Nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu và dịch chiết của cây riềng mép ngắn (Alpinia breviligulata) ở Đà Nẵng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRỊNH THỊ HOA NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HOÁ HỌC TINH DẦU VÀ DỊCH CHIẾT CỦA CÂY RIỀNG MÉP NGẮN... Mục ñích nghiên cứu Nghiên cứu thành phần hoá học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRỊNH THỊ HOA

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HOÁ HỌC TINH DẦU

VÀ DỊCH CHIẾT CỦA CÂY RIỀNG MÉP NGẮN

Công trình ñược hoàn thành tại ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thị Bích Tuyết

Phản biện 1: PGS TS Lê Tự Hải

Phản biện 2: TS Trịnh Đình Chính

Luận văn ñược bảo vệ trước Hội ñồng chấm luận văn tốt nghiệp thạc sĩ khoa học họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 25 tháng 6 năm 2011

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng

- Thư viện trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn ñề tài

Trong những năm gần ñây, cùng với sự phát triển của khoa học

và công nghệ nói chung, quá trình nghiên cứu cấu trúc và hoạt tính sinh

học của các hợp chất tự nhiên ñã phát triển mạnh mẽ Việc nghiên cứu

các hợp chất tự nhiên ñóng vai trò quan trọng trong việc tìm tòi, nghiên

cứu và sản xuất các vị thuốc quý không chỉ cho nền y học cổ truyền mà

cả trong nền y học hiện ñại Cũng trên cơ sở nghiên cứu ñó ñã xây dựng

ñược các quy trình tổng hợp ra các hợp chất tự nhiên, ñó là con ñường

hữu ích trong công nghệ hoá học cũng như các ngành công nghệ khác

như ngành thực phẩm, hương liệu, mỹ phẩm, dược phẩm…

Việt Nam là một nước thuộc vùng nhiệt ñới gió mùa ẩm, với hệ

thống thảm thực vật phong phú và ña dạng, nhiều loại cây quý hiếm rất

có giá trị trong ngành dược liệu và các ngành kinh tế khác [4] Trong số

ñó, phải kể ñến loài cây Alpinia breviligulata Gagnep (Riềng mép ngắn,

Riềng lưỡi ngắn) thuộc họ Gừng (Zing+`iberaceae) là cây thuốc dân

gian, mọc hoang chủ yếu ở miền Trung nước ta (loài này chỉ mới ñược

tìm thấy ở Việt Nam từ Thanh Hoá ñến Quảng Trị, Thừa Thiên-Huế, Đà

nẵng) trong các lùm bụi, ñất ẩm và râm mát [20] Thân rễ (rhizome) và

hạt thường ñược dùng chữa các bệnh: ñau bụng, ñau dạ dày, tá tràng

tinh dầu dùng chữa bệnh ñau răng [3], [12], [15]

Tuy nhiên, cho ñến nay cây Alpinia breviligulata Gagnep chỉ

mới ñược nhắc ñến trong các sách như là một cây thuốc dân gian Việc

nghiên cứu thành phần hoá học của nó vẫn chưa nhiều và chưa có hệ

thống, ñặc biệt vẫn chưa có tài liệu nào công bố về thành phần hoá học

của dịch chiết (phần thân rễ) cũng như việc tách và nghiên cứu hoạt tính

của các cấu tử chính của nó Vì vậy, chúng tôi chọn ñề tài

“NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC TINH DẦU

(ALPINIA BREVILIGULATA)Ở ĐÀ NẴNG "

Hy vọng rằng những kết quả nghiên cứu ñược của ñề tài cùng với những công trình nghiên cứu trước ñây sẽ làm bằng chứng khoa học cho việc sử dụng loại tài nguyên này vào các lĩnh vực sản xuất dược liệu, hương liệu, mỹ phẩm Và từ ñó có hướng qui hoạch canh tác, khai thác và sử dụng loại thực vật này trên ñịa bàn Đà Nẵng nói riêng và cả nước nói chung

2 Mục ñích nghiên cứu

Nghiên cứu thành phần hoá học tinh dầu và dịch chiết, thử hoạt

tính sinh học các dịch chiết của cây Alpinia breviligulata Gagnep

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu của: lá, thân cây, thân

rễ Nghiên cứu thành phần hóa học dịch chiết thân rễ trong các dung

môi: Dung môi n-hexan; dung môi clorofom; dung môi etanol

Xác ñịnh hoạt tính sinh học dịch chiết thân rễ Tách và xác ñịnh thành phần hoá học từ dịch chiết n-hexan của thân rễ và tinh dầu (thân

rễ, lá, thân) của cây Alpinia breviligulata Gagnep

4 Phương pháp nghiên cứu

* Nghiên cứu lý thuyết

Thu thập, tổng hợp các tài liệu, tư liệu, sách báo trong và ngoài nước có liên quan ñến ñề tài

Nghiên cứu lí thuyết: Phương pháp nghiên cứu các hợp chất tự nhiên; tổng quan các tài liệu về ñặc ñiểm hình thái thực vật, thành phần

hoá học của một số cây thuộc chi Riềng (Alpinia) nói chung và cây

RMN (Alpinia breviligulata Gagnep.) nói riêng

* Phương pháp thực nghiệm

Phương pháp tách tinh dầu bằng chưng cất lôi cuốn hơi nước Phương pháp ngâm chiết bằng dung môi hữu cơ (metanol)

Phương pháp xác ñịnh các hằng số vật lý và hóa học: Nhiệt ñộ nóng chảy, chỉ số khúc xạ, chỉ số axit, chỉ số este…

Phương pháp tách và xác ñịnh thành phần hoá học của tinh dầu

và dịch chiết: Sắc ký khí - khối phổ liên hợp (GC/MS)

Phương pháp phổ xác ñịnh cấu trúc: phổ khối lượng (MS)

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài

Từ các nghiên cứu trên, luận văn ñã thu ñược một số kết quả với những ñóng góp thiết thực sau:

- Xác ñịnh ñược hàm lượng, các chỉ số vật lý, hoá học của tinh dầu các bộ phận cây RMN ở Đà Nẵng nhằm ñịnh hướng cho việc quy hoạch và khai thác sau này

- Xác ñịnh thành phần hoá học của tinh dầu : lá, thân cây, thân rễ

và dịch chiết thân rễ

- Thử hoạt tính sinh học của các dịch chiết thân rễ ñể ñịnh hướng

cho việc ứng dụng trong thực tế

6 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở ñầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục trong luận văn ñược chia thành ba chương như sau:

Chương 1: Tổng quan

Chương 2: Những nghiên cứu thực nghiệm

Chương 3: Kết quả và bàn luận

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Đặc ñiểm hình thái thực vật và thành phần hoá học của một số

cây thuộc chi Riềng (Alpinia)

1.2 Alpinia breviligulata Gagnep -Riềng mép (lưỡi) ngắn

1.2.1 Mô tả sơ lược ñặc ñiểm thực vật của cây Riềng mép ngắn (Alpinia breviligulata Gagnep.)

Alpinia breviligulata Gagnep., RMN thuộc họ Gừng

(Zingiberaceae) Cây thân thảo cao khoảng 1-1,5m, hay cao hơn Lá

không cuốn, hình dài mũi mác, mép có gai nhỏ, dài khoảng 20cm, rộng khoảng 2,5cm Bẹ nhẵn, lưỡi nguyên, tròn, ngắn (hình 1.8; 1.10 ) Chuỳ hình tháp, dài từ 20-25cm, phân thành nhiều nhánh, các nhánh mang 1-4 nhánh nhỏ cách quảng, mỗi nhánh có từ 3-4 hoa Lá bắc dễ rụng Dài hình ống, có 3 răng hình tam giác tù Tràng có ống thụt vào, các thuỳ thuôn, họ có lông ở mặt lưng Nhị có bao phấn, có gốc nhị lép hình mũi dùi hay dạng hình dải Cánh môi hình bầu dục, màu trắng hơi viền ñỏ, bầu có lông Quả mọng khô, hình cầu, ñường kính khoảng 12mm, chứa

khoảng 10-12 hạt, màu vàng hoặc ñỏ ích chính Cây ra hoa từ tháng 8-9,

cho quả từ tháng 10-12 [1], [2], [3], [7], [l2] Loài này chỉ mới tìm thấy

ở Việt Nam từ Thanh Hoá ñến Quảng Trị, Thừa Thiên-Huế, Đà Nẵng, Quảng Nam Sống trong các lùm bụi, chỗ ñất ẩm, râm mát, gần các khe suối

Hình 1.8 Hoa, quả của cây Apinia breviligulata Gagnep ở Đà Nẵng

1.2.2 Công dụng chữa bệnh của một số loài riềng

1.2.3 Tình hình nghiên cứu về mặt hoá học cây Alpinia breviligulata Gagnep

1.3 C ơ sở lý thuyết các phương pháp chiết tách các hợp chất hưu cơ

CHƯƠNG 2 NHỮNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 2.1 Nguyên liệu

2.2 Hóa chất và thiết bị nghiên cứu

2.3 Nghiên cứu chiết tách tinh dầu Riềng mép ngắn (Alpinia breviligulata Gagnep)

2.3.1 Chiết tách tinh dầu

Tinh dầu thu theo phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

2.3.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng ñến lượng tinh dầu

2.3.3 Định lượng tinh dầu, xác ñịnh các chỉ số vật lý và hóa học của tinh dầu

2.3.4 Xác ñịnh thành phần hóa học của tinh dầu

Hình 1.10 Thân rễ Apinia breviligulata Gagnep ở Đà Nẵng

Các cấu tử của tinh dầu ñược xác ñịnh thành phần phần trăm (%) và nhận diện bằng phương pháp GC/MS

2.3.5 Thử nghiệm hoạt tính sinh học, khả năng kháng oxi hóa

2.4 Nghiên cứu chiết tách và xác ñịnh thành phần hóa học các dịch chiết từ thân rễ bằng dung môi hữu cơ

2.4.1 Phương pháp ngâm chiết

Cho 500 gam thân rễ xay nhỏ vào bình thủy tinh lớn, sau ñó cho vào 2 lit dung môi CH3OH, ñậy kín trong vòng một tháng, sau ñó chiết thu dịch chiết

2.4.2 Xác ñịnh thành phần hóa học của dịch chiết thân rễ Alpinia breviligulata Gagnep

Thành phần hóa học của dịch chiết trong các dung môi n-Hexan, clorofom và etanol ñược xác ñịnh phần trăm (%) và nhận diện bằng phương pháp GC/MS

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 Xác ñịnh tên khoa học

3.2 Kết quả nghiên cứu chiết tách tinh dầu

3.2.1 Tính chất cảm quan và hàm lượng của tinh dầu

Bảng 3.1 Tính chất cảm quan và hàm lượng của tinh dầu

Tinh d ầu Tính chất cảm quan Hàm lượng

3.2.2 Hàm lượng tinh dầu thân rễ cây Alpinia breviligulata Gagnep

(0,325 + 0,351 + 0,349)

% TD =

3 = 0,342%

3.2.3 Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng ñến hàm lượng tinh dầu

3.2.3.1 Khảo sát tỉ lệ khối lượng nguyên liệu/nước

Bảng 3.2 Kết quả khảo sát tỉ lệ khối lượng thân rễ / thể tích nước

mnguyên liệu/Vnước 1,0:1,0 2,0:2,5 2,0:3,0 2,0:3,5 1,0:2,0

Vtinh dầu(ml) 0,3 0,4 0,5 0,4 0,4

3.2.3.2 Khảo sát thời gian chưng cất

Bảng 3.3 Kết quả khảo sát thời gian chưng cất tinh dầu

3.2.4.2 Kết quả xác ñịnh chỉ số khúc xạ

Bảng 3.5 Chỉ số khúc xạ Alpinia breviligulata Gagnep

3.2.5 Kết quả xác ñịnh các chỉ số hóa học của tinh dầu thân rễ cây RMN (Alpinia breviligulata Gagnep.)

3.2.5.1.Chỉ số axit

Bảng 3.6 Chỉ số axit tinh dầu thân rễ cây RMN ở Đà Nẵng

Lần Khối lượng tinh

dầu (g)

Th ể tích KOH 0,1N(ml) Chỉ số axit

Bảng 3.7 Chỉ số este tinh dầu thân rễ cây RMN ở Đà Nẵng

Lần Khối lượng tinh

dầu (g)

V1(ml)

V (ml)

Chỉ số este

3.2.6 Kết quả xác ñịnh thành phần hóa học của tinh dầu Alpinia breviligulata Gagnep

3.2.6.1 Kết quả xác ñịnh thành phần hóa học của tinh dầu lá Alpinia

8 8,55 6-Nonynoic acid, methyl ester C10H16O2 0,44

Hình 3.1 Sắc ký ñồ GC của TD lá cây Alpinia breviligulata Gagnep

9 8,92 Benzyl methyl ketone C9H10O 0,30

10 9,05

carboxaldehyde,6,6-dimethyl-,(1S,5R)-(+)-

3.2.6.2 Kết quả xác ñịnh thành phần hóa học của tinh dầu thân cây

Alpinia breviligulata Gagnep

Hình 3.8 Sắc ký ñồ GC của TD thân cây Alpinia breviligulata Gagnep

Bảng 3.9 TPHH của TD thân cây RMN (Alpinia breviligulata Gagnep.)

ở Đà Nẵng

STT T gian

Hàm lượng (%)

heptadecadiene-4,6-C17H24O 0,34

17 13,38

Cyclohexan,1,5- 2-methylene

C 14 H 22 O 2 3,77

32 18,30

Naphthalene,4-dimethyl-

3.2.6.3 Kết quả xác ñịnh thành phần hóa học của tinh dầu thân rễ

Alpinia breviligulata Gagnep

Hình 3.11 Sắc ký ñồ GC của TD thân rễ Alpinia breviligulata Gagnep

Bảng 3.10 TPHH của TD thân rễ cây RMN (Alpinia breviligulata Gagnep.) ở Đà Nẵng

Hàm lượng (%)

3.2.7 So sánh thành phần hóa học của tinh dầu cây RMN

3.2.7.1 So sánh thành phần hóa học của tinh dầu lá cây, thân cây và thân rễ của cây RMN ở Đà Nẵng

Bảng 3.11 Bảng so sánh TPHH của tinh dầu lá, thân, thân rễ cây RMN

(Alpinia breviligulata Gagnep.) ở Đà Nẵng

Hàm lượng % STT

3.2.7.2 So sánh thành phần hóa học của tinh dầu thân rễ của cây RMN

ở Đà Nẵng, Thừa Thiên –Huế và Quảng Trị

Bảng 3.12 So sánh TPHH của TD thân rễ cây RMN ở Đà Nẵng , Thừa

Thiên Huế và Quảng Trị

Hàm lượng % ST

T H ợp chất

Đà Nẵng

Thừa Thiên Huế

Quảng Trị

Từ bảng 3.11 và 3.12 cho thấy: Thành phần hóa học chính

trong tinh dầu thân rễ cây RMN gồm: α-cis-Ocimen (7,05%), Camphen (4,70%), β-Pinen (12,69%), 1,8-Cineol (10,56%), Borneol (9,42%), Fenchyl axetat (18,28%), Caryophylen oxit (3,36%) Kết quả cho thấy, tinh dầu thân rễ cây RMN ở Đà Nẵng có hàm lượng các cấu tử Camphen, β-Pinen, l,8-Cineol, Borneol thấp hơn trong tinh dầu thân rễ

cây RMN ở Quảng Trị, nhưng hàm lượng các cấu tử khác thì cao hơn và ñặc biệt là Fenchyl axetat: Camphen (6,16%), β-Pinen (16,72%), l,8-Cineol (12,74%), Bornerol (8.93%), Fenchyl axetat (7,39%), Caryophylen oxit (2,71%) Và ngược lại, hàm lượng các cấu tử cao hơn trong tinh dầu thân rễ cây RMN ở Thừa Thiên-Huế: Camphen (2,5%); β-Pinen (11,1%); l,8-Cineol (4,7%); Borneol (7,0%); Fenchyl axetat (3,4%) Điều ñặc biệt là trong tinh dầu thân rễ của cây RMN ở Đà Nẵng chứa rất ít caryophylen oxit (3,66%), trong khi ñó ở tinh dầu thân rễ cây RMN ở Thừa Thiên-Huế caryophylen oxit chiếm 10,5%

3.3 Kết quả nghiên cứu dịch chiết thân rễ cây Alpinia breviligulata

Bảng 3.13 TPHH của dịch chiết n-hexan thân rễ cây RMN ở Đà Nẵng

STT Thời gian

l ưu (phút) Hợp chất

Hàm lượng (%)

19 21,547 11-Eicosenoic acid,methyl ester 0,35

20 22,497 Adipic acid,dioctyl ester 0,85

Từ bảng 3.13 cho thấy thành phần hóa học chính của dịch chiết

thân rễ cây RMN gồm 3 cấu tử: Hexadecanoic acid (10,15%), Octadecadienoic acid (24,65%), Diisooctyl phthalate (45,19%) Qua

9,12-khảo sát phổ MS cho thấy ña số các cấu tử này thuộc nhóm các hợp chất axit béo và este

3.3.2 Thành phần hoá học của dịch chiết thân rễ cây Riềng mép ngắn (Alpinia breviligulata Gagnep.) trong dung môi Clorofom

Bảng 3.14 TPHH của dịch chiết clorofom thân rễ cây RMN ở Đà Nẵng

STT Thời gian

Công thức phân tử

Hàm lượng (%)

Hình 3.20 Phổ MS của 1,2-Benzenedicarboxylic acid, mono

(2-ethylhexyl) ester trong clorofom

3.3.3 Thành phần hoá học của dịch chiết thân rễ cây Riềng mép ngắn (Alpinia breviligulata Gagnep.) trong dung môi Ethanol

Bảng 3.15 TPHH của dịch chiết Etanol thân rễ cây RMN ở Đà Nẵng

STT Thời gian

lưu (phút) H ợp chất Công thức

phân tử

Hàm lượng (%)

1 4,84 3-Methyl butanoic acid C5H10O2 1,40

C 16 H 22 O 4 35,02

Nhận xét: Qua kết quả về thành phần hóa học của dịch chiết cây

RMN trong dung môi Ethanol và Clorofom ta nhận thấy trong cả hai

dung môi ñều cho phép chiết 1,2-Benzenedicarboxylic acid, mono ethylhexyl) ester với hàm lượng rất cao

(2-Hình 3.21 Phổ MS của 1,2-Benzenedicarboxylic acid, mono

(2-ethylhexyl) ester trong etanol

Hình 3.22 Phổ MS của Hexadecanoic acid, ethyl ester trong etanol

3.4 Thử hoạt tính sinh học của dịch chiết cây RMN

Dịch chiết thân rễ cây Alpinia breviligulata Gagnep có tính

kháng khuẩn các vi sinh vật ñã kiểm ñịnh

Periplanon(14,12%), Caryophylen oxit(5,69%), (S)-cis-Verbenol

(5,01%),1,3,5-Cyclononatriene,hexamethyl-(6,31%); tinh dầu thân cây là

các chất: α-cis-Ocimen(6,66%), Copaen(5,72%),

Cyclohexan,1,5-diethenyl-3-methyl-2-methylene(4,46%), Cadina-3,9-diene ,

Patchulan(29,44%), β –Periplanon(7,22%) ;tinh dầu thân rễ là các chất:

α-cis-Ocimen(7,05%), Camphen(4,7%), β-Pinen(12,69%),

1,8-Cineol(10,56%), Borneol(9,42%), Fenchyl axetat(18,28%), Caryophylen oxit(3,66%)

2 Bằng phương pháp ngâm chiết trong dung môi metanol ñã tách và xác ñịnh thành phần hóa học của dịch chiết Kết quả cho thấy

thành phần hóa học của dịch chiết thân rễ cây Alpinia breviligulata Gagnep trong dung môi n-hexan gồm: Hexadecenoic acid (10,15%),

9,12-Octadecadienoic acid(24,65%), Diisooctyl phthalate (45,19%)

3 Kết quả thành phần hóa học của dịch chiết thân rễ cây Alpinia

breviligulata Gagnep trong dung môi clorofom và etanol :

1,2-Benzenedicarboxylic acid, mono (2-ethylhexyl) ester

4 Đã xác ñịnh ñược tính kháng khuẩn của dịch chiết trong dung

môi clorofom và etanol của thân rễ cây Alpinia breviligulata Gagnep

2 KIẾN NGHỊ

`Qua kết quả nghiên cứu trên chúng tôi kiến nghị :

Tìm cách tách và xác ñịnh cấu trúc các cấu tử có hàm lượng lớn

của dịch chiết trong n-hexan , cloroform, ethanol của thân rễ cây Alpinia

breviligulata Gagnep ở Đà Nẵng

Tiếp tục khảo sát hoạt tính sinh học với một số chủng vi khuẩn

khác của cây Alpinia breviligulata Gagnep ở Đà Nẵng nhằm giải thích

thỏa ñáng tác dụng chữa bệnh cũng như ñóng góp vào vườn thuốc y học

cổ truyền quốc gia