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


Hà Nội - 2011
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)

Chuyên ngành : Hóa Hữu cơ
Mã số
: 60 44 27

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



2.2.1. Dụng cụ và hoá chất ............................................................................... 30
2.2.2. Thiết bị nghiên cứu ................................................................................. 31
2.3. THỰC NGHIỆM ........................................................................................... 31
2.3.1 Mẫu thực vật ............................................................................................ 31
2.3.2.Chiết các hợp chất từ thân rễ cây gừng lông hung (Zingiber rufopilosum
Gagn.). .............................................................................................................. 32
2.3.2.1. Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các cặn chiết
thu đƣợc. ....................................................................................................... 32
2.3.2.2. Sắc kí lớp mỏng khảo sát cặn chiết của thân rễ cây gừng lông hung
(Zingiber rufopilosum Gagn.). ..................................................................... 34
2.3.2.3.Phân lập các chất có trong các cặn chiết H, C và E ......................... 35
2.3.3. Chiết các hợp chất từ thân rễ cây gừng Zingiber sp. .............................. 38
2.3.3.1. Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các cặn chiết thu
đƣợc .............................................................................................................. 39
2.3.3.2. Phân tích cặn chiết hexan bằng sắc kí khí nối ghép khối phổ (GCMS) ............................................................................................................... 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



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 1H-NMR của ZR5 ......................................................................... 50
Bảng 3.7. Số liệu 13C-NMR của 2 gốc axit của ZR5 ................................................ 51
Bảng 3.8. Số liệu phổ 1H&13C-NMR của ZRE2.2 .................................................... 52
Bảng 3.9. Hiệu suất của các chiết thu đƣợc từ thân rễ cây Gừng Zingiber sp. ......... 54
Bảng 3.10. Kết quả khảo sát hoạt tính sinh học của các cặn chiết thân rễ gừng

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.

1


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].
Họ Gừng (Zingiberaceae) gồm những cây thân thảo sống nhiều năm, mọc ở nơi đất
ẩm, nơi sáng, dƣới tán rừng hay vách đá ẩm. thân đƣợc tạo thành do các bẹ lá ôm
chặt lấy nhau tạo thành thân giả, cao 1-3-4(-5) m hay mảnh, cao dƣới 1m hoặc rất
ngắn hay không có do các bẹ lá rời đến gốc (Distichochlamys, Kaempferia…), thân
giả không phân nhánh. Rễ nhỏ, hình sợi, đôi khi đầu dễ phình to thành dạng củ
(Curcuma, Kaempfria, Stahlianthus…), ở một số loài, rễ thẳng, cứng, đâm sâu
xuống đất, phần trên lộ trên mặt đất. Thân rễ (thƣờng đƣợc gọi là củ) to, nạc, nằm
ngang dƣới mặt đất. Cây thƣờng có chứa mùi thơm, đôi khi mùi hắc nhƣ một số loài
trong chi Gừng (Zingiber).
Chi Gừng (Zingiber) có khoảng 100 loài, phân bố chủ yếu ở các khu vực
nhiệt đới Châu Á và Châu Úc. Các nƣớc Đông Nam Á là nơi trung tâm phong phú
và đa dạng nhất của chi Gừng. Riêng ở Trung Quốc hiện đã thống kê khoảng trên
20 loài.
Nƣớc ta có nền khí hậu nhiệt đới gió mùa, thảm thực vật đa dạng và phong
phú đặc biệt là các cây tinh dầu và cây thuốc. Riêng với chi Gừng, Phạm Hoàng Hộ

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.


Zingiber rufopilosum Gagn.

Gừng lông hung

Ba vì (Hà nôi), Vĩnh
phúc

11

Zingiber zerumbet (L.) J.E. Sm.

Gừng gió

Phân bố rộng

12

Zingiber penisulare I. Theilade

Gừng môi tím đốm

Sơ Pai, Kban, Gia lai,

Đặc điểm thực vật của chi Gừng
Cây thảo, sống nhiều năm, cao 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 2 thuỳ; lá có mùi thơm nhẹ.
Cụm hoa bông, thƣờng mọc từ thân rễ, đôi khi ở ngọn “thân giả”. Các hoa

gừng giúp tăng cƣờng lƣu thông máu, có lợi cho hệ tim mạch, làm giảm mỡ trong
máu, giảm quá trình oxi hoá…

4


1.1.2. Nghiên cứu các loài của chi Gừng (Zingiber).
Trong 12 loài thuộc chi Gừng (Zingiber), có những loài không chỉ là cây
thuốc quí mà còn là nguồn nguyên liệu có giá trị trong chế biến thực phẩm. Các sản
phẩm đƣợc chế biến từ nguồn nguyên liệu này đƣợc sử dụng rộng rãi ở các nƣớc
Đông Nam Á nói riêng và trên toàn thế giới nói chung [10].
Các nghiên cứu về chi Gừng thì loài Zingiber officinale và Z. Zerumbet đƣợc
nghiên cứu về thành phần hoá học của tinh dầu nhiều nhất [9],[27]. Thành phần chủ
yếu là các tecpen, tecpenoit, flavonoit, ancaloit và glicozit. Từ dịch chiết CH2Cl2
của rễ cây gừng Z.officinale Rose (Trung quốc) đã tách đƣợc hai flavonoit, glucozit
và hai flavonol, zerumbone, zerumbone epoxit, curcumin…[25]. Trong những năm
gần đây các nhà khoa học đã nghiên cứu thêm về thành phần hoá học của một số
loài thuộc chi Gừng nhƣ: Gừng môi tím đốm (Zingiber penisulare .I Theilade),
gừng Eberhardt (Zingiber eberhardtii Gagn.)…
1.1.2.1. Nghiên cứu về cây Gừng nhà (Zingiber officinale Roscoe).
Cây Gừng nhà tên khoa học Zingiber officinale Roscoe, thuộc chi Gừng
(Zingiber), họ Gừng (Zingiberaceae), cây Gừng còn có tên đồng nghĩa Amomum
Zingiber L (1753). Ở các nƣớc khác nhau cây Gừng có những tên gọi khác nhau:
Sinh Khƣơng, Can khƣong, Khinh, Sung, Co khinh (Việt nam), Ginger, Comon
ginger (Anh), Jiang (Trung Quốc)… Thành phần hoá học gồm có tinh dầu (2-3%),
nhựa dầu (5%), chất béo (3,7%), tinh bột và các chất cay nhƣ: Zingerone, zingerola,
shogaola.
Đặc điểm thực vật: Cây thảo, sống nhiều năm, mọc thành khóm, thẳng
đứng, cao 0,5 đến 1,2m. Thân rễ mẫm lên thành củ, mâp, phân nhánh nhiều theo bề
ngang trên mặt đất, vỏ ngoài nhẵn, nạc màu vàng hay trắng ngà, có mùi thơm và vị

khắp các địa phƣơng từ Bắc vào Nam đặc biệt là các tỉnh miền núi [10].
a) Thành phần hoá học Gừng nhà (Zingiber officinale Roscoe).
Thành phần hoá học của tinh dầu
Thành phần hoá học của tinh dầu Gừng khá phức tạp và luôn biến động
dƣới ảnh hƣởng của các yếu tố di truyền, các yếu tố sinh thái, các giai đoạn sinh

6


trƣởng và phát triển cá thể và tuổi thọ thu hoạch. Tuy nhiên, các thành phần chính
trong tinh dầu Gừng có những biến động trong những giới hạn nhất định.
Tomi và các cộng sự (1995) đƣa ra các thành phần chính của tinh dầu gồm:
Zingiberen (27,2%), camphen (7,9%), limonen (6,0%), -bisabonlen (5,9%) và
(E,E)--farnesen (5,4%) [10].
Demissew (1993) nghiên cứu thành phần hoá học ở tinh dầu Gừng thu từ
Ethiopia đã đƣa ra kết quả trong bảng 1.2.
Bảng 1.2. Thành phần hóa học chính ở tinh dầu Gừng thu từ Ethiopia
STT

Tên chất

Hàm lƣợng (%)

1

Zingiberen

35,56

2


Linalool

1,51

8

Citral

1,32

9

Borneol

1,08

10

Citronellyl butyrat

1,02

11

-pinen

1,00

12

3

Limonen

2,7

4

Linalyl acetat

2,5

5

-pinen

2,2

6

1,8-cineol

2,0

7

-bisabolen

1,2


13

Humulen

0,4

14

Terpinen-4-ol

0,3

15

-farnesen

0,3

16

Neral

0,2

17

-caryophyllen

0,2


12,43

3

-citral

11,29

8


4

-bisabolene

9,81

5

Camphene

9,32

6

-sesquiphellandrene

7,15

7


-selinene

1,10

13

Citroneol

0,69

14

-elemene

0,61

15

p-meth-2-en-1-ol

0,57

16

2,6-octadien-1-ol-3,7-dimethyl

0.57

17

nhựa (resin) và carbohydrat.

9


Ở nƣớc ta, Nguyễn Thị Thẩm và cộng sự (1988) đã sử dụng dung môi để
tách chiết nhựa dầu Gừng từ “củ” khô và đã đạt kết quả rất cao (7,6% ở Gừng gié và
6,2% ở Gừng Cát Bà). Trong nhựa dầu Gừng chứa 15-20% tinh dầu với thành phần
chính là: Gingerol, shogaol, dihydrogingerol, hexahydrocurcumin, gingerdiol,
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);

năng suất “củ” tƣơi của var. zerumbet trong khoảng từ 20-32 tấn/ha/năm, còn của
các thứ khác thấp hơn [10].
Nguồn gốc và phân bố: Nhiều tác giả cho rằng gừng gió có nguồn gốc từ
Ấn Độ, đƣợc ngƣời dân ở đây trồng và phổ biến rộng rãi tại 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 [4,5].

11


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, 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


18

-Terpineol

0,2

3

Humulen-oxit I

3,8

19

(E)-nerolidol

0,1

4

Humulen-oxit II

3,3

20

-Phelandren

0,1


23

Bornyl axetat

0,1

8

1,8-Cineol

0,8

24

Camphenhidrat

0,1

12


9

-Pinen

0,7

25


28

12

12-Norcaryophylen2-on

Sabinen

0,1

13

-caryophylen

0,3

29

Terpinolen

0,1

14

Borneol

0,2

30


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


7

Δ3- caren

Vết

0,9

8

p- cymen

0,1

0,5

9

1,8- Cineol

0,3

0,6

13


10


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


0,2

0,4

22

`Myrtenal

0,2

0,5

23

2-Undecanon

0,3

0,6

24

Dihiđroedulan I

0,2

0,5

25


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


1,1

5,5

37

- Eudesmol

1,6

0,6

14


38

Ledol

0,5

0,7

39

Zerumbone

21,3

2,4


Hàm lƣơng
(%)

TT

Tên chất

Hàm
lƣợng (%)

1

α- pinen

0,3

23

- caryophylen

13,2

2

Camphen

0,1

24


Myrcen

0,1

27

Ar- curcumen

0,1

6

- Phelandren

Vết

28

- chamigren

1,9

7

Δ3- caren

0,6

29


Limonen

0,4

32

Hotrieny ester

0,3

11

E)- β- ocimen

1,3

33

Caryophylen oxit

2,2

12

Linalool

4,7

34


Borneol

0,1

37

Palmitic axit

4,4

16

Terpinen-4-ol

0,1

38

Trans- Phytol

1,8

17

Geraniol

0,1

39


Dihiđroeulan II

0,1

42

Tetracosan

0,5

21

2- Undecanol

0,2

Các chất khác

15,0

22

- Copaen

0,1

Kết quả phân tích định lƣợng và nhận dạng các thành phần hóa học của tinh
dầu củ, thân, lá và hoa của cây Gừng gió (Zingiber zerumbet Sm.) cho thấy thành
phần chủ yếu của các loại tinh dầu này là các Sesquitecpen và dẫn xuất chứa oxi