Luận án tiến sĩ nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và thành phần hóa học tinh dầu của chi gừng zingiber boehm và chi ngải tiên hedychium koen thuộc họ gừng zingiberaceae lindl ở bắc trung bộ

Nghiên cứu sinh học và hóa học tinh dầu chi gừng và chi ngải tiên ở Bắc Trung Bộ, khám phá tiềm năng ứng dụng trong y học và công nghiệp.

• Tác giả: Trịnh Thị Hương
• Người hướng dẫn: TS. Đỗ Ngọc Đài
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Thực vật học
• Đề tài: Nghiên cứu sinh học và hóa học tinh dầu chi gừng và chi ngải tiên ở Bắc Trung Bộ
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Nghiên cứu về họ Gừng (Zingiberaceae Lindl. Trên thế giới
• 1.2. Nghiên cứu về thành phần loài của chi Gừng (Zingiber Boehm.) và chi Ngải tiên (Hedychium Koen.
• 1.3. Chi Gừng (Zingiber Boehm.
• 1.4. Chi Ngải tiên (Hedychium Koen.
• 1.5. Giá trị sử dụng trong chi Gừng (Zingiber Boehm.) và chi Ngải tiên (Hedychium Koen.
• 1.6. Tìm hiểu về tinh dầu
• 1.6.1. Khái niệm chung về cây tinh dầu
• 1.6.2. Khái niệm và tính chất của tinh dầu
• 1.6.3. Thành phần hóa học của tinh dầu
• 1.7. Nghiên cứu về tinh dầu chi Gừng (Zingiber Boehm.) và chi Ngải tiên (Hedychium Koen.
• 1.7.1. Nghiên cứu về tinh dầu chi Gừng (Zingiber Boehm.
• 1.7.2. Nghiên cứu về tinh dầu chi Ngải tiên (Hedychium Koen.
• 1.8. Đặc điểm tự nhiên, kinh tế và xã hội ở Bắc Trung Bộ
• 1.8.1. Vị trí địa lý
• 1.8.2. Địa hình, địa mạo
• 1.8.3. Đặc điểm khí hậu, sông ngòi
• 1.8.4. Đặc điểm tự nhiên, kinh tế-xã hội
• 1.8.5. Đặc điểm Hệ Thực vật
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
• 2.3. Nội dung nghiên cứu
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4.1. Phương pháp nghiên cứu sinh học
• 2.4.2. Phương pháp nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu
• 2.4.3. Phương pháp thử hoạt tính sinh học
• 2.4.4. Phương pháp xử lí số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Một số đặc điểm sinh học của các loài trong chi Gừng (Zingiber Boehm.) và chi Ngải tiên (Hedychium Koen.) ở Bắc Trung Bộ
• 3.2. Đặc điểm hình thái của chi Gừng (Zingiber Boehm.) và chi Ngải tiên (Hedychium Koen.
• 3.3. Đặc điểm sinh thái, phân bố của chi Gừng (Zingiber Boehm.) và chi Ngải tiên (Hedychium Koen.
• 3.4. Đa dạng chi Gừng (Zingiber Boehm.) và chi Ngải tiên (Hedychium Koen.) ở Bắc Trung Bộ
• 3.5. Các loài trong chi Gừng (Zingiber Boehm.) và chi Ngải tiên (Hedychium Koen.) ở Bắc Trung Bộ được ghi nhận thêm vùng phân bố
• 3.6. Giá trị sử dụng của các loài trong chi Gừng (Zingiber Boehm.) và chi Ngải tiên (Hedychium Koen.) ở Bắc Trung Bộ
• 3.7. Đặc điểm của một số loài trong chi Gừng (Zingiber Boehm.) và chi Ngải tiên (Hedychium Koen.) ở Bắc Trung Bộ
• 3.8. Thành phần hóa học tinh dầu của một số loài trong chi Gừng (Zingiber Boehm.) và chi Ngải tiên (Hedychium Koen.) ở Bắc Trung Bộ
• 3.8.1. Chi Gừng (Zingiber Boehm.
• 3.8.2. Chi Ngải tiên (Hedychium Koen.
• 3.9. Hoạt tính sinh học của một số loài trong chi Gừng (Zingiber Boehm.) và chi Ngải tiên (Hedychium Koen.) ở Bắc Trung Bộ
• 3.9.1. Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định
• 3.9.2. Hoạt tính kháng ấu trùng muỗi
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu sinh học và hóa học tinh dầu chi gừng

Nghiên cứu về tinh dầu chi gừng và chi ngải tiên ở Bắc Trung Bộ đang thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học. Khu vực này không chỉ nổi bật với sự đa dạng sinh học mà còn là nơi có nhiều loài thực vật quý hiếm. Việc tìm hiểu về hóa học tinh dầu từ các loài này không chỉ giúp nâng cao giá trị kinh tế mà còn góp phần bảo tồn nguồn gen thực vật quý báu.

1.1. Đặc điểm sinh học của chi gừng và chi ngải tiên

Chi gừng (Zingiber Boehm.) và chi ngải tiên (Hedychium Koen.) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae) có nhiều đặc điểm sinh học độc đáo. Chúng thường phát triển ở những nơi có độ ẩm cao và đất mùn, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của tinh dầu.

1.2. Vai trò của tinh dầu trong y học cổ truyền

Tinh dầu từ chi gừng và chi ngải tiên được sử dụng rộng rãi trong y học cổ truyền. Chúng có tác dụng kháng viêm, giảm đau và hỗ trợ tiêu hóa, mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe con người.

II. Thách thức trong nghiên cứu tinh dầu chi gừng và chi ngải tiên

Mặc dù có nhiều tiềm năng, nhưng việc nghiên cứu tinh dầu chi gừng và chi ngải tiên vẫn gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như thiếu thông tin về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các loài trong khu vực Bắc Trung Bộ cần được giải quyết.

2.1. Thiếu dữ liệu về thành phần hóa học

Nhiều loài trong chi gừng và chi ngải tiên chưa được nghiên cứu đầy đủ về thành phần hóa học của tinh dầu. Điều này gây khó khăn trong việc xác định giá trị dược liệu của chúng.

2.2. Khó khăn trong việc bảo tồn và phát triển

Sự phát triển của các loài thực vật này đang bị đe dọa bởi các hoạt động khai thác và biến đổi khí hậu. Việc bảo tồn và phát triển bền vững là rất cần thiết để duy trì nguồn gen quý giá.

III. Phương pháp nghiên cứu tinh dầu chi gừng và chi ngải tiên

Để nghiên cứu tinh dầu chi gừng và chi ngải tiên, các phương pháp hiện đại như sắc ký khí và phân tích khối phổ được áp dụng. Những phương pháp này giúp xác định chính xác thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các mẫu tinh dầu.

3.1. Phương pháp sắc ký khí

Sắc ký khí (GC) là một trong những phương pháp chính được sử dụng để phân tích thành phần hóa học của tinh dầu. Phương pháp này cho phép tách biệt và xác định các hợp chất có trong tinh dầu một cách chính xác.

3.2. Phương pháp thử hoạt tính sinh học

Các mẫu tinh dầu được thử nghiệm hoạt tính sinh học để đánh giá khả năng kháng vi sinh vật và ấu trùng muỗi. Kết quả từ các thử nghiệm này sẽ cung cấp thông tin quan trọng về ứng dụng thực tiễn của tinh dầu.

IV. Ứng dụng thực tiễn của tinh dầu chi gừng và chi ngải tiên

Tinh dầu từ chi gừng và chi ngải tiên không chỉ có giá trị trong y học mà còn được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm và mỹ phẩm. Chúng mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe và làm đẹp, đồng thời tạo ra giá trị kinh tế cao.

4.1. Ứng dụng trong ngành thực phẩm

Tinh dầu chi gừng được sử dụng như một gia vị tự nhiên, giúp tăng hương vị và giá trị dinh dưỡng cho các món ăn. Chúng cũng có khả năng kháng khuẩn, giúp bảo quản thực phẩm tốt hơn.

4.2. Ứng dụng trong ngành mỹ phẩm

Nhiều sản phẩm mỹ phẩm hiện nay đã bắt đầu sử dụng tinh dầu chi ngải tiên nhờ vào khả năng làm đẹp và chăm sóc da. Tinh dầu này giúp cải thiện tình trạng da và mang lại cảm giác thư giãn.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu tinh dầu chi gừng và chi ngải tiên

Nghiên cứu về tinh dầu chi gừng và chi ngải tiên ở Bắc Trung Bộ có tiềm năng lớn trong việc phát triển các sản phẩm dược liệu và thực phẩm. Tương lai của nghiên cứu này cần được đầu tư và phát triển hơn nữa để khai thác tối đa giá trị của các loài thực vật này.

5.1. Định hướng nghiên cứu trong tương lai

Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các loài trong chi gừng và chi ngải tiên. Điều này sẽ giúp phát triển các sản phẩm mới có giá trị cao.

5.2. Tăng cường bảo tồn và phát triển bền vững

Việc bảo tồn các loài thực vật này là rất quan trọng. Cần có các chính sách và biện pháp bảo vệ môi trường để duy trì sự đa dạng sinh học và phát triển bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Nghiên cứu về họ Gừng (Zingiberaceae Lindl. Trên thế giới Van Rheede (1692) là người đầu tiên đã mô tả về Gừng (Zingiber officinale) bằng tên địa phương inschi trong tác phẩm Hortus Indicatorus Malabaricus [4], nhưng đến năm 1753, họ Gừng (Zingiberaceae Lindl.) mới chính thức được phân loại bởi C. Linnaeus, ông đã mô tả và xếp 10 loài vào 4 chi của họ này [7].

Năm 1835, Lindley đã lấy tên chi Zingiber làm chi chuẩn để đặt tên cho họ Gừng là Zingiberaceae [8]. Từ đó đến nay, đã có nhiều công trình nghiên cứu về họ Gừng (Zingiberaceae Lindl.) trên thế giới, điển hình như công trình của P. Larsen và cs. Kress và cs.

Lamb và cs. Mới đây nhất, họ Gừng được công bố trên The Plant list gồm 52 chi với 1587 tên loài được chấp nhận [2]. Thành phần loài của họ Gừng ở các quốc gia trên thế giới cũng đã được các nhà khoa học nghiên cứu. Sirirugsa cho biết họ Gừng ở Bán đảo Đông Dương có 14 chi với 120 loài, Nepal có 11 chi với 35 loài và Malesia có 25 chi với 650 loài [9].

Wu và cs. Chong và cs. Ở Phillippines họ này đã được báo cáo gồm có 14 chi, 107 loài [12]; Lào có 15 chi, 104 loài [13]; Thái Lan có 26 chi và 300 loài [14]; Ấn Độ có 20 chi và khoảng 200 loài [15]; Mianma có 161 loài [16] và ở Malaixia có 18 chi và 160 loài [17]. Như vậy, Thái Lan, Trung Quốc và Ấn Độ là những quốc gia có sự đa dạng loài thuộc họ (Zingiberaceae) cao nhất, lần lượt là 300, 216 và 200 loài.

Năm 1908, Gagnepain ghi nhận ở Việt Nam có 13 chi và 63 loài trong “Zingiberaceae, Tổng hợp Thực vật Đông Dương” (Zingibéracées, Flore générale de l’Indo-Chine) [19]. Trong “Cây cỏ miền Nam Việt Nam”, Phạm Hoàng Hộ (1972) đã mô tả 19 chi với 45 loài [20]. Lê Khả Kế và cs. Đến năm 1993, Phạm Hoàng Hộ đã mô tả 22 chi, 116 loài và thứ trong “Cây cỏ Việt Nam” [22]; sau đó, trong bản tái bản của công trình này có bổ sung và chỉnh sửa vào năm 4 2000, tác giả cho biết họ Gừng ở Việt Nam có 22 chi, 118 loài và thứ [23].

Năm 2005, Nguyễn Quốc Bình ghi nhận họ Gừng có 18 chi với 131 loài [24]. Đến năm 2017, Nguyễn Quốc Bình đã mô tả 19 chi, 143 loài và thứ trong “Họ Gừng - Zingiberaceae Lindl., Thực vật chí Việt Nam” [3]. Bên cạnh các công trình nghiên cứu về phân loại, ở Việt Nam còn có các nghiên cứu về giá trị làm thuốc của các loài trong họ này. Năm 1991, Võ Văn Chi đã mô tả 12 loài thuộc 8 chi có ở An Giang được dùng làm thuốc chữa bệnh [25]; đến năm 1997, Võ Văn Chi đã mô tả trong “Từ điển cây thuốc Việt Nam” 35 loài thuộc 10 chi có giá trị làm thuốc, trong đó các chi Riềng (Alpinia), Sa nhân (Amomum), Nghệ (Curcuma) là chủ yếu (22 loài) [26].

Trong “Cây thuốc Việt Nam, trồng, hái, chế biến, trị bệnh ban đầu”, tác giả Lê Trần Đức (1997) đã mô tả chi tiết cách trồng, hái và chế biến của 12 loài thuộc 5 chi của họ Gừng [27]. Trong bản xuất bản lần thứ XII năm 2004 của công trình “Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam”, Đỗ Tất Lợi đã mô tả 29 loài thuộc 9 chi, chủ yếu là Sa nhân (Amomum) - 10 loài và Riềng (Alpinia) - 7 loài được sử dụng làm thuốc [28]. Cũng năm 2004, Đỗ Huy Bích và cs. đã mô tả và giới thiệu 16 loài, 7 chi có giá trị làm thuốc [29].

Gần đây nhất là công trình của Võ Văn Chi (2012) trong “Từ điển cây thuốc Việt Nam” đã giới thiệu 43 loài và thứ, thuộc 9 chi được sử dụng làm thuốc ở Việt Nam [30]. Các công trình tuy ít có ý nghĩa về phân loại học, nhưng nó đã cung cấp những thông tin quan trọng về giá trị sử dụng của những loài thuộc họ Gừng ở Việt Nam. Ở Bắc Trung Bộ, tính đa dạng về hệ thực vật, trong đó có các taxon họ Gừng đã nhận được nhiều sự quan tâm. Năm 2003, Nguyễn Nghĩa Thìn và Mai Văn Phô công bố 18 loài thuộc 6 chi có ở VQG Bạch Mã [31].

Ở VQG Pù Mát, Nguyễn Nghĩa Thìn và Nguyễn Thanh Nhàn (2004) ghi nhận 32 loài thuộc 7 chi [32]. Năm 2010, Đỗ Ngọc Đài và Lê Thị Hương ghi nhận 23 loài có ở Khu BTTN Xuân Liên [33]. Năm 2013, Đậu Bá Thìn và cs. cho biết có 11 loài thuộc 6 chi có ở Khu BTTN Pù Luông [34].

Võ Minh Sơn và cs. Ở VQG Vũ Quang được Lê Thị Hương và cs. Đậu Bá Thìn và cs. Năm 2018, Nguyễn Danh Hùng và cs.

đã xác định được 59 loài thuộc 12 chi có Khu BTTN Pù Hoạt [38]. 5 Từ đó cho thấy rằng, tính đa dạng của họ Gừng (Zingiberaceae) ở Việt Nam nói chung và ở Bắc Trung Bộ nói riêng gần đây đã và đang nhận được sự quan tâm lớn từ các nhà khoa học. Các báo cáo cho thấy, họ Gừng ở các VQG, Khu BTTN ở Bắc Trung Bộ có tính đa dạng khá cao. Ví dụ ở VQG Bến En, diện tích rừng chỉ chiếm 0,08% so với diện tích rừng của cả nước (11738.07 ha [39] so với 14,6 triệu ha), nhưng số loài họ Gừng tại đây chiếm tới 22,38% so với cả nước (32 loài [39] so với 143 loài); hay ở Khu BTTN Pù Hoạt, số loài họ Gừng chiếm 41,26% (59 loài [40] so với 143 loài) trong khi diện tích rừng chỉ chiếm 0,622% (90741 ha [40] so với 14,6 triệu ha) so với cả nước.

Nghiên cứu về thành phần loài của chi Gừng (Zingiber Boehm.) và chi Ngải tiên (Hedychium Koen. Chi Gừng (Zingiber Boehm. Trên thế giới Chi Gừng (Zingiber Boehm. Kể từ đó đến nay, trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu sự đa dạng về thành phần loài của chi này; điển hình là công trình nghiên cứu về Hệ Thực vật Đông Dương của M.

Gagnepain, các công trình nghiên cứu về chi Gừng của I. Sabu, … Tính đến năm 2020, đã có khoảng 213 loài thuộc chi Gừng được miêu tả [44] và đã xác định được tính đa dạng về sự phân bố tại các vùng có khí hậu nhiệt đới ở Châu Á, châu Úc và Nam Thái Bình Dương, trong đó khu vực Đông Nam Á được ghi nhận có sự đa dạng thành phần loài là cao nhất [45]. Khu vực Đông Nam Á đặc trưng bởi khí hậu nhiệt đới gió mùa quanh năm với lượng sông ngòi dày đặc, phù hợp với các đại diện chi Gừng thường mọc nơi đất mùn nóng ẩm, ưa bóng [3]. Thành phần loài trong chi Zingiber tại nhiều quốc gia trên thế giới cũng đã được báo cáo.

Tại Thái Lan, P. Trboun và cs. (2014) đã mô tả thêm 10 loài mới [48], nâng tổng số loài thuộc chi Zingiber ở Thái Lan lên khoảng 77 loài. Số loài thuộc chi này được ghi nhận tại Lào là 25 loài [49].

Ardiyani và cs. Ở Ấn Độ có khoảng 35 loài [51]–[57]. Docot và cs. công bố 2 loài mới là Zingiber aguingayae và Zingiber subroseum, đồng thời cho biết tại Philippin hiện có 13 loài thuộc chi Zingiber, trong đó 9 loài đặc hữu và 4 loài được 6 đưa về trồng [58].

Và mới đây, R. Li và cs. (2020) đã công bố loài mới Zingiber natmataungense [60], nâng số loài ở Mianma lên 34 loài. Wang và cs.

Và gần đây nhất, H. Ding và cs. Từ đó cho thấy, Thái Lan (77 loài), Trung Quốc (54 loài) và Inđônêxia (45 loài và 6 thứ) là những quốc gia có sự đa dạng về loài Zingiber cao. Năm 1993, Phạm Hoàng Hộ đã mô tả 11 loài thuộc chi Gừng ở Việt Nam [63].

Bình và cs. đã bổ sung thêm 9 loài mới cho chi Zingiber ở Việt Nam [64]. Năm 2016 đã có thêm 1 loài mới cho khoa học là Zingiber skornickovae [65] và 1 loài bổ sung là Zingiber ottensii [66]. Năm 2017, Lý Ngọc Sâm và cs.

cho biết Việt Nam hiện có 32 loài, đồng thời công bố 1 loài bổ sung cho Hệ Thực vật Việt Nam là Zingiber nudicarpum [67]. Nguyễn Viết Hùng và cs. Như vậy, chi Gừng (Zingiber) ở Việt Nam có tính đa dạng khá cao, tính đến thời điểm hiện tại, số lượng loài trong chi Gừng ở Việt Nam tương đương với Ấn Độ, chỉ kém Thái Lan (77 loài), Trung Quốc (54 loài) và Inđônêxia (45 loài và 6 thứ). Ở Bắc Trung Bộ chưa có công trình nào mang tính hệ thống mà chỉ có các thống kê riêng lẻ về chi này, như: Đậu Bá Thìn và cs.

(2013) xác nhận có 2 loài ở Khu BTTN Pù Luông [34], Võ Minh Sơn (2015) ghi nhận 8 loài có ở Khu BTTN Pù Huống [35], Đậu Bá Thìn và cs. (2017) cho biết có 7 loài đã được ghi nhận tại VQG Bến En [37], Nguyễn Danh Hùng và cs. Điều này cho thấy, ở Việt Nam việc nghiên cứu tính đa dạng trong chi Gừng (Zingiber) đã và đang được quan tâm trong những năm gần đây. Tuy nhiên, ở Bắc Trung Bộ, các nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở việc báo cáo số lượng đơn lẻ ở các VQG, Khu BTTN, chưa có công trình nào nghiên cứu một cách toàn diện ở cả khu 7 vực.

Vì vậy, nghiên cứu về sinh học, sinh thái của chi Gừng (Zingiber) là vấn đề cần thiết, phù hợp với xu thế nghiên cứu thảm thực thực vật nhằm đánh giá một cách toàn diện về đa dạng thành phần loài thuộc chi Gừng (Zingiber) tại Bắc Trung Bộ. Chi Ngải tiên (Hedychium Koen. Trên thế giới Chi Ngải tiên (Hedychium Koen.), còn có tên gọi khác là hoa Gừng lily hay Bướm lily, bao gồm những loài có hoa đẹp và thơm nhất trong họ Gừng (Zingiberaceae Lindl. Chi Hedychium đầu tiên được Rumphius đặt tên là Gandasulinum, sau đó, Koenig đã đặt tên chính thức cho chúng là chi Hedychium vào năm 1783 [70].

Các đại diện của chi này thường phân bố ở các khu vực nhiệt đới, cận nhiệt đới, ôn đới của Châu Á và Madagascar [71], nhưng sự đa dạng loài tập trung cao nhất ở Himalaya [69]. Newman và cs. Ở Trung Quốc, chi này có khoảng 34 loài [73]–[76]. Wongsuwan ghi nhận có 21 loài và 6 thứ ở Thái Lan [77].

Thomas và cs. Kể từ đó đến nay đã có thêm 3 loài bổ sung và 2 loài mới được mô tả [79]–[82], nâng số loài chi Hedychium tại Ấn Độ lên 50. Tanaka và cs. đã công bố 4 loài bổ sung, 2 loài mới và cho biết tại Mianma có 22 loài thuộc chi Hedychium [83]; đến năm 2018, H.

Ding và cs. đã mô tả 1 loài mới Hedychium putaoense [71], tổng số loài thuộc chi Hedychium ở Mianma là 23 loài.