Thứ sáu, 19/07/2024 | 06:11

Thứ sáu, 19/07/2024 | 06:11

Bài báo khoa học

Cập nhật 10:31 ngày 11/08/2023

Khảo sát khả năng ức chế enzyme α-amylase, α-glucosidase và khử gốc tự do ở lá ngò gai (Eryngium foetidum L.)

TÓM TẮT:
Bài viết nghiên cứu khả năng ức chế enzyme α-amylase, α-glucosidase và khử gốc tự do ở lá ngò gai nhằm khảo sát một số hợp chất có hoạt tính sinh học có trong lá ngò gai mang lại lợi ích cho sức khỏe con người. Kết quả phân tích định tính cho thấy, cao ethanol chứa các hợp chất như alkaloid, flavonoid, phenolic và saponin. Cao ethanol từ lá có khả năng ức chế enzyme α-amylase (IC50 = 113,11 µg/mL). Trong khi đó, cao ethanol cũng ức chế hoạt tính của enzyme α-glucosidase (IC50 = 358,467 µg/mL). Ngoài ra, phân tích hiệu quả khử gốc tự do cho thấy, cao ethanol từ lá ngò gai có khả năng khử gốc tự do DPPH (IC50 = 48,337 µg/mL).
Từ khóa: α-amylase, α-glucosidase, DPPH, lá ngò gai.
1. Đặt vấn đề
Ngò gai (Eryngium foetidum L.) thuộc họ Apiaceae, là một loại thảo dược và sử dụng nhiều trong thực phẩm, có mùi thơm được trồng nhiều nơi trên thế giới. Ngoài ra, ngò gai còn được sử dụng làm thuốc trong điều trị một số bệnh phổ biến như sốt, đau tai, tiêu chảy, viêm xoang, làm hạ huyết áp, rắn hoặc bọ cạp cắn (Mohammad et al., 2012; Wang et al., 2014; Isteake et al., 2015), lá ngò gai chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học như flavonoids, carotenoids, terpenes và triterpenoids như E-2-dodecenal, acid dodecanoic, E-2-tridecenal, duraldehyde, tetradecanal, acid capric, caryophyllene oxide, và limonene (Singh et al., 2014; Thomas et al., 2017). Ngoài ra, một số nghiên cứu đã chứng minh ngò gai còn có hoạt tính kháng khuẩn với phổ rộng đối với cả vi khuẩn Gram dương và Gram âm (Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Staphylococcus cholermidis, Proteus mirabilis, Salmonella enterica, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli) và nấm Candida albicans (Erdem et al., 2015; Sood và Yadev, 2014; Dutta et al., 2017).
Hiện nay, các nhà khoa học trong và ngoài nước nghiên cứu các loài thực vật chứa các hợp chất thiên nhiên mang lại lợi ích sức khỏe con người ngày càng được quan tâm. Chính vì vậy, đề tài “Khảo sát khả năng ức chế enzyme α-amylase, α-glucosidase khử gốc tự do ở lá ngò gai” được thực hiện.
2. Phương pháp nghiên cứu
2.1. Nguyên vật liệu
Lá ngò gai thu tại nhà nông trồng ở thành phố Trà Vinh.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
Cao chiết ethanol lá ngò gai: Thu mẫu lá tươi xanh, sạch bệnh. Sau đó, lá được cắt nhỏ (sấy 50oC/72 giờ), cho vào túi vải và ngâm dầm (ethanol 90%/72 giờ), tỷ lệ nguyên liệu và dung môi là 1:10 (w/v) ở nhiệt độ phòng. Sau đó, thu dịch lọc (giấy lọc 13µm) và bỏ phần bã. Dịch lọc được cô cạn bằng máy cô quay chân không để loại bỏ ethanol và thu cao chiết (trữ -20oC) và tiến hành thí nghiệm.
2.2.1. Định tính cao chiết ethanol từ mẫu lá ngò gai
Định tính một số hợp chất trong cao chiết lá ngò gai (Yadav et al.,2014).
Bảng 1. Định tính một số hợp chất thiên nhiên trong cao chiết ethanol lá Ngò gai
2.2.2. Khảo sát ảnh hưởng nồng độ cao chiết đến khả năng ức chế enzyme α-amylase
Phản ứng ức chế sự thủy phân tinh bột của enzyme α-amylase: Cao ethanol (5-200 µg/mL). Enzyme α-amylase (EC.3.2.1.1) pha trong dung dịch đệm phosphate pH = 7 ở nồng độ 0,5 U/mL. Tinh bột (1 mg/mL).
50 μL enzyme α-amylase 0,5 U/mL được ủ với cao chiết ở các mức nồng độ khác nhau và 100 mL dung dịch đệm phosphate pH = 7, ủ (37oC/10 phút). Tiếp theo, cho vào hỗn hợp phản ứng 250 μL tinh bột 1 mg/mL và ủ (37oC/10 phút). Sau đó, hỗn hợp được thêm vào lần lượt 100 μL HCl 1N để dừng phản ứng và 300 μL thuốc thử Iodine 0,1N để nhận biết lượng tinh bột còn lại dựa trên phản ứng màu xanh đặc trưng của phức hợp tinh bột-iodine. Hỗn hợp được đo quang phổ (λ = 660 nm) để xác định lượng tinh bột còn lại sau phản ứng. Song song, tiến hành đánh giá hiệu quả ức chế enzyme α-amylase với đối chứng dương là Acarbose ở các mức nồng độ tương ứng. Phần trăm enzyme α-amylase bị ức chế (%): Dựa vào lượng tinh bột ban đầu và lượng tinh bột còn lại sau phản ứng thông qua giá trị đo độ hấp thu quang phổ. 
Phần trăm enzyme α-amylase bị ức chế (%) = 100 - Hiệu suất phản ứng (%)
Hiệu suất phản ứng (%) = [(A0 - A1)/A0]*100
Trong đó: A0 là giá trị quang của dung dịch đối chứng (lượng tinh bột ban đầu). A1 là giá trị quang của dung dịch sau phản ứng (lượng tinh bột còn lại).
Tiến hành dựng đường chuẩn biểu diễn mối tương quan giữa % enzyme bị ức chế và nồng độ mẫu. Dựa vào phương trình đường chuẩn xác định được giá trị IC50.
2.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ cao chiết đến khả năng ức chế enzyme α-glucosidase
Pha cao ethanol lá ngò gai (5-200µg/mL). Enzyme a-glucosidase (EC.3.2.1.20) được pha trong dung dịch đệm phosphate pH = 7 thành nồng độ 0,2 U/mL.
100 μL enzyme a-glucosidase được ủ với 50 μL cao chiết ở các mức nồng độ khác nhau ở 37oC/10 phút. Sau đó, cho vào hỗn hợp phản ứng 50 μL pNPG nồng độ 4mM và ủ (37oC/20 phút). Thêm 1000 μL Na2CO3 0,2M để dừng phản ứng. Hoạt động ức chế của enzyme α-glucosidase được đo quang phổ (λ = 405 nm). Song song đó, tiến hành đánh giá hiệu quả ức chế enzyme α-glucosidase với đối chứng dương là Acarbose ở các mức nồng độ tương ứng. Phần trăm enzyme α-glucosidase bị ức chế (%) được tính dựa vào lượng p-nitrophenol tạo thành từ pNPG trong phản ứng thông qua giá trị đo độ hấp thu quang phổ.
Phần trăm enzyme α-glucosidase bị ức chế (%) = [(B - A)/B]*100
Trong đó:
A là giá trị quang của mẫu thật, B là giá trị quang của mẫu đối chứng.
2.2.4. Đánh giá khả năng kháng oxy hóa cao chiết bằng phương pháp DPPH
Cao chiết được pha trong DMSO (5-200µg/mL). Phản ứng được thực hiện với 500 μL cao chiết ở các nồng độ khác nhau, sau đó thêm vào mỗi ống nghiệm 500 μL DPPH và lắc đều, giữ ổn định trong tối, ở nhiệt độ phòng/30 phút, sau đó đo độ hấp thu quang phổ (λ = 517 nm). Vitamin C được thực hiện tương tự cao chiết, với 8 mức nồng độ là 5-200 (ìg/mL).
2.3. Xử lý số liệu
Số liệu được xử lý bằng phần mềm Excel, Statgraphics Centurion 16.0.
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Định tính một số hợp chất thiên nhiên trong cao chiết ethanol từ lá ngò gai
Kết quả phân tích định tính cho thấy, trong cao chiết ethanol của lá ngò gai có sự hiện diện của các hợp chất như alkaloid, flavonoid, phenolic và saponin.
Bảng 2. Kết quả phân tích một số hợp chất thiên nhiên trong cao chiết từ các mẫu lá
3.2. Ảnh hưởng nồng độ cao chiết ức chế enzyme α-amylase
Khi tăng nồng độ Acarbose từ 5, 25, 50, 100, 200 (µg/mL), phần trăm α-amylase bị ức chế tăng tuyến tính với nồng độ Acarbose và khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 5%. Cụ thể, ở nồng độ Acarbose 200µg/mL, khả năng ức chế α-amylase cao nhất 88,16%; thấp nhất là 23,53% ở nồng độ Acarbose 5µg/mL.
Hình 1: Ức chế α-amylase của Arcarbose
Nồng độ cao chiết ethanol từ lá ngò gai cho hiệu quả ức chế α-amylase tăng tuyến tính với nồng độ cao chiết lá ngò gai và khác biệt ý nghĩa thống kê ở mức 5%. Cụ thể, khả năng ức chế α-amylase cao nhất của cao chiết (200µg/ml) là 71,45% và thấp nhất ở nồng độ 5µg/ml là 12,16%, cao hơn so với kết quả nghiên cứu Manjunatha L. et al., (2019) ở nồng độ cao chiết (5µg/ml) là 10,28 ±1,24%.
Hình 2: Ức chế α-amylase lá Ngò gai
Hiệu quả ức chế α-amylase của cao chiết ethanol lá ngò gai (IC50 = 113,11) thấp hơn so với Arcarbose (IC50 = 68,971).
3.3. Ảnh hưởng của nồng độ cao chiết ức chế enzyme α-glucosidase
Khi tăng nồng độ Acarbose từ 5, 25, 50, 100, 200 (µg/mL), phần trăm α-glucosidase bị ức chế tăng tuyến tính với nồng độ Acarbose và khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 5%. Cụ thể, ở nồng độ Acarbose 200µg/mL, khả năng ức chế α-glucosidase cao nhất 83,90%; thấp nhất là 46,19% ở nồng độ Acarbose 5µg/mL.
Hình 3: Ức chế α-glucosidase của Acarbose  
Nồng độ cao chiết ethanol từ lá ngò gai cho hiệu quả ức chế α-glucosidase tăng tuyến tính với nồng độ cao chiết lá ngò gai và khác biệt ý nghĩa thống kê ở mức 5%. Cụ thể, khả năng ức chế α-glucosidase cao nhất của cao chiết (200µg/ml) là 34,08% và thấp nhất ở nồng độ 5µg/ml là 14,92% cao hơn so với kết quả nghiên cứu Manjunatha L. et al., (2019) ở nồng độ cao chiết (5µg/ml) là 10,28 ±1,22%.
Hình 4: Ức chế α-glucosidase lá ngò gai
Hiệu quả ức chế α-glucosidase của cao chiết ethanol lá ngò gai (IC50 = 358,467) thấp hơn so với Arcarbose (IC50 = 12,661).
3.4. Khảo sát khả năng kháng oxy hóa của cao chiết ethanol lá ngò gai
Hiệu quả ức chế gốc tự do tăng khi gia tăng nồng độ vitamin C và khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức độ 5%. Hiệu quả khử gốc tự do của vitamin C đạt cao nhất ở nồng độ (200µg/ml) đạt 90,46% và thấp nhất ở nồng độ 5 µg/ml đạt 46,12%.
Hình 5: Khử gốc tự do Vitamin C 
Nồng độ cao chiết ethanol từ lá ngò gai cho hiệu quả ức chế gốc tự do tăng tuyến tính với nồng độ cao chiết lá ngò gai và khác biệt ý nghĩa thống kê ở mức 5%. Cụ thể, khả năng ức chế gốc tự do cao nhất của cao chiết (200µg/ml) là 89,08% và thấp nhất ở nồng độ 5µg/ml là 31,65% thấp hơn so với kết quả nghiên cứu Manjunatha L. et al., (2019) ở nồng độ cao chiết (5µg/ml) là 32.8 ±0,16%.
Hình 6: Khử gốc tự do lá Ngò gai
Hiệu quả khử gốc tự do của cao chiết ethanol lá ngò gai (IC50 = 48,337) thấp hơn so với Vitamin C (IC50 = 5,3998).
4. Kết luận
Phân tích định tính các hợp chất thiên nhiên có trong các cao chiết ethanol lá ngò gai bao gồm các hợp chất như alkaloid, flavonoid, phenolic và saponin.
Cao chiết ethanol lá ngò gai ở các nồng độ 5, 25, 50, 100, 200 µg/mL ức chế α-amylase lần lượt 12,16; 23,29; 34,37;53,67 và 71,45%. Hiệu quả ức chế α-amylase của cao chiết ethanol lá ngò gai (IC50 = 113,11) thấp hơn so với Arcarbose (IC50 = 68,971).
Cao chiết ethanol lá ngò gai ở các nồng độ 5, 25, 50, 100, 200 µg/mL ức chế α-glucosidase lần lượt 14,92; 15,47; 20,50; 24,08 và 30,08%. Hiệu quả ức chế α-glucosidase của cao chiết ethanol lá ngò gai (IC50 = 358,467) thấp hơn so với Arcarbose (IC50 = 12,661).
Cao chiết ethanol lá ngò gai ở các nồng độ 5, 25, 50, 100, 200 µg/mL khử gốc tự do DPPH lần lượt ở mức 31,65; 45,78; 55,78; 65,24 và 80,08%. Hiệu quả khử gốc tự do của cao chiết ethanol lá ngò gai (IC50 = 48,337) thấp hơn so với Vitamin C (IC50 = 5,3998).
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
1.Dutta S., et. al. (2017). Antibacterial activity of spiny coriander (Eryngium foetidum Linn.) on gram positive and gram negative bacteria. Int. J. Recent. Sci. Res., 8, 19959-19962.
2. Erdem SA, et. al. (2015). Blessings in disguise: a review of phytochemical composition and antimicrobial activity of plants belonging to the genus Eryngium. Daru 23, 53.
3. Isteake, K. M., et. al. (2015). Plant remedies of Unani Medicinal Practitioners in Bhola District, Bangladesh. World J. Pharm. Pharmaceu. Scie. 4(11), 186-198.
4. Manjunatha L., et. al. (2019). In vitro antioxidant and antidiabetic properties of Eryngium foetidum Linn. Biomedicine, 39(4), 1-6.
5. Mohammad, A. S., Zahra, H., and Mohd, H. S. I. (2012). Eryngium Foetidum L. Coriandrum Sativum and Persicaria Odorata L. A Rev. J. Asian Scientific Res., 2(8), 410-426.
6. Singh B.K., Ramakrishna Y., Ngachan S.V. (2014). Spiny coriander (Eryngium foetidum L.): A commonly used, neglected spicing-culinary herb of Mizoram, India. Genet. Resour. Crop. Evol., 61, 1085-1090.
7. Sood K, Yadev RNS. (2014). Effect of solvent on the extraction of antioxidant and antimicrobial components from Eryngium foetidum L. Int. J. Med. Pharm. Sci., 4, 31-40.
8. Thomas PS, Essien EE, Ntuk SJ, Choudhary MI. (2017). Eryngium foetidum L. essential oils: chemical composition and antioxidant capacity. Medicines 4, 24.
9. Wang, P., Su, Z., Yuan, W., Deng, G. and Li, S. (2012). Phytochemical constituents and pharmacological activities of Eryngium foetidum L. (Apiaceae). Pharmaceutical Crops, 3, 99-120.
10. Yadav, M., S. Chatterji, S.K. Gupta and G. Watal. (2014). Preliminary phytochemical screening of six medicinal plants used in traditional medicine. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, 6(5), 539-542.
EXPLORING THE ABILITY OF ERYNGIUM FOETIDUM L. LEAF
EXTRACT TO INHIBIT Α-AMYLASE, Α-GLUCOSIDASE
AND ELIMINATE FREE RADICALS
• Master. LE QUOC DUY
GIANG KIEN QUOC
Tra Vinh University  
ABSTRACT:
This study explores the ability of Eryngium foetidum L. leaf extract to inhibit α-amylase, α-glucosidase and eliminate free radicals. The study also investigates some of Eryngium foetidum L. leaf extract’s biologically active compounds that have benefits for human health. The qualitative analysis showed that ethanol leaf extract contains alkaloids, flavonoids, phenols, and saponins. The ethanol extract exhibits inhibitory ability to α-amylase (IC50 = 113,11 µg/mL). Meanwhile, this ethanol extract also exhibits inhibitory activity to α-glucosidase (IC50 = 358,467 µg/mL). In addition, the antioxidant activity analysis shows that the ethanol extract from leaf could reduce free radicals DPPH (IC50 = 48,337 µg/mL).
Keywords: α-amylase, α-glucosidase, DPPH, Eryngium foetidum L.
ThS. Lê Quốc Duy - Giang Kiến Quốc (Trường Đại học Trà Vinh)
Nguồn: Tạp chí Công Thương - Các kết quả nghiên cứu khoa học và ứng dụng công nghệ, Số 13 tháng 5 năm 2023
Tổng số lượt truy cập :
  • 1
  • 1
  • 5
  • 0
  • 5
  • 4
  • 8
  • 6
lên đầu trang