Võ Thành Khang , Nguyễn Quốc Châu Thanh * , Tạ Thanh Hồng , Nguyễn Hửu Khiêm Đặng Huỳnh Giao

* Tác giả liên hệ (nqcthanh@ctu.edu.vn)

Abstract

Response surface methodology (RSM) according to the Box-Behnken design was applied to find the optimal conditions for the extraction process of Strobilanthes schomburgkii extract with anti-inflammatory activity. The factors were evaluated based on their activity with nitric oxide (NO) radical-scavenging, a signal associated with pro-inflammatory factors. The results showed that the ultrasound-assisted extraction process of Hoan Ngoc red extract was optimized with ethyl acetate after three times extraction, with the solvent-to-material ratio at 21.25 mL/g for 15.99 minutes at 52.69℃. Regarding the above extraction conditions, the obtained extract has an experimental IC50 value of 226.18mg/mL, consistent with the IC50 value predicted from the RSM model of 227.93 mg/mL.

Keywords: Anti-inflammatory, Box-Behnken, extraction, optimization, Strobilanthes schomburgkii

Tóm tắt

Phương pháp bề mặt đáp ứng theo mô hình Box-Behnken được áp dụng để tìm ra các điều kiện tối ưu cho quy trình ly trích cao chiết Hoàn Ngọc đỏ có hoạt tính kháng viêm. Các yếu tố được đánh giá dựa vào hoạt động trung hòa gốc tự do nitric oxide (NO), một tín hiệu liên quan đến các hoạt động tiền viêm. Kết quả cho thấy quy trình ly trích cao chiết Hoàn Ngọc đỏ có sự hỗ trợ của sóng siêu âm được tối ưu với ethyl acetate sau 3 lần chiết, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu ở mức 21,25 mL/g trong 15,99 phút, tại nhiệt độ 52,69℃. Với các điều kiện ly trích trên, cao chiết thu được có giá trị thực nghiệm IC50 là 226,18 mg/mL, phù hợp với giá trị IC50 được dự đoán từ mô hình là 227,93 mg/mL.

Từ khóa: Box-Behnken, Hoàn Ngọc đỏ, kháng viêm, ly trích, tối ưu hóa

Article Details

Tài liệu tham khảo

Anh, V. T. T., Linh, T. C., Kha, Đ. M., & Trang, Đ. T. X. (2022). Tối ưu hóa quy trình chiết xuất cao chiết giàu polyphenol và flavonoid có hoạt kháng vi khuẩn Vibrio spp. từ lá Cây Núc Nác (Oroxylum indicum L.). Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 58(2), 102-113. https://doi.org/10.22144/ctu.jvn.2022.126

Bộ Y Tế. (2017). Dược điển Việt Nam V. Nhà xuất bản Y học.

Bath, P. M., Coleman, C. M., Gordon, A. L., Lim, W. S., & Webb, A. J. (2021). Nitric oxide for the prevention and treatment of viral, bacterial, protozoal and fungal infections. F1000Research, 1-43. https://doi.org/10.12688/f1000research.51270.1

Cui, H., Lu, T., Wang, M., Zou, X., Zhang, Y., Yang, X., Dong, Y., & Zhou, H., (2019). Flavonoids from Morusalba L. leaves: Optimization of extraction by response surface methodology and comprehensive evaluation of their antioxidant, antimicrobial, and inhibition of α-amylase activities through analytical hierarchy process. Molecules, 24(13), 2398, 1-16.
https://doi.org/10.3390/molecules24132398

Das, G., Patra, J. K., Debnath, T., Ansari, A., & Shin, H. S. (2019). Investigation of antioxidant, antibacterial, antidiabetic, and cytotoxicity potential of silver nanoparticles synthesized using the outer peel extract of Ananas comosus (L.). Plos One, 14(8), 1-19.
http://doi: 10.1371/journal.pone.0220950

Lai, J., Wang, H., Wang, D., Fang, F., Wang, F., & Wu, T. (2014). Ultrasonic extraction of antioxidants from Chinese sumac (Rhus typhina L.) fruit using response surface methodology and their characterization. Molecules, 19(7), 9019-9032.
https://doi.org/10.3390/molecules19079019

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 Reaseach Notes. 10, 245.
https://doi.org/10.1186/s13104-017-2503-2

Nazir, A. W., & Sharmila, T. (2018). Evaluation of antioxidant properties of different extracts of Chaetomium cupreum SS02. Bulletin of Faculty of Pharmacy, Cairo University, 56(2), 191-198.
https://doi.org/10.1016/j.bfopcu.2018.08.001

Samuagam, L., Sia, C. M., Akowuah, G. A.,Okechukwu, P. N., & Yim, H. S. (2013). The effect of extraction conditions on total phenolic content and free radical scavenging capacity of selected tropical fruits’ peel. Health and the Environmental Journal, 4, 80–102.

Sarfarazi, M., Jafari, S. M., & Rajabzadeh, G. (2015). Extraction optimization of saffron nutraceuticals through response surface methodology. Food Analytical Methods, 8(9), 2273-2285.
https://doi.org/10.1007/s12161-014-9995-3

Sharma, J. N., Al-Omran, A., & Parvathy, S. S. (2007). Role of nitric oxide in inflammatory diseases. Inflammopharmacology, 15(6), 252–259.
http://doi: 10.1007/s10787-007-0013-x

Sheng, Z. -L., Wan, P. -F., Dong, C. -L., & Li, Y.-H. (2013). Optimization of total flavonoids content extracted from Flos populi using response surface methodology. Industrial Crops and Products., 43(1), 778-786. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2012.08.020

Silva, E. M., Rogez, H., & Larondelle, Y. (2007). Optimization of extraction of phenolics from Inga edulis leaves using response surface methodology. Separation and Purification Technology, 55, 381– 387.
https://doi.org/10.1016/j.seppur.2007.01.008

Tặng, N. V., Giang, T. T., Trung, H. Q., Trâm, P. T. B., An, P. C., & Hạnh, T. T. M. (2020). Ảnh hưởng của dung môi và phương pháp trích ly đến khả năng chiết tách các hợp chất phenolics, saponins và alkaloids từ vỏ ca cao (Theobroma cacao L.). Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 56(2), 71-78. https://doi.org/10.22144/ctu.jvn.2020.084

Thanh, N. T., Thang, T. D., Huyen, N. T., & Ha, T. T. T. (2020). Optimization of Total Phenolic and Total Flavonoid extraction conditions from leaves of Launaea sarmentosa using the Response Surface Methodology. Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học, 25(2), 214-220.

Thanh, N. Q. C., Thao, N. T. T., Vinh, N. T, & Luân, N. T. (2022). Nghiên cứu quy trình chiết tách cao chiết lá Ngũ sắc (Lantana camara L.) và đánh giá hiệu lực phòng trừ sâu cuốn lá lúa (Cnaphalocrosis medinalis). Tạp chí Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn, 445(2), 36-44.

Tomaz, I., Maslov, L., Stupić, D., Preiner, D., Ašperger, D. & Kontić J. K. (2016). Multi-response optimisation of ultrasound-assisted extraction for recovery of flavonoids from red grape skins using response surface methodology. Phytochemical Analysis, 27(1), 13-22.
http://doi.org/10.1002/pca.2582

Visavadiya, N. P., McEwen, M. L., Pandya, Patrick, J. D., Sullivan, G., Gwag, B. J., & Springer, J. E. (2012). Antioxidant properties of Neu2000 on mitochondrial free radicals and oxidative damage. Toxocology in Vitro, 27(2), 788-97.
https://doi.org/10.1016/j.tiv.2012.12.011

Widyawati, P. S., Dwi, T., Budianta, W., & Kusuma, F. A. (2014). Difference of solvent polarity to phytochemical content and antioxidant activity of Pluchea indicia Less leaves extracts. International Journal of Pharmacognosy and Phytochemical Research, 6, 850–855.

Zamora, R., Vodovotz, Y., & Billiar, T. R. (2000). Inducible Nitric Oxide Synthase and Inflammatory Diseases. Molecular Medicine, 6,347–373.
https://doi.org/10.1007/BF03401781

Zulkifli, S. A., Gani, S. S. A., Zaidan, U. H., & Halmi, M. I. E. (2020). Optimization of Total Phenolic and Flavonoid Contents of Defatted Pitaya (Hylocereus polyrhizus) Seed Extract and Its Antioxidant Properties. Molecules, 25(4), 787.
http://doi.org/10.3390/molecules25040787