Trong gian bếp nhiều gia đình Việt, hạt mắc khén hay các loại hạt thuộc chi Hoàng mộc (Zanthoxylum) từ lâu đã quen thuộc như một thứ gia vị tạo mùi thơm nồng ấm. Nhiều người truyền tai nhau việc ngâm rượu hoặc dùng tinh dầu từ hạt và quả của nhóm cây này, đặc biệt là hoàng mộc hôi, để bôi ngoài da, súc miệng sát khuẩn hoặc xông phòng chống nấm mốc.
Thực tế, các phân tích trong phòng thí nghiệm xác nhận tinh dầu và các hợp chất chiết xuất từ chi Hoàng mộc (Zanthoxylum), bao gồm loài Zanthoxylum rhetsa (thường gọi là hoàng mộc hôi hay mắc khén rừng) và các loài cùng chi, có khả năng ức chế một số chủng vi khuẩn và nấm nhất định [1]. Tuy nhiên, hiệu quả này mới chỉ dừng ở quy mô ống nghiệm và phụ thuộc rất lớn vào bộ phận chiết xuất, nguồn gốc địa lý cũng như cách bảo quản tinh dầu [2].
Hoàng mộc hôi và họ hàng chi Zanthoxylum trong y học cổ truyền
Chi Hoàng mộc (Zanthoxylum) thuộc họ Cam (Rutaceae), phân bố chủ yếu ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới tại châu Á, châu Phi, châu Đại Dương và Bắc Mỹ với khoảng 250 loài, riêng tại Trung Quốc đã ghi nhận 39 loài và 14 biến chủng [2]. Quả của các loài thuộc chi này được sử dụng phổ biến trên toàn thế giới làm gia vị, chất sát trùng và chất diệt côn trùng [2].
Tại khu vực châu Á nhiệt đới, loài Zanthoxylum rhetsa là cây thân gỗ thường xanh bản địa của vùng cận nhiệt đới [3]. Ở miền bắc Thái Lan, loài cây này vừa được dùng trong bữa ăn hằng ngày, vừa xuất hiện trong các y thư cổ như một vị thuốc trị bệnh lý về khớp [4]. Trong y học cổ truyền Ayurveda bản địa châu Á, tinh dầu từ Zanthoxylum rhetsa và Zanthoxylum bungeanum đã được dùng hàng thế kỷ để làm chất làm se, hỗ trợ xử lý hen suyễn, viêm phế quản, tiêu chảy và đau dạ dày [1]. Một loài cùng chi là Zanthoxylum acanthopodium DC. cũng được dùng rộng rãi ở châu Á nhiệt đới và cận nhiệt đới để trị sốt, cúm, đau bụng, chấn thương và vết muỗi đốt [2]. Tại Cameroon, hai loài Zanthoxylum xanthoxyloides và Zanthoxylum leprieurii vừa là gia vị thực phẩm địa phương, vừa mang đặc tính sinh học đáng chú ý [5].
Cơ chế tác động từ các hoạt chất sinh học trong hạt và quả
Khả năng kháng vi sinh vật và giảm viêm của hoàng mộc hôi đến từ hệ thống hoạt chất phong phú nằm trong tinh dầu hạt, vỏ quả và thân cây. Khi phân tích loài Zanthoxylum rhetsa bằng sắc ký khí khối phổ (GC/MS), các nhà khoa học xác định trong tinh dầu hạt (SO) có chứa hợp chất chống viêm chính là terpinen-4-ol với tỷ lệ lên tới 35,13% [4]. Trong khi đó, dịch chiết vỏ quả của loài này bằng dung môi hexane (PH) và ethanol 95% (P95) lại giàu chất 2,3-Pinanediol với tỷ lệ lần lượt là 11,28% và 19,82% [4].
Ngoài tinh dầu dễ bay hơi, cây Zanthoxylum rhetsa còn chứa các hợp chất alkaloid có hoạt tính sinh học (được đánh số từ 1 đến 4 và 6), bao gồm một hợp chất mới là quinazoline-6-carboxylic acid (hợp chất số 1) [3]. Các chất chuyển hóa này là nền tảng tạo nên tác dụng chống tảo, kháng khuẩn và kháng nấm trực tiếp của dược liệu [3]. Ở các loài họ hàng như Zanthoxylum acanthopodium, thành phần tinh dầu quả thay đổi mạnh theo vùng địa lý: mẫu từ Trung Quốc chứa chủ yếu limonene (29,78%) và beta-myrcene (26,65%), còn mẫu từ Myanmar lại chiếm ưu thế bởi terpinen-4-ol (43,35%) [2]. Sự hiện diện của các monoterpene như terpinen-4-ol, limonene, beta-myrcene hay linalool giải thích vì sao tinh dầu từ hạt và quả của nhóm cây này có mùi thơm đặc trưng và tác động mạnh lên màng tế bào vi sinh vật [6].
Nghiên cứu phòng thí nghiệm nói gì về phổ kháng khuẩn, chống nấm?
Các bằng chứng khoa học hiện tại tập trung đánh giá khả năng ức chế vi khuẩn, nấm và phản ứng viêm của Zanthoxylum rhetsa cùng các loài trong chi Zanthoxylum qua các mô hình trong ống nghiệm (in vitro) và trên mẫu bệnh phẩm.
Một nghiên cứu công bố năm 2011 đã phân lập các alkaloid (từ 1 đến 4, và 6) từ cây Zanthoxylum rhetsa để kiểm tra hoạt tính sinh học [3]. Kết quả cho thấy tất cả các chất chuyển hóa này đều có hoạt tính diệt tảo; tất cả ngoại trừ hợp chất số 6 đều có khả năng kháng khuẩn; riêng hợp chất số 6 và sản phẩm khử số 5 (chuyển hóa từ chất số 4) thể hiện khả năng kháng nấm rõ rệt [3].
Một nghiên cứu khác năm 2020 tiến hành thu thập các cây Zanthoxylum rhetsa khoảng 7 năm tuổi và Zanthoxylum bungeanum khoảng 5 tháng tuổi tại tỉnh Chiang Rai, Thái Lan vào tháng 5 năm 2019 [1]. Mẫu thực vật được rửa sạch, phơi khô ở nhiệt độ phòng 27 độ C trong 5 ngày, sau đó chưng cất lôi cuốn hơi nước trong 3 giờ và làm khan bằng Na2SO4 để thu tinh dầu nguyên chất [1]. Nghiên cứu này khảo sát khả năng ức chế nấm Aspergillus aculeatus — tác nhân gây bệnh thối chùm trên quả nho tươi sau thu hoạch — dựa trên cơ sở các báo cáo trước đó đã chứng minh tinh dầu nhóm cây này có hoạt tính kháng vi sinh vật [1].
Bên cạnh tác dụng lên vi sinh vật, tinh dầu hạt của Zanthoxylum rhetsa còn được chứng minh có khả năng kiểm soát phản ứng viêm — một hệ quả thường gặp khi mô bị tổn thương do mầm bệnh hoặc độc tố [4]. Nghiên cứu năm 2021 thử nghiệm các dịch chiết từ nguyên quả (F), vỏ quả (P) và hạt (O) của Zanthoxylum rhetsa trên dòng đại thực bào RAW264.7 thông qua việc ức chế các chất trung gian gây viêm gồm NO, TNF-alpha và PGE2 [4]. Các phương pháp chiết xuất bao gồm ngâm dầm trong hexane, ethanol 95%, ethanol 50%, đun sôi với nước và chưng cất nước [4]. Kết quả chỉ ra tinh dầu hạt (SO) cùng dịch chiết vỏ quả bằng hexane (PH) và ethanol 95% (P95) có hoạt tính mạnh nhất [4]. Cụ thể, đối với chất gây viêm PGE2, tinh dầu hạt (SO) cho hiệu quả ức chế mạnh nhất với nồng độ ức chế 50% (IC50) chỉ ở mức 8,61 +- 2,23 mug/ml, vượt trội hơn cả dịch chiết vỏ quả PH (IC50 là 13,72 +- 0,81 mug/ml) và P95 (IC50 là 12,26 +- 0,71 mug/ml) [4]. Trong khi đó, dịch chiết vỏ quả PH và P95 lại ức chế sản sinh NO mạnh nhất với giá trị IC50 lần lượt là 11,99 +- 1,66 mug/ml và 15,33 +- 1,05 mug/ml, đồng thời ức chế TNF-alpha với IC50 lần lượt là 36,08 +- 0,55 mug/ml và 34,90 +- 2,58 mug/ml [4]. Nhóm nghiên cứu kết luận tinh dầu hạt phù hợp hỗ trợ giảm viêm cấp tính, còn dịch chiết vỏ quả có tiềm năng trong viêm mạn tính [4].
Mở rộng dữ liệu từ các loài cùng chi Hoàng mộc
Để hiểu rõ hơn phổ kháng khuẩn của tinh dầu nhóm cây này, các nhà khoa học đã thực hiện nhiều phép thử trên các loài Zanthoxylum khác nhau. Một nghiên cứu năm 2003 tại Cameroon xác nhận tinh dầu của Zanthoxylum xanthoxyloides và Zanthoxylum leprieurii có hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm rõ rệt [5].
Tuy nhiên, không phải bộ phận nào của cây cũng cho tác dụng giống nhau. Nghiên cứu năm 2003 tại miền nam Brazil (bang Rio Grande do Sul) đã phân tích 48 hợp chất từ tinh dầu lá, quả và hoa của loài Zanthoxylum rhoifolium [6]. Tinh dầu quả chứa chủ yếu menth-2-en-1-ol (46,2%), beta-myrcene (30,2%), (-)-linalool (15%) và (-)-alpha-terpineol (8,45%); tinh dầu lá giàu germacrene D (34%) và bicyclogermacrene (23%); còn tinh dầu hoa chứa tới 65% beta-myrcene và 5,4% menth-2-en-1-ol [6]. Khi thử nghiệm, chỉ có tinh dầu lá và tinh dầu quả thể hiện hoạt tính kháng khuẩn chống lại vi khuẩn Gram dương Staphylococcus aureus (tụ cầu vàng) và hai chủng vi khuẩn Gram âm là Klebsiella pneumoniae, Salmonella setubal, trong khi tinh dầu hoa hoàn toàn không có tác dụng [6]. Trái lại, một nghiên cứu năm 2008 trên mẫu lá Zanthoxylum rhoifolium và Zanthoxylum setulosum thu hái tại Monteverde, Costa Rica lại cho thấy tinh dầu lá của cả hai loài này không hề có hoạt tính kháng khuẩn khi thử trên Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa và Escherichia coli, cũng không có độc tính tế bào trên các dòng tế bào khối u người (Hep G2, MCF-7, PC-3), dù có độc tính trên ấu trùng tôm nước lợ Artemia salina [7].
Về khả năng kháng nấm và kháng virus, nghiên cứu năm 2022 trên tinh dầu quả Zanthoxylum acanthopodium thu thập từ Trung Quốc (EOZC) và Myanmar (EOZM) cung cấp những con số rất cụ thể [2]. Cả hai mẫu tinh dầu đều có hoạt tính kháng nấm với nồng độ ức chế tối thiểu 90% (MIC90) dao động từ 26,3 đến 499 mug/mL [2]. Trên tế bào RAW 264.7, mẫu tinh dầu Trung Quốc ức chế sản sinh nitric oxide (NO) với IC50 đạt 16 mug/mL, tương đương với chất đối chứng dương L-NMMA (IC50 là 12,2 mug/mL) [2]. Đáng chú ý, mẫu tinh dầu từ Myanmar (giàu terpinen-4-ol giống như tinh dầu hạt hoàng mộc hôi) có khả năng kháng virus sốt xuất huyết (dengue) mạnh mẽ với IC50 ở mức 13 mug/mL [2]. Cả hai mẫu còn diệt ấu trùng muỗi truyền bệnh Aedes albopictus phụ thuộc liều lượng, với giá trị LC50 và LC90 từ 45,8 đến 144,0 mug/mL [2].
Một thách thức lớn của tinh dầu tự nhiên là tính dễ bay hơi làm giảm hiệu quả kháng khuẩn theo thời gian. Nghiên cứu năm 2022 trên tinh dầu Zanthoxylum armatum đã thử nghiệm nhốt (encapsulation) tinh dầu này vào hệ gel nước (hydrogel) chứa axit amin Fmoc-3F-Phe để giải phóng hoạt chất từ từ trên 4 chủng vi khuẩn: E. coli ATCC 25922, P. hauseri NBRC 3851, M. luteus KACC 13377 và B. subtilis ATCC 66333 [8]. Kết quả cho thấy với ba chủng vi khuẩn phát triển nhanh đầu tiên, việc nhốt trong gel không tạo ra khác biệt lớn so với bôi tinh dầu trực tiếp [8]. Tuy nhiên, đối với chủng vi khuẩn phát triển chậm là B. subtilis, tinh dầu bôi trực tiếp nhanh chóng mất tác dụng, trong khi tinh dầu bọc trong hydrogel duy trì được khả năng kháng khuẩn trong thời gian dài hơn hẳn nhờ cơ chế kiểm soát bay hơi [8].
Hiểu lầm thường gặp về khả năng diệt khuẩn của tinh dầu hạt
Từ các dữ liệu trên, người tiêu dùng cần tránh hiểu lầm rằng cứ dùng bất kỳ bộ phận nào của cây hoàng mộc hôi hay cây cùng họ ngâm rượu, nấu nước đều diệt được mọi loại vi khuẩn. Thực tế, nghiên cứu tại Brazil và Costa Rica đã chứng minh tinh dầu hoa không có tác dụng kháng khuẩn, và ngay cả tinh dầu lá của cùng một loài Zanthoxylum rhoifolium nhưng mọc ở Costa Rica lại không diệt được tụ cầu vàng hay E. coli như mẫu ở Brazil [7]. Điều này có nghĩa thổ nhưỡng, khí hậu và bộ phận thu hái quyết định hoàn toàn việc dược liệu có kháng khuẩn hay không [6].
Hiểu lầm thứ hai là cho rằng đun sôi hạt hoặc quả với nước sẽ lấy được toàn bộ chất kháng viêm, kháng khuẩn mạnh nhất. Trong nghiên cứu năm 2021 trên Zanthoxylum rhetsa, các nhà khoa học đã so sánh nhiều cách chiết xuất khác nhau gồm ngâm hexane, ngâm cồn 95 độ, cồn 50 độ, đun sôi trong nước và chưng cất lấy tinh dầu [4]. Kết quả cho thấy chỉ có tinh dầu hạt chưng cất và dịch chiết vỏ quả bằng cồn 95 độ hoặc hexane mới có hoạt tính mạnh nhất, chứ không phải dịch đun sôi với nước thông thường [4]. Ngoài ra, tinh dầu tự nhiên khi bôi trực tiếp rất dễ bay hơi hoặc thăng hoa, làm mất nhanh tác dụng đối với các chủng vi khuẩn phát triển chậm nếu không có chất dẫn giữ ẩm phù hợp [8].
Ai nên thận trọng khi sử dụng?
Dù các thảo dược có ưu điểm là tương thích sinh học cao và ít tác dụng phụ hơn một số thuốc tổng hợp, tinh dầu nguyên chất lại chứa các hợp chất đậm đặc có thể gây độc tế bào nếu dùng ở nồng độ cao [8]. Nghiên cứu trên Zanthoxylum setulosum và Zanthoxylum rhoifolium cho thấy tinh dầu có khả năng gây chết ấu trùng Artemia salina, còn tinh dầu Zanthoxylum acanthopodium diệt được ấu trùng muỗi ở nồng độ từ 45,8 đến 144,0 mug/mL [2]. Do đó, tuyệt đối không được uống trực tiếp tinh dầu nguyên chất của hoàng mộc hôi hay các loài cùng chi.
Những người có cơ địa da nhạy cảm, trẻ nhỏ, phụ nữ mang thai hoặc đang cho con bú cần đặc biệt thận trọng, tránh tự ý bôi tinh dầu đậm đặc lên vết thương hở hoặc niêm mạc vì nồng độ terpinen-4-ol và limonene cao rất dễ gây kích ứng rát bỏng [2]. Người đang có các bệnh lý mạn tính như hen suyễn, viêm phế quản, bệnh dạ dày hoặc viêm khớp đang điều trị bằng thuốc Tây cần tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa trước khi dùng các chế phẩm từ hoàng mộc hôi, tuyệt đối không tự ý bỏ thuốc điều trị để thay thế bằng thảo dược [1].
Áp dụng thực tế sao cho an toàn và hiệu quả?
Trong đời sống hằng ngày, cách an toàn và thiết thực nhất để tận dụng lợi ích của hoàng mộc hôi (Zanthoxylum rhetsa) là sử dụng phần quả và hạt khô với một lượng nhỏ làm gia vị chế biến món ăn như truyền thống ẩm thực của người dân vùng nhiệt đới châu Á [4]. Để bảo quản hạt và quả khô dùng dần mà không bị nấm mốc, có thể học hỏi quy trình chuẩn từ nghiên cứu: rửa sạch nguyên liệu tươi, để ráo và phơi khô ở nhiệt độ phòng thoáng mát (khoảng 27 độ C) trong 5 ngày rồi cất vào lọ kín [1].
Nếu sử dụng dưới dạng rượu ngâm xoa bóp ngoài da để hỗ trợ giảm đau mỏi khớp, dữ kiện khoa học gợi ý phần vỏ quả ngâm với cồn nồng độ cao (trong thí nghiệm là ethanol 95%) sẽ chiết xuất được nhiều hoạt chất kháng viêm mạn tính 2,3-Pinanediol hơn so với việc đun nước [4]. Khi dùng tinh dầu hạt hoặc quả để xông phòng, đuổi muỗi hoặc pha loãng bôi ngoài da, nên kết hợp tinh dầu với một lớp nền giữ ẩm (như gel hoặc dầu nền phù hợp) thay vì bôi trực tiếp tinh dầu nguyên chất bay hơi nhanh, giúp duy trì thời gian tác dụng lâu hơn và giảm độc tính tại chỗ [8].
Nhìn chung, tinh dầu hạt và các chiết xuất từ hoàng mộc hôi thực sự sở hữu những hoạt chất kháng khuẩn, chống nấm và giảm viêm đầy hứa hẹn dưới góc độ dược học [3]. Tuy nhiên, đây mới là nền tảng lý thuyết từ phòng thí nghiệm để ngành dược phát triển thuốc mới trong tương lai, không phải là thuốc đặc trị tại nhà [2]. Người dùng chỉ nên xem đây là một loại gia vị, thảo dược hỗ trợ chăm sóc sức khỏe phụ trợ và luôn lắng nghe tư vấn y tế khi có dấu hiệu nhiễm trùng hay viêm khớp kéo dài.
