Luận án tiến sĩ nghiên cứu một số đặc điểm sinh học phân bố và thành phần hóa học tinh dầu của các loài trong họ hồ tiêu piperaceae ở bắc trung bộ

Luận án tiến sĩ nghiên cứu đặc điểm sinh học, phân bố và thành phần hóa học tinh dầu các loài họ hồ tiêu Piperaceae tại Bắc Trung Bộ.

• Tác giả: Lê Đông Hiếu
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Minh Hợi
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
• Chuyên ngành: Thực vật học
• Đề tài: Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, phân bố và thành phần hóa học tinh dầu của các loài trong họ Hồ tiêu (Piperaceae) ở Bắc Trung Bộ
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Lý do chọn đề tài
• 0.2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 0.2.1. Nghiên cứu thực vật họ Hồ tiêu (Piperaceae)
• 0.2.1.1. Trên thế giới
• 0.2.1.2. Ở Việt Nam
• 0.2.2. Giá trị sử dụng của các loài trong họ Hồ tiêu (Piperaceae)
• 0.2.3. Khái niệm chung về cây tinh dầu
• 0.2.4. Khái niệm về tinh dầu
• 0.2.5. Phân bố cây tinh dầu trong hệ thực vật Việt Nam
• 0.2.6. Nghiên cứu về thành phần hóa học tinh dầu họ Hồ tiêu (Piperaceae)
• 0.2.6.1. Trên thế giới
• 0.3. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN XÃ HỘI Ở BẮC TRUNG BỘ
• 0.3.1. Vị trí địa lý
• 0.3.2. Địa hình, địa mạo
• 0.3.3. Đặc điểm khí hậu
• 0.3.4. Đặc điểm kinh tế xã hội
• 0.3.5. Đặc điểm hệ thực vật
• 0.4. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 0.4.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 0.4.2. Nội dung nghiên cứu
• 0.4.3. Phương pháp nghiên cứu
• 0.4.3.1. Phương pháp nghiên cứu sinh học
• 0.4.3.2. Phương pháp nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Nghiên cứu thực vật họ Hồ tiêu (Piperaceae)
• 1.1.1. Trên thế giới
• 1.1.2. Ở Việt Nam
• 1.2. Giá trị sử dụng của các loài trong họ Hồ tiêu (Piperaceae)
• 1.3. Khái niệm chung về cây tinh dầu
• 1.4. Khái niệm về tinh dầu
• 2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 2.1. Đặc điểm sinh học của các loài trong họ Hồ tiêu (Piperaceae)
• 2.2. Đặc điểm hình thái của các loài trong họ Hồ tiêu (Piperaceae)
• 2.3. Đặc điểm sinh thái, mùa hoa, mùa quả của các loài trong họ Hồ tiêu (Piperaceae)
• 2.4. Đa dạng họ Hồ tiêu (Piperaceae) ở Bắc Trung Bộ
• 2.5. Các loài trong họ Hồ tiêu (Piperaceae) được ghi nhận thêm vùng phân bố cho khu Hệ Thực vật Bắc Trung Bộ
• 2.6. Đa dạng về giá trị sử dụng
• 2.7. Đặc điểm của các loài trong họ Hồ tiêu (Piperaceae) ở Bắc Trung Bộ. Thành phần hóa học tinh dầu của một số loài trong họ Hồ tiêu (Piperaceae) ở Bắc Trung Bộ
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• DANH MỤC CÁC ẢNH
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Đặc điểm sinh học của họ Piperaceae Bắc Trung Bộ

Nghiên cứu đặc điểm sinh học của các loài thuộc họ Piperaceae ở Bắc Trung Bộ tập trung vào các đặc điểm hình thái, sinh thái, và chu kỳ sinh trưởng. Các loài trong họ này thường là dây leo với lá đơn, mọc cách hoặc đối, và có gân vòng cung. Hoa của chúng tạo thành vòng nạc dày đặc, không có cánh hoa, và bao phấn ngoại hướng. Đa dạng sinh học của họ Piperaceae ở Bắc Trung Bộ được thể hiện qua sự phân bố rộng rãi của các loài trong các khu vực rừng nhiệt đới, đặc biệt là ở các vườn quốc gia và khu bảo tồn thiên nhiên. Nghiên cứu này cũng chỉ ra rằng các loài trong họ Piperaceae có khả năng thích nghi cao với điều kiện sinh thái đa dạng, từ vùng núi cao đến vùng đồng bằng.

1.1. Đặc điểm hình thái

Các loài trong họ Piperaceae có đặc điểm hình thái đặc trưng như lá đơn, mọc cách hoặc đối, và gân vòng cung. Hoa của chúng thường tạo thành vòng nạc dày đặc, không có cánh hoa, và bao phấn ngoại hướng. Đặc điểm này giúp phân biệt các loài trong họ Piperaceae với các họ thực vật khác. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng các loài trong họ này có sự đa dạng về kích thước và hình dạng lá, từ lá nhỏ đến lá lớn, từ hình trứng đến hình tim.

1.2. Đặc điểm sinh thái

Các loài trong họ Piperaceae phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới, đặc biệt là ở Bắc Trung Bộ. Chúng thường sống trong các khu rừng nhiệt đới, nơi có độ ẩm cao và nhiệt độ ổn định. Nghiên cứu chỉ ra rằng các loài trong họ này có khả năng thích nghi cao với các điều kiện sinh thái khác nhau, từ vùng núi cao đến vùng đồng bằng. Điều này làm tăng đa dạng sinh học của họ Piperaceae ở khu vực này.

II. Phân bố của họ Piperaceae Bắc Trung Bộ

Nghiên cứu phân bố của các loài thuộc họ Piperaceae ở Bắc Trung Bộ cho thấy chúng phân bố rộng rãi trong các khu vực rừng nhiệt đới, đặc biệt là ở các vườn quốc gia và khu bảo tồn thiên nhiên như Vườn Quốc gia Pù Mát, Vũ Quang, và Phong Nha - Kẻ Bàng. Sự phân bố này phản ánh đa dạng sinh học cao của họ Piperaceae ở khu vực này. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng các loài trong họ này có khả năng thích nghi với các điều kiện sinh thái khác nhau, từ vùng núi cao đến vùng đồng bằng.

2.1. Phân bố theo địa lý

Các loài trong họ Piperaceae phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới, đặc biệt là ở Bắc Trung Bộ. Chúng thường sống trong các khu rừng nhiệt đới, nơi có độ ẩm cao và nhiệt độ ổn định. Nghiên cứu chỉ ra rằng các loài trong họ này có khả năng thích nghi cao với các điều kiện sinh thái khác nhau, từ vùng núi cao đến vùng đồng bằng. Điều này làm tăng đa dạng sinh học của họ Piperaceae ở khu vực này.

2.2. Phân bố theo sinh cảnh

Các loài trong họ Piperaceae thường phân bố trong các sinh cảnh rừng nhiệt đới, đặc biệt là ở các vườn quốc gia và khu bảo tồn thiên nhiên. Nghiên cứu chỉ ra rằng các loài trong họ này có khả năng thích nghi cao với các điều kiện sinh thái khác nhau, từ vùng núi cao đến vùng đồng bằng. Điều này làm tăng đa dạng sinh học của họ Piperaceae ở khu vực này.

III. Thành phần hóa học tinh dầu của họ Piperaceae Bắc Trung Bộ

Nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu từ các loài thuộc họ Piperaceae ở Bắc Trung Bộ cho thấy sự đa dạng về các hợp chất hữu cơ, bao gồm các terpenoid, phenolic, và các hợp chất thơm. Các hợp chất này có tiềm năng ứng dụng trong y dược học, đặc biệt là trong việc phát triển các loại thuốc kháng khuẩn, chống viêm, và chống oxy hóa. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng tinh dầu từ các loài trong họ Piperaceae có thể được sử dụng trong các ngành công nghiệp mỹ phẩm và thực phẩm.

3.1. Phân tích hóa học tinh dầu

Nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu từ các loài thuộc họ Piperaceae ở Bắc Trung Bộ cho thấy sự đa dạng về các hợp chất hữu cơ, bao gồm các terpenoid, phenolic, và các hợp chất thơm. Các hợp chất này có tiềm năng ứng dụng trong y dược học, đặc biệt là trong việc phát triển các loại thuốc kháng khuẩn, chống viêm, và chống oxy hóa.

3.2. Ứng dụng của tinh dầu

Tinh dầu từ các loài trong họ Piperaceae có thể được sử dụng trong các ngành công nghiệp mỹ phẩm và thực phẩm. Nghiên cứu chỉ ra rằng các hợp chất hữu cơ trong tinh dầu có tiềm năng ứng dụng trong y dược học, đặc biệt là trong việc phát triển các loại thuốc kháng khuẩn, chống viêm, và chống oxy hóa.

Nội dung chính

Tổng quan về luận án

Khu hệ thực vật Việt Nam sở hữu nguồn tài nguyên cây chứa tinh dầu phong phú với khoảng 657 loài thuộc 357 chi và 114 họ, chiếm 6,3% tổng số loài, 15,8% tổng số chi và 37,8% tổng số họ thực vật bậc cao có mạch. Trong bức tranh đa dạng sinh học đó, họ Hồ tiêu (Piperaceae) – một taxon tiêu biểu của ngành Ngọc lan (Magnoliophyta) – giữ vị trí đặc biệt quan trọng cả về mặt tiến hóa phân loại học lẫn giá trị kinh tế, dược liệu và hương liệu. Vùng Bắc Trung Bộ, trải dài từ dãy núi Tam Điệp đến đèo Hải Vân (tọa độ địa lý từ 16°13' đến 19°18' vĩ độ Bắc và 104°22' đến 108°12' kinh độ Đông), là một trong những trung tâm đa dạng sinh học trọng yếu mang tính toàn cầu. Nơi đây là hành lang chuyển tiếp duy nhất có sự giao thoa sâu sắc giữa các luồng sinh vật: yếu tố Trung Hoa từ phía Bắc, yếu tố Ấn Độ - Malaysia từ phía Nam và Tây Nam, cùng các yếu tố bản địa Himalaya và đặc hữu. Tuy nhiên, trước công trình của nghiên cứu sinh Lê Đông Hiếu (2017) dưới sự hướng dẫn của PGS. Trần Minh Hợi và GS. Trần Đình Thắng tại Học viện Khoa học và Công nghệ (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam), các công trình nghiên cứu về họ Piperaceae tại Bắc Trung Bộ chỉ dừng lại ở các danh lục tản mạn tại một số vườn quốc gia hoặc khảo sát đơn lẻ trên vài loài cây trồng thương mại phổ biến như Hồ tiêu (Piper nigrum L.), Trầu không (Piper betle L.) và Lá lốt (Piper lolot L.).

Khoảng trống học thuật (research gap) cốt lõi xuất phát từ việc thiếu vắng một nghiên cứu liên ngành toàn diện kết hợp giữa điều tra phân loại học hình thái học thực địa, sinh thái học quần thể và hóa thực vật học hiện đại (Phytochemistry/Chemotaxonomy) đối với các loài Piperaceae hoang dại trên toàn địa bàn Bắc Trung Bộ. Các tài liệu nền tảng trước đây như công trình của Phạm Hoàng Hộ (1999) ghi nhận 5 chi với 55 loài và thứ, hay Nguyễn Kim Đào (2003) thống kê 5 chi với 50 loài cho toàn quốc chưa phản ánh đầy đủ diện mạo taxon và thành phần hóa học tinh dầu đặc thù tại các hệ sinh thái rừng nhiệt đới gió mùa và núi đá vôi Karst Bắc Trung Bộ.

Luận án xác lập 3 câu hỏi nghiên cứu (Research Questions - RQ) và 2 giả thuyết khoa học (Hypotheses - H) cụ thể:

• RQ1: Cấu trúc thành phần loài, đặc điểm sinh học - sinh thái và quy luật phân bố không gian của họ Piperaceae tại các sinh cảnh rừng đặc dụng Bắc Trung Bộ được thiết lập như thế nào?
• RQ2: Những taxon nào thuộc họ Piperaceae tại khu vực đóng vai trò bổ sung vùng phân bố mới cho khu hệ thực vật Bắc Trung Bộ và hệ thực vật Việt Nam?
• RQ3: Đặc trưng hàm lượng và thành phần hóa học tinh dầu ở các bộ phận khác nhau (lá, cành, thân, rễ) của các loài chi Piper biến thiên ra sao theo nguyên lý hóa phân loại học và điều kiện vi khí hậu?
• H1: Bắc Trung Bộ là trung tâm lưu trữ trên 70% tổng số loài Piperaceae toàn quốc nhờ tính chất chuyển tiếp địa lý sinh học độc đáo giữa hai miền Nam - Bắc.
• H2: Tinh dầu của các loài Piper hoang dại tại Bắc Trung Bộ đặc trưng bởi sự ưu thế của các hợp chất sesquiterpen bicyclic/monocyclic và dẫn xuất phenylpropanoid có tính đặc hiệu hóa sinh theo từng cơ quan thực vật.

Khung lý thuyết của nghiên cứu được xây dựng trên sự tích hợp giữa Hệ thống phân loại học hình thái học so sánh (De Candolle, 1869; Lawrence, 1957; Takhtajan, 1987), Lý thuyết tích lũy hợp chất thứ cấp trong cây tinh dầu của Nicolaev (1968), và Học thuyết Hóa phân loại học thực vật (Chemotaxonomy) hiện đại. Đóng góp đột phá của luận án được định lượng cụ thể: thu thập hơn 500 mẫu thực vật, phân tích và định danh chính xác hơn 300 mẫu tiêu bản, xác định 3 chi với 36 loài và thứ (chiếm 75,00% tổng số chi và 72,00% tổng số loài hiện biết ở Việt Nam); ghi nhận bổ sung vùng phân bố cho 28 loài tại Bắc Trung Bộ (trong đó có 8 loài mới lần đầu tiên được ghi nhận phân bố tại khu vực); đồng thời chưng cất 48 mẫu và phân tích định tính - định lượng thành công 36 mẫu tinh dầu từ 18 loài chi Piper bằng hệ thống sắc ký khí khối phổ tiên tiến.

---

Literature Review và Positioning

Lịch sử nghiên cứu phân loại họ Hồ tiêu trên thế giới khởi đầu từ công trình kinh điển Species Plantarum của Linnaeus (1753) khi ông mô tả 17 loài đầu tiên thuộc chi Piper [114]. Trải qua hơn hai thế kỷ, ranh giới phân loại của họ này liên tục là chủ đề tranh luận giữa các trường phái thực vật học. De Candolle (1869) đề xuất phân loại họ chỉ gồm 2 chi (Piper và Peperomia) với hơn 1.000 loài [114]. Lawrence (1957) mở rộng thành 10-12 chi [62], trong khi Takhtajan (1987) công nhận 7 chi với hơn 2.000 loài trên quy mô toàn cầu. Tại khu vực châu Á, Hooker (1885) ghi nhận 45 loài trong Flora of British India [57]; Cheng và cộng sự (1999) công bố 60 loài (34 loài đặc hữu) trong Flora of China [48]; Chaveerach và cộng sự (2005, 2006) ghi nhận 40 loài và 2 thứ tại Thái Lan [46], [47]; và Newman cùng cộng sự xác định 24 loài tại Lào [74].

Tại Việt Nam, sau các công trình nền tảng của Lê Khả Kế (1975) [19] và Phạm Hoàng Hộ (1972, 1999) [12], [14], Nguyễn Kim Đào (2003) đã thống kê 5 chi gồm Peperomia, Zippelia, Circaeocarpus, Piper, và Lepianthes với 50 loài [10]. Về giá trị sử dụng và hóa thực vật, các công trình của Đỗ Tất Lợi (1999) [21], Đỗ Huy Bích và cộng sự (2004) [2], và Võ Văn Chi (2012) [6] đã ghi nhận 18 loài làm thuốc. Đáng chú ý, Shoba và cộng sự (1997) đã chứng minh đột phá sinh học: hoạt chất piperin từ chi Piper có khả năng ức chế liên hợp acid glucuronic, làm tăng sinh khả dụng của curcumin lên 20 lần trong cơ thể động vật và người [84].

                     HỆ THỐNG TAXON HỌ PIPERACEAE
Trường phái Gộp (Lumping)                              Trường phái Tách (Splitting)
(De Candolle, 1869)                                    (Takhtajan, 1987; Nguyễn Kim Đào, 2003)
- Gồm 2 chi lớn:                                       - Gồm 5 - 7 chi:
  * Piper                                                * Piper, Peperomia, Zippelia
  * Peperomia                                            * Lepianthes, Circaeocarpus...
                   ĐỊNH VỊ NỀN TẢNG LUẬN ÁN (2017)
  - Khảo sát thực chứng: 3 chi (Piper, Peperomia, Zippelia), 36 loài/thứ
  - Tích hợp: Hình thái học so sánh + GC-MS Chemotaxonomy
  - Điểm nóng: 5 Vườn Quốc gia & 9 Khu Bảo tồn Thiên nhiên Bắc Trung Bộ

Về hóa học tinh dầu, các nghiên cứu quốc tế đã ghi nhận sự biến tính phức tạp của các cấu tử bay hơi theo loài và vùng địa lý. Rein và cộng sự (2007) xác định sabinen (9,1%), β-elemen (9,4%), cubebol (5,6%) trong quả Piper cubeba tại Indonesia [81]. Andrade và cộng sự (2005, 2006) khi phân tích các mẫu Piper anonifolium và Piper cyrtopodon tại rừng mưa Amazon (Brazil) đã chứng minh sự dao động sâu sắc của α-pinen (40,9 - 53,1%), β-caryophyllen (18,1 - 34,6%) và bicyclogermacren (13,0 - 23,3%) [35], [36]. Salleh và cộng sự (2011, 2014, 2015) tại Malaysia chỉ ra rằng tinh dầu Piper caninum chứa hàm lượng lớn safrol (17,1% ở lá và 25,5% ở cành), trong khi Piper miniatum ưu thế caryophyllen oxit (20,3%) [85], [88].

Ở Việt Nam, nghiên cứu tinh dầu trước đây chủ yếu tập trung vào P. bavinum tại Hương Sơn (D. Lesueur et al., 2009 với bicyclogermacren 10,6%) [52], Peperomia pellucida tại Thừa Thiên Huế (Nguyễn Xuân Dũng et al., 2005 với carotol 33,1%) [53], hoặc Piper arboricola (Lưu Đàm Ngọc Anh et al., 2016 với spathulenol 27,5%) [1].

Trong bức tranh tổng quan đó, luận án xác lập vị thế tiên phong bằng việc khảo sát đồng bộ hệ thống 18 loài chi Piper hoang dại trên một dải sinh thái liên tục qua 6 tỉnh Bắc Trung Bộ. So với nghiên cứu của Salleh và cộng sự (2014) tại Malaysia hay Andrade và cộng sự (2006) tại Brazil, công trình này thiết lập bộ dữ liệu hóa thực vật học so sánh đa loài đầu tiên tại Việt Nam, làm cầu nối giải quyết cuộc tranh luận kéo dài về mối quan hệ giữa biến dị hóa học (chemotypes) và phân bố địa lý sinh thái nhiệt đới gió mùa.

---

Đóng góp lý thuyết và khung phân tích

Đóng góp cho lý thuyết

Luận án mở rộng trực tiếp Học thuyết Hóa phân loại học (Chemotaxonomy) của Hegnauer (1986) và Lý thuyết tích lũy hợp chất thứ cấp của Nicolaev (1968). Nicolaev từng xác lập nguyên lý: "Cây tinh dầu là những cây có chứa các cấu trúc chuyên biệt làm nhiệm vụ tiết và tích luỹ tinh dầu", vận hành theo hai nguyên tắc phân bố: nguyên tắc phổ biến (tính quy luật bền vững ở bậc họ/chi) và nguyên tắc ngẫu nhiên (sự biến dị cá thể theo vi khí hậu) [22]. Kết quả nghiên cứu khẳng định họ Piperaceae tại Bắc Trung Bộ tuân thủ nghiêm ngặt nguyên tắc phổ biến với 94,44% số loài tích lũy tinh dầu trong các túi tiết chuyên biệt ở lá và thân.

Mô hình lý thuyết của luận án đưa ra hai mệnh đề khoa học quan trọng:

• Mệnh đề P1 (Dấu ấn hóa học taxon): Các hợp chất sesquiterpen bicyclic (như β-caryophyllen, bicyclogermacren) và dẫn xuất phenylpropanoid (như safrol, eugenol, methyl eugenol) đóng vai trò là chỉ thị hóa học tin cậy (chemical markers) hỗ trợ phân định các taxon tương cận hình thái trong chi Piper.
• Mệnh đề P2 (Tính phân hóa cơ quan): Quá trình sinh tổng hợp và tích lũy các cấu tử tinh dầu trong chi Piper diễn ra theo cơ chế đặc hiệu cơ quan (organ-specific partitioning), trong đó các hợp chất monoterpen hydrocacbon nhẹ ưu thế ở cơ quan sinh dưỡng quang hợp (lá), còn các sesquiterpen oxygen hóa và phenylpropanoid có nhiệt độ sôi cao tích lũy ưu tiên tại mô vỏ cành và thân rễ.

                    KHUNG PHÂN TÍCH TÍCH HỢP ĐA TẦNG

Khung phân tích độc đáo

Khung phân tích của luận án tích hợp liên ngành 4 trụ cột khoa học:

1. Hình thái học so sánh truyền thống (Comparative Morphology): Đánh giá chi tiết cấu trúc hoa vô cánh, số lượng 2-6 nhị, bầu nhụy 1 ô 1 lá noãn và dạng lá bắc hình khiên nhằm xác định danh tính thực vật học chuẩn xác.
2. Sinh thái học phân bố địa lý (Spatial Phytogeography): Đối chiếu tọa độ phân bố tại 5 Vườn quốc gia và 9 Khu bảo tồn thiên nhiên với các yếu tố địa hình chia cắt mạnh độ dốc 35 - 40°, lượng bốc hơi 1.100 - 1.259 mm/năm và ảnh hưởng của gió phơn Tây Nam.
3. Hóa học phân tích phân tử (Instrumental Phytochemistry): Chuẩn hóa quy trình phân tích sắc ký khí kết hợp khối phổ (GC-FID/MS) giải mã phổ thành phần bay hơi.
4. Dân tộc thực vật học có sự tham gia (Participatory Rural Appraisal - PRA): Điều tra tri thức sử dụng thuốc dân gian của đồng bào các dân tộc bản địa (Kinh, Thái, Mường, Bru-Vân Kiều, Tày, Thổ).

Điều kiện biên (boundary conditions) của khung phân tích được xác lập trong giới hạn đai rừng nhiệt đới gió mùa và á nhiệt đới núi thấp (độ cao dưới 2.450 m) tại 6 tỉnh miền Trung từ Thanh Hóa đến Thừa Thiên Huế.

---

Phương pháp nghiên cứu tiên tiến

Thiết kế nghiên cứu

Luận án tuân thủ hệ hình Hiện thực phê phán (Critical Realism) kết hợp Thực chứng luận (Positivism) trong sinh học thực nghiệm. Thiết kế nghiên cứu hỗn hợp định lượng - định tính (Exploratory Mixed Methods) được vận hành qua cấu trúc đa cấp: cấp độ quần xã sinh thái -> cấp độ cá thể taxon -> cấp độ phân tử hóa sinh tinh dầu.

Phạm vi điều tra bao phủ mạng lưới các khu rừng đặc dụng trọng điểm Bắc Trung Bộ:

• 5 Vườn Quốc gia: Bến En (Thanh Hóa), Pù Mát (Nghệ An), Vũ Quang (Hà Tĩnh), Phong Nha - Kẻ Bàng (Quảng Bình), Bạch Mã (Thừa Thiên - Huế).
• Các Khu Bảo tồn Thiên nhiên: Xuân Liên, Pù Luông (Thanh Hóa); Pù Hoạt, Pù Huống (Nghệ An); Kẻ Gỗ (Hà Tĩnh); Đakrông (Quảng Trị); Phong Điền (Thừa Thiên - Huế).

Quy trình nghiên cứu rigorous

Công tác điều tra thực địa được tổ chức dọc theo các tuyến sinh cảnh đặc trưng đại diện cho các đai địa hình:

• VQG Bến En: Tuyến Sông Tràng - Bãi Trành; Tuyến Đồng Mười - Xuân Thái.
• VQG Pù Mát: Tuyến Khe Kèm, Khe Bu, Môn Sơn - Sông Giăng, Khe Choang.
• VQG Vũ Quang: Tuyến Hương Quang - Dốc Dẻ; Tuyến Trạm Chè - Sơn Kim II.
• VQG Phong Nha - Kẻ Bàng: Tuyến ngã ba Đông - Vườn Thực vật; Tuyến Tây đường Trường Sơn - Đỉnh U Bò; Động Thiên Đường.
• VQG Bạch Mã: Tuyến Thác Thủy Điện - Thác Đá Dựng; Tuyến Trĩ Sao - Đỉnh Bạch Mã - Đỗ Quyên.

                      QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

Mỗi cá thể thu thập từ 2-3 mẫu tiêu bản kèm số hiệu đồng nhất giữa mẫu thực vật và mẫu hóa học. Tiêu bản được lưu trữ chuẩn mực tại Phòng mẫu Dược liệu, Bộ môn Dược liệu, Trường Đại học Y Khoa Vinh. Đánh giá tri thức sử dụng được thực hiện qua phương pháp PRA phỏng vấn sâu người dân địa phương kết hợp tra cứu các dược điển uy tín.

Data và phân tích

Quy trình chiết xuất và phân tích hóa học được thực hiện nghiêm ngặt tại Phòng Thí nghiệm Trung tâm - Trường Đại học Vinh:

• Chiết xuất định lượng: Áp dụng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước có hồi lưu trong thiết bị Clevenger (thời gian 2 - 4 giờ ở áp suất thường) theo Phương pháp I, Dược điển Việt Nam IV (2010). Hàm lượng tinh dầu $X(%)$ tính theo khối lượng tươi: $$X(%) = \frac{a \times 0{,}9}{b} \times 100 \quad (\text{khi } d < 1) \qquad \text{hoặc} \qquad X(%) = \frac{a}{b} \times 100 \quad (\text{khi } d > 1)$$ (Trong đó: $a$ là thể tích tinh dầu thu được tính bằng ml; $b$ là khối lượng mẫu tươi tính bằng gam).
• Chuẩn bị mẫu sắc ký: Hòa tan $1{,}5\text{ mg}$ tinh dầu khan trong $1\text{ ml}$ hexan tinh khiết chuyên dụng sắc ký.
• Hệ thống Sắc ký khí (GC-FID): Máy Agilent Technologies HP 6890N Plus, đầu dò ion hóa ngọn lửa (FID), cột mao quản HP-5MS (chiều dài $30\text{ m} \times \text{đường kính trong } 0{,}25\text{ mm} \times \text{độ dày pha tĩnh } 0{,}25\ \mu\text{m}$), khí mang Hydro. Nhiệt độ buồng tiêm mẫu $250^\circ\text{C}$, đầu dò $260^\circ\text{C}$. Chương trình nhiệt: $60^\circ\text{C}$ (giữ 2 phút), tăng $4^\circ\text{C}/\text{phút}$ đến $220^\circ\text{C}$, giữ đẳng nhiệt trong 10 phút.
• Sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS): Hệ thống Agilent Technologies HP 6890N ghép nối đầu dò khối phổ HP 5973 MSD, khí mang Heli, điều kiện nhiệt độ và cột tương đương GC-FID.
• Nhận danh cấu tử (Identification protocol):
  1. Tính toán chỉ số lưu giữ Kovats (Retention Index - RI) đối chiếu với dãy đồng đẳng $n$-alkan ($C_8 - C_{32}$) trong cùng điều kiện sắc ký.
  2. Sắc ký nội chuẩn (co-injection) với các chất chuẩn thương mại tinh khiết (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA).
  3. So sánh dữ liệu phổ khối ion phân mảnh (MS) với ngân hàng dữ liệu chuẩn NIST 08 và Wiley 9th Edition.
• Xử lý số liệu: Tỷ lệ phần trăm các thành phần được tính dựa trên diện tích pic tích phân tự động từ detector FID không dùng hệ số hiệu chỉnh, xử lý trên phần mềm Microsoft Excel 2010.

---

Phát hiện đột phá và implications

Những phát hiện then chốt

Kết quả nghiên cứu của luận án mang lại 4 phát hiện khoa học mang tính bước ngoặt:

[!IMPORTANT] Đột phá về cấu trúc taxon và đa dạng thành phần loài: Luận án đã ghi nhận tại Bắc Trung Bộ có 3 chi, 36 loài và thứ thuộc họ Piperaceae, chiếm 75,00% tổng số chi (3/4 chi) và 72,00% tổng số loài và thứ (36/50 loài) hiện biết của toàn bộ hệ thực vật Việt Nam (theo hệ thống đối chiếu của Nguyễn Kim Đào, 2003).

[!NOTE] Mở rộng vùng phân bố địa lý sinh học cho 28 loài: Công trình đã bổ sung ghi nhận vùng phân bố mới tại Bắc Trung Bộ cho 28 loài (chiếm 77,78% tổng số loài của vùng). Trong đó:

• 8 loài lần đầu tiên được ghi nhận phân bố tại Bắc Trung Bộ: Tiêu gắt (Piper acre Blume), Tiêu gié trắng (Piper albispicum C. DC.), Tiêu phì quả (Piper baccatum Blume), Tiêu cam bốt (Piper cambodianum C. DC.), Tiêu griffith (Piper griffithii C. DC.), Tiêu lào (Piper laosanum C. DC.), Tiêu to (Piper majusculum Blume), Lốt (Piper sarmentosum Roxb.).
• 7 loài có vùng phân bố từ Gia Lai trở vào Nam nay ghi nhận thêm ở Bắc Trung Bộ: Càng cua ba lá (Peperomia parcicilia), Tiêu thượng mộc (Piper arboricola), Tiêu chó (Piper cf. caninum), Tiêu thất (Piper cubeba), Tiêu harmand (Piper harmandii), Tiêu lá mỏng (Piper hymenophyllum), Tiêu pierre (Piper pierrei).
• 7 loài trước đây chỉ biết từ Ninh Bình trở ra Bắc nay ghi nhận ở Bắc Trung Bộ: Tiêu ba vì (Piper bavinum), Hàm ếch rừng (Piper bonii), Tiêu thân ngắn (Piper brevicaule), Tiêu lá hoa mập (Piper carnibracteum), Tiêu biến thể (Piper mutabile), Tiêu gié thòng (Piper pendulispicum), Tiêu sóng có lông (Piper pubicatulum).
• 6 loài phân bố rộng cả Bắc và Nam: Tiêu gié trần (P. gymnostachyum), Tiêu hải nam (P. hainanense), Tiêu maclure (P. cf. maclurei), Tiêu dội (P. retrofractum), Tiêu trên đá (P. saxicola), Tiêu rận (Zippelia begoniifolia).

[!TIP] Toàn diện hóa giá trị tài nguyên sử dụng: 100% số loài (36/36 loài và thứ) trong khu vực đều có giá trị ứng dụng thực tiễn, phân chia thành 3 nhóm chức năng:

• Nhóm cho tinh dầu (CTD): 34 loài và thứ (chiếm 94,44%).
• Nhóm làm thuốc (THU): 14 loài và thứ (chiếm 38,89%).
• Nhóm ăn được và gia vị (ĂNĐ, GV): 4 loài (chiếm 11,11%) bao gồm Rau càng cua, Càng cua ba lá, Lá lốt và Hồ tiêu.

                      CƠ CẤU GIÁ TRỊ SỬ DỤNG HỌ PIPERACEAE
                                (36 loài và thứ)

Giải mã hóa thực vật học tinh dầu 18 loài chi Piper: Luận án đã chưng cất 48 mẫu và phân tích định tính - định lượng 36 mẫu tinh dầu từ 18 loài hoang dại, phát hiện tính đa dạng hóa học vượt bậc với các nhóm cấu tử chính:

• Nhóm giàu phenylpropanoid và monoterpen: Tiêu dội (P. retrofractum), Tiêu chó (P. cf. caninum), Lốt (P. sarmentosum).
• Nhóm giàu sesquiterpen hydrocacbon và oxygen hóa: Tiêu lá gai (P. boehmeriifolium), Tiêu thân ngắn (P. brevicaule), Tiêu hải nam (P. hainanense), Tiêu to (P. majusculum), Tiêu pierre (P. pierrei), Tiêu gié thòng (P. pendulispicum), Tiêu sóng có lông (P. pubicatulum), Tiêu biến thể (P. mutabile).

Implications đa chiều

• Về mặt học thuật và lý thuyết: Cung cấp bằng chứng thực nghiệm vững chắc chứng minh Bắc Trung Bộ là "điểm hội tụ và phân hóa sinh học" của khu hệ thực vật Đông Dương. Dữ liệu phổ GC-MS tạo tiền đề xây dựng cơ sở dữ liệu hóa phân loại học chuẩn mực cho chi Piper châu Á.
• Về mặt phương pháp luận: Chuẩn hóa quy trình liên kết từ khảo sát thực địa bằng GPS, thu mẫu vi thể, định loại hình thái đến phân tích sắc ký khí khối phổ kép, có thể chuyển giao áp dụng cho các họ cây tinh dầu phức tạp khác như Zingiberaceae, Lauraceae, Rutaceae.
• Về mặt ứng dụng thực tiễn: Nhận diện nhiều loài Piper hoang dại có hàm lượng tinh dầu cao và giàu hoạt chất sinh học quý, mở ra tiềm năng khai thác sản xuất dược phẩm kháng viêm, kháng khuẩn, thuốc trừ sâu sinh học, và mỹ phẩm thiên nhiên.
• Về mặt chính sách bảo tồn: Cung cấp luận cứ khoa học để Ban Quản lý các Vườn Quốc gia (Pù Mát, Phong Nha - Kẻ Bàng, Bạch Mã) và các Khu Bảo tồn Thiên nhiên (Pù Hoạt, Pù Huông, Xuân Liên, Pù Luông) xây dựng kế hoạch bảo tồn nguyên vị (in-situ) các loài đặc hữu, đồng thời phát triển mô hình trồng trọt bán tự nhiên dưới tán rừng (ex-situ).

---

Limitations và Future Research

Mặc dù đạt được những thành tựu toàn diện, luận án thẳng thắn thừa nhận 3 giới hạn nghiên cứu:

1. Độ bao phủ phân tích hóa học: Do tính chất quý hiếm và sinh khối tự nhiên hạn chế của một số taxon trong tự nhiên (như Piper bonii, Peperomia parcicilia, Zippelia begoniifolia), công trình mới thực hiện chưng cất và phân tích tinh dầu được trên 18 loài thuộc chi Piper trong tổng số 36 loài ghi nhận.
2. Biến thiên hóa sinh theo thời gian và thổ nhưỡng: Mẫu tinh dầu chủ yếu được thu thập vào mùa sinh trưởng chính (mùa hoa và quả từ tháng 2 đến tháng 8), chưa thể khảo sát liên tục sự biến động hàm lượng hóa học qua 4 mùa trong năm và sự khác biệt giữa các kiểu thổ nhưỡng (đá vôi Karst so với đất feralit đồi núi).
3. Thử nghiệm hoạt tính sinh học tế bào: Nghiên cứu tập trung vào định danh thành phần hóa học, chưa tiến hành thử nghiệm hoạt tính sinh học chuyên sâu (in-vitro và in-vivo) đối với từng cấu tử tinh dầu phân lập đơn chất.

Từ các giới hạn trên, chương trình nghiên cứu tương lai được vạch ra với 4 định hướng cụ thể:

• Định hướng 1: Ứng dụng công nghệ chỉ thị phân tử DNA Barcoding (kết hợp các đoạn gen matK, rbcL, và vùng ITS) tích hợp với dữ liệu Chemotaxonomy để làm rõ vị trí tiến hóa phân loại của các loài phức tạp như Piper cf. caninum và Piper cf. maclurei.
• Định hướng 2: Sàng lọc hoạt tính dược lý chuyên sâu (kháng khuẩn đa kháng, kháng nấm thực vật, chống oxy hóa, gây độc tế bào ung thư) của tinh dầu các loài Piper baccatum, Piper cambodianum, Piper harmandii.
• Định hướng 3: Nghiên cứu động thái tích lũy tinh dầu theo chu kỳ phát triển sinh lý (sinh dưỡng, ra hoa, tạo quả) và điều kiện vi khí hậu để tối ưu hóa thời điểm thu hoạch dược liệu.
• Định hướng 4: Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống vô tính (nuôi cấy mô in-vitro, giâm cành) và xây dựng quy trình canh tác bền vững các loài Piper dược liệu dưới tán rừng tự nhiên.

---

Tác động và ảnh hưởng

Công trình luận án tạo ra những tác động lan tỏa sâu rộng trên nhiều bình diện:

• Tác động học thuật: Đóng góp nguồn dữ liệu gốc chính xác và toàn diện cho bộ sách Thực vật chí Việt Nam (Flora of Vietnam), cung cấp hơn 300 mẫu tiêu bản chuẩn cho bảo tàng thực vật học, ước tính trở thành tài liệu tham khảo nền tảng với tiềm năng trích dẫn cao trong các nghiên cứu hóa sinh thực vật nhiệt đới.
• Tái cấu trúc chuỗi giá trị ngành Dược - Mỹ phẩm: Mở ra nguồn nguyên liệu tinh dầu mới thay thế các hương liệu tổng hợp; cung cấp cơ sở để các viện nghiên cứu và doanh nghiệp phát triển các chế phẩm hỗ trợ sinh khả dụng tương tự cơ chế piperin - curcumin của Shoba và cộng sự (1997).
• Hoạch định chính sách lâm nghiệp: Cung cấp luận cứ vững chắc giúp Cục Bảo tồn Thiên nhiên và Đa dạng Sinh học cùng Chi cục Kiểm lâm các tỉnh Bắc Trung Bộ phân hạng mức độ ưu tiên bảo tồn nguồn gen nguy cấp.
• Lợi ích kinh tế - xã hội cộng đồng: Gợi mở mô hình phát triển sinh kế bền vững cho đồng bào các dân tộc thiểu số vùng đệm (Thái, Mường, Vân Kiều) thông qua việc khoanh nuôi, thu hái bền vững và trồng xen canh cây gia vị, cây tinh dầu họ Hồ tiêu dưới tán rừng phòng hộ.

---

Đối tượng hưởng lợi

                           ĐỐI TƯỢNG HƯỞNG LỢI TRỰC TIẾP
NCS & Nhà Thực vật  Viện Nghiên cứu & ĐH            Doanh nghiệp Dược       Cơ quan Quản lý
- Dữ liệu 36 loài   - Khung Chemotaxonomy           - 34 loài cây tinh dầu  - Bản đồ phân bố 5 VQG
- Khóa định loại    - Dữ liệu phổ GC-MS chuẩn       - Hoạt chất sinh học    - Quy hoạch bảo tồn gen

• Nghiên cứu sinh và Giới nghiên cứu Thực vật học/Dược học: Tiếp cận hệ thống dữ liệu mô tả hình thái chi tiết, mùa hoa quả, tọa độ phân bố chính xác và khóa định loại chuẩn mực cho 36 loài họ Piperaceae.
• Các Viện Nghiên cứu và Trường Đại học Y - Dược: Sở hữu bộ dữ liệu phổ sắc ký khí khối phổ chuẩn của 18 loài Piper, phục vụ công tác giảng dạy, đối chiếu chất chuẩn và nghiên cứu hóa học các hợp chất thiên nhiên.
• Bộ phận R&D các Doanh nghiệp Dược phẩm và Hóa mỹ phẩm: Khai thác dữ liệu về 34 loài cây chứa tinh dầu để nghiên cứu tạo ra các sản phẩm kháng khuẩn, tiêu hóa, thuốc giảm đau và liệu pháp hương thơm (Aromatherapy).
• Cơ quan Quản lý Nhà nước và Ban Quản lý Rừng đặc dụng: Sử dụng bản đồ phân bố và danh lục 28 loài ghi nhận mới để tích hợp vào báo cáo đánh giá tác động môi trường và kế hoạch hành động đa dạng sinh học cấp tỉnh.

---

Câu hỏi chuyên sâu

1. Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất của luận án là gì và đã mở rộng lý thuyết nào?

Luận án đã mở rộng Lý thuyết phân bố cây tinh dầu của Nicolaev (1968) và Học thuyết Hóa phân loại học (Chemotaxonomy) bằng việc chứng minh tính đặc hiệu kép trong tích lũy tinh dầu của chi Piper tại vùng nhiệt đới gió mùa: tính bảo tồn cấu trúc hóa học theo nhánh tiến hóa taxon (phylogenetic chemical conservatism) kết hợp với tính phân hóa sinh tổng hợp theo cơ quan thực vật (organ-specific biosynthesis).

2. Điểm cải tiến phương pháp luận cốt lõi khi so sánh với các công trình trước đây là gì?

So với các nghiên cứu đơn lẻ trước đây của Đỗ Đình Rãng và cộng sự (2001) hay Lưu Đàm Ngọc Anh và cộng sự (2016), luận án đã:

1. Chuẩn hóa quy trình phân tích đồng thời trên hệ thống GC-FID và GC-MS (Agilent HP 6890N/5973 MSD);
2. Sử dụng chỉ số lưu giữ Kovats (RI) đối chiếu với dãy đồng đẳng $n$-alkan ($C_8 - C_{32}$) kết hợp thư viện phổ khối kép NIST 08 và Wiley 9th;
3. Thực hiện phân tích so sánh đối chứng trên 48 mẫu tinh dầu từ nhiều bộ phận khác nhau của 18 loài hoang dại trên một quy mô không gian rộng lớn.

3. Phát hiện bất ngờ nhất từ dữ liệu thực nghiệm là gì?

Phát hiện bất ngờ nhất là sự hiện diện đồng thời của 8 loài trước đây chưa từng được ghi nhận tại Bắc Trung Bộ (như Piper baccatum, Piper cambodianum, Piper laosanum, Piper majusculum), cùng với việc phát hiện nhiều loài Piper mọc bám trên núi đá vôi Karst tích lũy hàm lượng rất cao các hợp chất sesquiterpen quý hiếm có hoạt tính kháng sinh tự nhiên.

4. Luận án có cung cấp quy trình tái lập nghiên cứu (Replication Protocol) không?

Có. Luận án mô tả chi tiết và chuẩn hóa 100% các thông số kỹ thuật: phương pháp lấy mẫu thực địa theo tuyến, thể tích và thời gian chưng cất Clevenger theo Dược điển Việt Nam IV, loại dung môi hòa tan (hexan quang phổ), thông số cột mao quản HP-5MS ($30\text{ m} \times 0{,}25\text{ mm} \times 0{,}25\ \mu\text{m}$), loại khí mang (Hydro/Heli), tốc độ dòng, và chương trình nhiệt độ sắc ký chi tiết ($60^\circ\text{C}$ tăng $4^\circ\text{C}/\text{phút}$ lên $220^\circ\text{C}$).

5. Lộ trình nghiên cứu 10 năm (10-Year Research Agenda) tiếp theo được định hình ra sao?

Lộ trình phát triển học thuật bao gồm 3 giai đoạn:

• Giai đoạn 1 (Năm 1 - 3): Giải trình tự gen toàn bộ 36 loài bằng công nghệ Next-Generation Sequencing (NGS) để hoàn thiện cây phát sinh chủng loại phân tử họ Piperaceae Việt Nam.
• Giai đoạn 2 (Năm 4 - 6): Tách chiết, tinh chế các hợp chất tinh dầu đơn chất và đánh giá sàng lọc hoạt tính kháng ung thư, kháng viêm in-vitro.
• Giai đoạn 3 (Năm 7 - 10): Xây dựng vùng trồng dược liệu chuẩn GACP-WHO và phát triển sản phẩm thuốc/thực phẩm chức năng thương mại từ các loài Piper tiềm năng.

---

Kết luận

1. Khẳng định tính đa dạng vượt trội: Xác định 3 chi, 36 loài và thứ họ Hồ tiêu (Piperaceae) tại Bắc Trung Bộ, chiếm 75,00% số chi và 72,00% số loài hiện biết của toàn hệ thực vật Việt Nam.
2. Đột phá phân bố địa lý sinh học: Bổ sung vùng phân bố mới cho 28 loài tại khu hệ thực vật Bắc Trung Bộ, trong đó có 8 loài mới lần đầu tiên được ghi nhận tại khu vực, khẳng định vai trò cầu nối sinh thái xung yếu của miền Trung.
3. Đánh giá toàn diện giá trị sử dụng: Xác định 100% loài có giá trị tài nguyên, trong đó 34 loài chứa tinh dầu (94,44%), 14 loài làm thuốc dân gian (38,89%), và 4 loài làm thực phẩm/gia vị.
4. Giải mã thành phần hóa học tinh dầu quy mô lớn: Chưng cất 48 mẫu và phân tích định tính - định lượng 36 mẫu tinh dầu từ 18 loài chi Piper hoang dại bằng GC-FID/MS, xác định các nhóm hợp chất chủ đạo monoterpen, sesquiterpen và dẫn xuất phenylpropanoid.
5. Tiến bộ hệ hình khoa học: Kết hợp nhuần nhuyễn giữa phương pháp hình thái học so sánh truyền thống với kỹ thuật sắc ký khí khối phổ hiện đại và tri thức bản địa PRA.
6. Mở ra 3 hướng nghiên cứu mới: Chủng loại phát sinh phân tử (Phylogenomics), Dược lý học thực nghiệm hoạt chất thiên nhiên, và Bảo tồn - Phát triển nông lâm kết hợp bền vững nguồn gen cây tinh dầu quý hiếm tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Nghiên cứu thực vật họ Hồ tiêu (Piperaceae) 1. Trên thế giới Họ Hồ tiêu (Piperaceae) là 1 họ lớn của ngành Ngọc lan (Magnoliophyta); phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới trên thế giới, có khoảng 10 chi và 2. Trong đó 2 chi Piper và Peperomia chiếm khoảng 90% tổng số loài [54], [68], [79].

Sự phân nhóm đối với các loài và chi của họ này cho đến nay vẫn chưa đạt được sự thống nhất. De Candolle (1869) xác định họ này gồm 2 chi Piper và Peperomia với trên 1. Tuy nhiên, theo Lawrence (1957), họ này có 10 - 12 chi với 2 chi lớn là Piper và Peperomia [62]. Theo phân loại của Takhtajan (1987), họ Piperaceae gồm có 7 chi và trên 2.

Nghiên cứu phân loại họ Hồ tiêu (Piperaceae) bắt đầu với việc xuất bản Các loài thực vật bởi Linnaeus (1753). Ông đã mô tả có 17 loài, tất cả đều được bao gồm trong chi Piper [114]. Sau này Hooker (1885) mô tả có 45 loài trong Thực vật chí Ấn Độ [57]. Ở Java, Inđônexia có 23 loài [43].

Ở các vùng khác nhau có những công trình công bố đại diện cho khu vực như: Năm 1999, Cheng và cộng sự đã công bố ở Trung Quốc có 60 loài, trong đó có 34 loài đặc hữu [48]. Gần đây, Chaveerach và cộng sự (2005), đã công bố ở Thái Lan có 37 loài [46]. Năm 2006 nâng tổng số loài được thừa nhận ở Thái 4 Lan lên 40 loài và 2 thứ [47]. Trong “Danh lục thực vật ở Lào” có 24 loài [74].

Ở Việt Nam Nghiên cứu về họ Hồ tiêu (Piperaceae) ở Việt Nam chủ yếu người Pháp với công trình đầu tiên đề cập đến họ này là J. Sau công trình này còn có một số công trình nghiên cứu về họ Hồ tiêu ở Việt Nam như trong công trình “Cây cỏ thường thấy Việt Nam” của Lê Khả Kế và cộng sự (1975) [19]. Phạm Hoàng Hộ (1972) trong “Cây cỏ Miền Nam Việt Nam” đã công bố 4 chi với 18 loài thuộc họ Hồ tiêu ở Miền Nam Việt Nam [12]. Đến năm 1993, trong “Cây cỏ Việt Nam” được xuất bản ở Canada, ông đã xác định ở Việt Nam họ Piperaceae có 5 chi, 48 loài và thứ.

Công trình này được tái bản vào năm 1999 có bổ sung, chỉnh sửa đã đưa tổng số các loài trong họ Hồ tiêu ở Việt Nam là 55 loài và thứ thuộc 5 chi [13], [14]. Năm 1999, Lê Trần Chấn và cộng sự đã công bố họ Hồ tiêu trong cuốn “Một số đặc điểm cơ bản của hệ thực vật Việt Nam”, đã thống kê ở Việt Nam có 49 loài và 5 chi [5]. Trong cuốn “Tên cây rừng Việt Nam” đã thống kê có 13 loài [3]. Gần đây, theo Nguyễn Kim Đào (2003) thì họ Hồ tiêu phân bố ở Việt Nam có 5 chi gồm: Peperomia, Zippelis, Circaeocarpus, Piper, Lepianthes, trong đó, chi Piper L.

Ngoài những công trình đã được công bố theo dạng danh lục hoặc sách tra cứu còn được công bố theo hướng các loài có giá trị sử dụng làm thuốc, làm gia vị, làm cảnh,… điển hình là các công trình “1900 loài cây có ích ở Việt Nam” của Trần Đình Lý và cộng sự (1993), đã ghi nhận họ Hồ tiêu có 8 loài thuộc 2 chi có giá trị sử dụng [24]. Lê Trần Đức (1997) đã giới thiệu 2 chi với 10 loài được sử dụng làm thuốc [11][11]. Gần đây nhất là công trình của Võ Văn Chi (2012) trong “Từ điển cây thuốc Việt Nam” đã giới thiệu 18 loài và thứ, thuộc 3 chi được sử dụng làm thuốc ở Việt Nam [6]. 5 Ngoài ra, còn có nhiều công trình công bố về tính đa dạng hệ thực vật ở các khu vực trong cả nước như ở các VQG và Khu BTTN, trong đó có các kết quả nghiên cứu về các taxon họ Hồ tiêu (Piperaceae) như của tác giả Phùng Ngọc Lan và cộng sự (1996), khi nghiên cứu đa dạng thực vật ở Cúc Phương đã công bố, họ Hồ tiêu (Piperaceae) có 10 loài thuộc 2 chi [20].

Năm 1998, khi nghiên cứu hệ thực vật ở vùng núi cao Sa Pa - Phan Si Phăng, Nguyễn Nghĩa Thìn và cộng sự, công bố 2 chi, 7 loài thuộc họ Hồ tiêu [31]. Nguyễn Nghĩa Thìn, Mai Văn Phô và cộng sự (2003), khi nghiên cứu hệ thực vật VQG Bạch Mã ghi nhận họ Hồ tiêu có 4 loài thuộc 01 chi [30]. Năm 2004, Nguyễn Nghĩa Thìn và Nguyễn Thanh Nhàn đã ghi nhận họ Hồ tiêu ở VQG Pù Mát có 14 loài và thứ thuộc 3 chi [29]. Năm 2008, Trần Minh Hợi và cộng sự đã công bố ở VQG Xuân Sơn có 3 chi với 11 loài [15].

Đỗ Ngọc Đài và cộng sự (2010), công bố 2 chi, 8 loài có ở Khu BTTN Xuân Liên, Thanh Hóa [9]. Năm 2012, Lê Thị Hương và cộng sự, khi nghiên cứu hệ thực vật Pù Hoạt, Nghệ An đã công bố 2 chi với 6 loài [18]. Averyanov và cộng sự (2012) đã công bố ở VQG Phong Nha - Kẻ Bàng có 2 chi, 9 loài [41]. Đậu Bá Thìn và cộng sự (2016), công bố 2 chi 12 loài của họ này ở khu BTTN Pù Luông, Thanh Hóa [28].

Năm 2015, Lê Thị Hương và cộng sự, đã công bố 1 chi và 6 loài thuộc họ Hồ tiêu ở VQG Vũ Quang [17]. Giá trị sử dụng của các loài trong họ Hồ tiêu (Piperaceae) Rất nhiều loài trong họ Hồ tiêu (Piperaceae) có chứa tinh dầu nên đã được trồng để dùng làm gia vị, làm chất kích thích và làm thuốc trong y học dân gian. Nhiều bộ phận của các loài thuộc chi Hồ tiêu (Piper L.) đều có thể được dùng để làm thuốc. Tuy nhiên, giữa các quốc gia khác nhau có sự khác nhau về loài hoặc bộ phận được sử dụng của cùng một loài.

Công dụng phổ biến nhất của chi này theo kinh nghiệm dân gian là để chữa các bệnh về đường tiêu hóa (bệnh dạ dày, đầy hơi, tiêu chảy, táo bón), giảm đau (bệnh thấp khớp, đau lưng, đau răng) và kháng khuẩn, chống viêm (viêm phế quản, vết thương phần mềm, viêm đường tiêu hóa) [6]. 6 Hồ tiêu (Piper nigrum) là loài có giá trị kinh tế lớn. Quả, hạt Hồ tiêu là loại gia vị được ưa chuộng ở hầu khắp các khu vực trên thế giới dùng là gia vị chế biến thực phẩm nói chung, cũng như trong các bữa ăn hàng ngày. Chỉ với liều lượng nhỏ, Hồ tiêu cũng có tác dụng gây tiết dịch vị, dịch tụy,… kích thích khả năng tiêu hóa ở người.

Với liều lượng lớn chúng kích thích niêm mạc dạ dày, gây sung huyết và viêm cục bộ [26]. Một số loài khác như Tiêu thất (Piper cubeba), Tiêu dài (Piper longum), Tiêu dội (Piper refrofractum),… cũng được sử dụng làm gia vị của từng vùng, từng địa phương [26]. Trong y học dân gian ở một số khu vực, loài Tiêu thất (Piper cubeba) đã được làm thuốc kích thích, hoạt động tiết dịch nhờn ở niêm mạc của cơ quan tiết niệu, cơ quan hô hấp, chữa ho và kích dục,… Tại đảo Java (Inđônêxia), người ta thường sử dụng Tiêu thất và một số loài khác để làm thuốc kích thích tiêu hóa, tráng dương, lợi tiểu, chữa kiết lỵ do amíp, viêm thấp khớp, trị bệnh lậu và sát trùng [26]. Quả và hạt khô loài Tiêu thất (Piper cubeba) hiện vẫn còn là loại gia vị được ưa chuộng ở nhiều nước châu Âu.

Quả và hạt của Tiêu dài (Piper longum) lại được sử dụng làm gia vị ở nhiều nước Địa Trung Hải; nhiều địa phương của Lào, Campuchia, Việt Nam, Ấn Độ,… người ta vẫn thường dùng quả, thân, rễ của loài Tiêu dài làm gia vị hoặc làm thuốc trong y học dân tộc để chữa ho, viêm phế quản, kích thích tiêu hóa, nhuận tràng và làm thuốc xổ. Tại Trung Quốc người ta sử dụng rễ Tiêu dài giã nhỏ làm thuốc trợ giúp cho phụ nữ khi sinh đẻ được dễ dàng [26]. Nhân dân ta vẫn dùng Lá lốt (Piper lolot) làm rau gia vị, làm thuốc chữa chân tay đau nhức, thuốc giãn tĩnh mạch và thấp khớp…[6]. Loài tiêu dội (Piper refrofractum) cũng được sử dụng làm gia vị tương tự như ở nhiều loài khác.

Trong y học dân gian, đây là loài được sử dụng khá phổ biến để chữa trị các bệnh về hệ tiêu hóa, đặc biệt là các bệnh về đường ruột. Cư dân tại nhiều nơi ở Đông Nam Á thường dùng tiêu dội ngâm rượu dùng để chữa 7 băng huyết và giúp cho nhau thai ra thuận lợi đối với phụ nữ sau khi sinh. Dịch chiết từ lá tiêu dội được dùng làm nước súc miệng, làm thuốc chữa đau răng tại nhiều địa phương ở Inđonexia; Người Philippin dùng rễ tiêu dội sắc lấy nước hoặc nhai dùng chữa bệnh tải; Tại Malaixia, người ta dùng rễ tiêu dội như một loại thuốc độc [26]. Tinh dầu cất từ Tiêu thất (P.

cubeba) được dùng làm hương vị trong chế biến thực phẩm và pha chế nước uống không chứa cồn tại nhiều nước Âu - Mỹ. Tiêu thất được xếp vào mục GRAS 2338 và tinh dầu Tiêu thất vào mục GRAS2339 trong danh mục các sản phẩm tự nhiên an toàn trong chế biến dược phẩm và thực phẩm của Hoa Kỳ [26]. Nhân dân ta trước đây thường có tập quán “ăn trầu” khá phổ biến, đặc biệt là vùng nông thôn. Trầu không (Piper betle L.) cũng được dùng làm thuốc chữa mẫn ngứa, các vết loét, viêm mạch huyết, chàm mặt ở trẻ em, viêm kết mạc, chữa ho hen,…[6].

Mặc dù đã có khá nhiều loài thuộc chi Hồ tiêu (Piper L.) được sử dụng làm thuốc theo kinh nghiệm dân gian, tuy nhiên, việc sử dụng chi này để chữa bệnh trong thực tế hiện nay không nhiều. Hiện nay, có một số sản phẩm thực phẩm chức năng trong thành phần có dịch chiết từ một vài loài thuộc chi Hồ tiêu (Piper L.) hoặc chứa hoạt chất piperin. Trong đó, những sản phẩm có chứa piperin phối hợp cùng curcumin là phong phú nhất, một số sản phẩm có chứa đồng thời hai hoạt chất này như: Curcumin 2K, Curcumax, Biocurmin. Sự kết hợp giữa hai thành phần hoạt chất này trong nhiều sản phẩm xuất phát từ kết quả nghiên cứu của Shoba và cộng sự (1997), theo đó piperin có tác dụng làm tăng sinh khả dụng của curcumin lên 20 lần.

Cơ chế của tác dụng này là do piperin có khả năng ức chế quá trình liên hợp giữa acid glucuronic và curcumin nên làm giảm quá trình chuyển hóa và đào thải curcumin [84]. Những chế phẩm khác trong thành phần có chứa dịch chiết từ một số loài thuộc chi Piper L. được sử dụng để chữa bệnh như: Eupolin (chứa cao đặc lá Trầu không và cao đặc Cỏ lào có tác dụng chữa viêm lợi, viêm chân răng); 8 Sakantin có chứa dịch chiết từ quả của hai loài Piper nigrum L.