ĐẶC ĐIỂM NÔNG HỌC, CURCUMIN GIỐNG NGHỆ VÀNG THUỘC LOÀI Curcuma longa TRONG ĐIỀU KIỆN HẠN

lo TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN SINH HỌC CHUYÊN ĐỀ TỔNG HỢP MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐẶC ĐIỂM NÔNG HỌC, CURCUMIN GIỐNG NGHỆ VÀNG THUỘC LOÀI Curcuma longa TRONG ĐIỀU KIỆN HẠN Họ tên học viên: Lê Ngọc Lel MSHV: M0519021 Lớp: CNSH K26 – ĐHCT 11/2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN SINH HỌC CHUYÊN ĐỀ TỔNG HỢP MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐẶC ĐIỂM NÔNG HỌC, CURCUMIN GIỐNG NGHỆ VÀNG THUỘC LOÀI Curcuma longa TRONG ĐIỀU KIỆN HẠN Họ tên học viên: Lê Ngọc Lel GVPT: Trương Trọng Ngôn MSHV: M0519021 Lớp: CNSH K26 – ĐHCT 11/2019 LÊ NGỌC LEL, 2019 “ĐẶC ĐIỂM NÔNG HỌC, CURCUMIN CỦA HAI GIỐNG NGHỆ VÀNG THUỘC LỒI Curcuma longa TRONG ĐIỀU KIỆN HẠN” TĨM LƯỢC Chuyên đề thực mục đích nhận diện tổng quan đặc điểm hình thái, nơng học, thành phần giống nghệ curcuma longa điều kiện hạn, bên cạnh nghiên cứu đặc tính, phương pháp ly trích ứng dụng curcumin có nghệ Từ khóa: nghệ, curcumin, ly trích i MỤC LỤC TĨM LƯỢC i MỤC LỤC ii DANH SÁCH BẢNG iii DANH SÁCH HÌNH iv DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT v CHƯƠNG ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG NỘI DUNG 2.1 Sơ lược nghệ 2.2 Giá trị nghệ 2.3 Đặc điểm hình thái nghệ 2.5 Các giai đoạn sinh trưởng nghệ 10 2.6 Kỹ thuật canh tác nghệ 11 2.7 Thành phần hóa học nghệ 11 2.8 Phương pháp ly trích curcumin 16 2.9 Ảnh hưởng yếu tố hạn đến sinh trưởng, phát triển trồng 18 2.10 Một số kết nghiên cứu hạn trồng 19 CHƯƠNG KẾT LUẬN 21 TÀI LIỆU THAM KHẢO 22 ii DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng 100 g nghệ Bảng 2.2 Thành phần hóa học nghệ 11 iii DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1 Q trình hình thành di khối u Hình 2.2 Hình thái tổng quát nghệ Hình 2.3 Hoa nghệ vàng Hình 2.5 Căn hành nghệ vàng Hình 2.6 Nghệ trồng nước ta Hình 2.7 Quá trình phát triển nghệ 10 Hình 2.8 Cấu trúc hợp chất curcumin củ nghệ 12 Hình 2.9 Cơng thức hóa học curcumin 13 Hình 2.10 Ba thành phần chủ yếu curcuminoid 13 Hình 2.11 Các trạng thái curcumin thay đổi theo pH 14 Hình 2.12 Phản ứng cộng hydro curcumin 15 Hình 2.13 Sơ đồ hai hướng phản ứng curcumin gốc tự 16 Hình 2.14 Bộ chiết Sokle 17 iv DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Ý nghĩa ABA Acid Abscisic ATP Adenosine triphosphat DNA Deoxyribonucleic acid INS International Numbering System IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change NADH Nicotinamide adenine dinucleotide NST Ngày sau trồng NTTH Ngày trước thu hoạch RNA Ribonucleic acid ROS Reactive Oxygen Species v CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Từ xưa đến nay, nghệ vàng (Curcuma longa) thuộc họ Gừng, biết đến loài dược liệu q giá khơng mang giá trị kinh tế mà mang giá trị y học cao Có 6000 năm tài liệu lịch sử ghi nhận việc sử dụng với vai trị loài thuốc điều trị bệnh (Ravindran et al., 2007) Ngày nay, vai trò nghệ dần khẳng định số lượng nghiên cứu sản phẩm y học mở rộng qui mô canh tác nghệ Tuy nhiên, loại có nguồn gốc hoang dại có đa dạng lồi cao Nhiều lồi có hình thái lá, thân củ, hoa giống dẫn đến tượng thu hái nhầm lẫn xảy thường xuyên làm ảnh hưởng đến hiệu sử dụng (Nguyễn Quốc Bình ctv., 2015) Củ nghệ vàng có thành phần hóa học quan trọng nhóm hợp chất gọi curcuminoid, bao gồm ba chất curcumin (diferuloylmethane), demethoxycurcumin bisdemethoxycurcumin Hàm lượng curcumin thước đo giá trị chất lượng củ nghệ chứa Bởi curcumin chất có hoạt tính sinh học giúp chống oxy hóa, kháng viêm, kháng khuẩn kháng nấm, chống ung thư hỗ trợ điều trị bệnh tim mạch (Tayyem et al., 2006) Mặt khác, Ở Việt Nam, biến đổi khí hậu gây hậu nặng nề mà nơng nghiệp phải gánh chịu Theo IPCC (2007), Đồng sông Cửu Long ba châu thổ giới có nguy chịu ảnh hưởng nghiêm trọng biến đổi khí hậu 30-50 năm tới, có hạn hán (Trần Văn Tỷ ctv, 2015) Thách thức đặt cho nông nghiệp Việt Nam chuyển đổi cấu trồng cho phù hợp với điều kiện hạn ứng phó với biến đổi khí hậu Cùng với biến đổi khí hậu mạnh mẽ ngày nay, diện tích đất canh tác ngày bị thu hẹp hạn hán Việc nghiên cứu, lựa chọn giống nghệ có khả chống chịu điều kiện khơ hạn mà có suất cao, giữ dược tính nhu cầu cần thiết Chính chun đề “đặc điểm nơng học, curcumin hai giống nghệ vàng thuộc loài Curcuma longa trồng điều kiện hạn” thực CHƯƠNG NỘI DUNG 2.1 Sơ lược nghệ 2.1.1 Danh pháp Tên khoa học: Curcuma longa L (Curcuma domestica Lour.) Tên khác: Nghệ vàng, uất kim, khương hoàng, co hem, co khản mỉn (Thái), khinh hương (Tày) Tên nước ngoài: Common turmeric, long turmeric (Anh); safran des Indes (Pháp) 2.1.2 Nguồn gốc phân loại Theo Đỗ Tất Lợi (2011) nguồn gốc nguyên thủy nghệ nước Ấn Độ, sau nhân rộng khắp giới, nước nhiệt đới Việt Nam, Indonesia, Lào, Trung Quốc Nghệ trồng khắp nơi nước ta để làm gia vị làm thuốc Ngày nay, nghệ trồng quen thuộc nhiều nước Trung Quốc, Myanmar, Pakistan, Iran, Bangladesh, Đài Loan, Indonesia, Việt Nam với diện tích trồng từ nhỏ lẻ đến quy mô lớn theo trang trại Nhưng chủ yếu trồng vườn nhà mục đích thường sử dụng cho tiêu dùng (Ravindran el al., 2007) Cịn theo Đỗ Huy Bích ctv., (2004), Việt Nam nghệ coi trồng cổ khắp địa phương, từ vùng đồng bằng, ven biển đến vùng núi cao 1.500 m Một số nơi trồng nghệ huyện Quản Bạ, Yên Minh, Đồng Văn, Mèo Vạc (Hà Giang), Quảng Bình, Sìn Hồ, Phong Thổ (Lai Châu), Quảng Nam Đắc Nông Nghệ có khoảng 110 lồi phân bố vùng nhiệt đới Châu Á Nhiều lồi có giá trị kinh tế cao, lồi Curcuma longa lồi quan trọng (Ravindran et al., 2007) 2.1.2 Phân loại Nghệ vàng thuộc họ Zingiberaceae, chi Curcuma, loài Curcuma longa Tên khoa học nghệ là: Curcuma longa Hệ thống phân loại nghệ (Curcuma longa) theo Võ Văn Chi (2012) Giới (regnum) Thực vật (Plantae) Ngành (phylum) Ngọc Lan (Magnoliophyta) Lớp (class) Hành (Liliopsida) Phân lớp (subclass) Hành (Liliidae) Bộ (ordo) Gừng (Zingiberales) Họ (famillia) Gừng (Zingiberaceae) Phân họ (subfamillia) Gừng (Zingiberoideae) Tông (tribus) Gừng (Zingibereae) Chi (genus) Nghệ (Curcuma) Loài (species) Nghệ vàng (Curcuma longa) 2.2 Giá trị nghệ Trong tinh bột nghệ có chứa nhiều loại vitamin thiết yếu nhóm B vitamin B6, B3, B9 B2 giúp hỗ trợ điều trị thiếu máu, da hồng hào, ngăn chặn bệnh xạ, hỗ trợ điều trị bệnh viêm da, nám da, tàn nhang Ngồi cịn giúp tăng cường chuyển hóa hấp thu dinh dưỡng cho thể Bên cạnh đó, tinh bột nghệ cung cấp lượng, cacbohydrates, protein chất xơ cho thể Đặc biệt, tinh bột nghệ hồn tồn khơng chứa thành phần cholesterol mà lại giàu chất chống oxy hóa chất xơ có khả tác động kiểm sốt cholesterol xấu máu Đây điều tốt cho bệnh nhân có hàm lượng cholesterol máu khơng ổn định, giúp hỗ trợ điều trị bệnh xơ vữa động mạch Nhờ có chứa nhiều chất dinh dưỡng, vitamin chất có lợi cho sức khỏe nên nghệ sử dụng từ lâu với mục đích làm dược liệu thực phẩm (Trần Liên Hương, 2014) Thành phần dinh dưỡng có 100 g nghệ trình bày Bảng 2.1 Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng 100 g nghệ (Lal, 2012) Thành phần Giá trị dinh dưỡng Khuyến cáo sử dụng hàng ngày (% theo RDA) Năng lượng Carbohydrates Protein Chất béo tổng Cholesterol Chất xơ Vitamin B9 Vitamin B3 Vitamin B6 Vitamin B2 Vitamin C Vitamin E Vitamin K Natri Kali Canxi Đồng Sắt Magie Mangan Photpho Kẽm 354 Kcal 64,9 g 7,83 g 9,88 g mg 21,0 g 39,0 µg 5,14 mg 1,80 mg 0,23 mg 25,9 mg 3,10 mg 13,4 µg 2525 mg 183 mg 183 mg 603 µg 41,42 mg 193 mg 7,83 mg 268 mg 4,35 mg 17% 50% 14% 33% 0% 52,5% 10% 32% 138% 18% 43% 21% 11% 2,5% 54% 18% 67% 517% 48% 340% 38% 39,5% Nghệ có tác dụng kích thích tiết tế bào gan chất paratolyl metylcacbinol Chất curcumin gây co bóp túi mật có tác dụng giảm 2.4 Tình hình sản xuất 2.4.1 Trên giới Ấn Độ nước sản xuất nghệ lớn giới, chiếm khoảng 90% tổng diện tích trồng nghệ giới Trung Quốc, Myanmar, Nigieria, Bangladesh, Pakistan, Sri Lanka, Đài Loan, Indonesia chiếm 10% diện tích canh tác cịn lại Năm 2007-2008, suất trồng nghệ Ấn Độ 794.000 tổng diện tích 175.300 Các quốc gia xuất nghệ chủ yếu oẤn Độ, Trung Quốc, Myanmar Bangladesh (Trần Liên Hương, 2014 trích dẫn Angel et al., 2011) Các quốc gia vùng lãnh thổ nhập nghệ lớn bao gồm: Trung Đông, Bắc Phi, Iran, Nhật Bản, Mỹ (Lal, 2012) 2.4.2 Trong nước Ở phía Nam, qua điều tra Nguyễn Thành Nam (2014) trích dẫn Nguyễn Thị Bích Phượng (2014) cho thấy, từ năm 2012-2013 nghệ trồng tập trung nhiều An Giang Do nằm dự án “Xây dựng mơ hình trồng bảo tồn dược liệu quý vùng Núi Cấm, Tịnh Biên” Bên cạnh đó, số nơi khác Sóc Trăng, Đồng Tháp Cần Thơ có vài hộ nơng dân trồng dạng ln canh với diện tích nhỏ lẻ khơng trì lâu dài (Đức Tồn, 2014) Hình 2.6 Nghệ trồng nước ta 2.5 Các giai đoạn sinh trưởng nghệ Quá trình sinh trưởng họ Gừng gồm bốn giai đoạn (Nguyễn Thị Kim Huê, 2009) Giai đoạn nảy mầm: bắt đầu chồi ngủ (thân rễ mẹ) đâm chồi cho Giai đoạn khoảng 50 ngày Dinh dưỡng cho nảy mầm tạo rễ chất dinh dưỡng dự trữ chồi ngủ Giai đoạn con: tính từ mở đến hình thành rễ thân rễ phân nhánh Giai đoạn khoảng 60-70 ngày Trong giai đoạn này, lấy dinh dưỡng từ thân rễ, sau hấp thu nhờ hệ thống rễ Dưới điều kiện bình thường, thân khí sinh phát triển tốc độ 1-1,5 cm/ngày Giai đoạn sinh trưởng mạnh: khoảng 70-80 ngày, tính từ thân rễ phân nhánh liên tục đến lúc thu hoạch Giai đoạn nhiều chồi tạo thân rễ phân nhánh mạnh mẽ Lá thực quang hợp chuyển đất dinh dưỡng cho thân rễ Sự cung cấp phân bón nước đặn có hiệu thời gian cần thiết cho thân rễ trì sinh trưởng, phát triển Giai đoạn nghỉ: Các họ Gừng không chịu đựng thời tiết lạnh giá Điều bắt buộc chúng phải trải qua thời kỳ nghỉ Vì vậy, chúng thường thu hoạch trước mùa đông đến để lại đất chồi ngủ Khi nhiệt độ tăng trở lại hay mùa xuân đến, chồi ngủ tiếp tục thời kỳ sinh trưởng, phát triển Hình 2.7 Quá trình phát triển nghệ (Ravindran et al., 2007) Cây nghệ thường thu hoạch vào mùa thu Khi thu, cắt bỏ hết phần rễ để riêng, thân rễ để riêng Nếu muốn bảo quản lâu phải hấp đến 12 giờ, sau đợi nước, đem phơi nắng sấy khô (Đỗ Tất Lợi, 2011) 10 2.6 Kỹ thuật canh tác nghệ Chọn củ nhánh cấp có khối lượng tương đối đồng từ 30-40 g (Hossain et al., 2005) để trồng Xử lý giống với chlorine 0,5% 30 phút vớt để ủ tuần trước trồng Ủ củ nơi có bóng râm, cao, nước tốt phủ lên lớp tro trấu Tưới nước vừa đủ ẩm giúp củ nẩy mầm Sau 7-10 ngày, đặt củ giống sâu từ 7-8 cm với khoảng cách 25x25 cm (Mohamed et al., 2014) Thường xuyên tưới nước cho nghệ, giai đoạn đầu tưới lần/ngày Khi nghệ nhỏ, tán chưa lớn, ánh sáng chiếu xuống lớp đất mặt giúp cỏ phát triển tốt Thường xuyên làm cỏ, hạn chế cạnh tranh ánh sáng dinh dưỡng con, làm cỏ tuần/lần Phân bón: theo Mai Văn Quyền ctv (2007) Ravindran et al (2007) có cải tiến Bón phân cho nghệ chia làm ba lần bón: lần bón NPK (1616-8-13S): 100-150 kg/ha; lần bón NPK (16-16-8-13S): 150-200 kg/ha; lần bón NPK (16-16-8-13S): 100-150 kg/ha Bón vào thời điểm: 60 NST (ngày sau trồng - giai đoạn 2-3 lá), 120 NST (giai đoạn tăng trưởng tạo củ) 180 NST (tiếp tục tăng trưởng tạo củ) 2.7 Thành phần hóa học nghệ Củ nghệ vàng (Curcuma longa) sử dụng lâu đời y học cổ truyền thực phẩm chất tạo màu Các hoạt chất củ nghệ phân loại thành hai nhóm chính: khơng bay bay Nhóm khơng bay bao gồm thành phần curcumin, demethoxycurcumin bisdemethoxycurcumin, gọi chung curcuminoids Curcumonoids có hoạt tính chống oxy hóa, chống ung thư, chống đột biến, kháng viêm kháng khuẩn (Kao et al., 2007) Các thành phần bay gọi chung tinh dầu nghệ Trong củ nghệ thành phần bao gồm: curcumin, zingiberine, phellandreen, sabenene, cineol, borneaol, sesquiterpene, curcuminoids, tinh dầu (Jayaprakasha et al., 2005) Ngồi ra, chứa chất béo, chất xơ, vitamin, protein, khoáng chất, carbohydrate (Bakhru, 1997) Ngồi theo Kapoor (1990) nghệ chứa protein (6,3%), chất béo (5,1%), khoáng chất (3,5%), carbohydrate (69,4%) độ ẩm (13,1%) Bảng 2.2 Thành phần hóa học nghệ (Nguyễn Văn Toản, 2017) STT Thành phần Đơn vị Hàm lượng Hàm lượng nước % 79,82±0,52 Tinh bột % 14,67±0,16 Protein % 0,71±0,03 Lipid % 0,73±0,12 Tinh dầu % 1,96±0,07 Cellulose % 2,73±0,01 Curcumin % 0,63±0,01 11 Phenolic diketone, curcuminoid chất tạo màu vàng nghệ, bao gồm dạng: curcumin, demethoxycurcumin bisdemethoxycurcumin (Bernard et al., 1982) (Hình 2.8) Hình 2.8 Cấu trúc hợp chất curcumin củ Curcumin Tính chất vật lý Curcumin từ nghệ có dạng bột màu vàng cam huỳnh quang, khơng mùi, bền với nhiệt độ,không bền với ánh sáng Nhiệt độ nóng chảy 180 ÷ 1850C Khi dạng dung dịch curcuma dễ bị phân hủy ánh sáng nhiệt độ, tan chất béo, etanol, metanol, diclometan, aceton, acid acetic vàhầu không tan nước môi trường acid hay trung tính (độ tan 7.5, màu dung dịch chuyển sang đỏ Giá trị số phân ly pKa proton dạng acid curcumin (dạng H2A-, HA2, A3- ) xác định tương ứng 7.3, 8.5 9.0 Dưới tác dụng ánh sáng, curcumin phân hủy thành vanillin, acid vanillic, aldehyd ferulic, acid ferulic (Lindernmaier, 1998) Hình 2.11 Các trạng thái curcumin thay đổi theo pH 14 Phản ứng cộng với H2 Trong hợp chất curcumin có chứa hydrocarbon chưa no, có khả tham gia phản ứng cộng một,hai ba phân tử H2 tạo thành dẫn xuất dihydrocurcumin,tetrahydrocurcumin hexahydrocurcumin (Chearwae, 2004) Phản ứng tạo phức với kim loại Hình 2.12 Phản ứng cộng hydro curcumin Phức kim loại bao gồm ion kim loại trung tâm liên kết với phân tử khác liên kết cộng hóa trị Curcuminoid với cấu trúc β – diceton môi trườngacid hay trung tính nằm dạng hỗ biến ceton – enol đối xứng ổn định, làm cho curcuminoid có khả tạo phức với nhiều ion kim loại khác: Mn2+, Fe2+, Cu2+, Ga3+,…( Ramussen, 2000) 15 Phản ứng amin hóa Curcumin hợp chất diceton nên cho phản ứng với amin bậc (RNH2), semicarbazid (NH2NHCONH2), hydroxylamin (NH2OH), hydrazin (NH2-NH2) để tạo thành dẫn xuất amintương ứng Hình 2.13 Sơ đồ hai hướng phản ứng curcumin gốc tự 2.8 Phương pháp ly trích curcumin Một trăm gam bột nghệ tiến hành chiết với 500 ml acetone phương pháp Soxhlet thời gian khoảng giờ, dịch chiết lọc lại phương pháp lọc hút chân không Acetone loại khỏi hỗn hợp trích phương pháp quay hút chân khơng, dịch trích thu chứa khoảng 50- 60% acetone Sau đó, thêm vào isopropanol tương đương 60% thể tích hỗn hợp dịch trích, hịa tan trữ 4°C để tạo tách lớp Curcuminoid lắng xuống đáy cịn phía chứa dung môi tạp chất Phần kết tủa curcuminoid bên lọc hút chân không Curcuminoid kết tủa thu màng lọc rửa iso-propanol lạnh lần Curcuminoid sấy khô, xác định khối lượng phần trăm khối lượng curcuminoid thu mẫu nhiệt độ 4°C Curcumin chuẩn (Sigma) pha nồng độ khác (0 – 100 μg/ml) phân tích hệ thống HPLC-UV/Vis Từ kết phân tích thu được, dựng đường chuẩn curcumin phần mềm Microsoft Excel 2010 (Lưu Thái Danh ctv, 2019) 16 Phan Thị Hoàng Anh (2013) khảo sát tách curcuminoid kết hợp tách tinh dầu quy trình nhằm tận thu nguồn tinh dầu từ củ nghệ, đồng thời bỏ qua giai đoạn loại béo để giảm thiểu lượng dung môi sử dụng Trên sở đó, chúng tơi khảo sát quy trình (quy trình 2) trích ly curcuminoid kết hợp tách tinh dầu, với quy trình 1, tinh dầu tách từ nguyên liệu nghệ tươi (độ ẩm 80-85%) cịn quy trình 2, tinh dầu tách từ ngun liệu nghệ khơ (độ ẩm 10-12%) trước trích ly curcuminoid Để đánh giá tốt hiệu quy trình trên, chúng tơi tiến hành quy trình trích ly curcuminoid (quy trình 3) từ ngun liệu nghệ khô mà không qua giai đoạn tách tinh dầu Hiệu quy trình đánh giá dựa yếu tố: hiệu suất trích ly curcuminoid (% curcuminoid tinh thu so với khối lượng nguyên liệu khô tuyệt đối ban đầu) độ tinh khiết curcuminoid (hàm lượng curcuminoid mẫu tính dựa theo phương pháp lập đường chuẩn) Lê Thị Hoà (2016) thực cân 5g bột nghệ gói lại giấy lọc, cho vào phần hình trụ chiết Soklet Tỷ lệ thể tích ống chiết lượng mẫu tương ứng với tỷ lệ dung mơi/ngun liệu thích hợp chọn Cho 200ml dung môi cồn tuyệt đối vào bình cầu 150ml dung mơi cồn tuyệt đối vào phần hình trụ chứa mẫu Lắp ống sinh hàn hồi lưu (Hình 2.14) tiến hành đun 800C Khi đun hỗn hợp dung mơi bay lên hịa tan curcuminoid gói giấy lọc rơi xuống bình cầu qua ống dẫn ngưng tụ Chiết khoảng 9h (tương ứng lần chiết, 60 phút/lần) ta dung dịch chiết có màu nâu đỏ Cơ áp suất thấp: để đuổi etanol khỏi dịch chiết thu hồi, tái sử dụng lượng dung môi Sau cô đuổi dung môi, thu sản phẩm thô chứa curcuminoid lẫn với tinh dầu nghệ tạp chất khác Hình 2.14 Bộ chiết Sokle 17 2.9 Ảnh hưởng yếu tố hạn đến sinh trưởng, phát triển trồng 2.9.1 Định nghĩa hạn Hạn hán tượng lượng mưa thiếu hụt nghiêm trọng, kéo dài, làm giảm hàm lượng ẩm khơng khí hàm lượng nước đất, làm suy kiệt dòng chảy sông suối, hạ thấp mực nước ao hồ, mực nước tầng chứa nước đất, gây ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng phát triển trồng, làm mùa màng thất bát, mơi trường suy thối, gây đói nghèo dịch bệnh (Nguyễn Đức Ngữ, 2002) Độ ẩm héo là độ ẩm đất giữ lại nước nhỏ -15 bar Ở nước này, nước đất giữ chặt đến hấp thu để đáp ứng nhu cầu nước cho Giá trị độ ẩm héo sử dụng để xác định thời điểm bắt đầu tưới nước cho giới hạn độ ẩm hữu hiệu (Chu Thị Thơm ctv., 2006) 2.9.2 Ảnh hưởng hạn đến sinh trưởng hấp thu nước Thực vật ngừng sinh trưởng gặp điều kiện bất lợi gây hạn Sự hạn chế sinh trưởng chồi điều kiện hạn làm giảm nhu cầu trao đổi chất thực vật kích thích q trình sinh tổng hợp hợp chất bảo vệ, điều chỉnh thẩm thấu Sự ngừng sinh trưởng rễ cho phép mô phân sinh rễ thực chức phát triển nhanh chóng điều kiện bất lợi giảm (Hsiao, 2000) Hạn chế phát triển rễ bên cách thức đáp ứng hạn, điều thúc đẩy sinh trưởng rễ chính, giúp tăng cường khả hấp thu nước từ tầng đất sâu (Yamaguchi, 2005) 2.9.3 Ảnh hưởng hạn đến quang hợp Thực vật tăng cường tổng hợp ABA thiếu hụt nước làm khiến cho khí khổng đóng lại Điều làm giảm hàm lượng carbon dioxide mô cản trở trình quang hợp Khi điều kiện trở lại bình thường khí khổng mở ra, cản trở trình quang hợp quang hợp phục hồi khí khổng (Chave et al., 2009) Sự hạn chế carbon dioxide kéo dài thời gian đóng khí khổng điều kiện bất lợi dẫn đến tích lũy hợp chất làm giảm khả vận chuyển electron, điều làm giảm phân tử oxy tăng cường dạng ROS (reactive oxygen species) ROS phân tử hóa học chứa oxi, bị điện tử lớp vỏ superoxide, hydropeoxide, hydroxyl Việc tích lũy hợp chất ROS tế bào gây tác động trực tiếp đến phân tử lớn axit nucleic (DNA RNA), protein lipid Các phân tử bị oxy hóa ROS bị biến đổi cấu trúc chế tổng hợp, gây rối loạn phản ứng sinh lý, sinh hóa nội bào, dẫn đến sai hỏng chức năng, chí gây chết tế bào (Le Bras et al., 2005) 18 2.9.4 Ảnh hưởng hạn đến hô hấp nội bào Sinh trưởng thực vật xác định hệ số hô hấp, tỉ lệ CO2 đồng hóa quang hợp CO2 thải q trình hơ hấp Hệ số hơ hấp điều chỉnh q trình mà chúng sử dụng sản phẩm hô hấp – ATP, nước chất tan hấp thu rễ, vận chuyển sản phẩm đến mô dự trữ, NADH chu kỳ TCA trung gian (quá trình sinh tổng hợp trình phát triển thực vật) Trong điều kiện hạn, trình bị ảnh hưởng dẫn đến tăng cường hô hấp Bên cạnh đó, tăng cường hơ hấp kích hoạt q trình địi hỏi nhiều lượng tổng hợp chất điều chỉnh thẩm thấu chống oxi hóa xảy điều kiện hạn (Bhargava and Sawant, 2013) 2.10 Một số kết nghiên cứu hạn trồng Vũ Thị Hoa Phượng (2015) nghiên cứu khả tập chống chịu hạn hán khoai tây (Solanum tuberosum L.) tăng lên số lượng rễ, trọng lượng tươi, trọng lượng khô, hàm lượng chlorophyll, hàm lượng proline mẫu nảy mầm môi trường hạn so với mẫu chưa tiếp xúc hạn bước đầu cho thấy khoai tây (Solanum tuberosum L.) giống Hồng Hà có khả tập chống chịu hạn Nghiên cứu Phạm Văn Cường ctv., (2015) cho hạn làm giảm số lá, diện tích lá, tổng diện tích bề mặt rễ, số rễ số lông hút đa số dòng CSSLs giống đối chứng IR24 không làm giảm số rễ, số lông hút dịng lúa có số chịu hạn cao Vũ Thị Thu Thủy ctv., (2013) nghiên cứu đề tài tạo dịng lạc chịu hạn cơng nghệ tế bào thực vật từ đánh giá khả chịu hạn dòng chọn lọc hệ thứ năm tuyển chọn dòng lạc RM48, R46 RM47 có khả chịu hạn cao Trên ngô, Phạm Thị Thanh Nhàn (2012) nghiên cứu đặc điểm số gen điều hoà sinh tổng hợp anthocyanin liên quan đến tính chịu hạn ngơ nếp địa phương cho thấy khả chịu hạn phân nhóm 10 giống ngơ nếp địa phương theo mức độ chịu hạn: tốt, trung bình kém, xác định gia tăng hàm lượng anthocyanin khả chịu hạn ngô nếp địa phương mối tương quan thuận, phân lập 02 đoạn gen B Lc mã hóa cho protein có chức điều hòa gen sinh tổng hợp anthocyanin đại diện nhóm giống ngơ chịu hạn tốt điều kiện hạn, sử dụng kỹ thuật real- time RT- PCR để phân tích, so sánh mức độ phiên mã gen B Lc Nguyễn Thị Bích Vân, Võ Cơng Thành tiến hành nhằm tìm hiểu thích ứng biểu sinh hóa giống/dịng lúa đáp ứng điều kiện hạn giai đoạn sinh dưỡng Thí nghiệm bố trí theo kiểu thừa số hai nhân tố khối hoàn toàn ngẫu nhiên, nhân tố thứ giống/dịng IR64, CTUS4, Nàng níu, LH01 (giống IR64 sử dụng làm đối chứng nhạy cảm với hạn); nhân tố thứ hai điều kiện tưới (đủ nước, không tưới nước) với lần lặp lại Kết cho thấy, để thích ứng điều kiện hạn, giống/dịng có tích lũy cao hàm lượng chlorophyll, đường tổng proline Hàm lượng 19 chlorophyll a tăng từ 1,1-1,6 lần, chlorophyll b tăng từ 1,2-1,5 lần, chlorophyll tổng tăng từ 1,3-1,4 lần, đường tổng tăng từ 1,2-3 lần, proline tăng từ 2,2-9,5 lần Hai dịng CTUS4 LH01 có tích lũy hàm lượng đường tổng proline thấp Đường tổng proline có hệ số biến thiên kiểu gen (22%; 99,3%), hệ số di truyền (96,1%, 99,8%) cao cho thấy hiệu chọn lọc cao khả chịu hạn 20 CHƯƠNG KẾT LUẬN Các thành phần nghệ tinh bột nghệ curcumin có giá trị y học, thương phẩm Cần chọn giống nghệ vàng Curcuma longa có hình thái, nơng học, thành phần ưu tú nhất, phương pháp lý phù hợp ứng dụng vào nghiên cứu đời sống 21 TÀI LIỆU THAM KHẢO He, X G.; Lin, L Z.; Lian, L Z.; Lindernmaier, M (1998) Liquid chromatography electrospray mass spectrometric analysis of curcuminoids and sesquiterpenoids in turmeric (Curcuma longa) Hossain, A., Y Ishimine, K Akamine and K Motomura, 2005 Effects of seed rhizome size on growth and yield turmeric (Curcuma longa L.) Plant production Science, (8):86-95 K Indira Priyadarsini, Dilip K Maity, G H Naik, M Sudheer Kumar, M K Unnikrishnan, J G Satav and Hari Mohan (2003).Role of phenolic O-H and methylene hydrogen on the free radical reactions and antioxidant activity of curcumin, Free Radical Biology and Medicine, Volume 35, Issue 5, Pages 475484 K Indira Priyadarsini, Dilip K Maity, G H Naik, M Sudheer Kumar, M K Unnikrishnan, J G Satav and Hari Mohan (2003).Role of phenolic O-H and methylene hydrogen on the free radical reactions and antioxidant activity of curcumin, Free Radical Biology and Medicine, Volume 35, Issue 5, Pages 475484 Lal, J., 2012 Turmeric, curcumin and our life: A review Bulletin of environment, Pharmacology and life Sciences 1(7):11-17 Lê Thị Hoà, 2016 Tổng hợp nano curcumin từ củ nghệ tươi Tạp chí Sinh học Việt nam Tập 32, số (2016) Li, Shiyou; Yuan, Wei; Deng, Guangrui; Wang, Ping; Yang, Peiying; and Aggarwal, Bharat, "Chemical composition and product quality control of turmeric (Curcuma longa L.)" (2011) Faculty Publications Paper Lưu Thái Danh, Trần Thị Ngọc Nữ, Bùi Thị Cẩm Hường, Đái Thị Xuân Trang, Dương Minh Viễn, Nguyễn Trọng Tuân, 2019 Nghiên cứu phức hợp curcumin với hydroxypropyl-β-cyclodextrin có sinh khả dụng cao Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Tập 55, Số 3B (2019): 1-7 Misra N and U.N Dwivedi (2004) Genotypic differences in salinity tolerance of green gram cultivars Plant Sci., 166: 1135-1142 Nguyễn Thị Bích Vân, Võ Cơng Thành, 2018 Nghiên cứu thích ứng giống/dịng lúa (Oryza sativa L.) điều kiện khô hạn nhân tạo giai đoạn sinh dưỡng Tạp chí khoa học trường đại học Cần Thơ, vol 60, number (2018) Trang: 32-37 Phạm Đình Tỵ, Nguyễn Thế Dũng, Lê Minh Hà, Hồng Thanh Hương (2000) Cơng nghệ phân lập hoạt chất osthol curcumin từ nguyên liệu thực vật Viện Hóa học hợp chất thiên nhiên, Chương trình Nghiên cứu khoa học Trung tâm Khoa học Tự nhiên Cơng nghệ Quốc gia Phạm Thị Hồng Anh, Lê Xuân Tiến, Nguyễn Thị Mạc Phượng, Trần Thị Việt Hoa, Trần Văn Sung, Phan Thanh Sơn Nam, 2013 Nghiên cứu phân lập thành phần 22 hoạt tính cucuminoit trích từ củ nghệ vàng (Curcuma longa L.) Tạp chí Hố học Việt Nam, Tập 48, số (2013) Ramussen, H B.; Christensen, S B.; Kvist, L P.; Karazmi (2000).A simple and efficient separation of the curcumins, the antiprotozoal constituents of Curcuma longa Planta Med, 66, pages 396-397 Ravindran, P N., K Nirmal Badu and K Sivaraman, 2007 Turmeric-The genus Curcuma In: Medicinal and Aromatic Plants Roughley, P J and D A Whiting, 1973 Experiments in the biosynthesis of Seshu L., M Phil and PhD3 2015 Micromorphologial Characterization of Indian Curcumas Luckknow University, Luckknow – 226 007, Imdia Strimpakos, A S., R A Sharma, 2008 Curcumin:preventive and therapeutic properties in lab-oratory studies and clinical trials Antioxidants and Redox Signalling, 511-545 Tayyem R.F., D.D Heath, Al-Delaimy WK, Rock CL (2006) Curcumin content of turmeric and curry powders Nutr Cancer 55 (2): 126–131 Vogel, H A and J Pelletier, 1815 Curcumin-biological and medicinal properties J Pharma., 2:50-50 W Chearwae, S Anuchapreedac, K Nandigama, S.V Ambudkar, P Limtrakul (2004) Biochemical mechanism of modulation of human P- glycoprotein (ABCB1) by curcumin I, II, and III purified from Turmeric powder, Biochemical Pharmacology Yoshito, I., A Hossain, Y Ishimine and S Murayama, 2003 Optimal planting depth for turmeric (Curcuma longa L.) cultivation in dark red soil in Okinawa Island, southern Japan Plant Prod Sci, 6(1): 83-89 Yosunori Sugiyama, Shunro Kawakishi and Toshihiko Osawa (1996) Involvement of the β-diketone moiety in the antioxidative Mechanism of Tetrahydrocurcumin, Biochemical Pharmacology, Volume 52, Issue 4, 23 , Pages 519-525 23 ... học curcumin Hình 2.10 Ba thành phần chủ yếu curcuminoid (Lê Thị Hòa, 2016) (A) curcumin (B) demethoxy curcumin (C) bisdemethoxy curcumin Năm 2011, theo Đỗ Tất Lợi củ ngh? ?? có chứa chất màu curcumin. .. Căn hành ngh? ?? vàng Hình 2.6 Ngh? ?? trồng nước ta Hình 2.7 Quá trình phát triển ngh? ?? 10 Hình 2.8 Cấu trúc hợp chất curcumin củ ngh? ?? 12 Hình 2.9 Cơng thức hóa học curcumin. .. ctv., 2015) Củ ngh? ?? vàng có thành phần hóa học quan trọng nhóm hợp chất gọi curcuminoid, bao gồm ba chất curcumin (diferuloylmethane), demethoxycurcumin bisdemethoxycurcumin Hàm lượng curcumin thước