Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học trong thân rễ của ba loại nghệ...

MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Từ lâu curcumin, một thành phần hóa học chính của củ nghệ, đã được biết đến như là một hoạt chất có nguồn gốc từ thực vật đóng vai trò quan trọng trong nền công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm và dược phẩm. Nghệ là một trong những loại cây rất phổ biến đã được sử dụng cách đây gần 4000 năm, bắt nguồn từ văn hóa AyerVeda tại Ấn Độ nó được thêm vào hầu hết các món ăn dù đó là thịt hay rau. Ngày nay nghệ là nguồn chất quý, có giá trị kinh tế cao. Chính vì vậy, việc nghiên cứu chiết tách xác định thành phần hóa học và xác định cấu trúc của hợp chất được tách ra từ củ nghệ có ý nghĩa vô cùng quan trọng và cần thiết. Nhiều công trình nghiên cứu ở các nước trên thế giới đã chứng minh rằng curcumin có hoạt tính sinh học cao như bảo vệ gan, giảm đau, kháng ung thư, kháng loét, kháng nấm, kháng khuẩn, chống oxy hóa [17],[35]. Do hoạt tính sinh học quý giá của chất curcumin nên việc nghiên cứu chiết tách, xác định thành phần hóa học, xác định cấu trúc và sử dụng curcumin đang được các tác giả nhiều nước tiếp tục nghiên cứu sâu hơn. Trong đó chưa có công trình nghiên cứu nào nghiên cứu sâu sắc về thân rễ cây nghệ Lào kể cả việc phân lập và xác định cấu trúc của chất curcumin trong củ nghệ Lào. Do tầm quan trọng và ứng dụng của chất curcumin về nhiều mặt, việc nghiên cứu, phân lập và xác định cấu trúc của curcumin trong củ nghệ Lào có ý nghĩa quan trọng khoa học, cũng như thực tiễn ứng dụng các loại nghệ Lào. Mặt khác, việc nghiên cứu này cũng nhằm để giúp ngành nông nghiệp và công nghiệp của Lào chủ động được việc phát triển giống nghệ, nguồn nguyên liệu curcumin trong nước, giúp người dân hiểu sâu sắc về tầm quan trọng của cây và giải quyết việc làm cho người dân, phát triển kinh tế bền vững cho địa bàn tỉnh Champasack Lào và cũng như địa bàn bốn tỉnh miền Nam Lào. Với hy vọng có thể góp một phần nhỏ vào việc giải quyết vấn đề trên, tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học trong thân rễ của ba loại nghệ : nghệ vàng (Curcuma longa Linn.), nghệ đen (Curcuma aeruginosa Roxb.) và nghệ trắng (Curcuma mangga Valeton & Zijp.) thu hái tại tỉnh Champasack, Lào” để thực hiện nội dung luận án tiến sĩ. 2. Mục đích nghiên cứu - Xây dựng quy trình chiết tách, xác định thành phần hóa học của các loại nghệ Champasack, Lào bằng các phương pháp khác nhau; - Xác định hàm lượng curcumin trong một số loại nghệ Lào; - Phân lập, xác định cấu trúc curcumin bằng phương pháp phổ. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu * Đối tượng nghiên cứu - Thân rễ cây nghệ vàng (Curcuma longa Linn.), thân rễ cây nghệ đen (Curcuma aeruginosa Roxb.) và thân rễ cây nghệ trắng (Curcuma mangga Valeton & Zijp.) thu hái tại tỉnh Champasack, Lào. * Phạm vi nghiên cứu - Xác định một số chỉ tiêu hóa lý của nguyên liệu như độ ẩm, hàm lượng tro, thành phần và hàm lượng kim loại nặng; - Chiết tách tinh dầu thân rễ nghệ vàng Lào, nghệ đen Lào và nghệ trắng Lào bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn theo hơi nước; - Xác định các hằng số vật lý và chỉ số hóa học của tinh dầu thân rễ nghệ vàng Lào, nghệ đen Lào và nghệ trắng Lào; - Chiết tách các cấu tử hữu cơ trong bột nghệ vàng Lào, bột nghệ đen Lào và bột nghệ trắng Lào với dung môi n-hexane, dichloromethane, ethyl acetate và methanol. - Chiết tách các curcumin trong bột nghệ vàng với dung dịch KOH. - Phân lập và xác định cấu trúc curcumin từ tinh thể phẩm màu từ nghệ vàng.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

(CURCUMA MANGGA VALETON & ZIJP.)

THU HÁI TẠI TỈNH CHAMPASACK, LÀO

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

Đà Nẵng - Năm 2019

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

1 Giới thiệu về thực vật chi Curcuma, họ gừng 5

1.2 Đặc điểm thực vật, sự phân bố và thành phần hóa học của một số loại

nghệ

6

1.2.9 Curcuma sp aff rubescens 15

1.3.2 Curcuma aeruginosa Roxb (Nghệ đen) 18

1.3.3 Curcuma mangga Valeton & Zijp (Nghệ trắng) 18

1.4 Công dụng của một số loại chi nghệ Curcuma 20

1.6 Lịch sử nghiên cứu về cấu trúc của curcumin 27

1.6.4 Các hoạt tính sinh học của curcumin 32

1.7.3 Một số bài thuốc dân gian sử dụng trong cuộc sống 35

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40

2.2.1 Phương pháp phân tích khối lượng 42 2.2.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 43 2.2.3 Phương pháp định danh thành phần hóa học bằng sắc ký khí ghép khối

phổ (SKK-KP)

44

2.2.4 Các phương pháp nghiên cứu tinh dầu 44 2.2.5 Các phương pháp nghiên cứu dịch chiết hữu cơ 49 2.2.6 Chiết tách curcumin bằng dung dịch KOH 51 2.2.7 Phân lập và xác định công thức cấu tọa curcumin 52

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 53 3.1 Kết quả khảo sát một số chỉ tiêu hóa lý 53 3.1.1 Xác định độ ẩm, hàm lượng tro của các loại nghệ Lào 53 3.1.2 Xác định hàm lượng kim loại nặng 53 3.2 Kết quả nghiên cứu tinh dầu nghệ Lào 54 3.2.1 Chưng cất lôi cuốn theo hơi nước 54 3.2.2 Đánh giá cảm quan tinh dầu thân rễ nghệ Lào 55 3.2.3 Kết quả xác định thông số hóa lý tinh dầu nghệ vàng, nghệ đen và nghệ

trắng Lào

55

3.3 Xác định thành phần hóa học của tinh dầu các loại nghệ Lào 56 3.3.1 Thành phần hoá học tinh dầu nghệ vàng 56 3.3.2 Thành phần hoá học tinh dầu nghệ đen 58 3.3.3 Thành phần hoá học tinh dầu nghệ trắng 60 3.3.4 So sánh thành phần và hàm lượng trong tinh dầu các loại nghệ Lào với

tinh dầu cùng loại nghệ ở các nước

65

3.4 Thành phần hóa học dịch chiết n-hexane nghệ Lào 74 3.4.1 Thành phần hoá học dịch chiết n- hexane của nghệ vàng 74 3.4.2 Thành phần hoá học dịch chiết n-hexane của nghệ đen 76 3.4.3 Thành phần hoá học dịch chiết n-hexane của nghệ trắng 78 3.5 Thành phần hóa học dịch chiết dichloromethane của nghệ Lào 84 3.5.1 Thành phần hoá học dịch chiết dichloromethane của nghệ vàng 84 3.5.2 Thành phần hoá học dịch chiết dichloromethane của nghệ đen 86 3.5.3 Thành phần hoá học dịch chiết dichloromethane của nghệ trắng 89 3.6 Thành phần hóa học dịch chiết ethyl acetate của nghệ Lào 95 3.6.1 Thành phần hoá học dịch chiết ethyl acetate của nghệ vàng 95 3.6.2 Thành phần hoá học dịch chiết ethyl acetate của nghệ đen 97 3.6.3 Thành phần hoá học dịch chiết ethyl acetate của nghệ trắng 99 3.7 Thành phần hóa học dịch chiết methanol của nghệ Lào 104 3.7.1 Thành phần hoá học dịch chiết methanol của nghệ vàng 104

3.7.2 Thành phần hoá học dịch chiết methanol của nghệ đen 106 3.7.3 Thành phần hoá học dịch chiết methanol của nghệ trắng 108 3.8 Kết quả chiết tách, xác định cấu trúc curcumin bằng phương pháp kiềm

hóa

113

3.8.1 Ảnh hưởng của một số yếu tố đến hiệu quả chiết tách curcumin 113 3.9 Kết quả phân lập và xác định cấu trúc của curcumin từ nghệ vàng 116

3.9.2 Định danh và định lượng chất màu 116 3.9.3 Phân lập và xác định công thức cấu tạo của curcumin 118

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ 126

PHỤ LỤC

GC-MS Sắc ký khí ghép khối phổi

HPLC Sắc ký lỏng hiệu năng cao

HR-ESI-MS phổ khối có độ phân giải cao

HMBC Heteronuclear Multiple Bond Correlation

HSQC Heteronuclear Single Quantum Coherence

1H- NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton

NXB Nhà xuất bản

ppm Phần triệu (Parts per million)

Rf Yếu tố lưu giữ ( hệ số di chuyển )( Retention factor) SKLM Sắc ký lớp mỏng

Champasack, Lào với tinh dầu thân rễ nghệ vàng Kon Tum, Việt

Nam

65

3.11 So sánh thành phần và hàm lượng trong tinh dầu thân rễ nghệ đen

Champasack Lào với tinh dầu thân rễ nghệ xanh (nghệ đen) Hướng

Hóa – Quảng trị và một số loại nghệ ở các nước đã công bố

67

3.12 So sánh thành phần chính và hàm lượng trong tinh dầu thân rễ nghệ

trắng Champasack, Lào với tinh dầu thân rễ nghệ trắng Malaysia

71

3.13 Hàm lượng dịch chiết nghệ vàng bằng dung môi n-hexane 74 3.14 Thành phần hóa học dịch chiết n-hexane của nghệ vàng Lào 75 3.15 Hàm lượng dịch chiết nghệ đen bằng dung môi n-hexane 76 3.16 Thành phần hóa học dịch chiết n-hexane của nghệ đen Lào 77 3.17 Hàm lượng dịch chiết nghệ trắng bằng dung môi n-hexane 78 3.18 Thành phần hóa học dịch chiết n-hexane của nghệ trắng Lào 79

3.19 Thành phần định danh dịch chiết n-hexane của các loại nghệ Lào 81 3.20 Hàm lượng dịch chiết nghệ vàng bằng dung môi dichloromethane 84 3.21 Thành phần hóa học dịch chiết dichloromethane của nghệ vàng Lào 85 3.22 Hàm lượng dịch chiết nghệ đen bằng dung môi dichloromethane 87 3.23 Thành phần hóa học dịch chiết dichloromethane của nghệ đen Lào 87 3.24 Hàm lượng dịch chiết nghệ trắng bằng dung môi dichloromethane 89 3.25 Thành phần hóa học dịch chiết dichloromethane của nghệ trắng

3.45 Kết quả định lượng curcumin bằng HPLC 118 3.46 Phân tích phổ hồng ngoại (IR) của chất M1 119 3.47 Phổ 1

H-NMR (MeOD, 500 MHz) của chất M1 120 3.48 Phổ 13C-NMR (MeOD, 125MHZ)của chất M1 121

DANH MỤC CÁC HÌNH

Ký

1.1 Lá, hoa và thân rễ của Curcuma aromatica Salisb 7

1.2 Lá , hoa và thân rễ của Curcuma longa Linn 9

1.3 Lá, hoa và thân rễ của Curcuma zedoaria Roscoe 10

1.4 Lá, hoa và thân rễ của Curcuma xanthorhiza Roxb 12

1.5 Lá, hoa và thân rễ Curcuma aeruginosa Roxb 13

1.6 Lá, hoa của Curcuma elata Roxb 14

1.7 Lá, hoa và thân rễ của Curcuma pierreana Gagnep

1.13 Lá, hoa và thân rễ của nghệ trắng Curcuma aromatica Lào 19

2.1 Thân rễ nghệ vàng (Curcuma longa Linn.) Lào 40

2.2 Thân rễ nghệ đen (Curcuma aeruginosa Roxb.) Lào 40

2.3 Thân rễ nghệ trắng (Curcuma mangga Valeton &Zijp.) Lào 41

2.4 Thân rễ nghệ vàng Lào (Curcuma longa Linn.) sau khi sơ chế 41

2.5 Thân rễ nghệ đen (Curcuma aeruginosa Roxb.) Lào sau khi sơ

chế

41

2.6 Thân rễ nghệ trắng Lào (Curcuma mangga Valeton & Zijp.)

sau khi sơ chế

41

2.7 Sơ đồ quy trình chiết tách tinh dầu 44 2.8 Sơ đồ chiết tách thu nhận dịch chiết hữu cơ 49 2.9 Sơ đồ chiết tách curcumin bằng dung dịch KOH 51 2.10 Sơ đồ phân lập và xác định cấu trúc curcumin từ phẩm màu kết

tinh nghệ vàng

52

3.2 Tinh thể phẩm màu từ nghệ vàng 116 3.3 Phổ UV-VIS chất màu (A) và chất curcumin chuẩn (B) 117 3.4 Sắc ký đồ HPLC định lượng curcumin từ nghệ vàng 118 3.5 Phổ hồng ngoại (IR) của chất M1 119 3.6 Công thức cấu tạo của demethoxycurcumin (DMC) 120

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Từ lâu curcumin, một thành phần hóa học chính của củ nghệ, đã được biết đến như là một hoạt chất có nguồn gốc từ thực vật đóng vai trò quan trọng trong nền công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm và dược phẩm

Nghệ là một trong những loại cây rất phổ biến đã được sử dụng cách đây gần

4000 năm, bắt nguồn từ văn hóa AyerVeda tại Ấn Độ nó được thêm vào hầu hết các món ăn dù đó là thịt hay rau Ngày nay nghệ là nguồn chất quý, có giá trị kinh tế cao Chính vì vậy, việc nghiên cứu chiết tách xác định thành phần hóa học và xác định cấu trúc của hợp chất được tách ra từ củ nghệ có ý nghĩa vô cùng quan trọng

và cần thiết Nhiều công trình nghiên cứu ở các nước trên thế giới đã chứng minh rằng curcumin có hoạt tính sinh học cao như bảo vệ gan, giảm đau, kháng ung thư, kháng loét, kháng nấm, kháng khuẩn, chống oxy hóa [17],[35] Do hoạt tính sinh học quý giá của chất curcumin nên việc nghiên cứu chiết tách, xác định thành phần hóa học, xác định cấu trúc và sử dụng curcumin đang được các tác giả nhiều nước tiếp tục nghiên cứu sâu hơn Trong đó chưa có công trình nghiên cứu nào nghiên cứu sâu sắc về thân rễ cây nghệ Lào kể cả việc phân lập và xác định cấu trúc của chất curcumin trong củ nghệ Lào Do tầm quan trọng và ứng dụng của chất curcumin về nhiều mặt, việc nghiên cứu, phân lập và xác định cấu trúc của curcumin trong củ nghệ Lào có ý nghĩa quan trọng khoa học, cũng như thực tiễn ứng dụng các loại nghệ Lào Mặt khác, việc nghiên cứu này cũng nhằm để giúp ngành nông nghiệp và công nghiệp của Lào chủ động được việc phát triển giống nghệ, nguồn nguyên liệu curcumin trong nước, giúp người dân hiểu sâu sắc về tầm quan trọng của cây và giải quyết việc làm cho người dân, phát triển kinh tế bền vững cho địa bàn tỉnh Champasack Lào và cũng như địa bàn bốn tỉnh miền Nam Lào Với hy vọng có thể góp một phần nhỏ vào việc giải quyết vấn đề trên, tôi đã

chọn đề tài “Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học trong thân

rễ của ba loại nghệ : nghệ vàng (Curcuma longa Linn.), nghệ đen (Curcuma

aeruginosa Roxb.) và nghệ trắng (Curcuma mangga Valeton & Zijp.) thu hái

tại tỉnh Champasack, Lào” để thực hiện nội dung luận án tiến sĩ

2 Mục đích nghiên cứu

- Xây dựng quy trình chiết tách, xác định thành phần hóa học của các loại

nghệ Champasack, Lào bằng các phương pháp khác nhau;

- Xác định hàm lượng curcumin trong một số loại nghệ Lào;

- Phân lập, xác định cấu trúc curcumin bằng phương pháp phổ

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

* Đối tượng nghiên cứu

- Thân rễ cây nghệ vàng (Curcuma longa Linn.), thân rễ cây nghệ đen (Curcuma aeruginosa Roxb.) và thân rễ cây nghệ trắng (Curcuma mangga Valeton

& Zijp.) thu hái tại tỉnh Champasack, Lào

* Phạm vi nghiên cứu

- Xác định một số chỉ tiêu hóa lý của nguyên liệu như độ ẩm, hàm lượng tro,

thành phần và hàm lượng kim loại nặng;

- Chiết tách tinh dầu thân rễ nghệ vàng Lào, nghệ đen Lào và nghệ trắng Lào bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn theo hơi nước;

- Xác định các hằng số vật lý và chỉ số hóa học của tinh dầu thân rễ nghệ vàng Lào, nghệ đen Lào và nghệ trắng Lào;

- Chiết tách các cấu tử hữu cơ trong bột nghệ vàng Lào, bột nghệ đen Lào và bột nghệ trắng Lào với dung môi n-hexane, dichloromethane, ethyl acetate và methanol

- Chiết tách các curcumin trong bột nghệ vàng với dung dịch KOH

- Phân lập và xác định cấu trúc curcumin từ tinh thể phẩm màu từ nghệ vàng

4 Phương pháp nghiên cứu

- Tách tinh dầu bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn theo hơi nước

- Xác định các hằng số vật lý của tinh dầu: tỷ trọng, chỉ số khúc xạ, tỉ khối tinh dầu

- Xác định các chỉ số hóa học của tinh dầu: chỉ số axit, chỉ số este, chỉ số xà phòng hóa của tinh dầu nghệ

- Chiết tách m u trong thân rễ nghệ vàng Lào, thân rễ nghệ đen Lào và thân rễ nghệ trắng Lào khô bằng phương pháp soxhlet với dung môi n-hexane, dichlorome thane, ethyl acetate và methanol

- Nghiên cứu, khảo sát quá trình chiết các thành phần có trong thân rễ nghệ vàng Lào, thân rễ nghệ đen Lào và thân rễ nghệ trắng Lào khô với dung môi n-hexane, dichloromethane, ethyl acetate và methanol

- Nghiên cứu chiết tách curcumin bằng dung dịch KOH

- Định danh và định lượng chất màu từ nghệ vàng bằng phương pháp phổ hấp thụ phân tử (UV-Vis) và phương pháp phổ sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)

- Phân lập curcumin bằng phương pháp phương pháp sắc ký bản mỏng và phương pháp sắc ký cột

- Phương pháp phổ dể xác định cấu trúc : Phổ hồng ngoại (IR), phổ khối MS, phổ cộng hưởng từ hạt nhân một chiều (1

H NMR, 13C- NMR, DEPT) và hai chiều (HSQC, HMBC, 1H-1H COSY)

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

* Ý nghĩa khoa học

- Cung cấp các thông tin khoa học về quy trình và thành phần cấu tạo một số

hợp chất có trong thân rễ nghệ vàng, nghệ đen và nghệ trắng Lào

- Định hướng ứng dụng một cách khoa học các loại nghệ Lào vào công nghiệp

6 Cấu trúc của luận án

Luận án gồm 136 trang, gồm có các phần:

Mở đầu : 4 trang

Chương 1: Tổng quan 35 trang

Chương 2: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 13 trang

Chương 3: Kết quả và thảo luận 69 trang

Kết luận và kiến nghị 15 trang

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1 Giới thiệu về thực vật chi Curcuma, họ gừng

1.1 Tìm hiểu về chi Curcuma, họ gừng

Họ gừng ( Zingiberaceae ) là một trong các họ thực vật khá lớn, là một họ thảo mộc sống lâu năm với các thân rễ bò ngang hay tào củ trong đó nhiều loại là các loại cây cảnh, cây gia vị, hay cây thuốc quan trọng Các thành viên quan trọng nhất của họ này là gừng, nghệ, riềng, đậu khẩu và sa nhân

Họ gừng bao gồm 47 chi và khoảng 1300 loại Ở Việt Nam và các nước Đông

Dương chi (Curcuma) gồm 19 loại Theo tài liệu ở Bangladesh có từ 16-20 loại, ở

Ấn độ, Trung Quốc và Đông dương có từ 20-25 loại, ở Malaysia có từ 16-20 loại, ở Nepal có từ 10-15 loại, ở Philippin có từ 12-15 loại, ở Thái Lan có từ 30-40 loại Do

đó nhìn chung chưa có sự thống nhất giữa các tài liệu về số lượng các loại trong chi

(Curcuma) [38]

Theo các tài liệu [6],[7],[8] đã cho thấy ở Lào và các nước Đông Dương, chi

nghệ ( curcuma) gồm có các loại sau:

1 Curcuma aeruginosa Roxb (Nghệ xanh, nghệ đen, ngải tím)

2 Curcuma alismatifolia Gagnep (Nghệ lá từ cô)

3 Curcuma angustifolia Roxb (Nghệ lá hẹp)

4 Curcuma aromatica Salisb (Nghệ trắng, nghệ rừng)

5 Curcuma cochinchinenis Gagnep (Nghệ Nam Bộ)

6 Curcuma elata Roxb (Mì tinh rừng)

7 Curcuma longa Linn (Curcuma domestica Valet.): Nghệ nhà, uất kim,

khương hoàng, nghệ vàng

8 Curcuma gracillima Gagnep (Nghệ mảnh)

9 Curcuma harmandii Gagnep

10 Curcuma parviflora Wall (Nghệ hoa nhỏ)

11 Curcuma pierreana Gagnep (Bình tinh chét, mì tinh tàu)

12 Curcuma rubens Roxb (Ngải tía)

13 Curcuma singularis Gagnep

14 Curcuma sparganifolia Gagnep

15 Curcuma stenochila Gagnep

16 Curcuma thorelii Gagnep (Nghệ Thorel)

17 Curcuma trichosantha Gagnep

18 Curcuma xanthorhiza Roxb (Nghệ rễ vàng)

19 Curcuma zedoaria Rosc (Tam nại, nga truật, nghệ đen)

20 Curcuma mangga Valeton.& ZijP ( Nghệ trắng)

1.2 Đặc điểm thực vật, sự phân bố và thành phần hóa học của một số loại nghệ [35]

Chi nghệ (Curcuma) thuộc họ gừng (Zingiberaceae) không những là một loại

thực vật thân thảo lâu năm, nó có thể đạt đến chiều cao hơn 1 mét Cây tạo nhánh cao, hình trụ, thân rễ khỏe, nhiều thịt và có rất nhiều nhánh, thân rễ có mùi thơm, phát triển thành củ hình khối Lá cây nghệ dài, hình mũi mác hay hình trái xoan, mọc cùng với hoa hoặc mọc sau hoa, lá có bẹ ở gốc phân biệt với nhau bằng phiến

lá ở giữa Bông của cây thường có hình trụ với một vài bông, có màu sắc đặc trưng đôi khi chỉ thưa thớt có vài bông hình trứng và không có lông Củ nghệ có vị đắng, cay, mùi thơm hắc [5],[23]

Cây nghệ có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới Tamil Nadu, phía đông nam Ấn Độ Người Ấn Độ dùng một loại tinh chất từ củ nghệ để rửa mắt trong việc chữa viêm kết mạc Ngày nay, nghệ là một cây trồng quen thuộc ở khắp các nước vùng nhiệt đới : Ấn độ, Việt Nam, Lào, Trung Quốc, Indonesia, Cumpuchia, Thái Lan…

Nghệ trồng thích hợp vào mùa mưa, hoặc trên đất có điều kiện đủ ẩm, hoặc dưới tán rừng thưa Thường nghệ trồng vào mùa mưa Đông –Xuân và khi cây nghệ ngừng phát triển lá non, lá già đã bắt đầu khô ở mép, ngả vàng nhạt, đào cây nghệ thấy vỏ củ có màu vàng s m là đến lúc thu hoạch [26], [36]

1.2.1 Curcuma aromatica Salisb.

Curcuma aromatica Salisb (Hình 1.1) còn có nhiều tên gọi khác là nghệ trắng,

nghệ rừng, nghệ sùi, Trung Quốc: Yujin, Anh: Aromatic turmeric, Zellow zedoary,

Wildturmeric, Pháp: Safran desindes, Thái lan: wan nang kham và ở Lào có tên là nghệ trắng Cây thảo cao đến 1m, có thân rễ to và các củ hình trụ Lá thuôn hoặc hình mũi mác rộng, hơi có long nhung ở mặt dưới Cán hoa mọc từ rễ, bên cạnh lá

và thường xuất hiện trước lá Cụm hoa hình trụ màu hồng hồng Loại nghệ này thường có ở Ấn Độ, Trung Quốc, Việt Nam, Campuchia, Lào [7]

Hình 1.1 Lá, hoa và thân rễ của Curcuma aromatica Salisb (Ảnh : Internet) Thành phần hóa học của Curcuma aromatica Salisb

Theo công bố kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới, thành

phần hóa học của thân rễ Curcuma aromatica Salisb ở các nước khác nhau là

không hoàn toàn giống nhau

Ở Việt Nam, tinh dầu thân rễ Curcuma aromatica Salisb có thành phần chủ

yếu là các sesquiterpenoid gồm: curzerenone (38,78%), germacra- 1,4,7-trion-8-on (11,22%),  -elemene (4,55%), humulene (2,56%)…Trong dịch chiết Curcuma

aromatica Salisb gồm: furanodiene,  - selinene, furanodienone, curzerenone, (E,E)-germacrone, curdione, neocurdione, curcumenol, zederone…[15],[33]

Các cấu tử chính trong tinh dầu ở Nhật Bản là curdion, germacron, 1,8- cineol, (45,5S)- germacrone-4,5-epoxid,-elemene và linalool Trong khi đó các cấu tử chính trong tinh dầu ở Ấn Độ là- curcumene, ar- curcumene, xanthorhizol, germacrone, camphor và curzerenone, các cấu tử chính trong tinh dầu lá loại

curcuma aromatica ở Ấn Độ gồm p- cymene (25,2%), 1,8- cineole (24,8%) [74]

Thành phần chính của tinh dầu thân rễ loại Curcuma aromatica mọc ở Thái

Lan là camphor (26,94%),  - curcumene (23,18%) và xanthorhizol (18,70%) [73]

Các hợp chất chính có trong tinh dầu thân rễ loại Curcuma aromatica Salisb ở

Indonesia gồm ar- curcumene (18,6%), - curcumene (25,5%), xanthorhizol (25,7%) [50]

Theo một công bố của các nhà nghiên cứu ở Hàn Quốc, Canada và

Bangladesh thì tinh dầu của Curcuma aromatic Salisb có thành phần chính gồm

các chất camphor (26,32%), vinyldimethylcacbinol (12,21%), caryophyllene oxide (6,33%), cubenol (5,59%), cucumber alcohol (5,19%) [56]

1.2.2 Curcuma longa Linn.

Curcuma longa Linn (Hình 1.2) còn được gọi là nghệ nhà, uất kim, khương

hoàng, Curcuma domestica Valeton, Curcuma rotunda L., Curcuma xanthorrhiza Naves., Amomum Curcuma [7]

Cây cao 0,6- 1m thân rễ to mang những củ hình trụ hay hình bầu dục màu vàng cam s m, thơm Lá hình trái xoan thon nhọn ở hai đầu, hai mặt đều nhẵn, dài tới 45cm, rộng tới 18cm, cuống lá có bẹ Cán hoa nằm giữa các lá, dài tới 20cm, mang cụm hoa hình trụ hay hình trứng dài, lá bắc dạng màng, màu trắng hay hơi lục, các lá bắc phía trên không sinh sản hẹp hơn, và có màu hơi tím nhạt Đài có 3 răng tù, không đều nhau Tràng có ống dài hơn 2-3 lần, có các thủy bên đứng và phẳng, thủy giữa hơi lớn hơn và có mũi nhọn.Quả nang có 3 ô, mở bằng 3 van, hạt

có áo hạt [40]

Thành phần hóa học của Curcuma longa Linn

Thành phần hóa học tinh dầu thân rễ Curcuma longa Linn gồm các chất sau :

d- -phellandrene (1%), -sabinene (0,6%), cineole (1%), borneol (0,5%), và một ceton thơm C15H20O gọi là ar-turmerone (40%)

Tinh dầu thân rễ Curcuma longa Linn ở Việt Nam gồm các chất chính sau :

zingiberene (1,5%), - sesquiphellandrene (3%), ar- curzenenone (1%) [37]

Tinh dầu thân rễ Curcuma longa Linn từ vùng Himalaya thấp ở Bắc Ấn Độ

Hình 1.2 Lá , hoa và thân rễ của Curcuma longa Linn (Ảnh : Sesavanh)

gồm 52 hợp chất (chiếm 98,6%) Các thành phần chính là  -turmerone (44,1%),

- turmerone (18,5%), và ar-turmerone (5,4%) Từ tinh dầu lá 61 thành phần đã được nhận dạng chiếm 99,8% tinh dầu và thành phần chủ yếu là  - phellandrene (53,4%), terpinolene (11,5%), và 1,8 cineole (10,5%) [66],[76]

Tinh dầu thân rễ Curcuma longa Linn từ đồng bằng Bắc Ấn Độ gồm 84 cấu tử

Các thành phần chính là 1,8 cineole (11,2%), -turmerone (11,1%),caryophyllene (9.8%), ar-turmerone (7.3%), và - sesquiphellandrene (7,1%) [42]

-Thành phần hóa học của tinh dầu thân rễ của Curcuma longa Linn trồng ở

Bắc miền Trung Nigeria có 22 chất, trong đó hydrocacbon sesquiterpene và các hợp chất thơm chiếm tỷ lệ tương ứng là 24,3% và 9,9% cùng với một số hợp chất trans- ocimene (9,8%), myrcene (7,6%), - thujene (6,7%), limonene (5,3%), và car-2-ene (4,0%) [59]

1.2.3 Curcumina zedoaria Roscoe.

Curcuma zedoaria Roscoe (Hình 1.3) còn có tên gọi khác là nghệ đen, nga

truật, tam nại, Amomum zedoaria Berg., Curcuma pallid Lour., Curcuma zerumbes

Roxb

Cây thảo cao chừng 1-1.5m, có thân rễ hình nón, có khía dọc, củ tỏa ra theo hình chân vịt, dày, nạc, màu vàng nhạt ở trong, củ già có những vòng màu đen

Ngoài những củ chính ra, còn có những củ phụ có cuống trái xoan hay hình quả lê, màu trắng Lá có bẹ dài ở gốc, phiến hình mũi mác, dài tới 60cm, rộng 8cm, có những đốm đỏ dọc theo gân chính, không có cuống hay có cuống ngắn Cán hoa ở bên cạnh thân có lá, mọc từ rễ, dài tới 20cm, thường xuất hiện trước khi ra lá Mọc hoang ở Himalaya, Sri Lanca và Chittagong (Ấn Độ) Ở Việt Nam mọc hoang và thường được trồng khắp nơi từ Bắc vào Nam [7]

Hình 1.3 Lá, hoa và thân rễ của Curcuma zedoaria Roscoe (Ảnh : Internet) Thành phần hóa học của Curcuma zedoaria Roscoe

Một số nghiên cứu của các nhà khoa học về thành phần hóa học của tinh dầu

thân rễ Curcuma zedoaria Roscoe ở Việt Nam cho thấy : Thành phần bay hơi của

tinh dầu Curcuma zedoaria Roscoe ở huyện Đô Lương, tỉnh Nghệ An và huyện

Hương Sơn, tỉnh Hà Tĩnh có các cấu tử là epicurzerenone (15,0%, 38,8%), germacrone (22,6%, 14,8%), -pinene (2,9%, 2,5%), 1,8 -cineole (4,8%, 0,2%), camphor (0,2%, lượng vết), isoboneol (0,1%, lượng vết),  - elemene (1,2%, 0,3%), zingiberene (1,0%, 0,3%), benzofuran 6-ethyxyl-4,5,6,7- tetrahydro-3,6-dimethyl-5-isopropyl (2,09%, 2,8%), 2,4-diisopropynyl-1-methyl-1-vinyl-cyclohexane (1,3%, 1,3%), germacrone (1,8%, 2,3%), - cadinole (1,4%, 0,9%), T-muurolol (1,5%, 1,3%), d n xuất furanodiene (1,6%, 3,8%) tương ứng với m u 1và m u 2 [19], [57]

Thành phần hóa học tinh dầu thân rễ Curcuma zedoaria Roscoe tỉnh Đắc Nông

có các thành phần chính là : camphene (2,68%), camphor (8,66%), cuzerenone

(41,98%), 3,7- cyclodecandiene-1-on (6,7), benzene, 1- methoxy-3-methyl- (2,47%) [28].

Tinh dầu lá của loại Curcuma zedoaria Rosc ở Ấn Độ được chiết bằng phương

pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước và phân tích bằng phương pháp GC và GC/MS

Có 23 cấu tử được xác định, chiếm khoảng 75% tinh dầu Các cấu tử chính có trong tinh dầu là α-terpinyl acetate (8,4%), isoborneol (7%), dehidrocurdione (9%) và selina-4(15),7(11)-diene-8-on (9,4%) [50],[79]

Năm 2003, theo một công bố kết quả nghiên cứu thân rễ Curcuma zedoaria

Roscoe ở Đài Loan, Trung Quốc cho thấy trong tinh dầu có các chất chính là: epicurzerenone (24,08%), curzerene (10,36%), curdione (7,00%), 5-isopropylidene -3-8- (4,3%), isocurcumenol (2,98%), spathulenol (2,95%), curzereneone (2,39) [51]

1.2.4 Curcuma xanthorhiza Roxb.

Curcuma xanthorhiza Roxb (Hình 1.4) có tên gọi khác là nghệ rễ vàng, nghệ

cary, cây thảo sống nhiều năm, thân rễ màu cam đậm phiến lá thường có bớt tía Cụm hoa cao 40 cm, có 2 bẹ Lá màu xanh, ngọn màu tía Cánh hoa đỏ, cánh hoa trên có mũi Phân bố ở nhiều nước châu Âu và châu Á Ở việt Nam chỉ mới biết có trồng ở Cần Thơ Nghệ rễ vàng được dùng để trị bênh sung huyết gan, vàng da, viêm túi mật, viêm ống mật, bí tiểu tiện, sỏi mật, tăng cholesterol huyết, lên men ruật, bệnh đường niệu và niêm mô tế bào [7]

Thành phần chủ yếu của tinh dầu thân rễ Curcuma xanthorhiza Roxb là

sesquiterpene: - curcumene, ar- termerone, -atlantone, và zanthorhizol

Phần chiết thân rễ Curcuma xanthorhiza Roxb với dung môi ethyl acetate thu được sesquiterpenoid và curcuminoid Thành phần tinh dầu Curcuma xanthorhiza

Roxb chủ yếu chứa R-(-)-xanthorhizol (50%)

Thành phần chính của tinh dầu thân rễ loại Curcuma xanthorhiza mọc ở Thái

Lan là 1,8 cineole (37,58%), curzenenone (13,70%), camphor (26,94%), ar- curcumene (23,18%), và xanthorhizol (18,70%) [73]

Tinh dầu thân rễ Curcuma xanthorhiza Roxb từ Malaysia có mặt xanthorizol

(44,5%) [49]

Hình 1.4 Lá, hoa và thân rễ của Curcuma xanthorhiza Roxb (Ảnh : Internet)

1.2.5 Curcuma aeruginosa Roxb.

Curcuma aeruginosa Roxb (nghệ xanh, nghệ ten đồng) (Hình 1.5), cây thảo

cao đến trên 2m Thân rễ to, hình trái xoan, phân nhánh, màu lục xám Lá hình ngọn giáo rộng, không lông, dài 30-70cm hay hơn, rộng 9-13cm, dọc theo gân giữa có một dải màu đỏ nhạt, bẹ dài không lông, không có cuống hoa Cán hoa ở bên, bông hình trụ màu hồng đẹp

Curcuma aeruginosa Roxb được trồng nhiều ở Ấn Độ, Nam Trung Quốc,

Việt Nam, Champuchia, Malaysia, Indonesia, Lào

Tinh dầu thân rễ Curcuma aeruginosa Roxb ở Thái Lan là pinene (7,71%),

1,8- cineole (9,64%), curzerenone (41,63%) [73]

Ở Malaysia, thành phần chính trong tinh dầu thân rễ Curcuma aeruginosa Roxb

chủ yếu là mycene (81,4%) [49]

Tinh dầu thân rễ Curcuma aeruginosa Roxb miền Nam Ấn độ được xác định

chứa các hợp chất chính sau: 1,8- cineol (17,7%), curzerenone (10,5%), furanogermenone (7,8%), camphor (7,5%), (Z)-3-hexenol (5,8%), furanodienone (5,1%), curcuminol (4,3%), isocurcumenol (3,7%), and beta-elemene (3,3%) [60]

Tinh dầu thân rễ Curcuma aeruginosa Roxb ở Indonesia được xác định chứa

các hợp chất chính sau : isocurcumenol (8,5%), - eudesmol (6,5%), curdiol (3,6%), curcumenol (9,9%), curcumanolides A và B (11,4%), dehydrocurdiol (9,4%) và curcumol (1,9%)[50]

Ở Việt Nam, thành phần chính trong tinh dầu thân rễ Curcuma aeruginosa

Roxb chủ yếu là curzerene (16,2%), germacrone (13,6%), 1,8- cineole (13,5%), camphor (5,7%) [12]

Năm 1998, Phan Tống Sơn và cộng sự đã nghiên cứu thành phần hóa học thân rễ nghệ xanh ở Việt Nam và đưa ra kết luận: trong tinh dầu thân rễ gồm có -pinene (1,23%), 1,8- cineole (2,98%), camphor (1,61%), - elemene (2,82%)… vá xác định được cấu trúc của một số thành phần chính như : curzerenone (19,90%), geracra- 1,4,7 (11) – triene -8-on (12,83%) [34]

Hình 1.5 Lá, hoa và thân rễ Curcuma aeruginosa Roxb (Ảnh : Internet)

1.2.6 Curcuma elata Roxb

Curcuma elata Roxb hay còn gọi là mì tinh rừng (Hình 1.6) cao hơn 1 m, củ

vàng tái phía trong vàng đậm hơn Lá hình phiến bầu dục có thể to đến 100cm x 30cm Phát hoa ở đất, xuất hiện trước lá, cao 20cm, lá hoa xanh, bầu dục rộng, các

lá hoa trên có màu tim tím, cánh hoa màu trắng hay hồng , cánh môi màu vàng

Thành phần chính của tinh dầu thân rễ Curcuma aff elata Roxb là curzerenone

(19,5%), germacrone (6,2%) và  - humulene (7,7%)

Thành phần chính ở tinh dầu hoa Curcuma aff elata Roxb là camphor (20,7%)

và germacrone (15,2%) [21]

Hình 1.6 Lá, hoa của Curcuma elata Roxb (Ảnh : Internet)

1.2.7 Curcuma pierreana Gagnep

Curcuma pierreana Gagnep còn gọi là nghệ Pierre, bình tinh chét, mì tinh Tàu

(Hình 1.7), cây thân thảo cao 20cm, thân rễ nằm ngang, to 1cm, màu trắng với vảy

áp sát Lá xếp hai dãy, hình ngọn giáo - trái xoan, dài 15-20cm, rộng 6-8cm, có đường sọc tía trên gân giữa, bẹ rộng nối tiếp với cuống, cùng dài tất cả là 9-10cm Bông hình trứng, nằm giữa các bẹ, dài 8cm, rông 4-5cm, lá màu hung chấm hồng, nhất là ở đỉnh, hình ngọn giáo, cùng màu, cùng dạng, tất cả đều sinh sản, dài cỡ 3cm, phân bố ở Trung Quốc và ở Nam bộ của Việt Nam Tại Thừa Thiên Huế, cây được trồng có củ giống như củ dong, cũng chứa bột và dùng như củ dong [13]

Thành phần chính của tinh dầu thân rễ Curcuma pierreana Gagnep là

isoborneol (22%), isobornyl acetate (18,8%), camphor (7,2%), oxo- α -ylangene (4,7%), caryophyllene oxid (3,5%),  - copaene (3,0%), axit panmitic (2,8%), viridiflorol (2,5%)…

Thành phần chính của tinh dầu lá Curcuma pierreana Gagnep là camphor

(13,0%), isoborneol (12,8%), isobornyl acetate (6,4%), (Z)- -farnesene (8,5%),

-caryophyllene (9,1%), caryophyllene oxid (7,0%), -pinene (7,5%), viridiflorol (2,7%)…

Thành phần chính của tinh dầu hoa Curcuma pierreana Gagnep ở Việt Nam

là isoborneol (27,3%), camphor (24,1%), isobornyl acetate (7,3%), camphene (6,7%), - pinene (5,1%) [13]

Hình 1.7 Lá, hoa và thân rễ của Curcuma pierreana Gagnep (Ở Quảng Trị )

1.2.8 Curcuma cochinchinnensis Gagnep

Curcuma cochinchinensis Gagnep còn có tên là nghệ Nam Bộ (Hình 1.8), cây

thân thảo cao 40-60cm, có phiến lá to, mặt dưới có lông nhung mịn, cuống dài 30cm, từ từ rộng thành bẹ Hoa nhỏ, lá hoa ít, dài 1,3cm, cánh hoa tròn dài

Thành phần hóa tinh dầu của Curcuma cochinchinensis Gagnep tại Cao Bằng,

Viêt Nam là tinh dầu thân rễ to có beta-elemenone (14,5%), germacrone (11,3%), caryphyllene oxit (9,7%), curdione (8,4%); tinh dầu thân rễ con có beta-elemenone (11%), curdione (9,8%), germacrone (3,8%); tinh dầu rễ có beta-elemenone (13,3%), 1,8- cineole (13,4%), curdione (4,3%); tinh dầu lá có 49 cấu tử, thành phần chính là curdione (33,9%), curdione (26,3%), germacrone (3,6%) [24]

Hình 1.8 Lá, hoa và củ của Curcuma cochinchinensis Gagnep (Ở Huế)

1.2.9 Curcuma sp aff rubescens

Curcuma sp aff rubescens là loại cây cao từ 1 – 2m (Hình 1.9) Thân rễ có

đường kính 1 – 4.5cm, nạc, màu vàng cam đậm, thơm Lá hình mũi mác, thon nhọn hai đầu, dài khoảng 40 – 60cm, rộng khoảng 10-15cm, cuống lá màu đỏ tím, dài khoảng 30-40cm, gân lá chính màu đỏ tím Bẹ lá (thân - thân giả) màu đỏ tím [32]

Hoa mọc giữa thân; cánh môi màu vàng; lá bắc không sinh sản màu trắng xanh, đầu và viền hơi phớt hồng, đốm đỏ tím, lá bắc sinh sản có màu phớt đỏ tím Đầu chót rễ có củ chứa tinh bột Cây mọc hoang ở Kon Tum và được một số ít người dân tộc thiểu số trồng dùng để chữa bệnh cho trẻ em mới sinh

Toàn cảnh Thân rễ và rễ

Lá (mặt dưới, mặt trên) Toàn cây Hoa

Hình 1.9 Một số hình ảnh về cây Curcuma sp aff rubescens ở tỉnh Kon Tum

Thành phần hóa học của các m u tinh dầu lá, bẹ lá, thân rễ, rễ và dịch chiết

thân rễ trong dung môi n-hexane của cây Curcuma sp Aff rubescens ở Kon Tum có

các cấu tử chính là: germacrone, α-zingiberene, β-sesquiphellandrene,

germacrene-B, β-caryophyllene [32]

1.3 Một số loại nghệ có ở Lào

Ở Lào khí hậu nhiệt đới gió mùa, ánh sáng nhiều, lượng mưa lớn, độ ẩm cao

nên thực vật phát triển rất mạnh Các loại chi nghệ (Curcuma) ở Lào có 4 loại nghệ gồm các loại : Curcuma longa Linn (Nghệ vàng) , Curcuma mangga Valeton & Zijp (Nghệ trắng), Curcuma aromatica (Nghệ trắng), Curcuma aeruginosa Roxb

( Nghệ đen) Các loại nghệ trên chưa được nghiên cứu tại Lào

1.3.1 Curcuma longa Linn (Nghệ vàng)

Curcuma longa Linn đã được sử dụng từ lâu đặc biệt tại các nước vùng Đông

Nam Á và Ấn Độ Cây nghệ vàng của Lào cao khoảng 80 cm đến 100 cm, thân có hình trụ hoặc hơi dẹt, củ có màu vàng cam, củ già to có nhiều nhánh hai bên Lá có hình gươm nhọn ở hai đầu, hai mặt đều nhẵn dài từ 60-80cm, rộng khoảng 20cm, hoa có màu trắng nhọn vẩy trên có màu tím, vẩy dưới có màu xanh phần trên có vẩy khác màu vàng

Củ thuộc dạng rễ củ, có màu vàng và mùi thơm Khi còn non củ có lõi màu đậm ở giữa, đến lúc củ già thì lõi này khó phân biệt do củ đã phát triển hoàn thiện, màu đã đồng đều hơn Củ nghệ phát triển theo dạng đốt nên khi già thì bên ngoài mỗi đốt có một lớp xơ mỏng bao bọc Ở Lào nghệ được trồng vào tháng 5-6 và được thu hoặc vào tháng 3-4

Hiện nay ở Lào do tình trạng sinh thái tốt và điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của nhiều loại thực vật nên nghệ được trồng rất phổ biến, củ nghệ được xem như một loại dược phẩm, hương liệu và phẩm nhuộm nhưng ở Lào nghệ vàng ít sử dụng trong chế biến thức ăn và làm gia vị Ngoài ra so với các giống nghệ vàng của Việt Nam thì nghệ vàng của Lào có củ to và nhiều nhánh hơn, cây cao lớn xanh tốt

và lá to hơn Củ nghệ Lào có màu vàng sậm hơn và hơi có màu nâu đỏ so với củ nghệ Việt Nam (Hình 1.10)

Hình 1.10 Lá, hoa và thân rễ của Curcuma longa Linn Lào (Ảnh : Sesavanh)

1.3.2 Curcuma aeruginosa Roxb (Nghệ đen)

Nghệ đen (Curcuma aeruginosa Roxb.) (Hình 1.11) thuộc loại thân rễ Tuổi

thọ một vài năm, chiều cao thân cây khoảng 1m, thân ngầm là thân rễ Các thân cây hình bầu dục là chính Trong thân được chia thành ba phần: lớp ngoài màu trắng, lớp giữa là một màu xanh, đến xanh tím, lớp trong cùng có màu xanh lá cây và màu xanh ở chi nhánh phụ

Ngoài những củ chính ra, thân rễ còn có những củ phụ hình trứng hay hình quả lê, màu trắng, cuống dài và mảnh Lá hình bầu dục mũi mác dọc theo gân chính giữa

có vệt màu đỏ kéo dài theo gân chính của lá, mép nghiêng hơi uốn lượn, cuống lá ngắn hay hầu như không có, bẹ dài ôm vào thân cây ở phía dưới Hoa có hình phễu,

chồng hoa cuối có màu hồng đến đỏ đậm [1]

Hình 1.11 Lá, hoa và thân rễ nghệ đen Curcuma aeruginosa Roxb ( Sesavanh)

1.3.3 Curcuma mangga Valeton & Zijp (Nghệ trắng)

Nghệ trắng Lào (Hình 1.12) được trồng khắp nơi trên đất nước Lào nhưng riêng ở tỉnh Chămpasak trồng nhiều nhất là ở huyện BaChiêng, Paksong…vì thời tiết ở các huyện này hơi ẩm

Nghệ trắng thuộc loại cây thân thảo, tán lá cao khoảng 70-100 cm, lá đơn, mọc

từ thân rễ Phiến lá hình bầu dục, đầu nhọn, bìa phiến nguyên, hơi uốn lượn, màu xanh lục đậm ở mặt trên, nhạt ở mặt dưới và ở giữa lá khi lá còn non có màu đỏ ở giữa Gân lá hình lông chim, gân chính nổi rõ ở mặt dưới, các gân phụ hơi lồi ở mặt trên Bệ lá hình long máng, dài 18-28 cm, ôm sát vào nhau tạo thành một thân kí

sinh giả có màu xanh, trên bẹ lá có các đường gân dọc song song Hoa lưỡng tính, cụm hoa mọc từ giữa các lá dạng hình nón, cánh hoa ngoài màu xanh lục – vàng

Nghệ trắng là cây thảo khoảng 70-80cm, thân cây té làm nhiều nhánh, lá màu xanh, chiều rộng của lá 12-15cm, chiều dài 30-40 cm, củ giống củ chóc (củ ruốt) nhưng to bằng ngón tay của người lớn, chiều dài củ khoảng 15 cm , vỏ củ có màu nâu nhạt, thân rễ có nhiều khấn mắt, hoa màu xanh lá có nhiều tầng, đầu cánh hoa màu tím, (Hình 1.13 Sesavanh)

Hình 1.13 Lá, hoa và thân rễ của nghệ trắng Curcuma aromatica Lào

1.4 Công dụng của một số loại chi nghệ (Curcuma) [41]

Nghệ đã từ lâu được người dân biết đến như là cây thuốc quý Do đó nghệ có ứng dụng rất thiết thực trong dược phẩm và thực phẩm

Qua nhiều công trình nghiên cứu, nghệ được chứng minh là không độc Có công trình đã khảo sát độc tính trên người khi uống nghệ với liều rất cao nhận thấy không thay đổi bạch cầu, hồng cầu và công thức máu

Nghệ có rất nhiều ứng dụng, đặc biệt là nghệ vàng và nghệ đen Củ nghệ vàng

là thứ nghệ sẵn có nhiều nhất ở Việt Nam và Lào Hoạt chất chủ yếu trong củ nghệ vàng là tinh dầu (6%), curcumin chỉ chiếm một lượng rất nhỏ (0,3%) nhưng lại có vai trò rất quan trọng Nghệ được sử dụng để nhuộm, bảo quản thực phẩm, làm gia

vị dưới dạng củ nghệ tươi hoặc bột Nghệ còn để chữa các vết thương, vết bỏng, làm cho các tế bào không bị hoại tử do tác dụng của tia tử ngoại phát ra từ ánh sáng mặt trời

Các đồng nghiệp ở Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên và Phạm Đình Tỵ

đã chiết tách thành công tinh nghệ từ nghệ vàng Thành phần chính của tinh nghệ là hoạt chất curcumin Chất curcumin có hoạt tính sinh học khá độc đáo như giải độc gan, ngăn cản sự phát triển của vi trùng lao, hàn gắn vết thương trong và ngoài cơ thể, chống viêm loét dạ dày, hành tá tràng, đường tiết niệu curcumin còn là chất chống oxy hóa mạnh, có khả năng tiêu diệt các gốc tự do và các loại men hại gây ung thư có trong thức ăn, nước uống hằng ngày

Ứng dụng phổ biến và rộng rãi của cây nghệ đen là dùng trong đông y và tây y: có tác dụng hành khí, phá huyết, chữa đau bụng, đau ngực, ăn uống không tiêu, chữa ho nghệ trộn với mật ong hoặc bột nghệ đen với dầu mè đen đã cải thiện được chức năng tiêu hoá, chống táo bón

Ở Ấn Độ, Curcuma aromatica Salisb được trồng làm thuốc nhuộm, mỹ phẩm

và cũng được dùng làm thuốc bổ [74] Ở Việt Nam, rễ nghệ trắng với các loại nghệ khác để chữa tê thấp, thuốc điều kinh Ở Nhật Bản được dùng làm thuốc sắc để tăng

sự tiết mật và kích thích tiêu hoá Chất (4S,5S)-(+)gemeron-4,6-epoxid trích ly từ

cây nghệ trắng (Curcuma aromatica.) đã được đăng ký bằng sáng chế ở Nhật Bản

để trị bệnh tiểu đường Tinh dầu nghệ Curcuma aromatica đã dùng vào điều trị các

khối u não được phát hiện sớm

Thử nghiệm các dịch chiết từ thân rễ cây nghệ xanh (Curcuma aeruginosa.)

mọc ở Việt Nam cho thấy, chúng có tác dụng ức chế 8 loại vi khuẩn gây bệnh Riêng curdion là một loại sesquiterpene dicetone thường gặp trong nhiều loại nghệ,

đã kìm hãm sự phát triển của Escherichia coli, Salmonellatyphi, Staphylococus

aureus và Kieb pneumoniac là các loại vi khuẩn gây bệnh [4]

Curzerenone và các đồng phân epicurzerenone, furanodienone, isofuradienone đều là những chất có tính kháng khuẩn đã được nghiên cứu ở Nhật Bản qua các

chiết xuất của nghệ xanh (C aeruginosa Roxb.)

Nghệ đen (Nga truật) là vị thuốc được dùng cả trong Đông y và Tây y Nghệ đen có vị đắng, cay, tính ôn, vào can kinh, có tác dụng hành khí, phá huyết, tiêu tích hoá thực Nga truật giúp cho sự tiêu hoá, chữa đau bụng Ngoài ra còn có tác dụng chữa ho, kinh nguyệt bế không đều

Ở Lào, nghệ vàng (Curcuma longa Linn.) được dùng làm thuốc chữa bệnh đau

dạ dày, trị mụn, hàn gắn vết thương nhưng ít sử dụng trong chế biến thức ăn, làm gia vị, hương liệu và phẩm nhuộm Ngoài ra người dân Lào còn sử dụng nghệ vàng tươi xay nhỏ vắt lấy nước nghệ pha với nước sạch và một ít nước thơm để tắm cho ông Phật nhân dịp Tết Lào, nghệ vàng xay mịn ngâm với rượu và nước chanh dùng bôi da phụ nữ sau sinh

Nghệ đen (Curcuma aeruginosa Roxb.) được trồng làm thuốc chữa bệnh đau

bụng, ăn không tiêu, hành kinh không thông, đầy hơi [1]

Nghệ trắng (Curcuma aromatica.) là vị thuốc dùng chữa bệnh đau dạ dày, đau

bụng, đầy hơi và ăn không tiêu;

Nghệ trắng (Curcuma mangga Valeton & Zijp.) sử dụng bột nghệ trắng làm

đẹp, làm thành kem bôi da mặt và toàn thân, nấu uống tốt cho phụ nữ sau sinh và nghệ trắng tươi ngâm rượi cũng cho phụ nữ sau sinh uống, làm thuốc chữa bệnh đau

dạ dày [9]

Thực vậy, chi nghệ (Curcuma) nói chung có rất nhiều ứng dụng, không chỉ

trong y học, dược học mà cả trong công nghiệp, công nghệ thực phẩm Như vậy việc nghiên cứu thành phần hóa học và cấu tạo của một số chất trong các loại cây thảo dược Lào là cần được khuyến khích

1.5 Lịch sử nghiên cứu về cây nghệ

Nghệ có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta nên đã có nhiều công trình nghiên cứu về chúng Dưới đây là các công trình nghiên cứu điển hình đã được công bố :

● Vogel và Pelletier (1815) đã phân lâp được hoạt chất của nghệ và đặt tên là

curcumin lần đầu tiên và chiếm 2-5% trong củ nghệ

● Daube (1870) đã thu được curcumin dạng tinh thể và được xác định là 1,6 heptadiene – 3,5- dione- 1,7- bis (4- hydroxy-3-methoxyphenyl) - (1E,6E) hay diferuloylmethane Khung diferuloylmethane của curcumin được khẳng định

● Milobedzka và cộng sự (1910- 1913) mới xác định curcumin là polyphenol

kỵ nước có cấu trúc diferuloymethan

● Srinivasan K.R ( 1953) đã chứng minh bằng sắc ký cột silic rằng curcumin

là một hỗn hợp Trong đó curcumin I chiếm 60% đây là một dicetone đối xứng không no có thể coi như là diferucyl-methane ( axit ferulic là axit hydroxy-4-methoxy-xinamic) curcumin II hay demethoxycurcumin chiếm 24% và curcumin III hay bis-demethoxycurcumin chiếm 14% [77]

● Shiobara và cộng sự ( 1985) đã chiết tách chất từ củ nghệ đen được 3 loại sesquiterpenoid đó là curcumeone, curcumanolide-A, curcumanolide-B [78]

● Alapati Srinivasan Rao, Bandaru Rajanikanth và Ramachandran Seshadri (1989) đã phân tích kết hợp GC-MS và khảo sát lại thành phần bay hơi của tinh dầu

thân rễ Curcuma amada Roxb., kết quả cho thấy tinh dầu này gồm 68 hợp chất

Ngoài những chất đã biết như cis-oximene (1,85%), trans-oximene (0,64%), linalol

và curcumene Một số sesquiterpene chính đã được tìm thấy trong tinh dầu này:  -

và -elemene; - và -curcumene; -selinene; -copaene; bisabolene;  zingiberene; ar- turmerone; curzerenone và epi- curzerenone Đây cũng chính là

-những cấu tử trong tinh dầu nghệ Curcuma zedoaria Rosc., thành phần chính của tinh dầu thân rễ Curcuma amada Roxb gồm cis-dihydrooximene (14,22%); mycene

(14,90%); trans- dihydrooximene (15,94%); linalol (13,37%); nonane- 2- on (5.38%) và -terpineol (1,48%) Như vậy mùi của Curcuma amada Roxb là do

hỗn hợp các mùi thơm đặc trưng của xoài non và nghệ [43]

● Bemard T Golding, Esteban Pombo-Villar (1992) đã khảo sát cấu trúc của

 - và - turmerone bằng phổ 1H-NMR và đã chứng minh cấu trúc của chúng bao

gồm : A - turmerone = (1’R,6S)-2–methyl-6-( 4-methylcyclohexa-2,4-dienyl) hept-2-en-4-one 2

B -turmerone = (1’R,6S)-2-methyl-6-(4-methylenexyclohex-2-enyl ) 4-one 3 [45]

C.ar- turmeron C15H20O = (6S)-2-methyl-6-(4-methylphenyl) hept-2- en- 4- one

Thành phần hóa học của tinh dầu thân rễ Curcuma trichosantha Gagnep ở

Việt Nam gồm các chất chính là : curdione (47,35%); curcumol (6,96%); germacrone (6,12%); -elemene (3,56%); -humulene (3,27%); -eudesmol (2,77%); caryophyllene oxit (2,32%); curdione isomer (2,30%); aristolene (1,28%); camphor (0,72%); 5H, 7, 10-selina-4(14)-11-diene (0,68%); -caryophylene (0,65%); linalool (0,43%); 2-nadolol (0,42%); δ-cadinene (0,30%); isoboneol (0,21%); borneol (0,20%)…[10],[64]

- Thành phần hóa học chính của các phần chiết trong ether dầu hỏa (petroleum

ether) và ethyl acetate của thân rễ nghệ trắng Curcuma aromatica Salisb thu hoạch

tháng 11 năm 1996 tại Sóc Sơn, Hà Nội theo tài liệu [15],[16] cho thấy chủ yếu là

các sesquiterpenoid, trong đó thành phần có hàm lượng lớn là các sesquiterpenoid

có khung germacran Ở phần chiết trong ete dầu hỏa định danh được 20 cấu tử, trong đó các cấu tử chính furanodiene (4,7%), furanodienone và curzerenone (30,7%), (E,E)-germacrone (8,2%), neocurdione (5,0%), zederone (6,2%), còn ở phần chiết trong ethyl acetate định danh được 15 cấu tử trong đó các cấu tử chính gồm furanodiene (4,7%), furanodienone và curzerenone (20,7%); (E,E)-germacrone (4,2%), neocurdione (3,0%), zederone (14,9%)

●Theo Phan Tống Sơn và các cộng sự ( 1998) thì ở Việt Nam thành phần

chính của tinh dầu thân rễ Curcuma aromatica Salisb gồm : 1,8 cineole;

tecpinolene; -elemene; humulene;  - elemene đặc biệt là curzerenone (37,78%)

và germa-1(10), 4,7(11) – triene-8-on (11,22%) Cũng theo Phan Tổng Sơn thì dịch

chiết ether dầu hỏa từ Curcuma aromatica Salisb có khả năng kháng 2 loại khuẩn

Samonella typhi và Candida albicans, trong khi dịch chiết từ ethyl acetate có khả

năng kháng nhiều loại vi khuẩn và nấm như Bacillus cereus, Bacillus pumillus,

Proteus mirsbilis, Staphylococcus aueus, Samonella typhi và Candida albicans

[16],[33]

● Trong tinh dầu bay hơi của Curcuma cochinchinensis Gagnep ở Việt Nam

đã xác định thành phần chính là curcumol (29,5%) và neocurdione (28,2%) [29]

● Phạm Định Tỵ và cộng sự (1998) đã nghiên cứu chiết xuất chất curcumin từ

củ nghệ vàng Curcuma longa Linn và đã tạo ra 2 chế phẩm TNV-999 và

TNV-999-AC gọi chung là bột đường tinh nghệ có chứa curcumin độ tinh khiết 92,5% [40]

● Tinh dầu thân rễ Curcuma aeruginosa Roxb tại Thái Lan có chứa các cấu

tử chính beta-pinene (7,71%), 1,8-cineole (9,64%), curzerenone (41,63%) [73] ● Theo Trần Thị Hòa (2005) thành phần hóa học chính của tinh dầu thân rễ

Curcuma elata Roxb ở Đắc Lắc, gồm: curzerenone (19,5%);  -humulene (7,7%), germacrone (6,2%); terpinolene (5,2%); germacrone-B (4,6%); curzerene (4,3%); 1,8-cineole (2,4%); p-cymene-8-ol (1,2%) [22]

● Tinh dầu bay hơi của Curcuma harmandii Gangep có thành phần như sau: ở

tinh dầu lá và thân: 1,8-cineol (13,5% và 21,8%); germacron (11,5% và 15,5%);

curdion (38,8% và 25,3%) Thành phần chính trong tinh dầu thân rễ là 1,8-cineol (4,5%); germacrone (20,5%); isocurcumol (13,4%) Thành phần chính trong tinh dầu hoa là: curdione (27,0%) [11]

● Trong tinh dầu thân rễ Curcuma longa Linn ở miền Bắc Ấn Độ gồm 73 cấu

tử trong đó có ar-turmerone (31,7%), - turmerone (12,9%), - turmerone (12,0%), (Z) -ocimene (5,5%) [66]

Tinh dầu Curcuma longa Linn ở Bình Dương, Việt Nam được phân tích bằng

GC-MS đã phát hiện được 9 cấu tử, trong đó có thành phần chính là turmerone (38,91%), currole (22,42%), ar-turmerone (19,71%),  -phellandrene (6,95%) [2]

Thành phần hoá học của tinh dầu thân rễ Curcuma trichosantha Gagnep ở

Việt Nam gồm có các chất chính là: curdione (47,4%); curcumol (7,0%); germacrone (6,1%) [25],[64]

Thành phần chủ yếu ở tinh dầu thân rễ Curcuma xanthorhiza Roxb ở

Thái Lan Là 1,8-cineole (37,58%) and curzerenone (13,70%) [73]

● Mau và cộng sự ( 2003) đã xác định được từ nghệ đen gồm 17 terpenes, 13 alcohol và 6 ketones [51]

● Những khảo sát hóa học trên tinh dầu thân rễ Curcuma zedoaria Rosc (ở Ấn

Độ) của các tác giả Pratibha Singh, Sunita Singh, I.P.S Kapoor, Lech Szczepaniak (09/2003) cho thấy cấu tử chính gồm curzerenone/epi- curzerenone (19,0-31,6%), curzerene (8,0%), ar-curcumene (12,1%), germacrone (10,8%), camphor (10,3%),

-sesquiphellandrene (9,8%) và germacrene-B (6,1%) [67]

● Garg và cộng sự (2005) đã nghiên cứu về thành phần hóa học từ lá cây

nghệ đen Curcuma zedoaria Rosc (ở Ấn Độ), kết quả cho thấy tinh đầu có chứa 23

hợp chất khác nhau, thành phần chính có monoterpene hydrocacbons (2,3%), oxygenated monoterpenes (26%), sesquiterpene hydrocacbons (38%), oxygenated sesquiterpenes (13,5%), -terpinylacetate (8,4%), isoborneol (7%), dehydrocurdi- one (9%), selina-4(15), 7(11)-diene-8-one (9,4%)[79]

● Các tác giả: Jizhong Yan, Gang Chen , Shengqiang Tong, Yeping Feng, Liuqing Sheng, Jianzhong Lou (2005) đã sử dụng phương pháp HSCCC (high -

speed counter - current chromatography), phân lập được hai hợp chất có hoạt tính

sinh học trong tinh dầu thân rễ Curcuma wenyujin (ở Trung Quốc), đó là hai

sesquiterpen germacron và curdion nhờ sử dụng hệ dung môi hai pha gồm ether dầu hỏa – ethanol – diethylether – nước với tỷ lệ thể tích 5:4:0,5:1, thu được 62mg germacron và 93mg curdion từ 658mg tinh dầu, độ tinh khiết đạt trên 95% Cấu trúc của chúng được xác định bằng các phương pháp 1H-NMR và EIMS [52]

Những sesquiterpen có một nhóm 7α-isopropyl, như curcumol, curdion, curcumalacton, và một epoxy germacrane mới là (1R,10R)-epoxy-(-)-1,10-

dihydrocurdione được cô lập từ tinh dầu cây Curcuma wenyujin Y.H Cheng & C

Ling Hiện nay được sử dụng điều trị ung thư ở Trung Quốc [52]

● Makabe và cộng sự ( 2006) đã xác định được hơn 10 loại sesquiterpene từ cây nghệ đen [48]

Kết quả nghiên cứu của các tác giả: Malek, S.N., Seng, Chan Kam, Zakaria,

Zuriati, Ali, Nor Azah, et al (2006) tinh dầu thân rễ và lá tươi của Curcuma

inodora aff của Malaysia cho thấy các cấu tử chính của tinh dầu thân rễ là

curzerenone (20,8%), germacrone (11,1%), curdione (7,5%), 1,8-cineole (5,3%) và β-eudesmol (4,6%); tinh dầu lá là curzerenone (16,9%), germacrone (7,5%), 1,8-cineole (5,3%) và farnesol (5,0%) [63]

● Paramapojn và Gritsanapan (2007) đã nghiên cứu về thành phần

curcuminoind trong củ nghệ đen Curcuma zedoaria ở các vùng sinh thái khác nhau

của Thái Lan Kết quả cho thấy hàm lượng curcumin, demethoxycurcumin và bisdemethoxycurcumin lần lượt từ 1,46% đến 5,73% w/w (Trung bình 2,73% w/w);

từ 3,15% đến 10,98% (Trung bình 7,37%) và từ 0,49% đến 2,99% (Trung bình 1,40% w/w) [71]

● Trần Thị Việt Hoa và công sự (2007) đã nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu củ nghệ đen trồng ở Đà Lạt được trích ly theo phương pháp gia nhiệt thông thường và phương pháp gia nhiệt bằng lò vi sóng Kết qủa nghiên cứu cũng đã chỉ

ra sự khác biệt lớn và thành phần sesquiterpene của nghệ đen ở Việt Nam và các nước khác [19]

● Theo kết quả nghiên cứu của các tác giả: Xin Zhou, Zhangwan Li, Guangyi Liang, Jin Zhu, Daopin Wang, Zongwei Cai, công bố (2007) thì thành phần bay hơi

của tinh dầu cây Curcuma sichuanensis X X Chen trồng ở Sichuan (Trung Quốc)

có các cấu tử chính gồm epi-curzerenone (26,9%), germacrone (12,4%), isocurcumenol (9,7%), β-elemene (6,4%) và curzerene (6,2%) Theo kết quả phân tích bán định lượng cho thấy các sesquiterpene (85,4%) cao hơn monoterpene (1,5%) khoảng 55 lần [86]

- Thân rễ Curcuma wenyujin Y.H Chen ed C Ling (ở Trung Quốc) theo kết

quả công bố thành phần hóa học từ 2007 đến hiện nay có tất cả 82 hợp chất trong đó bao gồm 57 sesquiterpenoid, 6 diterpenoid, 6 monoterpene và 10 thành phần khác Đặc biệt 23 hợp chất mới [87]

Như vậy, việc khảo sát đầy đủ về thành phần hóa học các loại nghệ còn là phạm trù rộng lớn cho các nhà khoa học nghiên cứu về hợp chất thiên nhiên

1.6 Lịch sử nghiên cứu về cấu trúc của curcumin

Curcumin là tinh thể màu nâu đỏ, là hoạt chất được chiết ra từ nghệ vàng thuộc

họ gừng ( Zingiberaceae) Curcumin được phân lập lần đầu tiên vào năm 1815 (Vogel và Pelletier), thu được dạng tinh thể vào năm 1870 (Daube) và được xác định là 1,6- heptadiene -3,5-dione -1,7-bis (4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-(1E,6E) hay diferuloylmethane Khung feruloylmethane của curcumin được khẳng định sau

đó vào năm 1910 bởi tổng hợp đầu tiên của Lampe (1910); (Lampe và Milobedzka , 1913) Curcumin (cũng được biết như là curcumin I) xuất hiện một cách tư nhiên

trong thân rễ Curcuma longa Curcumin thương mại chứa curcumin I ( 77%),

curcumin II ( 17%) và curcumin III ( 3%)

Năm 1953 Srinivasan K.R đã chứng minh bằng sắc ký trên cột silic rằng curcumin là một hỗn hợp, trong đó curcumin I chiếm (60%), curcumin II chiếm (24%) và curcumin III chiếm (14%) [77]

G K Jayaprakasha và cộng sự đã phân lập 3 thành phần curcuminnoid curcumin I, II, III bằng sắc ký cột silicagel lần lượt với hệ dung môi benzene: ethyl acetate (82:18 v/v), benzene: ethyl acetate (70:30 v/v), benzene: ethyl acetate

(58:42 v/v) và đã xác định được nhiệt độ nóng chảy tương ứng là 186-187, 175-176, 231-232ºC [18],[47]

W Chearwae và công sự đã cô lập các d n xuất curcuminoid từ cao ethanol trích từ củ nghệ vàng cũng bằng sắc ký cột silicagel với dung môi CHCl3, sau đó tăng dần độ phân cực của hệ dung môi bằng CH3OH và đã được các phân đoạn curcumin có độ tinh khiết khoảng 95,99% [82]

L Peret- Almeida và cộng sự đã cô lập, xác định cấu trúc và một số tính chất hóa lý của từng d n xuất curcuminoid riêng biệt Hỗn hợp curcuminoid (Merck) được kết tinh lại 3 lần bằng hệ dung môi CH2Cl2 : CH3OH (5:1v/v) với hiệu suất kết tinh khoảng 40% [58]

1.6.1 Cấu tạo của curcumin [46]

● Trong tự nhiên curcumin tồn tại dưới 4 dạng sau :

- Curcumin I: công thức phân tử : C21H20O6

Công thức cấu tạo :

Tên IUPAC: 1,7-bis (4-hydroxy-3-methoxyphenyl) -1,6- heptadiene-3,5-dione Phân tử khối: 368 g/mol, nhiệt độ nóng chảy : 183ºC

- Curcumin II: Công thức phân tử : C20H18O5

Công thức cấu tạo :

Tên IUPAC:

1-(4-hydroxyphenyl)-7-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)hepta-1,6-điene-3,5-dione

Phân tử khối : 338 g/mol, nhiệt độ nóng chảy : 168ºC

- Curcumin III: Công thức phân tử : C19H16O4