Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển vi củ sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) từ nuôi cấy phôi soma

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:88

Thêm vào BST

Báo xấu

28
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn Thạc sĩ Sinh học "Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển vi củ sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) từ nuôi cấy phôi soma" trình bày các nội dung chính sau: Nghiên cứu tìm ra loại và nồng độ chất hữu cơ cũng nhƣ điều kiện nuôi cấy in vitro thích hợp cho giai đoạn hình thành vi củ sâm Ngọc Linh từ nuôi cấy phôi soma.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển vi củ sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) từ nuôi cấy phôi soma

1 MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ....................................... 5 DANH MỤC BẢNG ......................................................................................... 6 DANH MỤC HÌNH .......................................................................................... 8 MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 9 1. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................... 9 2. Mục đích của đề tài ............................................................................... 10 3. Cơ sở khoa học và tính thực tiễn của đề tài .......................................... 10 3.1 Cơ sở khoa học ................................................................................ 10 3.2 Tính thực tiễn .................................................................................. 10 4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài ........................................ 11 4.1 Đối tƣợng nghiên cứu ...................................................................... 11 4.2 Phạm vi nghiên cứu của đề tài......................................................... 11 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI ............................................................. 12 1.1 SƠ LƢỢC VỀ CHI PANAX ................................................................ 12 1.1.1 Phân bố các loài thuộc chi Panax ................................................. 12 1.1.2 Phân loại ....................................................................................... 13 1.1.3 Đặc điểm thực vật ........................................................................ 16 1.1.4 Thành phần hóa học ..................................................................... 16 1.1.5 Tác dụng ....................................................................................... 17 1.1.6 Các dạng chế biến từ sâm............................................................. 18 1.2 TỔNG QUAN VỀ SÂM NGỌC LINH ................................................ 20 1.2.1 Phân loại khoa học ....................................................................... 20 1.2.2 Đặc điểm hình thái ....................................................................... 20
2 1.2.3 Đặc điểm sinh trƣởng và phát triển của sâm Ngọc Linh ............. 21 1.2.4 Đặc điểm phân bố......................................................................... 22 1.2.5 Đặc tính dƣợc liệu ........................................................................ 22 1.2.6 Công dụng .................................................................................... 23 1.2.7 Giá trị kinh tế................................................................................ 24 1.2.8 Một số nghiên cứu về sâm Ngọc Linh trong và ngoài nƣớc ........ 24 1.2.9 Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình nuôi cấy .............................. 27 1.2.10 Điều kiện nuôi cấy........................................................................ 31 1.2.11 Các yếu tố khác ảnh hƣởng đến nuôi cấy in vitro ........................ 33 CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 38 2.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU...................................... 38 2.1.1 Thời gian ...................................................................................... 38 2.1.2 Địa điểm ....................................................................................... 38 2.2 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU .................................................................. 38 2.2.1 Vật liệu nghiên cứu ...................................................................... 38 2.2.2 Điều kiện nuôi cấy........................................................................ 38 2.2.3 Dụng cụ và thiết bị ....................................................................... 39 2.2.4 Môi trƣờng và hóa chất ................................................................ 39 2.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ................................................................. 39 2.3.1 Nội dung 1: Nghiên cứu ảnh hƣởng của hóa chất nuôi cấy trong giai đoạn hình thành vi củ sâm Ngọc Linh từ nuôi cấy phôi soma .......... 39 2.3.2 Nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hƣởng của điều kiện nuôi cấy trong giai đoạn hình thành vi củ sâm Ngọc Linh từ nuôi cấy phôi soma .......... 39 2.4 PHƢƠNG PHÁP BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM............................................ 40 2.4.1 Nội dung 1: Nghiên cứu ảnh hƣởng của hóa chất nuôi cấy trong giai đoạn hình thành vi củ sâm Ngọc Linh từ nuôi cấy phôi soma .......... 40
3 2.4.2 Nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hƣởng của điều kiện nuôi cấy trong giai đoạn hình thành vi củ sâm Ngọc Linh từ nuôi cấy phôi soma .......... 43 2.5 PHƢƠNG PHÁP LẤY SỐ LIỆU ......................................................... 47 2.6 PHÂN TÍCH VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU ..................................................... 47 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................. 48 3.1 NỘI DUNG 1: NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA HÓA CHẤT NUÔI CẤY TRONG GIAI ĐOẠN HÌNH THÀNH VI CỦ SÂM NGỌC LINH TỪ NUÔI CẤY PHÔI SOMA .......................................................... 48 3.1.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hƣởng của Myo-inositol lên khả năng hình thành vi củ sâm Ngọc Linh ............................................................... 48 3.1.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hƣởng của adenine sulphate lên khả năng hình thành vi củ sâm Ngọc Linh ...................................................... 51 3.1.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hƣởng của L-tyrosine lên khả năng hình thành vi củ sâm Ngọc Linh ............................................................... 54 3.1.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hƣởng của casein hydrolysate lên khả năng hình thành vi củ sâm Ngọc Linh ...................................................... 57 3.1.5 Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hƣởng của peptone lên khả năng hình thành vi củ sâm Ngọc Linh ....................................................................... 61 3.1.6 Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hƣởng của cao nấm men lên khả năng hình thành vi củ sâm Ngọc Linh ............................................................... 64 3.2 NỘI DUNG 2: NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY TRONG GIAI ĐOẠN HÌNH THÀNH VI CỦ SÂM NGỌC LINH TỪ NUÔI CẤY PHÔI SOMA .......................................................... 66 3.2.1 Thí nghiệm 7: Khảo sát ảnh hƣởng của điều kiện chiếu sáng lên khả năng hình thành vi củ sâm Ngọc Linh ............................................... 66 3.2.2 Thí nghiệm 8: Khảo sát ảnh hƣởng của điều kiện thoáng khí lên khả năng hình thành vi củ sâm Ngọc Linh ............................................... 69
4 3.2.3 Thí nghiệm 9: Khảo sát ảnh hƣởng của điều kiện nhiệt độ lên khả năng hình thành vi củ sâm Ngọc Linh ...................................................... 72 3.2.4 Bài toán tối ƣu .............................................................................. 75 CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................. 77 4.1 KẾT LUẬN ........................................................................................... 77 4.2 KIẾN NGHỊ .......................................................................................... 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 79
5 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT BA 6-benzyladenine CĐHSTTV Chất điều hòa sinh trƣởng thực vật GA3 Acid gibberellic G-Rb1 Ginsenoside-Rb1 G-Rg1 Ginsenoside-Rg1 G-Rg2 Ginsenoside-Rg2 G-Rd Ginsenoside-Rd HPLC High performance liquid chromatography IBA Indole- 3-butyric LED Light-Emmitting Diode MS Môi trƣờng Murashige và Skoog NAA α-Naphtaleneacetic acid OA Olean OCT Ocotillol saponin PPD Protopanaxadiol PPT Protopanaxatriol SH Môi trƣờng Schenk và Hildebrandt YE Yeast extract
6 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Các loài thuộc chi Panax trên thế giới [2] ...................................... 12 Bảng 1.2: Bảng hệ thống phân loại các loài thuộc chi Panax ở Châu Á và thế giới [2] ............................................................................................................. 14 Bảng 1.3: Một số vi lƣợng thông dụng ........................................................... 30 Bảng 1.4: Các vitamin thƣờng dùng trong nuôi cấy mô tế bào thực vật ........ 31 Bảng 2.1: Các mức và khoảng biến thiên của thí nghiệm .............................. 45 Bảng 2.2: Bảng bố trí ma trận các nghệm thức thực nghiệm ......................... 46 Bảng 3.1: Ảnh hƣởng của myo-inositol lên sự hình thành vi củ từ mẫu phôi soma sâm Ngọc Linh ....................................................................................... 48 Bảng 3.2: Ảnh hƣởng của adenine sulphate lên sự hình thành vi củ từ mẫu phôi soma sâm Ngọc Linh............................................................................... 52 Bảng 3.3: Ảnh hƣởng của L-tyrosine lên sự hình thành vi củ từ mẫu phôi soma sâm Ngọc Linh ....................................................................................... 55 Bảng 3.4 : Ảnh hƣởng của casein hydrolysate lên sự hình thành vi củ từ mẫu phôi soma sâm Ngọc Linh............................................................................... 58 Bảng 3.5: Ảnh hƣởng của peptone lên sự hình thành vi củ từ mẫu phôi soma sâm Ngọc Linh ................................................................................................ 61 Bảng 3.6: Ảnh hƣởng của cao nấm men lên sự hình thành vi củ từ mẫu phôi soma sâm Ngọc Linh ....................................................................................... 64 Bảng 3.7: Ảnh hƣởng của điều kiện chiếu sáng lên sự hình thành vi củ từ mẫu phôi soma sâm Ngọc Linh............................................................................... 67 Bảng 3.8: Ảnh hƣởng của điều kiện thoáng khí lên sự hình thành vi củ từ mẫu phôi soma sâm Ngọc Linh............................................................................... 69 Bảng 3.9: Ảnh hƣởng của điều kiện nhiệt độ lên sự hình thành vi củ từ mẫu phôi soma sâm Ngọc Linh............................................................................... 72 Bảng 3.10: Bố trí ma trận các thí nghiệm thực nghiệm .................................. 75
7 Bảng 3.11: Bảng mức độ ảnh hƣởng của điều kiện nuôi cấy lên sự hình thành vi củ sâm Ngọc Linh ....................................................................................... 76
8 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Hồng sâm (trái) và Hắc sâm (phải) [5]. .......................................... 18 Hình 1.2: Các sản phẩm phong phú từ sâm trên thị trƣờng [5]. ..................... 19 Hình 1.3: Sâm Ngọc Linh [9].......................................................................... 20 Hình 2.1: Phôi soma sâm Ngọc Linh nuối cấy in vitro................................... 38 Hình 3.1: Ảnh hƣởng của myo-inositol lên sự hình thành vi củ sâm Ngọc Linh ......................................................................................................................... 49 Hình 3.2: Ảnh hƣởng của adenine sulphate lên sự hình thành vi củ sâm Ngọc Linh ................................................................................................................. 53 Hình 3.3: Ảnh hƣởng của L-tyrosine lên sự hình thành vi củ sâm Ngọc Linh ......................................................................................................................... 56 Hình 3.4: Ảnh hƣởng của casein hydrolysate lên sự hình thành vi củ sâm Ngọc Linh ........................................................................................................ 59 Hình 3.5: Ảnh hƣởng của peptone lên sự hình thành vi củ sâm Ngọc Linh ... 62 Hình 3.6: Ảnh hƣởng của cao nấm men lên sự hình thành vi củ sâm Ngọc Linh ................................................................................................................. 65 Hình 3.7: Ảnh hƣởng của ánh sáng lên sự hình thành vi củ sâm Ngọc Linh . 67 Hình 3.8: Ảnh hƣởng của điều kiện thoáng khí lên sự hình thành vi củ sâm Ngọc Linh ........................................................................................................ 70 Hình 3.9: Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên sự hình thành vi củ sâm Ngọc Linh .. 73
9 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Sâm Ngọc Linh có tên khoa học là Panax vietnamensis Ha et Grushv., thuộc họ Nhân sâm (Araliaceae). Từ sâm Ngọc Linh đã chiết đƣợc 50 hợp chất, xác định cấu trúc hóa học cho thấy 26 hợp chất có cấu trúc đã biết (thƣờng thấy ở sâm Triều Tiên, sâm Mỹ, sâm Nhật) và 24 saponin dammarane có cấu trúc mới không bắt gặp ở các loài sâm khác trên thế giới [1]. Với mục đích bảo tồn và phát triển nguồn gen quý hiếm của quốc gia đồng thời phát triển những vùng trồng để cung cấp nguyên liệu cho ngành dƣợc, từ lâu công tác tạo nguồn giống sâm Ngọc Linh đã đƣợc đề cập đến với hai hình thức chủ yếu là nhân giống từ hạt và tạo giống từ đầu mầm (thân rễ ngầm) nhƣng kết quả đạt đƣợc còn hạn chế do số lƣợng hạt giống chất lƣợng càng ngày càng hiếm do khai thác quá mức các cây sâm có thể cho hạt, công nghệ vi nhân giống vẫn chƣa đáp ứng đƣợc chất lƣợng cây giống trong canh tác ngoài đồng ruộng (tỷ lệ cây giống chết và cây chậm phát triển, không tạo củ hoàn chỉnh khi trồng ngoài đồng ruộng). Do đó, cần phải cải tiến các công nghệ vi nhân giống cây sâm Ngọc Linh là yêu cầu cấp thiết cần giải quyết. Việc ứng dụng phƣơng pháp phát sinh phôi soma ở cây sâm Ngọc Linh hứa hẹn sẽ mang lại nhiều ƣu điểm vì có thể tạo ra một số lƣợng lớn cây con có chất lƣợng tốt trong một thời gian ngắn, tỷ lệ sống sót của cây con ngoài vƣờn ƣơm cao do cây con phát triển từ phôi vô tính theo con đƣờng tƣơng tự nhƣ phôi hữu tính. Tuy nhiên các kết quả nghiên cứu gần đây về phát sinh phôi soma ở sâm Ngọc Linh vẫn còn nhiều hạn chế ở hiệu quả hình thành các vi củ (micro - rhizome) từ phôi, đây là giai đoạn quan trọng để tăng tỷ lệ hình thành cây giống hoàn chỉnh trên một đơn vị nuôi cấy. Các kết quả nghiên cứu về quá trình sinh lý trong giai đoạn hình thành và giai đoạn phát triển vi củ (micro - rhizome) sâm Ngọc Linh từ nuôi cấy phôi soma cũng có thể ứng dụng trong sản xuất sinh khối sâm trong điều kiện Plant factory (canh tác trong nhà).
10 Với những cơ sở và lý do trên, đề tài: “Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hƣởng đến sự phát triển vi củ sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) từ nuôi cấy phôi soma” cần đƣợc tiến hành nghiên cứu. 2. Mục đích của đề tài Nghiên cứu tìm ra loại và nồng độ chất hữu cơ cũng nhƣ điều kiện nuôi cấy in vitro thích hợp cho giai đoạn hình thành vi củ sâm Ngọc Linh từ nuôi cấy phôi soma. 3. Cơ sở khoa học và tính thực tiễn của đề tài 3.1 Cơ sở khoa học Sâm Ngọc Linh là một trong những loài sâm có hàm lƣợng saponin khung dammaran cao nhất (khoàng 12 - 15%) và lƣợng saponin nhiều nhất so vói các loài khác cùa chi Panax trên thế giới [2]. Với những đặc điểm đó, sâm Ngọc Linh không chỉ là loài sâm quý mà còn có rất nhiều nghiên cứu về nhân giống và công dụng của sâm Ngọc Linh ở Việt Nam và trên thế giới. Theo nghiên cứu dƣợc lý lâm sàng của sâm Ngọc Linh cho kết quả tốt: bệnh nhân ăn ngon, ngủ ngon, cải thiện thị lực, hoạt động trí tuệ, thể lực và sức đề kháng, cải thiện các trƣờng hợp suy nhƣợc thần kinh, nâng cao huyết áp ở ngƣời bị huyết áp thấp. Hiện nay, với nhu cầu gia tăng từ ngành dƣợc phẩm thảo dƣợc sâm Ngọc Linh đang đƣợc khai thác quá mức nên lâm vào tình trạng bị đe dọa tuyệt chủng cao. Nhân giống sâm Ngọc Linh hiện còn gặp nhiều khó khăn. Nhân giống hữu tính theo cách thông thƣờng (gieo hạt) thì không cho kết quả cao vì hạt khi gieo nằm trong đất sau một thời gian dài mới nảy mầm, vì vậy hạt thƣờng bị các loài động vật, côn trùng gặm nhấm ăn…, ngoài ra tỷ lệ nảy mầm từ hạt rất thấp (chỉ đạt khoảng 30 - 40%) [3]. Do đó việc nuôi cấy tạo cây con in vitro góp phần tăng sức sống của cây, nâng cao tỷ lệ sống sót của cây khi đƣa ra vƣờn ƣơm là một trong những bƣớc đi mới, góp phần bảo tồn và phát triển loài dƣợc liệu quý này. 3.2 Tính thực tiễn Xác định đƣợc loại và nồng độ chất hữu cơ cũng nhƣ điều kiện nuôi
11 cấy in vitro thích hợp cho giai đoạn hình thành vi củ sâm Ngọc Linh từ nuôi cấy phôi soma là một trong những nhu cầu quan trọng nhằm cung cấp nguồn giống cho việc trồng và phát triển loài sâm này ở quy mô lớn, góp phần lƣu giữ nguồn gen quý, thay thế nguồn giống tự nhiên đang dần bị cạn kiệt do khai thác quá mức. 4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 4.1 Đối tƣợng nghiên cứu Đối tƣợng đƣợc thực hiện trong nghiên cứu này là phôi soma sâm Ngọc Linh nuối cấy in vitro trong môi trƣờng SH (Schenk and Hildebrandt, 1972) tại Phòng Công nghệ Tế bào Thực vật, Viện Sinh học Nhiệt đới Tp.HCM. 4.2 Phạm vi nghiên cứu của đề tài Đề tài áp dụng phƣơng pháp nuôi cấy mô trên phôi soma Sâm Ngọc Linh trong các loại và nồng độ chất hữu cơ cũng nhƣ điều kiện nuôi cấy in vitro khác nhau trong quá trình phát sinh hình thái.
12 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 SƠ LƢỢC VỀ CHI PANAX 1.1.1 Phân bố các loài thuộc chi Panax Chi nhân sâm (danh pháp khoa học: Panax) là một chi chứa khoảng 14 loài cây có củ phát triển rất chậm thuộc họ nhân sâm (Bảng 1.1). Bảng 1.1: Các loài thuộc chi Panax trên thế giới [2] Tên khoa học Tên thông thƣờng Nguồn gốc Panax ginseng Sâm Hàn Quốc Hàn Quốc C.A.Meyer Panax quinquefolius Sâm Bắc Mỹ Bắc Mỹ L. Panax trifolius L. Sâm lùn Bắc Mỹ Panax notoginseng Tam thất Trung Quốc F.H.Chen ex C.Y.Wu et K.M. Feng Panax pseudo-ginseng Giả nhân sâm Nhật Bản Wall. Subsp. Pseudo- gingseng Hara Panax japonicas Nhân sâm Nhật bản Nhật Bản C.A.Meyer Panax japonicas Nhân sâm Nhật bản Trung Quốc C.A.Meyer. var. Angustifolius (Burk.) Chen et Chu
13 Bảng 1.1 (tt) Tên khoa học Tên thông thƣờng Nguồn gốc Panax japonicas Nhân sâm Nhật bản Trung Quốc C.A.Meyer. var. Bipinnatifidus (Seem.) C.Y. Wu et K.M.Feng Panax zingiberensis Sâm Gừng Trung Quốc C.Y.Wu et Feng Panax stipuleanatus Bái tử Trung Quốc, Việt Nam H.T.Tsai et K.M.Feng Panax pseudo- Giả nhân sâm Nhật Bản ginseng Wall. Subsp. Himalaycus Hara Panax sp. Sâm Lào Nepal Panax vietnamensis Sâm Ngọc Linh Việt Nam Ha et Grushv. 1.1.2 Phân loại Đã có một số nghiên cứu về thực vật của các loài thuộc chi Panax. Và gần đây nhất là hệ thống phân loại của Jun Wen thống kê 12 trong số 14 loài và dƣới loài của chi Panax đã đƣợc đề cập ở trên [2].
14 Bảng 1.2: Bảng hệ thống phân loại các loài thuộc chi Panax ở Châu Á và thế giới [2] H.L. Li H. Hara C. Hoo C.Y. Wu et Jun Wen (1942) (1970) (1973) al (2001) (1973) P. schinseng P. ginseng P. ginseng P. ginseng P. ginseng Nees C.A. Mey. C.A. Mey. C.A. Mey. C.A. Mey. P.Pseudoginse P.Pseudogin P.Pseudogi P.Pseudogin P.Pseudogi ng Wall. seng Wall. nseng Wall. seng Wall. nseng Wall Subsp. Pseu Var. Pseud doginseng oginseng Var.Notogi Var.Notogin Var. nseng seng (Burk.) Notoginsen (Burk.) Chen g F.H. Hoo et Chen Tseng Subsp. Var. P. japonicus P.japonicus japonicus japonicus C.A. Mey. C.A. Mey. Var.Wangg P.Wanggia ianus (Sun) nus S.C. Hoo et Sun Tseng Var.Angusta tus (Makino) Hara
15 Bảng 1.2 (tt) H.L. Li H. Hara C. Hoo C.Y. Wu et al Jun Wen (1942) (1970) (1973) (1973) (2001) Var. major Subsp. Var.elagantio Var. major P. (Burk.) Li Himalaycu r (Burk.) Bipinnatifidus s (Burk.) Wu et Seem. Hara Feng Var. Var. Angustifoliu Angustifolius s (Burk.) Li (Burk.) Jun Wen P.Stipuleanatu P.Stipuleanatu s Tsai et Feng s Tsai et Feng P.Zingiberensi P.Zingiberensi s C.Y. Wu et s C.Y. Wu et K.M. Feng K.M. Feng P. trifolius L. P. Quinquefolius P. vietnamensis Ha et Grushv.
16 1.1.3 Đặc điểm thực vật Cây thảo sống nhiều năm, có thân rễ mập, thân không gai, có vẩy ở gốc. Cây chỉ có hoa lƣỡng tính hoặc cây có cả hoa lƣỡng tính và hoa đực. Lá kép chân vịt, mọc vòng 3 - 5 lá, lá chét nguyên đến có răng nhỏ, có răng hay có thùy lông chim, lá kèm nhỏ. Cụm hoa đơn độc ở đỉnh cành, dạng tán. Cuống hoa có khớp dƣới hoa lƣỡng tính, không có khớp dƣới hoa đực. Đài có 5 răng ngắn. Tràng 5, rời, xếp lợp. Nhị 5, chỉ nhị dài bằng hoặc dài hơn cánh tràng, chỉ nhị xếp xen kẽ với cánh tràng. Bầu 2 lá noãn, vòi nhụy 2, rời hay hợp ở gốc. Quả hạch, hình cầu đôi khi hơi dẹt hoặc có 3 góc. Hạt thƣờng dẹt một bên, số lƣợng hạt bằng số lá noãn, phôi nhũ đồng nhất [4]. 1.1.4 Thành phần hóa học Về thành phần hóa học các loài thuộc chi Panax, ngoài những thành phần hoá học thông thƣờng nhƣ đƣờng, acid béo, amino acid, nguyên tố đa và vi lƣợng..., có thể kể đến các thành phần chính sau [5]: 1.1.4.1 Saponin Saponin trong các loài Panax thuộc nhóm saponin triterpen, đƣợc xem là một trong những hoạt chất chính, đƣợc nghiên cứu kỹ và dùng làm chất đánh dấu (marker) để kiểm nghiệm. Các nhà khoa học Nhật Bản lần đầu tiên phân lập ginsenosid năm 1960 từ P. ginseng, kể từ sau đó, rất nhiều ginsenosid đã đƣợc phân lập và xác định cấu trúc từ các loài thuộc chi Panax. Những nghiên cứu về thành phần hóa học cũng nhƣ tác dụng sinh học, tác dụng dƣợc lý của các loài thuộc chi Panax cho thấy rằng thành phần saponin triterpenoid hay còn gọi là ginsenosid là đóng vai trò quan trọng trong các tác dụng liên quan đƣợc công bố. Cấu trúc chung của ginsenosid (ginseng saponin) cơ bản giống nhau và hầu hết ginsenosid bao gồm nhân triterpen dammaran với 17 carbon với 4 vòng. Cấu trúc ginsenosid lần đầu tiên đƣợc phân lập bởi nhóm nghiên cứu của Shibata (Nhật Bản) và đƣợc đặt tên là Rx (từ ginsenosid-Ra đến ginsenosid-Rh) dựa theo giá trị Rf (tƣơng ứng với độ phân cực) trên bản
17 mỏng silica gel. Ginsenosid nhóm dammaran đƣợc phân loại thành 3 nhóm chính dựa vào cấu trúc aglycon: protopanaxadiol (PPD), protopanaxatriol (PPT) và ocotillol saponin (OCT), trong khi saponin nhóm olean (OA) đƣợc phân loại dựa vào khung aglycon thuộc khung acid oleanolic [6]. 1.1.4.2 Polysaccharid Polysaccharid là nhóm hợp chất tan trong nƣớc, bao gồm nhiều phân tử đƣờng gắn với acid uronic gồm các panaxan A - U. Trọng lƣợng phân tử của chúng từ khoảng 10.000 - 150.000 dalton. Cấu trúc của polysaccharid bao gồm các phân tử đƣờng, acid uronic và dƣới 5% tổng khối lƣợng tƣơi. Chúng là những polysaccharid acid và thể hiện hoạt tính chống phân bào và tăng cƣờng miễn dịch. 1.1.4.3 Polyacetylen/Polyn Polyacetylen/Polyn là nhóm hợp chất hữu cơ với nối đôi và nối ba liên hợp. Các polyacetylen có tính oxy hóa mạnh và chống khối u. 1.1.4.4 Flavonoid và tinh dầu Bên cạnh nhóm hợp chất liệt kê trên, một vài flavonoid và tinh dầu đã đƣợc phân lập và định danh từ các loài chi Panax. 1.1.5 Tác dụng Theo Đông y (đƣợc các nƣớc Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Bắc Triều Tiên, Việt Nam áp dụng) thì nhân sâm là loại thảo dƣợc quý, đƣợc sử dụng gần nhƣ là thần dƣợc cho nhiều chứng bệnh, trong đó có thể kể đến là: tăng cƣờng sức lực, chống mệt mỏi,... và đƣợc bán với giá cao. Tính vị, tác dụng: Vị đắng, không độc. Có tác dụng kích thích nhẹ ở liều thấp làm tăng vận động, tăng trí nhớ nhƣng tác dụng ức chế ở liều cao đối với hệ thần kinh, làm tăng sinh lực chống lại sự mệt mỏi, giúp hồi phục sức lực tƣơng tự nhân sâm, làm tăng sự thích nghi của cơ thể trƣớc những bất lợi của điều kiện môi trƣờng sống, tác dụng bảo vệ tế bào giúp hồi phục số hồng cầu, bạch cầu bị giảm, tác dụng tăng nội tiết tố sinh dục, tác dụng kháng viêm, tác dụng điều hoà hoạt động của tim, tác dụng hạ cholesterol máu, chống xơ
18 vữa động mạch, tác dụng giải độc gan và tác dụng kháng khuẩn nhất là đối với Streptococcus gây bệnh viêm họng. Công dụng: Thân rễ và rễ củ sâm có thể dùng nhƣ nhân sâm làm thuốc bổ; tăng lực, chống suy nhƣợc, hồi phục sức lực bị suy giảm, kích thích nội tiết sinh dục, tăng sức chịu đựng, giải độc và bảo vệ gan, điều hoà thần kinh trung ƣơng, điều hoà tim mạch, chống xơ vữa động mạch, giảm đƣờng huyết. Lại có thể dùng làm thuốc trị viêm họng [7]. 1.1.6 Các dạng chế biến từ sâm Sâm đƣợc chế biến thành nhiều dạng khác nhau, trong đó có thành 2 dạng chính là Bạch sâm và Hồng sâm. Bạch sâm là dạng rễ củ sâm phơi hay sấy khô, còn Hồng sâm là dạng sâm đƣợc chế biến bằng cách hấp với hơi nƣớc rồi phơi sấy khô. Các công trình nghiên cứu khoa học ngày càng chứng minh giá trị và hiệu qủa của Hồng sâm trong phòng bệnh và trị bệnh so với Bạch sâm, đặc biệt là hiệu quả trong phòng chống bệnh ung thƣ, giúp ổn định huyết áp, hạ đƣờng huyết, cân bằng nội tại,… Vì vậy, thị phần Hồng sâm và các chế phẩm từ Hồng sâm ngày càng phát triển. Phát huy những ƣu điểm của Hồng sâm, nhiều dạng chế biến sâm khác đƣợc nghiên cứu nhƣ các chế phẩm “Sâm mặt trời” (Sun Ginseng), Hắc sâm (Black Ginseng),... trong đó sâm đƣợc xử lý với nhiệt lâu hơn, áp suất cao hơn, xử lý nhiệt nhiều lần. Hình 1.1: Hồng sâm (trái) và Hắc sâm (phải) [5]. Các chế phẩm từ sâm Từ nguyên liệu sâm, rất nhiều sản phẩm phong phú và đa dạng, đƣợc chế biến và cung cấp cho thị trƣờng nhƣ sâm tẩm mật ong, cao sâm, bột sâm,
19 trà sâm, viên sâm, nƣớc uống tăng lực, mỹ phẩm chứa sâm, dầu gội đầu chứa sâm,... Những sản phẩm từ sâm đã đáp ứng rộng rãi ngƣời tiêu dùng, làm tăng giá trị gia tăng của sâm, mang lại nguồn lợi kinh tế không nhỏ cho các quốc gia trồng sâm. Hình 1.2: Các sản phẩm phong phú từ sâm trên thị trƣờng [5]. Trong lĩnh vực dƣợc phẩm, một ví dụ về việc xây dựng thƣơng hiệu thành công và mang lại giá trị kinh tế - điều trị từ sâm là chiết xuất nhân sâm G115® và chế phẩm Pharmaton®. Chiết xuất nhân sâm G115® đƣợc công ty Pharmaton SA, ở Lugano Thụy Sỹ nghiên cứu và phát triển. G115® là chiết xuất nhân sâm chuẩn hóa chứa 4% hoạt chất ginsenosid. Trên nền tảng chất lƣợng đƣợc kiểm soát, chiết xuất nhân sâm G115® đã đƣợc đƣa vào thử nghiệm trong hàng chục công trình nghiên cứu dƣợc lý và lâm sàng, cho thấy những tác dụng tiêu biểu của sâm nhƣ tăng lực, tăng sức chịu đựng, tăng khả năng hồi phục nhanh chóng sau vận động, cải thiện chức năng nhận thức, tăng cƣờng miễn dịch, làm giảm các triệu chứng mãn kinh trên phụ nữ [5].
20 1.2 TỔNG QUAN VỀ SÂM NGỌC LINH 1.2.1 Phân loại khoa học Giới (regnum) Plantae Bộ (ordo) Apiales Họ (familia) Araliaceae Phân họ (subfamilia) Aralioideae Chi (genus) Panax Nhánh (section) Panax Loài (species) P. vietnamensis Danh pháp hai phần Panax vietnamensis Ha et Grushv [8]. Hình 1.3: Sâm Ngọc Linh [9]. 1.2.2 Đặc điểm hình thái Sâm Ngọc Linh có dạng thân khí sinh thẳng đứng, màu lục hoặc hơi tím, nhỏ, có đƣờng kính thân độ 4 - 8 mm, thƣờng tàn lụi hàng năm. Tuy nhiên, thỉnh thoảng cũng tồn tại một vài thân trong vài năm. Thân rễ có đƣờng kính 1 - 2 cm, mọc bò ngang nhƣ củ hoàng tinh trên hoặc dƣới mặt đất độ 1 - 3 cm, mang nhiều rễ nhánh và củ. Các thân mang lá và tƣơng ứng với mỗi thân mang lá là một đốt dài khoảng 0,5 - 0,7 cm [10]. Tuy sâm chỉ có một lá duy nhất không rụng suốt từ năm thứ 1 đến năm thứ 3 và chỉ từ năm thứ 4 trở đi mới có thêm 2 - 3 lá. Trên đỉnh của thân mang lá là lá kép hình chân vịt mọc vòng với 3 - 5 nhánh lá. Cuống lá kép dài 6 - 12 mm, mang 5 lá chét, lá