Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết vỏ xoài Mangifera indica L. đối với chủng vi khuẩn gây sâu răng Streptococcus mutans

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

16
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết vỏ xoài Mangifera indica L. đối với chủng vi khuẩn gây sâu răng Streptococcus mutans khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất nhằm tìm ra điều kiện chiết cao vỏ xoài (Mangifera indica L.) tối ưu và thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết dược liệu đối với chủng vi khuẩn gây sâu răng Streptococcus mutans.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết vỏ xoài Mangifera indica L. đối với chủng vi khuẩn gây sâu răng Streptococcus mutans

KHẢO SÁT HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN CỦA CAO CHIẾT VỎ XOÀI Mangifera indica L. ĐỐI VỚI CHỦNG VI KHUẨN GÂY SÂU RĂNG Streptococcus mutans Tô Ngọc Mỹ Di, Đào Thị Tuyết Ngân, Trần Thị Diễm Trinh, Phạm Thị Thảo Trâm và Phạm Thùy Hương Khoa Dược, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng, CN. Nguyễn Thị Thanh Tâm TÓM TẮT Mục tiêu: Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất nhằm tìm ra điều kiện chiết cao vỏ xoài (Mangifera indica L.) tối ưu và thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết dược liệu đối với chủng vi khuẩn gây sâu răng Streptococcus mutans. Phương pháp nghiên cứu: Thu cao chiết: Sử dụng phương pháp chiết xuất có hỗ trợ của sóng siêu âm. Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn: Sử dụng phương pháp khuếch tán giếng thạch. Kết quả: Hiệu suất chiết xuất cao nhất được xác định là 28,14% với điều kiện cụ thể bao gồm sử dụng bột vỏ xoài kích thước 1-3mm với dung môi ethanol 80% ở tỷ lệ bột: dung môi 1:25 bằng phương pháp chiết xuất có hỗ trợ của sóng siêu âm trong 1 giờ. Cao chiết thu được thể hiện khả năng kháng khuẩn trên chủng vi khuẩn gây sâu răng S. mutans. Kết luận: Cao chiết vỏ xoài có tiềm năng trong việc sử dụng để điều trị và phòng ngừa bệnh sâu răng. Từ khóa: chiết xuất dược liệu, khuếch tán giếng thạch, MIC, Streptococcus mutans, vỏ xoài. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Sâu răng được xem như một trong những bệnh phổ biến và tốn kém về mặt chi phí chữa trị. “Nghiên cứu Gánh nặng Bệnh tật Toàn cầu 2017” thống kê bệnh răng miệng làm ảnh hưởng đến 3.5 tỷ người trên thế giới [1]. Tại Việt Nam, Bệnh viện Răng – Hàm – Mặt ghi nhận vào năm 2019 có hơn 90% dân số có bệnh về răng miệng. Nguyên nhân sâu răng chủ yếu thường xoay quanh chế độ ăn giàu carbohydrate, vệ sinh răng miệng không sạch sẽ và sự tồn tại của Streptococcus mutans [2]. S.mutans gây bệnh thông qua sự chuyển hóa liên tục sucrose thành các polymer ngoại bào tạo nên hình màng sinh học song song với sự sản xuất acid lactic tạo môi trường pH thấp kéo dài dẫn đến sự khử khoáng men răng [3]. Đã có rất nhiều bài thuốc dân gian được sử dụng để chữa trị tình trạng sâu răng như xương khô, tất bạt, xương 821
rồng..., trong đó có vỏ xoài. Tuy nhiên, vỏ xoài chỉ là phế phẩm sau chế biến và trở thành một nguồn gây ô nhiễm môi trường mặc dù rất giàu các thành phần dinh dưỡng như vitamin C, E và các hợp chất tự nhiên, đặc biệt là mangiferin – một polyphenol có hoạt tính sinh học cao [4]. ... Tại Việt Nam, việc nghiên cứu và ứng dụng tiềm năng của vỏ xoài vào nhiều lĩnh vực vẫn còn hạn chế. Nhìn nhận được vấn đề đó, chúng tôi thực hiện đề tài nghiên cứu “Khảo sát khả năng kháng khuẩn của cao chiết vỏ xoài Mangifera indica L. lên chủng vi khuẩn gây sâu răng Streptococcus mutans” nhằm đánh giá tiềm năng kháng khuẩn của cao chiết dược liệu này trong điều trị tình trạng sâu răng. 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu Xoài thu nhận từ chợ địa phương được tách lấy phần vỏ, độ dày 1mm. Vỏ xoài được sấy khô ở nhiệt độ 50oC đến khối lượng không đổi và xay đến hai loại kích thước: bé hơn 1mm và 1mm-3mm qua hệ thống rây 2mm- 1.5mm-1mm. Bảo quản ở 4oC trong túi PE kín khí. Chủng vi sinh vật thử nghiệm: Streptococcus mutans được phân lập bởi Bộ môn Vi sinh – Kí sinh, khoa Dược – trường Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh Phương pháp nghiên cứu Chiết xuất dược liệu Chiết xuất cao vỏ xoài với dung môi là Ethanol bằng phương pháp chiết xuất có hỗ trợ của sóng siêu âm (35Hz, biên độ 100%) ở nhiệt độ 45oC trong một giờ, lọc qua giấy lọc Whatman số 1, cô quay thu cao chiết bằng máy cô quay chân không ở 45oC. Bảo quản cao thu được trong tủ lạnh. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến chiết xuất cao vỏ xoài Đánh giá các thông số kích thước bột dược liệu, tỷ lệ bột: dung môi, nồng độ dung môi để ghi nhận điều kiện chiết xuất tối ưu. Cao chiết được đánh giá hiệu suất khi khối lượng giữa ít nhất hai lần cân không đổi. Hiệu 𝒎𝟐−𝐦𝟏 suất chiết của từng điều kiện tính toán theo công thức: 𝑯 = 𝒎𝐛ộ𝐭 𝐝ượ𝐜 𝐥𝐢ệ𝐮 x 100 (%) Trong đó: m1: khối lượng chén sứ (g) m2: khối lượng chén sứ và cao (g) Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết vỏ xoài đối với vi khuẩn Streptococcus mutans Phương pháp: khuếch tán giếng thạch của Đỗ Trung Đàm [5] và hướng dẫn của Viện Tiêu chuẩn Lâm Sàng và Xét Nghiệm (CLSI) [10] Hoạt hóa vi khuẩn: vi khuẩn tăng sinh 24 giờ trong môi trường BHI lỏng, pha loãng huyền phù 10 lần và tiến hành đo độ đục bằng máy đo quang phổ UV-Vis (Hitachi U-3900) ở bước sóng 600nm. OD từ 0,8-1 tương đương 108 CFU/ml. 822
Pha loãng cao: Cao chiết vỏ xoài chiết bằng Ethanol ở các nồng độ khác nhau pha loãng với DMSO 2% vô trùng thành các nồng độ 300, 200, 100mg/ml. Đối chứng âm sử dụng DMSO 2%. Đối chứng dương sử dụng Amoxicillin nồng độ 100µg/ml. Thử hoạt tính kháng khuẩn: Cho 30µl cao đã pha loãng vào giếng. Mẫu được ủ 30 phút ở nhiệt độ phòng để dịch chiết khuếch tán vào giếng thạch và tiếp tục ủ kỵ khí 24 giờ ở 37oC. Mỗi nghiệm pháp lặp lại ba lần, khả năng kháng khuẩn được xác định bằng đường kính vòng kháng khuẩn tính theo công thức: ĐK (mm) = D – d. Trong đó: ĐK (mm): đường kính vòng vô khuẩn D (mm): đường kính vòng sáng quanh giếng thạch D (mm): đường kính giếng thạch – 6mm 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất Bảng 3. Hiệu suất thu nhận cao chiết với các thông số khảo sát khác nhau Điều kiện khảo sát Khối lượng bột (g) Khối lượng cao (g) Hiệu suất chiết (%)
50 4,00 + 0,00 1,11 + 0,02 27,82 + 0,61 3.1.1 Ảnh hưởng của kích thước bột Để xác định kích thước bột tối ưu cho quá trình thu nhận cao chiết, chúng tôi cố định thông số tỷ lệ bột: dung môi là 1:25 với nồng độ Ethanol là 80%. Kết quả Bảng 1 cho thấy bột ở kích thước 1-3mm cho ra hiệu suất cao nhất (H=24,55%). Bột càng mịn, khả năng thấm ướt dung môi càng cao, trong quá trình lọc số dung môi thấm lại bã dược liệu còn nhiều, dẫn đến sự hao hụt khi thu nhận cao. Trong quá trình cô dung môi, lượng cao dính lại trên thành chén cao nhiều đáng kể ở kích thước bột bé hơn 1mm, gây hao hụt khi thu nhận cao chiết. Vì vậy, sử dụng bột kích thước 1-3mm để tiến hành khảo sát tỷ lệ bột: dung môi. 3.1.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ bột: dung môi. Để xác định ảnh hưởng của tỷ lệ bột: dung môi, thông số Ethanol 80% được cố định với kích thước nguyên liệu tối ưu là 1-3mm được xác định từ thí nghiệm trên. Kết quả Bảng 1 cho thấy khi sử dụng tỷ lệ bột: dung môi 1:25, hiệu suất thu được là cao nhất (28,14%). Sự tăng tỷ lệ bôt: dung môi tỷ lệ thuận với sự tăng lượng cao thu được. Tỷ lệ này chỉ tăng đến một mức độ nhất định, các chất tan trong dược liệu khi hòa tan hết vào dung môi thì việc tăng tỷ lệ không làm tăng hiệu suất chiết xuất. Ngoài ra, lượng dung môi càng lớn, thời gian cô cao chiết càng lâu, gây phân hủy một số chất không bền nhiệt, dẫn đến sự giảm sút trong hiệu suất. Vì vậy, tỷ lệ 1: 25 được sử dụng để khảo sát nồng độ dung môi. 3.1.3 Ảnh hưởng của nồng độ dung môi Để xác định ảnh hưởng của nồng độ dung môi, thông số tỷ lệ bột: dung môi tối ưu là 1:25 với kích thước nguyên liệu tối ưu là 1-3mm được xác định từ thí nghiệm trên được giữ cố định. Kết quả Bảng 1 cho thấy khi sử dụng dung môi chiết xuất là Ethanol 80%, hiệu suất thu được là cao nhất (28,14%). Kết qủa này phù hợp với kết quả của nghiên cứu trước đó của Safdar, năm 2017 [7]. Vỏ xoài có thành phần chủ đạo là các polyphenol, cụ thể hơn là mangiferin. Tuy mangiferin tan khá tốt trong ethanol (12,52mg/ml) nhưng việc sử dụng ethanol 96% cho ra hiệu suất thấp nhất vì tương tác hydrogen giữa các polyphenol và protein có trong vỏ xoài làm cản trở độ tan của các polyphenol. Việc pha loãng dung môi tuyệt đối với nước nhằm làm yếu đi các liên kết này, từ đó cải thiện độ tan. Tuy nhiên sử dụng quá nhiều nước để pha loãng đồng thời cũng làm giảm độ tan của mangiferin do khả năng hòa tan trong nước khá kém (1,96mg/ml) [8]. 3.2 Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn Đường kính vòng kháng khuẩn của cao chiết vỏ xoài đối với S. mutans thay đổi theo nồng độ dung môi, dao động từ 7-10mm. Như đã đề cập ở mục 3.1.3, nồng độ dung môi ảnh hưởng đến lượng cao cũng như polyphenol thu được. Mangiferin là một flavonoid chịu trách nhiệm cho rất nhiều tác dụng dược lý của vỏ xoài [7], việc sử dụng ethanol 80% làm dung môi chiết xuất cho phép thu nhận lượng mangiferin cao, từ đó cho ra kết quả kháng 824
khuẩn cao hơn khi sử dụng ethanol 70% tuy sự khác biệt này không đáng kể. Ngoài ra, khả năng kháng khuẩn của cao chiết vỏ xoài cũng giảm dần theo độ pha loãng cao chiết với DMSO 2%. Bảng 2. Đường kính vòng kháng khuẩn theo nồng độ dung môi Đường kính vòng kháng khuẩn (mm) Nồng độ cao chiết (mg/ml) Đối chứng dương Đối chứng âm Nồng độ Ethanol 300 200 100 Amoxicillin 100µg/ml DMSO 2% 80 9 + 0,1 9 + 0,1 7.33 + 0,58 11,33 + 0,58 - 70 10,67 + 0,58 8.67 + 0,58 8 + 0,1 11,33 + 0,58 - 70% 80% 100mg/ml 200mg/ml 300mg/ml Hình 1. Vòng kháng khuẩn của cao chiết chiết bằng ethanol 70% và 80% Đường kính vòng kháng khuẩn của cao chiết vỏ xoài đối với S. mutans thay đổi theo nồng độ dung môi, dao động từ 7-10mm. Như đã đề cập ở mục 3.1.3, nồng độ dung môi ảnh hưởng đến lượng cao cũng như polyphenol thu được. Mangiferin là một flavonoid chịu trách nhiệm cho rất nhiều tác dụng dược lý của vỏ xoài [7], việc sử dụng ethanol 80% làm dung môi chiết xuất cho phép thu nhận lượng mangiferin cao, từ đó cho ra kết quả kháng khuẩn cao hơn khi sử dụng ethanol 70% tuy sự khác biệt này không đáng kể. Ngoài ra, khả năng kháng khuẩn của cao chiết vỏ xoài cũng giảm dần theo độ pha loãng cao chiết với DMSO 2%. 3.3 Thảo Luận Ngoài các tác dụng phụ không mong muốn, tình trạng đề kháng của S. mutans đối với các tác nhân kháng khuẩn hiện đang là vấn đề cần lưu tâm hàng đầu [9]. Việc sử dụng chiết xuất dược liệu cho mục đích y khoa vì thế đã được ứng dụng nhằm giảm nhẹ các tác dụng phụ của của kháng sinh. Đã có nhiều nghiên cứu được thực 825
hiện nhằm nhận định một cách khoa học tác dụng chống sâu răng của dược liệu đối với vi khuẩn răng miệng, có thể kể đến báo cáo của Chandra về hoạt tính kháng khuẩn của cây Neem Ấn Độ, xoài, hương nhu tía… [10] hoặc báo cáo của Shruti về cây keo cau và cỏ xạ hương [11]. Trên khía cạnh kháng khuẩn, báo cáo Parvez cho thấy vỏ xoài trước và sau khi xử lý với formalin có hoạt tính tốt trên Escherichia coli (d=14mm, dformalin=13), Streptococcus aures (d=11mm, dformalin=10), Shigella sonnei (d=11mm, dformalin=12) [9]. Khi thử nghiệm trên các trực khuẩn gram âm gây bệnh có trong thức ăn như E. coli, Salmonella typhi, Shigella và Enterobacter, chiết xuất acetone thể hiện tính kháng khuẩn mạnh nhất (d = 16-27mm) trong khi nước hoàn toàn không cho tác dụng [12]. Bột vỏ xoài được nén chân không cũng thể hiện hoạt tính trên ba chủng vi khuẩn Gram âm (E. coli, Salmonella typhimurium, Vibrio parahaemolyticus) và hai chủng Gram dương (S. aureus, Bacillus cereus). Chiết xuất sử dụng ethanol 95% cho đường kính vòng kháng khuẩn lớn hơn nước (dethanol=18-14mm, dnước = 17-14mm) [4]. Có thể thấy, khả năng kháng khuẩn của dịch chiết vỏ xoài thay đổi phụ thuộc vào chủng vi khuẩn thử nghiệm cũng như bản chất dung môi. Dịch chiết vỏ xoài cho hiệu quả ức chế tốt trên vi khuẩn Gram âm hơn Gram dương dù sự khác biệt không quá lớn. Safdar báo cáo khi sử dụng các dung môi chiết xuất khác nhau như methanol, ethanol, acetone và nước, dung môi cho hiệu suất cao nhất là methanol (25.25%). Tuy nhiên, lượng polyphenol thu được cao nhất khi sử dụng ethanol và acetone 80% (92.62 và 90,02 GAE/g) [18]. Các dung môi ở nồng độ tuyệt đối thu nhận lượng polyphenol thấp nhất với lý do đã đề cập ở mục 3.1.3. Mục đích pha loãng dung môi với nước cũng được đề cập ở mục 3.1.3. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã chứng minh kích thước bột, tỷ lệ bột: dung môi và nồng độ dung môi có ảnh hưởng đến hiệu suất chiết xuất cao vỏ xoài. Ngoài ra, cao chiết vỏ xoài ở các nồng độ dung môi tương ứng cũng chứng minh hoạt tính kháng khuẩn đối với S. mutans dù hoạt tính vẫn còn yếu theo phân loại vòng kháng khuẩn của Johnson và Case, dao động từ 7-10mm và hiệu quả tương đương amoxicillin 100µg/ml. Các kết quả sơ bộ này có thể dùng làm tiền đề để tối ưu hóa qui trình chiết cao vỏ xoài nhằm ứng dụng cao chiết thu được vào sản phẩm phòng chống sâu răng nói chung và trị liệu S. mutans nói riêng. 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Như vậy, hiệu suất thu nhận cao vỏ xoài chịu ảnh hưởng bởi các điều kiện chiết đã được khảo sát, trong khi đó tác động kháng khuẩn phụ thuộc vào bản chất dung môi chiết xuất. Kết quả khảo sát cho thấy, hiệu suất chiết lớn nhất ghi nhận khi sử dụng bột kích thước 1-3mm và ethanol 80% ở tỷ lệ 1: 25 (H=28,14%), đây cũng là điều kiện cho ra kết quả vòng kháng khuẩn lớn nhất. Kiến nghị 826
Hiện nay, vỏ xoài Mangifera indica L chỉ được xem như một phế phẩm của công nghiệp chế biến thực phẩm. Tuy nhiên, đây có thể là một loại nguyên liệu tiềm năng trong tương lai được sử dụng để sản xuất các sản phẩm điều trị, phòng ngừa bệnh răng miệng. Trong tương lai, các nghiên cứu sâu hơn về hoạt tính sinh học cần được thực hiện để cung cấp đầy đủ bằng chứng khoa học về hiệu quả và tiềm năng ứng dụng cao chiết vỏ xoài này. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. GBD (2020). Caries of permanent teeth — Level 4 cause. Institute for Health Metrics and Evaluation, , accessed: 07/05/2022. 2. Keyes P.H. (1969). Present and future measures for dental caries control. The Journal of the American Dental Association, 79(6), 1395–1404. 3. Lemos J.A., Palmer S.R., Zeng L. và cộng sự. (2019). The Biology of Streptococcus mutans. Microbiol Spectr, 7(1). 4. Huang C.-Y., Kuo C.-H., Wu C.-H. và cộng sự. (2018). Free Radical-Scavenging, Anti-Inflammatory, and Antibacterial Activities of Water and Ethanol Extracts Prepared from Compressional-Puffing Pretreated Mango ( Mangifera indica L.) Peels. Journal of Food Quality, 2018, 1–13. 5. Nguyễn Thượng Dọng (2006), Phương pháp nghiên cứu tác dụng dược lý của thuốc từ dược thảo, Nhà Xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Bộ Y Tế, Viện Dược Liệu. 6. CLSI (2021). M100-S25: Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing; Twenty-Fifth Informational Supplement. Clinical and Laboratory Standards Institute, 240. 7. Safdar M.N., Kausar T., và Nadeem M. (2017). Comparison of Ultrasound and Maceration Techniques for the Extraction of Polyphenols from the Mango Peel: The Potential of Ultrasound Against Maceration. Journal of Food Processing and Preservation, 41(4), e13028. 8. Acosta J., Sevilla I., Salomón S. và cộng sự. (2016). Determination of mangiferin solubility in solvents used in the biopharmaceutical industry. Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research, 4, 49–53. 9. Parvez G.M., Rana M., Jahan E.N. và cộng sự. (2016). Alternation of antimicrobial potential of mango peel and pulp after formalin treatment against six bacteria. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry, 5(5), 158–161. 10. Chandra Shekar B.R., Nagarajappa R., Suma S. và cộng sự. (2015). Herbal extracts in oral health care - A review of the current scenario and its future needs. Pharmacogn Rev, 9(18), 87–92. 827
11. D S. và Rv G. (2018). Effect of Herbal Extracts in Prevention of Dental Caries - An In Vitro Study. International Journal of Drug Development and Research, 10(1), 20–21. 12. Thambi P.A., John S., Lydia E. và cộng sự. (2016). Antimicrobial efficacy of mango peel powder and formulation of recipes using mango peel powder (Mangifera indica L.). International Journal of Home Science, 2(2), 155–161. 828