Luận án tiến sĩ hóa học: Thành phần lipid và hoạt tính chống oxi hóa hạt họ Đậu (Fabaceae) tại Việt Nam

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 Chuyên ngành: Hóa học các hợp chất thiên nhiên Mã số: 9.17 Người hướng dẫn khoa học: 1. Đoàn Lan Phương 2. Phạm Quốc Long HÀ NỘI - 2022 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Đây là công 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 hoàn toàn trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Tác giả luận án Nguyễn Thị Thủy ii 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 tôi hoàn thành luận án. Tôi xin bày tỏ lòng 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 tôi trong thời gian thực hiện luận án. Tôi xin cảm ơn tập thể phòng Hóa sinh hữu cơ, phòng phân tích hóa học - Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên đã tạo điều kiện cơ sở vật chất giúp tôi hoàn 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 Công nghệ do PGS.TS Đoàn 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, tôi xin gửi lòng kính trọng và sự biết ơn sâu sắc đến gia đình tôi, những người đã tạo mọi điều kiện về vật chất và tinh thần cho tôi trong quá trình làm luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, tháng 12 năm 2022 Tác giả luận án Nguyễn Thị Thủy iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN.

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. Phân loại, đặc điểm thực vật, phân bố của một số loài thực vật thuộc họ Đậu. Phân loại họ Đậu. 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.

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. Tổng quan về thành phần lipid hạt thực vật. Tình hình nghiên cứu trên thế giới. Tình hình nghiên cứu trong nước.

Tổng quan về hóa tính toán. Phương trình Schrödinger. Các phương pháp bán thực nghiệm (semi-empirical methods). Các phương pháp ab initio (Ab inito methods).

Các phương pháp phiếm hàm mật độ (density functional theory, DFT):. Tình hình ứng dụng hóa học tính toán trong nghiên cứu khả năng chống oxy hóa của acid phenolic. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Đối tượng nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp xác định hàm lượng lipid tổng. Phương pháp phân tích thành phần lipid trong các mẫu hạt họ Đậu. Phương pháp phân lập và nhận dạng các phospholipid.

Các phương pháp khảo sát hoạt tính chống oxi hóa. 50 iv Chương 3. Chiết tách và xác định hàm lượng lipid tổng các mẫu hạt họ Đậu. Xác định thành phần lipid trong các mẫu hạt họ Đậu.

Xác định thành phần và hàm lượng các lớp chất lipid trong các mẫu hạt họ Đậu. Xác định thành phần và hàm lượng acid béo trong các mẫu hạt họ Đậu. Xác định thành phần và hàm lượng tocopherol. Xác định thành phần và hàm lượng phytosterol.

Xác định thành phần và hàm lượng triacylglycerol. Xác định thành phần và hàm lượng phenolic tổng. Phân lập và nhận dạng các phospholipid. Xác định thành phần, hàm lượng các lớp chất phospholipid.

Xác định các dạng phân tử các phospholipid của lipid hạt Sưa. Khảo sát hoạt tính chống oxi hóa. Xác định hoạt tính chống oxi hóa theo DPPH. Khảo sát tiềm năng chống oxi hóa bằng phiếm hàm mật độ (DFT) hiệu năng cao.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. Hàm lượng lipid tổng và các lớp chất lipid của 11 mẫu hạt họ Đậu nghiên cứu. Hàm lượng lipid tổng. Thành phần và hàm lượng các lớp chất lipid.

Thành phần và hàm lượng 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 các phenolic. Thành phần và hàm lượng phospholipid của 11 mẫu hạt họ Đậu. Thành phần và hàm lượng các phospholipid trong 11 mẫu hạt họ Đậu nghiên cứu. Xác định các dạng phân tử phospholipid của mẫu hạt Sưa (Dalbergia tonkinensis Prain).

Kết quả thử hoạt tính chống oxi hóa. Kết quả thử nghiệm hoạt tính chống oxi hóa của 11 mẫu lipid hạt họ Đậu nghiên cứu bằng phương pháp DPPH. Kết quả khảo sát tiềm năng chống oxi hóa của một số acid phenolic bằng phiếm hàm mật độ (DFT) hiệu năng cao. Kết quả về hóa học.

Kết quả khảo sát tác dụng sinh học. 126 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN. 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 129 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Diễn giải Tiếng anh 1 APCI Phương pháp ion hóa khí quyển 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 Eicosapentaenoic acid 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 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 vii 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% viii STT Ký hiệu Diễn giải Tiếng anh 50 SPLET Cơ chế truyền electron mất Sequential proton loss - electron proton tuần tự transfer 51 SETPT 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 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 ix DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 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. Hàm lượng trung bình tocopherol tổng và tocotrienol tổng trong các phân họ Đậu nghiên cứu. Danh sách 11 mẫu hạt họ Đậu nghiên cứu. Thành phần và hàm lượng các lớp chất lipid chính trong hạt 11 loài thuộc họ Đậu nghiên cứu.

Thành phần và hàm lượng các acid béo trong lipid ha ̣t của 11 loài họ Đậu nghiên cứu (% so với tổng acid béo). Thành phần và hàm lượng các tocopherol trong lipid ha ̣t của 11 loài họ Đậu nghiên cứu. 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)). Thành phần và hàm lượng các phytosterol trong lipid ha ̣t của một số loài họ Đậu nghiên cứu (mg/kg).

Thành phần và hàm lượng các triglyceride trong lipid ha ̣t một số loài họ Đậu nghiên cứu (% so với tổng TG). Thành phần và hàm lượng các hợp chất phenolic trong lipid ha ̣t 11 loài họ Đậu nghiên cứu (mg/kg). Thành phần và hàm lượng các phospholipid trong lipid tổng của 11 mẫu hạt họ Đậu nghiên cứu. 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.

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). Thành phần và hàm lượng các dạng phân tử phosphatidylethalnolamine trong mẫu hạt Sưa (Dalbergia tonkinensis Prain). 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. 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.

Các dạng phân tử phosphatidylcholine của mẫu hạt Sưa (Dalbergia tonkinensis Prain) .