Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu các hợp chất có hoạt tính sinh học trong cây ngải tiên ( Hedychium coronarium Koenig)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:77

Thêm vào BST

Báo xấu

28
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung chính của luận văn được trình bày nghiên cứu các hợp chất có hoạt tính sinh học trong cây ngải tiên ( Hedychium coronarium Koenig). Để hiểu rõ hơn, mời các bạn tham khảo chi tiết nội dung luận văn này.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu các hợp chất có hoạt tính sinh học trong cây ngải tiên ( Hedychium coronarium Koenig)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------- NGUYỄN THỊ MAI PHƢƠNG NGHIÊN CỨU CÁC HỢP CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TRONG CÂY NGẢI TIÊN HEDYCHIUM CORONARIUM KOENIG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI, 2011
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Mai Phƣơng NGHIÊN CỨU CÁC HỢP CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TRONG CÂY NGẢI TIÊN HEDYCHIUM CORONARIUM KOENIG Chuyên ngành: Hóa hữu cơ Mã số: 60 44 27 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Văn Ngọc Hƣớng Chân thành cảm ơn sự tài trợ của đề tài CNHD – ĐT – 018/10 – 11 Thuộc chương trình trọng điểm quốc gia phát triển công nghiệp hóa dược Hà Nội, 2011 MỤC LỤC
MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN.......................................................................................... 2 1.1. Khái quát về chi Hedychium ................................................................................. 2 1.1.1 Đặc điểm thực vật học ..................................................................................... 2 1.1.2. Thành phần hóa học của chi Hedychium ........................................................ 4 1.1.3. Hoạt chất sinh học trong thân rễ các loài của chi Hedychium ....................... 7 1.1.4. Ứng dụng của các loài thuộc chi Hedychium ................................................. 9 1.2. Tổng quan về cây ngải tiên .................................................................................. 10 1.2.1. Xuất xứ........................................................................................................... 10 1.2.2. Một số đặc điểm thực vật .............................................................................. 11 1.2.3. Thành phần hóa học của cây ngải tiên ( Hedychium coronarium Koenig) .. 13 1. 2.3.1.Tecpenoid và tinh dầu ngải tiên ............................................................. 13 1. 2.3.2. Sesquiterpenoid và diterpenoid ............................................................. 17 1.2.3.3. Các hợp chất C6 – C3 ............................................................................. 26 1.2.3.4. Các hợp chất C6 – C3 – C6 ..................................................................... 27 1.2.3.5. Các hợp chất Steroids ............................................................................ 28 1. 2.4. Các hợp chất có hoạt tính sinh học trong cây ngải tiên .............................. 29 1.2.4.1. Hoạt tính sinh học và tác dụng của tinh dầu ........................................ 29 1.2.4.2. Hoạt tính sinh học của các chất được chiết từ thân rễ .......................... 30 1. 2.5. Tình hình nghiên cứu về cây Hedychium coronarium tại Việt Nam ............ 33 1.2.6. Ứng dụng của cây ngải tiên Hedychium coronarium Koenig. ..................... 35 CHƢƠNG 2: ĐỀ TÀI, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM ..... 37 2.1. Đề tài, mục tiêu và nhiệm vụ ............................................................................... 37 2.1.1. Tên đề tài ....................................................................................................... 37 2.1.2. Mục tiêu của đề tài ........................................................................................ 37 2.1.3. Nhiệm vụ của đề tài ....................................................................................... 37
2.2. Các phương tiện nghiên cứu ................................................................................ 38 2.2.1. Thiết bị nghiên cứu ........................................................................................ 38 2.2.2. Dụng cụ ......................................................................................................... 38 2.2.3. Các hóa chất .................................................................................................. 39 2.3. THỰC NGHIỆM ................................................................................................. 39 2.3.1. Mẫu thực vật và phương pháp xử lí: ............................................................. 39 2.3.2. Điều chế tinh dầu thân rễ ngải tiên. .............................................................. 40 2.3.3. Phân tích và nhận biết các thành phần của tinh dầu thân rễ ngải tiên....................41 2.3.4. Chiết các hợp chất có hoạt tính sinh học trong củ ngải tiên ........................ 41 2.3.5. Thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định (Antimicrobial activity) ............. 42 2.3.6. Khảo sát các cặn chiết bằng sắc ký lớp mỏng (SKLM) ................................ 42 2.3.7. Phân lập và xác định cấu trúc phân tử của các chất trong các cặn chiết .... 43 2.3.8. Các hằng số vật lí và các số liệu phổ của các chất thu được………………..45 2.3.9. Khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất phân lập được: ........... 46 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN................................... 47 3.1. Đối tượng và đề tài nghiên cứu............................................................................ 48 3.2. Nghiên cứu tinh dầu của thân rễ cây ngải tiên..................................................... 48 3.2.1. Điều chế tinh dầu .......................................................................................... 48 3.2.2. Phân tích và nhận biết các thành phần của tinh dầu thân rễ ngải tiên ........ 49 3.3. Nghiên cứu các hợp chất có hoạt tính sinh học trong củ cây Ngải tiên (Hedychium coronarium Koenig). .............................................................................. 51 3.3.1. Chiết chọn lọc các chất có hoạt tính sinh học trong củ ngải tiên…............51 3.3.2. Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của tinh dầu và cặn chiết của củ ngải tiên .............................................................................................................. 52 3.3.3. Phân lập các hợp chất trong cặn chiết H và E của thân rễ ngải tiên. .......... 53 3.3.3.1. Khảo sát các cặn chiết H và E bằng SKLM. .......................................... 53 3.3.3.2. Phân lập các chất tinh khiết trong các cặn chiết E và H ....................... 55
3.3.4. Xác định cấu trúc phân tử của các chất phân lập được................................ 56 3.3.4.1. Xác định cấu tạo phân tử của hợp chất P7 ............................................ 56 3.3.4.2. Xác định cấu trúc phân tử của hợp chất P5 .......................................... 58 3.3.4.3. Xác định cấu trúc phân tử H6 ................................................................ 61 3.3.5. Khảo sát hoạt tính chống ung thư của các chất phân lập được từ thân rễ ngải tiên. .................................................................................................................. 63 KẾT LUẬN ................................................................................................................... 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 67
LỜI MỞ ĐẦU Nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nên hệ thực vật vô cùng đa dạng và phong phú đặc biệt là cây có tinh dầu và cây làm thuốc. Theo thống kê bước đầu, nước ta có hơn 600 loài cây có tinh dầu, nhưng phần lớn chưa được nghiên cứu đầy đủ, hệ thống và triệt để. Hệ thực vật phong phú và đa dạng của mỗi vùng, mỗi quốc gia được xem là một trong những nguồn tài nguyên quí giá, có quan hệ trực tiếp tới đời sống con người. Hóa học các hợp chất thiên nhiên với vai trò nghiên cứu thành phần hóa học và tìm hiểu hoạt tính sinh học của cây thuốc mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Việc nghiên cứu các hợp chất có hoạt tính sinh học trong cây thuốc dân tộc là vấn đề không những hấp dẫn về khoa học mà còn đóng góp cho việc sử dụng cây thuốc có hiệu quả hơn, chính xác hơn. Góp phần phong phú cho hệ thực vật Việt Nam, lại rất gần gũi với đời sống nhân dân phải kể đến họ gừng (Zingiberaceae). Nhu cầu sử dụng các sản phẩm từ các cây họ gừng làm thuốc và hương liệu trên thế giới và trong nước ngày càng tăng. Các nghiên cứu về các cây họ gừng đến nay là rất nhiều nhưng nó luôn là điều hấp dẫn với các nhà nghiên cứu. Trong họ gừng có một chi mà ở Việt Nam chưa được nghiên cứu rộng rãi đó là chi ngải Hedychium. Trong khi đó thế giới với rất nhiều các nghiên cứu báo cáo rằng đây là một chi rất hấp dẫn bởi hương thơm của hoa và những hợp chất có hoạt tính sinh học thú vị thuộc dãy các  - lacton diterpen ,  không no. Đây là những hợp chất có hoạt tính chống ung thư, chống viêm rất mạnh đang được các nhà khoa học thế giới quan tâm một cách đặc biệt. Với định hướng như vậy chúng tôi đã chọn đề tài: “ Nghiên cứu các hợp chất có hoạt tính sinh học trong cây ngải tiên ( Hedychium coronarium Koenig) ‖ 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Khái quát về chi Hedychium 1.1.1 Đặc điểm thực vật học Hedychium (chi ngải) là một chi thuộc họ gừng (Zingiberaceae) gồm những cây lâu năm phổ biến với chiều cao khi phát triển khoảng 120 – 180 cm. Chi này thường được gọi với cái tên là chi của những cây hoa loa kèn gừng và chi của các loại cây thân thảo, thân rễ mập và phân nhánh. Chi này có nguồn gốc từ những vùng đất nhiệt đới ở Châu Á và dãy Himalaya. Các loài của chi này thường có hoa rất đẹp, rực rỡ và hấp dẫn bởi mùi hương. Tại Nam Á, chi Hedychium đã có hơn 80 loài. Các nghiên cứu gần đây báo cáo có 41 loài ở Ấn Độ, trong đó có 17 loài đặc hữu của Ấn Độ [29]. Ba loài mới của chi Hedychium từ Thái Lan mới được nhận dạng và phân lập năm 1995 là H. samuiense, H. tomentosum và H. biflorum.[30] Theo cuốn ―Cây cỏ Việt Nam‖ của Phạm Hoàng Hộ thì ở Việt Nam chi Hedychium có 12 loài, phân bố ở hầu hết các tỉnh từ Bắc chí Nam [4] 1) Hedychium coronarium Koen. Thường gọi là ngải tiên. Địa thực vật: Dạng giống gừng, lá thơm, phiến to, không lông, mép cao 2-3 cm. Phát hoa ở chót thân, có nhiều lá hoa xanh, hoa trắng rất thơm. Đài là ống dài; vành có 3 tai hẹp, dài ; tiểu nhụy lép dạng cánh hoa to; 1 tiểu nhụy thụ; môi to, 2 thùy. Nang cao 2,5 cm; mảnh vàng; hột đỏ. Phân bố ở Lào Cai, Đà Lạt, Hà Giang. 2) Hedychium coronarium var. flavescens (Lodd.) Hook. Gọi là ngải tiên vàng vàng. Cành ngắn, có sợi; thân cao đến 2m, đáy đo đỏ. Lá có phiến thon dài, mặt trên láng, mặt dưới có lông; mép cao 3-4 cm. Phát hoa hơi thông; đài có ống có lông; vành có ống dài đến 10 cm; phiến vàng lợt; môi có bớt vàng sẫm. Hoa thơm ngọt, màu vàng. 3) Hedychium coronarium var. flavum K.Schum. Gọi là ngải tiên vàng. 2
Thân cỏ cao, cành ngắn; thân đo đỏ ở dưới. Lá có phiến thon, chót có đuôi dài 4- 6 cm; mép cao đến 5cm. Phát hoa hình bắp cao đến 15cm, lá hoa có lông ở chót, mang 3 – 4 hoa; hoa vàng; ống vành dài 5 cm, môi to, chẻ ở chót. 4) Hedychium bousigoniamun Pierre ex Gagn. Gọi là Ngải tiên Bousigon. Thân cỏ, cao 1-1,2 m. Căn hành to 6 – 7 mm. Lá có phiến thon hẹp, nhọn, dài 30 – 50 cm, rộng 7 cm, không lông. Gié thưa, dài 20 cm; lá hoa có lông, dài 2,5 cm; hoa to, vàng; tiểu nhụy lép hẹp, dài 4cm; môi xoan, chẻ đến ½; noãn sào có lông. Thường mọc trong rừng ở Đà Lạt. 5) Hedychium coccineum Hamilt. Ngải tiên đỏ. Địa thực vật: cao 1,5 – 2m. Lá có phiến dài 25 – 50 cm, rộng 3- 5 cm, đáy tà, có khi hình tim; mép cao 1- 2,5 cm; hoa đỏ; đài dài 3 cm, cánh hoa 3 cm; môi 2 thùy, noãn sao có lông. Thường mọc ở những nơi đất ẩm lầy, vùng núi cao. 6) Hedychium ellipticum Sm. , Ngải tiên bầu dục. Cỏ cao 1 m. Lá có phiến bầu dục, to 20 – 40 x 10-15 cm, mỏng, có điểm trong; mép nâu, cao 1 cm; bẹ không lông. Phát hoa nghiên, dày, to 12x3-4 cm; lá hoa không lông, cao 3 cm; hoa trắng, cao 8 cm; vành có lông nhung; noãn sào có lông. Mọc ở những nơi triền núi. 7) Hedychium gardnerianum Roscoe. Ngải tiên Gardner. Kanili Ginger, Ginger Lily Địa thực vật: Cao đến 1 m, dạng như gừng. Lá có phiến bầu dục, không cuống; mép cao. Phát hoa đứng cao; lá hoa xanh, 2x1 cm; đài là 2 vảy; hoa vàng bua; ống hoa dài 5-6 cm; cánh hoa hẹp, dài 3 cm, rộng 3 – 4 mm; tiểu nhụy lép dẹp, vàng tươi; môi vàng chanh, xoan có 2 thùy; tiểu nhụy thụ màu cam đậm, chi tía, chứa nuốm ở giữa, lục; noãn sào không lông. Thích hợp với đất cầm thủy: Đà Lạt. 8) Hedychium forresti Diels var. latebracteatum K. Lars. Ngải tiên lá hoa rộng. Địa thực vật: cao 1,2 m, thơm. Lá có phiến thon nhọn, to 40 x 10 cm; mép cao 2,5 – 3 cm; bẹ không lông. Phát hoa cao 15 cm; lá hoa dài 3 -4 cm; hoa vàng tươi; môi tam giác, có 2 thùy xoan thon. (sống ở những nơi cao 1500 m, Sapa) 3
9) Hedychium poilanei K. lars. Ngải tiên Poilane Địa thực vật: Thân cỏ cao 1,3 m. Lá có phiến thon he ̣p nho ̣n , to 40x12 cm; mép cao 1 – 1,5 cm, ria nâu. Phát hoa dài 12 cm; lá hoa to 4-5 x 2- 3 cm, hoa thanh, thơm dịu; ống vành dài đến 10 cm. Cánh hoa trắng hay ngà. Phân bố ở Bảo Lô ̣c. 10) Hedychium stenopetalum Lodd. Ngải tiên Cánh hoa hẹp Địa thực vật: cao hơn 1 m, lá có phiến to , đến 60x10 cm, mặt trên không lông,mă ̣t dưới có lông dài, nằm; mép mỏng, cao 1-2 cm, phát hoa chót thân, to, dài đến 35 cm có lá hoa to , gắn thẳng góc vào trục ; hoa trắ ng hoa thơm ngào ngạt ; cánh hoa hẹp; bao phấn dài 7 mm, môi bầu dục, có 2 thùy, noãn sào có lông phún . Thường mọc ở Quảng Trị vào tháng 6. 11) Hedychium villosum Wall. Ngải tiên lông Địa thực vật cao 1,5 m. Lá có phiế n tròn dài , thon hẹp; mép cao 2-3cm. Phát hoa dài 10 – 15 cm, dày; lá hoa có lông nhung , nâu hoe, dài 2- 2,5 cm, rộng 1 cm; lá hoa phụ ngắn hơn , hoa trắ ng, ống đài 2 cm; ống vành dài 4 cm cánh hoa và tiểu nhụy lép dài 3 cm; môi hẹp, thùy sâu; tiểu nhụy cao 4,5 cm bao phấ n không dài. Có ở Đèo Btian 12) Hedychium yunnanensis Gagn., Ngải tiên Vân nam Địa thực vật: Lá có phiến thon, to 30x8 -13 cm; mép mỏng,cao 3-6 cm, nâu. Phát hoa dài 20 cm, thưa; lá hoa nhỏ, không lông; hoa trắng hay vàng, thơm; ống đài không lông; ống vành 2 cm, cánh hoa và tiểu nhụy lép hẹp, dài 2 cm; chỉ tiểu nhụy dài 5,5 cm, bao phấn cam; môi hình tam giác hẹp, chẻ hai. Phân bố ở Đà Lạt. 1.1.2. Thành phần hóa học của chi Hedychium Trong thiên nhiên có các loại hợp chất : Terpenoit, Steroit, Flavonoit, ancaloit, cacbohidrat, lipit, protit… Nhưng không phải loài thực vật nào cũng có chứa đủ các loại trên mà tùy loài thực vật mà hợp chất này là chủ yếu mà lại không có loại hợp chất kia. Trong mỗi loại thực vật, các bộ phận khác nhau cũng có thành phần hóa học khác nhau. Đối với các loài thuộc chi Ngải (Hedychium) đều có đặc điểm chung là các bộ 4
phận thân rễ và hoa có mùi thơm đặc biệt. Vì vậy người ta chú ý trước tiên là các chất dễ bay hơi, các chất có mùi, đó chính là thành phần của tinh dầu hai bộ phận này. Tinh dầu là hỗn hợp của các chất thu được bằng chưng cất lôi cuốn hơi nước, vì vậy chúng là các chất không phân cực hay kém phân cực, không tan trong nước hay kém tan trong nước. Vì nhiệt độ sôi thấp nên dễ bay hơi, có mùi, và thành phần chủ yếu là Hemiterpen (C5), monoterpen (C10), sesquiterpen (C15), điterpen(C20)… và các dẫn xuất oxi của chúng. Thành phần của tinh dầu không những phụ thuộc vào loài, vào bộ phận mà còn phụ thuộc vào phương pháp điều chế nữa. Quả vậy, khi nghiên cứu tinh dầu của một số loài thuộc chi Ngải H. ellipticum, H. aurantiacum, H.coronarium, và H. spicatum, Sushil Joshi và các cộng sự đã chỉ ra các kết quả như sau: [12] Tinh dầu của H.coronarium chứa trans-meta- metha-2,8-diene (25,2%), linalool (21,7%), - tecpineol (10,9%), Terpin-4-ol (4,1%), - pinen (4,0%),- terpinene (3,6%), và camphene (3,1%), tổng đóng góp 83,1% được xác định trong tinh dầu thân rễ. H. ellipticum chứa hơn 30 hợp chất, trong đó có 28 thành phần đóng góp chiếm 97,8% tổng hàm lượng tinh dầu, hợp chất chính là 1,8 -cineole (33,0%), sabinene (22,2%), Terpin-4-ol (14,3%), -terpinene (5,3%), và -caryophyllene (5,6%). Trong tinh dầu thân rễ của H. aurantiacum, Terpin-4-ol (24,8%) đã được xác định là thành phần quan trọng duy nhất, cùng với para-cymene (8,2%), bornyl acetate (7,6%), borneol (3,3%), -pinen ( 3,1%), - pinen (2,8%), -tecpineol (2,4%), germacrene D (2,1%), và sabinene (2.0%). Trong tinh dầu thân rễ của H. Spicatum được lấy mẫu ở Jageshwar thì hợp chất chính là 1,8 –cineole(42,8%); 10 – epi -  - Eudesmol (12,4%);  - Selinene(6,8%); - pinen (4%);  - cadinol (2,9%) trong tổng đóng góp là 87,5% được xác định trong thành phần thân rễ. . 5
Bảng 1. 1: Công thức hóa học các chất được nhận dạng trong tinh dầu các cây thuộc chi Hedychium 1. Sabinene; 2. trans-meta- metha-2,8-diene; 3. - Myrcene; 4. para – cymene; 5. 1,8 – cineole; 6. linalool; 7. Terpin-4-ol; 8. -tecpineol; 9. bornyl acetate ; 10. 10 – epi -  - Eudesmol; 11.  - thujene; 12. - pinen ; 13. -pinen ; 14. - terpinene ; 15. limonene; 16. - terpinene ; 17. -caryophyllene ; 18.  - humulene; 19. germacrene D ; 20.  - Selinene; 21.  - Selinene ; 22. - curcumene; 23. germacrene D – 4 – ol ; 24.  - cadinol. 6
Sabulal và các cộng tác cũng nghiên cứu về thành phần hóa học của tinh dầu từ thân rễ của 4 loài Hedychium từ miền Nam Ấn Độ: Hedychium venustum, Hedychium spicatum var. acuminatum, Hedychium coronarium, Hedychium flavescens [29]. Kết quả cho thấy: Các thành phần chính trong các tinh dầu thân rễ của bốn loài Hedychium Nam Ấn Độ có chứa các monoterpenes: 1,8-cineole, β-pinen, linalool. Ba thành phần này chiếm 70-75% của những loại tinh dầu này. 1,8-Cineole là thành phần quan trọng trong các tinh dầu thân rễ H. venustum (45,4%), H. spicatum var. acuminatum (44,3%) và H. coronarium (48,7%). β-pinen là thành phần chính trong tinh dầu thân rễ H. flavescens (43,6%). Trong số ba monoterpenes, β-pinen có hàm lượng là thấp nhất trong H. spicatum var. acuminatum (1,3%) và H. venustum (5,2%). Tương tự như vậy, linalool hàm lượng là thấp nhất trong H. coronarium (1,2%) và H. flavescens (11,0%). Tỷ lệ sesquiterpenes cao nhất trong dầu thân rễ của H. venustum (24,0%) theo sau là H. spicatum var. acuminatum (22,2%), H. flavescens (0,6%) và H. coronarium (0,5%). Sự trình bày trên cho thấy thành phần hóa học của tinh dầu thân rễ của các loài thuộc chi Hedychium rất phức tạp, có nhiều thành phần. Nhưng đặc điểm chung nhất là thành phần chính – thành phần có hàm lượng cao nhất trong tinh dầu củ của các loài thuộc chi này là 1,8 – cineol, sau đó là α, β – pinen. 1.1.3. Hoạt chất sinh học trong thân rễ các loài của chi Hedychium Vì thân rễ các loài hedychium đều có tinh dầu, nên nghiên cứu hoạt chất sinh học của các chất trong thân rễ trước hết là nghiên cứu hoạt tính sinh học của tinh dầu. Sabulal và các cộng sự có những bước tiên phong trong vấn đề này. Các hoạt động kháng khuẩn của tất cả các loại dầu thân rễ của bốn loài Hedychium từ miền Nam Ấn Độ: Hedychium venustum, Hedychium spicatum var. acuminatum, Hedychium coronarium, Hedychium flavescens đã được thử nghiệm theo phương pháp khuếch tán đĩa chống lại ba vi khuẩn Gram(+) và Gram(-) và hai loại nấm. Kết quả cho thấy tinh dầu từ H. flavescens, đặc biệt là có hoạt tính kháng khuẩn mạnh thể hiện ở đường kính dòng kháng khuẩn đối với vi khuẩn Salmonella typhi là 23 mm, Escherichia coli (18 7
mm), Proteus vulgaris (15 mm) và nấm Candida albicans (13 mm) và C. glabrata (14 mm). Các nghiên cứu của Ditxit và Varma đã khẳng định một số tinh dầu của một số loài trong chi Hedychium có tác dụng an thần và đặc biệt có tác dụng tiêu diệt các loài giun sán kí sinh nguy hiểm như sán dây, sán lá, giun đốt [13]. Tuy vậy tinh dầu chỉ là một phần nhỏ của thành phần thân rễ các loài Hedychium, vì tinh dầu là phần có nhiệt độ sôi thấp, ít phân cực, hàm lượng trong thân rễ không lớn từ 0,1 – 0,3% theo nguyên liệu mẫu tươi. Vì vậy, người ta chú ý nghiên cứu các thành phần khác đặc biệt là các  - lacton α, β không no khung labdan diterpen, đó là những hợp chất sinh học nổi tiếng. Theo hướng này, Sharma và cộng sự đã phân lập cặn etanol của thân rễ khô của H. spicatum , mang lại hedychenone, một diterpene furanoid, dẫn xuất dihydro của nó và diterpene khác được xác định là 6-oxo-labda- 7,11,14-triene-16-oic axit lacton (Sharma et al, năm 1975, 1976; Sharma và Tandon, 1983)... Cặn chiết ethanolic của thân rễ có thể kháng viêm, giảm đau và hạ đường huyết (Dhar et al, 1973; Dhawan et al, 1977). Bảy loại labdane diterpenes, coronarin E, coronarin A, yunnancoronarin A, yunnancoronarin B, hedyforrestin B, villosin, và hedyforrestin C được phân lập từ thân rễ Hedychium gardnerianum và được đánh giá hoạt tính gây độc tế bào đối với tế bào ung thư phổi (NCI-H187) và không gây độc tế bào Vero. Kết quả cho thấy rằng villosin thể hiện hoạt động mạnh gây độc tế bào với IC50 0,40 M, cao hơn so với các thuốc ellipticine (IC50 1,79 M). Hơn nữa, ellipticine rất độc hại đối với tế bào Vero (IC50 7,47 M) trong khi các độc tính của villosin không thể phát hiện ở nồng độ thấp hơn 166,42 M. Kết quả đã chỉ ra rằng các vòng lacton là cơ sở cần thiết cho hoạt động gây độc tế bào cao và sự hiện diện của một nhóm hydroxyl ở vị trí 6 hoặc 7 là nguyên nhân gây giảm hoạt động. Yếu tố gây độc tế bào rất cao trên tế bào ung thư phổi NCI- H187 cho thấy villosin có thể là một tác nhân có nhiều tiềm năng cho sự phát triển thuốc điều trị ung thư rất hiệu quả [16]. 8
Các nghiên cứu trước đây về chi Hedychium cho kết quả về một số loại labdane diterpenoids có các hoạt động quan trọng gây độc tế bào chống lại V-79 và tế bào KB. Các nghiên cứu về chi tiếp tục với thành phần hóa học của Hedychium forrestii cũng cho hai diterpenoids labdane phân lập từ thân rễ là: labda-8 (17), 11, 13-trien-7- hydroxyl-15 (16) olide (hedyforrestin B) và labda 8 (17), 11, 13-trien-7,16-dihydroxyl 16 (15)-olide ( hedyforrestin C)[28]. hedyforrestin B hedyforrestin C 1.1.4. Ứng dụng của các loài thuộc chi Hedychium Đã có nhiều nghiên cứu về chi Hedychium trên thế giới vì các loài khác nhau của chi được sử dụng trong thuốc y học cổ truyền để điều trị các bệnh về hen suyễn, viêm phế quản, thanh lọc máu, bệnh dạ dày, và chống-emetics, bệnh mắt ở Nagaland[12]. Hedychium spicatum được sử dụng như là một thuốc diệt khuẩn và thuốc diệt nấm và trong điều trị đau, bệnh dạ dày và viêm trong y học truyền thống Ấn Độ [29]. Hedychium coronarium được sử dụng để điều trị sưng, viêm amidan, viêm họng và khối u [29]. Thân rễ Hedychium spicatum được sử dụng làm nước hoa trong khu vực châu Á nhiệt đới. Chi Hedychium được trồng rộng rãi cho các mục đích trang trí, đặc biệt là hoa của chúng có mùi thơm ngọt ngào [21]. 9
1.2. Tổng quan về cây ngải tiên Cây ngải tiên còn gọi là cây Bạch Yến, Ngãi diệp tiên, gừng lily trắng, tên khoa học là Hedychium coronarium Koenig, thuộc họ Gừng( Zingiberaceae). Ở một số nước khác nhau, ngải tiên được gọi với những tên khác nhau. Tên tiếng anh là Common ginger lily, white butterfly lily, ginger lily, garland flower. Ở Malaysia là Gandasuli, suli; ở Indonesia là Gondasuli, ở Philippines là Kamia, Thái Lan là Mahaahong [11]t số nước. Ảnh 1.1: Thân, lá và hoa ngải tiên (http://www.stuartxchange.org/Kamia.html) 1.2.1. Xuất xứ: Hedychium coronarium Koenig (gừng lily trắng) có nguồn gốc là từ vùng Himalayas của Nepal và Ấn Độ sau đó phát tán tới khu vực Nam châu Phi và Nam Mỹ. Loài còn phân bố ở Nam Trung Quốc, Malaixia, Úc và Việt Nam. Cây mọc ở 10
những vùng có khí hậu mát lạnh. Ở Việt Nam Ngải tiên phân bố tự nhiên ở một số vùng núi có độ cao 1400 - 1800m tại một số tỉnh Lào Cai, Lai Châu, Hà Giang và ngày nay được trồng rộng rãi khắp nơi mục đích làm cảnh, lấy tinh dầu thân rễ làm thuốc và nước hoa [5]. Ở Cuba, đó là Hoa Quốc gia, được gọi là "Mariposa blanca" nghĩa là "hoa bướm trắng", do nó trông giống như một con bướm trắng bay. Loài này có một điều đặc biệt là cực kỳ thơm và những phụ nữ đã dùng trang điểm cho bản thân với những bông hoa cài trên tóc trong thời kì còn là thuộc địa của Tây Ban Nha, và cũng bởi cấu trúc phức tạp của cụm hoa, phụ nữ giấu và mang thông điệp bí mật quan trọng vào dưới nó. Người ta nói rằng một gia đình người nông dân mà không có một cây gừng trắng trong khu vườn của mình có nghĩa là khu vườn đó chưa hoàn chỉnh [12]. Hedychium coronarium Koenig được biết đến như gandasuli của Ấn Độ, đây là tiếng Phạn nó có nghĩa là ―hương thơm của nàng công chúa‖ hoặc ―nước hoa của nữ hoàng‖[14]. H. coronarium được trồng trong nhà kính nước Anh sớm nhất là cuối những năm 1700 và đã được ghi nhận là "rất hiếm" trên tạp chí thực vật Curtis năm 1803 [9]. 1.2.2. Một số đặc điểm thực vật Ngải tiên Hedychium coronarium Koenig là cây ưa ẩm, hơi chịu bóng, ưa khí hậu mát mẻ, là một loại thân thảo sống trên mặt đất sâu nặng bia, chiều cao khi phát triển có thể lên tới 1 đến 2,5 mét [34] . Đường kính thân trung bình là 1,7 cm. Thân nhẵn. Lá mọc so le, không cuống, hình dải hẹp - mũi mác, nhọn 2 đầu, mặt trên nhẵn màu lục sẫm bóng, mặt dưới nhạt có lông dễ rụng. Bẹ lá to, có khía màng, lưỡi bẹ 2 - 3 cm, nguyên. Kích thước trung bình của lá là 31,6 x 6,8 cm. Cây ra hoa vào trung tuần tháng 8 hàng năm. Cụm hoa hình trứng dạng nón mọc ở ngọn thân, dài 5 -7 cm gồm nhiều lá bắc lợp lên nhau, lá bắc và lá bắc con có màu lục ở đầu. Hoa to, màu trắng rất thơm. Thân rễ mập, ít phân nhánh, có nhiều ngấn ngang, dài trung bình 38,5 cm, đường kính 2,8 cm [12]. Đài là ống dài không có răng; vành có 3 tai hẹp, dài ; nhị có chỉ nhị 11
trắng, tiểu nhụy lép dạng cánh hoa to; 1 tiểu nhụy thụ; môi to, chẻ đến tận giữa thành 2 thuỳ tròn . Nang cao 2,5 cm; mảnh vàng; hột đỏ [4].; Ảnh 1.2: Bụi cây ngải tiên Ảnh 1.3: Hạt của cây ngải tiên Ảnh 1.4: Thân rễ cây ngải tiên 12
1.2.3. Thành phần hóa học của cây ngải tiên (Hedychium coronarium Koenig) Cho đến nay người ta mới tìm thấy bốn loại hợp chất chính trong cây ngải tiên, đó là các tecpenoid, steroid, các hợp chất C6 – C3 và các hợp chất C6 – C3 – C6. 1. 2.3.1.Tecpenoid và tinh dầu ngải tiên: Các hidrocacbon của tecpen, mono và sesquitecpen chủ yếu nằm trong phần tinh dầu cùng các dẫn xuất của hemi và monotecpen. Còn các dẫn xuất của oxi của sesquitecpen, các đitecpen và tritecpen thường nằm trong phần cặn chiết. Tinh dầu của cây ngải tiên chủ yếu nằm trong hoa và thân rễ. Tinh dầu hoa có mùi thơm đặc biệt, êm dịu, quý phái nên có giá trị cao và được quan tâm trước tiên. Bằng phương pháp phân tích không gian đầu (headspace) thành phần mùi của hoa do Matsumoto và cộng sự thực hiện trên máy GC / MS và GC cho thấy có đến 175 hợp chất được xác định, trong đó có linalool, methyl benzonate ;cis-jasmone,eugenol, (E) isoeugenol, lacton Jasmin, methyl epi-jasmonate, indole, nitriles và oximes đã đóng góp lớn cho hương thơm của hoa [13]. Khi phân tích tinh dầu của hoa ngải tiên bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước người ta thấy tổng cộng 29 thành phần được xác định và các thành phần chính bao gồm: o- cimenone (28,05%), linalool (18,52%), 1,8-cineole (11,35%), Tecpineol (7,11%), 10-epi-eudesmol (6,06%), sabinene (4,59%) và terpinen-4-ol (3,17%) [20]. Những bông hoa phát ra một mùi hương mạnh mẽ bao gồm một hỗn hợp tương đối đơn giản của các hợp chất monoterpeniod và benzoid, và thành phần chính trong cánh hoa là L-linalool; 1,8-cineole và 3,7-dimethyl-octatriene-1,3,7. Vì vậy, loài này dường như là một nguồn lý tưởng cho sự cô lập của các monoterpene synthase liên quan đến gen. Trong nghiên cứu của Ruihong Li & Yanping Fan [18], một terpene gen synthase được phân lập từ H.Coronarium, HcTPS2 (Hedychium coronarium terpene synthases 2) bằng cách sử dụng tiếp cận chức năng gen và biểu đồ phân tích những 13
bông hoa khác nhau trong từng giai đoạn phát triển khác nhau. HcTPS2 được phân lập từ hoa của H. Coronarium bằng cách sử dụng RT-PCR (Reverse transcription PCR) kết hợp với công nghệ RACE (Rapid amplification of cDNAs ends), cho thấy rằng HcTPS2 chủ yếu thể hiện trong các mô hoa, đặc biệt là trong nhị hoa, cánh hoa và đài hoa. HcTPS2 là phần quan trọng trong các enzym tổng hợp monoterpene, có thể được dự đoán là một monoterpene synthase, chứ không phải là một synthase sesquiterpene. Việc cô lập và phân tích biểu hiện của HcTPS2 sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc nhân bản gen bổ sung của TPS trong H. coronarium, và có thể là sự đánh dấu trong phát triển phân tử để hỗ trợ chăn nuôi và cải thiện giống với hương thơm cao cấp và bản sắc đặc biệt của H. coronarium. Ngoài tinh dầu của hoa, tinh dầu thân rễ cây ngải tiên cũng rất được quan tâm vì nó có hoạt tính sinh học lí thú. Bằng phương pháp cất cuốn hơi nước, Beena Joy và cộng sự, năm 2007 đã nghiên cứu chi tiết thành phần hóa học của tinh dầu Hedychium coronarium dạng thân rễ tươi và thân rễ khô. Kết quả cho thấy: tinh dầu chiếm hàm lượng 0,4% ở dạng tươi và 0,6% trong thân rễ khô. Phân tích tinh dầu thân rễ tươi đã xác định được 44 thành phần, trong đó trong tinh dầu thân rễ khô là 38 thành phần. Có sự khác biệt này có thể là do trong quá trình gia nhiệt để sấy khô có sự biến đổi về thành phần và số lượng. Tuy vậy về thành phần chính không có nhiều thay đổi. Kết quả được chỉ ra ở bảng 1.2 và bảng 1.3[14]. 14
Bảng 1.2: Thành phần hóa học của tinh dầu thân rễ khô của cây ngải tiên Hedychium coronarium Koenig HỢP CHẤT RT % Hợp chất RT % -Phellandrene 8.591 0.25 -Phellandrene 17.859 0.70 epoxide -Pinene 8.823 6.73 Isomenthol 19.396 0.33 Camphene 9.338 0.55 Isobornyl acetate 20.342 0.9 ß-Pinene 10.375 17.40 Carvacro 20.740 0.27 ß-Myrecene 10.943 0.48 trans-2-Caren-4-ol 23.367 0.6 3-Carene 11.574 0.23 -Thujone 24.031 0.20 Cymene 12.073 3.95 Caryophyllene oxide 28.091 0.44 Limonene 12.242 3.17 Aromadendrene 29.144 0.42 epoxide 1,8-Cineole 12.359 37.44 17-AcetyloxyKauran- 32.898 0.47 18-al -Pinene epoxide 14.592 0.32 Iso cyclo citral 36.616 0.3 Linalool 14.664 0.47 9-cis-retinal 39.204 2.21 Caranol 15.349 0.23 Unknown 54.875 0.20 -Campholenal 15.481 0.70 (1-Propyl heptadecyl) 60.017 0.35 benzene trans-Pinocarveol 15.900 0.46 Glucose penta acetate 63.250 0.46 cis-Verbenol 16.103 0.9 Myrtenol 64.579 0.33 3–Thujene 16.642 0.35 Borneol 16.761 1.63 Terpinen-4-ol 17.124 3.4 -Terpineol 17.544 6.70 15