Tinh dầu thân rễ loài Z. officinale Rosc. được cho thêm vào các thực phẩm để tạo mùi và bảo quản chống lại các chủng vi sinh vật gây nấm mốc,
hương liệu nước giải khát, được sử dụng trong bánh kẹo và nước hoa [2], [88].
Tại Nhật Bản, Trung Quốc và Hawaii, người ta trồng loài Z. mioga
(Thunb.) Roscoe khá rộng rãi để làm gia vị trong chế biến thực phẩm. Cả hoa, quả và thân rễ của loài Z. mioga (Thunb.) Roscoe đều chứa tinh dầu với mùi vị hấp dẫn tương tự như mùi bergamot [2].
CHƯƠNG 5. BÀN LUẬN
Chi Zingiber Mill. là một chi lớn trong họ Gừng (Zingiberaceae) với khoảng 150 loài phân bố chủ yếu ở châu Á, đặc biệt ở một số khu vực như Ấn Độ, Trung Quốc và Đông Nam Á. Ở Việt Nam, chi Zingiber Mill. có 14 loài phân bố tập trung ở khu vực miền núi phía Bắc, Tây Nguyên và Đông Nam Bộ.
Qua các tài liệu thu thập được, có 13 loài trên tổng số khoảng150 loài đã được đưa vào nghiên cứu bao gồm các loài sau:
- Z. officinale Rosc. - Z. zerumbet (L.) Smith - Z. cassumunar Roxb. - Zingiber moran - Z. roseum Rosc. - Z. rubens Roxb. - Z. wrayi var halabala
- Z. corallinum Hance - Z. ottenssi Valeton - Z. spectabile Griff. - Z. mioga (Thunb.) Rosc. - Z. nimmonii Dalzell
- Z. neesanum Ramamoorthy
Trong số các loài này, 5 loài có ở Việt Nam là Gừng (Z. officinale
Rosc.), Gừng gió (Z. zerumbet (L.) Smith), Gừng tía ( Z. cassumunar Roxb.), Gừng đỏ (Z. rubens Roxb.), Lu công (Z. mioga (Thunb.) Rosc.). Cũng có thể nhận thấy trong số 13 loài này, 3 loài được tập trung nghiên cứu là Gừng (Z. officinale Rosc.), Gừng gió (Z. zerumbet (L.) Smith), Gừng tía (Z.
cassumunar Roxb.). Tinh dầu có trong hầu hết các bộ phận (lá, thân, hoa, thân rễ) nhưng tập trung nhiều nhất vẫn là ở thân rễ (“củ”). Do vậy, bộ phận sử dụng cũng như được nghiên cứu nhiều nhất là phần thân rễ của các loài này. Tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill. thu được chủ yếu bằng phương pháp cất kéo hơi nước. Phương pháp chiết bằng CO2 lỏng siêu tới hạn và cất kéo hơi nước có hỗ trợ vi sóng cũng được áp dụng để cất tinh dầu. Tinh dầu có thể được cất trực tiếp từ dược liệu nhưng cũng có thể được cất từ phần nhựa dầu thu được sau khi chiết bằng dung môi hữu cơ. Thành phần tinh dầu sau khi cất được phân tích bằng sắc ký khí (GC) với detector FID hoặc MS.
Qua tổng quan tài liệu có thể thấy một số thành phần đặc trưng cho loài và có thể các loài này là nguồn nguyên liệu chính để tách các dẫn chất có hoạt tính sinh học (Hình 5.1). Cụ thể, đối với tinh dầu loài Z. officinale Rosc., thành phần điển hình là các dẫn chất sesquiterpen hydrocarbon như zingiberen (A), ar-curcumen (B), β-sesquiphellandren (C). Những nghiên cứu thử nghiệm của Denyer và cộng sự (1994) đã xác nhận các dẫn chất này có tác dụng kháng khuẩn, kháng virus rất mạnh, đặc biệt là các virus gây bệnh ở xoang mũi và vòm họng [2]. Tinh dầu ở loài Z. zerumbet (L.) Smith lại đặc trưng bởi hợp chất zerumbon (D). Dẫn chất sesquiterpen này được phân lập từ Gừng gió có tác dụng chống viêm, chống ung thư và gây độc tế bào, bảo vệ tế bào, bảo vệ sụn, ngăn ngừa ung thư, điều hoà miễn dịch, hoạt hoá enzym và một số tác dụng tác dụng sinh học khác [96]. Zerumbon và zerumbon epoxid còn cho thấy có tác dụng kìm hãm sự phát triển các tế bào gây ung thư gan nhưng tác dụng gây độc của zerumbon epoxid lên dòng tế bào gây ung thư cơ bắp thì yếu hơn so với zerumbon [2]. Ngoài ra, Uraiwan Songsiang và cộng sự đã chỉ ra rằng dẫn xuất 3-amino, 3-amino thế có hoạt tính chống sự phát triển của 5 dòng ung thư túi mật khác nhau ở nồng độ IC50 ≤ 75 µM trong khi đó ở nồng độ này zerumbon không có tác dụng [101]. Có thể nói đây là một
dẫn chất tiềm năng trong phát triển dược phẩm có nguồn gốc tự nhiên. Một số monoterpen như linalool (E) đặc trưng cho tinh dầu loài Z. roseum Rosc.; sabinen (F), terpinen-4-ol (G), các dẫn chất phenylbutanoid như (E)-1-(3,4- dimethoxyphenyl)butadien (H) đặc trưng cho tinh dầu loài Z. cassumunar
Roxb.. Terpinen-4-ol là hợp chất có mùi thơm hấp dẫn được dùng thay thế mùi hương hoa hồng và hương phong lữ (geranium) trong công nghệ nước hoa, sữa tắm, xà phòng thơm. Terpinen-4-ol cũng có tác dụng kháng khuẩn mạnh, đặc biệt với các loài Escherichia coli, Klebsiella pneumonia,
Salmonella paratyphi, Salmonella typhi, Shigella flexneri. Một số thử nghiệm gần đây cũng cho biết terpinen-4-ol còn có tác dụng kháng nấm [2]. Các nghiên cứu cho thấy 1-(3,4-dimethoxyphenyl)butadien và các dẫn chất phenylbutanoid khác có tác dụng chống viêm, ức chế sự xâm lấn của tế bào HT 1080 ác tính [50], [63], [74].
Cũng qua tổng quan tài liệu, có thể thấy được các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng, thành phần tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill.. Thời gian chiết xuất, năng lượng tiêu thụ, tỷ lệ nước/dược liệu được khảo sát và lựa chọn thông số thích hợp cho hàm lượng tinh dầu tối ưu. Ngoài các yếu tố ảnh hưởng trong quá trình chiết xuất, các đặc tính của mẫu cũng ảnh hưởng đến hàm lượng tinh dầu thu được. Khi cất kéo hơi nước các mẫu Gừng tươi, hàm lượng tinh dầu (tất cả đều tính theo trọng lượng khô tuyệt đối) thường tương đối cao. Nếu đã phơi khô rồi mới đem cất thì hàm lượng tinh dầu giảm đi. Gừng phơi khô và bảo quản trong thời gian dài thì hàm lượng tinh dầu cũng giảm xuống nhanh chóng (sau 1 năm bảo quản, hàm lượng tinh dầu chỉ còn 1,0 – 1,2%) [2].
Zingiberen Ar-curcumen β-sesquiphellandren
O Zerumbon OH Terpinen-4-ol Sabinen OCH3 H3CO HO Linalool (E)-1-(3,4-dimethoxyphenyl)butadien
Hình 5.1. CTCT một số thành phần chính trong tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill.
Thành phần hoá học của tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill. khá phức tạp, số lượng thành phần có trong tinh dầu các loài dao động trong một khoảng lớn. Thành phần tinh dầu các loài khác nhau tuỳ thuộc vào từng khu vực phân bố, các yếu tố di truyền (giống), các yếu tố sinh thái, các giai đoạn sinh trưởng và phát triển và tuổi thu hoạch. Ví dụ như đối với loài Z. officinale Rosc. (Gừng), các giống Gừng khác nhau trồng ở những nơi khác nhau cho những loại sản phẩm có chất lượng khác nhau. Mỗi giống Gừng cho
những sản phẩm có hương vị đặc trưng riêng cũng như thành phần hoá học đặc trưng riêng. Các giống Gừng của Jamaica, Nigeria, Sierra Leon, Ấn Độ, Australia và Trung Quốc hiện đang được sản xuất nhiều và cũng là những giống chủ yếu cho sản phẩm hàng hoá trên thị trường thế giới. Giống Gừng Jamaica rất nổi tiếng về hương vị, chúng có mùi thơm đặc sắc và hấp dẫn. Các giống Gừng ở Trung Quốc và niềm Nam Ấn Độ luôn được coi là những giống cung cấp các sản phẩm có chất lượng cao trên thương trường. Các sản phẩm từ Gừng Nigeria và Sierra Leon thường rất cay và có mùi vị hắc, đặc biệt là mùi long não (mùi của camphor) nên ít được ưa chuộng . Sản phẩm gừng từ Ấn Độ lại thường có mùi chanh thơm và vị cay đặc biệt đối với các sản phẩm bia, rượu và nước giải khát. Các giống Gừng Trung Quốc là nguồn cung cấp những hương vị Gừng tiêu chuẩn trong chế biến nước giải khát. Ngoài ra, thành phần tinh dầu khác nhau từ các bộ phận khác nhau của các loài, đặc tính của nguyên liệu. Tinh dầu thu được từ nguyên liệu khô (Gừng khô) thường có chất lượng cao hơn (hàm lượng các sesquiterpen có xu hướng tăng và hàm lượng các monoterpen lại có xu hướng giảm đi) so với nguyên liệu tươi (Gừng tươi) [2].
Về tác dụng sinh học của tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill., qua tổng quan tài liệu cho thấy tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm, chống oxy hoá trên mô hình in vitro được nghiên cứu nhiều nhất. Bên cạnh đó, các nghiên cứu còn cho thấy tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill. có tác dụng chống viêm, giảm đau trên mô hình in vivo, tác dụng gây độc tế bào và một số tác dụng sinh học khác. Ngoài ra, một số dẫn chất được phân lập từ tinh dầu các loài này cũng có hoạt tính sinh học nhất định.
Trên thế giới cũng như ở Việt Nam, một số loài thuộc chi Zingiber
Mill. như Gừng (Z. officinale Rosc.), Gừng gió (Z. zerumbet (L.) Smith), Gừng tía (Z. cassumunar Roxb.) chủ yếu mới được trồng rải rác ở các vườn
trong gia đình lấy thân rễ, lá để sử dụng tại chỗ như một vị thuốc dân gian, làm gia vị hoặc lấy nụ hoa làm rau ăn như Lu công (Z. mioga (Thunb.) Roscoe) [2], [14]. Hiện nay, tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill. mới được ứng dụng chủ yếu trong công nghệ chế biến thực phẩm, nước giải khát, làm hương liệu trong công nghiệp sản xuất nước hoa, xà phòng; ứng dụng của tinh dầu các loài này trong lĩnh vực Y – Dược vẫn còn hạn chế, chủ yếu theo kinh nghiệm dân gian. Do đó, bên cạnh những tiềm năng của tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill. đã được ghi nhận; trong tương lai cần nghiên cứu thêm về tinh dầu các loài này nói riêng và các loài thuộc chi Zingiber Mill. nói chung để có những ứng dụng nhiều hơn trong lĩnh vực Y – Dược cũng như trong đời sống.
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 1.Kết luận
Sau quá trình tổng quan tài liệu, khoá luận đã hoàn thành mục tiêu đề ra và thu được kết quả như sau:
Đã tổng quan được về phương pháp chiết xuất và thành phần tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill.
Có 3 phương pháp chiết xuất tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill. gồm phương pháp cất kéo hơi nước, phương pháp cất kéo hơi nước có hỗ trợ vi sóng và phương pháp chiết bằng CO2 lỏng siêu tới hạn. Trong đó, phương pháp phổ biến nhất là phương pháp cất kéo hơi nước.
Sắc kí lớp mỏng và sắc kí khí được sử dụng để phân tích thành phần tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill.
Thành phần tinh dầu của các loài chi Zingiber Mill. bao gồm các hợp chất aliphatic, các hợp chất terpenoid, hợp chất có nhân thơm và một số hợp chất khác. Trong đó, một số hợp chất điển hình như zingiberen, ar-curcumen, β-sesquiphellandren, zerumbon, terpinen-4-ol, sabinen, (E)-1-(3,4- dimethoxyphenyl)butadien.
Đã tổng quan về tác dụng sinh học và ứng dụng của tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill.
Tác dụng sinh học của tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill. bao gồm : tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm; tác dụng diệt và xua đuổi côn trùng; tác dụng chống oxy hoá; tác dụng chống viêm; tác dụng giảm đau; tác dụng gây độc tế bào và một số tác dụng sinh học khác.
Tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill. đã được ứng dụng trong y học, kỹ nghệ hương liệu, hoá mỹ phẩm, kỹ nghệ thực phẩm.
2.Đề xuất
Tổng quan này là cơ sở cho các nghiên cứu về tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill. ở Việt Nam.
1. Phạm Ngọc Bách (2011), Nghiên cứu đặc điểm thực vật, thành phần hóa học và tác dụng dược lý của cây Gừng tía (Zingiber purpureum
Roscoe), Trường Đại Học Dược Hà Nội, Khóa luận tốt nghiệp Dược sĩ. 2. Lã Đình Mỡ (chủ biên) (2002), Tài nguyên thực vật có tinh dầu ở Việt
Namtập II, Viện sinh thái và tài nguyên sinh vật, Hà Nội.
3. Nguyễn Quốc Bình (2011), Nghiên cứu phân loại họ Gừng
(Zingiberaceae Lindl.) ở Việt Nam, Viện sinh thái và tài nguyên sinh vật, Hà Nội, Luận án Tiến sĩ.
4. Bộ Y Tế (2007), Thực vật học, Nhà xuất bản Y học, Hà Nội.
5. Võ Văn Chi (2004), Từ điển thực vật thông dụng Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, tr. 2625 - 2627.
6. Võ Văn Chi (2007), Sách tra cứu tên cây cỏ Việt Nam, Nhà xuất bản Giáo dục, tr. 452.
7. Nguyễn Thế Dũng (2006), "Khảo sát thành phần hóa học của thân rễ cây Gừng gió", Tạp chí Dược liệu, 11(3), tr. 120-124.
8. Nguyễn Thị Hà Duyên (2011), Nghiên cứu thành phần tinh dầu và nhựa dầu gừng (Zingiber officinale Rosc.), họ Gừng (Zingiberaceae), Đại học Dược Hà Nội, Khoá luận tốt nghiệp Dược sĩ.
9. Phạm Văn Hai, Đinh Thị Diệu Trang (2011), "Nghiên cứu xác định thành phần hoá học thân rễ cây Gừng dại ở tỉnh Bình Định", Tạp chí Khoa học và Công nghệ, 1(42), tr. 117-125.
10. Phạm Hoàng Hộ (2000), Cây cỏ Việt Nam quyển III, Nhà xuất bản Trẻ, tr. 444-447.
Roscoe) và tinh dầu tiêu (Piper nigrum L.)", Tạp chí Khoa học, 21a, tr. 139 - 143.
12. Lê Khả Kế (1975), Cây cỏ thường thấy ở Việt Nam, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, tr. 499 - 500, 519 - 521.
13. Nguyễn Văn Kiên và cộng sự (2011), "Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chưng cất tinh dầu Gừng", Tạp chí Khoa học 19b, tr. 62- 69.
14. Ngô Phương (2008), "Phát hiện một loài cây thuốc mới cho hệ thực vật Việt Nam – Cây Lu công (Zingiber mioga (Thunb.) Roscoe), họ Gừng (Zingiberaceae)", Tạp chí Dược liệu, 13(5), tr. 212-213.
15. Lê Ngọc Thạch (2003), Tinh dầu, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, tr. 407 - 408.
16. Lê Thị Thuỳ (2011), Nghiên cứu các phương pháp phân lập zerumbon có chất lượng cao từ thân rễ cây Gừng gió (Zingiber zerumbet Sm.) và chuyển hoá zerumbon thành các hợp chất có hoạt tính sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Khoa Hoá học, Luận văn ThS chuyên ngành Hoá hữu cơ.
17. Nguyễn Thị Bích Thuyền và cộng sự (2007), "Khảo sát tinh dầu và thành phần hoá học cao ethyl acetat từ củ Gừng Nhật Bản (Zingiber officinale Roscoe var Kintoki)", Tạp chí Khoa học, 7, tr. 157 - 162. 18. Mai XuânViên (2011), Nghiên cứu thành phần hoá học dịch chiết
trong dung môi clorofom, methanol và ete dầu hoả của thân rễ cây Gừng gió Đà Nẵng, Đại học Đà Nẵng, Luận văn Thạc sĩ Khoa học.
19. Al-Amin M., et al. (2012), "Antiulcer principle from Zingiber montanum", Journal of Ethnopharmacology, 141(1), p. 57-60.
20. Awang M.A., et al. (2014), "Influence of processing parameters on the yield and 6-gingerol content of Zingiber officinale extract", Journal of Chemical & Pharmaceutical Research, 6(11), p. 358-363.
21. Aziz S., et al. (2012), "Comparative studies on physicochemical properties and GC-MS analysis of essential oil of the two varieties of ginger (Zingiber officinale)", International Journal of Pharmaceutical and Phytopharmacological Research, 1(6), p. 367-370.
22. Baby S., et al. (2009), "High content of zerumbone in volatile oils of
Zingiber zerumbet from southern India and Malaysia", Flavour and Fragrance Journal, 24(6), p. 301-308.
23. Bailey-Shaw Y.A., et al. (2008), "Changes in the contents of oleoresin and pungent bioactive principles of Jamaican ginger (Zingiber officinale Roscoe.) during maturation", J. Agric. Food Chem, 56(14), p. 5564-5571.
24. Bayala B., et al. (2014), "Chemical composition, antioxidant, anti- inflammatory and anti-proliferative activities of essential oils of plants from Burkina Faso", PloS one, 9(3), e92122.
25. Bellik Y. (2014), "Total antioxidant activity and antimicrobial potency of the essential oil and oleoresin of Zingiber officinale Roscoe", Asian Pacific Journal of Tropical Disease, 4(1), p. 40-44.
26. Bhuiyan M.N.I., et al. (2008), "Chemical investigation of the leaf and rhizome essential oils of Zingiber zerumbet (L.) Smith from Bangladesh", Bangladesh Journal of Pharmacology, 4(1), p. 9-12.
Bangladesh Journal of Pharmacology, 3(2), p. 69-73.
28. Bordoloi A.K., et al. (1999), "Essential oils of Zingiber cassumunar
Roxb. from Northeast India", Journal of Essential Oil Research, 11(4), p. 441-445.
29. Brophy J., Zwaving J. (1991), "Analysis of the essential oil of Zingiber cassumunar Roxb. from Indonesia", Flavour and Fragrance Journal, 6(2), p. 161-163.
30. Bua-In S., Paisooksantivatana Y. (2009), "Essential oil and antioxidant activity of Cassumunar ginger (Zingiberaceae: Zingiber montanum
(Koenig) Link ex Dietr.) collected from various parts of Thailand",
Kasetsart J (Nat Sci), 43, p. 467-475.
31. Chairgulprasert V., et al. (2005), "Chemical constituents of the essential oil and antibacterial activity of Zingiber wrayi var. halabala",
Songklanakarin J Sci Technol, 27(4), p. 813-818.
32. Chane-Ming J., et al. (2003), "Chemical composition of the essential oil from rhizomes, leaves and flowers of Zingiber zerumbet Smith from Reunion island", Journal of Essential Oil Research, 15(3), p. 202-205. 33. Chaveerach A., et al. (2007), "A new species of Zingiber
(Zingiberaceae) from Northern Thailand", Taiwania, 52(2), p. 159-163. 34. Chen C.C., et al. (1986), "Pungent compounds of ginger (Zingiber
officinale Roscoe) extracted by liquid carbon dioxide", Journal of Agricultural and Food Chemistry, 34(3), p. 477-480.
35. Connell D.W. (1970), "The chemistry of the essential oil and oleoresin of ginger (Zingiber officinale Roscoe)", Flavour industry, 1, p. 677-