Tên luận án:
Nghiên cứu thành phần lipid và hoạt tính chống oxi hóa một số hạt thực vật họ Đậu (Fabaceae) ở Việt Nam
Ngành:
Thông tin về ngành của luận án không được cung cấp rõ ràng trong văn bản.
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án này tập trung vào nghiên cứu toàn diện thành phần lipid và hoạt tính chống oxy hóa của 11 loài hạt thực vật thuộc họ Đậu (Fabaceae) tại Việt Nam, bao gồm các nhóm cây dinh dưỡng, y, dược và công nghiệp. Bối cảnh nghiên cứu xuất phát từ thực trạng thiếu hụt các công trình khoa học chuyên sâu, có hệ thống về hóa học lipid và hoạt chất sinh học từ hạt thực vật bản địa, đặc biệt là các dữ liệu trước đây còn tản mạn và chưa cập nhật.
Mục tiêu chính của luận án là xác định chi tiết hàm lượng và thành phần của lipid tổng, các lớp chất lipid cơ bản như acid béo, tocopherol, phytosterol, triglyceride, hợp chất phenolic tổng và phospholipid trong các mẫu hạt đã chọn. Đặc biệt, nghiên cứu đi sâu vào việc xác định các dạng phân tử phospholipid trong hạt Sưa (Dalbergia tonkinensis Prain). Đồng thời, luận án khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của các mẫu hạt bằng phương pháp DPPH và đánh giá tiềm năng chống oxy hóa của một số acid phenolic thông qua phiếm hàm mật độ (DFT) hiệu năng cao.
Những đóng góp mới của nghiên cứu bao gồm việc lần đầu tiên thực hiện phân tích hệ thống đầy đủ về các thành phần lipid và hàm lượng của chúng trên 11 loài hạt họ Đậu ở Việt Nam. Luận án đã xác định thành phần và hàm lượng các phospholipid, cũng như nhận dạng các dạng phân tử phosphatidylcholine (PC), phosphatidylethanolamine (PE) và phosphatidylinositol (PI) trong hạt Sưa. Các kết quả khảo sát hoạt tính chống oxy hóa đã chỉ ra rằng 8/11 loài có hoạt tính đáng kể, với lipid hạt Sưa thể hiện hoạt tính tốt nhất. Phân tích DFT đã xác định acid gallic, caffeic, ferulic và chlorogenic là các chất chống oxy hóa mạnh thông qua quá trình HAT, trong đó acid chlorogenic có tiềm năng cao nhất.
Tổng kết, các hạt thuộc họ Đậu được nghiên cứu là nguồn tiềm năng chứa các hợp chất có hoạt tính sinh học, đặc biệt là khả năng chống oxy hóa. Những kết quả này cung cấp cơ sở khoa học quan trọng, mở ra hướng ứng dụng cho các hạt này trong ngành thực phẩm, mỹ phẩm và dược phẩm, góp phần khai thác hiệu quả nguồn dược liệu bản địa của Việt Nam.
Mục lục chi tiết:
I. GIỚI THIỆU LUẬN ÁN
- 1. Đặt vấn đề
- 2. Đối tượng nghiên cứu và nhiệm vụ của luận án
- 3. Những đóng góp mới và ý nghĩa thực tiễn của luận án
- 4. Bố cục của luận án
II. NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN
MỞ ĐẦU
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
- Phân loại, đặc điểm thực vật, phân bố của một số loài thuộc họ Đậu
- Tổng quan về thành phần hóa học lipid hạt thực vật họ Đậu
- Tình hình nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học hạt thực vật họ Đậu trên thế giới và trong nước.
- Tổng quan về hóa tính toán
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- 2.1. Đối tượng nghiên cứu
- 2.2. Phương pháp nghiên cứu
- 2.2.1. Phương pháp chiết lipid tổng các mẫu hạt họ Đậu
- 2.2.2. Phương pháp phân tích thành phần lipid trong các mẫu hạt họ Đậu
- 2.2.2.1. Phương pháp xác định thành phần và hàm lượng các lớp chất lipid trong các mẫu hạt họ Đậu
- 2.2.2.2. Phương pháp xác định thành phần và hàm lượng acid béo trong các mẫu hạt họ Đậu
- 2.2.2.3. Phương pháp phân tích thành phần và hàm lượng tocopherol
- 2.2.2.4. Phương pháp phân tích thành phần và hàm lượng phytosterol
- 2.2.2.5. Phương pháp phân tích thành phần và hàm lượng triacylglycerol
- 2.2.2.6. Phương pháp phân tích thành phần và hàm lượng phenolic tổng và các acid phenolic
- 2.2.3. Phương pháp phân lập và nhận dạng các phospholipid
- 2.2.3.1. Phổ khối phân giải cao trong xác định dạng phân tử lipid phân cực
- 2.2.3.2. Phương pháp xác định thành phần, hàm lượng các lớp chất phospholipid
- 2.2.3.3. Phương pháp xác định các dạng phân tử các phospholipit của mẫu dầu hạt Sưa
- 2.2.4. Các phương pháp khảo sát hoạt tính chống oxi hóa
- 2.2.4.1. Phương pháp xác định hoạt tính chống oxi hóa bằng phương pháp DPPH
- 2.2.4.2. Phương pháp khảo sát tiềm năng chống oxi hóa bằng phiếm hàm mật độ (DFT) hiệu năng cao
Chương 3. THỰC NGHIỆM
- SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU CHUNG CỦA LUẬN ÁN
- 3.1. Chiết tách và xác định hàm lượng lipid tổng các mẫu hạt họ Đậu
- 3.2. Xác định thành phần lipid trong các mẫu hạt họ Đậu
- 3.2.1. Xác định thành phần và hàm lượng các lớp chất lipid trong các mẫu hạt họ Đậu
- 3.2.2. Xác định thành phần và hàm lượng acid béo trong các mẫu hạt họ Đậu
- 3.2.3. Xác định thành phần và hàm lượng tocopherol
- 3.2.4. Xác định thành phần và hàm lượng phytosterol
- 3.2.5. Xác định thành phần và hàm lượng triacylglycerol
- 3.2.6. Xác định thành phần và hàm lượng phenolic tổng
- 3.3. Phân lập và nhận dạng các phospholipid
- 3.3.1. Xác định thành phần, hàm lượng các lớp chất phospholipid
- 3.3.2. Xác định các dạng phân tử các phospholipid của lipid hạt Sưa
- 3.4. Khảo sát hoạt tính chống oxi hóa
- 3.4.1. Xác định hoạt tính chống oxi hóa theo DPPH
- 3.4.2. Khảo sát tiềm năng chống oxi hóa bằng phiếm hàm mật độ (DFT) hiệu năng cao
Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
- 4.1. Hàm lượng lipid tổng và các lớp chất lipid của các mẫu hạt họ Đậu nghiên cứu
- 4.1.1. Hàm lượng lipid tổng
- 4.1.2. Thành phần và hàm lượng các lớp chất lipid
- 4.1.3. Thành phần và hàm lượng acid béo
- 4.1.4. Thành phần và hàm lượng tocopherol
- 4.1.5. Thành phần và hàm lượng phytosterol
- 4.1.6. Thành phần và hàm lượng triacylglycerol
- 4.1.7. Thành phần và hàm lượng các phenolic
- 4.2. Thành phần và hàm lượng phospholipid của 11 mẫu hạt họ Đậu
- 4.2.1. Xác định thành phần và hàm lượng phospholipid trong 11 mẫu lipid hạt họ Đậu nghiên cứu
- 4.2.2. Xác định các dạng phân tử phospholipid của mẫu hạt Sưa (Dalbergia tonkinensis Prain)
- 4.2.2.1. Dạng phân tử phosphatidylethalnolamine trong mẫu hạt Sưa (Dalbergia tonkinensis Prain)
- 4.2.2.2. Dạng phân tử phosphatidylcholine (PC) của mẫu hạt Sưa (Dalbergia tonkinensis Prain)
- 4.2.2.3. Dạng phân tử phosphatidylinositol (PI) của mẫu hạt Sưa (Dalbergia tonkinensis Prain)
- 4.3. Kết quả thử hoạt tính chống oxi hóa
- 4.3.1. Kết quả thử nghiệm hoạt tính chống oxi hóa của 11 mẫu hạt họ Đậu nghiên cứu bằng cách sử dụng phương pháp: DPPH
- 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
KẾT LUẬN
- 1. Kết quả về hóa học
- 1.1 Hàm lượng lipid tổng phần lớn thấp dưới 3% (tính theo khối lượng mẫu khô). Một số mẫu có hàm lượng cao vượt trội như: Đậu tương leo (16,91) và Củ đậu (20,91), Sưa (13,86%). Đã xác định được một số lớp chất cơ bản trong lipid dầu hạt họ Đậu: lipid phân cực (Pol), sterol (ST), Diacylglycerol (DG), acid béo tự do (FFA), triacylglycerol (TG), hydrocacbon + sáp (HW).
- 1.2 Đã xác định được 9 dạng triglyceride trong mẫu nghiên cứu. Monomere TAG chiếm chủ yếu trong các mẫu nghiên cứu với hàm lượng từ 54,8% - 96,74%.
- 1.3 Đã phát hiện sự có mặt của các acid béo không no là chủ yếu trong lipid hạt họ Đậu, tổng hàm lượng dao động từ 56,74% đến 88,82%. Trong đó, tập trung chủ yếu ở nhóm các acid có hoạt tính sinh học cao như ω3 và ω6. Có 7 mẫu nghiên cứu vượt tiêu chuẩn của WHO về chỉ số ω3/ω6 tốt cho sức khỏe (>0,1).
- 1.4 Đã xác định được thành phần và hàm lượng của 15 phytosterol trong 11 mẫu nghiên cứu và đã chỉ ra được hàm lượng phytosterol tổng trung bình trong các mẫu nghiên cứu cao (19.483,29 mg/kg). Có 05 mẫu ở mức cao vượt trội: Đậu ngự (43.214,86 mg/kg), Đậu trắng (42.154,68 mg/kg), Đậu đỏ (29.996,35 mg/kg), Cà te (40.342,54 mg/kg) và hạt Đậu trứng cuốc (44.164,50 mg/kg).
- 1.5 Có 09 mẫu có hàm lượng tổng tocopherol thấp (dưới 100 mg/kg), chỉ có một mẫu thuộc nhóm trung bình là hạt Đậu đỏ (M12:164,55 mg/kg) và một mẫu thuộc nhóm có hàm lượng cao là hạt Đậu trứng cuốc (M13: 266,92 mg/kg). Đã chỉ ra được mối 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)).
- 1.6 Hàm lượng phenolic tổng trong các mẫu nghiên cứu dao động từ 0,16 - 34,47 mg/kg. Trong đó 2 hợp chất acid ferulic và acid chlorogenic là hai acid tồn tại trong hầu hết các mẫu và chiếm hàm lượng cao nhất. Acid chlorogenic trong lipid hạt Sưa cao vượt trội so các mẫu khác.
- 1.7 Lần đầu tiên xác định được thành phần và hàm lượng các phospholipid trong lipid tổng của 11 mẫu hạt họ Đậu nghiên cứu. Các lớp chất PC, PE, PI chứa hàm lượng cao nhất và có mặt ở tất cả 11 mẫu hạt nghiên cứu. Trong đó, PC chứa thành phần chủ yếu với hàm lượng dao động từ 23,19% (M8: Muồng hoàng yến) đến 38,49% (BH56: Cà te). Tiếp theo, hai lớp chất PE và PI, cũng chiếm hàm lượng khá cao trong tổng phospholipid, xấp xỉ 20% cho mỗi lớp chất.
- 1.8 Đã xác định được các “dạng phân tử” phospholipid của lipid hạt Sưa. Kết quả cho thấy phospholipid của hạt Sưa có 3 lớp chất gồm PE, PC, PI. Trong đó PE có 5 dạng phân tử, PC có 5 dạng phân tử và có 2 dạng phân tử của PI. Đây là những số liệu lần đầu được tìm thấy và công bố trong hạt Sưa.
- 2. Kết quả khảo sát tác dụng sinh học
- 2.1 Kết quả nghiên cứu hoạt tính chống oxi hóa theo DPPH cho thấy 08/11 loài thể hiện hoạt tính chống oxi hóa, trong đó ba loài thuộc chi Dalbergia là: Trắc bàm bàm, Cẩm lai và Sưa đều thể hiện hoạt tính chống oxi hóa tốt với giá trị SC50 tương ứng là 15,4 µg/mL, 18,5 µg/mL và 11,9 µg/mL. Trong đó, lipid hạt Sưa có hoạt tính chống oxy hóa tốt nhất. Ba loài là Đậu trứng cuốc, Đậu trắng và Củ đậu không thể hiện hoạt tính tốt. Các loài còn lại: Đậu ngự, Đậu đỏ, Đậu tương leo, Muồng hoàng yến và Cà te đều thể hiện hoạt tính chống oxi hóa ở mức khá.
- 2.2 Lần đầu khảo sát tiềm năng chống oxi hóa của một số acid phenolic bằng phiếm hàm mật độ (DFT) hiệu năng cao đã xác định được: Acid gallic (GALA), acid caffeic (CAFFA), acid ferulic (FERA), và acid chlorogenic (CHLA) là chất chống oxy hóa phản ứng mạnh xảy ra thông qua quá trình HAT. Trong đó, acid chlorogenic (CHLA) là chất chống oxy hóa phản ứng mạnh nhất thông qua phản ứng HAT với năng lượng hoạt hóa tự do thấp nhất (17,9 kcal/mol) và tốc độ phản ứng cao nhất (4,20 × 10-19 cm3/phân tử/s). Kết quả tính toán theo lý thuyết này phù hợp với các kết quả nghiên cứu thực nghiệm.
KIẾN NGHỊ
- Tiếp tục các nghiên cứu sâu hơn về hoạt tính chống oxy hóa về các loài khác thuộc họ Đậu nhằm xây dựng hồ sơ tạo cơ sở khoa học cho ra những sản phẩm có giá trị ứng dụng thực tiễn của công nghiệp thực phẩm và mỹ phẩm.
- Tiếp tục khảo sát thêm các dạng phân tử phospholipid của các mẫu còn lại.
- Kết hợp phương pháp lý thuyết với thực nghiệm để đánh giá và làm rõ hoạt tính và cơ chế chống oxy hóa của các hợp chất có nguồn gốc thiên nhiên. Trên cơ sở đó có thể thiết kế và tổng hợp các hợp chất mới có khả năng chống oxy hóa cao hơn.
- Trong thời gian tới chúng tôi kiến nghị có những nghiên cứu tiếp theo về thành phần và hàm lượng các hợp chất trong các mẫu nghiên cứu có sự biến động theo thời điểm thu hoạch.