BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

NGUYỄN THỊ THỦY

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LIPID VÀ HOẠT TÍNH
CHỐNG OXI HÓA MỘT SỐ HẠT THỰC VẬT
HỌ ĐẬU (FABACEAE) Ở VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

HÀ NỘI - 2022


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

NGUYỄN THỊ THỦY

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LIPID VÀ HOẠT TÍNH
CHỐNG OXI HÓA MỘT SỐ HẠT THỰC VẬT
HỌ ĐẬU (FABACEAE) Ở VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HĨA HỌC
Chun ngành: Hóa học các hợp chất thiên nhiên
Mã số: 9.44.01.17

Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Đoàn Lan Phương
2. GS.TS. Phạm Quốc Long

HÀ NỘI - 2022


iii
LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan:
Đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của
PGS.TS Đoàn Lan Phương và GS.TS Phạm Quốc Long.
Các số liệu và kết quả thu được trong luận án là hồn tồn trung thực và chưa
được ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tác giả luận án

Nguyễn Thị Thủy


LỜI CẢM ƠN
Luận án này được hoàn thành tại Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên,
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Tôi xin trân trọng cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ của Ban lãnh đạo Viện Hóa
học các Hợp chất thiên nhiên, Học viện Khoa học và Công nghệ đã tạo điều kiện và
giúp đỡ tơi hồn thành luận án.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc nhất tới PGS.TS Đoàn Lan Phương và
GS.TS Phạm Quốc Long là những người thầy đã hướng dẫn tận tình và tạo mọi

điều kiện giúp đỡ tơi trong thời gian thực hiện luận án.
Tôi xin cảm ơn tập thể phịng Hóa sinh hữu cơ, phịng phân tích hóa học Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên đã tạo điều kiện cơ sở vật chất giúp tơi hồn
thành nghiên cứu.
Tôi cũng cám ơn đề tài nghị định thư Việt Nam - Liên Bang Đức số
44/2014/HĐ-NĐT giữa Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên và Bộ Khoa học và
Cơng nghệ do PGS.TS Đồn Lan Phương làm chủ nhiệm đã tài trợ cho các nghiên
cứu trong luận án này.
Đồng thời, tôi gửi lời cảm ơn tới ban lãnh đạo trường Đại học Nông Lâm
Thái Nguyên, khoa Khoa học cơ bản, bộ môn Khoa học tự nhiên và anh, chị, em
đồng nghiệp đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi học tập và nghiên cứu.
Cuối cùng, tơi xin gửi lịng kính trọng và sự biết ơn sâu sắc đến gia đình tơi,
những người đã tạo mọi điều kiện về vật chất và tinh thần cho tơi trong q trình
làm luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, tháng 12 năm 2022
Tác giả luận án

Nguyễn Thị Thủy


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN....................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................... ii
MỤC LỤC................................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT............................................ vi
DANH MỤC CÁC BẢNG....................................................................................... ix
DANH MỤC CÁC HÌNH........................................................................................ xi
MỞ ĐẦU.................................................................................................................. 1
Chương 1. TỔNG QUAN........................................................................................ 4
1.1. Phân loại, đặc điểm thực vật, phân bố của một số loài thực vật thuộc họ Đậu.......4

1.1.1. Phân loại họ Đậu.............................................................................................. 4
1.1.2. Đặc điểm thực vật, phân bố, giá trị sử dụng của quả, hạt thực vật của 11
loài thực vật thuộc họ Đậu ở Việt Nam............................................................ 4
1.2. Tình hình nghiên cứu về thành phần lipid và hoạt tính chống oxi hóa các
hạt thực vật thuộc họ Đậu trên thế giới và trong nước......................................9
1.2.1. Tổng quan về thành phần lipid hạt thực vật..................................................... 9
1.2.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới................................................................. 24
1.2.3. Tình hình nghiên cứu trong nước................................................................... 37
1.3. Tổng quan về hóa tính tốn............................................................................. 39
1.3.1. Phương trình Schrưdinger.............................................................................. 39
1.3.2. Các phương pháp bán thực nghiệm (semi-empirical methods)......................39
1.3.3. Các phương pháp ab initio (Ab inito methods).............................................. 40
1.3.4. Các phương pháp phiếm hàm mật độ (density functional theory, DFT):.......41
1.3.5. Tình hình ứng dụng hóa học tính tốn trong nghiên cứu khả năng chống
oxy hóa của acid phenolic.............................................................................. 42
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......................44
2.1. Đối tượng nghiên cứu....................................................................................... 44
2.2. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................. 46
2.2.1. Phương pháp xác định hàm lượng lipid tổng................................................. 46
2.2.2. Phương pháp phân tích thành phần lipid trong các mẫu hạt họ Đậu..............46
2.2.3. Phương pháp phân lập và nhận dạng các phospholipid..................................48
2.2.4. Các phương pháp khảo sát hoạt tính chống oxi hóa....................................... 50


Chương 3. THỰC NGHIỆM................................................................................. 53
3.1. Chiết tách và xác định hàm lượng lipid tổng các mẫu hạt họ Đậu....................53
3.2. Xác định thành phần lipid trong các mẫu hạt họ Đậu.......................................54
3.2.1. Xác định thành phần và hàm lượng các lớp chất lipid trong các mẫu hạt họ Đậu 54
3.2.2. Xác định thành phần và hàm lượng acid béo trong các mẫu hạt họ Đậu........54
3.2.3. Xác định thành phần và hàm lượng tocopherol.............................................. 54

3.2.4. Xác định thành phần và hàm lượng phytosterol............................................. 55
3.2.5. Xác định thành phần và hàm lượng triacylglycerol........................................ 55
3.2.6. Xác định thành phần và hàm lượng phenolic tổng......................................... 55
3.3. Phân lập và nhận dạng các phospholipid.......................................................... 56
3.3.1. Xác định thành phần, hàm lượng các lớp chất phospholipid.......................... 56
3.3.2. Xác định các dạng phân tử các phospholipid của lipid hạt Sưa......................56
3.4. Khảo sát hoạt tính chống oxi hóa...................................................................... 57
3.4.1. Xác định hoạt tính chống oxi hóa theo DPPH................................................ 57
3.4.2. Khảo sát tiềm năng chống oxi hóa bằng phiếm hàm mật độ (DFT) hiệu năng
cao.................................................................................................................. 58
Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.............................................................59
4.1. Hàm lượng lipid tổng và các lớp chất lipid của 11 mẫu hạt họ Đậu nghiên cứu....59
4.1.1. Hàm lượng lipid tổng..................................................................................... 59
4.1.2. Thành phần và hàm lượng các lớp chất lipid................................................. 60
4.1.3. Thành phần và hàm lượng acid béo............................................................... 65
4.1.4. Thành phần và hàm lượng tocopherol............................................................ 70
4.1.5. Thành phần và hàm lượng phytosterol........................................................... 76
4.1.6. Thành phần và hàm lượng triacylglycerol...................................................... 80
4.1.7. Thành phần và hàm lượng các phenolic......................................................... 83
4.2. Thành phần và hàm lượng phospholipid của 11 mẫu hạt họ Đậu......................86
4.2.1. Thành phần và hàm lượng các phospholipid trong 11 mẫu hạt họ Đậu nghiên
cứu................................................................................................................. 86
4.2.2. Xác định các dạng phân tử phospholipid của mẫu hạt Sưa (Dalbergia
tonkinensis Prain)........................................................................................... 88
4.3. Kết quả thử hoạt tính chống oxi hóa............................................................... 107
4.3.1. Kết quả thử nghiệm hoạt tính chống oxi hóa của 11 mẫu lipid hạt họ Đậu
nghiên cứu bằng phương pháp DPPH.......................................................... 107


4.3.2. Kết quả khảo sát tiềm năng chống oxi hóa của một số acid phenolic bằng

phiếm hàm mật độ (DFT) hiệu năng cao...................................................... 111
KẾT LUẬN.......................................................................................................... 124
1. Kết quả về hóa học............................................................................................ 124
2. Kết quả khảo sát tác dụng sinh học.................................................................... 125
KIẾN NGHỊ......................................................................................................... 126
NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG
BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN.............................................................128
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 129


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT

Ký hiệu

1 APCI

Diễn giải
Phương pháp ion hóa khí quyển

Tiếng anh
Atmospheric pressure chemical
ionization

2 ABTS

2,2’-azinobis(3-

2,2’-azinobis(3-


ethylbenzothiazoline-6-

ethylbenzothiazoline-6-sulfonate)

sulfonate)
3 BDE

Entanpi phân ly liên kết

Bond dissociation enthalpy

4 CAEP

Ceramide

Ceramide aminoethylphosphonate

5 CC

Sắc ký cột

Column chromatography

6 DHA

Acid docosahexaenoic

Docosahexaenoic acid

7 DPA


Acid docosapentaenoic

Docosapentaenoic acid

8 DPG

Diphosphatidylglycerol

Diphosphatidylglycerol(cardiolipin)

9 DPPH

1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl

1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl

10 DM

Chất khô

Dry matter

11 DFT

Phiếm hàm mật độ hiệu năng cao Density functional theory

12 EPA

Acid eicosapentaenoic


13 ESI

Phương pháp ion hóa phun điện tử Electrospray ionization

14 ED50

Nồng độ bảo vệ ở 50%

Effective dose at 50%

15 FRAP

Khả năng khử sắt

Ferric reducing antioxidant power

16 GC

Sắc ký khí

Gas chromatography

17 GCMS

Sắc ký khí khối phổ

Gas chromatography-mass

Eicosapentaenoic acid


spectrometry
18 HAT

Chuyển nguyên tử H

H-atom transfer

19 HPLC

Sắc ký lỏng hiệu năng cao

High performance liquid
chromatography

20 HRMS

Phố khối phân giải cao

High resolution mass spectrometry

21 IC50

Nồng độ ức chế 50%

Inhibitory concentration 50%

22 IE

Năng lượng ion hóa


Ionization energie


STT

Ký hiệu

Diễn giải

Tiếng anh

23 IT

Bẫy ion

Ion trap

24 LCMS

Sắc ký lỏng khối phổ

Liquid chromatography mass
spectrometry

25 LDL

Lipoprotein nồng độ thấp

Low-density lipoproteins (LDL)


26 LPC

Lyso phosphatidylcholine

Lyso phosphatidylcholine

27 LPE

Lyso phosphatidylethanol amine

Lyso phosphatidylethanol amine

28 LPI

Lyso phosphatidylinositol

Lyso phosphatidylinositol

29 LPS

Lyso phosphatidylserine

Lyso phosphatidylserine

30 MADG

Monoalkyldiacylglycerol

Monoalkyldiacylglycerol


31 MALDI

Ion hóa phản hấp thụ laser được

Matrix assisted laser desorption

hỗ trợ bởi chất nền

ionization

32 MS

Phổ khối

Mass spectrometry

33 ME

Methyl ester

Methyl ester

34 MIC

Nồng độ ức chế tối thiểu

Minimum inhibitory concentration

35 MUFA


Acid béo một nối đôi

Monounsaturated fatty acid

36 NL

Lipid trung tính

Neutral lipid

37 NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân

Nuclear magnetic resonance

38 PA

Ái lực proton

Proton affinities

39 PC

Phosphatidylcholine

Phosphatidylcholine

40 PDE


Entanpi phân ly proton

Entanpi phân ly proton

41 PE

Phosphatidylethanolamine

Phosphatidylethanolamine

42 PG

Phosphatidylglycerol

Phosphatidylglycerol

43 PI

Phosphatidylinositol

Phosphatidylinositol

44 PL

Phospholipid

Phospholipid

45 PoL


Lipid phân cực

Polar lipid

46 PS

Phosphatidylserine

Phosphatidylserine

47 PUFA

Acid béo đa nối đôi

Polyunsaturated fatty acid

48 Q

Khối tứ cực

Quadrupole

49 SC50

Khả năng bẫy gốc tự do 50%

Scavening capacity 50%



STT

Ký hiệu

50 SPLET

Diễn giải

Tiếng anh

Cơ chế truyền electron mất

Sequential proton loss - electron

proton tuần tự

transfer

Cơ chế truyền proton chuyển

Sequential electron transfer - proton

electron tuần tự

transfer

52 SET

Cơ chế chuyển 1 electron


Single electron transfer

53 ST

Sterol

Sterol

54 TEAC

Hoạt tính chống oxi hóa tương tự Trolox Equivalent Antioxidant

51 SETPT

Trolox

Activity

55 TG

Triacylglycerol

Triacylglycerol

56 TL

Lipid tổng

Total lipid


57 TLC

Sắc ký lớp mỏng

Thin-layer chromatography

58 MS/TOF

Khối phổ kế thời gian bay

Mass/Time of flight

59 UV

Phổ tử ngoại

Ultraviolet

60 WE

Sáp

Wax ester


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Đặc điểm thực vật, phân bố, giá trị sử dụng của 11 loài thực vật được
nghiên cứu thuộc họ Đậu ở Việt Nam.......................................................5
Bảng 1.2. Hàm lượng trung bình tocopherol tổng và tocotrienol tổng trong các
phân họ Đậu nghiên cứu.........................................................................29

Bảng 2.1. Danh sách 11 mẫu hạt họ Đậu nghiên cứu..............................................44
Bảng 4.1. Thành phần và hàm lượng các lớp chất lipid chính trong hạt 11 lồi
thuộc họ Đậu nghiên cứu........................................................................63
Bảng 4.2. Thành phần và hàm lượng các acid béo trong lipid hat của 11 loài họ
Đậu nghiên cứu (% so với tổng acid béo)...............................................66
Bảng 4.3. Thành phần và hàm lượng các tocopherol trong lipid hat

của 11 loài

họ Đậu nghiên cứu..................................................................................71
Bảng 4.4. So sánh tương quan giữa hàm lượng γ-tocopherol với acid α-linolenic
(18:3(n-3)) và α-tocopherol với acid linoleic (18:2(n-6))...........................74
Bảng 4.5. Thành phần và hàm lượng các phytosterol trong lipid hat của một số
loài họ Đậu nghiên cứu (mg/kg).............................................................77
Bảng 4.6. Thành phần và hàm lượng các triglyceride trong lipid hat

một số loài

họ Đậu nghiên cứu (% so với tổng TG)..................................................82
Bảng 4.7. Thành phần và hàm lượng các hợp chất phenolic trong lipid hat 11
loài họ Đậu nghiên cứu (mg/kg).............................................................84
Bảng 4.8. Thành phần và hàm lượng các phospholipid trong lipid tổng của 11
mẫu hạt họ Đậu nghiên cứu....................................................................87
Bảng 4.9. Tín hiệu của ion phân tử [M-H]- của các dạng phân tử có mặt trong
lớp chất phosphatidylethanolamine của mẫu hạt Sưa (Dalbergia
tonkinensis Prain) trên phổ MS1............................................................. 90
Bảng 4.10. Dữ liệu phổ MS/MS[E-] của dạng phân tử PE có tín hiệu ion âm [M-H]tại giá trị m/z 714,5006 (PE 16:0/18:2).....................................................91
Bảng 4.11. Thành phần và hàm lượng các dạng phân tử phosphatidylethalnolamine
trong mẫu hạt Sưa (Dalbergia tonkinensis Prain)......................................95



Bảng 4.12. Tín hiệu của ion phân tử [M+H]+ của các dạng phân tử có mặt trong
lớp chất phosphatidylcholine của mẫu hạt Sưa (Dalbergia tonkinensis
Prain) trên phổ MS1................................................................................. 97
Bảng 4.13. Dữ liệu phổ MS1, MS2, MS3 của dạng phân tử PC có tín hiệu ion
dương [M+H]+ tại giá trị m/z 758,5691...................................................98
Bảng 4.14. Các dạng phân tử phosphatidylcholine của mẫu hạt Sưa (Dalbergia
tonkinensis Prain).................................................................................101
Bảng 4.15. Tín hiệu của ion phân tử [M-H]- của các dạng phân tử có mặt trong
lớp chất phosphatidylinositol của mẫu hạt Sưa (Dalbergia tonkinensis
Prain) trên phổ MS1............................................................................... 102
Bảng 4.16. Dữ liệu phổ MS2 của các dạng phân tử PI...........................................103
Bảng 4.17. Các dạng phân tử phospholipid trong mẫu hạt Sưa (Dalbergia
tonkinensis Prain).................................................................................105
Bảng 4.18. Kết quả thử hoạt tính kháng oxi hóa DPPH của một số hạt Đậu
nghiên cứu (dịch chiết methanol).........................................................107
Bảng 4.19: Quan hệ giữa hoạt tính chống oxi hóa và hàm lượng tocopherol.........109
Bảng 4.20: Các thơng số phản ứng nội tại bao gồm hiệu chỉnh năng lượng điểm 0
(ZPC) của các acid phenolic..................................................................116
Bảng 4.21: Năng lượng tự do Gibbs tiêu chuẩn (∆rG0)..........................................119
Bảng 4.22: Năng lượng hoạt hóa tự do Gibbs (ΔG#,1M, tính bằng kcal/mol)............121


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Một số acid béo no...................................................................................11
Hình 1.2. Một số acid béo khơng no một nối đơi.....................................................12
Hình 1.3. Một số acid béo khơng no đa nối đơi.......................................................13
Hình 1.4. Cấu trúc phân tử của triacylglycerol (TAG).............................................15
Hình 1.5. Sơ đồ cấu tạo của glycerophospholipid....................................................16
Hình 1.6. Một số glycerophospholipid phổ biến......................................................16

Hình 1.7. Cơng thức tổng qt của sphingophospholipid........................................18
Hình 1.8. Một số tocopherol thường gặp trong lipid hạt thực vật họ Đậu................20
Hình 1.9. Khung cấu trúc của steroid.......................................................................21
Hình 1.10. Một số phytosterol thường gặp trong lipid hạt thực vật họ Đậu.............22
Hình 1.11. Cấu trúc cơ bản của acid phenolic..........................................................24
Hình 2.1. Quá trình đo MSn..................................................................................... 49
Hình 2.2. Cấu trúc của 8 acid phenolic với các vị trí ngun tử được đánh số........51
Hình 3.1. Sơ đồ nghiên cứu chung...........................................................................53
Hình 4.1. Hàm lượng % lipid tổng trong 11 mẫu hạt họ Đậu...................................61
Hình 4.2. Bản mỏng TLC và sắc ký đồ các lớp chất lipid một số lồi họ Đậu.........62
Hình 4.3. Phần trăm acid béo no và không no trong 11 mẫu lipid hạt họ Đậu
nghiên cứu..............................................................................................67
Hình 4.4. Tương quan giữa hàm lượng γ-tocopherol với acid α-linolenic (18:3(n3)) và acid linoleic (18:2(n-6))................................................................75
Hình 4.5. Hàm lượng % β-sitosterol (so với phytosterol tổng)................................80
Hình 4.6. Hàm lượng PC, PE, PI trong lipid tổng của 11 mẫu hạt họ Đậu...............87
Hình 4.7. Sắc ký đồ HRMS [E-] lớp chất phosphatidylethanolamine mẫu hạt
Sưa (Dalbergia tonkinensis Prain)..........................................................89
Hình 4.8. Phổ HRMS [E-] của lớp chất phosphatidylethanolamine của mẫu hạt
Sưa (Dalbergia tonkinensis Prain) trên phần mềm xử lý v.3.60.361.......90
Hình 4.9. Sắc ký đồ phổ MS[E-] và MS[E+] của dạng phân tử PE có tín hiệu
ion âm [M-H]- tại giá trị m/z 714,5006...................................................90


Hình 4.10. Sự phân mảnh trong phổ MS/MS[E-] của dạng phân tử PE có tín
hiệu ion âm tại m/z 714,5006 (PE 16:0/18:2)..........................................91
Hình 4.11. Sự phân mảnh của ion phân tử PE có tín hiệu ion âm tại m/z
714,5006.................................................................................................92
Hình 4.12. Sắc ký đồ phổ MS[E-] và MS[E+] của dạng phân tử PE có tín hiệu
ion âm [M-H]- tại giá trị m/z 716,5344...................................................92
Hình 4.13. Sự phân mảnh trong phổ MS/MS[E-] của dạng phân tử PE có tín

hiệu ion âm tại m/z 716,5344 (PE 16:0/18:1) [M-H]- 738,5053..............93
Hình 4.14. Sắc ký đồ phổ MS[E-] và MS[E+] của dạng phân tử PE có tín hiệu
ion âm [M-H]- tại giá trị m/z 738,5053...................................................93
Hình 4.15. Sự phân mảnh trong phổ MS/MS[E-] của dạng phân tử PE có tín
hiệu ion âm tại m/z 738,5053 (PE 18:2/18:2)..........................................93
Hình 4.16. Sắc ký đồ phổ MS[E-] và MS[E+] của dạng phân tử PE có tín hiệu
ion âm [M-H]- tại giá trị m/z 740,5298...................................................94
Hình 4.17. Sự phân mảnh trong phổ MS/MS[E-] của dạng phân tử PE có tín
hiệu ion âm tại m/z 740,5298 (PE 18:1/18:2)..........................................94
Hình 4.18. Sắc ký đồ phổ MS[E-] và MS[E+] của dạng phân tử PE có tín hiệu
ion âm [M-H]- tại giá trị m/z 742,5452...................................................94
Hình 4.19. Sự phân mảnh trong phổ MS/MS[E-] của dạng phân tử PE có tín
hiệu ion âm tại m/z 742,5452 (PE 18:0/18:2)..........................................95
Hình 4.20. Sắc ký đồ HRMS [E+] lớp chất phosphatidylcholine mẫu hạt Sưa
(Dalbergia tonkinensis Prain).................................................................96
Hình 4.21. Sắc ký đồ phổ MS[E-] và MS[E+] của dạng phân tử PC có tín hiệu
ion dương [M+H]+ tại giá trị m/z 758,5691............................................97
Hình 4.22. Sự phân mảnh của ion phân tử PC có tín hiệu ion dương tại m/z
758,5691.................................................................................................98
Hình 4.23. Sự phân mảnh trong phổ MS2 và MS3 [E-] của dạng phân tử PC có
tín hiệu ion âm [M+HCOO]- tại m/z 802,5536.......................................99
Hình 4.24. Sự phân mảnh trong phổ MS2 [E-] của dạng phân tử PC có tín hiệu
ion âm [M-CH3]- tại m/z 742,5305 (PC 16:0/18:2).................................99


Hình 4.25. Sắc ký đồ phổ MS[E-] và MS[E+] của dạng phân tử PC có tín hiệu
ion dương [M+H]+ tại giá trị m/z 782,5676...........................................100
Hình 4.26. Sự phân mảnh trong phổ MS2 và MS3 [E-] của dạng phân tử PC có
tín hiệu ion âm [M+HCOO]- tại m/z 826,5629.....................................100
Hình 4.27. Sự phân mảnh trong phổ MS2 [E-] của dạng phân tử PC có tín hiệu

ion âm [M-CH3]- tại m/z 766,5450.......................................................101
Hình 4.28. Sắc ký đồ HRMS [E-] lớp chất phosphatidylinositol mẫu hạt Sưa
(Dalbergia tonkinensis Prain)...............................................................102
Hình 4.29. Sự phân mảnh trong phổ MS2 [E-] của dạng phân tử PI có tín hiệu
ion âm [M-H]- tại m/z 833,5123............................................................103
Hình 4.30. Sự phân mảnh của ion phân tử PI có tín hiệu ion âm tại m/z
833,5123...............................................................................................104
Hình 4.31. Sự phân mảnh trong phổ MS2 [E-] của dạng phân tử PI có tín hiệu
ion âm [M-H]- tại m/z 861,5467............................................................104
Hình 4.32. Kết quả thử hoạt tính kháng oxi hóa theo DPPH của 11 mẫu hạt họ
Đậu nghiên cứu.....................................................................................108
Hình 4.33. Cấu trúc tối ưu của các acid phenolic đã nghiên cứu được tính
tốn trong pha khí theo mức lý thuyết LC- ωPBE/6-311++G(d, p)......112
Hình 4.34. Năng lượng các obital biên (EL và EH ) và chênh lệch năng lượng
hai orbital biên (∆EL-H = EL - EH) của các acid phenolic được
nghiên cứu............................................................................................113
Hình 4.35. Trạng thái chuyển tiếp (TS) của phản ứng HAT giữa GALA, CAFA,
CHLA và FERA với gốc tự do HOO• trong pha khí............................120


16
MỞ ĐẦU
Thế giới thực vật là nguồn tài nguyên phong phú và vô cùng quý giá về
những hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học. Theo ước tính của IUCN (Hiệp
hội Quốc tế về Bảo tồn Thiên nhiên) có khoảng trên 380.000 loài thuộc giới thực
vật trên trái đất; trong đó chủ yếu là các lồi thuộc ngành thực vật hạt kín
(Angiospermae) [1]. Sự đa dạng sinh học của ngành thực vật hạt kín có thể được
giải thích bởi sự tương tác giữa chúng và môi trường dẫn đến sự chọn lọc tự nhiên
so với các loại cây trồng khác. Tuy nhiên khi xã hội ngày càng phát triển kéo theo
đó là các vấn nạn mơi trường ngày càng tăng cao như tình trạng ơ nhiễm mơi

trường, suy thối môi trường cũng như sự cố môi trường. Những vấn nạn này đã và
đang làm cho môi trường sống của sinh giới nói chung, thực vật nói riêng đang bị
tàn phá nghiêm trọng, thậm chí một số lồi đã và đang bị đe dọa tuyệt chủng ngoài
tự nhiên. Tiếc rằng trong đó cịn nhiều lồi có giá trị kinh tế và khoa học cao, nhiều
lồi cây có chứa hợp chất lipid và các hợp chất có hoạt tính sinh học cao mới được
nghiên cứu rất ít hoặc chưa được nghiên cứu.
Theo số liệu thống kê, hệ thực vật bậc cao Việt Nam có trên 10.000 lồi,
trong đó có khoảng 564 lồi là các cây có dầu [2]. Nhiều lồi thực vật có chứa lipid
thuộc một số họ như: Bầu bí - Cucurbitaceae; Đậu - Fabaceae; Bồ hòn Sapindaceae; Hồng xiêm - Sapotaceae; Thầu dầu - Euphorbiaceae; Chè - Theaceae;
Thị - Ebenaceae; Cúc - Asteraceae; Măng cụt - Clusiaceae, Thông - Pinaceae; Na Annonaceae; Hoa hồng - Rosaceae, Long não - Lauraceae; Đào lộn hột Anacardiaceae;… Trong đó họ Đậu (Fabaceae) là một họ thực vật trong bộ Đậu, đây
là một trong ba họ thực vật có hoa lớn trên thế giới.
Lipid họ Đậu cũng bao gồm một số hợp chất của lipid thực vật như: các acid
béo, phospholipid, tocopherol, triacyclycerol, sphingolipid và những phytosterol…
Các hợp chất này có hoạt tính sinh học cao, đó khơng chỉ là nguồn ngun liệu có
giá trị sử dụng làm thực phẩm mà cịn là nguồn nguyên liệu cần thiết cho nhiều lĩnh
vực khác: nguyên liệu thiết yếu cho công nghiệp chế biến sơn, xà phòng, thực phẩm,
mỹ phẩm,… đặc biệt còn được sử dụng trong dân gian như các bài thuốc cổ truyền
để điều trị các bệnh viêm nhiễm, chống lão hóa và một số căn bệnh hiểm nghèo [1].


Cho đến nay, các kiến thức về các thành phần hóa học hạt thực vật Việt Nam
nói chung và hạt thực vật họ Đậu nói riêng là rất ít và mới chỉ có một vài thơng tin
có sẵn, trước đây một số tác giả như Phạm Văn Nguyên (1981) [2], Bùi Kim Anh
(2005) [3], Đào Văn Hoằng (2011) [4]... đã có một số ít cơng trình nghiên cứu về
lipid từ thực vật, tuy nhiên cho đến nay đã khơng cịn cập nhật bởi sự biến đổi của
môi trường và sự phát triển của các phương pháp nghiên cứu hiện đại. Trong khi hạt
một số loài chứa lipid chủ lực như: Đậu nành, Lạc, Vừng… đóng góp vai trị lớn
trong dinh dưỡng; thì lipid một số hạt khác như: Trẩu, dầu Sở, hạt Điều… lại có vai
trị quan trọng trong cơng nghiệp, mặt khác lipid của hạt: Mù u, Dâm bụt dấm,
Măng cụt… lại có tiềm năng nhiều trong y, dược.

Tuy thực tiễn đã có nhiều áp dụng những cơng nghệ tiên tiến trong khai thác
sử dụng dầu hạt để sản xuất, thì những nghiên cứu chuyên sâu khoa học và có hệ
thống về hóa học lipid và các hoạt chất từ nguồn gốc hạt thực vật bản địa ở nước ta
gần như còn bỏ ngỏ. Mặt khác, các số liệu trước đây cịn tản mạn và độ chính xác
chưa cao do điều kiện hạn chế về kỹ thuật và máy móc phân tích nên chưa thể đi
sâu vào thành phần, hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học cao. Vì vậy, với
mong muốn tìm kiếm các hoạt chất ứng dụng trong y, dược từ nguồn dược liệu Việt
Nam, chúng tôi đã chọn đề tài nghiên cứu cho luận văn là: “Nghiên cứu thành
phần lipid và hoạt tính chống oxi hóa mơṭ sớ hạt thực vật họ
Đâụ

(Fabaceae) ở

Việt Nam” với mục tiêu và nội dung nghiên cứu như sau:
Mục tiêu đề tài:
1. Xác định hàm lượng và thành phần lipid của một số hạt thực vật họ Đậu (Fabacae) ở
Việt Nam.
2. Đánh giá hoạt tính chống oxi hóa trên mơ hình DPPH và phiến hàm mật độ hiệu
năng cao DFT.
Nội dung nghiên cứu:
1. Thu thập 11 loài hạt thực vật họ Đậu ở Việt Nam, xác định tên khoa học.
2. Xác định hàm lượng và thành phần lipid bao gồm:

- Hàm lượng lipid tổng.
- Thành phần và hàm lượng các lớp chất lipid.


- Thành phần và hàm lượng các acid béo.
- Thành phần và hàm lượng tocopherol.
- Thành phần và hàm lượng phytosterol.

- Thành phần và hàm lượng triacylglycerol.
- Thành phần và hàm lượng hợp chất phenolic.
- Thành phần, hàm lượng phospholipid và các dạng phân tử.
3. Xác định hoạt tính chống oxi hóa theo phương pháp DPPH và khảo sát

tiềm năng chống oxi hóa của một số acid phenolic bằng phiếm hàm mật độ
(DFT) hiệu năng cao.


Chương 1
TỔNG
QUAN
1.1. Phân loại, đặc điểm thực vật, phân bố của một số loài thực vật thuộc họ Đậu
1.1.1. Phân loại họ Đậu
Theo định nghĩa của hệ thống APG (Angiosperm Phylogeny Group) thì họ
Đậu (danh pháp khoa học: Fabaceae), từ đồng nghĩa: Leguminosae (hay Fabaceae
sensu lato) là một họ trong bộ Đậu [5].
Trên thế giới số lượng các chi và loài của cây họ Đậu được các nhà khoa học
rất quan tâm và đưa ra được các số liệu qua từng giai đoạn. Năm 1865, Bentham và
các cộng sự đã thống kê được họ Đậu có 399 chi và 6.500 loài [6]. Đến năm 1981,
Polhill và Raven cho biết họ Đậu có 650 chi và 18.000 lồi [7]. Vào năm 2005,
Lewis và cộng sự đã đưa ra được bản tóm tắt bách khoa về các chi họ Đậu và thống
kê được họ Đậu có 727 chi và 19.325 lồi [8]. Tháng 3 năm 2013, một lần nữa
Lewis và cộng sự đã xác định được họ Đậu có 751 chi và 19.500 loài, kết quả này đã
được sự đồng thuận rất cao từ các nhà khoa học trên thế giới [9]. Như vậy số lượng các
chi và loài cây họ Đậu được ghi nhận tăng lên đáng kể trong vòng 150 năm qua.
Họ Đậu (Fabaceae) được chia thành 3 phân họ như sau [9]:
- Phân họ Vang (Caesalpinioideae) hay họ Vang (Caesalpiniaceae).
- Phân họ Trinh nữ (Mimosoideae) hay họ Trinh nữ (Mimosaceae).
- Phân họ Đậu (Faboideae hay Papilionoideae) hay họ Fabaceae nghĩa hẹp hay họ

Papilionaceae.
Các loài đa dạng tập trung nhiều trong các phân họ Trinh nữ (Mimosoideae) và
phân họ Đậu (Faboideae), đây là họ thực vật có hoa lớn thứ ba, sau họ Phong lan
và họ Cúc [5].
1.1.2. Đặc điểm thực vật, phân bố, giá trị sử dụng của quả, hạt thực vật của 11
loài thực vật thuộc họ Đậu ở Việt Nam
Họ Đậu phân bố ở hầu hết các nơi trên thế giới, tập trung chủ yếu ở vùng có khí
hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới. Cụ thể, chúng phân bố nhiều ở các quốc gia: Thái Lan,
Campuchia, Myanma, Lào, Trung Cuốc, Đài Loan, Angola, Zambia, Hàn Cuốc, Nhật
Bản, Nga, Đài Loan, Ấn Độ, Costa Rica, Mexico, Ecuador, Peru, Phillipin, Indonesia,


Singapo, Malaixia, Myanma, Campuchia, Tây Ban Nha, Úc [1, 10]… Cịn ở Việt
Nam, phân bố và cơng dụng của 11 loài thực vật thuộc họ Đậu nghiên cứu trong luận
án được tìm hiểu ở bảng 1.1 như sau:
Bảng 1.1. Đặc điểm thực vật, phân bố, giá trị sử dụng của 11 loài thực vật được
nghiên cứu thuộc họ Đậu ở Việt Nam [1, 10, 11]
TT

Tên khoa
học

Tên

Phân bố địa lý

thông

Đặc điểm thực vật


thường

Việt Nam

Qủa đầu to, dài 15 cm, rộng 6

Gỗ loại 1.

- 9 cm, dày 2 - 3 cm, hóa gỗ
mạnh khi già, màu nâu thẫm
chứa từ 7 - 8 hạt, nằm ngang,

Afzelia
1

xylocarpa
(Kurz)

hình trứng dài 25 - 30 mm,
Cà te

dày 18 - 24 mm, màu nâu
thẫm hay màu đen, gốc có áo

Craib

hạt cứng màu da cam. Hạt
hình trụ có cạnh, vỏ hạt cứng

Cơng dụng


Hạt non có
Gia Lai, Đắc thể

ăn

Lắc, Đồng Nai, được.
Ninh

Hạt

Thuận, cũng

được

Kon

Tum,

làm

thuốc

Khánh

Hòa, sắc

ngậm

chữa


Tây Ninh

đau

răng và đau

màu đen, dây rốn cứng

dạ dày.

màu
vàng nhạt.
Quả Đậu tương thẳng hoặc

Glycine
2

soja Sieb.
& Zucc.

hơi cong, có chiều dài từ 2 tới

Hạt

7 cm hoặc hơn. Quả có màu

thực phẩm,

sắc biến động từ vàng trắng

Đậu

tới vàng sẫm. Một quả chứa

tương leo từ 1 tới 5 hạt, nhưng hầu hết
các giống quả thường từ 2

Cao Bằng, Hà
Giang,
Sơn.

Lạng

ép lấy dầu.
Thân,

lá

làm thức ăn
gia súc

đến 3 hạt. Hạt có nhiều hình

hoặc

dạng khác nhau: hình thận,

bón.

hình bầu dục, trịn dẹt...


làm

phân


TT

Tên khoa
học

Tên

Phân bố địa lý

thông

Đặc điểm thực vật

Việt Nam

thường

Công dụng
Củ

làm

thực phẩm,
chống khơ,

chống
Quả thn dài, hơi dẹt, hơi có
lơng,

Pachyrhiz
3

us

erosus

Củ đậu

(L.) Urb

khơng

cuống,

nứt

nẻ và làm

dài Được trồng ở mịn da. Lá

khoảng 10 - 12 cm, được khắp các địa và hạt độc,
ngăn vách nhiều rãnh ngang, phương
thường chứa từ 4-9 hạt.

trong được dùng


cả nước.

trị ghẻ lở,
các

bệnh

ngồi
làm

da,
thuốc

trừ sâu hại
cây trồng.
Hạt có tác
dụng lợi
tiểu, giúp

Dalbergia
4

entadoides

Dây Trắc

Pierre ex

bàm bàm


Prain

Quả đậu hình thận, dày. Hạt

chống co

có kích cỡ khoảng 1,5 x 0,5 -

giật và

0,6 cm. Quả dài trung bình

Thừa Thiên

giảm đau.

khoảng 45 - 60 cm, có khi lên

Huế, Đồng

Tuy nhiên,

tới 1 - 1,2 m, rộng 5 - 7 cm,

Nai, Thành

hạt bàm

eo giữa các hạt, nội bì mỏng.


phố Hồ Chí

bàm có độc

Hạt trịn dẹt, nhẵn, màu nâu,

Minh

tính, kỵ thai

đường kính 4 - 5 cm, có vỏ

nên phụ nữ

dày cứ ng như sừng.

mang thai
tuyệt đối
không được
dùng.


TT

Tên khoa
học

Tên
thông


Phân bố địa lý
Đặc điểm thực vật

thường

Việt Nam

Công dụng

Gia Lai, Kon Gỗ
Dalbergia
5

mamosa

Quả đậu hình trái xoan thn,
Cẩm lai

Pierre

nhọn ở hai đầu. Một hay hai
hạt trong mỗi quả.

Tum, Đắc Lắc, được dùng
Bình Phước , trong
Lâm

6 tonkinensis Sưa
Prain


xây

Đồng, dựng, đóng

Đồng Nai, Tây

đồ gỗ cao

Ninh

cấp

Quảng Bình,

Dalbergia

tốt,

Quả dạng đậu, hình bầu dục

Hà Nội, Vĩnh

thuôn dài, dài 5-7,5 cm, rộng

Phúc Quảng

khoảng 2-2,5 cm. Quả chứa

Ninh, Ninh


1-2 hạt, mỗi hạt có đường

Bình, Thừa

kính khoảng 8-9 mm, hình

Thiên Huế,

thận dẹp. Quả khi chín khơng

Gia Lai, Đồng

tự nứt.

Nai, Khánh
Hịa, Phú n,
Hịa Bình

Gỗ tốt,
được dùng
trong xây
dựng, mỹ
nghệ. Cây
có khả năng
tạo trầm và
cho tinh
dầu.
Quả


Gia Lai, Kon

7

Cassia
fistula L.

Muồng
hoàng
yến

được,

ăn
thân

Quả dạng quả Đậu hình trụ, Tum, Đắc Lắc,

có tác dụng

hơi có đốt, dài 20 - 60 cm Đắc Nông,

trị kiết, rễ

hoặc hơn, đường kính quả 15

hạ

nhiệt,


-25 mm, mang nhiều hạt trái Lạt, Đà Nẵng,

hoa

tăng

xoan rộng, khi khơ có vỏ Sài Gịn, Thái

tiết

mật,

cứng,

Ngun, Hà

kháng sinh,

Nội.

chống siêu

Nha Trang, Đà

khuẩn…
8

Phaseolus
lunatus L.


Quả đậu thuôn, dài khoảng 5 Được trồng ở Hạt
Đậu ngự

- 12 cm, rộng khoảng 2,5 cm,

khơ

khắp các địa được dùng

đầu quả thường có mũi nhọn; phương

trong làm

thực


TT

Tên khoa
học

Tên
thông

Phân bố địa lý
Đặc điểm thực vật

thường

Việt Nam


Công dụng

chứa 2 - 4 hạt. Tùy theo từng cả nước.

phẩm giàu

giống trồng mà kích cỡ và

protein.

màu sắc của hạt khác nhau

Ngồi

(màu có thể đồng nhất hay có

cịn có tác

vằn, đốm trắng, xanh, vàng,

dụng trị sốt.

ra

nâu, đỏ, đen, tía…).

Quả đậu dài, hơi cong hay
gần như thẳng, có nhiều màu
Phaseolus

9

vulgarisa
n d L.

sắc khác nhau (xanh, vàng,
Đậu

đốm hay có sọc đỏ tía, …).

trắng

Hạt dạng hình trứng, hình cầu
hay hình bầu dục, với nhiều
màu sắc khác nhau, tùy theo
từng giống trồng.

Hạt

dùng

làm

thực

Được trồng ở phẩm. Thân
nhiều nơi, đặc (tươi)

có


biệt các vùng tác

dụng

núi cao:

giảm

Lai làm

Châu, Lào Cai, lượng
Lạng Sơn, Lâm đường
Đồng…

trong máu,
chống
nấm…

Vigna
unguiculat
a (L.)

Đậu

10 Walp. ssp. trứng
cylindrica
(L.) Verdc.
- Cv.

cuốc


Quả đậu dài, rủ xuống, mang

Được trồng

nhiều hạt. Hạt đậu hình thận,

nhiều ở vùng

vỏ ngồi có nhiều đốm màu

đồng bằng và

nâu đậm hoặc nhạt; tương tự

trung du Bắc

như màu vỏ trứng chim cuốc.

Bộ.

Quả làm
thực phẩm


TT

Tên khoa
học


Tên
thông

Phân bố địa lý
Đặc điểm thực vật

Việt Nam

thường

Công dụng
Hạt

dùng

làm

thực

phẩm, làm
kích thước 6 - 12 x 0,5 cm;

angularis
11

(Willd.)
Ohwi &
Ohashi

thuốc


Quả đậu dạng hình trụ dài,

Vigna
Đậu đỏ

màu vàng rơm, màu nâu hoặc
màu đen (tùy theo từng giống
trồng). Mỗi quả có 6 - 14 hạt.

Khánh
TP

Hồ

Minh…

Hạt hình trụ hay hình thận.

Hịa,
Chí

trị

thùy thũng,
đầy trướng,
sưng

phù


chân

tay,

vàng da, đái
đỏ,

phong

thấp,

mụn

nhọt…
1.2. Tình hình nghiên cứu về thành phần lipid và hoạt tính chống oxi hóa các

hạt thực vật thuộc họ Đậu trên thế giới và trong nước
1.2.1. Tổng quan về thành phần lipid hạt thực vật
1.2.1.1.

Lipid
Lipid là những hợp chất hữu cơ tự nhiên rất phong phú có trong tế bào cơ thể

sống của động vật, thực vật và vi sinh vật. Lipid có khả năng hịa tan trong các dung
môi hữu cơ như chloroform, benzene, ether và rượu…Lipid là lớp chất tự nhiên có
nhiều chức năng sinh học khác nhau: chúng kết hợp với carbohydrate và protein để
tạo thành thành phần chủ yếu của tất cả các tế bào thực vật và động vật. Ở thực vật,
lipid tồn tại dưới dạng cấu trúc và dự trữ. Lipid dự trữ ở thực vật chủ yếu trong quả
và hạt ở dạng dầu. Ở dạng cấu trúc, lipid có trong thành phần chính của màng tế bào
và bảo vệ lớp bề mặt của tế bào [12]. Trong những năm gần đây, các nhà khoa học

đã tìm ra các bằng chứng chỉ ra rằng một số các hợp chất như: sphingosin 1phosphate; diacylglycerol và phosphatidylinositol phosphate; các prostaglandin; các
hormone steroid ví dụ estrogene, testosterone và cortisol; và các oxysterol… là một
phần quan trọng trong q trình truyền tín hiệu tế bào [13].


Ngoài ra, chúng ảnh hưởng đến hiệu suất, hỗ trợ và sử lý sai sót của màng tế
bào. Tham gia vào quá trình phân chia các tế bào và bào quan, là thành phần khơng
thể thiếu của q trình quang hợp [14].
Lipid còn cung cấp các vitamin A, D, E, F, K và F cho cơ thể sống và là
nguồn năng lượng dự trữ (37,6.106 J/kg), quy định các quá trình trao đổi chất. Lipid
góp phần tạo ra kết cấu, tính cảm vị đặc trưng của nhiều thực phẩm.
Về cấu trúc hóa học, trong hạt thực vật nói chung và trong hạt thực vật họ
Đậu nói riêng, lipid được chia làm ba nhóm chính: lipid đơn giản, lipid phức hợp,
và các dẫn xuất lipid. Lipid đơn giản là lipid có hai bán phần cấu trúc gồm một số
loại như: glyceryleste (este của glycerol và acid béo: các Triacylglycerol,
monoacylglycerol và diacylglycerol..); cholesteryl este, sáp (este của rượu mạch
dài và acid béo); các ceramide (amide của acid béo với các dihydroxy hoặc
trihydroxy amine mạch dài chứa 12-22 nguyên tử cacbon như: sphingosin). Lipid
phức hợp có nhiều hơn hai bán phần cấu trúc như: phospholipid (gồm một số loại:
phosphatidylcholine (PC), phosphatidylethanolamine (PE), phosphatidylserine (PS)
và phosphatidylinositol (PI)...); acid phosphoric và các nhóm khác chứa nitơ; acid
phosphatidic là diacylglycerol được este hóa để gắn thêm acid phosphoric;
sphongolipid, chất dẫn xuất của ceramide... Các dẫn xuất lipid: Chúng xuất hiện
hoặc được giải phóng khỏi hai nhóm chính khác do thủy phân các khối xây dựng
cho các lipid đơn giản và phức hợp, chúng bao gồm: acid béo và rượu; vitamin hòa
tan trong chất béo như vitamin A, D, E và K; các hydrocarbon; các sterol [1].
Các lớp chất của lipid: Lipid có nguồn gốc thực vật chứa nhiều lớp chất với
độ phân cực khác nhau, trong lipid họ Đậu thường có các lớp: hydrocacbon (HC) và
sáp (W), sterol (ST), acid béo tự do (FFA), triacylglycerol (TG), diacylglycerol
(DG), monoalkyldiacylglycerol (MADG) và lipid phân cực (Pol).

1.2.1.2.

Acid béo
Acid béo thuộc nhóm lipid đơn giản nhưng là lớp chất lipid quan trọng nhận

được sự quan tâm lớn của các nhà khoa học trong lĩnh vực nghiên cứu về lipid.
Thành phần và hàm lượng của các acid béo là một trong những yếu tố quan trọng
nhất quyết định tính chất của lipid. Cấu trúc đa dạng của lipid được bắt nguồn từ
các acid béo khác nhau tham gia vào trong thành phần của nó. Cho đến nay, các nhà
khoa học đã phát hiện trong giới thực vật có hơn 400 các acid béo khác nhau ở mức