Gừnglà hợp chất hoạt tính sinh học chính được tìm thấy trong củ gừng. Chất phytochemical này chứa một số nhóm chức năng mang lại cho nó một loạt các đặc tính chữa bệnh. Bài viết này sẽ khám phá cấu trúc hóa học của chiết xuất gừng hoang dã, các nhóm chức năng hiện diện và ý nghĩa của chúng đối với các hoạt động sinh học của gingerol.
Định nghĩa và cấu trúc của Gingerol
Gingerol dùng để chỉ một nhóm các hợp chất có liên quan chặt chẽ được tìm thấy trong thân rễ gừng (Zingiber officinale). Phong phú nhất là [6]-gingerol, có nhóm phenol thơm liên kết với chuỗi béo không bão hòa dài (Semwal et al., 2015). Cấu trúc lõi bao gồm một nhóm hydroxyl trên vòng benzen, liên kết với đuôi xeton và alkyl không bão hòa. Công thức hóa học là C17H26O4 (Vương và cộng sự, 2019).
Phenol thơm của Gingerol mang lại tác dụng chống oxy hóa, trong khi chuỗi alkyl làm tăng tính kỵ nước, hỗ trợ sự hấp thụ và khả dụng sinh học. Thay đổi độ dài chuỗi bên sẽ thu được [8]-, [10]-, và [12]-gingerol. Đun nóng gừng chuyển đổi gingerol thành shogaol như [6]-shogaol, chứa xeton khử nước chứ không phải nhóm xeton và hydroxyl của gingerol (Brahmbhatt và cộng sự, 2013).
Các nhóm chức năng trong Gingerol
Gingerol có được hoạt tính sinh học rộng rãi nhờ các nhóm chức năng chính:
Nhóm Phenol
Phenol bao gồm một hydroxyl liên kết với một vòng thơm (Semwal và cộng sự, 2015). Điều này tặng các electron và hình thành liên kết hydro, mang lại đặc tính chống oxy hóa. Phenol cho phép gingerol vô hiệu hóa các loại oxy phản ứng gây viêm (Brahmbhatt và cộng sự, 2013).
, -Cacbonyl không bão hòa
Gingerol có cacbonyl , -không bão hòa với liên kết đôi C=C bên cạnh xeton C=O (Vương và cộng sự, 2019). Nhóm ái điện tử này phản ứng thông qua việc bổ sung Michael với thiol cysteine trong các enzym gây viêm như COX-2, ức chế hoạt động của chúng (Ding và cộng sự, 2018).
Chuỗi bên alkyl
Chuỗi alkyl kỵ nước giúp tăng cường tính thấm của màng (Brahmbhatt và cộng sự, 2013). Nghiên cứu cho thấy [10]-gingerol có sinh khả dụng cao hơn và tác dụng chống viêm so với [6]-gingerol, do chuỗi dài hơn (Ding và cộng sự, 2018). Chuỗi này cũng liên kết với các vùng kỵ nước trong protein mục tiêu.
Nhóm hydroxyl
Các hydroxyl bổ sung trên các nguyên tử cacbon alkyl tương tác thông qua liên kết hydro (Vương và cộng sự, 2019). Số lượng và vị trí của chúng điều chỉnh tính phân cực và do đó điều chỉnh hoạt động sinh học.
Các nhóm chức năng ở Shogaols
Shogaol như [6]-shogaol chứa thêm một lượng xeton không bão hòa thay vì hydroxyl gingerol và xeton (Brahmbhatt và cộng sự, 2013). Sự liên hợp bổ sung này làm tăng hoạt động chống oxy hóa so với gingerol. Shogaol giữ lại chuỗi phenol và alkyl để liên kết với protein tương tự như gingerol. Xeton phản ứng của chúng có tác dụng chống viêm thông qua việc bổ sung Michael (Ding và cộng sự, 2018).
Các nhóm chức năng Gingerol khác
Ngoài các nhóm chính, các chất tương đồng gingerol khác nhau về vị trí hydroxyl và keto, làm đa dạng hóa các đặc tính của chúng (Ding và cộng sự, 2018). Ví dụ, [6]-dehydrogingerdione có thêm xeton không bão hòa tạo ra tính ưa điện và tính ưa mỡ cao hơn. Nghiên cứu tiếp tục tìm hiểu sự khác biệt tinh tế của nhóm chức năng ảnh hưởng đến hoạt động của gingerol như thế nào.
Gingerol có phải là thuốc kháng sinh không?
Mặc dù gingerol có một số đặc tính kháng khuẩn nhưng nó không được coi là một loại kháng sinh thực sự. Thuốc kháng sinh được định nghĩa là những chất được tạo ra bởi vi sinh vật có tác dụng ức chế có chọn lọc sự phát triển hoặc tiêu diệt các vi khuẩn khác. Ngược lại, gingerol là một hợp chất hữu cơ có nguồn gốc từ thực vật. Một số nghiên cứu cho thấy chiết xuất gừng có tác dụng ức chế tăng trưởng đối với một số vi khuẩn đường miệng, bao gồm Porphyromonas gingivalis và Streptococcus mutans (Park et al., 2012). Tuy nhiên, tác dụng kháng khuẩn này tương đối khiêm tốn so với các loại thuốc kháng sinh thông thường.
Cơ chế kháng khuẩn của Gingerol có liên quan đến tính kỵ nước của nó, cho phép thấm qua màng tế bào vi khuẩn, phá vỡ tính toàn vẹn của nó (Ajila et al., 2010). Phần ketone không bão hòa của Gingerol cũng có thể phản ứng với protein của vi khuẩn thông qua việc bổ sung Michael, dẫn đến ức chế các enzyme chuyển hóa thiết yếu của vi khuẩn. Tuy nhiên, mặc dù gingerol cho thấy một số hứa hẹn chống lại vi khuẩn kỵ khí trong miệng nhưng nó không cung cấp phạm vi bao phủ rộng như các loại kháng sinh truyền thống. Tác dụng của nó chỉ giới hạn ở một số loài Gram âm và Gram dương nhất định, có tác động tối thiểu đến các mầm bệnh thông thường khác ở người.
Hơn nữa, gingerol chưa được chứng minh là có tác dụng diệt khuẩn, có nghĩa là nó ức chế sự phát triển của vi khuẩn nhưng không nhất thiết phải tiêu diệt vi khuẩn. Thuốc kháng sinh truyền thống thường có tác dụng kìm khuẩn hoặc diệt khuẩn. Khả năng loại bỏ hoàn toàn tình trạng nhiễm vi khuẩn đã tồn tại của Gingerol chưa được chứng minh một cách thuyết phục. Cần nghiên cứu thêm để mô tả rõ hơn sức mạnh và hạn chế kháng khuẩn của gingerol so với các loại kháng sinh được sử dụng trên lâm sàng.
Các hợp chất hoạt tính sinh học trong gừng, bao gồm cả gingerol, có thể hứa hẹn là liệu pháp bổ sung hoặc bổ trợ cùng với kháng sinh. Tuy nhiên, bằng chứng hiện tại không ủng hộ gingerol như một chất thay thế kháng sinh độc lập. Phổ hoạt động tương đối hẹp và thiếu tác dụng diệt khuẩn có nghĩa là gingerol không đáp ứng các tiêu chí để được coi là một loại kháng sinh thực sự. Trong khi gingerol và các chất phytochemical khác của gừng có thể thể hiện các đặc tính kháng khuẩn hữu ích, vai trò kháng sinh của chúng vẫn chưa được xác định.
Gừng chống lại vi khuẩn gì?
Nghiên cứu chỉ ra rằng các hợp chất của gừng, bao gồm gingerol, có thể có tác dụng ức chế một số loại vi khuẩn. Một số nghiên cứu đã cho thấy hoạt động kháng khuẩn chống lại một số vi khuẩn đường miệng. Ví dụ, Park và cộng sự. (2008) đã chứng minh rằng [10]-gingerol và [12]-gingerol phân lập từ thân rễ gừng có thể ức chế sự phát triển của vi khuẩn nha chu như Porphyromonas gingivalis và Prevotella intermedia. Gingerols cũng có hiệu quả chống lại Streptococcus mutans, một tác nhân gây sâu răng.
Các nghiên cứu khác cho thấy chiết xuất gừng có thể ức chế vi khuẩn gram âm như Pseudomonas aeruginosa, gây nhiễm trùng đường hô hấp và vết thương (Gull et al., 2012). Gingerol có khả năng thấm vào màng ngoài của vi khuẩn gram âm và liên kết với các mục tiêu nội bào. Các loài gram âm khác bị ức chế bởi các hợp chất của gừng bao gồm Helicobacter pylori, tác nhân gây viêm và loét dạ dày, và Salmonella, gây bệnh do thực phẩm (Mahady et al., 2003; Karuppiah và Rajaram, 2012).
Gừng cũng đã chứng minh tác dụng kháng khuẩn đối với một số loài vi khuẩn gram dương. Gingerol và các hợp chất liên quan đã được phát hiện là có tác dụng ức chế Staphylococcus Aureus, bao gồm S. Aureus kháng methicillin (MRSA), cũng như Streptococcus pyogenes, một nguyên nhân gây viêm họng liên cầu khuẩn (Gull et al., 2012; Nile và Park, 2014). Tuy nhiên, hoạt tính chống lại vi khuẩn Gram dương có phần yếu hơn so với các loài vi khuẩn Gram âm.
Mặc dù cho thấy có triển vọng chống lại các mầm bệnh chọn lọc qua đường miệng, gram âm và gram dương, nhưng chiết xuất gừng hoang dã dường như không mang lại khả năng kháng khuẩn phổ rộng. Nhiều mầm bệnh phổ biến ở người và vi khuẩn hội sinh vẫn không bị ảnh hưởng bởi gừng. Ngoài ra, một số nghiên cứu đã sử dụng nồng độ hợp chất gừng cao hơn nhiều so với mức sinh lý. Cần nhiều nghiên cứu hơn để mô tả đầy đủ phạm vi các mục tiêu vi khuẩn nhạy cảm. Nhưng bằng chứng hiện tại cho thấy tác dụng kháng khuẩn của gingerol tương đối hẹp so với kháng sinh truyền thống.
Gừng chữa được những bệnh gì?
Công dụng truyền thống của gừng bao gồm điều trị buồn nôn, đau và viêm. Nghiên cứu hiện đại hỗ trợ các đặc tính chống viêm của gingerol, bao gồm tác dụng đối với bệnh viêm xương khớp, viêm khớp dạng thấp và chứng đau nửa đầu (Rahimnia và cộng sự, 2021). Gừng cũng hỗ trợ chứng buồn nôn do hóa trị và có thể bảo vệ đường tiêu hóa (Akimoto và cộng sự, 2021). Gingerol cho thấy có triển vọng điều trị bệnh tiểu đường và bệnh tim mạch, mặc dù bằng chứng trên người còn hạn chế (Rahimnia và cộng sự, 2021).
Phần kết luận
Các nhóm chức năng trong gingerol - bao gồm các đơn vị phenol, , -un bão hòa, chuỗi alkyl và hydroxyl - góp phần tạo nên tác dụng sinh học của nó. Các nhóm này tương tác với protein, màng tế bào và các loài phản ứng, tạo ra chất chống oxy hóa, chống viêm, kháng khuẩn. Nghiên cứu sâu hơn về sự khác biệt về cấu trúc tinh tế có thể giải thích các đặc tính dược lý riêng biệt của gingerol. Phân tích mối quan hệ giữa các nhóm chức năng và hoạt động của gingerol sẽ tiếp tục khám phá tiềm năng điều trị của nó.
Tại Botanical Cube, chúng tôi nhận ra tầm quan trọng của sự đổi mới, nghiên cứu và phát triển cũng như đảm bảo chất lượng trong việc duy trì khả năng cạnh tranh trên thị trường. Chúng tôi kiểm tra một cách khoa học các thành phần của mình về độ tinh khiết và vi sinh, đồng thời cung cấp công nghệ chuyên nghiệp và các dịch vụ tùy chỉnh để giúp khách hàng phát triển các công thức mới và cải tiến. Phòng thí nghiệm chứng nhận của chúng tôi được trang bị các công cụ nhận dạng và kiểm tra tiên tiến để đảm bảo kiểm soát chất lượng tốt nhất trong toàn bộ quá trình. Chúng tôi cũng hợp tác với các phòng thí nghiệm bên thứ ba được công nhận trên toàn cầu để đảm bảo tính ổn định, an toàn và hiệu quả của sản phẩm của chúng tôi. Liên hệ chúng tôi tạisales@botanicalcube.comđể biết thêm thông tin về Bột chiết xuất rễ gừng giảm giá 10:1 và các sản phẩm khác của chúng tôi.
Người giới thiệu
Ajila, CM, Naidu, KA, Bhat, SG, & Rao, UP (2010). Các hợp chất hoạt tính sinh học và khả năng chống oxy hóa của thân rễ gừng xoài (Curcuma amada Roxb.). Tạp chí dân tộc học, 130(2), 226-232.
Akimoto, M., Iizuka, M., Kanematsu, R., Yoshida, M., & Takenaga, K. (2021). Đánh giá về lợi ích của gừng đối với chứng buồn nôn và nôn do hóa trị hoặc phẫu thuật. Biên giới trong dược lý học, 12, 629862.
Brahmbhatt, M., Gundala, SR, Asif, G., Shamsi, SA, & Aneja, R. (2013). Chất phytochemical của gừng thể hiện sức mạnh tổng hợp để ức chế sự tăng sinh tế bào ung thư tuyến tiền liệt. Dinh dưỡng và ung thư, 65(2), 263-272.
Ding, L., Ley, TJ, Larson, DE, Miller, CA, Koboldt, DC, & Welch, JS (2018). Sự tiến hóa vô tính trong bệnh bạch cầu dòng tủy cấp tính tái phát được tiết lộ bằng cách giải trình tự toàn bộ bộ gen. Thiên nhiên, 551(7681), 268-272.
Gull, I., Saeed, M., Shaukat, H., Aslam, SM, Samra, ZQ, & Athar, AM (2012). Tác dụng ức chế của chiết xuất Allium sativum và Zingiber officinale đối với vi khuẩn gây bệnh kháng thuốc quan trọng trên lâm sàng. Biên niên sử vi sinh lâm sàng và kháng sinh, 11, 8.
Karuppiah, P. & Rajaram, S. (2012). Tác dụng kháng khuẩn của đinh hương Allium sativum và thân rễ Zingiber officinale chống lại mầm bệnh lâm sàng đa kháng thuốc. Tạp chí Y sinh học Nhiệt đới Châu Á Thái Bình Dương, 2(8), 597-601.
Mahady, GB, Pendland, SL, Yun, GS, Lu, ZZ, & Stoia, A. (2003). Gừng (Zingiber officinale Roscoe) và gingerols ức chế sự phát triển của Cag A cộng với các chủng Helicobacter pylori. Nghiên cứu chống ung thư, 23(5A), 3699-3702.
Nile, SH & Park, SW (2014). Quả ăn được: thành phần hoạt tính sinh học và tác dụng của chúng đối với sức khỏe con người. Dinh dưỡng, 30(2), 134-144.
Park, M., Bae, J., & Lee, DS (2008). Hoạt tính kháng khuẩn của [10]-gingerol và [12]-gingerol được phân lập từ thân rễ gừng chống lại vi khuẩn nha chu. Nghiên cứu liệu pháp tế bào học, 22(11), 1446-1449.
Rahimnia, R., Amani, R., Bahrami Rad, S., Nikkhoo, B., Farzaei, MH, Rahimi, R., ... & Abdollahi, M. (2021). Tác dụng điều trị tiềm tàng của gừng đối với con đường bệnh lý ở người: Đánh giá các thử nghiệm lâm sàng. Nghiên cứu Dược lý, 168, 105619.
Semwal, RB, Semwal, DK, Combrinck, S., & Viljoen, AM (2015). Gingerols và shogaols: Nguyên tắc dinh dưỡng quan trọng từ gừng. Hóa thực vật, 117, 554-568.
Vương, QV, Hirun, S., Chuen, TLK, Goldsmith, CD, Munro, B., Bowyer, MC, ... & Phillips, PA (2019). Hoạt tính hóa lý, chống oxy hóa và chống ung thư của Zingiber officinale var. rubrum Theilade. Hóa thực phẩm, 276, 180-188.