ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN


NGUYỄN THỊ MAI PHƢƠNG NGHIÊN CỨU CÁC HỢP CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TRONG
CÂY NGẢI TIÊN HEDYCHIUM CORONARIUM KOENIG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Văn Ngọc Hƣớng

Chân thành cảm ơn sự tài trợ của đề tài CNHD – ĐT – 018/10 – 11
Thuộc chương trình trọng điểm quốc gia phát triển công nghiệp hóa dược

Hà Nội, 2011

MỤC LỤC

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 2
1.1. Khái quát về chi Hedychium 2
1.1.1 Đặc điểm thực vật học 2
1.1.2. Thành phần hóa học của chi Hedychium 4
1.1.3. Hoạt chất sinh học trong thân rễ các loài của chi Hedychium 7
1.1.4. Ứng dụng của các loài thuộc chi Hedychium 9
1.2. Tổng quan về cây ngải tiên 10
1.2.1. Xuất xứ 10
1.2.2. Một số đặc điểm thực vật 11
1.2.3. Thành phần hóa học của cây ngải tiên ( Hedychium coronarium Koenig) 13
1. 2.3.1.Tecpenoid và tinh dầu ngải tiên 13

2.3. THỰC NGHIỆM 39
2.3.1. Mẫu thực vật và phương pháp xử lí: 39
2.3.2. Điều chế tinh dầu thân rễ ngải tiên. 40
2.3.3. Phân tích và nhận biết các thành phần của tinh dầu thân rễ ngải tiên 41
2.3.4. Chiết các hợp chất có hoạt tính sinh học trong củ ngải tiên 41
2.3.5. Thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định (Antimicrobial activity) 42
2.3.6. Khảo sát các cặn chiết bằng sắc ký lớp mỏng (SKLM) 42
2.3.7. Phân lập và xác định cấu trúc phân tử của các chất trong các cặn chiết 43
2.3.8. Các hằng số vật lí và các số liệu phổ của các chất thu được……………… 45
2.3.9. Khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất phân lập được: 46
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 47
3.1. Đối tượng và đề tài nghiên cứu 48
3.2. Nghiên cứu tinh dầu của thân rễ cây ngải tiên 48
3.2.1. Điều chế tinh dầu 48
3.2.2. Phân tích và nhận biết các thành phần của tinh dầu thân rễ ngải tiên 49
3.3. Nghiên cứu các hợp chất có hoạt tính sinh học trong củ cây Ngải tiên
(Hedychium coronarium Koenig). 51
3.3.1. Chiết chọn lọc các chất có hoạt tính sinh học trong củ ngải tiên… 51
3.3.2. Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của tinh dầu và cặn chiết của
củ ngải tiên 52
3.3.3. Phân lập các hợp chất trong cặn chiết H và E của thân rễ ngải tiên. 53
3.3.3.1. Khảo sát các cặn chiết H và E bằng SKLM. 53
3.3.3.2. Phân lập các chất tinh khiết trong các cặn chiết E và H 55 3.3.4. Xác định cấu trúc phân tử của các chất phân lập được 56
3.3.4.1. Xác định cấu tạo phân tử của hợp chất P7 56
3.3.4.2. Xác định cấu trúc phân tử của hợp chất P5 58
3.3.4.3. Xác định cấu trúc phân tử H6 61
3.3.5. Khảo sát hoạt tính chống ung thư của các chất phân lập được từ thân rễ

2

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Khái quát về chi Hedychium
1.1.1 Đặc điểm thực vật học
Hedychium (chi ngải) là một chi thuộc họ gừng (Zingiberaceae) gồm những cây
lâu năm phổ biến với chiều cao khi phát triển khoảng 120 – 180 cm. Chi này thường
được gọi với cái tên là chi của những cây hoa loa kèn gừng và chi của các loại cây thân
thảo, thân rễ mập và phân nhánh. Chi này có nguồn gốc từ những vùng đất nhiệt đới ở
Châu Á và dãy Himalaya. Các loài của chi này thường có hoa rất đẹp, rực rỡ và hấp
dẫn bởi mùi hương. Tại Nam Á, chi Hedychium đã có hơn 80 loài. Các nghiên cứu gần
đây báo cáo có 41 loài ở Ấn Độ, trong đó có 17 loài đặc hữu của Ấn Độ [29].
Ba loài mới của chi Hedychium từ Thái Lan mới được nhận dạng và phân lập
năm 1995 là H. samuiense, H. tomentosum và H. biflorum.[30]
Theo cuốn ―Cây cỏ Việt Nam‖ của Phạm Hoàng Hộ thì ở Việt Nam chi
Hedychium có 12 loài, phân bố ở hầu hết các tỉnh từ Bắc chí Nam [4]
1) Hedychium coronarium Koen. Thường gọi là ngải tiên.
Địa thực vật: Dạng giống gừng, lá thơm, phiến to, không lông, mép cao 2-3 cm.
Phát hoa ở chót thân, có nhiều lá hoa xanh, hoa trắng rất thơm. Đài là ống dài; vành có
3 tai hẹp, dài ; tiểu nhụy lép dạng cánh hoa to; 1 tiểu nhụy thụ; môi to, 2 thùy. Nang
cao 2,5 cm; mảnh vàng; hột đỏ. Phân bố ở Lào Cai, Đà Lạt, Hà Giang.
2) Hedychium coronarium var. flavescens (Lodd.) Hook. Gọi là ngải tiên vàng vàng.
Cành ngắn, có sợi; thân cao đến 2m, đáy đo đỏ. Lá có phiến thon dài, mặt trên
láng, mặt dưới có lông; mép cao 3-4 cm. Phát hoa hơi thông; đài có ống có lông; vành
có ống dài đến 10 cm; phiến vàng lợt; môi có bớt vàng sẫm. Hoa thơm ngọt, màu vàng.
3) Hedychium coronarium var. flavum K.Schum. Gọi là ngải tiên vàng.
3

Thân cỏ cao, cành ngắn; thân đo đỏ ở dưới. Lá có phiến thon, chót có đuôi dài

̣
p nho
̣
n , to 40x12 cm; mép
cao 1 – 1,5 cm, ria nâu. Phát hoa dài 12 cm; lá hoa to 4-5 x 2- 3 cm, hoa thanh, thơm
dịu; ống vành da
̀
i đến 10 cm. Cánh hoa trắng hay ngà. Phân bố ở Ba
̉
o Lô
̣
c.
10) Hedychium stenopetalum Lodd. Ngải tiên Cánh hoa hẹp
Địa thực vật: cao hơn 1 m, lá có phiến to , đến 60x10 cm, mặt trên không
lông,mă
̣
t dưới có lông dài, nằm; mép mỏng, cao 1-2 cm, phát hoa chót thân, to, dài đến
35 cm co
́
la
́
hoa to , gắn thẳng góc vào trục ; hoa trắng hoa thơm ngào ngạt ; cánh hoa
hẹp; bao phấn da
̀
i 7 mm, môi bầu dục, có 2 thùy, noãn sào có lông phu
́
n . Thường mọc
ở Quảng Trị vào tháng 6.
11) Hedychium villosum Wall. Ngải tiên lông
Địa thực vật cao 1,5 m. Lá có phiến tro

kém tan trong nước. Vì nhiệt độ sôi thấp nên dễ bay hơi, có mùi, và thành phần chủ
yếu là Hemiterpen (C
5
), monoterpen (C
10
), sesquiterpen (C
15
), điterpen(C
20
)… và các
dẫn xuất oxi của chúng.
Thành phần của tinh dầu không những phụ thuộc vào loài, vào bộ phận mà còn
phụ thuộc vào phương pháp điều chế nữa. Quả vậy, khi nghiên cứu tinh dầu của một số
loài thuộc chi Ngải H. ellipticum, H. aurantiacum, H.coronarium, và H. spicatum,
Sushil Joshi và các cộng sự đã chỉ ra các kết quả như sau: [12]
Tinh dầu của H.coronarium chứa trans-meta- metha-2,8-diene (25,2%), linalool
(21,7%), - tecpineol (10,9%), Terpin-4-ol (4,1%), - pinen (4,0%),- terpinene
(3,6%), và camphene (3,1%), tổng đóng góp 83,1% được xác định trong tinh dầu thân
rễ.
H. ellipticum chứa hơn 30 hợp chất, trong đó có 28 thành phần đóng góp chiếm
97,8% tổng hàm lượng tinh dầu, hợp chất chính là 1,8 -cineole (33,0%), sabinene
(22,2%), Terpin-4-ol (14,3%), -terpinene (5,3%), và -caryophyllene (5,6%).
Trong tinh dầu thân rễ của H. aurantiacum, Terpin-4-ol (24,8%) đã được xác định là
thành phần quan trọng duy nhất, cùng với para-cymene (8,2%), bornyl acetate (7,6%),
borneol (3,3%), -pinen ( 3,1%), - pinen (2,8%), -tecpineol (2,4%), germacrene D
(2,1%), và sabinene (2.0%).
Trong tinh dầu thân rễ của H. Spicatum được lấy mẫu ở Jageshwar thì hợp chất
chính là 1,8 –cineole(42,8%); 10 – epi -  - Eudesmol (12,4%);  - Selinene(6,8%); -
pinen (4%);  - cadinol (2,9%) trong tổng đóng góp là 87,5% được xác định trong
thành phần thân rễ. .

thành phần chính – thành phần có hàm lượng cao nhất trong tinh dầu củ của các loài
thuộc chi này là 1,8 – cineol, sau đó là α, β – pinen.
1.1.3. Hoạt chất sinh học trong thân rễ các loài của chi Hedychium
Vì thân rễ các loài hedychium đều có tinh dầu, nên nghiên cứu hoạt chất sinh
học của các chất trong thân rễ trước hết là nghiên cứu hoạt tính sinh học của tinh dầu.
Sabulal và các cộng sự có những bước tiên phong trong vấn đề này. Các hoạt động
kháng khuẩn của tất cả các loại dầu thân rễ của bốn loài Hedychium từ miền Nam Ấn
Độ: Hedychium venustum, Hedychium spicatum var. acuminatum, Hedychium
coronarium, Hedychium flavescens đã được thử nghiệm theo phương pháp khuếch tán
đĩa chống lại ba vi khuẩn Gram(+) và Gram(-) và hai loại nấm. Kết quả cho thấy tinh
dầu từ H. flavescens, đặc biệt là có hoạt tính kháng khuẩn mạnh thể hiện ở đường kính
dòng kháng khuẩn đối với vi khuẩn Salmonella typhi là 23 mm, Escherichia coli (18
8

mm), Proteus vulgaris (15 mm) và nấm Candida albicans (13 mm) và C. glabrata (14
mm).
Các nghiên cứu của Ditxit và Varma đã khẳng định một số tinh dầu của một số
loài trong chi Hedychium có tác dụng an thần và đặc biệt có tác dụng tiêu diệt các loài
giun sán kí sinh nguy hiểm như sán dây, sán lá, giun đốt [13].
Tuy vậy tinh dầu chỉ là một phần nhỏ của thành phần thân rễ các loài
Hedychium, vì tinh dầu là phần có nhiệt độ sôi thấp, ít phân cực, hàm lượng trong thân
rễ không lớn từ 0,1 – 0,3% theo nguyên liệu mẫu tươi. Vì vậy, người ta chú ý nghiên
cứu các thành phần khác đặc biệt là các  - lacton α, β không no khung labdan diterpen,
đó là những hợp chất sinh học nổi tiếng. Theo hướng này, Sharma và cộng sự đã phân
lập cặn etanol của thân rễ khô của H. spicatum , mang lại hedychenone, một diterpene
furanoid, dẫn xuất dihydro của nó và diterpene khác được xác định là 6-oxo-labda-
7,11,14-triene-16-oic axit lacton (Sharma et al, năm 1975, 1976; Sharma và Tandon,
1983) Cặn chiết ethanolic của thân rễ có thể kháng viêm, giảm đau và hạ đường
huyết (Dhar et al, 1973; Dhawan et al, 1977).
Bảy loại labdane diterpenes, coronarin E, coronarin A, yunnancoronarin A,

viêm phế quản, thanh lọc máu, bệnh dạ dày, và chống-emetics, bệnh mắt ở
Nagaland[12].
Hedychium spicatum được sử dụng như là một thuốc diệt khuẩn và thuốc diệt
nấm và trong điều trị đau, bệnh dạ dày và viêm trong y học truyền thống Ấn Độ [29].
Hedychium coronarium được sử dụng để điều trị sưng, viêm amidan, viêm họng và
khối u [29]. Thân rễ Hedychium spicatum được sử dụng làm nước hoa trong khu vực
châu Á nhiệt đới. Chi Hedychium được trồng rộng rãi cho các mục đích trang trí, đặc
biệt là hoa của chúng có mùi thơm ngọt ngào [21].
10

1.2. Tổng quan về cây ngải tiên
Cây ngải tiên còn gọi là cây Bạch Yến, Ngãi diệp tiên, gừng lily trắng, tên khoa
học là Hedychium coronarium Koenig, thuộc họ Gừng( Zingiberaceae).
Ở một số nước khác nhau, ngải tiên được gọi với những tên khác nhau. Tên
tiếng anh là Common ginger lily, white butterfly lily, ginger lily, garland flower. Ở
Malaysia là Gandasuli, suli; ở Indonesia là Gondasuli, ở Philippines là Kamia, Thái
Lan là Mahaahong [11]t
số nước.

Ảnh 1.1: Thân, lá và hoa ngải tiên (
1.2.1. Xuất xứ:
Hedychium coronarium Koenig (gừng lily trắng) có nguồn gốc là từ vùng
Himalayas của Nepal và Ấn Độ sau đó phát tán tới khu vực Nam châu Phi và Nam
Mỹ. Loài còn phân bố ở Nam Trung Quốc, Malaixia, Úc và Việt Nam. Cây mọc ở
11

những vùng có khí hậu mát lạnh. Ở Việt Nam Ngải tiên phân bố tự nhiên ở một số
vùng núi có độ cao 1400 - 1800m tại một số tỉnh Lào Cai, Lai Châu, Hà Giang và ngày
nay được trồng rộng rãi khắp nơi mục đích làm cảnh, lấy tinh dầu thân rễ làm thuốc và
nước hoa [5].


13

1.2.3. Thành phần hóa học của cây ngải tiên (Hedychium coronarium
Koenig)
Cho đến nay người ta mới tìm thấy bốn loại hợp chất chính trong cây ngải tiên,
đó là các tecpenoid, steroid, các hợp chất C
6
– C
3
và các hợp chất C
6
– C
3
– C
6
.
1. 2.3.1.Tecpenoid và tinh dầu ngải tiên:
Các hidrocacbon của tecpen, mono và sesquitecpen chủ yếu nằm trong phần tinh
dầu cùng các dẫn xuất của hemi và monotecpen. Còn các dẫn xuất của oxi của
sesquitecpen, các đitecpen và tritecpen thường nằm trong phần cặn chiết.
Tinh dầu của cây ngải tiên chủ yếu nằm trong hoa và thân rễ. Tinh dầu hoa có
mùi thơm đặc biệt, êm dịu, quý phái nên có giá trị cao và được quan tâm trước tiên.
Bằng phương pháp phân tích không gian đầu (headspace) thành phần mùi của hoa do
Matsumoto và cộng sự thực hiện trên máy GC / MS và GC cho thấy có đến 175 hợp
chất được xác định, trong đó có linalool, methyl benzonate ;cis-jasmone,eugenol, (E)
isoeugenol, lacton Jasmin, methyl epi-jasmonate, indole, nitriles và oximes đã đóng
góp lớn cho hương thơm của hoa [13].
Khi phân tích tinh dầu của hoa ngải tiên bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước
người ta thấy tổng cộng 29 thành phần được xác định và các thành phần chính bao

và bảng 1.3[14].
15

Bảng 1.2: Thành phần hóa học của tinh dầu thân rễ khô của cây ngải tiên
Hedychium coronarium Koenig
HỢP CHẤT
RT
%
Hợp chất
RT
%
-Phellandrene
8.591
0.25
-Phellandrene
epoxide
17.859
0.70
-Pinene
8.823
6.73
Isomenthol
19.396
0.33
Camphene
9.338
0.55
Isobornyl acetate
20.342
0.9

0.42
1,8-Cineole
12.359
37.44
17-AcetyloxyKauran-
18-al
32.898
0.47
-Pinene epoxide
14.592
0.32
Iso cyclo citral
36.616
0.3
Linalool
14.664
0.47
9-cis-retinal
39.204
2.21
Caranol
15.349
0.23
Unknown
54.875
0.20
-Campholenal
15.481
0.70
(1-Propyl heptadecyl)

-Terpineol
17.544
6.70
16

Bảng 1.3: Thành phần hóa học của tinh dầu thân rễ tƣơi của cây
Hedychium coronarium

Hợp chất
RT
%
Hợp chất
RT
%
-Pinene
8.814
4.06
ß-Phellandrene-8-ol
20.243
0.23
Camphene
9.330
0.30
Perilla alcohol

0.30
2-
Acetylcyclopentanone
21.169
0.31
Linalool
14.659
0.79
Unknown
21.375
0.91
Fenchyl alcohol
15.083
0.22
-Terpinyl acetate
22.091
0.57
2-Cyclohexen-1-
ol
15.344
0.26
Caren-2-ol
22.832
0.33
-Campholenal
15.474
0.20
Citronellal
22.939
0.21

0.77
Terpinen-4-ol
17.127
3.55
Aromadendrene
epoxide
29.143
0.37
17

p-Cymene-8-ol
17.346
0.26
Unknown
31.781
0.20
-Terpineol
17.563
8.80
Iso cyclo citral
32.894
0.65
Myrtenol
17.709
1.52
Oleic acid
35.951
0.38
6-Methyl-5-
hepten-2-one

[(E)-2-(furan-3-yl)ethenyl]-4a,8,
8-trimethyl-3-methylidene-
2,4,5,6,7,8a-hexahydro-1H-
naphthalen-2-ol

5. Coronarin B C
20
H
30
O
4

3H-1,2-Dioxepin-5-carboxaldehyde,7-
(decahydro-5,5,8a-trimethyl-2-
methylene-1-naphthalenyl)-4,7-
dihydro-3-hydroxy- 6. coronarin C[17]

19

7. isocoronarin D [8]

CH
2
H
O
O
HO