Ảnh hưởng của điều kiện ánh sáng và thời gian sinh trưởng lên hàm lượng một số hợp chất trong cây mã đề (Plantago major)

- ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN ÁNH SÁNG VÀ THỜI GIAN SINH TRƯỞNG LÊN HÀM LƯỢNG MỘT SỐ HỢP CHẤT TRONG CÂY MÃ ĐỀ (Plantago major) Nguyễn Văn Ây 1.
- Cây mã đề (Plantago major L.
- Các yếu tố môi trường sống và thời gian sinh trưởng có tác động rất lớn lên quá trình hình thành các hợp chất trong cây.
- Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện ánh sáng và thời gian sinh trưởng lên hàm lượng một số hợp chất trong cây mã đề (Plantago major L.) đã được thực hiện.
- Kết quả cho thấy: (i) Có sự hiện diện của các hợp chất flavonoid, alkaloid, phenolic, tanin, coumarine, terpenoid, saponin và glycoside trong cây mã đề khi định tính bằng các phản ứng màu đặc trưng.
- (ii) Thời gian sinh trưởng và cường độ ánh sáng có ảnh hưởng lớn đến hàm lượng các hợp chất trong cây mã đề.
- Trong đó, cây 4 tháng tuổi có hàm lượng phenolic, tanin và flavonoid tổng (lần lượt là và 5,98 mg/g TLK) cao hơn ở cây 6 tháng tuổi (lần lượt là và 4,98 mg/g TLK).
- Cây mã đề trồng ở điều kiện ánh sáng 75% có hàm lượng các hợp chất phenolic, tanin và flavonoid tổng (lần lượt là và 6,74 mg/g TLK) cao nhất so với các nghiệm thức còn lại.
- Ngoài ra, kết quả cũng cho thấy có sự tương tác giữa điều kiện ánh sáng và thời gian trồng lên hàm lượng các hoạt chất này..
- Ảnh hưởng của điều kiện ánh sáng và thời gian sinh trưởng lên hàm lượng một số hợp chất trong cây mã đề (Plantago major).
- Tuy nhiên, việc sử dụng các dược liệu chiết xuất từ thực vật vẫn còn trở ngại do hàm lượng của các hoạt chất này khá thấp trong thực vật (dưới 1% trọng lượng khô) và hàm lượng các chất phụ thuộc rất lớn vào sinh lý và giai đoạn phát triển của cây (Rao et al., 2002).
- Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng trong suốt chu kỳ sống, các yếu tố kiểu gene và môi trường sống có tác động rất lớn đến quá trình hình thành các chất bên trong thực vật cũng như sự thay đổi hàm lượng các chất này (Szakiel et al., 2011.
- Ngoài ra các thực vật cùng loài sống trong các môi trường khác nhau có thể khác nhau đáng kể về hàm lượng các chất chuyển hóa thứ cấp (Szakiel et al., 2011).
- Việc đánh giá tích lũy hàm lượng sản phẩm thứ cấp trong cây thay đổi cho thấy thông tin chính xác hơn về ảnh hưởng của các yếu tố môi trường trên con đường trao đổi chất (Hornok, 1992).
- Trong phạm vi của nghiên cứu này, việc khảo sát ảnh hưởng của điều kiện ánh sáng và thời gian trồng lên hàm lượng một số hợp chất trong cây mã đề (Plantago major L.) được thực hiện nhằm đánh giá sự tác động của thời gian sinh trưởng và điều kiện ánh sáng lên hàm lượng một số hợp chất có trong cây bằng phương pháp quang phổ..
- ánh sáng tự nhiên..
- 2.2.2 Phương pháp định tính một số hợp chất chính có trong dịch trích mã đề.
- Xác định sự hiện diện của các nhóm hợp chất thực vật có trong dịch trích cây mã đề theo quy trình của Tambe and Bhambar (2014) có cải tiến.
- Nếu dung dịch xuất hiện kết tủa màu xanh đen, chứng tỏ dịch trích chứa hợp chất của phenolic..
- Nếu dung dịch có xuất hiện kết tủa màu vàng nhạt, chứng tỏ dịch trích chứa hợp chất tannin..
- Nếu dung dịch xuất hiện màu hồng sau đó chuyển sang đỏ cam hoặc đỏ tím chứng tỏ dịch trích có sự hiện diện của hợp chất flavonoid..
- Nếu trong dịch chiết chứa hợp chất của alkaloid thì dung dịch sẽ xuất hiện kết tủa màu nâu và tủa này sẽ tan khi cho một lượng dư thuốc thử Bouchardat..
- Nếu trong dịch chiết có chứa hợp chất của coumarin thì dung dịch sẽ xuất hiện màu vàng..
- Nếu dung dịch xuất hiện màu nâu đỏ hoặc màu xanh lá chứng tỏ dịch trích có sự hiện diện của hợp chất của terpenoid..
- Nếu trong dịch trích có chứa hợp chất của saponin thì dung dịch xuất hiện nhũ tương màu sữa..
- 2.2.3 Phương pháp định lượng một số hợp chất chính trong dịch trích mã đề.
- Định lượng các hợp chất trong dịch trích mã đề cũng được thực hiện theo phương pháp của Tambe and Bhambar (2014) có cải tiến.
- NT 1: Mẫu có thời gian sinh trưởng 4 tháng tuổi ở điều kiện ánh sáng 50%.
- NT 2: Mẫu có thời gian sinh trưởng 4 tháng tuổi ở điều kiện ánh sáng 75%.
- NT 3: Mẫu có thời gian sinh trưởng 4 tháng tuổi ở điều kiện ánh sáng 100%.
- NT 4: Mẫu có thời gian sinh trưởng 6 tháng tuổi ở điều kiện ánh sáng 50%.
- NT 5: Mẫu có thời gian sinh trưởng 6 tháng tuổi ở điều kiện ánh sáng 75%.
- NT 6: Mẫu có thời gian sinh trưởng 6 tháng tuổi ở điều kiện ánh sáng 100%.
- Hàm lượng phenol tổng (mg/g trọng lượng khô, TLK).
- Hàm lượng tannin tổng (mg/g TLK).
- Tương tự như phân tích hàm lượng phenolic tổng, hàm lượng tannin tổng cũng được xác định bằng phương pháp Folin- Ciocalteu: Lấy 0,1 mL dịch trích vào bình định mức 10 mL, sau đó thêm 7,5 mL nước cất và 0,5 mL thuốc thử Folin- Ciocalteuphenol.
- Hàm lượng flavonoid tổng (mg/g TLK) Tổng lượng flavonoid được xác định thông qua sự tạo phức chất với aluminium chloride như sau:.
- Những yếu tố bên trong và bên ngoài tác động đến hàm lượng và sự hình thành các chất trong cây..
- Điều này gây khó khăn cho việc xác định những yếu tố làm thay đổi hàm lượng các chất chứa trong cây..
- Các kết quả nghiên cứu thực nghiệm cho thấy: cường độ ánh sáng và nhiệt độ là nhân tố có liên quan đến sự hình thành và sự chuyển hóa hợp chất biến dưỡng thứ cấp trong cây (Kaplan et al., 2004.
- giá ảnh hưởng của các yếu tố này tác động lên sự hiện diện và tích lũy một số các hợp chất phenol, flavonoid và tannic acid,… trong cây mã đề P..
- 3.1 Định tính một số hợp chất chính trong dịch trích mã đề.
- Bằng phương pháp sử dụng các chất chỉ thị và dựa vào sự biểu hiện (màu sắc, kết tủa, sự tách lớp) để nhận biết các hợp chất thực vật chính có trong mã đề.
- Kết quả ở Bảng 1 cho thấy có 8 nhóm hợp chất hiện diện trong cây mã đề ở giai đoạn 6 tháng tuổi khi ở 3 điều kiện ánh sáng khác nhau (50%, 75% và 100.
- Kết quả định tính các hợp chất mày cũng tương tự như trong mô tả của Tambe and Bhambar (2014) trên cây Hibiscus tiliaceus L.
- Trên cơ sở này, tiếp tục tiến hành phân tích hàm lượng của chúng bằng phương pháp quang phổ ở bước tiếp theo..
- Bảng 1: Kết quả định tính các nhóm hợp chất có trong dịch trích mã đề.
- Hợp chất Thuốc thử Hiện tượng Kết quả.
- 3.2 Định lượng một số hợp chất chính trong dịch trích mã đề.
- 3.2.1 Hàm lượng phenolic tổng số.
- Dựa vào phương trình hồi quy vừa thiết lập, tiến hành xác định hàm lượng phenolic trong mẫu dịch chiết của mã đề..
- Kết quả về ảnh hưởng của điều kiện ánh sáng (ĐKAS) và thời gian sinh trưởng (TGST) lên hàm.
- Kết quả cho thấy ở các giai đoạn sinh trưởng và điều kiện ánh sáng có tác động lên sự hình thành hàm lượng phenolic trong cây mã đề..
- Mặt khác, kết quả thống kê ở Bảng 1 cũng cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 1% về ảnh hưởng của điều kiện ánh sáng lên sự hình thành hàm lượng phenolic tổng trong cây mã đề.
- Bảng 2: Ảnh hưởng của điều kiện ánh sáng và thời gian sinh trưởng lên hàm lượng phenolic tổng (mg/g TLK).
- (tháng, sau khi trồng) Điều kiện ánh sáng.
- Kết quả thống kê ở Bảng 2 cũng cho thấy có sự tương tác có ý nghĩa thống kê ở mức 1% giữa thời gian sinh trường và điều kiện ánh sáng lên quá trình hình thành hàm lượng phenolic trong cây.
- Trong đó, nghiệm thức cây trồng ở giai đoạn 4 tháng tuổi trồng ở điều kiện 75% ánh sáng (12,68 mg/g TLK) tích lũy hàm lượng phenolic cao nhất so với các nghiệm thức còn lại, trong đó thấp nhất là nghiệm thức cây ở giai đoạn 6 tháng tuổi trồng ở điều kiện 100% ánh sáng (2,52 mg/g TLK).
- 3.2.2 Hàm lượng tannin tổng.
- Tương tự như định lượng phenolic tổng, để định lượng hàm lượng tanin tổng, phương trình đường chuẩn của gallic acid được xây dựng ở các nồng độ và 100 µg/mL, nhưng được tiến hành đo độ hấp thu quang ở bước sóng 725 nm.
- quang với nồng độ của hợp chất gallic acid với phương trình hồi quy tương quan Y= 0,0011X + 0,0017 (R với Y là độ hấp thu quang phổ, X là nồng độ gallic acid).
- Dựa vào phương trình hồi quy này, kết quả về ảnh hưởng của điều kiện thời gian và điều kiện ánh sáng lên hàm lượng tannin có trong cây mã đề được thể hiện trong Bảng 3..
- Dựa vào kết quả ở Bảng 3 cho thấy hàm lượng tannin tích lũy vào giai đoạn cây 4 tháng tuổi và 9,03 mg/g, cao hơn so với trong cây giai đoạn 6 tháng tuổi (2,79 mg/g TLK), khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 1%.
- Tương tự, kết quả thống kê ở Bảng 3 cũng cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 1% về sự ảnh hưởng của điều kiện ánh sáng lên sự hình thành hàm lượng tannin trong cây mã đề.
- Cụ thể, cây mã đề ở điều kiện ánh sáng 75% có hàm lượng tannin cao nhất (19,24 mg/g TLK) và khác biệt so với các cây trồng ở điều kiện ánh sáng 50%.
- Bảng 3: Ảnh hưởng của điều kiện ánh sáng và thời gian sinh trưởng lên hàm lượng tannin tổng (mg/g TLK).
- giữa thời gian sinh trưởng và điều kiện ánh sáng lên quá trình hình thành hàm lượng tannin trong cây..
- Trong đó, nghiệm thức cây trồng ở giai đoạn 4 tháng tuổi, trồng ở điều kiện 75% ánh sáng (19,24 mg/g TLK) tích lũy hàm lượng tannin cao nhất và khác biệt so với các nghiệm thức còn lại, trong đó cao thứ.
- 3.2.3 Hàm lượng flavonoid tổng.
- phương trình hồi quy vừa thiết lập, tiến hành xác định hàm lượng flavonoid trong mẫu cây mã đề.
- Kết quả về ảnh hưởng của điều kiện ánh sáng và thời gian trồng lên hàm lượng flavonoid tổng trong cây mã đề được thể hiện trong Bảng 4..
- Bảng 4: Ảnh hưởng của điều kiện ánh sáng và thời gian sinh trưởng lên hàm lượng flavonoid tổng (mg/g TLK).
- Tương tự như kết quả phân tích về hàm lượng của phenol và tannin.
- Kết quả ở Bảng 4 cho thấy rằng có sự tác động của từng yếu tố thời gian sinh trưởng của cây và điều kiện ánh sáng cũng như sự tương tác của chúng lên hàm lượng flavonoid tổng trong cây mã đề (P.
- Trong đó, qua các giai đoạn sinh trưởng của cây, hàm lượng flavonoid tổng của cây ở giai đoạn 4 tháng tuổi (cây ra hoa) là 5,98 mg/g TLK, cao hơn so với hàm lượng flavonoid tổng của cây ở giai đoạn 6 tháng (cây tạo hạt, 4,98 mg/g TLK), khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 1%.
- Ngoài ra, cây trồng ở điều kiện ánh sáng 75%.
- có hàm lượng flavonoid cao nhất (6,74 mg/g TLK) và thấp nhất ở mức 50% (3,05 mg/g TLK), thí nghiệm có khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 1%..
- Kết quả thống kê ở Bảng 4 còn cho thấy nghiệm thức cây mã đề ở giai đoạn 4 tháng tuổi ở điều kiện ánh sáng 100% và 75% cho kết quả tích lũy hợp chất flavonoid tổng cao nhất (lần lượt là 8,26 mg/g TLK và 8,13 mg/g TLK), và nghiệm thức cho hàm lượng flavonoid tổng thấp nhất là nghiệm thức cây ở giai đoạn 4 tháng tuổi ở điều kiện 50% (1,55 mg/g TLK)..
- Hàm lượng của các hợp chất biến dưỡng thứ cấp ở thực vật phụ thuộc rất lớn vào giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây (Rao and Ravishankar, 2002).
- Kết quả khảo sát cho thấy hàm lượng của các hợp chất phenolic, tannin và flavonoid được tích lũy khác nhau ở cả 2 giai đoạn sinh trưởng của cây mã đề P.
- major khi trồng ở 3 điều kiện ánh sáng khác nhau.
- (2017) trên cây mã đề P.
- depressa Willd cho thấy hàm lượng aucubin tăng dần và khác nhau qua các giai đoạn sinh trưởng và nhiệt độ cao và cường độ ánh sáng có tác động tích cực đến sự tích lũy của aucubin.
- Fuchs and Bowers (2004) đã chứng minh rằng hàm lượng iridoids tăng dần theo độ tuổi và thay đổi theo từng giai đoạn sinh trưởng trên cây mã đề Plantago lanceolata và hàm lượng iridoids cũng khác nhau ở các bộ phận của cây..
- Nồng độ của các hợp chất bảo vệ cũng như hoạt động β-glucosidase, cao nhất ở lá non và giảm lá già.
- Hơn nữa, các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ cao, ánh sáng cũng ảnh hưởng nhiều đến hàm lượng tanin..
- Ánh sáng là yếu tố kích thích để sản sinh các hợp chất biến dưỡng thứ cấp (Anasori and Asghari, 2008).
- Ngoài ra, sở dĩ có sự khác nhau về hàm lượng và thành phần hóa học của các chất biến dưỡng thứ cấp trong cùng loài hoặc cùng họ có thể là do sự khác biệt về điều kiện sinh trưởng, phát triển cũng như môi trường địa lý.
- Bên cạnh đó, các yếu tố sinh thái và môi trường sống bên ngoài cũng tác động lớn đến khả năng sinh tổng hợp các hợp chất hữu cơ..
- Chức năng chủ yếu của các hợp chất thứ cấp là bảo vệ thực vật chống lại các tác nhân gây bệnh và động vật ăn cỏ.
- Hợp chất thứ cấp được phân làm ba nhóm chính ở thực vật: các terpen, các hợp chất phenolic và các hợp chất chứa Nitrogen.
- Tuy nhiên, theo Rao and Ravishankar (2002), việc sản xuất các hợp chất này thường thấp và phụ thuộc nhiều vào sinh lý và các giai đoạn sinh trưởng của cây.
- Vì vậy, điều kiện ánh sáng, nhiệt độ và giai đoạn sinh trưởng là các yếu tố chính có ảnh hưởng lớn đến sự hình thành các hợp chất thứ cấp trong cây.
- Tuy nhiên, ở chiều ngược lại khi thực vật bị stress, sự trao đổi giữa cacbon với sự hình thành các hợp chất thứ cấp xảy ra sẽ có tính chất kháng lại các stress này (Bryant et al., 1983).
- (2001), các stress môi trường khác nhau như: tia cực tím, ánh sáng xanh, ánh sáng cường độ cao, vết thương hay sự tấn công của mầm bệnh, hạn hán, thiếu đường, chất dinh dưỡng lại kích thích được sự tích lũy hàm lượng anthocyanin..
- Khảo sát định tính về thành phần hóa học của dịch trích mã đề bằng các thuốc thử đặc trưng cho thấy có sự hiện diện của các hợp chất phenolic, tannin, flavonoid, alkaloid, coumarine, terpenoid, saponin và glycoside trong cây mã đề ở giai đoạn 6 tháng tuổi..
- Điều kiện ánh sáng và thời gian sinh trưởng đều có ảnh hưởng lên hàm lượng các hợp chất phenolic, tannin, flavonoid sinh ra ở giống mã đề.
- Hàm lượng hợp chất phenolic tổng, tanin và flavonoid tổng (lần lượt là và 5,98 mg/g TLK) ở cây mã đề 4 tháng tuổi có hàm lượng cao hơn ở cây 6 tháng tuổi (lần lượt là và 4,98 mg/g TLK)..
- Cây mã đề trồng ở điều kiện ánh sáng 75% có hàm lượng các hợp chất phenolic tổng, tanin và flavonoid tổng (lần lượt là và 6,74 mg/g TLK) cao nhất và khác biệt so với các nghiệm thức còn lại..
- Khảo sát thêm sự ảnh hưởng của các yếu tố môi trường khác như nhiệt độ, độ ẩm, khí hậu, nguồn nước,… lên sự hình thành các hợp chất biến dưỡng thứ cấp trong giống mã đề Plantago major nhằm gia tăng hàm lượng các hợp chất thứ cấp để góp phần vào việc nghiên cứu và phát triển các dược phẩm mới từ các nguồn nguyên liệu tự nhiên.