Nghiên cứu phương pháp tách chiết beta-carotene từ lá đu đủ xanh để chữa ung thư phổi

Phương pháp nghiên cứu khoa học - Nghiên cứu phương pháp tách chiết beta-carotene từ lá đu đủ xanh để chữa ung thư phổi

VÀ THỬ NGHIỆM HIỆU QUẢ ỨC CHẾ

TẾ BÀO UNG THƯ PHỔI

Giáo viên hướng dẫn :

Lớp :

, tháng 01 năm

DANH SÁCH NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN

MỤC LỤC

I MỞ ĐẦU: 1

1 Tính cấp thiết của đề tài: 1

2 Mục tiêu nghiên cứu: 2

3 Nội dung nghiên cứu: 2

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: 2

5 Phương pháp nghiên cứu: 2

6 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài: 3

7 Dự kiến cấu trúc đề tài: 3

II NỘI DUNG: 3

1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu: 3

1.1 Giới thiệu về đu đủ: 3

1.1.1 Thành phần lá đu đu bao gồm: 4

1.1.2 Nghiên cứu hoạt tính sinh học của lá đu đủ: 5

1.2 Tính chất của beta-carotene: 6

1.2.1 Tính chất vật lý: 6

1.2.2 Tính chất hóa học: 7

1.2.3 Phân loại beta-carotene: 7

1.3 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước: 7

1.3.1 Tình hình nghiên cứu trong nước: 7

1.3.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước: 8

2 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu: 10

2.1 Đối tượng: 10

2.2 Phương pháp nghiên cứu: 10

2.2.1 Sơ đồ quy trình chiết beta-carotene: 10

2.2.1.1 Thuyết minh quy trình: 11

2.2.1.2 Các điều kiện ảnh hưởng: 13

2.2.2 Sơ đồ quy trình thử nghiệm hiệu quả ức chế tế bào ung thư phổi: 14

2.2.2.1 Thuyết minh quy trình: 14

3 Kết quả và thảo luận: 15

III KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI: 16

IV TÀI LIỆU THAM KHẢO: 18

I MỞ ĐẦU:

1 Tính cấp thiết của đề tài:

Đu đủ là loại cây ăn quả nhiệt đới dễ trồng, có năng suất cao và phẩm chất quả ngonnên được nhiều nước khai thác để cung cấp quả tươi và làm nguyên liệu chế biến các sảnphẩm trái cây công nghiệp Ở nước ta đu đủ là loại cây ăn quả phổ biến trong vườn, sảnlượng trung bình một năm khoảng 1 triệu tấn Vì vậy nguồn nguyên liệu lá đu đủ rất dồi dào.Khoa học ngày càng phát triển, việc nghiên cứu và tìm ra những phương thuốc mớigiúp phòng ngừa và chữa trị ung thư phổi ngày càng có một vai trò hết sức quan trọng trongcuộc sống Ngoài việc sử dụng thuốc tây, ngày nay khoa học hiện đại rất chú trọng vào việcnghiên cứu và sử dụng những hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học Nhưng chưa có côngtrình nghiên cứu về phương pháp chiết tách beta-carotene từ lá đu đủ chữa bệnh ung thưphổi

Beta-carotene là tiền chất của vitamin A nên nó là nguồn cung cấp vitamin A tự nhiên,dồi dào cho cơ thể Vitamin A đóng vai trò cho khả năng của thị giác và sự phát triển của trẻ

em nên nó cũng có tác dụng làm mắt thêm sáng, nhìn thêm tinh Nó tốt cho trẻ em và ngườicao tuổi Nó lại còn có chức năng làm lành mạnh hoá hệ miễn dịch nên tốt cho người mới

ốm dậy

Beta-carotene còn làm hết sạch những nguyên tử ôxy tự do đang dư thừa điện tử trong

da Đây là những nguyên tử được hình thành ở da khi da bị phá huỷ bởi tia cực tím Nó làm

da bị lão hoá, nhăn nhúm, thô ráp, xù xì, không khoẻ mạnh Beta-carotene làm hết nhữngtác hại này do nó làm hết những gốc điện tử tự do Nó xứng đáng được thêm vào trong côngthức làm đẹp

Bên cạnh đó, beta-carotene còn sở hữu trong mình một khả năng chống ôxy hoá ưuviệt vì nó có tác dụng khử hết gốc tự do dư thừa trong cơ thể Chúng ta nên nhớ gốc tự dolàm hư hỏng màng tế bào nghiêm trọng, nó làm tổn thương các bào quan, nó liên quan chặtchẽ với quá trình lão hoá, xuống cấp của nhan sắc, tuổi trẻ, nó còn là nguyên nhân gây ranhiều căn bệnh chưa có lời giải chính thức như ung thư Vì thế, có beta-carotene chúng ta cóthể tránh được tất cả những thứ này, bảo vệ màng tế bào, chậm lại lão hoá, ngăn ngừa ungthư phổi

Xuất phát từ những điều kiện trên nên chúng tôi tiến hành nghiên cứu phương pháptách chiết beta-carotene từ lá đu đủ xanh để chữa ung thư phổi.

2 Mục tiêu nghiên cứu:

 Mục tiêu chung: Thu nhận beta-carotene từ lá đu đủ xanh để thử nghiệm hiệu quả ức chế

tế bào ung thư phổi, nhằm nâng cao giá trị của cây đu đủ

 Mục tiêu cụ thể:

+ Tìm hiểu thành phần lá đu đủ, tính chất của beta-carotene

+ Nghiên cứu sử dụng phương pháp hóa học

+ Xác định điều kiện thích hợp để thu nhận beta-carotene

+ Xác định khả năng ức chế tế bào ung thư từ beta-carotene

3 Nội dung nghiên cứu:

 Tìm hiểu thành phần lá đu đủ, tính chất của beta-carotene

+ Tìm hiểu phương pháp hóa học đã áp dụng trên nguyên liệu

 Nghiên cứu sử dụng phương pháp hóa học

+ Tìm ra quy trình tách beta-carotene bằng phương pháp hóa học

 Xác định điều kiện thích hợp để thu nhận beta-carotene

+ Xác định các yếu tố ảnh hưởng quá trình chiết

+ Đánh giá chất lượng beta-carotene thu được sau khi chiết

 Xác định khả năng ức chế tế bào ung thư từ beta-carotene

+ Xác định lượng beta-carotene cần dùng

+ Xác định thời gian thử nghiệm

+ Đánh giá hiệu quả ức chế của beta-carotene đối với tế bào ung thư phổi

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

 Đối tượng nghiên cứu: Quá trình chiết beta caroten và hiệu quả ức chế ung thư phổi

 Khách thể nghiên cứu: Lá đu đủ xanh

 Đối tượng khảo sát: Beta-carotene trong quá trình chiết

 Phạm vi nghiên cứu: Lấy mẫu lá đu đủ xanh ở Khánh Vĩnh - Khánh Hòa từ hộ dân từtháng 3 năm 2018

5 Phương pháp nghiên cứu:

 Xác định lượng dung môi chiết

 Sử dụng phương pháp hóa học để chiết

 Xác định lượng beta-carotene

6 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài:

 Ý nghĩa khoa học: Cung cấp thêm thông tin về đu đủ, khảo sát điều kiện chiết tách, xácđịnh các nhóm chức hóa học của nó, xác định beta-carotene chiết từ lá đu đủ xanh

 Ý nghĩa thực tiễn: Tìm hiểu các công dụng của lá đu đủ để có cách sử dụng chúng đúngmục đích tận dụng tối ưu nguồn nguyên liệu đu đủ dồi dào trong y học

7 Dự kiến cấu trúc đề tài:

I Mở đầu:

II Nội dung:

1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

2 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

3 Kết quả và thảo luận

II NỘI DUNG:

1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu:

1.1 Giới thiệu về đu đủ:

Đu đủ (danh pháp khoa học: Carica papaya) là một cây thuộc Họ đu đủ Đây là câythân thảo to, không hoặc ít khi có nhánh, cao từ 3–10 m Lá to hình chân vịt, cuống dài,đường kính 50–70 cm, có khoảng 7 khía Hoa trắng hay xanh, đài nhỏ, vành to năm cánh.Quả đu đủ to tròn, dài, khi chín mềm, hạt màu nâu hoặc đen tùy từng loại giống, có nhiềuhạt

Ở Việt Nam, đu đủ là cây trồng khá lâu đời và chưa xác định được cụ thể thời gian câyđược nhập vào Đu đủ trồng gồm nhiều giống, gần như ở mỗi vùng sinh thái đều có mộtgiống khác nhau Nhưng vài năm gần đây, một vài giống cho quả sớm, năng suất và chấtlượng cao được nhập trồng

Một số giống đu đủ hiện nay đang được trồng ở Việt Nam bao gồm: Giống đu đủ ta,

đu đủ Mêhico, đu đủ So Lo, đu đủ Trung Quốc, đu đủ Thái Lan, đu đủ Đài Loan

 Giống đu đủ ta: Bao gồm các giống đu đủ có từ lâu đời ở nước ta Đặc tính chung củanhóm cây này là sinh trưởng khỏe, lá xanh đậm, song phiến lá mỏng, cuống lá dài, mảnhnhỏ và thường có màu xanh Thịt quả màu vàng, mỏng, năng suất thấp.

 Giống đu đủ Mêhico: Là giống nhập nội trong những năm 70 của thế kỷ 20 Quả dài,tương đối đặc ruột, thịt quả màu vàng, năng suất cao Lá xanh đậm, phiến lá dày, cuống lá

to, màu xanh

 Giống đu đủ So Lo: Còn có tên gọi khác là đu đủ Mỹ, thân cây cao trung bình, sinhtrưởng khỏe Quả hình quả lê, to, thịt quả màu vàng, chất lượng tốt, năngsuất cao Là giốngyêu cầu nhiệt cao nên được trồng chủ yếu ở các tỉnh phía Nam

 Giống đu đủ Trung Quốc: Là giống nhập từ Quảng Đông, Quảng Tây Trung Quốc.Cây thấp, sinh trưởng trung bình, năng suất khá cao Quả dài, thuôn dài, thịt quả dày trungbình, thịt quả có màu vàng đến đỏ Lá có màu xanh đậm, chia thùy sâu, phiến lá dày

 Giống đu đủ Thái Lan: Là giống được nhập trồng trong thời gian gần đây Cây thấp,năng suất cao, quả to, ruột quả màu vàng, chất lượng tốt Tuy nhiên giống này dễ bị nhiễmbệnh khảm lá

 Giống đu đủ Đài Loan: Là giống mới được nhập trồng trong thời gian gần đây Câythấp, sinh trưởng khỏe, ít nhiễm bệnh, cho năng suất cao, khoảng 60 – 70 kg quả/ cây Thịtquả màu đỏ, ngọt, thơm, mềm mà không nát, vỏ quả cứng dễ bảo quản và vận chuyển Lá cómàu xanh đậm, chia thùy sâu, phiến lá dày

Ở nước ta, đu đủ được trồng hầu hết ở các tỉnh miền Bắc và miền Nam, tuy nhiênchúng được trồng nhiều ở các tỉnh đồng bằng, dọc theo các con sông, trên các loại đất phù

sa và nhiều loại đất khác nhau Các tỉnh trồng nhiều gồm: Hà Nội,Bắc Giang, Hà Nam,Hưng Yên, Tuyên Quang, Vĩnh Phúc, Tiền Giang, các tỉnh Tây Nguyên Diện tích trồng đu

đủ cả nước ước khoảng 10000 - 17000 hecta, với sản lượng khoảng 200 - 300 nghìn tấn quả

1.1.1 Thành phần lá đu đu bao gồm:

Chất chống oxi hóa cực mạnh tăng cường khả năng miễn dịch của máu, papain,alkalols và phenolic, enzym papain và chymopapain Ngoài ra còn có các hợp chất khácnhư alkaloid, carpaine, pseudocarpaine và dehydrocarpaine tiêu biểu cho hiệu quả hóa trịphòng ngừa Lá đu đủ còn chứa hàm lượng lớn các chất khoáng như canxi, kali, magie,natri, sắt và mangan

1.1.2 Nghiên cứu hoạt tính sinh học của lá đu đủ [1]:

Một số nhóm chất trong lá đu đủ có hoạt tính chống ung thư Ví dụ nhóm glucosisebao gồm các chất benzyl glucosinolate, benzyl isothiocyanate có hoạt tính chống nhiềudòng tế bào ung thư khác nhau Nhóm các chất phenol bao gồm các chất: 5,7-dimethoxycoumarin, axit protocatechui, axit p-coumaric, axit caffeic, kaempferol, quercetin Nhómcác chất này đã được chứng minh là có hoạt tính : Ức chế tăng sinh tế bào, tăng cường chứcnăng miễn dịch, ức chế enzyme ở pha I và II trong chu kỳ phân bào, ức chế sự kết dính tếbào và xâm lấn, cảm ứng quá trình tự chết Nhóm các chất carotenoid các chất: beta-carotene, lycopene, beta-cryptoxanthin Nhóm các chất này có tác dụng phòng ung thưphổi, ung thư tiền liệt tuyến, ung thư vú, ung thư dạ dày, ung thư gan,

Trong lá đu đủ có chứa protein bất hoạt ribosome (RIPs) RIPs có khả năng gây độc tếbào ung thư vú T47D với IC50= 2,8 μg/ml Chất chiết bằng nước từ các phần khác nhau của

đu đủ có tác dụng ngăn ngừa, tiêu diệt hoặc ức chế nhiều loại tế bào ung thư như: dạ dày,phổi, tuyến tụy, gan, máu, lymphoma, bệnh bạch cầu,…Dịch chiết lá đu đủ bằng nước(nồng độ 0,625-20 μg/ml) có tác dụng ức chế nhiều dòng tế bào ung thư khác nhau Tác giả

đã chứng minh dịch chiết từ lá đu đủ còn có tác dụng hỗ trợ hệ miễn dịch để tấn công vàocác tế bào ung thư Bằng cách thúc đẩy sự gia tăng các sản phẩm cytokine dạng Th1 như làIL-12p40, IL-12p70, INF-y, , các cytokine này có khả năng chống lại khối u Sau đó tácgiả sử dụng màng lọc để tách thành hai phần có trọng lượng phân tử khác nhau Các chất cóhoạt tính ức chế tế bào ung thư và điều hòa miễn dịch được xác định là nằm ở phần có trọnglượng phân tử nhỏ hơn 1000

Chất chiết lá đu đủ có hoạt tính chống oxy hóa Các giống đu đủ khác nhau có tổnghàm lượng phenol khác nhau và hoạt tính chống oxy hóa cũng khác nhau Điều đó chứng tỏrằng các chất phenol gây ra hoạt tính chống oxy hóa Các bộ phận khác nhau của cây đu đủ

có hoạt tính chống oxy hóa giảm dần theo thứ tự: Lá non quả xanh quả chín hạt Tuy nhiên,các hoạt chất có tác dụng chống oxy hóa còn chưa được phân lập

Dịch chiết lá đu đủ có khả năng ức chế nhiều loại vi khuẩn và nấm Cao lá đu đủ có tácdụng kháng khuẩn đối với Typhimurium mentagrophytes, T rubrum và Staphylococusaureus Ngoài ra, dịch chiết lá đu đủ còn có khả năng kháng viêm, kháng virut sốt xuấthuyết,

Beta-carotene không phải là tên riêng của một chất nào mà là tên của một nhóm cáchợp chất có công thức cấu tạo tương tự nhau và tác dụng bảo vệ cơ thể cũng tương tự nhau.Beta-carotene khá quen thuộc với chúng ta là beta-carotene hay còn gọi là tiền chất củavitamin A Trong mấy năm gần đây người ta còn nói nhiều đến các beta-carotene khác nhưlycopen, lutein và zeaxanthin.

Dựa vào phần cấu tạo, chia làm hai loại Loại chỉ chứa C, H như alpha carotene, beta-carotene, lycopene Loại có chứa nhóm chức có mặt O như lutein, xanthophyll Trong đó,beta-carotene là loại quan trọng nhất Beta-carotene có màu vàng Có nhiều trong cà rốt, bí

đỏ, xoài và các loại rau màu xanh đậm Khi hấp thu vào cơ thể, beta-carotene chuyển hóathành vitamin A Beta-carotene là chất chống oxy hóa mạnh, ngăn chặn tế bào ung thư,chống sự hình thành cục máu đông trong thành mạch máu Sau khi chuyển thành vitamin A

có tác dụng bảo vệ niêm mạc mắt, tăng cường miễn dịch cơ thể

1.2.1 Tính chất vật lý:

 Kết tinh ở dạng tinh thể, hình kim, hình khối lăng trụ, đa diện, dạng lá hình thoi

 Nhiệt độ nóng chảy cao: 130-2200 C

 Hòa tan trong chất béo, các dung môi chứa clor và các dung môi không phân cực khác

 Tính hấp thụ ánh sáng: Chuỗi polyene liên hợp đặc trưng cho màu thấy được của carotene Dựa vào quang phổ hấp thu của nó, người ta thấy khả năng hấp thụ ánh sángphụ thuộc vào nối đôi liên hợp, phụ thuộc vào nhóm C9 mạch thẳng hay mạch vòng, cũngnhư vào nhóm chức gắn trên vòng Ngoài ra trong mỗi dung môi hòa tan khác nhau, hấp

beta-thụ ánh sáng tối đa cũng khác nhau với cùng một loại Khả năng hấp beta-thụ ánh sáng mạnh,chỉ cần 1 gam cũng có thể thấy bằng mắt thường

1.2.2 Tính chất hóa học:

 Không hòa tan trong nước, rất nhạy đối với axit và chất oxi hóa, bền vững với kiềm Do

có hệ thống nối đôi liên hợp nên nó dễ bị oxi hóa mất màu hoặc đồng phân hóa, hydrohóa tạo màu khác

 Các tác nhân ảnh hưởng đến độ bền màu: Nhiệt độ, ánh sáng, phản ứng oxi hóa trực tiếp,tác dụng ion kim loại, enzym, nước

 Dễ bị oxi hóa trong không khí nên cần bảo quản trong khí trơ, chân không Ở nhiệt độthấp nên tránh ánh sáng mặt trời

 Beta-carotene khi bị oxi hoá tạo hợp chất có mùi thơm như các aldehide không no hoặcketone đóng vai trò tạo hương thơm

1.2.3 Phân loại beta-carotene: Có 2 loại:

 Loại chỉ chứa C, H như α, β caroten, lycopen

 Loại có chứa nhóm chức có mặt O như lutein, xanthophyll

1.3 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước:

1.3.1 Tình hình nghiên cứu trong nước:

Ở trong nước, cho đến nay đã có một số công bố về các chất có trong lá đu đủ.Năm 1983, Nguyễn Tường Vân và cộng sự đã chiết xuất và xác định được alkaloidcarpaine trong lá đu đủ

Năm 2007, Hà Thị Bích Ngọc đã sử dụng kỹ thuật HPLC phân tích các chất carotenoid trong lá đu đủ Kết quả cho thấy beta-carotene, luteine chiếm tỷ lệ tương ứng

là 57,05 và 11,864% so với tổng các chất beta-carotene, tuy nhiên không xác địnhđược lycopene

Gần đây, Trần Thanh Hà đã phân lập được 4 chất từ phân đoạn chiết n-hexan của lá đu

đủ Bao gồm, β- sitosterol, daucosterol, cycloart -23-ene-3β,25-diol (sterculin A)

và cycloart-25-ene-3β,24 (R/S)-diol Trong đó, sterculin A và cycloart-25-ene-3β,24(R/S)diol là 2 tritecpen lần đầu tiên phân lập từ lá đu đủ

Tác giả Phạm Kim Mãn đã chứng minh cao chiết với cồn từ lá đu đủ có tác dụng ức chế sự phát triển u báng gây bởi tế bào ung thư Sarcoma TG - 180 ở chuột nhắt trắng

Làm giảm thể tích u, giảm mật độ tế bào ung thư, giảm sự tăng sinh khối u.Theo Đỗ Thị Thảo, cặn chiết methanol của lá đu đủ chỉ có tác dụng gây độc tế bào ung thưphổi LU với IC50 = 19,2 μg/ml, và không có tác dụng gây độc các dòng tế bào ung thư khácnhư ung thư biểu mô KB, ung thư vú MCF-7, ung thư máu cấp tính HL-60, ung thư tiền liệttuyến LNCaP, ung thư gan Hepa1c1c7 Đồng thời cặn chiết methanol cũng không gây độcvới tế bào gốc tách từ phôi chuột.

Năm 1998, Hà Thị Thanh Bình đã ngâm chiết lá đu đủ bằng ethanol, sau đó cặn chiết được chiết phân bố với n-hexan và nước Phần dịch nước điều chỉnh đến pH = 3 - 4 v

à chiết rút bằng etyl axetat Kiểm tra hoạt động của enzyme peroxidase ở bốn nhóm máu người A, B, O, AB với nồng độ từ 0 – 20mg% theo trọng lượng khô của lá Kết quả: cả

ba phân đoạn chiết đều có tác dụng kìm hãm hoạt động của enzyme peroxidase trongmáu người, nhưng với mức độ khác nhau Trong đó phân đoạn chiết rút bằng nước có hiệuquả thấp hơn hẳn so với hai phân đoạn còn lại Hai phân đoạn etyl axetat và n-hexan đều cótác dụng kìm hãm mạnh hoạt động của enzyme peroxidase máu người Mức độ kìm hãmcủa hai phân đoạn này đối với 4 nhóm máu có mối quan hệ như sau: Phân đoạn etyl axetat:

AB  > O > A > B Phân đoạn n-hexan: A > O > AB > B

Năm 1999, Nguyễn Quốc Khang và Hà Thị Thanh Bình đã nghiên cứu tác dụng kháng khuẩn của flavonoid chiết từ lá đu đủ Các tác giả thí nghiệm với 5 chủng vikhuẩn và 2 chủng nấm gây bệnh Nồng độ flavonoid thí nghiệm là 0,4 mg/ml Kết quả,flavonoid trong lá đu đủ thể hiện tính kháng khuẩn tốt đối với các chủng vi khuẩn và nấmthử nghiệm bao gồm: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis,Salmonella typhi T239, Salmonella typhi T241, Candida albicans, Candida stellaloidesNhư vậy, các kết quả nghiên cứu đã khẳng định trong lá đu đủ có các hợp chất alkaloidcarpaine, carotenoid, flavonoid và một số triterpene Đồng thời, cặn chiết lá đu đủ đã đượcchứng minh là có tác dụng gây độc một số dòng tế bào ung thư

1.3.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước:

Trên thế giới đã có nhiều nhà nghiên cứu chiết beta caroten từ các loại nguyên liệukhác nhau Như trong “Chiết xuất beta-carotene từ vỏ cam” Việc chiếc beta-carotene từ vỏcam và đánh giá dinh dưỡng của nó thông qua nghiên cứu cho ăn đã được tiến hành để sosánh khả năng sinh học của beta-carotene tổng hợp Thu được sản lượng beta-carotene chiếtxuất cao nhất [2]