Đặt vấn đề Gừng (Zingiber officinable Roscoe.) là một loại cây thân thảo, lấy củ, sống lâu năm được sử dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm và thảo dược [32]. Chúng được trồng phổ biến ở hầu hết các nước nhiệt đới như Ấn Độ, Bangladet, Jaiwan, Jamaica, Nigieria, Indonesia, Ceylon, Sierraleone, Australia, Trung Quốc và Nhật Bản [21], gồm hơn 1200 loài cây thuộc 53 chi. Chi Zingiber gồm 85 loài thảo mộc thơm từ Đông Á và vùng nhiệt đới Australia [19]. Bộ phận chính được sử dụng là củ gừng (thân rễ, rhizome) [17].
Gừng có vị cay, thơm rất giàu các hợp chất thứ cấp như nhựa dầu, dẫn xuất phenol, zingiberene, gingerol [33]. Trong các phương pháp chữa bệnh truyền thống thường được sử dụng để điều trị bệnh đau đầu, buồn nôn, cảm lạnh, viêm khớp, thấp khớp, nhức mỏi cơ bắp, và viêm [20]. Ở Ấn Độ và Trung Quốc thời cổ xưa đã sử dụng gừng điều trị bệnh trên người và gia súc [47]. Trong công nghiệp thực phẩm, gừng được sử dụng để tạo hương vị trong sản xuất một số sản phẩm như bánh kẹo, trà, mứt, nước giải khát,…[17] Gừng thường được nhân giống bằng củ, nhưng hệ số nhân rất thấp.
Năng suất gừng không cao do nhiễm vi khuẩn gây héo (Pseudomonas solanacearum), thối rễ (Pythium aphanidermatum) và tuyến trùng (Meloidgyne spp. Những bệnh này sẽ truyền qua củ giống vào năm sau, do vậy sản xuất những dòng sạch bệnh với tỷ lệ nhân giống cao là cần thiết để có được vụ mùa với năng suất cao [50]. Đã có khá nhiều nghiên cứu về cây gừng trên thế giới như vi nhân giống [31], nuôi cấy cơ quan [34], phát sinh phôi soma [41], phát sinh cơ quan [38], nuôi cấy tế bào trần, bảo tồn phôi và một số nghiên cứu khác. Tuy nhiên, chưa có nhiều nghiên cứu về cây gừng Núi đá – một loại cây bản địa, quý và hiếm.
Theo quyết định 80/2005/QĐ - BNN về danh mục các nguồn gen quý hiếm cần được bảo tồn do Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ban hành ngày 05/12/2005, gừng Núi đá là một trong những loài cây quý hiếm cần bảo tồn. Vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “ Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến khả năng tạo mô sẹo cây gừng Núi đá (Zingiber sp.) trong điều kiện in vitro”. Mục đích của đề tài - Nghiên cứu phương pháp khử trùng thích hợp để tạo vật liệu sạch phục vụ cho các nghiên cứu tiếp theo. - Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến khả năng tạo mô sẹo cây gừng Núi đá trong điều kiện in vitro.
Yêu cầu của đề tài - Xác định ảnh hưởng của phương pháp khử trùng (thời gian khử trùng, phương pháp khử trùng) đến khả năng tạo vật liệu sạch phục vụ cho tạo mô sẹo cây gừng Núi đá. - Xác định ảnh hưởng của hàm lượng đường saccharose đến khả năng tạo mô sẹo cây gừng Núi đá trong điều kiện in vitro. - Xác định ảnh hưởng của chất kích thích sinh trưởng đến khả năng tạo mô sẹo cây gừng Núi đá trong điều kiện in vitro. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1.
Ý nghĩa khoa học - Sự thành công của đề tài cùng với những nghiên cứu của các tác giả khác sẽ tạo ra được quy trình nhân giống phù hợp cho cây gừng Núi đá trong điều kiện in vitro và phục vụ các nghiên cứu chiết xuất các hợp chất hóa học quan trọng của gừng nói chung và gừng Núi đá nói riêng. - Là cơ sở cho các nghiên cứu khoa học khác. Ý nghĩa thực tiễn - Cung cấp số lượng cây gừng Núi đá trong tự nhiên góp phần bảo tồn nguồn gen quý hiếm và khai thác triệt để những giá trị kinh tế và dược liệu của chúng. n 3 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.
Tổng quan về gừng núi đá 2. Phân loại Theo hệ thống thực vật học mới nhất cây gừng Núi đá được phân loại như sau [15]: Giới : Plantae Ngành : Magnoliophyta Lớp : Liliopsida Họ : Zingiberaceae Bộ : Zingiberales Chi : Zingiber Loài : Zingiber sp. Tên Việt Nam : Gừng Núi đá Tên khoa học : Zingiber sp. Tên khác : Gừng đá, gừng Núi đá.
Tiếng Tày gọi là khing phia. Đặc điểm phân bố Gừng là một trong những loài cây trồng phổ biến khắp thế giới, có nguồn gốc từ trung tâm Châu Á, được trồng ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Chúng đã trở thành cây trồng kinh tế cho nông dân ở Châu Mỹ La - tinh, Châu Phi và Đông Nam Á. Gần 50% sản lượng gừng thu hoạch xuất xứ từ Ấn Độ, một phần từ Châu Phi, Brazil, Jamica.
Trong vùng Đông Nam Á, Trung Quốc là nước có diện tích trồng gừng cao nhất (50.000 ha), kế đến là Thái Lan, Hàn Quốc và Việt Nam [47]. Ở Việt Nam, gừng được trồng từ rất lâu đời, ở khắp mọi nơi trên khắp các địa phương từ Bắc vào Nam [9]. Tuy nhiên, gừng chỉ được trồng rải rác ở trong các vườn hộ gia đình [2]. Gừng Núi đá phân bố ở một số tỉnh như Lạng Sơn, Nà Rì, Bắc Cạn, Cao Bằng, Hà Giang, Tây Bắc và miền Trung Tây Nguyên, Khánh Hòa, Gia Lai, Đắc Lắc, cây mọc tự nhiên trên các vùng núi đá, mọc xen trong đá, ở các bờ suối nơi ẩm mát - dưới tán rừng già , cây thường phát triển theo cụm (5,6 thân).
Tên gừng Núi đá bắt nguồn từ nơi chúng có khả năng sống và phát triển tốt nhất. Loại gừng này thường mọc ở những dãy núi đá cao khoảng trên 1m, củ bằng đốt ngón tay, có mùi vị thơm rất lạ lùng giống mùi bọ xít. Đặc tính sinh học Gừng là cây thân thảo, đa niên, cao từ 50 - 100 cm tùy theo đất, có nơi cao hơn 150 cm. Chúng phát triển thân ngầm dưới đất, có nhiều đốt, mỗi đốt có mầm ngủ, khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ đâm chồi thành cây.
Bẹ lá ôm sát nhau phát triển thành thân giả trên mặt đất. Lá đơn mọc cách (so le), lá trơn, không có cuống, hình lưỡi mác, mặt bóng nhẵn, mép lá phẳng, gân giữa hơi trắng nhạt. Trục hoa mọc từ gốc (củ gừng), dài khoảng 20cm, hoa tự tạo thành bông, mọc sát nhau, hoa dài khoảng 5 cm, rộng khoảng 2 - 3cm, lá bắc hình trứng, mép lá màu vàng. Ðài hoa dài khoảng 1cm, có 3 rãnh ngắn, có 3 cánh hoa, màu vàng hơi nhạt, mép cánh hoa màu tím, nhị hoa cũng màu tím [18].
Tuy nhiên, ở nước ta gừng trồng ít khi ra hoa hoặc chưa ra hoa đã thu hoạch củ để bán [12]. Gừng là một loại cây ưa ấm. Sinh trưởng thích hợp ở những vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới,… Nhiệt độ thích hợp là 25 - 300C, khả năng sinh trưởng giảm nếu nhiệt độ thấp hơn 240C và cao hơn 300C. Gừng phát triển tốt trong điều kiện đầy đủ ánh sáng, nhưng cũng có thể thích nghi với kỹ thuật trồng xen [21].
Môi trường tốt nhất cho chúng sinh trưởng là pH = 5,5 – 6,5. Gừng thường được trồng vào khoảng tháng 3 hằng năm, có thể thu hoạch từ tháng 12 đến tháng 5 năm sau. Tuy nhiên chất lượng gừng giảm nếu như thu hoạch quá muộn vào khoảng tháng 5. Sẽ làm giảm thẩm mĩ của gừng so với gừng thu sớm.
Sau khi trồng phải mất khoảng 6 tuần thì chúng mới bắt đầu nảy mầm. Từ đó chúng bắt đầu sinh trưởng tối đa cho đến khi ra hoa. Sự hình thành hoa đánh dấu sự trưởng thành của củ và bắt đầu tăng hàm lượng chất xơ trong củ [21]. Về đặc điểm sinh học của gừng Núi đá hiện này vẫn chưa có những nghiên cứu chính thức về chúng.
Dưới đây là một số hình ảnh mô tả : n 5 Hình 1. Một số hình ảnh mô tả đặc điểm hình thái cây gừng Núi đá n 6 2. Thành phần hóa học Trong gừng có chứa hơn 400 chất khác nhau gồm 2 - 3% tinh dầu (Zingerberen, D -camphen), 3 - 5% chất nhựa cay như zingerol, Shogaol, chất béo, vitamin, khoáng (K, Ca, Fe, Zn,…). Những hợp chất hóa học quan trọng quyết định khả năng chữa bệnh của gừng được chia làm hai nhóm là nhóm dễ bay hơi và không bay hơi.
Nhóm hợp chất dễ bay hơi gồm oleoresin (nhựa dầu). Đây là yếu tố quyết định cho gừng có khả năng làm gia vị, trong đó chủ yếu là gingerol [46]. Những hợp chất hóa học có trong tinh dầu gừng được thể hiện trong bảng 1. Thành phần hóa học trong tinh dầu gừng Tinh dầu gừng Tinh dầu gừng khô Thành phần RI tươi (%) (%) Hexanal 770 0,1 T Hexanol 858 0,0 T Ο – xylene 884 <0,1 - Amyl acetate 895 <0,1 - α – pinene 943 0,1 0,3 Camphene 954 4,0 1,0 Heptanol 957 0,2 - Sabinene 976 3,0 0,8 β – pinene 981 1,6 0,6 Myrcene 986 0,0 2,1 6-methyl-5-hepten-2-one 994 0,9 - 1,8-cineol 1027 2,4 1,7 Limonene 1030 1,9 1,0 (E)-β-ocimene 1038 1,3 - γ-terpinene 1057 0,8 - Trans-linalool oxide 1092 0,1 - (furanoid) Undecane 1100 0,4 0,2 Camphor 1136 0,2 - Menthone 1143 0,2 - Borneol 1157 1,2 0,5 Terpinen-4-ol 1170 0,2 0,1 Menthol 1171 <0,1 T γ-terpineol 1185 1,3 0,5 Decanal 1188 0,3 T Nerol 1218 0,4 0,2 Neral 1227 1,8 T Geraniol 1243 1,8 0,5 Geranial 1252 8,5 4,4 Trans-carvone oxide 1260 0,6 0,4 n 7 Bornyl acetate 1268 0,2 Tr 2-undecanote 1276 0,1 Tr Undecanal 1284 0,2 - β- cubebene 1359 - 240 α- copaene 1373 - 1,50 Geranyl acetate 1367 0,1 - γ- elemene 1382 0,5 1,30 β- elemene 1403 0,4 1,00 β- caryophyllene 1418 - 1,40 Α- bergamotene 1436 1,3 1,90 β- farnesene 1448 0,1 1,50 Germacrene-D 1469 1,3 4,20 γ- muurolene 1477 1,2 3,40 Ar- curcurmene 1474 5,6 11,0 α- muurolene 1490 1,0- 2,20 Zingiberene 1487 28,6 30,3 β- bisabolene 1504 5,8 7,20 β- sesquiphellandrene 1516 2,5 6,60 γ- cadinene 1523 2,2 3,50 (Z)- nerolidol 1524 1,5 0,20 Elemol 1540 1,2 0,20 (E)- nerolidol 1553 1,4 1,20 Eudesma- 3,7(11)diene 1542 - 0,20 Cubernol 1560 - 0,20 β- guiacol 1598 - T Epi- α- cedrenol 1609 - T Sesquisabinene hydrate 1605 0,1 - Zingibernol 1620 0,1 - Zingernone 1625 0,6 - α- murrolol 1630 0,2 T β- eusdesmol 1650 0,1 - β- bisabolol 1659 0,3 0,30 β- eudesmol 1660 0,5 - Z- α- bergamotol 1692 0,0 0,10 (Z,Z)farnesol 1693 0,1 0,10 (Z,E)farnesol 1699 0,6 - α- eusdesmol 1701 1,4 - (E,Z)- farnesol 1718 0,2 - (E,E)- farnesol 1749 <0,1 0,10 (Z)- lanceol 1763 - 0,10 Tổng 92,2 92,3 Tổng các thành phần oxygenase 29,2 14,4 Tổng các thành phần hydrate 63 77,9 Nguồn: Sasid tharan et al.
Tác dụng Gừng (Zingiber officinale Roscoe.) đã được sử dụng làm dược phẩm từ thời cổ xưa. Trong y học thực nghiệm ở Đông Nam Á, gừng khô được sử dụng trong điều trị chứng khó tiêu, tiêu chảy và buồn nôn. Cả chống oxy hóa và hoạt động androgenic của Z. Officinale đã được báo cáo trên các mô hình động vật.