Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu các hợp chất có hoạt tính sinh học trong một số loài cây thuộc chi gừng (zingiber)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:71

Thêm vào BST

Báo xấu

19
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung chính của luận văn là nghiên cứu các hợp chất có hoạt tính sinh học trong một số loài cây thuộc chi gừng (zingiber). 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 một số loài cây thuộc chi gừng (zingiber)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------------------------- TRẦN THỊ TUYẾN NGHIÊN CỨU CÁC HỢP CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TRONG MỘT SỐ LOÀI CÂY THUỘC CHI GỪNG (ZINGIBER) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội - 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------------------------- TRẦN THỊ TUYẾN NGHIÊN CỨU CÁC HỢP CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TRONG MỘT SỐ LOÀI CÂY THUỘC CHI GỪNG (ZINGIBER) Chuyên ngành : Hóa Hữu cơ Mã số : 60 44 27 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. VĂN NGỌC HƯỚNG Chân thành cảm ơn sự tài trợ của đề tài CNHD-ĐT-018/10-11 thuộc chương trình Hoá-Dược
MỤC LỤC Lời cảm ơn Danh mục các bảng dùng trong luận văn Danh mục các hình dùng trong luận văn Danh mục các sơ đồ dùng trong luận văn LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1 CHƢƠNG 1- TỔNG QUAN ...................................................................................... 2 1.1.TỔNG QUAN VẾ CHI GỪNG (ZINGIBER) .............................................. …2 1.1.1. Họ gừng và chi gừng ................................................................................ 2 1.1.2. Nghiên cứu các loài của chi gừng (Zingiber). ......................................... 5 1.1.2.1. Nghiên cứu về cây Gừng nhà (Zingiber officinale Roscoe). ............ 5 1.1.2.2. Nghiên cứu về cây Gừng gió (Zingiber zerumbet Sm.). ................. 10 1.1.2.3.Các nghiên cứu về cây Gừng tía (Zingiber montanum (koeng) Dietrich). ...................................................................................................... 20 1.2. KHÁI QUÁT VỀ CÂY GỪNG LÔNG HUNG (ZINGIBER RUFOPILOSUM GAGN.). ................................................................................... 26 1.2.1. Xuất xứ. .................................................................................................. 26 1.2.2. Đặc điểm thực vật ................................................................................... 26 1.2.3. Phân bố và ứng dụng .............................................................................. 27 1.2.4. Các nghiên cứu hoá học và hoạt chất sinh học của cây gừng lông hung (Z. rufopilosum Gagn.) ..................................................................................... 28 1.3. KHÁI QUÁT VỀ CÂY GỪNG ZINGIBER SP. ........................................... 26 CHƢƠNG 2- ĐỀ TÀI, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM ... 29 2.1. ĐỀ TÀI .......................................................................................................... 29 2.1.1. Xuất sứ và tiêu chí lựa chọn đề tài ......................................................... 29 2.1.2. Mục tiêu của đề tài ................................................................................. 30 2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................. 30
2.2.1. Dụng cụ và hoá chất ............................................................................... 30 2.2.2. Thiết bị nghiên cứu ................................................................................. 31 2.3. THỰC NGHIỆM ........................................................................................... 31 2.3.1 Mẫu thực vật ............................................................................................ 31 2.3.2.Chiết các hợp chất từ thân rễ cây gừng lông hung (Zingiber rufopilosum Gagn.). .............................................................................................................. 32 2.3.2.1. Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các cặn chiết thu đƣợc. ....................................................................................................... 32 2.3.2.2. Sắc kí lớp mỏng khảo sát cặn chiết của thân rễ cây gừng lông hung (Zingiber rufopilosum Gagn.). ..................................................................... 34 2.3.2.3.Phân lập các chất có trong các cặn chiết H, C và E ......................... 35 2.3.3. Chiết các hợp chất từ thân rễ cây gừng Zingiber sp. .............................. 38 2.3.3.1. Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các cặn chiết thu đƣợc .............................................................................................................. 39 2.3.3.2. Phân tích cặn chiết hexan bằng sắc kí khí nối ghép khối phổ (GC- MS) ............................................................................................................... 39 CHƢƠNG 3- KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................ 41 3.1.NGHIÊN CỨU CÂY GỪNG LÔNG HUNG (ZINGIBER RUFOPILOSUM GAGN.). ................................................................................................................ 41 3.1.1. Mẫu thực vật và xử lý ............................................................................. 41 3.1.2. Chiết chọn lọc các hợp chất trong thân rễ gừng lông hung ................... 41 3.1.3. Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật các cặn chiết từ thân rễ gừng cây gừng lông hung ................................................................................................. 43 3.1.4. Khảo sát các cặn chiết của thân rễ gừng lông hung bằng sắc kí lớp mỏng (SKLM). ........................................................................................................... 44 3.1.5. Phân lập các chất có trong cặn chiết H, C, E.......................................... 45 3.1.5.1. phân lập các chất có trong cặn H. ................................................... 46 3.1.5.2. phân lập các chất trong cặn C. ........................................................ 47 3.1.5.3. Phân lập các chất trong cặn E ......................................................... 47
3.1.6. Xác định cấu trúc phân tử các chất phân lập đƣợc. ................................ 48 3.1.6.1. Xác đinh cấu trúc phân tử của ZRH4 .............................................. 48 3.1.6.2. Xác định cấu trúc phân tử của ZR5. ................................................ 49 3.1.6.3. Xác định cấu trúc của ZRE2.2 ........................................................ 51 3.2. NGHIÊN CỨU CÂY GỪNG ZINGIBER SP. ............................................... 53 3.2.1. Chiết chọn lọc các hợp chất trong thân rễ cây gừng Zingiber sp. ......... 53 3.2.2. Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật của các cặn chiết thu đƣợc ........... 55 3.2.3. Phân tích thành phần cặn chiết hexan (H) của gừng Zingiber sp. bằng sắc kí khí (GC-MS). ....................................................................................... ..56 KẾT LUẬN ............................................................................................................... 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 59 PHỤ LỤC .................................................................................................................. 62
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ DÙNG TRONG LUẬN VĂN Sơ đồ 3.1. Qui trình điều chế các cặn chiết từ thân rễ cây Gừng lông hung (Zingiber rufopilosum Gagn.) ................................................................................................... 42 Sơ đồ 3.2. Tách các chất tinh khiết trong cặn H ....................................................... 46 Sơ đồ 3.3. Tách các chất tinh khiết trong cặn C ....................................................... 47 Sơ đồ 3.4. Tách chiết các chất tinh khiết trong cặn E ............................................... 48 Sơ đồ 3.5. Qui trình điều chế các cặn chiết từ thân rễ cây gừng Zingiber sp. .......... 54
DANH MỤC CÁC HÌNH DÙNG TRONG LUẬN VĂN Hình 1.1. Thân rễ Gừng Lông Hung ......................................................................... 27 Hình 1.2 Thân rễ và hoa cây Gừng Zingiber sp. ....................................................... 28 Hình 3.1…………………………………………………………………………… 49 Hình 3.2 ..................................................................................................................... 50
DANH MỤC CÁC BẢNG DÙNG TRONG LUẬN VĂN Bảng 1.1 Các loại Gừng Việt Nam ............................................................................. 3 Bảng 1.2. Thành phần hóa học chính ở tinh dầu Gừng thu từ Ethiopia ................... 7 Bảng 1.3.Thành phần hóa học tinh dầu Gừng thu từ Malaixia ................................... 8 Bảng 1.4. Thành phần hoá học của tinh dầu Gừng Nhật bản (Zingiber officinale Roscoe var Kintoki) trồng tại Đắc Lắc- Việt Nam ..................................................... 8 Bảng 1.5. Thành phần hoá học của tinh dầu củ Gừng gió vùng BTT-VN ............... 12 Bảng 1.6. Thành phần hóa học của tinh dầu thân,lá Gừng gió vùng BTT-VN ........ 13 Bảng 1.7. Thành phần hoá học của hoa tinh dầu Gừng gió vùng BTT- Việt nam ... 15 Bảng 1.8. Thành phần hoá học 2 mẫu tinh dầu Gừng tía tại Inđônêxia .................... 21 Bảng 1.9. Thành phần hoá học chính trong tinh dầu Gừng dại ở Bình Định ........... 23 Bảng 1.10. Thành phần hoá học cặn chiết n-hexan cây Gừng dại tỉnh Kon Tum .... 24 Bảng 2.1. Bảng kết quả SKLM cặn H ....................................................................... 36 Bảng 2.2. Bảng kết quả SKLM cặn C ....................................................................... 37 Bảng 2.3. Bảng kết quả SKLM cặn C ....................................................................... 38 Bảng 3.1. Hiệu suất của các chiết thu đƣợc từ thân rễ cây Gừng lông hung...…….43 Bảng 3.2. Kết quả khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật các cặn chiết thân rễ gừng lông hung ................................................................................................................... 43 Bảng 3.3. Kết quả SKLM cặn chiết n-hexan. ........................................................... 44 Bảng 3.4. Kết quả SKLM cặn chiết Cloroform. ....................................................... 44 Bảng 3.5. Kết quả SKLM cặn chiết E . ..................................................................... 45
Bảng 3.6. Số liệu 1H-NMR của ZR5 ......................................................................... 50 Bảng 3.7. Số liệu 13C-NMR của 2 gốc axit của ZR5 ................................................ 51 Bảng 3.8. Số liệu phổ 1H&13C-NMR của ZRE2.2 .................................................... 52 Bảng 3.9. Hiệu suất của các chiết thu đƣợc từ thân rễ cây Gừng Zingiber sp. ......... 54 Bảng 3.10. Kết quả khảo sát hoạt tính sinh học của các cặn chiết thân rễ gừng Zingiber sp. ............................................................................................................... 55 Bảng 3.11. Thành phần hoá học của cặn H gừng Zingiber sp. ................................. 57
LỜI MỞ ĐẦU Việt Nam là nƣớc nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, ẩm ƣớt quanh năm. Đây là điều kiện thuận lợi cho thảm thực vật phát triển phong phú và đa dạng. Trong đó, có nhiều loài thực vật không chỉ có ý nghĩa trong hệ sinh thái, môi trƣờng, nông lâm nghiệp mà còn có những đặc tính dƣợc lý rất quí báu và đã đƣợc sử dụng trong nền y học cổ truyền và vào các mục đích khác nhau phục vụ đời sống của nhân dân ta. Việc tìm kiếm, phát hiện và nghiên cứu các hợp chất có nguồn gốc thiên nhiên, có hoạt tính sinh học cao để ứng dụng trong y dƣợc là một trong những nhiệm vụ quan trọng đã và đang đƣợc các nhà khoa học trong nƣớc và quốc tế đặc biệt quan tâm. Nó đặt cơ sở khoa học cho việc sử dụng nguồn nguyên liệu thiên nhiên một cách hợp lý và hiệu quả. Trong Y học hiện đại nhiều hợp chất thiên nhiên đƣợc phân lập từ cây thuốc đã đƣợc ứng dụng rộng rãi trong việc chữa bệnh, theo báo cáo hàng năm của chuyên ngành Hoá y cho thấy 60% thuốc đƣợc chấp thuận điều trị bệnh cho con ngƣời có nguồn gốc thiên nhiên, trong đó 77% xuất phát từ cây thuốc dân tộc [28]. Trong tài nguyên thực vật của Việt Nam thì Gừng là một cây rất quen thuộc, nó đƣợc xem là nguồn nguyên liệu có giá trị để làm gia vị trong chế biến thực phẩm và làm thuốc chữa bệnh. Một trong những loài có giá trị thuộc chi Gừng đó là cây Gừng lông hung (Zingiber rufoliposum Gagn.) và cây gừng Zingiber sp. Gừng lông hung mới tìm thấy ở Tuyên Quang ( Na Hang), Phú Thọ (Xuân Sơn), Hoà Bình (Mai Châu), Hà Nội (Ba Vì), Đăk Lăk. Đây là một trong những cây thuốc dân tộc đƣợc dùng để chữa bệnh và là một loài Gừng quí hiếm cần đƣợc bảo tồn gen theo quyết định số 80/2005/BNN của Bộ Nông nghiệp. Cây Gừng Zingiber sp. đƣợc tìm thấy ở tỉnh Lâm Đồng, nó có mùi thơm đặc trƣng nhất trong chi gừng. Để góp phần làm tăng thêm sự hiểu biết về thành phần hoá học và hoạt tính sinh học trong nguồn thực vật phong phú, quí giá của Việt nam, chúng tôi chọn cây Gừng lông hung và cây gừng Zingiber sp. làm đối tƣợng nghiên cứu và đây là loài lần đầu tiên đƣợc nghiên cứu tại Việt Nam. 1
CHƢƠNG 1- TỔNG QUAN 1.1.TỔNG QUAN VẾ CHI GỪNG (ZINGIBER) 1.1.1. Họ gừng và chi gừng Họ Gừng (Zingibeaceae) có nhiều chi và nhiều loài khác nhau. Hầu hết các cây thuộc họ Gừng chủ yếu phân bố ở các nƣớc Đông Nam Á, Trung Quốc, Ấn Độ và Nhật Bản … Theo các tác giả Võ Văn Chi và Dƣơng Đức Tiến đã tổng kết họ Gừng có 45 chi gồm hơn 1300 loài, phân bố ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đới. Ở Việt Nam, họ Gừng có 12 chi và 61 loài đƣợc phân bố rải rác từ Bắc vào Nam [1], [2]. Họ Gừng (Zingiberaceae) gồm những cây thân thảo sống nhiều năm, mọc ở nơi đất ẩm, nơi sáng, dƣới tán rừng hay vách đá ẩm. thân đƣợc tạo thành do các bẹ lá ôm chặt lấy nhau tạo thành thân giả, cao 1-3-4(-5) m hay mảnh, cao dƣới 1m hoặc rất ngắn hay không có do các bẹ lá rời đến gốc (Distichochlamys, Kaempferia…), thân giả không phân nhánh. Rễ nhỏ, hình sợi, đôi khi đầu dễ phình to thành dạng củ (Curcuma, Kaempfria, Stahlianthus…), ở một số loài, rễ thẳng, cứng, đâm sâu xuống đất, phần trên lộ trên mặt đất. Thân rễ (thƣờng đƣợc gọi là củ) to, nạc, nằm ngang dƣới mặt đất. Cây thƣờng có chứa mùi thơm, đôi khi mùi hắc nhƣ một số loài trong chi Gừng (Zingiber). Chi Gừng (Zingiber) có khoảng 100 loài, phân bố chủ yếu ở các khu vực nhiệt đới Châu Á và Châu Úc. Các nƣớc Đông Nam Á là nơi trung tâm phong phú và đa dạng nhất của chi Gừng. Riêng ở Trung Quốc hiện đã thống kê khoảng trên 20 loài. Nƣớc ta có nền khí hậu nhiệt đới gió mùa, thảm thực vật đa dạng và phong phú đặc biệt là các cây tinh dầu và cây thuốc. Riêng với chi Gừng, Phạm Hoàng Hộ (1993) đã thống kê gồm 12 loài [10]. Trong những năm gần đây phát hiện thêm một loài Gừng nữa có tên Gừng môi tím đốm (Zingiber penisulare I. Theilade). 2
Bảng 1.1 Các loại Gừng Việt Nam Stt Tên khoa học Tên Việt Nam Phân bố 1 Zingiber officinale Roscoe Gừng Phân bố rộng 2 Zingiber acuminatum Valeton Gừng nhọn Tây Nguyên, Trung Bộ 3 Zingiber cochinchinesis Gagn. Gừng Nam Bộ Bà Rịa- Vũng Tàu 4 Zingiber eberhardtii Gagn. Gừng Eberhardt Lâm Đồng 5 Zingiber gramineum Bl. Gừng lúa, Ngải trặc Biên Hòa 6 Zingiber monophyllum Gagn. Gừng một lá Ninh Bình 7 Zingiber pellitum Gagn. Gừng bọc da Bà Rịa 8 Zingiber purpureum Roscoe Gừng tía (gừng dại) Phân bố rộng 9 Zingiber rubens Roxb. Gừng đỏ Lâm Đồng 10 Zingiber rufopilosum Gagn. Gừng lông hung Ba vì (Hà nôi), Vĩnh phúc 11 Zingiber zerumbet (L.) J.E. Sm. Gừng gió Phân bố rộng 12 Zingiber penisulare I. Theilade Gừng môi tím đốm Sơ Pai, Kban, Gia lai, Đặc điểm thực vật của chi Gừng Cây thảo, sống nhiều năm, cao 0,5-3,5 m. Thân rễ mập phân nhánh nhiều, tạo thành “củ” nằm ngang trên mặt đất. “Thịt củ” nạc thơm và có vị cay. Lá mọc so le theo hai phía đối xứng trên “thân”; phiến lá hình mác thuôn đến bầu dục dài hoặc hình đƣờng chỉ; cuống lá rất ngắn hoặc hầu nhƣ không có; bẹ lá nguyên hoặc xẻ 2 thuỳ; lá có mùi thơm nhẹ. Cụm hoa bông, thƣờng mọc từ thân rễ, đôi khi ở ngọn “thân giả”. Các hoa mọc sít nhau và mỗi hoa đƣợc bao bởi một lá bắc sắp xếp nhƣ dạng vẩy cá từ dƣới lên trên; lúc đầu thƣờng có màu xanh, sau chuyển dần sang màu vàng, đỏ nhạt, vàng 3
sáng hoặc đỏ; cánh hoa hình ống mảnh, màu trắng, vàng hoặc hồng; bao phấn thƣờng có dạng hình ống bao lấy vòi nhụy, bầu 3 ô nhẵn hoặc có lông dày. Quả nang 3 ô. Hạt nhiều, hình trứng hay trái xoan, màu nâu đỏ, đen trắng hay vàng [10]. Các loài trong chi Gừng (Zingiber) thƣờng sinh trƣởng phổ biến ở những nơi đất giàu dinh dƣỡng, ẩm ƣớt dƣới tán rừng thƣờng xanh hoặc rừng rụng lá theo mùa. Một số loài có thể mọc trên đất lẫn sỏi đá, trên bãi đất trống hoặc trong rừng thứ sinh, rừng thƣa lên tới độ cao 3000m so với mặt nƣớc biển [10]. Thân rễ các loại cây thuộc chi Gừng phát triển rất nhanh. Từ một chồi giống ban đầu, chúng có thể phân nhánh, đâm chồi, tăng sinh khối và phát triển thành một bụi lớn chỉ trong một vài năm. Mùa ra hoa, chín quả của các loài trong chi Gừng cũng rất khác nhau. Tại Malaixia, loài Gừng đen (Z. spectabile) thƣờng ra hoa từ tháng 7 đến tháng 9 và quả thƣờng chín vào tháng 11. Trong khi đó, loài Gừng gió (Z. zerumber) lại ra hoa sớm hơn từ tháng 6; còn mùa quả từ tháng 10 đến tháng giêng sang năm. Hầu hết các loài cây thuộc chi Gừng (Zingiber) đều có chứa tinh dầu, là nguồn nguyên liệu có giá trị để làm thuốc và làm gia vị: Thân rễ làm gia vị trong chế biến thực phẩm, là nguyên liệu trong chế biên rƣợu bia, mứt gừng… Trong dân gian, “củ” của nhiều loài đã đƣợc coi là thuốc giải cảm, kích thích tiêu hoá, chữa đau dạ dày, ho, mụn, nhọt, đau đầu, nhức xƣơng, đau bụng lạnh, tứ chi lạnh, mạch yếu, đàm ẩm, ho suyễn, ôn trung tán hàn, hồi dƣơng, thông mạch, táo thấp tiêu đàm [10][5]. Theo tạp chí dƣợc phẩm, nhà nghiên cứu Nhật Bản Huffington Post cho biết “Gừng đỏ đƣợc sử dụng trong y học truyền thống của Indonesia nhƣ một loài thuốc giảm đau cho các bệnh viêm khớp”. Bên cạnh đó gừng giúp tăng cƣờng lƣu thông máu, có lợi cho hệ tim mạch, làm giảm mỡ trong máu, giảm quá trình oxi hoá… 4
1.1.2. Nghiên cứu các loài của chi Gừng (Zingiber). Trong 12 loài thuộc chi Gừng (Zingiber), có những loài không chỉ là cây thuốc quí mà còn là nguồn nguyên liệu có giá trị trong chế biến thực phẩm. Các sản phẩm đƣợc chế biến từ nguồn nguyên liệu này đƣợc sử dụng rộng rãi ở các nƣớc Đông Nam Á nói riêng và trên toàn thế giới nói chung [10]. Các nghiên cứu về chi Gừng thì loài Zingiber officinale và Z. Zerumbet đƣợc nghiên cứu về thành phần hoá học của tinh dầu nhiều nhất [9],[27]. Thành phần chủ yếu là các tecpen, tecpenoit, flavonoit, ancaloit và glicozit. Từ dịch chiết CH2Cl2 của rễ cây gừng Z.officinale Rose (Trung quốc) đã tách đƣợc hai flavonoit, glucozit và hai flavonol, zerumbone, zerumbone epoxit, curcumin…[25]. Trong những năm gần đây các nhà khoa học đã nghiên cứu thêm về thành phần hoá học của một số loài thuộc chi Gừng nhƣ: Gừng môi tím đốm (Zingiber penisulare .I Theilade), gừng Eberhardt (Zingiber eberhardtii Gagn.)… 1.1.2.1. Nghiên cứu về cây Gừng nhà (Zingiber officinale Roscoe). Cây Gừng nhà tên khoa học Zingiber officinale Roscoe, thuộc chi Gừng (Zingiber), họ Gừng (Zingiberaceae), cây Gừng còn có tên đồng nghĩa Amomum Zingiber L (1753). Ở các nƣớc khác nhau cây Gừng có những tên gọi khác nhau: Sinh Khƣơng, Can khƣong, Khinh, Sung, Co khinh (Việt nam), Ginger, Comon ginger (Anh), Jiang (Trung Quốc)… Thành phần hoá học gồm có tinh dầu (2-3%), nhựa dầu (5%), chất béo (3,7%), tinh bột và các chất cay nhƣ: Zingerone, zingerola, shogaola. Đặc điểm thực vật: Cây thảo, sống nhiều năm, mọc thành khóm, thẳng đứng, cao 0,5 đến 1,2m. Thân rễ mẫm lên thành củ, mâp, phân nhánh nhiều theo bề ngang trên mặt đất, vỏ ngoài nhẵn, nạc màu vàng hay trắng ngà, có mùi thơm và vị cay đặc trƣng. “Thân” khí sinh (thân giả) đƣợc hình thành bởi các ống bẹ lá màu xanh nhạt, đôi khi có màu đỏ nhạt ở phía gốc. Lá mọc so le cách ở 2 phía làm thành 2 dãy trên cây. Phiến lá hình mác thuôn, màu xanh đậm, thắt lại ở gốc, chúp lá 5
nhọn, mép lá nguyên, kích thƣớc 15-30x1,5-2,5 cm; các gân chính song song; không cuống; bẹ nhẵn, lƣỡi bẹ dạng màng. Cụm hoa bông, mọc từ gốc, hình trứng kích thƣớc 5-6 x 2-3 cm, cán cụm hoa dài chừng 20cm, cụm hoa thành bông mọc sít nhau. Loài gừng trồng ít ra hoa [1]. Tại Cao Bằng, Lạng Sơn và các địa phƣơng miền núi phía Bắc nƣớc ta hiện đã biết có ít nhất 3 giống gừng. Chúng không chỉ khác nhau về đặc điểm sinh học, mà còn khác nhau về thành phần hoá học của tinh dầu. Đó là các giống Gừng: - Giống “Gừng gà” (“Gừng cay”, „Gừng đồi”, “kinh cáy”(Tày))- cây thấp bé, chịu lạnh khỏe, thân dễ nhỏ, màu vàng xanh, nhiều xơ, nhƣng rất cay và thơm. Hàm lƣợng tinh dầu trong thân rễ khá cao (2,8-3,5%). - Giống “Gừng trâu” (“Gừng voi”, “kinh vòi”, “kinh vạng” (Tày))- cây to, cao, thân rễ lớn, sinh trƣởng khỏe. Thân rễ có thịt màu trắng hay vàng nhạt, ít xơ. Hàm lƣợng tinh dầu trong thân rễ thấp hơn (1,5-2,5%) và không thơm bằng giống “Gừng gà”. - Giống “ Gừng gié” - cây thấp, thân rễ nhỏ, nhiều xơ, cay. Hàm lƣợng tinh dầu thƣờng tƣơng đối cao trung bình khoảng 2%. Nhƣng trong tinh dầu lại không chứa hợp chất thơm -farnesen. Nguồn gốc và phân bố: Gừng Zingiber officinale đƣợc trồng rộng rãi từ rất lâu ở các nƣớc nhiệt đới châu Á. Đến nay chƣa tìm thấy mọc dại ở bất cứ khu vực nào trên thế giới, giả định rằng loài Gừng đƣợc bắt nguồn từ Ấn độ và từ đây nó đƣợc đƣa đến các nƣớc châu Âu, các nƣớc Đông Phi. Hiện nay Gừng đƣợc trồng khắp các nƣớc nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới ẩm. Ở nƣớc ta Gừng đƣợc trồng khắp các địa phƣơng từ Bắc vào Nam đặc biệt là các tỉnh miền núi [10]. a) Thành phần hoá học Gừng nhà (Zingiber officinale Roscoe). Thành phần hoá học của tinh dầu Thành phần hoá học của tinh dầu Gừng khá phức tạp và luôn biến động dƣới ảnh hƣởng của các yếu tố di truyền, các yếu tố sinh thái, các giai đoạn sinh 6
trƣởng và phát triển cá thể và tuổi thọ thu hoạch. Tuy nhiên, các thành phần chính trong tinh dầu Gừng có những biến động trong những giới hạn nhất định. Tomi và các cộng sự (1995) đƣa ra các thành phần chính của tinh dầu gồm: Zingiberen (27,2%), camphen (7,9%), limonen (6,0%), -bisabonlen (5,9%) và (E,E)--farnesen (5,4%) [10]. Demissew (1993) nghiên cứu thành phần hoá học ở tinh dầu Gừng thu từ Ethiopia đã đƣa ra kết quả trong bảng 1.2. Bảng 1.2. Thành phần hóa học chính ở tinh dầu Gừng thu từ Ethiopia STT Tên chất Hàm lƣợng (%) 1 Zingiberen 35,56 2 -Sesquiphellandren 12,32 3 -bisabolen 12,15 4 Ar- curcumen 6,70 5 Limonen 6,51 6 Camphen 3,75 7 Linalool 1,51 8 Citral 1,32 9 Borneol 1,08 10 Citronellyl butyrat 1,02 11 -pinen 1,00 12 Geraniol 0,21 Năm 1987, Ibrahim, H&Zakaria, M.B đã cho biết trong tinh dầu Gừng của Malaixia có chứa 65% sesquiterpen hydrocarbon và các chất lại nhƣ sau [10]: 7
Bảng 1.3.Thành phần hóa học tinh dầu Gừng thu từ Malaixia STT Tên chất Hàm lƣợng (%) 1 Bornyl acetat 5,1 2 Camphen 4,6 3 Limonen 2,7 4 Linalyl acetat 2,5 5 -pinen 2,2 6 1,8-cineol 2,0 7 -bisabolen 1,2 8 Linalool 1,1 9 Ar-curcumen 1,0 10 -copaen 0,4 11 -pinen 0,4 12 Camphor 0,4 13 Humulen 0,4 14 Terpinen-4-ol 0,3 15 -farnesen 0,3 16 Neral 0,2 17 -caryophyllen 0,2 18 -Elemen 0,2 19 Para-cymen 0,2 Bảng 1.4. Thành phần hoá học của tinh dầu Gừng Nhật bản (Zingiber officinale Roscoe var Kintoki) trồng tại Đắc Lắc- Việt Nam STT Tên chất Hàm lƣợng (%) 1 Zingiberene 20,39 2 Eucalyptol 12,43 3 -citral 11,29 8
4 -bisabolene 9,81 5 Camphene 9,32 6 -sesquiphellandrene 7,15 7 -citral 6,89 8 Curcumene 4,40 9 -pinene 3,11 10 -pinene 2,06 11 Germacren 1,28 12 -selinene 1,10 13 Citroneol 0,69 14 -elemene 0,61 15 p-meth-2-en-1-ol 0,57 16 2,6-octadien-1-ol-3,7-dimethyl 0.57 17 -cubebene 0,53 18 Linalool 0,49 19 Guaien 0,47 20 Borneol 0,30 Những nghiên cứu thử nghiệm của Denyer và cộng sự (1994) đã xác nhận các sesquiphelladren hydrocarbon nhƣ ar-curcumen, zingiberen, -bisabolen và - sesquiphellandren có tác dụng kháng khuẩn, kháng virus rất mạnh, đặc biệt là các virus gây bệnh ở xoang mũi và vòm họng [10]. Thành phần hoá học nhựa dầu Gừng. Ngoài tinh dầu Gừng, một sản phẩm quan trọng khác từ “củ” Gừng là nhựa dầu Gừng (ginger oleoresin). Nhựa dầu Gừng thu đƣợc qua việc tách chiết bằng các dung môi hữu cơ, nó là hỗn hợp gồm có cả tinh dầu, dầu béo với các acid béo, chất nhựa (resin) và carbohydrat. 9
Ở nƣớc ta, Nguyễn Thị Thẩm và cộng sự (1988) đã sử dụng dung môi để tách chiết nhựa dầu Gừng từ “củ” khô và đã đạt kết quả rất cao (7,6% ở Gừng gié và 6,2% ở Gừng Cát Bà). Trong nhựa dầu Gừng chứa 15-20% tinh dầu với thành phần chính là: Gingerol, shogaol, dihydrogingerol, hexahydrocurcumin, gingerdiol, desmethyl hexa-hydrocurcumin, paradol, gingeron và ginger dione… Một vài thử nghiệm đã cho rằng, các hợp chất chiết từ Gừng “củ” bằng ethanol đã kìm hãm sự phát triển của tế bào ung thƣ da chuột. Các hợp chất (6)-, (8)- và (10)-shogaol; (6)-, (8)-, (10)- gingerol có tác dụng chống nôn rất mạnh. Zinginberen, - sesquiphellandren, ar-curcumen và shogaol lại có tác dụng tốt trong việc chữa trị mụn nhọt. Trong các thử nghiệm trên chuột đã cho thấy có biểu hiện thông mật sau khi uống (6)-gingerol và các phản ứng chống lại tác dụng gây độc của carbon tetrachlorid ở gan và mật sau khi uống (8)-gingerol. Bên cạnh đó gingerol và shogaol có tác dụng giảm sốt, chống co thắt. Các chất (6)-gingerol và (6)-shogaol ức chế sự co bóp của dạ dày [10]. b) Ứng dụng Trong chế biến thực phẩm sử dụng gừng tƣơi và các sản phẩm từ gừng (tinh dầu gừng, nhựa dầu gừng, gừng khô, gừng muối…) vừa tăng thêm mùi vị hấp dẫn, vừa kích thích hoạt động của các men phân giải protein. Trong y học dân tộc ở nƣớc ta cũng nhƣ nhiều nƣớc trên thế giới, Gừng đƣợc dùng làm thuốc chữa bệnh về đƣờng tiêu hóa, cảm mạo, viêm đau khớp, giảm đau, sƣng đau phổi, ho điều kinh, gây sảy thai, tráng dƣơng và giải độc do cua cá. 1.1.2.2. Nghiên cứu về cây Gừng gió (Zingiber zerumbet Sm.). Cây Gừng gió có tên khoa học là Zingiber zerumbet (L) J.E.Sm. (hay Zingiber Zerumbet Sm.) thuộc chi Gừng (Zingiber), họ Gừng (Zingiberaceae). Ngoài ra cây Gừng còn có tên đồng nghĩa sau: Amomum zerumbet L (1753); Zingiber amaricans Blume (1872); Z.aromaticum Valeton (1918); Z.littorale Valeton (1918) [10]. Ở mỗi nƣớc, cây Gừng gió đƣợc gọi với nhiều tên riêng: Riềng dại, Ngải mặt trời, Ngải xanh (Việt Nam), Khuhet phtu, Prateal vong atit (Campuchia), Gingembre fou (Pháp) và Phong khƣơng (Trung Quốc) [1][2][10]. 10
Đặc điểm thực vật: Gừng gió thuộc dạng cây thảo, cao khoảng 1,2-1,7 m. Thân rễ (hay còn gọi là củ) phân nhánh, vỏ ngoài màu vàng nhạt, thịt củ màu vàng sáng, có mùi thơm nhẹ. Ống bẹ lá sắp xếp sít nhau tạo thành thân giả, phía gần nhƣ không cuống; phiến lá hình mác thuôn, kích thƣớc 25-40 x 4-8 cm, thon ở gốc, chóp lá hình nhọn, mặt trên xanh lục đậm, mặt dƣới xanh nhạt và có lông rải rác. Cụm hoa bông, hình trụ hay trứng, kích thƣớc 6-14 x 4-5 cm, chóp tù, mọc từ thân rễ, trên cán dài 10-30 cm, thẳng, có nhiều vẩy xếp lợp lên nhau bao quanh. Cụm hoa có nhiều lá bắc xếp lớp lên nhau, lá bắc gần giống hình trứng, kích thƣớc 3-4 x 2,5 cm. Khi còn non có màu xanh, già chuyển sang màu đỏ. Hoa mọc ở mỗi kẽ lá bắc; đài hình ống, dài 2,5 cm, ngắn hơn lá bắc, màu trắng, tràng hoa hình ống, dài từ 5-5,5 cm với các thùy hình mác dài, màu vàng chanh; có 3 thùy, thùy phía lƣng lớn hơn, kích thƣớc 2,5 x 2 cm; các thùy bên nhỏ, kích thƣớc 1,6 x 0,7 cm; môi dài 5 cm, mép có răng tròn, màu trắng hoặc vàng, bao phấn màu vàng nhạt; bầu 3 ô. Quả nang hình trụ hay bầu dục, dài 1,5 cm, khi chín có màu đỏ; hạt ít, màu đen, áo hạt màu trắng [10]. Tại Đông Nam Á dựa vào đặc điểm cụm hoa, năm 1996 Theilade đã mô tả và sắp xếp những dạng khác nhau của loài Gừng gió (Z. zerumbet) vào các thứ (var): Var. amaricans (Blume) Thailade; Var. aromaticum (Valeton) Thailade; var. zerumbet; var. littorale (Valeton) Thailade [10]. Do sự đa dạng về hình thái nên những nghiên cứu về thành phần hóa học trong tinh dầu Gừng gió phân bố ở các vùng, các nƣớc khác nhau thay đổi trong giới hạn khá rộng. Và năng suất thu hái “củ” ở các thứ Gừng gió cũng khác nhau, năng suất “củ” tƣơi của var. zerumbet trong khoảng từ 20-32 tấn/ha/năm, còn của các thứ khác thấp hơn [10]. Nguồn gốc và phân bố: Nhiều tác giả cho rằng gừng gió có nguồn gốc từ Ấn Độ, đƣợc ngƣời dân ở đây trồng và phổ biến rộng rãi tại nhiều nƣớc Châu Á nhƣ: Việt Nam, Trung Quốc, Ấn Độ, Malaixia, Lào, Campuchia, Thái Lan.... Gừng gió là loài cây có nguồn gen đa dạng, sinh trƣởng nhanh, khả năng chống chịu khỏe nên có thể tự nhiên hóa mạnh [4,5]. 11