Huỳnh Kim Yến , Nguyễn Trọng Tuân , Trần Thanh Mến * , Trương Thị Tú Trân , Trần Hoàng Lâm , Lê Bích Tuyền , Huỳnh Văn Quốc Cảnh , Lê Huỳnh Như Trần Vĩ Khang

* Tác giả liên hệ (ttmen@ctu.edu.vn)

Abstract

The present study reports a multivariable optimization of response surface method-assisted extraction of polyphenols from Rhodomryrtus tomentosa leaves. The parameters of ethanol concentration, extraction temperature, extraction time, and material/solvent ratio have been optimized. According to the models, the optimal extraction conditions were: 90% of ethanol, the extraction time of 22 hours, the extraction temperature of 59oC, and a material/solvent ratio of 1/20 (g/mL). Under the optimized conditions, the extraction yield of the polyphenols from Rhodomryrtus tomentosa leaves was 410.45±2.49 mg GAE/g extract, which was in agreement with the predicted value (409.62 mg GAE/g extract). The optimal extract of Rhodomryrtus tomentosa leaves was able to neutralize 2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazylfree radicals (EC50= 11.79 µg/mL). Therefore, Rhodomryrtus tomentosa leaves can be used as a novel source of natural polyphenols that have applications as antioxidants in the pharmaceutical industries.

Keywords: Antioxidant, extraction, optimization, polyphenols, Rhodomryrtus tomentosa

Tóm tắt

Nghiên cứu này, sự tối ưu hóa đa biến trong quá trình chiết tách polyphenol từ lá hồng sim với sự hỗ trợ của phương pháp đáp ứng bề mặt. Các thông số về nồng độ ethanol, nhiệt độ chiết tách, thời gian chiết tách và tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đã được tối ưu hóa. Theo các mô hình, điều kiện chiết tách tối ưu là: ethanol 90%, thời gian chiết tách 22 giờ, nhiệt độ chiết tách 59oC và tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/20 (g/mL). Trong các điều kiện tối ưu, hàm lượng polyphenol chiết tách từ lá Hồng sim là 410,45±2,49 mg GAE/g cao chiết, phù hợp với giá trị dự đoán (409,62 mg GAE/g cao chiết). Cao tối ưu của lá hồng sim có khả năng trung hòa gốc tự do 2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl (EC50=11,79 µg/mL). Do đó, lá hồng sim có thể được sử dụng như một nguồn polyphenol tự nhiên mới có các ứng dụng tiềm tàng như chất chống oxy hóa trong ngành công nghiệp dược phẩm.

Từ khóa: Chiết tách, chống oxy hóa, polyphenol, Rhodomryrtus tomentosa, tối ưu

Article Details

Tài liệu tham khảo

Ab. Karem, A., Kamarudin, E., Jusril, N. A., Halim, H., Hussain, R. M., & Bahari, M. (2021). In vitro Cytotoxicity and Antioxidant Study of Rhodomyrtus tomentosa (Aiton) Hassk. Ethanolic Leaf Extract on LPS-induced RAW 264.7 Macrophage Cells. In vitro, 33(41B), 42-52.

https://doi.org/10.9734/jpri/2021/v33i41B32343

Akkol, E. K., Göger, F., Koşar, M., & Başer, K. H. C. (2008). Phenolic composition and biological activities of Salvia halophila and Salvia virgata from Turkey. Food Chemistry, 108(3), 942-949. DOI:10.1016/j.foodchem.2007.11.07.

Aourabi, S., Sfaira, M., & Mahjoubi, F. (2020). Optimization of ultrasound-assisted extraction of polyphenol content from Zea mays hairs (Waste). The Scientific World Journal, 1-10. DOI: 10.1155/2020/5072938.

Blois, M. S. (1958). Antioxidant determination by the use of stable free radicals. Nature, 181(4617), 1199-2000. http://dx.doi.org/10.1038/1811199a0.

Chen, R., Meng, F., Zhang, S., & Liu, Z. (2009). Effects of ultrahigh pressure extraction conditions on yields and antioxidant activity of ginsenoside from ginseng. Separation and Purification Technology, 66(2), 340-346. DOI: 10.1016/j.seppur.2008.12.026.

Cho, S. Y., Lee, Y. N., & Park, H. J. (2009). Optimization of ethanol extraction and further purification of isoflavones from soybean sprout cotyledon. Food Chemistry, 117(2), 312-317. DOI: 10.1016/j.foodchem.2009.04.00.

Dutra, R., Leite, M., & Barbosa, N. (2008). Quantification of phenolic constituents and antioxidant activity of pterodon emarginatus vogel seeds. International Journal of Molecular Sciences, 9(4), 606-614. DOI: 10.3390/ijms9040606.

Fu, H. Y., Shieh, D. E., & Ho, C. T. (2002). Antioxidant and free radical scavenging activities of edible mushrooms. Journal of Food Lipids, 9(1), 35-43. DOI:10.1111/j.1745-4522.2002.tb00206.x.

Hamid, H. A., Mutazah, S. S. Z. R., & Yusoff, M. M. (2017). Rhodomyrtus tomentosa: a phytochemical and pharmacological review. Asian Journal of Pharmaceutical and Clinical Research, 10(1), 10-16. DOI: 10.22159/ajpcr.2017.v10i1.127.

Limsuwan, S., Kayser, O., & Voravuthikunchai, S. P. (2012). Antibacterial activity of Rhodomyrtus tomentosa (Aiton) Hassk. leaf extract against clinical isolates of Streptococcus pyogenes. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, 116. DOI:10.1155/2012/697183.

Liu, B., Shen, B., Guo, F., & Chang, Y. (2008). Optimization of supercritical fluid extraction of dl-tetrahydropalmatine from rhizome of Corydalis yanhusuo W.T. Wang with orthogonal array design. Separation and Purification Technology, 64(2), 242-246. DOI: 10.1016/j.seppur.2008.10.003.

Liu, G. L., Guo, H. H., & Sun, Y. M. (2012). Optimization of the extraction of anthocyanins from the fruit skin of Rhodomyrtus tomentosa (Ait.) Hassk. and identification of anthocyanins in the extract using high-performance liquid chromatography-electrospray ionization-mass spectrometry (HPLC-ESI-MS). International Journal of Molecular Sciences, 13(5), 6292-6302. DOI: 10.3390/ijms13056292.

Lu, C. L., Li, Y. M., Fu, G. Q., Yang, L., Jiang, J. G., Zhu, L., & Lin, Q. S. (2011). Extraction optimisation of daphnoretin from root bark of Wikstroemia indica (L.) C.A. and its anti-tumour activity tests. Food Chemistry, 124(4), 1500-1506. DOI: 10.1016/j.foodchem.2010.08.00.

Lụa, Đ. T., Hà, L. T. N., & Hải, N. T. (2015). Tác dụng diệt khuẩn của dịch chiết lá sim và hạt sim (Rhodomyrtus tomentosa) đối với vi khuẩn gây bệnh hoại tử gan tụy cấp trên tôm nuôi nước lợ. Tạp chí Khoa học và Phát triển, 13(7), 1101-1108. https://vjol.info.vn/index.php/hvnn/article/download/31567/26800/.

Mahmud, Z. A., Bachar, S. C., Hasan, C. M., Emran, T. B., Qais, N., & Uddin, M. M. N. (2017). Phytochemical investigations and antioxidant potential of roots of Leea macrophylla (Roxb.). BMC research notes, 10(1), 1-9. https://doi.org/10.1186/s13104-017-2503-2.

Mitsuwan, W., Wintachai, P., & Voravuthikunchai, S. P. (2020). Rhodomyrtus tomentosa Leaf Extract and rhodomyrtone combat Streptococcus pneumoniae biofilm and inhibit invasiveness to human lung epithelial and enhance pneumococcal phagocytosis by macrophage. Curr Microbiol, 77, 3546-3554. https://doi.org/10.1007/s00284-020-02164-3.

Nenadis, N., Wang, L. F., Tsimidou, M., & Zhang, H. Y. (2004). Estimation of scavenging activity of phenolic compounds using the ABTS●+ assay. Journal of agricultural and food chemistry, 52(15), 4669-4674. https://doi.org/10.1021/jf0400056.

Ninon, G. E. R. E., Jelili, A. B.,Tesfaye, T. W., Jeanine, L. M., Christopher, N. C., Ahmed, A. H., & Emmanuel, I. I. (2019). Alpha-glucosidase and alpha-amylase inhibitory activities of novel abietane diterpenes from Salvia africana-lutea. Antioxidants, 8(10), 421-433. DOI: 10.3390/antiox8100421.

Nittaya, N., Orawan, M., Yaowared, C., Chantana, B., Charinya, K., Juthamart, M., Pakakrong, K., Supaporn P., & Supawadee, D. (2021). Optimized extraction method for kleeb bua daeng formula with the aid of the experimental design. Journal of Chemistry, 1-10. https://doi.org/10.1155/2021/1457729.

Padma, R., Parvathy, N., Renjith, V., Kalpana, P. R., & Rahate, P. (2013). Quantitative estimation of tannins, phenols, and antioxidant activity of methanolic extract of Imperata cylindrica. Int J Res Pharm Sci, 4(1), 73-77. http://scopeindex.org/handle/sc/357.

Prieto, P., Pineda, M., & Aguilar, M. (1999). Spectrophotometric quantitation of antioxidant capacity through the formation of a phosphomolybdenum complex: specific application to the determination of vitamin E. Analytical biochemistry, 269(2), 337-341. DOI: 10.1006/abio.1999.4019.

Shi, J., Yu, J., Pohorly, J., Young, C., Bryan, M., & Wu, Y. (2003). Optimization of the extraction of polyphenols from grape seed meal by aqueous ethanol solution. Journal of Food Agriculture and Environment, 1(2), 42-47. https://doi.org/10.5281/zenodo.1074429.

Thiyagarajan, S., Ramakrishnan, B., Mohan, A., Suryanarayanan, T., Sri, D., & Vellalore, M. B. (2013). Simultaneous extraction optimization and analysis of flavonoids from the flowers of Tabernaemontana heyneana by high performance liquid chromatography coupled to diode array detector and electron spray ionization/mass spectrometry. International Scholarly Research Notices, 1-10. https://doi.org/10.5402/2013/450948.

Xiaoa, W., Han, L., & Shib, B. (2008). Microwave-assisted extraction of flavonoids from Radix astragali. Separation and Purification Technology, 62(3), 614-618. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2008.03.

Yến, H. T., Linh, T. T. T., Thành, M. C., Huyền, N. T. T., Hà, L. T. N., & Ngọc, B. V. (2015). Tối ưu hóa điều kiện tách chiết các hợp chất polyphenol có tính chống oxi hóa cao từ cây sim (Rhodomyrtus tomentosa (Ait.) Hassk.) thu thập ở vùng đồi núi Chí Linh, Hải Dương. Tạp chí Sinh học, 37(4), 509-519. DOI: 10.15625/0866-7160/v37n4.7087