BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ
CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

LÊ ĐÔNG HIẾU

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC, PHÂN BỐ VÀ
THÀNH PHẦN HÓA HỌC TINH DẦU CỦA CÁC LOÀI TRONG
HỌ HỒ TIÊU (PIPERACEAE) Ở BẮC TRUNG BỘ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

HÀ NỘI - 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ
CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

LÊ ĐÔNG HIẾU

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC, PHÂN BỐ VÀ
THÀNH PHẦN HÓA HỌC TINH DẦU CỦA CÁC LOÀI TRONG
HỌ HỒ TIÊU (PIPERACEAE) Ở BẮC TRUNG BỘ


Hà Nội, ngày 15 tháng 04 năm 2017
Tác giả

Lê Đông Hiếu


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,
kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất
kỳ công trình nào khác.
Mọi sự giúp đỡ đã có lời cám ơn
Các trích dẫn trong luận án đã chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày 15 tháng 04 năm 2017
Tác giả

Lê Đông Hiếu


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ........................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................... 1
2. Mục tiêu............................................................................................................. 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................................3
1.1. Nghiên cứu thực vật họ Hồ tiêu (Piperaceae) .......................................................3
1.1.1. Trên thế giới ................................................................................................ 3
1.1.2. Ở Việt Nam ................................................................................................. 4
1.2. Giá trị sử dụng của các loài trong họ Hồ tiêu (Piperaceae) ........................... 5
1.3. Tinh dầu.......................................................................................................... 8
1.3.1. Khái niệm chung về cây tinh dầu ................................................................ 8

ở Bắc Trung Bộ ................................................................................................... 76
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................. 120
1. Kết luận ......................................................................................................... 120
2. Kiến nghị ....................................................................................................... 121
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN
LUẬN ÁN ........................................................................................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................................
PHỤ LỤC .........................................................................................................................


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 3.1.

Bảng 3.2.

Bảng 3.3.

Bảng 3.4.

Bảng 3.5.

Bảng 3.6.
Bảng 3.7.
Bảng 3.8.

Bảng 3.9.

Bảng 3.10.



Thành phần hóa học tinh dầu loài Tiêu maclure (Piper cf.
maclurei) …………………………………………………..

Bảng 3.15. Thành phần hóa học tinh dầu loài Tiêu to (Piper majusculum)

31

32

33

77

79

82
84
87

89

91

94

96
97
100
101

114

Các thành phần chủ yếu trong tinh dầu ở các bộ phận khác
Bảng 3.22. nhau của một số loài thuộc họ Hồ tiêu (Piperaceae) ở Bắc
Trung Bộ .................................................................................

115


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1.

Bản đồ các VQG, khu BTTN, khu Bảo tồn loài, khu Bảo tồn
Cảnh quan ở Bắc Trung Bộ ………………………………

23

Hình 3.1.

Peperomia parcicilia C.DC. ……………………………….

39

Hình 3.2.

Peperomia pellucida (L.) Kunth. ……………………….

40


Hình 3.8.

Piper boehmeriifolium Wall. ex Miq. ………………….

48

Hình 3.9.

Piper bonii C. DC. ……………………………………….

50

Hình 3.10. Piper brevicaule C. DC. ………………………………….

51

Hình 3.11. Pipercambodianum C.DC. ……………………………….

52

Hình 3.12. Piper cf. caninum Blume …………………………………

53

Hình 3.13. Piper carnibracteum C.DC. ………………………………

54

Hình 3.14. Piper chaudocanum C. DC. ……………………………..


Hình 3.22. Piper longum L. …………………………………………..

65

Hình 3.23. Piper cf. maclurei Merr. ……………………………………

66

Hình 3.24. Piper majusculum Blume ………………………………….

67

Hình 3.25. Piper mutabile C. DC. …………………………………….

68


Hình 3.26. Piper nigrum L. …………………………………………..

69

Hình 3.27. Piper pendulispicum C. DC. ………………………………

70

Hình 3.28. Piper pierrei C. DC. ……………………………………..

71

Hình 3.29. Piper pubicatulum C. DC. ………………………………..

Peperomia pellucida (L.) Kunth. ………………………….

40

Ảnh 3.3.

Piper acre Blume ……………………………………………

41

Ảnh 3.4.

Piper albispicum C. DC. …………………………………..

42

Ảnh 3.5.

Piper arboricola C. DC. ……………………………………

43

Ảnh 3.6.

Piper baccatum Blume ……………………………………..

44

Ảnh 3.7.


52

Ảnh 3.14. Piper cf. caninum Blume ……………………………………

53

Ảnh 3.15. Piper carnibracteum C. DC. ………………………………..

54

Ảnh 3.16. Piper chaudocanum C. DC. ………………………………..

55

Ảnh 3.17. Piper cubeba L. f. …………………………………………..

56

Ảnh 3.18. Piper griffithii C. DC. ………………………………………

57

Ảnh 3.19. Piper gymnostachyum C. DC. ……………………………….

58

Ảnh 3.20. Piper hainanense Hemsl. …………………………………..

59



68

Ảnh 3.29. Piper nigrum L. ……………………………………………..

69

Ảnh 3.30. Piper pendulispicum C. DC. ………………………………..

70

Ảnh 3.31. Piper pierrei C. DC. …………………………………………

71

Ảnh 3.32. Piper pubicatulum C. DC. ………………………………….

72

Ảnh 3.33. Piper retrofractum Yahl …………………………………….

73

Ảnh 3.34. Piper sarmentosum Roxb. ………………………………….

74

Ảnh 3.35. Piper saxicola C. DC. ………………………………………

75

học trên thế giới đang tập trung nghiên cứu không chỉ về mặt hình thái mà đặc
biệt là các hợp chất hóa học có ở trong họ này nhằm ứng dụng trong y dược học.
Kinh nghiệm dân gian cho thấy có nhiều loài trong họ Hồ tiêu
(Piperaceae) được đồng bào các dân tộc sử dụng các bộ phận khác nhau để làm
thuốc, làm rau ăn,...[6]. Do vậy, nghiên cứu họ Hồ tiêu (Piperaceae) để có cơ sở
khoa học nhằm khai thác và sử dụng bền vững nguồn tài nguyên thực vật đã và
đang là mối quan tâm lớn của nhân loại. Trong số các nhóm tài nguyên thực vật
thì nhóm cây chứa tinh dầu chiếm vị trí rất quan trọng. Đây là nguồn nguyên
liệu thiết yếu cho nhiều ngành công nghiệp như mỹ phẩm, thực phẩm và dược
phẩm... Hiện nay, hầu hết các loài trong họ Hồ tiêu (Piperaceae) đều có khả
năng sinh tổng hợp và tích luỹ các hợp chất tự nhiên, đặc biệt là tinh dầu.
Bắc Trung Bộ là một trong những trung tâm đa dạng sinh học không chỉ ở
Việt Nam mà còn của thế giới [32]. Nơi đây, có thể còn nhiều loài động, thực vật
mới; trong đó, họ Hồ tiêu (Piperaceae) có thể tiềm ẩn nhiều loài mới và là nguồn tài
nguyên vô cùng phong phú và đa dạng.
Những kết quả điều tra, nghiên cứu, thu thập các dữ liệu về các đặc điểm
hình thái, sinh học, sinh thái, hóa học nhằm đánh giá đầy đủ tiềm năng về nguồn


2
tài nguyên đa dạng của họ Hồ tiêu (Piperaceae) là lý do mà tác giả luận án đã
chọn đề tài: Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, phân bố và thành phần
hoá học tinh dầu của các loài trong họ Hồ tiêu (Piperaceae) ở Bắc Trung Bộ.
2. Mục tiêu
Đánh giá được tính đa dạng thành phần loài, một số đặc điểm sinh học,
phân bố và thành phần hóa học trong tinh dầu của một số loài trong họ Hồ tiêu
(Piperaceae) ở Bắc Trung Bộ.


3

4
Lan lên 40 loài và 2 thứ [47]. Trong “Danh lục thực vật ở Lào” có 24 loài [74].
1.1.2. Ở Việt Nam
Nghiên cứu về họ Hồ tiêu (Piperaceae) ở Việt Nam chủ yếu người Pháp
với công trình đầu tiên đề cập đến họ này là J. Loureio (1793), Ông đã mô tả 3
chi với 13 loài có ở Nam Bộ [115]. Gagnepain (1908) trong “Thực vật chí đại
cương Đông Dương”, đã công bố 13 chi, 118 loài có mặt ở Đông Dương, trong
đó ghi nhận ở Việt Nam có 3 chi và 21 loài [111]. Sau công trình này còn có
một số công trình nghiên cứu về họ Hồ tiêu ở Việt Nam như trong công trình
“Cây cỏ thường thấy Việt Nam” của Lê Khả Kế và cộng sự (1975) [19]. Phạm
Hoàng Hộ (1972) trong “Cây cỏ Miền Nam Việt Nam” đã công bố 4 chi với 18
loài thuộc họ Hồ tiêu ở Miền Nam Việt Nam [12]. Đến năm 1993, trong “Cây cỏ
Việt Nam” được xuất bản ở Canada, ông đã xác định ở Việt Nam họ Piperaceae
có 5 chi, 48 loài và thứ. Công trình này được tái bản vào năm 1999 có bổ sung,
chỉnh sửa đã đưa tổng số các loài trong họ Hồ tiêu ở Việt Nam là 55 loài và thứ
thuộc 5 chi [13], [14]. Năm 1999, Lê Trần Chấn và cộng sự đã công bố họ Hồ
tiêu trong cuốn “Một số đặc điểm cơ bản của hệ thực vật Việt Nam”, đã thống
kê ở Việt Nam có 49 loài và 5 chi [5]. Trong cuốn “Tên cây rừng Việt Nam” đã
thống kê có 13 loài [3]. Gần đây, theo Nguyễn Kim Đào (2003) thì họ Hồ tiêu
phân bố ở Việt Nam có 5 chi gồm: Peperomia, Zippelis, Circaeocarpus, Piper,
Lepianthes, trong đó, chi Piper L. có 46 loài [10].
Ngoài những công trình đã được công bố theo dạng danh lục hoặc sách tra
cứu còn được công bố theo hướng các loài có giá trị sử dụng làm thuốc, làm gia
vị, làm cảnh,… điển hình là các công trình “1900 loài cây có ích ở Việt Nam”
của Trần Đình Lý và cộng sự (1993), đã ghi nhận họ Hồ tiêu có 8 loài thuộc 2
chi có giá trị sử dụng [24]. Đỗ Tất Lợi (1999) đã mô tả 16 loài thuộc 3 chi, được
sử dụng làm thuốc [21]. Lê Trần Đức (1997) đã giới thiệu 2 chi với 10 loài
được sử dụng làm thuốc [11][11]. Gần đây nhất là công trình của Võ Văn Chi
(2012) trong “Từ điển cây thuốc Việt Nam” đã giới thiệu 18 loài và thứ, thuộc 3
chi được sử dụng làm thuốc ở Việt Nam [6].

kháng khuẩn, chống viêm (viêm phế quản, vết thương phần mềm, viêm đường
tiêu hóa) [6].


6
Hồ tiêu (Piper nigrum) là loài có giá trị kinh tế lớn. Quả, hạt Hồ tiêu là
loại gia vị được ưa chuộng ở hầu khắp các khu vực trên thế giới dùng là gia vị
chế biến thực phẩm nói chung, cũng như trong các bữa ăn hàng ngày.
Chỉ với liều lượng nhỏ, Hồ tiêu cũng có tác dụng gây tiết dịch vị, dịch
tụy,… kích thích khả năng tiêu hóa ở người. Với liều lượng lớn chúng kích thích
niêm mạc dạ dày, gây sung huyết và viêm cục bộ [26].
Một số loài khác như Tiêu thất (Piper cubeba), Tiêu dài (Piper longum),
Tiêu dội (Piper refrofractum),… cũng được sử dụng làm gia vị của từng vùng,
từng địa phương [26].
Trong y học dân gian ở một số khu vực, loài Tiêu thất (Piper cubeba) đã
được làm thuốc kích thích, hoạt động tiết dịch nhờn ở niêm mạc của cơ quan tiết
niệu, cơ quan hô hấp, chữa ho và kích dục,… Tại đảo Java (Inđônêxia), người ta
thường sử dụng Tiêu thất và một số loài khác để làm thuốc kích thích tiêu hóa,
tráng dương, lợi tiểu, chữa kiết lỵ do amíp, viêm thấp khớp, trị bệnh lậu và sát
trùng [26].
Quả và hạt khô loài Tiêu thất (Piper cubeba) hiện vẫn còn là loại gia vị
được ưa chuộng ở nhiều nước châu Âu. Quả và hạt của Tiêu dài (Piper longum)
lại được sử dụng làm gia vị ở nhiều nước Địa Trung Hải; nhiều địa phương của
Lào, Campuchia, Việt Nam, Ấn Độ,… người ta vẫn thường dùng quả, thân, rễ
của loài Tiêu dài làm gia vị hoặc làm thuốc trong y học dân tộc để chữa ho, viêm
phế quản, kích thích tiêu hóa, nhuận tràng và làm thuốc xổ. Tại Trung Quốc
người ta sử dụng rễ Tiêu dài giã nhỏ làm thuốc trợ giúp cho phụ nữ khi sinh đẻ
được dễ dàng [26].
Nhân dân ta vẫn dùng Lá lốt (Piper lolot) làm rau gia vị, làm thuốc chữa
chân tay đau nhức, thuốc giãn tĩnh mạch và thấp khớp…[6].

sinh khả dụng của curcumin lên 20 lần. Cơ chế của tác dụng này là do piperin có
khả năng ức chế quá trình liên hợp giữa acid glucuronic và curcumin nên làm
giảm quá trình chuyển hóa và đào thải curcumin [84].
Những chế phẩm khác trong thành phần có chứa dịch chiết từ một số loài
thuộc chi Piper L. được sử dụng để chữa bệnh như: Eupolin (chứa cao đặc lá
Trầu không và cao đặc Cỏ lào có tác dụng chữa viêm lợi, viêm chân răng);


8
Sakantin có chứa dịch chiết từ quả của hai loài Piper nigrum L., Piper longum
L. và gừng giúp kích thích tiêu hóa; sản phẩm Armorex T (chứa hạt tiêu, tinh
dầu tỏi, tinh dầu mè…, có tác dụng kháng khuẩn, chống oxy hóa, giảm co thắt,
chữa tiêu chảy). Đặc biệt, một số sản phẩm chứa dịch chiết từ rễ loài Piper
methysticum G. Forst (có tên gọi khác là kava) có tác dụng an thần, giảm lo âu.
Tuy nhiên, gần đây có một số báo cáo về những tác dụng phụ trên gan khi sử
dụng những sản phẩm này, vì thế, cần thận trọng khi sử dụng chúng [70].
1.3. Tinh dầu
1.3.1. Khái niệm chung về cây tinh dầu
Trước đây chưa có định nghĩa chính xác về cây tinh dầu. Khi phát hiện ra
một số hợp chất của tinh dầu có trong cơ thể mọi sinh vật (axít mật của động
vật, caroten trong hầu hết thực vật…). Như vậy, không có ranh giới rõ ràng giữa
cây tinh dầu và các cây khác. Từ quan điểm này Nicolaev (1968) đưa ra định
nghĩa: “Cây tinh dầu là những cây khác biệt với các cây khác ở chỗ có thể thu
được tinh dầu từ nó” [22].
Sau này, khi nghiên cứu cấu trúc và hoạt động chức năng các cơ quan tiết,
người ta đã thấy rõ sự khác biệt về bản chất của cây tinh dầu. Từ đó có thể định
nghĩa "Cây tinh dầu là những cây có chứa các cấu trúc chuyên biệt làm nhiệm
vụ tiết và tích luỹ tinh dầu".
1.3.2. Khái niệm về tinh dầu
Cho đến nay vẫn chưa có một định nghĩa nào thỏa đáng về tinh dầu.

mạch nhánh, thẳng và một số liên kết giữa các nguyên tử cacbon có thể không
no. Các hydrocacbon aliphatic thường có nhiều trong hoa quả, song chỉ góp
phần nhỏ vào mùi vị của chúng. Mùi thơm nhẹ của hầu hết các alcohol aliphatic
cũng giữ vai trò đáng kể và là bộ phận cấu thành trong các cấu trúc thơm. Các
aldehyd alphatic là những thành phần quan trọng trong các loại hương liệu và
nước hoa. Các ceton aliphatic thường gặp trong tự nhiên, đây là những hợp chất
tạo nên hương vị của thực phẩm. Ngoài ra các este alphatic thường được sử
dụng trong công nghệ thực phẩm.
* Các terpen và dẫn xuất của chúng
Đây là nhóm lớn, thường gặp trong các loài thực vật. Các terpen được cấu


10
tạo từ isopren (C5H8)n với n = 2 (monoterpen), n=3 (sesquiterpen) ...
- Các hydrocacbon terpen góp phần tạo nên một phần của mùi vị tinh dầu,
nhưng các dẫn xuất oxy hóa của chúng lại là những hợp chất thơm rất quan trọng.
- Các monotecpen (C10H16) có thể mạch thẳng như geraniol, 1 vòng như
limonen, 2 vòng hoặc 3 vòng như cyclofenchen và tricyclen. Các monoterpen
acyclic thường có các liên kết không bền, do chúng có cấu trúc không bão hòa.
Các monoterpen acyclic ít tham gia thành phần của mùi hoặc sản phẩm mang
hương vị ở thực phẩm song chúng lại được sử dụng làm nguyên liệu cho quá
trình sinh tổng hợp hoặc tổng hợp hóa học để tạo thành các hương liệu có giá trị
trong thực phẩm và mỹ phẩm như: -terpinen, limonen, -terpinen,...
- Trong số các terpen bicyclic thì -pinen, -pinen là những hợp chất có
giá trị cao trong công nghệ hương liệu.
- Sesquiterpen là những hợp chất được hình thành từ 3 đơn vị isopren và
có công thức cấu tạo chung với 15 nguyên tử cacbon. Tuy vậy, hiện vẫn còn
nhiều hợp chất sesquiterpen chưa thể xác định được về cấu trúc phân tử. Nhiều
sesquiterpen là bicyclic có 2 vòng C6 hoặc 1 vòng C6 và 1 vòng C5. Các hợp chất
sesquitecpen cùng với monotecpen thường gặp trong thành phần của nhiều loài

1.3.3. Phân bố cây tinh dầu trong hệ thực vật Việt Nam
Khi nghiên cứu thành phần các loài cây tinh dầu ở các khu vực khác nhau
trên thế giới, các nhà nghiên cứu nhận định rằng khu vực có khí hậu nhiệt đới là
nơi tập trung cây tinh dầu với số lượng lớn. Bên cạnh đó, một số loài cây tinh
dầu trong đai khí hậu này lại có sự đa dạng về thành phần hóa học.
Phân bố cây tinh dầu trong mỗi hệ thực vật nói chung theo 2 nguyên tắc:
- Nguyên tắc phổ biến (hay còn gọi là nguyên tắc có tính quy luật). Theo
nguyên tắc này, ở một số taxon thực vật, sự có mặt tinh dầu trong cây và trong
các bộ phận xác định là đặc tính phổ biến. Giới hạn của quy luật này thường xác
định ở các bậc họ (ngay trong 1 họ, có chi hầu như tất cả các loài đều chứa tinh
dầu, trong khi đó ở các chi khác hoàn toàn không có loài nào được coi là có tinh
dầu). Với những họ mà tích lũy tinh dầu là đặc tính chung của các loài trong cả
họ thì được gọi là họ cây tinh dầu.
- Nguyên tắc ngẫu nhiên: Theo nguyên tắc này, sự có mặt của tinh dầu ở


12
các cá thể trong taxon là một đặc tính ngẫu nhiên. Khi nghiên cứu phân bố cây
tinh dầu ở các họ khác nhau, dễ nhận thấy rằng trong đa số họ thực vật, đặc tính
tích lũy của tinh dầu chỉ có ở một số chi nhất định trong họ.
Phân tích và tìm hiểu quy luật phân bố của cây tinh dầu ở các họ thực vật
không chỉ có ý nghĩa trong nghiên cứu tiến hóa sinh lý, sinh hóa mà còn có giá
trị rất lớn đối với công tác điều tra, phát hiện. Hiện nay, trong hệ thực vật Việt
Nam có khoảng 657 loài thuộc 357 chi và 114 họ chứa tinh dầu [26]. Như vậy,
nguồn tài nguyên cây tinh dầu nói riêng và tài nguyên thực vật Việt Nam rất là
đa dạng và phong phú.
1.4. Nghiên cứu về thành phần hóa học tinh dầu họ Hồ tiêu (Piperaceae)
1.4.1. Trên thế giới
Hiện nay, trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về thành phần
hóa học tinh dầu và hoạt tính sinh học. Điển hình là các công trình như: Từ loài