ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRẦN THỊ TUYẾN NGHIÊN CỨU CÁC HỢP CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC
TRONG MỘT SỐ LOÀI CÂY THUỘC CHI GỪNG (ZINGIBER) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. VĂN NGỌC HƯỚNG

Chân thành cảm ơn sự tài trợ của đề tài CNHD-ĐT-018/10-11
thuộc chương trình Hoá-Dược
MỤC LỤC
Lời cảm ơn
Danh mục các bảng dùng trong luận văn
Danh mục các hình dùng trong luận văn
Danh mục các sơ đồ dùng trong luận văn
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƢƠNG 1- TỔNG QUAN 2
1.1.TỔNG QUAN VẾ CHI GỪNG (ZINGIBER) …2
1.1.1. Họ gừng và chi gừng 2
1.1.2. Nghiên cứu các loài của chi gừng (Zingiber). 5
1.1.2.1. Nghiên cứu về cây Gừng nhà (Zingiber officinale Roscoe). 5
1.1.2.2. Nghiên cứu về cây Gừng gió (Zingiber zerumbet Sm.). 10
1.1.2.3.Các nghiên cứu về cây Gừng tía (Zingiber montanum (koeng)

MS) 39
CHƢƠNG 3- KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41
3.1.NGHIÊN CỨU CÂY GỪNG LÔNG HUNG (ZINGIBER RUFOPILOSUM
GAGN.). 41
3.1.1. Mẫu thực vật và xử lý 41
3.1.2. Chiết chọn lọc các hợp chất trong thân rễ gừng lông hung 41
3.1.3. Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật các cặn chiết từ thân rễ gừng cây
gừng lông hung 43
3.1.4. Khảo sát các cặn chiết của thân rễ gừng lông hung bằng sắc kí lớp mỏng
(SKLM). 44
3.1.5. Phân lập các chất có trong cặn chiết H, C, E. 45
3.1.5.1. phân lập các chất có trong cặn H. 46
3.1.5.2. phân lập các chất trong cặn C. 47
3.1.5.3. Phân lập các chất trong cặn E 47

3.1.6. Xác định cấu trúc phân tử các chất phân lập đƣợc. 48
3.1.6.1. Xác đinh cấu trúc phân tử của ZRH4 48
3.1.6.2. Xác định cấu trúc phân tử của ZR5. 49
3.1.6.3. Xác định cấu trúc của ZRE2.2 51
3.2. NGHIÊN CỨU CÂY GỪNG ZINGIBER SP. 53
3.2.1. Chiết chọn lọc các hợp chất trong thân rễ cây gừng Zingiber sp. 53
3.2.2. Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật của các cặn chiết thu đƣợc 55
3.2.3. Phân tích thành phần cặn chiết hexan (H) của gừng Zingiber sp. bằng
sắc kí khí (GC-MS). 56
KẾT LUẬN 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 59
PHỤ LỤC 62

DANH MỤC CÁC HÌNH DÙNG TRONG LUẬN VĂN
Hình 1.1. Thân rễ Gừng Lông Hung 27
Hình 1.2 Thân rễ và hoa cây Gừng Zingiber sp. 28
Hình 3.1…………………………………………………………………………… 49
Hình 3.2 50



DANH MỤC CÁC BẢNG DÙNG TRONG LUẬN VĂN

Bảng 1.1 Các loại Gừng Việt Nam 3
Bảng 1.2. Thành phần hóa học chính ở tinh dầu Gừng thu từ Ethiopia 7
Bảng 1.3.Thành phần hóa học tinh dầu Gừng thu từ Malaixia 8
Bảng 1.4. Thành phần hoá học của tinh dầu Gừng Nhật bản (Zingiber officinale
Roscoe var Kintoki) trồng tại Đắc Lắc- Việt Nam 8
Bảng 1.5. Thành phần hoá học của tinh dầu củ Gừng gió vùng BTT-VN 12
Bảng 1.6. Thành phần hóa học của tinh dầu thân,lá Gừng gió vùng BTT-VN 13
Bảng 1.7. Thành phần hoá học của hoa tinh dầu Gừng gió vùng BTT- Việt nam 15
Bảng 1.8. Thành phần hoá học 2 mẫu tinh dầu Gừng tía tại Inđônêxia 21
Bảng 1.9. Thành phần hoá học chính trong tinh dầu Gừng dại ở Bình Định 23
Bảng 1.10. Thành phần hoá học cặn chiết n-hexan cây Gừng dại tỉnh Kon Tum 24
Bảng 2.1. Bảng kết quả SKLM cặn H 36
Bảng 2.2. Bảng kết quả SKLM cặn C 37
Bảng 2.3. Bảng kết quả SKLM cặn C 38
Bảng 3.1. Hiệu suất của các chiết thu đƣợc từ thân rễ cây Gừng lông hung …….43
Bảng 3.2. Kết quả khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật các cặn chiết thân rễ gừng
lông hung 43
Bảng 3.3. Kết quả SKLM cặn chiết n-hexan. 44
Bảng 3.4. Kết quả SKLM cặn chiết Cloroform. 44
Bảng 3.5. Kết quả SKLM cặn chiết E . 45

Bảng 3.6. Số liệu
1
H-NMR của ZR5 50
Bảng 3.7. Số liệu
13
C-NMR của 2 gốc axit của ZR5 51

biệt quan tâm. Nó đặt cơ sở khoa học cho việc sử dụng nguồn nguyên liệu thiên
nhiên một cách hợp lý và hiệu quả. Trong Y học hiện đại nhiều hợp chất thiên nhiên
đƣợc phân lập từ cây thuốc đã đƣợc ứng dụng rộng rãi trong việc chữa bệnh, theo
báo cáo hàng năm của chuyên ngành Hoá y cho thấy 60% thuốc đƣợc chấp thuận
điều trị bệnh cho con ngƣời có nguồn gốc thiên nhiên, trong đó 77% xuất phát từ
cây thuốc dân tộc [28].
Trong tài nguyên thực vật của Việt Nam thì Gừng là một cây rất quen thuộc,
nó đƣợc xem là nguồn nguyên liệu có giá trị để làm gia vị trong chế biến thực phẩm
và làm thuốc chữa bệnh. Một trong những loài có giá trị thuộc chi Gừng đó là cây
Gừng lông hung (Zingiber rufoliposum Gagn.) và cây gừng Zingiber sp. Gừng lông
hung mới tìm thấy ở Tuyên Quang ( Na Hang), Phú Thọ (Xuân Sơn), Hoà Bình
(Mai Châu), Hà Nội (Ba Vì), Đăk Lăk. Đây là một trong những cây thuốc dân tộc
đƣợc dùng để chữa bệnh và là một loài Gừng quí hiếm cần đƣợc bảo tồn gen theo
quyết định số 80/2005/BNN của Bộ Nông nghiệp. Cây Gừng Zingiber sp. đƣợc tìm
thấy ở tỉnh Lâm Đồng, nó có mùi thơm đặc trƣng nhất trong chi gừng. Để góp phần
làm tăng thêm sự hiểu biết về thành phần hoá học và hoạt tính sinh học trong nguồn
thực vật phong phú, quí giá của Việt nam, chúng tôi chọn cây Gừng lông hung và
cây gừng Zingiber sp. làm đối tƣợng nghiên cứu và đây là loài lần đầu tiên đƣợc
nghiên cứu tại Việt Nam.

2

CHƢƠNG 1- TỔNG QUAN
1.1.TỔNG QUAN VẾ CHI GỪNG (ZINGIBER)
1.1.1. Họ gừng và chi gừng
Họ Gừng (Zingibeaceae) có nhiều chi và nhiều loài khác nhau. Hầu hết các
cây thuộc họ Gừng chủ yếu phân bố 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 á nhiệt đới. Ở Việt
Nam, họ Gừng có 12 chi và 61 loài đƣợc phân bố rải rác từ Bắc vào Nam [1], [2].

1
Zingiber officinale Roscoe
Gừng
Phân bố rộng
2
Zingiber acuminatum Valeton
Gừng nhọn
Tây Nguyên, Trung
Bộ
3
Zingiber cochinchinesis Gagn.
Gừng Nam Bộ
Bà Rịa- Vũng 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

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
4

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 3 ô nhẵn hoặc có lông dày.
Quả nang 3 ô. Hạt nhiều, hình trứng hay trái xoan, màu nâu đỏ, đen trắng
hay vàng [10].
Các loài trong chi Gừng (Zingiber) thƣờng sinh trƣởng phổ biến ở những nơi
đất giàu dinh dƣỡng, ẩm ƣớt dƣới tán rừng thƣờng xanh hoặc rừng rụng lá theo
mùa. Một số loài có thể mọc trên đất lẫn sỏi đá, trên bãi đất trống hoặc trong rừng
thứ sinh, rừng thƣa lên tới độ cao 3000m so với mặt nƣớc biển [10].
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.
Mùa ra hoa, chín quả của các loài trong chi Gừng cũng rất khác nhau. Tại
Malaixia, loài Gừng đen (Z. spectabile) thƣờng ra hoa từ tháng 7 đến tháng 9 và quả
thƣờng chín vào tháng 11. Trong khi đó, loài Gừng gió (Z. zerumber) lại ra hoa sớm
hơn từ tháng 6; còn mùa quả từ tháng 10 đến tháng giêng sang năm.
Hầu hết các loài cây thuộc chi Gừng (Zingiber) đều có chứa tinh dầu, là
nguồn nguyên liệu có giá trị để làm thuốc và làm gia vị: Thân rễ làm gia vị trong
chế biến thực phẩm, là nguyên liệu trong chế biên rƣợu bia, mứt gừng…
Trong dân gian, “củ” của nhiều loài đã đƣợc coi là thuốc giải cảm, kích thích
tiêu hoá, chữa đau dạ dày, ho, mụn, nhọt, đau đầu, nhức xƣơng, đau bụng lạnh, tứ
chi lạnh, mạch yếu, đàm ẩm, ho suyễn, ôn trung tán hàn, hồi dƣơng, thông mạch,
táo thấp tiêu đàm [10][5]. Theo tạp chí dƣợc phẩm, nhà nghiên cứu Nhật Bản
Huffington Post cho biết “Gừng đỏ đƣợc sử dụng trong y học truyền thống của
Indonesia nhƣ một loài thuốc giảm đau cho các bệnh viêm khớp”. Bên cạnh đó
gừng giúp tăng cƣờng lƣu thông máu, có lợi cho hệ tim mạch, làm giảm mỡ trong
máu, giảm quá trình oxi hoá…

cay đặc trƣng. “Thân” khí sinh (thân giả) đƣợc hình thành bởi các ống bẹ lá màu
xanh nhạt, đôi khi có màu đỏ nhạt ở phía gốc. Lá mọc so le cách ở 2 phía làm thành
2 dãy trên cây. Phiến lá hình mác thuôn, màu xanh đậm, thắt lại ở gốc, chúp lá
6

nhọn, mép lá nguyên, kích thƣớc 15-30x1,5-2,5 cm; các gân chính song song;
không cuống; bẹ nhẵn, lƣỡi bẹ dạng màng.
Cụm hoa bông, mọc từ gốc, hình trứng kích thƣớc 5-6 x 2-3 cm, cán cụm
hoa dài chừng 20cm, cụm hoa thành bông mọc sít nhau. Loài gừng trồng ít ra hoa
[1].
Tại Cao Bằng, Lạng Sơn và các địa phƣơng miền núi phía Bắc nƣớc ta hiện
đã biết có ít nhất 3 giống gừng. Chúng không chỉ khác nhau về đặc điểm sinh học,
mà còn khác nhau về thành phần hoá học của tinh dầu. Đó là các giống Gừng:
- Giống “Gừng gà” (“Gừng cay”, „Gừng đồi”, “kinh cáy”(Tày))- cây thấp
bé, chịu lạnh khỏe, thân dễ nhỏ, màu vàng xanh, nhiều xơ, nhƣng rất cay và thơm.
Hàm lƣợng tinh dầu trong thân rễ khá cao (2,8-3,5%).
- Giống “Gừng trâu” (“Gừng voi”, “kinh vòi”, “kinh vạng” (Tày))- cây to,
cao, thân rễ lớn, sinh trƣởng khỏe. Thân rễ có thịt màu trắng hay vàng nhạt, ít xơ.
Hàm lƣợng tinh dầu trong thân rễ thấp hơn (1,5-2,5%) và không thơm bằng giống
“Gừng gà”.
- Giống “ Gừng gié” - cây thấp, thân rễ nhỏ, nhiều xơ, cay. Hàm lƣợng tinh
dầu thƣờng tƣơng đối cao trung bình khoảng 2%. Nhƣng trong tinh dầu lại không
chứa hợp chất thơm -farnesen.
Nguồn gốc và phân bố: Gừng Zingiber officinale đƣợc trồng rộng rãi từ rất
lâu ở các nƣớc nhiệt đới châu Á. Đến nay chƣa tìm thấy mọc dại ở bất cứ khu vực
nào trên thế giới, giả định rằng loài Gừng đƣợc bắt nguồn từ Ấn độ và từ đây nó
đƣợc đƣa đến các nƣớc châu Âu, các nƣớc Đông Phi. Hiện nay Gừng đƣợc trồng
khắp các nƣớc nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới ẩm. Ở nƣớc ta Gừng đƣợc trồng
khắp các địa phƣơng từ Bắc vào Nam đặc biệt là các tỉnh miền núi [10].


6,70
5
Limonen
6,51
6
Camphen
3,75
7
Linalool
1,51
8
Citral
1,32
9
Borneol
1,08
10
Citronellyl butyrat
1,02
11
-pinen
1,00
12
Geraniol
0,21

Năm 1987, Ibrahim, H&Zakaria, M.B đã cho biết trong tinh dầu Gừng của
Malaixia có chứa 65% sesquiterpen hydrocarbon và các chất lại nhƣ sau [10]:
Linalool
1,1
9
Ar-curcumen
1,0
10
-copaen
0,4
11
-pinen
0,4
12
Camphor
0,4
13
Humulen
0,4
14
Terpinen-4-ol
0,3
15
-farnesen
0,3
16
Neral
0,2
17
-caryophyllen
0,2
18

-sesquiphellandrene
7,15
7
-citral
6,89
8
Curcumene
4,40
9
-pinene
3,11
10
-pinene
2,06
11
Germacren
1,28
12
-selinene
1,10
13
Citroneol
0,69
14
-elemene
0,61
15
p-meth-2-en-1-ol
0,57
16

desmethyl hexa-hydrocurcumin, paradol, gingeron và ginger dione…
Một vài thử nghiệm đã cho rằng, các hợp chất chiết từ Gừng “củ” bằng
ethanol đã kìm hãm sự phát triển của tế bào ung thƣ da chuột. Các hợp chất (6)-,
(8)- và (10)-shogaol; (6)-, (8)-, (10)- gingerol có tác dụng chống nôn rất mạnh.
Zinginberen, - sesquiphellandren, ar-curcumen và shogaol lại có tác dụng tốt trong
việc chữa trị mụn nhọt. Trong các thử nghiệm trên chuột đã cho thấy có biểu hiện
thông mật sau khi uống (6)-gingerol và các phản ứng chống lại tác dụng gây độc
của carbon tetrachlorid ở gan và mật sau khi uống (8)-gingerol. Bên cạnh đó
gingerol và shogaol có tác dụng giảm sốt, chống co thắt. Các chất (6)-gingerol và
(6)-shogaol ức chế sự co bóp của dạ dày [10].
b) Ứng dụng
Trong chế biến thực phẩm sử dụng gừng tƣơi và các sản phẩm từ gừng (tinh
dầu gừng, nhựa dầu gừng, gừng khô, gừng muối…) vừa tăng thêm mùi vị hấp dẫn,
vừa kích thích hoạt động của các men phân giải protein.
Trong y học dân tộc ở nƣớc ta cũng nhƣ nhiều nƣớc trên thế giới, Gừng
đƣợc dùng làm thuốc chữa bệnh về đƣờng tiêu hóa, cảm mạo, viêm đau khớp, giảm
đau, sƣng đau phổi, ho điều kinh, gây sảy thai, tráng dƣơng và giải độc do cua cá.
1.1.2.2. Nghiên cứu về cây Gừng gió (Zingiber zerumbet Sm.).
Cây Gừng gió có tên khoa học là Zingiber zerumbet (L) J.E.Sm. (hay
Zingiber Zerumbet Sm.) thuộc chi Gừng (Zingiber), họ Gừng (Zingiberaceae).
Ngoài ra cây Gừng còn có tên đồng nghĩa sau: Amomum zerumbet L (1753);
Zingiber amaricans Blume (1872); Z.aromaticum Valeton (1918); Z.littorale
Valeton (1918) [10]. Ở mỗi nƣớc, cây Gừng gió đƣợc gọi với nhiều tên riêng:
Riềng dại, Ngải mặt trời, Ngải xanh (Việt Nam), Khuhet phtu, Prateal vong atit
(Campuchia), Gingembre fou (Pháp) và Phong khƣơng (Trung Quốc) [1][2][10].
11

Đặc điểm thực vật: 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, phía gần nhƣ

cây, rừng kín. Ở vùng trung du và đồng bằng, cây mọc lẫn trong các lùm bụi dƣới
chân đồi hoặc các làng bản [1].

a) Thành phần hoá học cây Gừng gió
Các tecpenoit và tinh dầu của cây gừng gió
Gừng gió là nguyên liệu trong sản xuất công nghệp chế biến thực phẩm,
hƣơng liệu nên thành phần nên thành phần hoá học của tinh dầu Gừng gió đƣợc
nghiên cứu kĩ tại một số nƣớc nhƣ Nhật Bản, Trung Quốc, Philippin… Ở nƣớc ta,
Nguyễn Xuân Dũng cùng cộng sự đã nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu
củ, thân, lá và hoa Gừng gió vùng Bình Trị Thiên - Việt Nam.
Thành phần hóa học của tinh dầu củ Gừng gió: Tinh dầu chứa trong tất cả
các bộ phận của loài Gừng gió nhƣng tập trung chủ yếu ở bộ phận củ, tinh dầu củ
Gừng có mùi thơm nồng. Thành phần chính của củ tinh dầu Gừng gió ở Bình Trị
Thiên (BTT)- Việt nam [15] đƣợc chỉ ra trong bảng 1.5.
Bảng 1.5. Thành phần hoá học của tinh dầu củ Gừng gió vùng BTT-VN

TT
Tên chất
Hàm
lƣợng (%)
TT
Tên chất
Hàm
lƣợng (%)
1
Zerumbone
72,3
17
Myrcen
0,2

7
Campho
1,2
23
Bornyl axetat
0,1
8
1,8-Cineol
0,8
24
Camphenhidrat
0,1
13

9
-Pinen
0,7
25
p-Cymen
0,1
10
Limonen
0,4
26
Fenchon
0,1
11
Linalool
0,4
27


Các chất chƣa
nhận biết đƣợc
4,9

Thành phần hoá học của tinh dầu thân và lá Gừng gió: Tinh dầu thân, lá và
hoa Gừng gió đều có màu vàng xanh nhạt, phảng phất mùi thơm của tinh dầu hoa
bƣởi. Các thông tin đã có cho thấy có khoảng 40 hợp chất tìm thấy trong tinh dầu
thân lá Gừng gió (chiếm hơn 84% và 82% tinh dầu). Năm 1995, Nguyễn Xuân
Dũng và cộng sự đã nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu thân lá Gừng gió ở
BTT, kết quả đƣợc chỉ ra ở bảng 1.6.
Bảng 1.6. Thành phần hóa học của tinh dầu thân,lá Gừng gió vùng BTT-VN

TT
Tên chất
Thân Gừng gió (%)
Lá Gừng gió (%)
1
α- thujen
Vết
Vết
2
α- pinen
1,1
1,6
3
Camphen
0,2
Vết
4

0,3
11
(Z)- β- ocimen
Vết
Vết
12
(E)- β- ocimen
0,6
0,6
13
Linalool
1,1
2,4
14
2-metyl-6-etylen-1,7-octadien
0,5
1,0
15
Campho
0,3
1,2
16
Trans-pinocarverol
0,7
0,3
17
Isoborneol
Vết
Vết
18

0,8
26
Myrtenyl axetat
0,1
Vết
27
10- (axetylmetyl) Δ
3
- caren
0,3
0,6
28
β- Caryophylen
10,4
11,2
29
Cis- α- Bergamoten
0,7
1,4
30
α- Humulen
2,5
2,9
31
Ar- Curcumen
0,1
0,1
32
β- Chamigren
3,6

2,4
40
2- Heptadecanon
0,8
0,9
41
Trans-phytol
7,0
12,6

Các chất chƣa nhận biết đƣợc
15,5
17,7

Thành phần hoá học của tinh dầu hoa Gừng gió: Trong tinh dầu hoa Gừng
gió vùng BTT đƣợc tìm thấy hơn 44 hợp chất ( chiếm khoảng 85% tinh dầu), kết
quả đƣợc chỉ ra trong bảng 1.7.
Bảng 1.7. Thành phần hoá học của hoa tinh dầu Gừng gió vùng BTT- Việt nam

TT
Tên chất
Hàm lƣơng
(%)
TT
Tên chất
Hàm
lƣợng (%)
1
α- pinen
0,3

28
- chamigren
1,9
7
Δ
3
- caren
0,6
29
(E,E)- α- farnesen
2,1
8
p- cymen
Vết
30
- bisabolen
0,2
9
1,8- Cineol
0,7
31
- sesquiphelandren
0,2
10
Limonen
0,4
32
Hotrieny ester
0,3
11

Palmitic axit
4,4
16
Terpinen-4-ol
0,1
38
Trans- Phytol
1,8
17
Geraniol
0,1
39
Linoleic axit
0,9
18
Undecanon
0,1
40
Oleic axit
0,3
19
Dihiđroedulan I
0,2
41
Docosan
0,7
20
Dihiđroeulan II
0,1
42

củ Gừng gió Việt Nam vùng Bình Trị Thiên zerumbone chiếm 72,3%, humulene
chiếm 4,2% trong khi đó tinh dầu củ Gừng gió Philippin thì Zerumbone chỉ chiếm
35,5% và humulene 17,3% [15], [3].
Xem xét hàm lƣợng tinh dầu trong các bộ phận khác nhau của Gừng gió thì
hàm lƣợng tinh dầu trong củ là cao nhất. Vì trong tinh dầu của củ Gừng gió,
zerumbone là thành phần có hàm lƣợng lớn nhất nên nói đến tinh dầu Gừng gió là