CHƯƠNG 1: ĐẶT VẮN ĐÈ 1.1 Lý do chọn đề tài Zingiber officinale Roscoe, thường được gọi là gừng, thuộc họ Zingeberaceae [1, 2]. Loại cây này được sử dụng rộng rãi như một loại gia vị trong văn hóa ẩm thực Đông và Đông Nam Á và cũng được đánh giá cao vì đặc tính chữa bệnh của nó, mang lại nhiều lợi ích sức khỏe khác nhau [3], Theo truyền thống, gừng được sử dụng để làm giảm các biến chứng về đường tiêu hóa, buồn nôn, cảm lạnh thông thường, sỏi thận, bệnh tim và sốt [4, 5]. Hon nữa, một số nghiên cứu chỉ ra rằng chiết xuất gừng có đặc tính kháng khuẩn, chống viêm và chống ung thư, khiến nó trở thành nguồn hợp chất hoạt tính sinh học tiềm năng để điều trị các bệnh truyền nhiễm và liên quan đến ung thư [6-8]. Ở cấp độ phân tử, gừng chứa nhiều hợp chất có tác dụng sinh học, dễ bay hơi và không bay hơi.
Monoterpenes (như pinene, camphene, eucalyptol, curcumene, v.) được đặc trưng bởi các đơn vị isoprene hoặc isoprene liên kết với cyclopropane, cyclohexane, cyclobutane và đã được chứng minh là có tác dụng chống viêm tụy, bảo vệ thần kinh, giải lo âu và bảo vệ dạ dày khi được sử dụng làm tinh dầu hoặc hương vị [9, 10]. Các hợp chat phenolic thuộc về các hợp chất không bay hơi được tìm thấy trong chiết xuất gừng. Chúng được đặc trưng bởi sự hiện diện của các nhóm hydroxyl và nổi tiếng với hoạt động chống oxy hóa. Trong số các hợp chất này, shogaols là một trong những hợp chất có hoạt tính sinh học chính của gừng.
Chúng được tạo ra thông qua quá trình chuyển đổi gingerol ở nhiệt độ và thời gian thích hợp trong quá trình chiết xuất, điều này đã được chứng minh là có tác dụng ngăn chặn sự phát triển của tế bào ung thư và có đặc tính chống viêm. Hơn nữa, shogaol đã cho thấy tác dụng tiềm tàng chống lại COVID-19 [11-13]. p-sitosterol thuộc nhóm phytosterol và được tìm thấy trong nhiều loại thực vật. Nó đã được chứng minh trong nhiều nghiên cứu là có đặc tính chống ung thư, chống viêm, cũng như có tác dụng bảo vệ chống lại NAFLD và các bệnh về đường hô hấp.
Ngoài ra, nó còn cho thấy các đặc tính bảo vệ gan, trong số những đặc tính khác [14]. Gần đây, gừng và các dẫn xuất của nó đã cho thấy tiềm năng to lớn và được sử dụng làm thực phẩm chức năng nhờ khả năng giảm nguy cơ mắc nhiều bệnh, như đã được chứng minh ở cấp độ phân tử in vitro và in vivo. Ngày càng có nhiều bằng chứng ủng hộ lợi ích sức khỏe của gừng. Tuy nhiên, việc sử dụng gừng trong ngành dược phẩm và thực phẩm còn ở mức độ vừa phải và chưa tương xứng với tiềm năng, chủ yếu do thiếu thông tin về chất lượng nguyên liệu đầu vào, đặc biệt đối với gừng được trồng ở các vùng khác nhau của Việt Nam.
20 Ngoài ra, gừng là một trong những cây trồng chiến lược được trồng nhiều thế kỷ ỏ Việt Nam và đóng góp 5 triệu đô la Mỹ cho nền kinh tế Việt Nam vào năm 2018 [15]. Theo Văn và cộng sự. Đe thiết lập cơ sở dữ liệu toàn diện về ứng dụng và lựa chọn gừng trong ngành dược phẩm và thực phẩm, chúng tôi đã tiến hành một nghiên cứu. Nghiên cứu này bao gồm việc điều tra các hợp chất dễ bay hơi của gừng từ một số địa điểm ở miền Nam, Việt Nam và kiểm tra hoạt tính chống vi khuẩn của tinh dầu cũng như khả năng trị bỏng trên mô hình chuột của tinh dầu gừng.2 Mục tiêu của đề tài 1.1 Mục tiêu tổng quát Xác định được thành phần hóa, hàm lượng của các chất trong tinh dầu từ củ gừng của một số tỉnh miền Nam.
Thử khả năng kháng khuẩn, chống oxi hóa và khả năng trị bỏng của tinh dầu gừng.2 Mục tiêu cụ thễ - Thu được mẫu gừng (củ) ở một số tỉnh miền Nam - Chiết xuất tinh dầu từ các mẫu thu thập được bằng phương pháp cất lôi cuốn hơi nước - Khảo sát thành phần của tinh dầu bằng phương pháp GC-MS - Khảo sát hoạt tính chống oxi hóa và kháng một số loại vi khuẩn của các mẫu tinh dầu - Thử khả năng trị bỏng trên chuột 1.3 Đối tượng nghiên cứu Gừng (Zingiber officinale Roscoe) ở một số tỉnh miền Nam gồm An Giang, Bạc Liêu, Cà Mau, Cần Thơ, Đồng Tháp, Hậu Giang, Kiên Giang, Long An, Sóc Trăng, Tiền Giang, Trà Vinh, Ben Tre, Vĩnh Long.4 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu là củ gừng thu thập ở các tỉnh phía Nam như An Giang, Bạc Liêu, Cà Mau, Cần Thơ, Đồng Tháp, Hậu Giang, Kiên Giang, Long An, Sóc Tráng, Tiền Giang, Trà Vinh, Ben Tre, Vĩnh Long. 21 Quá trình nghiên cứu và hoàn thành đề tài được tiến hành tại phòng thí nghiệm Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm (F4-F7), Khoa Công nghệ Hóa học (F2). TÔNG QUAN TÀI LIỆU 1.5 Khái quát về cây gùng (Zingiber officinale RoscoeJ 1.6 Phân loại Cây gừng (Zingiber offcinale Roscoe.) thuộc: Họ (familia) : Zingiberaceae Chi (genus) : Zingiber Loài (species) : Zingiber officinale Roscoe. Tên thông thường: gừng, khương, Ingvver (Đức), Imbir (Ba Lan), halia (Mã Lai), le gingembre (Pháp), gember (Hà Lan),.7 Nguồn gốc Gừng có tên khoa học Vã Zingiber officinale.
Tên được đưa ra bởi nhà thực vật học người Anh, William Roscoe (1753 - 1831) trong ấn phẩm Transactions of the Linnean Society of London 8 năm 1807 [18]. Gừng đã được biết đến ở Ân Độ cổ đại, được coi là có nguồn gốc từ Áo. Sau đó rễ cây được đưa sang trồng ở Đông Phi vào thế kỉ 13, và phát triển rộng ra ở các nước khác vào thế kỉ 19 nhờ ứng dụng trong thực phẩm và dược liệu. Gừng tuy trồng phổ biến ỏ hầu hết các nước nhiệt đới nhưng chỉ được xuất khẩu ở một số nước nhất định như Ân Độ, Trung Quốc, Việt Nam [19].
Ở Việt Nam, gừng được trồng ở khắp mọi nơi, từ Bắc vào Nam. Ở các địa phương có một mùa khô kéo dài và khắc nghiệt thì phải trồng gừng trên loại đất ẩm. Gừng được trồng phổ biến từ độ cao 700- 800m trở xuống [17] 1.8 Đặc tính thực vật Gừng là loài cây thảo, sống lâu năm, cao 0,6 - Im. Thân rễ tích chứa nhiều chất dinh dưỡng phồng to lên thành củ.
Củ chỉ phát triển ở trên lớp đất mặt. Lá không có cuống, mọc so le, có bẹ ôm sát thân cây, màu xanh đậm, mặt nhẵn bóng, hình lưỡi mác, dài 15-20cm, rộng 2cm, gân lá có màu nhạt hơn phiến lá, vò ra có hương thơm. Lá xanh thường dựng thẳng nên độ che phủ mặt đất không cao. ít khi gặp gừng ra hoa.
Trục hoa mọc từ gốc dài 15-20cm, hoa tự mọc xít nhau thành bông, hoa đơn có 3 cánh, dài 4- 5cm, rộng 2-3cm, màu vàng xanh, mép cánh hoa và nhị hoa màu tím [17] 22 Hình 2-1 Hình ảnh cây gừng.9 Công dụng của gừng Trong thực phẩm gừng được xem là một loại gia vị đặc trưng khi chế biến các món ăn nhờ vào vị cay và mùi thom và hương vị đậm đà của nó. Gừng được dùng làm kẹo, mứt, trà và nước uống có gas. Trong Đông y, cây gừng cho các vị thuốc sau: + Sinh khương: Gừng tươi, vị cay, tính hơi ôn, có tác dụng tán ôn giải biểu, được dung trong cảm mạo phong hàn, ngoài ra còn dungf để giải độc thức ăn, ấm dạ dày, cầm mửa, tiêu nước, dịu ho. + Tiên khương: Gừng khô sao.
Nó có tác dụng giảm đau bụng, cầm máu + Khương bì: Vỏ gừng tươi, vị cay mát, có tác dụng lọi tiểu + Ổi khương: Gừng sống vùi nhẹ lửa cho chín (hoặc nướng chín), có tác dụng ấm bụng, trừ hàn. + Can khương: Thân rễ gừng phoi sấy khô. Can khương là thuốc ôn trung khử hàn dung khi nội hàn hoặc bênh trúng hàn, ấm trung tiêu, táo thấp, tiêu hóa. + Bào khương: Can khương thái phiến, đem sao cho phồng rộp rồi phun nước cho nguội.
Trị trầm hàn cố lạnh trong tạng phu, làm ấm nguyên dương can, tỳ, thận, sinh huyết, chỉ huyết, giảm đau. + Thán khương: Còn gọi là hắc khương hoặc gừng cháy. Đây là can khương thái phiến dày, sao cho cháy đen bên ngoài nhung bên trong còn màu hồng sẫm (gọi là đốt tồn 23 tính). Có tác dụng cầm máu trong các bài thuốc trị băng huyết, thổ huyết, tiêu ra máu, tiểu ra máu, lỵ ra máu [19,20].
Theo Tây y: Các hợp chất trong gừng có tính chất ngăn ngừa ung thư và chống viêm [6, 7].10 Tình hình nghiên cứu quốc tế Gừng (Zingiber officinale Rose.) rất phổ biến ở Việt Nam và nhiều nước trên thế giói, phần củ của gừng được sử dụng rộng rãi làm gia vị, thuốc dân gian để điều trị nhiều loại bệnh khác nhau như đau bụng ỏ trẻ so sinh, ho, cảm, nấc cụt, hen suyễn, chống buồn nôn. Trong Y học cổ truyền Trung Quốc, gừng tươi được cho là có tính khí ấm áp nhẹ, trong khi những loại khô và rang được coi là ấm và nóng [21] Trong khảo sát về hàm lượng tinh dầu gừng (phần củ) năng suất của tinh dầu của gừng (Zingiber officinale Rose.), các nhà khoa học cho thấy hàm lượng tinh dầu thay đổi từ 1,0 đến 3%, tùy thuộc vào nguồn gốc của gừng [22]. Ngoài sản lượng tinh dầu, các thành phần hóa học của tinh dầu gừng cũng bị ảnh hưởng bởi nguồn gốc, gừng ở dạng tươi hay gừng khô và phương pháp chiết xuất của nó. Do tầm quan trọng của sản lượng và thành phần hóa học của tinh dầu, những yếu tố ảnh hưởng đã được khảo sát và liệt kê trong bảng dưới đây.
24 Table 1 The chemical composition of Zingiber officinale essential oil from different geographical region Yield Rhizomes Components Location Ref 1.6%) Fresh Zingiberene 4- zingiberol (38.7%), Bangalore Market [16] p-sesquiphellandrene+p-bisabolene (11%), p-phellandrene (4.2% Dried Zingiberene (32%), p-sesquiphellandrene (15.6%), p-bisabolene market Iran 117] (93%), ar-curcumene (15. unpeeled rhizomes cultivars Camphene (8.96%) • Zj ng i berene( 105-16.8%), India [21] P-Sesqui phellandrene (55-7.1%), p-btsabolene, geranyl acetate (67%), Alergia [23] p-Sesquiphellandrene (5. Theo kết quả của các nghiên cúu trên, gùng khô có hàm luọng tinh dầu cao hon gừng tuơi và hàm luọng chất p- zingiberene cũng cao hon. Hon nữa, phu ong pháp làm khô đấ mang lại hiệu quả cao về sản luợng tinh dầu và thành phần hóa học của tinh dầu phần củ gừng, làm khô phần củ ở nhiệt độ thấp hon 70°C sẽ làm tăng hiệu suất của tinh dầu gừng mà không có bất kỳ ảnh huỏng nào đến 25 chuyển hóa từ 6-gingerol đến 6-shogaol, trong khi nhiệt độ cao hon 70oC thúc đẩy chuyển đổi 6-gingerol thành 6-shogaol [25].