Nghiên cứu phân lập zerumbon từ gừng gió và chuyển hóa thành hợp chất sinh học

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nghiên cứu các phương pháp phân lập zerumbon có chất lượng cao từ thân rễ cây gừng gió zingiber, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất

• Tác giả: Lê Thị Thùy
• Trường học: Đại Học Quốc Gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Khoa Học Tự Nhiên
• Đề tài: Phân Lập Và Chuyển Hóa Zerumbon Từ Gừng Gió
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Khái quát về chi Gừng (Zingiber)
• 1.2. Đặc điểm thực vật của các cây chi Gừng
• 1.3. Sinh thái, sinh trưởng và phát triển
• 1.4. Khái quát về cây Gừng gió (Zingiber zerumbet)
• 1.5. Đặc điểm thực vật
• 1.6. Nguồn gốc và phân bố của cây Gừng gió (Zingiber zerumbet)
• 1.7. Thành phần hóa học của Gừng gió (Zingiber zerumbet)
• 1.8. Các tecpenoit và tinh dầu của Gừng gió
• 1.9. Công dụng và các hoạt chất sinh học của Gừng gió (Zingiber zerumbet Sm)
• 1.10. Gừng gió trong y học các dân tộc Phương Đông
• 1.11. Các hoạt chất sinh học của Gừng gió (Zingiber zerumbet)
• 1.12. Zerumbone và hoạt tính sinh học
• 1.12.1. Cơ chế oxi hóa khử
• 1.12.2. Cơ chế thúc đẩy quá trình tự chết (apoptosis mechanism)
• 1.13. Phân lập và chuyển hóa Zerumbone
• 1.13.1. Phân lập Zerumbone
• 2. ĐỀ TÀI, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM
• 2.1. Đề tài, mục tiêu, nội dung
• 2.2. Mục tiêu của đề tài
• 2.3. Nhiệm vụ của đề tài
• 2.4. Thiết bị nghiên cứu
• 2.5. Nghiên cứu các phương pháp phân lập zerumbone từ thân rễ cây gừng gió
• 2.5.1. Nguyên liệu và phương pháp xử lý
• 2.5.2. Điều chế cặn chiết không phân cực
• 2.5.3. Phân lập Zerumbone có chất lượng cao từ cặn chiết không phân cực bằng sắc ký cột
• 2.5.4. Phân lập Zerumbone chất lượng cao từ cặn chiết không phân cực bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng điều chế (SKLMĐC)
• 2.5.5. Điều chế zerumbone có chất lượng cao từ cặn chiết phần không phân cực bằng phương pháp kết tinh phân đoạn
• 2.5.6. Điều chế các dẫn xuất của Zerumbone
• 2.5.6.1. Điều chế amino zerumbone (ZerNH2)
• 2.5.6.2. Điều chế 3-isopropylaminozerumbone
• 2.5.7. Khảo sát hoạt tính chống ung thư của các dẫn xuất của Zerumbone
• 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Điều chế Zerumbone chất lượng cao (≥ 99%)
• 3.2. Nguyên liệu cho điều chế zerumbone
• 3.3. Điều chế phần không phân cực (dầu Zerumbone) và zerumbone tinh khiết
• 3.4. Tổng hợp một số dẫn xuất của zerumbone và khảo sát hoạt tính chống ung thư của chúng
• 3.4.1. Tổng hợp 3-amino và 10-amino Zerumbone
• 3.4.2. Tổng hợp 3-isopropylamino zerumbone
• 3.4.3. Khảo sát hoạt tính chống ung thư của 3-isopropylaminozerumbone
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về phân lập và chuyển hóa zerumbon từ gừng gió

Gừng gió (Zingiber zerumbet) là một loại cây có giá trị dược liệu cao, nổi bật với hợp chất zerumbon. Hợp chất này đã được nghiên cứu rộng rãi nhờ vào hoạt tính sinh học mạnh mẽ của nó, đặc biệt trong việc phòng ngừa và điều trị ung thư. Việc phân lập và chuyển hóa zerumbon từ gừng gió không chỉ giúp tối ưu hóa nguồn nguyên liệu mà còn mở ra nhiều cơ hội cho ngành dược phẩm. Bài viết này sẽ đi sâu vào các phương pháp phân lập và chuyển hóa zerumbon, cũng như ứng dụng thực tiễn của nó trong y học.

1.1. Gừng gió và zerumbon Đặc điểm và giá trị

Gừng gió là một loại cây thuộc họ Gừng, nổi bật với thành phần hóa học phong phú, trong đó zerumbon là hợp chất chính. Zerumbon có nhiều tác dụng sinh học, bao gồm khả năng chống viêm và chống ung thư. Nghiên cứu cho thấy zerumbon có thể ức chế sự phát triển của tế bào ung thư, đặc biệt là ung thư gan và ung thư vú.

1.2. Tầm quan trọng của việc phân lập zerumbon

Phân lập zerumbon từ gừng gió là một bước quan trọng trong việc phát triển các sản phẩm dược phẩm. Việc này không chỉ giúp tăng cường hiệu quả của các hợp chất sinh học mà còn đảm bảo chất lượng và độ tinh khiết của sản phẩm cuối cùng. Các phương pháp phân lập hiện đại như sắc ký cột và sắc ký lớp mỏng đã được áp dụng để đạt được zerumbon có chất lượng cao.

II. Thách thức trong phân lập và chuyển hóa zerumbon từ gừng gió

Mặc dù gừng gió là nguồn cung cấp zerumbon phong phú, nhưng việc phân lập và chuyển hóa hợp chất này gặp nhiều thách thức. Các yếu tố như điều kiện môi trường, phương pháp chiết xuất và tính chất hóa học của zerumbon đều ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình này. Bài viết sẽ phân tích các thách thức chính và đề xuất giải pháp để vượt qua chúng.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân lập

Điều kiện môi trường như độ ẩm, nhiệt độ và pH có thể ảnh hưởng đến hiệu suất chiết xuất zerumbon. Ngoài ra, phương pháp chiết xuất cũng đóng vai trò quan trọng trong việc xác định chất lượng và số lượng zerumbon thu được.

2.2. Tính chất hóa học của zerumbon và ảnh hưởng đến chuyển hóa

Zerumbon có cấu trúc hóa học phức tạp, điều này làm cho việc chuyển hóa thành các hợp chất khác gặp khó khăn. Các phản ứng hóa học cần được tối ưu hóa để đảm bảo hiệu suất cao và sản phẩm cuối cùng có hoạt tính sinh học tốt.

III. Phương pháp phân lập zerumbon từ gừng gió hiệu quả

Để phân lập zerumbon từ gừng gió, nhiều phương pháp đã được nghiên cứu và áp dụng. Các phương pháp này bao gồm sắc ký cột, sắc ký lớp mỏng và kết tinh phân đoạn. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng, và việc lựa chọn phương pháp phù hợp là rất quan trọng để đạt được zerumbon có chất lượng cao.

3.1. Sắc ký cột Phương pháp phân lập phổ biến

Sắc ký cột là một trong những phương pháp hiệu quả nhất để phân lập zerumbon. Phương pháp này cho phép tách biệt các hợp chất dựa trên tính chất hóa học của chúng, từ đó thu được zerumbon tinh khiết với hiệu suất cao.

3.2. Sắc ký lớp mỏng Giải pháp nhanh chóng và hiệu quả

Sắc ký lớp mỏng là một phương pháp đơn giản và nhanh chóng để kiểm tra sự hiện diện của zerumbon trong mẫu chiết xuất. Phương pháp này giúp xác định nhanh chóng các hợp chất có trong gừng gió và hỗ trợ trong việc tối ưu hóa quy trình phân lập.

3.3. Kết tinh phân đoạn Tối ưu hóa chất lượng sản phẩm

Kết tinh phân đoạn là một phương pháp hiệu quả để thu được zerumbon tinh khiết từ các mẫu chiết xuất. Phương pháp này giúp loại bỏ các tạp chất và tăng cường chất lượng của zerumbon, từ đó nâng cao giá trị dược liệu của gừng gió.

IV. Ứng dụng thực tiễn của zerumbon trong y học

Zerumbon đã được chứng minh có nhiều ứng dụng trong y học, đặc biệt trong việc điều trị ung thư và các bệnh lý liên quan đến viêm. Nghiên cứu cho thấy zerumbon có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư và giảm viêm hiệu quả. Bài viết sẽ trình bày chi tiết về các ứng dụng này và tiềm năng của zerumbon trong tương lai.

4.1. Zerumbon và khả năng chống ung thư

Zerumbon đã được nghiên cứu và chứng minh có khả năng ức chế sự phát triển của nhiều loại tế bào ung thư, bao gồm ung thư gan và ung thư vú. Các nghiên cứu lâm sàng đang được tiến hành để xác định hiệu quả và độ an toàn của zerumbon trong điều trị ung thư.

4.2. Tác dụng chống viêm của zerumbon

Zerumbon cũng cho thấy tác dụng chống viêm mạnh mẽ, giúp giảm triệu chứng viêm trong các bệnh lý như viêm khớp và viêm đường hô hấp. Nghiên cứu đang tiếp tục để khám phá cơ chế hoạt động của zerumbon trong việc giảm viêm.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu zerumbon từ gừng gió

Nghiên cứu về zerumbon từ gừng gió đang mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực dược phẩm. Việc phân lập và chuyển hóa zerumbon không chỉ giúp tối ưu hóa nguồn nguyên liệu mà còn tạo ra các hợp chất có hoạt tính sinh học cao. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giá trị cho ngành y dược.

5.1. Tương lai của nghiên cứu zerumbon

Nghiên cứu về zerumbon sẽ tiếp tục được mở rộng, với mục tiêu phát triển các sản phẩm dược phẩm mới từ gừng gió. Các nghiên cứu lâm sàng sẽ giúp xác định rõ hơn về hiệu quả và độ an toàn của zerumbon trong điều trị bệnh.

5.2. Khuyến nghị cho nghiên cứu và ứng dụng

Cần có thêm nhiều nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình phân lập và chuyển hóa zerumbon, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm. Đồng thời, việc hợp tác giữa các nhà khoa học và ngành công nghiệp dược phẩm sẽ giúp đưa zerumbon vào ứng dụng thực tiễn một cách hiệu quả.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Gừng gió (Zingiber zerumbet Sm) là một cây thuốc dân tộc phổ biến ở Việt Nam và nhiều nước Đông Nam Á như Indonesia, Thái Lan, Campuchia. Theo ước tính, năng suất củ tươi của Gừng gió var. zerumbet dao động từ 20-32 tấn/ha/năm, phân bố chủ yếu ở các vùng trung du, miền núi và đồng bằng. Thành phần hóa học chính của củ Gừng gió là Zerumbone, chiếm tới 72,3% trong tinh dầu củ, được biết đến với hoạt tính sinh học mạnh mẽ, đặc biệt là khả năng phòng ngừa và chống ung thư trên hơn 10 loại ung thư khác nhau như ung thư gan, ung thư vú, ung thư đại tràng.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là phát triển các phương pháp phân lập Zerumbone có chất lượng cao (≥ 99%) từ thân rễ Gừng gió, đồng thời chuyển hóa Zerumbone thành các hợp chất dẫn xuất có hoạt tính sinh học nhằm phục vụ cho ngành y dược. Nghiên cứu được thực hiện trên nguyên liệu thu hái tại vùng Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc trong khoảng thời gian cuối tháng 11, với phạm vi tập trung vào quy trình chiết xuất, phân lập và chuyển hóa Zerumbone. Ý nghĩa của nghiên cứu được thể hiện qua việc nâng cao hiệu suất thu nhận Zerumbone tinh khiết lên đến 0,35% tính theo nguyên liệu tươi, cao hơn nhiều so với các phương pháp trước đây, đồng thời mở ra hướng tổng hợp các dẫn xuất có hoạt tính chống ung thư mạnh hơn Zerumbone gốc.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu sau:

• Hóa học tự nhiên và sesquiterpenoids: Zerumbone là một sesquiterpen xeton vòng lớn với nhóm cacbonyl α, β không no, cấu trúc phân tử (2E,6E,10E)-2,6,9,9-tetramethylcycloundeca-2,6,10-trien-1-one, có hoạt tính sinh học nổi bật.
• Cơ chế sinh học phân tử của hoạt chất chống ung thư: Zerumbone ức chế hoạt động bất thường của yếu tố nhân NF-kB, thúc đẩy quá trình apoptosis (tự chết tế bào) của tế bào ung thư, đồng thời có cơ chế oxi hóa khử ảnh hưởng đến điện thế tế bào ung thư.
• Phân lập và chuyển hóa hợp chất thiên nhiên: Áp dụng các kỹ thuật sắc ký cột, sắc ký lớp mỏng điều chế, kết tinh phân đoạn để thu nhận Zerumbone tinh khiết; chuyển hóa hóa học để tạo ra các dẫn xuất amino Zerumbone có hoạt tính sinh học cao hơn.

Các khái niệm chính bao gồm: Zerumbone, sesquiterpenoids, apoptosis, NF-kB, sắc ký lớp mỏng điều chế (SKLMĐC), sắc ký cột, dẫn xuất amino Zerumbone.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Nguyên liệu thân rễ Gừng gió thu hái tại Tam Đảo, Vĩnh Phúc, được xử lý, sấy khô và nghiền thành bột. Các mẫu được giám định thực vật chính xác.
• Phương pháp phân tích: Sử dụng sắc ký cột silica gel, sắc ký lớp mỏng điều chế với hệ dung môi n-hexan/ethyl acetate, kết tinh phân đoạn để phân lập Zerumbone. Xác định cấu trúc bằng phổ hồng ngoại (IR), phổ khối (MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR, 13C-NMR, DEPT), phổ tử ngoại (UV).
• Phương pháp chuyển hóa: Amin hóa Zerumbone bằng ammoniac và isopropylamin trong acetonitril, theo dõi phản ứng bằng SKLM, tinh chế sản phẩm bằng sắc ký cột.
• Khảo sát hoạt tính sinh học: Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư trên các dòng tế bào Hep-G2 (ung thư gan), Lu (ung thư phổi), RD (ung thư cơ tim) bằng phương pháp đo quang ELISA, tính giá trị IC50.
• Timeline nghiên cứu: Thu thập nguyên liệu cuối tháng 11, xử lý và chiết xuất trong vòng 3 ngày, phân lập và tinh chế Zerumbone trong các giai đoạn tiếp theo, chuyển hóa và khảo sát hoạt tính trong vòng vài tuần đến tháng.

Cỡ mẫu nguyên liệu là 7 kg thân rễ tươi, thu được 1 kg bột khô (hiệu suất 14,28%). Các phương pháp phân tích được lựa chọn nhằm tối ưu hiệu suất và độ tinh khiết sản phẩm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu suất và độ tinh khiết Zerumbone: Từ 1 kg bột thân rễ Gừng gió khô, chiết xuất phần không phân cực thu được 40 g cặn (4% hiệu suất). Phân lập Zerumbone bằng sắc ký cột đạt hiệu suất 0,10%, bằng sắc ký lớp mỏng điều chế 0,08%, và bằng kết tinh phân đoạn 0,35% tính theo nguyên liệu tươi. Zerumbone thu được có độ tinh khiết ≥ 99%, nóng chảy 66-67°C, Rf = 0,75 (hệ dung môi n-hexan/EtOAc 8/2).

2. Xác định cấu trúc Zerumbone: Phổ MS cho phân tử khối 218,33 Da; phổ IR xác nhận nhóm cacbonyl α, β không no; phổ 1H-NMR và 13C-NMR cho thấy 15 nguyên tử cacbon, trong đó có nhóm >C=O ở 204,33 ppm và các cacbon olefin từ 124-160 ppm.

3. Tổng hợp dẫn xuất amino Zerumbone: Amin hóa Zerumbone với ammoniac và isopropylamin thu được các dẫn xuất 3-amino và 10-amino Zerumbone với hiệu suất tinh chế lần lượt 41% và 70%. Các dẫn xuất này có cấu trúc được xác định bằng phổ IR, MS, NMR.

4. Hoạt tính chống ung thư của dẫn xuất: Các dẫn xuất amino Zerumbone thể hiện hoạt tính gây độc tế bào ung thư túi mật mạnh hơn Zerumbone gốc, với IC50 ≤ 75 μM, trong khi Zerumbone không có tác dụng ở nồng độ này. Hoạt tính chống ung thư của Zerumbone đã được chứng minh trên 10 loại ung thư khác nhau, ví dụ IC50 ung thư gan là 3,5 μg/ml, ung thư tử cung 2,5 μg/ml.

Thảo luận kết quả

Hiệu suất thu nhận Zerumbone tinh khiết bằng phương pháp kết tinh phân đoạn (0,35%) cao hơn nhiều so với các nghiên cứu trước đây (khoảng 0,062%), cho thấy quy trình chiết xuất và tinh chế được tối ưu hóa hiệu quả. Việc sử dụng nguyên liệu bột khô giúp duy trì chất lượng nguyên liệu quanh năm, tránh biến chất do mọc mầm khi bảo quản lâu.

Cấu trúc phân tử Zerumbone được xác định rõ ràng qua các phổ quang phổ hiện đại, khẳng định tính chính xác của sản phẩm thu nhận. Các dẫn xuất amino Zerumbone có hoạt tính sinh học vượt trội so với Zerumbone gốc, mở ra hướng phát triển thuốc chống ung thư thiên nhiên mới.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, kết quả phù hợp với báo cáo của các nhà khoa học Nhật Bản và Mỹ về cơ chế chống ung thư của Zerumbone qua ức chế NF-kB và thúc đẩy apoptosis. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ hiệu suất thu nhận Zerumbone theo từng phương pháp và bảng so sánh IC50 của các hợp chất trên các dòng tế bào ung thư.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Ứng dụng quy trình kết tinh phân đoạn trong công nghiệp: Đẩy mạnh sản xuất Zerumbone tinh khiết ≥ 99% bằng phương pháp kết tinh phân đoạn ở nhiệt độ thấp, nhằm nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm, dự kiến triển khai trong vòng 1-2 năm, do các doanh nghiệp dược liệu thực hiện.

2. Phát triển các dẫn xuất amino Zerumbone: Tiếp tục tổng hợp và khảo sát hoạt tính sinh học của các dẫn xuất mới nhằm tìm ra hợp chất có hiệu quả chống ung thư cao hơn, giảm độc tính, trong vòng 3 năm, phối hợp giữa viện nghiên cứu và doanh nghiệp dược phẩm.

3. Nghiên cứu cơ chế tác dụng chi tiết: Thực hiện các nghiên cứu sâu về cơ chế phân tử của Zerumbone và dẫn xuất trên các dòng tế bào ung thư khác nhau, sử dụng kỹ thuật sinh học phân tử hiện đại, trong vòng 2 năm, do các trung tâm nghiên cứu chuyên ngành đảm nhiệm.

4. Bảo tồn và phát triển nguồn nguyên liệu Gừng gió: Xây dựng mô hình trồng và bảo quản Gừng gió đạt chuẩn để đảm bảo nguồn nguyên liệu ổn định, chất lượng cao, giảm thiểu biến chất trong bảo quản, triển khai ngay trong các vùng trồng truyền thống, do các cơ quan nông nghiệp phối hợp thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu dược liệu và hóa học thiên nhiên: Có thể ứng dụng quy trình phân lập và chuyển hóa Zerumbone để phát triển các hợp chất sinh học mới, phục vụ nghiên cứu thuốc chống ung thư.

2. Doanh nghiệp sản xuất dược phẩm và thực phẩm chức năng: Áp dụng quy trình công nghệ chiết xuất Zerumbone tinh khiết để sản xuất nguyên liệu đầu vào cho các sản phẩm hỗ trợ điều trị ung thư và tăng cường sức khỏe.

3. Chuyên gia y học cổ truyền và y học hiện đại: Nắm bắt thông tin về hoạt tính sinh học của Gừng gió và Zerumbone, từ đó phát triển các bài thuốc hoặc sản phẩm hỗ trợ điều trị dựa trên cơ sở khoa học.

4. Cơ quan quản lý và phát triển nông nghiệp: Tham khảo để xây dựng chính sách bảo tồn nguồn gen Gừng gió, phát triển vùng nguyên liệu bền vững, góp phần nâng cao giá trị kinh tế và y học của cây thuốc dân tộc.

Câu hỏi thường gặp

1. Zerumbone là gì và tại sao nó quan trọng?
   Zerumbone là một hợp chất sesquiterpen xeton có trong củ Gừng gió, chiếm tới 72,3% tinh dầu củ. Nó có hoạt tính sinh học mạnh, đặc biệt là khả năng chống ung thư trên nhiều loại tế bào ung thư, nhờ cơ chế ức chế NF-kB và thúc đẩy apoptosis.

2. Phương pháp nào hiệu quả nhất để phân lập Zerumbone tinh khiết?
   Phương pháp kết tinh phân đoạn ở nhiệt độ thấp được đánh giá là tối ưu với hiệu suất thu nhận 0,35% tính theo nguyên liệu tươi và độ tinh khiết ≥ 99%, cao hơn nhiều so với sắc ký cột hoặc sắc ký lớp mỏng điều chế.

3. Các dẫn xuất của Zerumbone có tác dụng gì?
   Các dẫn xuất amino Zerumbone như 3-amino và 10-amino thể hiện hoạt tính chống ung thư mạnh hơn Zerumbone gốc, đặc biệt trên các dòng tế bào ung thư túi mật với IC50 ≤ 75 μM, mở ra hướng phát triển thuốc mới.

4. Nguyên liệu Gừng gió có dễ dàng thu hoạch quanh năm không?
   Nguyên liệu tươi dễ bị mọc mầm và biến chất khi bảo quản lâu, do đó nghiên cứu sử dụng bột củ Gừng gió khô làm nguyên liệu giúp duy trì chất lượng và sản xuất quanh năm hiệu quả hơn.

5. Cơ chế chống ung thư của Zerumbone hoạt động như thế nào?
   Zerumbone ức chế hoạt động bất thường của yếu tố nhân NF-kB, thúc đẩy quá trình apoptosis của tế bào ung thư, đồng thời thay đổi điện thế oxi hóa khử trong tế bào, giúp ngăn chặn sự phát triển và tái phát ung thư.

Kết luận

• Đã phát triển thành công quy trình phân lập Zerumbone tinh khiết ≥ 99% từ thân rễ Gừng gió với hiệu suất 0,35% tính theo nguyên liệu tươi, vượt trội so với các phương pháp trước đây.
• Xác định cấu trúc phân tử Zerumbone bằng các phương pháp phổ hiện đại, đảm bảo tính chính xác và độ tinh khiết sản phẩm.
• Tổng hợp và tinh chế các dẫn xuất amino Zerumbone có hoạt tính chống ung thư mạnh hơn Zerumbone gốc, mở rộng tiềm năng ứng dụng trong y dược.
• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc phát triển thuốc chống ung thư thiên nhiên từ Gừng gió, đồng thời đề xuất các giải pháp bảo tồn và phát triển nguồn nguyên liệu bền vững.
• Khuyến nghị triển khai quy trình công nghệ trong sản xuất công nghiệp và tiếp tục nghiên cứu cơ chế tác dụng cũng như mở rộng khảo sát hoạt tính sinh học các dẫn xuất mới.

Các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp nên phối hợp để ứng dụng quy trình phân lập và chuyển hóa Zerumbone, đồng thời phát triển các sản phẩm dược liệu chống ung thư có nguồn gốc thiên nhiên, góp phần nâng cao sức khỏe cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

LỜI MỞ ĐẦU Gừng gió (Zingiber zerumbet Sm) là cây thuốc dân tộc nổi tiếng từ lâu đời không chỉ ở nƣớc ta mà còn ở rất nhiều nƣớc Đông Nam Á nhƣ Indonexia, Thái Lan, Miến Điện… Gừng gió là cây mọc hoang dại phổ biến ở nƣớc ta từ Bắc tới Nam, đặc biệt là ở các tỉnh miền núi nƣớc ta. Hợp chất có hoạt tính sinh học chính của gừng gió là Zerumbone- nó là chất có hoạt tính phòng ngừa và chống ung thƣ mạnh trên 10 loại ung thƣ khác nhau, đặc biệt là ung thƣ gan và ung thƣ vú. Vì vậy, gần 20 năm trở lại đây, Zerumbone nhận đƣợc sự quan tâm của rất nhiều nhà khoa học trên thế giới, đặc biệt là các nhà khoa học Nhật Bản và Mỹ. Ngoài ra những nghiên cứu gần đây của các nhà khoa học đã chứng minh rằng dẫn xuất của zerumbone cũng có hoạt tính phòng ngừa và chống ung thƣ mạnh.

Chính vì vậy mà chúng tôi đặc biệt quan tâm tới việc điều chế zerumbone có chất lƣợng cao từ cây gừng gió để chuyển hóa zerumbone thành các chất khác nhau nhằm tạo ra đƣợc những hợp chất có hoạt tính sinh học phục vụ cho ngành y dƣợc. Đấy cũng chính là lí do mà chúng tôi chọn đề tài:“ Nghiên cứu các phương pháp phân lập zerumbone có chất lượng cao từ thân rễ cây gừng gió( Zingiber zerumbet Sm) và chuyển hóa zerumbone thành các hợp chất có hoạt tính sinh học.” 3 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1. Khái quát về chi Gừng (Zingiber) Họ Gừng (Zingiberaceae) có nhiều chi và nhiều loài khác nhau. Hầu hết các loại cây thuộc họ Gừng phân bố chủ yếu ở các nƣớc Đông Nam Á, Trung Quốc, Ấn Độ và Nhật Bản… Theo các tác giả Võ Văn Chi và Dƣơng Đức Tiến đã tổng kết, họ Gừng có 45 chi gồm hơn 1300 loài, phân bố ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới.

Riêng ở Việt Nam, họ Gừng có 8 chi gồm 25 loài khác nhau phân bố rải rác từ Bắc tới Nam [4,5]. Chi Gừng (Zingiber) gồm khoảng 100 loài, phân bố chủ yếu ở các khu vực nhiệt đới Châu Á và Châu Úc. Trung tâm phong phú nhất của chi Gừng là ở các nƣớc Đông Nam Á. Đặc điểm thực vật của các cây chi Gừng: - Các cây thuộc chi Gừng là loại thân thảo, sống nhiều năm, cao khoảng từ 0,5-3,5 m.

Thân rễ mập, phân nhánh nhiều, tạo thành củ nằm ngang trên mặt đất. Thịt củ nạc, thơm và có vị cay. - Lá mọc so le theo hai phía đối xứng trên thân; phiến lá hình mác, thuôn đến bầu dục dài hoặc hình đƣờng chỉ; cuống lá rất ngắn hoặc hầu nhƣ không có; bẹ lá nguyên hoặc xẻ hai thuỳ; có mùi thơm nhẹ. - Cụm hoa bông, thƣờng mọc từ thân rễ, đôi khi ở ngọn “thân giả”.

Các hoa mọc sít nhau và mỗi hoa đƣợc bao bởi một lá bắc sắp xếp nhƣ dạng vẩy cá từ dƣới lên trên; lúc đầu thƣờng có màu xanh, sau chuyển dần sang màu vàng, đỏ nhạt, vàng sáng hoặc đỏ. Cánh hoa hình ống mảnh, màu trắng, vàng hoặc hồng; bao phấn thƣờng có dạng hình ống bao lấy vòi nhụy, bầu ba ô nhẵn hoặc có lông dày. Quả nang 3 ô, hạt nhiều, hình trứng hay hình xoan, màu nâu đỏ, màu đen, trắng hay vàng [7]. Sinh thái, sinh trƣởng và phát triển.

Các loài trong chi Gừng (Zingiber) thƣờng thích nghi với điều kiện ẩm, đƣợc che bóng và nhiệt độ không quá cao (khoảng 27-300C về ban ngày và 17-180C về 4 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] ban đêm). Chúng sinh trƣởng dƣới tán rừng thứ sinh, rừng cây bụi, rừng tre, rừng tếch, ở khe núi, thung lũng hoặc ven bìa rừng… Chúng ƣa đất tốt, màu mỡ và sinh trƣởng tốt ở những khu vực có độ cao dƣới 1500m so với mặt nƣớc biển. Một số loài có thể mọc trên đất có lẫn sỏi đá, trên bãi đất trống hoặc trong rừng tới độ cao 3000m so với mặt nƣớc biển. Thân, rễ các loại cây thuộc chi Gừng phát triển rất nhanh.

Từ một chồi giống ban đầu, chúng có thể phân nhánh, đâm chồi, tăng sinh khối và phát triển thành một bụi lớn chỉ trong một vài năm. Ở nƣớc ta, chi Gừng cũng khá phong phú. Chúng sinh trƣởng chủ yếu trong vùng núi ở hầu hết các tỉnh từ Bắc vào Nam. Theo Phạm Hoàng Hộ [7], chi Gừng ở Việt Nam có 11 loài nhƣ sau: Bảng 1.

Các loài Gừng có ở Việt Nam TT Tên khoa học Tên Việt Nam Phân bố 1 Zingiber officinale Roscoe Gừng Phân bố rộng Tây Nguyên, 2 Zingiber acuminatum Valeton Gừng nhọn Trung Bộ Bà Rịa- Vũng 3 Zingiber conchichinensis Gagn Gừng Nam Bộ Tàu 4 Zingiber eberhardtii Gagn Gừng Eberhardt Lâm Đồng 5 Zingiber gramineum Bl Gừng lúa, Ngải trặc Biên Hòa 6 Zingiber monophyllum Gagn Gừng một lá Ninh Bình 7 Zingiber pellitum Gagn Gừng bọc da Bà Rịa 8 Zingiber purpureum Roscoe Gừng tía Phân bố rộng 9 Zingiber rubens Roxb Gừng đỏ Lâm Đồng 10 Zingiber rufopilosum Gagn Gừng lông hung Hà Nội 11 Zingiber zerumbet (L. Gừng gió Phân bố rộng 5 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Trong 11 loài Gừng thƣờng thấy ở nƣớc ta, có 3 loài đƣợc nhân dân ta dùng nhiều:  Gừng (Zingiber purpureum Roscoe): còn gọi là Khƣơng, Sinh khƣơng (Gừng tƣơi), Can khƣơng (Gừng khô), đƣợc trồng khắp cả ba miền Bắc, Trung, Nam để làm mứt, gia vị, thuốc chữa bệnh đƣờng ruột. Củ màu vàng, thơm, cay. Phát hoa ở đất, hình bầu dục trên một cọng dài 5-10cm.

Lá hoa xanh sau ngả sang đỏ. Hoa vàng, cánh môi to 2cm, có sọc đỏ. Noãn sào không long.  Gừng tía (Zingiber montanum (Koanig) Dietrich): còn đƣợc dân gian gọi là Gừng dại, Gừng đỏ… Ở nƣớc ta Gừng tía mọc tự nhiên tại Cúc Phƣơng (Ninh Bình), Ba Vì (Hà Nội) và các tỉnh phía Nam.

Gừng tía đƣợc dùng làm gia vị thay thế Gừng trong công nghiệp chế biến thực phẩm và dùng làm thuốc chữa bệnh. Cây cao đến 2m. Củ màu vàng cam, vị nóng, đắng, thơm. Phát hoa ở gốc, xoan hay bầu dục.

 Gừng gió (Zingiber zerumbet. Sm ): xem mục 1. Công dụng của các loài cây thuộc chi Gừng Hầu hết các loài cây thuộc chi Gừng (Zingiber) đều có chứa tinh dầu, đƣợc coi là nguồn nguyên liệu có giá trị để làm gia vị và làm thuốc. Thân rễ đƣợc làm gia vị trong chế biến thực phẩm, là nguyên liệu chế biến rƣợu bia, mứt Gừng… Trong dân gian, Gừng là vị thuốc giúp kích thích tiêu hóa, dùng trong những trƣờng hợp kém ăn, ăn uống không tiêu, chữa đau dạ dày, cảm mạo, phong hàn, làm thuốc ra mồ hôi, chữa ho mất tiếng, mụn nhọt, đau đầu, đau nhức xƣơng… Gừng còn đƣợc dân gian dùng để chữa ho cho gia súc nhƣ trâu, bò, voi, ngựa bị đau mắt đỏ, ăn không nuốt đƣợc… 1.

Khái quát về cây Gừng gió (Zingiber zerumbet. Sm) Cây Gừng gió có tên khoa học là Zingiber zerumbet (L) J. Sm (hay Zingiber zerumbet. Sm) thuộc chi Gừng (Zingiber), họ Gừng (Zingiberaceae).

6 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Ngoài ra, cây còn có một số tên đồng nghĩa sau: Amoum zerumbet L (1753); Zingiber amaricans Blume (1872); Z. Ở mỗi nƣớc, cây Gừng gió đƣợc gọi với nhiều tên riêng nhƣ: Riềng dại, Ngải mặt trời, Ngải xanh (Việt Nam), Khuhet phtu, Prateal vongatit (Campuchia), Gingembre fou (Pháp) và Phong Khƣơng (Trung Quốc) [4, 5, 7, 8, 9]. Đặc điểm thực vật Gừng gió (Zingiber zerumbet.Sm) đƣợc xếp vào loại cây trồng quý hiếm cần đƣợc bảo tồn theo qui định số 80/2005/QĐ-BNN ký ngày 05/12/2005 của Bộ NN & PTNT. Nó thuộc danh mục 1, danh mục các nguồn gien trao đổi quốc tế trong trƣờng hợp đặc biệt.

Gừng gió thuộc dạng cây thảo, cao khoảng 1,2-1,7 m. Thân rễ (hay còn gọi là củ) phân nhánh, vỏ ngoài màu vàng nhạt, thịt củ màu vàng sáng, có mùi thơm nhẹ. Ống bẹ lá sắp xếp sít nhau tạo thành thân giả, gần nhƣ không cuống; phiến lá hình mác thuôn, kích thƣớc 25-40 x 4-8 cm, thon ở gốc, chóp lá hình nhọn, mặt trên xanh lục đậm, mặt dƣới xanh nhạt và có lông rải rác. Cụm hoa bông, hình trụ hay trứng, kích thƣớc 6-14 x 4-5 cm, chóp tù, mọc từ thân rễ, trên cán dài 10-30 cm, thẳng, có nhiều vẩy xếp lợp lên nhau bao quanh.

Cụm hoa có nhiều lá bắc xếp lớp lên nhau, lá bắc gần giống hình trứng, kích thƣớc 3-4 x 2,5 cm. Khi còn non có màu xanh, già chuyển sang màu đỏ. Hoa mọc ở mỗi kẽ lá bắc; đài hình ống, dài 2,5 cm, ngắn hơn lá bắc, màu trắng, tràng hoa hình ống, dài từ 5-5,5 cm với các thùy hình mác dài, màu vàng chanh; có 3 thùy, thùy phía lƣng lớn hơn, kích thƣớc 2,5 x 2 cm; các thùy bên nhỏ, kích thƣớc 1,6 x 0,7 cm; môi dài 5 cm, mép có răng tròn, màu trắng hoặc vàng, bao phấn màu vàng nhạt; bầu 3 ô. Quả nang hình trụ hay bầu dục, dài 1,5 cm, khi chín có màu đỏ; hạt ít, màu đen, áo hạt có màu trắng [9].

Tại Đông Nam Á dựa vào đặc điểm cụm hoa, năm 1996 Thailade đã mô tả và sắp xếp những dạng khác nhau của loài Gừng gió (Z. zerumbet) vào các thứ 7 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. amaricans (Blume) Thailade; Var. aromaticum (Valeton) Thailade; var.

Do sự đa dạng về hình thái nên những nghiên cứu về thành phần hóa học trong tinh dầu Gừng gió phân bố ở các vùng, các nƣớc khác nhau thay đổi trong giới hạn khá rộng. Và năng suất thu hái “củ” ở các thứ Gừng gió cũng khác nhau, năng suất “củ” tƣơi của var. zerumbet trong khoảng từ 20-32 tấn/ha/năm, còn của các thứ khác thấp hơn [9]. Cây Gừng gió (Zingiber zerumbet.

Nguồn gốc và phân bố của cây Gừng gió (Zingiber zerumbet. Sm) Nhiều tác giả cho rằng Gừng gió có nguồn gốc từ Ấn Độ, đƣợc ngƣời dân ở đây trồng và phổ biến rộng rãi sang nhiều nƣớc Châu Á nhƣ: Việt Nam, Trung Quốc, Ấn Độ, Malaixia, Lào, Campuchia, Thái Lan. Gừng gió là loài cây có nguồn gen đa dạng, sinh trƣởng nhanh, khả năng chống chịu khỏe nên có thể tự nhiên hóa mạnh [8, 9]. Ở Việt Nam, cây mọc rải rác ở các tỉnh trung du, vùng núi thấp và đôi khi có ở đồng bằng.

Cây ƣa chịu ẩm, chịu bóng và thƣờng mọc ở ven rừng, dƣới tán cây, 8 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Ở vùng trung du và đồng bằng, cây mọc lẫn trong các lùm bụi dƣới chân đồi hoặc các làng bản [4]. Thành phần hóa học của Gừng gió (Zingiber zerumbet.