Tổng quan về tinh dầu các loài thuộc chi zingiber mill , họ gừng zingiberaceae

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN THỊ GIANG TỔNG QUAN VỀ TINH DẦU CÁC LOÀI THUỘC CHI ZINGIBER MILL., HỌ GỪNG ZINGIBERACEAE KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI - 2015 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN THỊ GIANG TỔNG QUAN VỀ TINH DẦU CÁC LOÀI THUỘC CHI ZINGIBER MILL., HỌ GỪNG ZINGIBERACEAE KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI - 2015 Người hướng dẫn: 1. TS. Nguyễn Quỳnh Chi 2. ThS. Lê Thanh Bình Nơi thực hiện: Bộ môn Dược liệu LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Quỳnh Chi và ThS. Lê Thanh Bình, Bộ môn Dược liệu – Trường Đại học Dược Hà Nội, dù bận rất nhiều công việc nhưng đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành khoá luận tốt nghiệp này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trường Đại học Dược nói chung và các thầy cô Bộ môn Dược liệu nói riêng đã tạo mọi điều kiện học tập cho tôi trong 5 năm vừa qua. Gửi lời cảm ơn đến các bạn của tôi, những người đã đồng hành, khích lệ và giúp đỡ cho tôi trong quá trình làm đề tài này. Cuối cùng, khoá luận tốt nghiệp sẽ không thể hoàn thành nếu thiếu sự động viên, giúp đỡ của gia đình. Lời cảm ơn đặc biệt tôi xin gửi đến ba mẹ và chị gái tôi, những người luôn ở bên giúp tôi vượt qua những lúc khó khăn nhất, nuôi dưỡng và che chở cho tôi trong suốt chặng đường đã qua. Hà Nội, ngày 05 tháng 5 năm 2015 Sinh viên Nguyễn Thị Giang MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH ĐẶT VẤN ĐỀ 1 CHƯƠNG 1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2 1.1. Đối tượng nghiên cứu 2 1.2. Phương pháp nghiên cứu 2 1.2.1. Thu thập tài liệu 2 1.2.2. Tổng hợp dữ liệu 2 CHƯƠNG 2. ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT CHI ZINGIBER MILL. 4 2.1. Vị trí phân loại chi Zingiber Mill. 4 2.2. Đặc điểm thực vật và phân bố của chi Zingiber Mill. 4 2.2.1. Đặc điểm thực vật 4 2.2.2. Phân bố 6 CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT VÀ THÀNH PHẦN TINH DẦU CÁC LOÀI THUỘC CHI ZINGIBER MILL. 10 3.1. Các phương pháp chiết xuất tinh dầu 10 3.1.1. Phương pháp cất kéo hơi nước 10 3.1.2. Phương pháp cất kéo hơi nước có hỗ trợ của vi sóng 14 3.1.3. Phương pháp chiết CO 2 lỏng siêu tới hạn 16 3.1.4. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất tinh dầu 18 3.2. Các phương pháp phân tích tinh dầu, thành phần tinh dầu và các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần tinh dầu 21 3.2.1. Các phương pháp phân tích tinh dầu 21 3.2.1.1. Phương pháp sắc ký lớp mỏng 22 3.2.1.2. Phương pháp sắc ký khí 22 3.2.2. Thành phần tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill. và các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần tinh dầu 24 3.2.2.1. Thành phần tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill. 24 3.2.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần tinh dầu 39 CHƯƠNG 4. TÁC DỤNG SINH HỌC VÀ ỨNG DỤNG CỦA TINH DẦU CÁC LOÀI THUỘC CHI ZINGIBER MILL. 50 4.1. Tác dụng sinh học 50 4.1.1. Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm 50 4.1.2. Tác dụng diệt và xua đuổi côn trùng 53 4.1.3. Tác dụng chống oxy hoá 53 4.1.4. Tác dụng chống viêm 54 4.1.5. Tác dụng giảm đau 55 4.1.6. Tác dụng gây độc tế bào 55 4.1.7. Một số tác dụng sinh học khác 56 4.2. Ứng dụng của tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill. 58 4.2.1. Ứng dụng trong Y học 58 4.2.2. Ứng dụng trong kỹ nghệ hương liệu, hoá mỹ phẩm 59 4.2.3. Ứng dụng trong kỹ nghệ thực phẩm 59 CHƯƠNG 5. BÀN LUẬN 61 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT …………………………………………… 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng việt CTCT Công thức cấu tạo GC Sắc kí khí IC 50 Nồng độ ức chế trung bình ID 50 Liều ức chế trung bình LC 50 Nồng độ gây chết trung bình LC 90 Nồng độ gây chết 90% đối tượng thí nghiệm LD 50 Liều gây chết trung bình MIC Nồng độ ức chế tối thiểu MS Khối phổ tt/kl Thể tích/khối lượng kl/kl Khối lượng/khối lượng TLTK Tài liệu tham khảo DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Tên bảng Trang 2.1 Các loài thuộc chi Zingiber Mill. ở Việt Nam 7 3.1 Hàm lượng tinh dầu thu được từ một số loài thuộc chi Zingiber Mill. sử dụng phương pháp cất kéo hơi nước 11 3.2 Hàm lượng tinh dầu thân rễ khô của loài Z. corallinum Hance sử dụng phương pháp chiết CO 2 lỏng siêu tới hạn 17 3.3 Một số cột mao quản trong phân tích tinh dầu chi Zingiber Mill. 23 3.4 Thành phần các hợp chất aliphatic có trong tinh dầu một số loài thuộc chi Zingiber Mill. 25 3.5 Thành phần các hợp chất monoterpen có trong tinh dầu một số loài thuộc chi Zingiber Mill. 26 3.6 Thành phần các hợp chất sesquiterpen có trong tinh dầu một số loài thuộc chi Zingiber Mill. 32 3.7 Thành phần các hợp chất có nhân thơm trong tinh dầu một số loài thuộc chi Zingiber Mill. 37 3.8 Một số thành phần chính có trong tinh dầu thân rễ loài Z. officinale Rosc. ở một số khu vực địa lý khác nhau 40 3.9 Một số thành phần chính có trong tinh dầu thân rễ loài Z. zerumbet Smith ở một số khu vực địa lý khác nhau 43 3.10 Một số thành phần chính có trong tinh dầu thân rễ loài Z. cassumunar Roxb. ở một số khu vực địa lý khác nhau 44 3.11 Một số thành phần chính trong tinh dầu cất từ các bộ phận khác nhau của loài Z. roseum Rosc. 47 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Tên hình Trang 3.1 Thiết bị cất kéo hơi nước có hỗ trợ vi sóng 15 3.2 Hàm lượng tinh dầu thu được từ thân rễ loài Z. officinale Rosc. theo thời gian chiết xuất 19 3.3 Hàm lượng tinh dầu thân rễ loài Z. officinale Rosc. theo mức công suất lò vi sóng khác nhau 20 3.4 Hàm lượng tinh dầu thân rễ loài Z. officinale Rosc. thu được với các tỷ lệ nước/dược liệu khác nhau với công suất 250W 21 5.1 CTCT một số thành phần chính trong tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill. 64 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Từ hàng ngàn năm trước đây, con người đã biết khai thác và sử dụng tinh dầu để làm thuốc, chất thơm, gia vị, đáp ứng các nhu cầu trong cuộc sống. Ngày nay, với sự phát triển nhanh chóng của Khoa học – Công nghệ, kinh tế và đời sống xã hội, con người đã áp dụng các công nghệ hiện đại để phát triển khai thác, chế biến, sử dụng tinh dầu với hiệu quả tối ưu trong các lĩnh vực chế biến thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm…Tinh dầu đã và đang trở thành nguồn nguyên liệu không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp, sản phẩm của tinh dầu cũng ngày càng đa dạng, hoàn thiện trên nhiều lĩnh vực. Chi Zingiber Mill. là một chi điển hình trong họ Gừng, là nguồn dược liệu chứa tinh dầu đáng kể. Tinh dầu của một số đại diện như Z. officinale Rosc., Z. cassumunar Roxb. hay Z. zerumbet (L.) Smith từ lâu đã được biết đến với công dụng làm dịu tinh thần, chống suy nhược, sử dụng trong viêm khớp, đau nhức cơ Ngoài ra, một số hợp chất được phân lập từ tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill. được nghiên cứu cho thấy có hoạt tính kháng vi sinh vật, chống viêm, gây độc tế bào…[16], [24], [117]. Với hơn 150 loài, chi Zingiber Mill. đang được nghiên cứu trên nhiều loài khác nhau về thành phần tinh dầu và hoạt tính sinh học của thành phần này. Tuy nhiên, các nghiên cứu này mới chỉ được báo cáo đơn lẻ. Vì vậy, để có cái nhìn đầy đủ và khái quát hơn về tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill., đề tài “ Tổng quan về tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill., họ Gừng (Zingiberaceae)” được tiến hành với những mục tiêu sau: 1. Tổng quan về phương pháp chiết xuất và thành phần tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill. 2. Tổng quan về tác dụng sinh học và ứng dụng của tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill. 2 CHƯƠNG 1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1. Đối tượng nghiên cứu - Các bài báo, các công trình nghiên cứu về tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill., họ Gừng (Zingiberaceae). 1.2. Phương pháp nghiên cứu 1.2.1. Thu thập tài liệu Các tài liệu chuyên ngành có nguồn gốc trong và ngoài nước liên quan đến các loài thuộc chi Zingiber Mill., thành phần tinh dầu và hoạt tính sinh học cũng như ứng dụng của tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill Tra cứu nguồn tài liệu qua Internet, thư viện Trường Đại học Dược Hà Nội, thư viện Quốc Gia Việt Nam. Tham khảo các nguồn tài liệu: - Tạp chí chuyên ngành trong nước: Tạp chí Dược học, Tạp chí Dược liệu, Tạp chí Khoa học. - Tài liệu nước ngoài trên cơ sở dữ liệu : Pubmed. Sử dụng các từ khoá tìm kiếm: “Zingiber”, “essential oils”, “volatile”, “ginger oil”, “plai oil”, tên riêng của loài và kết hợp các toán tử OR, AND để tìm ra bài viết. - Sách, luận văn, luận án, khoá luận tốt nghiệp có liên quan. 1.2.2. Tổng hợp dữ liệu Sau khi đọc, phân tích, các dữ liệu được tập hợp với các nội dung sau: - Vị trí phân loại, đặc điểm thực vật và phân bố của các loài thuộc chi Zingiber Mill. - Các phương pháp chiết xuất tinh dầu đã được áp dụng trong nghiên cứu về các loài thuộc chi Zingiber Mill., từ đó rút ra được các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất cũng như chất lượng tinh dầu. [...]...3 - Qua các nghiên cứu đơn lẻ về tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill hệ thống lại các phương pháp phân tích tinh dầu, các thành phần chính, đặc trưng của tinh dầu các loài này cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần tinh dầu - Tổng kết được tác dụng sinh học, ứng dụng của tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill đã được nghiên cứu 4 CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT CHI ZINGIBER MILL 2.1 Vị... (Đồng Văn ), Sơn La (Thuận Châu) [3] Gừng lào Quảng Bình (Tuyên Hóa ), Quảng Nam (Khâm Đức ), Kon Tum (Sa Thầy, Đắk Glei ), Gia Lai (KBang) [3] 10 CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP CHI T XUẤT VÀ THÀNH PHẦN TINH DẦU CÁC LOÀI THUỘC CHI ZINGIBER MILL Các nghiên cứu về thành phần hóa học các loài thuộc chi Zingiber Mill cho thấy sự có mặt của 1 số nhóm chất như tinh dầu, nhựa dầu, chất béo, tinh bột, chất cay, chất khoáng... cất tinh dầu) , lá tươi và hạt tươi Hàm lượng tinh dầu trong các loài thuộc chi Zingiber Mill thu được dao động từ 0,2 % đến 3 %, phụ thuộc vào từng loài, thời gian chi t xuất, bộ phận cất tinh dầu, nguồn gốc, xuất xứ mẫu dược liệu Nghiên cứu trên loài Z officinale Rosc ., cho thấy hàm lượng tinh dầu thu được từ thân rễ khô ( 1,1 % – 3,8 %) và thân rễ tươi ( 0,2 3% – 0,9 6%) Một số loài cho hàm lượng tinh dầu. .. chất khoáng Trong đ , thành phần được nghiên cứu nhiều nhất là tinh dầu Bài tổng quan này tập trung trình bày về thành phần tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill 3.1 Các phương pháp chi t xuất tinh dầu Hiện nay, có rất nhiều phương pháp được sử dụng để chi t xuất tinh dầu Đối với các loài thuộc chi Zingiber Mill. , các phương pháp được sử dụng bao gồm: phương pháp cất kéo hơi nước, phương pháp cất... [33 ], [89 ], [103 ], [109] Ở châu , Chi Zingiber Mill có chủ yếu ở Trung Quốc (42 loài) , Ấn Độ (18 loài) và khu vực Đông Nam Á [107 ], [109 ], [115] Ở Đông Nam , một số khu vực chi Zingiber Mill tập trung với số lượng loài lớn như Thái Lan (26 loài) , Borneo (31 loài) , Malaysia (19 loài) [29 ], [49 ], [68 ], [107] Một số loài hay gặp nhất trong chi Zingiber Mill ở Việt Nam là Z officinale Rosc (Gừng ), Z... phân tích tinh dầu các loài khác nhau thuộc chi Zingiber Mill. , tuy nhiên nhìn chung nhiệt độ phân tích thường nằm trong khoảng từ 60oC – 220oC Dữ liệu phân tích thường được so sánh với thư viện phổ NIST và Wiley (Phụ lục) 3.2.2 Thành phần tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill và các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần tinh dầu 3.2.2.1 Thành phần tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill Các kết quả... Liêm ), Nghệ An, Quảng Nam (Nam Giang) [3 ], [5 ], [15] Gừng đỏ Lào Cai (Văn Bản, Bát Xát ), Hà Giang (Vị Xuyên ), Tuyên Quang (Nà Hang ), Bắc Kạn (chợ Đồn ), Phú Thọ (Hạ Hòa ), Hòa Bình (Mai Châu ), Ninh Bình (Cúc Phương ), Thanh Hóa ( Bá Thước ), Kon Tum (Đắk Glei) [3] Gừng lông hung Phú Thọ (Xuân Sơn ), Tuyên Quang (Nà Hang ), Hòa Bình (Mộc Châu ), Hà Nội (Ba Vì ), Đắk Lắk [3] Gừng gi , Riềng gi , Ngải xanh, Ngải... thành phần tinh dầu một số loài thuộc chi Zingiber Mill cho thấy sự có mặt của các nhóm chất sau: các hợp chất aliphatic, terpen và dẫn chất của chúng (monoterpen, sesquiterpen) và các hợp chất có nhân thơm Bảng 3. 4, 3. 5, 3. 6, 3.7 trình bày các thành phần aliphatic, các thành phần terpenoid và các thành phần có nhân thơm có trong tinh dầu một số loài thuộc chi Zingiber Mill nghiên cứu (Các chất được... Phương, Ninh Bình Theo 1 số TLTK và báo cáo gần đây nhất của TS Nguyễn Quốc Bình, chi Zingiber Mill ở Việt Nam có 14 loài (bảng 2.1) Bảng 2.1 Các loài thuộc chi Zingiber Mill ở Việt Nam STT 1 2 3 Tên khoa học Z officinale Rosc Z acuminatum Val Z cochinchinensis Gagnep Tên Việt Phân bố TLTK Gừng, khương Mọc hoang và được trồng ở khắp nơi trên cả nước [3 ], [5 ], [12 ], [15] Gừng nhọn Phú Thọ (Thanh Sơn ), Hòa... trình cất 3.2 Các phương pháp phân tích tinh dầu, thành phần tinh dầu và các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần tinh dầu 3.2.1 Các phương pháp phân tích tinh dầu Sắc ký lớp mỏng và sắc ký khí là hai phương pháp được sử dụng để phân tích tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill 22 3.2.1.1 Phương pháp sắc ký lớp mỏng Sắc ký lớp mỏng đã được dùng để định tính tinh dầu loài Z officinale Rosc ., Z zerumbet . nhiên, các nghiên cứu này mới chỉ được báo cáo đơn lẻ. Vì vậy, để có cái nhìn đầy đủ và khái quát hơn về tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill. , đề tài “ Tổng quan về tinh dầu các loài thuộc. thuộc chi Zingiber Mill. , họ Gừng (Zingiberaceae) ” được tiến hành với những mục tiêu sau: 1. Tổng quan về phương pháp chi t xuất và thành phần tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill. 2. Tổng. Qua các nghiên cứu đơn lẻ về tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill. hệ thống lại các phương pháp phân tích tinh dầu, các thành phần chính, đặc trưng của tinh dầu các loài này cũng như các