ sở và dấu vân tay hoá học sâm Lai Châu (Panax vietnamensis var., fuscidiscus). Báo cáo hội thảo Bảo tồn và phát triển sâm Lai Châu tại huyện Mường Tè), Viện Dược liệu và Viện Nghiên cứu Lâm sinh.

Trần Thị Kim Hương, Hà Thị Thanh Bình, Nguyễn Mai Thơm, Đào Thu Huế (2019). Nghiên cứu ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật trồng đến khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây sâm Lai Châu (Panax vietnamensis var fuscidicus K., Komatsu, S., Zhu & S.Q.Cai) tại Lai Châu. Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, 17(7): 588-593.

Yang Y, Ju Z, Yang Y, Zhang Y, Yang L, Wang Z (2021). Phytochemical analysis of Panax species: a review. Journal of Ginseng Research, 45:1 – 21.

Wan J.B., Lai C.M., Li S.P., Lee Y.M., Kong L.Y., Wang Y.T. (2005). Simultaneous determination of nine saponins from Panax notoginseng using HPLC and pressurized liquid extraction. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 41: 274–279.

Phạm Thị Mỹ Tiên, Đinh Thị Hồng Thùy, Nguyễn Đăng Trường, Trần Ngọc Danh, Trần Quốc Trung, Hồ Hiệp Thành, Nguyễn Thị Thảo Minh, Trần Chí Hải (2021). Nghiên cứu quá trình trích ly saponin tổng với sự hỗ trợ của sóng siêu âm và đánh giá hoạt tính sinh học của cao chiết từ sâm bố chính (Abelmoschus sagittifolius). Tạp chí Khoa học Công nghệ và Thực phẩm, 21(3): 212-223.

Trương Hoàng Duy, Lê Phạm Tấn Quốc, Trần Thị Hồng Cẩm, Phạm Thị Kim Ngọc, Đổng Thị Anh Đào (2015). Tối ưu hóa trích ly thu nhận dịch Saponin thô từ đảng sâm Codonopsis javanica (Blume) Hook. F. bằng enzyme alpha – Amylase. Đặc san Thông tin khoa học công nghệ, 99: 1-3.

Jianyong Wu, Lidong Lin, Foo-tim Chau. Ultrasound-assisted extraction of ginseng saponins from ginseng roots and cultured ginseng cells (2001), Ultrasonics sonochemistry vol 8: 347-352.,

Trinh Thi Thuy, Nguyen Huy Cuong, Tran Van Sung (2007). Triterpenes from Celastrus hindsii Benth., Journal of Chemistry 45(3): 373 – 376.

Liu Y., Li Z., Xu H., Han Y. (2016). Extraction of saponin from Camellia oleifera Abel Cake by a combination method of alkali solution and acid isolation. Journal of Chemistry, Volume 2016, Article ID 6903524, 8 pages, http://dx.,doi.,org/10.,1155/2016/6903524.

Nguyen Van Ban, Huynh Thanh Duy, Tran Hai Duong, Tran Thi Tuyet Nhung, Thach Trong Nghia, Nguyen Duc Do, Huynh Ngoc Thanh Tam (2018). Surveying the contents of polyphenol, saponin, antioxidant and antibacterial activity in Colocasia esculenta. Journal of Agricultural Science and Technology 2 (3): 831-838.

Hoàng Thị Thùy Trang, Nguyễn Thị Thu Huyền, Hoàng Thị Ngọc Nhơn (2020). Tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly saponin và khả năng kháng oxy hóa của dịch trích rễ đảng sâm bằng phương pháp trích ly hỗ trợ enzyme. Tạp Chí Công Thương, 18(7): 100-106.

Trần Bảo Trâm, Nguyễn Thị Hiền, Nguyễn Thị Thanh Mai, Trương Thị Chiên, Phạm Thế Hải, Phạm Hương Sơn (2017). Đánh giá sinh trưởng và thành phần hoạt chất của Sâm việt nam (Panax vietnamensis) trồng ở Quảng Nam. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, 33(2S): 227-232.

Bùi Thế Vinh, Võ Sỹ Nhật (2023). Đặc điểm dấu vân tay TLC và HPLC của ginsenoside có trong một số loài thuộc chi Panax. Tạp chí Khoa học trường đại học quốc tế Hồng Bàng, 24: 109-116. Doi: https://doi.ogr/10.59294/HIUJS.24.2023.319.

Dam Thi Thu, Nguyen Thi Kieu Anh, Nguyen Thi Thanh Phuong, Nguyen Thi Hong Hanh, Nguyen Thanh Đat (2021). Simultaneous determination of notoginsenoside R1 and ginsenosides Rg1, Re, Rb1 in dietary supplements by HPLC-DAD. Vietnamese Journal of Food Control, 4(2): 160 - 170.

Lau A.J, Woo S.O., Koh H.L. (2003). Analysis of saponins in raw and steamed Panax notoginseng using high-performance liquid chromatography with diode array detection. Journal of Chromatography A, 1011(1): 77-87.

Li L., Zhang J.L., Sheng Y.X., Ye G., Guo H.Z., Guo D.A (2004). Liquid chromatographic method for determination of four active saponins from Panax notoginseng in rat urine using solid-phase extraction. Journal of Chromatography B, 808(2): 177–183.

Nguyễn Văn Bình, Phạm Thị Phương (2020). Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách chiết saponin từ hạt chôm chôm. Tạp chí Khoa học Tân Trào, 17: 42-46.

Cao Ngọc Minh Trang, Trịnh Phương Trang, Nguyễn Nhựt Huỳnh, Sen Liên Phương, Võ Lê Anh Thi, Nguyễn Thảo Vy (2023). Khảo sát điều kiện tách chiết và hoạt tính kháng oxy hóa của dịch chiết từ cây cỏ mực (Eclipta prostrata L.) mọc tại Long An. Tạp chí khoa học Đại học Văn Lang, 124-131.

Joong-Ho Kwon, Gee-Dong Lee, Jacqueline M. R. Be´langer & J. R. Jocelyn Pare (2003). Effect of ethanol concentration on the efficiency of extraction of ginseng saponins when using amicrowave-assisted process (MAPTM). International Journal of Food Science and Technology, 38: 615–622.

Lê Thị Thanh Thảo, Lê Thị Thanh Thảo, Nguyễn Trọng Điệp, Nguyễn Hồng Vân Võ Xuân Minh, Nguyễn Nữ Huyền My (2019). Xây dựng quy trình chiết xuất saponin toàn phần từ lá đu đủ rừng bằng phương pháp chiết siêu âm. Tạp chí Y – Dược học quân sự, 9: 17-22.

Xiang L., Jian-zhong M., Jing X., Yun-dong S. (2010). A study on the extraction and purification technology of tea sapogenin. African Journal of Biotechnology, 9(18): 2691-2696.

Ji J.B., Lu X.H., Cai M.Q., Xu X.C. (2006). Improvement of leaching process of Geniposide with ultrasound. Ultrasonics Sonochemistry 13(5): 455-462.

Sun Y., Zhang Y., Qi W., Xie J., Cui X. (2021). Saponins extracted by ultrasound from Zizyphus jujuba Mil var., spinosa leaves exert resistance to oxidative damage in Caenorhabditis elegans. Journal of Food Measurement and Characterization, 15(1): 541-554.

Đinh Xuân Tú, Trịnh Minh Quý, Hồ Thị Hoa, Nguyễn Minh Lý (2023). Đánh giá nguồn vật liệu khởi đầu phục vụ công tác chọn tạo giống sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.,) tại tỉnh Quảng Nam. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 02(144): 19 – 29.

Nguyễn Thượng Dong, Trần Công Luận, Nguyễn Thị Hương (2007). Sâm Việt Nam và một số cây thuốc họ nhân sâm. NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội.