Đặng
Văn Hoài,
Phan Văn Hồ Nam, Vơ Thị Bạch
Huệ **
TÓM TẮT
Đặt vấn đề: Ở Việt Nam, Gừng
được xem như là một dược liệu quư,
thân rễ được sử dụng như một gia vị
và tinh dầu được dùng rộng răi trong điều
trị các bệnh bao gồm viêm khớp, thấp khớp,
bong gân, đau cơ bắp, đau nhức, viêm họng,
đau bụng, khó tiêu, nôn mửa, tăng huyết áp, mất
trí nhớ, sốt, bệnh truyền nhiễm...Trong nghiên cứu
này, chúng tôi thực hiện: “So sánh thành phần tinh dầu
của Gừng dại và Gừng trâu thuộc chi Zingiber họ
Gừng (Zingiberaceae) bằng phương pháp GC-MS”.
Mục
tiêu: (1)
Xác định và so sánh các đặc trưng h́nh thái của
2 loài gừng trâu và gừng dại thuộc chi Zingibe. (2) Xác
định và so sánh các thành phần tinh dầu của 2 loài
gừng này bởi kỹ thuật GC-MS.
Đối tượng nghiên cứu:
Cây Gừng trâu và
cây Gừng dại 6 tháng tuổi, thu hái tại B́nh Phước
vào tháng 4 năm 2009.
Phương pháp nghiên cứu: Quan sát và mô tả các đặc
điểm h́nh thái, cấu trúc vi phẫu của lá, thân rễ,
rễ bằng phương pháp lục Iod và đỏ
carmin. Sơ bộ xác định các thành phần hóa thực
vật của hai loài Gừng. Phân tích tinh dầu bằng
GC-MS, hệ thống GCHR - MS, GC 6890N, MS AUTOSPECPREMIER P700,
Micromass. Cột sắc kí HP5MS 30 m x 250 mm x 0,25 mm. Phần mềm
NIST Mass spectral search program for the NIST/EPA/NIH mass spectral Library
version 2.0d, 2005.
Kết
quả: Tinh dầu Gừng
dại có hàm lượng 0,47% cao hơn dầu so với Gừng
trâu có hàm lượng là 0,19%. Sự khác biệt này là khá phù
hợp với cấu trúc vi phẫu thân rễ của chúng,
Zingiber sp. có nhiều tế bào tiết hơn Zingiber
officinale. Ngoài tinh dầu, ankaloid, tannin, acid hữu cơ và
các chất khử có ở cả hai loài Gừng nghiên cứu,
Zingiber sp. có chứa thêm các hợp chất coumarin. Thành phần
chính của tinh dầu cả hai loài Gừng là Camphen,
Cineol, a-Citral, b-Citral, a-pinen, b-Myrcen, Linnalol, Terpinen-8-ol, a-Curcumen,
Zingiberen, a-Farnesen, b-Sesquiphellandren. Trong đó hàm
lượng của camphen, Cineol,
a-Citral, b-Citral trong Zingiber sp. cao hơn
trong Zingiber officinale Rosce. Trong các hợp chất chỉ hiện
diện trong Zingiber sp. Citronellal, b-Eudesmol,b-Bisabolen là những hợp chất
có hàm lượng hơn 1% và Verbenon (0,30%), Thujopsen (0,33%) là
những hợp chất chưa thấy được báo
cáo trong các nghiên cứu các cây thuộc chi zingiber trước
đây. Hợp chất khác được xem là đặc
trưng cho các tính chất dược lư của của gừng
đều xuất hiện trong thành phần của cà 2 loại
tinh dầu .
Từ
khoá: Zingiber, Zingiberaceae,
tinh dầu, GC-MS
ABSTRACT
COMPARISON OF THE ESSENTIAL OIL CONTENT
IN ZINGIBER OFFICINALE ROSCE
AND WILD ZINGER BY THE GC-MS METHOD.
Dang Van Hoai, Phan Van Ho Nam, Vo Thi Bach Hue
* Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 14 - Supplement of No 1 - 2010: 16 - 21
Introduction:
In Vietnam, ginger is a herbal medicine.
Their rhizoma was used as a spice and their essential oil was used for a wide
array of ailment that include arthritis, rheumatism, sprains, muscular aches,
pains, sore throats, cramps, indigestion, vomiting, hypertension, dementia,
fever, infectious diseases, etc...In this study, we compared the essential oil
compounds of two ginger plants: Zingiber officinale Rosce. and Zingiber sp. (a
wild vietnamese ginger) by the GC-MS method.
Objectives:
Identify and compare morphological
characteristic of two plants of the genus Zingiber and components of the two
essetial oils by GC-MS technique.
Materials:
Ginger trees of about 6 months years old were collected at B́nh Phước
in April 2009.
Experimental
methods: Observe and
describe morphological characteristics, microscopic structure of leaves,
rhizomes, roots by blue iodine and red carmin method. Preliminary determine the
phytochemical components of two ginger species. Oil analysis by GC-MS, System
GCHR - MS, GC 6890N, MS AUTOSPECPREMIER P700, Micromass. Column Chromatography
HP5MS 30 m x 250 mm x 0.25 mm. Software: NIST
Mass spectral search program for the NIST / EPA / NIH mass spectral Library
version 2.0d, 2005.
Results:
The essential oil of wild ginger has a
higher concentration of oil at 0.47% compared to Zingiber officinale at 0.19%.
This difference is quite appropriate to microscopic structure of their
rhizomes, Zingiber sp. has many eliminate cells more than Zingiber officinale. Besides
of essential oils, alkaloids, tannins, organic acids and reduced substances in
both of ginger studied, Zingiber sp. contains coumarinic compounds. The main
component of essential oil were Camphene, Cineol, a-Citral, b-Citral, a-pinene, b-Myrcene, Linnalol, Terpinene-8-ol, a-Curcumene,
Zingiberene, a-Farnesene, b-Sesquiphellandrene given both two gingers,
the contents of camphene, Cineol, a-Citral,
-Citral in Zingiber sp. are higher than in Zingiber officinale Rosce. Citronellal,
b-Eudesmol, b-Bisabolene are only present in Zingiber sp.
which content being more than 1%. Verbenone (0.30%), Thujopsene (0.33%) have
not been identified before in other investigations of genus Zingiber. Other
compounds which are supposed to be of importance for the characteristic
pharmacology of ginger were all present.
Keywords:
Zingiber,
Zingiberaceae, essential oil, GC-MS
ĐẶT VẤN ĐỀ
Ở
nước ta, Đông y gọi củ Gừng là sinh
khương, là một vị thuốc quư được sử
dụng trong dân gian từ xưa đến nay, dùng trong nhà
bếp th́ được coi là một thứ gia vị. Gừng
rất dễ trồng, gia đ́nh nào cũng sử dụng,
có thể pḥng và chữa các bệnh thông thường, đồng
thời là nguyên liệu chủ yếu dùng trong công nghiệp
chưng cất
tinh dầu.
Qua các công tŕnh
nghiên cứu, Gừng thực sự có những tác dụng
như: giảm bớt lượng cholesterol trong cơ thể,
giảm bớt sự mệt mỏi và mọi sự quá tải
của tim, giảm đau, kháng viêm, chống ho, chống say
sóng và các chứng chóng mặt. Gừng khô có thể pḥng và
chữa khỏi chứng kiết lỵ, hen suyễn khi trời
trở lạnh. Tinh dầu Gừng có tác dụng giảm
đau, kháng viêm, chống co thắt, sát trùng và giải độc
(4) Theo quyết định của Bộ trưởng Bộ nông nghiệp và Phát
triển nông thôn. Gừng cũng là một loại thực
vật quư hiếm cần được bảo vệ và
phát triển ở Việt nam.
Với nhiều tác dụng quư của Gừng và v́ có nhiều
thực vật tên gọi là Gừng. Chúng tôi thực hiện
đề tài: “So sánh thành phần tinh dầu của Gừng
dại và Gừng trâu thuộc chi Zingiber họ Gừng
(Zingiberaceae) bằng phương pháp
GC-MS ”.
ĐỐI TƯỢNG -
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đối tượng
nghiên cứu
Cây Gừng trâu và cây Gừng dại 6 tháng tuổi,
thu hái tại B́nh Phước vào tháng 4 năm 2009.
Trang thiết bị
Hệ thống GCHR – MS, GC 6890N, MS AUTOSPECPREMIER P700,
Micromass. Cột sắc kí HP5MS 30 m x 250 mm
x 0,25 mm. Phần mềm NIST Mass
spectral search program for the NIST/EPA/NIH mass spectral Library version
2.0d, 2005.
Phương pháp
nghiên cứu
Khảo sát sơ bộ
thành phần hóa thực vật thân rễ gừng
Tiến hành theo phương
pháp phân tích sơ bộ thành phần hóa thực vật của
trường Đại học Dược khoa Rumani kết
hợp với giáo tŕnh thực tập dược liệu
của khoa Dược trường Đại học Y
Dược thành phố Hồ Chí Minh.
Chiết xuất tinh dầu: Phương pháp cất lôi cuốn
tinh dầu theo hơi nước.
Phân tích tinh dầu:
Phương
pháp sắc kí khí ghép khối phổ.
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
Thành phần hóa thực
vật thân rễ Gừng
Bảng 1: Kết
quả sơ bộ thành phần hóa thực vật thân rễ
của 2 cây gừng.
|
STT
|
Hợp chất
|
Tên phản ứng / Thuốc
thử
|
Gừng trâu
|
Gừng dại
|
|
1
|
Tinh dầu
|
Bốc hơi đến
cắn
|
+
|
+
|
|
2
|
Alkaloid
|
TT chung Alkaloid
|
+
|
+
|
|
3
|
Coumarin
|
Đóng mở ṿng
lacton
|
+
|
+
|
|
TT diazo
|
-
|
+
|
|
Phát quang trong kiềm
|
-
|
-
|
|
4
|
Antraglycosid
|
NaOH 10%
|
-
|
-
|
|
5
|
Flavonoid
|
Mg/ HCl đđ
|
-
|
-
|
|
6
|
Glycosid tim
|
TT ṿng lacton
|
-
|
-
|
|
7
|
Tanin
|
dd FeCl3
|
+
|
+
|
|
dd gelatin muối
|
+
|
+
|
|
8
|
Saponin
|
Bọt bền
|
-
|
-
|
|
9
|
Acid hữu cơ
|
Na2CO3
|
+
|
+
|
|
10
|
Chất
khử
|
Fehling
|
+
|
-
|
Ghi chú: (-) không có (+)
có
Trong thân rễ Gừng Trâu và
Gừng dại đều có tinh dầu, alkaloid, tanin, acid hữu
cơ và chất khử. Nhưng trong thân rễ Gừng dại
có thêm coumarin.
Chiết xuất
tinh dầu:
Thân rễ Gừng
tươi được xắt thành lát mỏng, xắt sợi
nhỏ, chiết xuất tinh dầu theo phương pháp cất
lôi cuốn theo hơi nước.
Bảng
2: Kết quả hiệu suất chiết tinh dầu
Gừng trâu và gừng dại
|
Loại gừng
|
Hiệu suất chiết xuất tinh dầu
tính trên nguyên liệu tươi
|
|
Gừng trâu
|
0,19 %
|
|
Gừng dại
|
0,47 %
|
Tinh dầu Gừng dại có
hàm lượng tinh dầu cao hơn (a=0,05): hiệu suất
chiết tính trên củ tươi của Gừng dại là
0,47%, Gừng trâu là 0,19%. Điều này khá phù hợp khi so
sánh đặc điểm vi phẫu, th́ thân rễ Gừng
dại có nhiều tế bào tiết hơn thân rễ Gừng
trâu.
|
H́nh.1:
Tế bào tiết (màu vàng) ở thân rễ gừng trâu
|
|
H́nh 2: Tế
bào tiết (màu vàng) ở thân rễ gừng dại
|
Khảo sát thành phần
tinh dầu bằng phương pháp GC - MS
Khảo sát các chương tŕnh nhiệt khác nhau
Chuẩn bị mẫu: Tinh dầu được
pha loăng 10 lần với dung môi n-hexan
Khai triển sắc
kí:
- Khí mang Helium,
tốc độ ḍng 0,8ml/phút, nhiệt độ buồng
tiêm mẫu 300oC, thể tích tiêm mẫu 10%, chế
độ tiêm mẫu chia ḍng, tỳ lệ chia ḍng 20, thời
gian triển khai sắc kí : 60 phút.
- Khảo sát
các chương tŕnh nhiệt khác nhau để có được
sắc kí đồ có nhiều đỉnh nhất và các
đỉnh tách nhau rơ và chương tŕnh nhiệt được
chọn là: Nhiệt độ ban đầu 600C,
tăng 20C/phút đến 100 0C, tăng 5 0C/phút
đến 2500C, giữ trong
5 phút.
Kết quả
H́nh 3: Sắc
kí đồ triển khai sắc kí GC-MS tinh dầu Gừng
trâu (trên) và Gừng dại (dưới)
Dựa vào sắc
kí đồ nhận thấy thành phần trong tinh dầu Gừng
dại đặc biệt không có nhóm hợp chất có thời
gian lưu khoảng 29-33 phút.
Bảng 3: Kết quả
triển khai sắc kí GC-MS tinh dầu gừng trâu và gừng
dại
|
STT
|
Nhóm hợp chất
|
% diện tích
peak
|
|
STT
|
Nhóm hợp chất
|
% diện tích
peak
|
|
Gừng trâu
|
Gừng dại
|
|
|
|
Gừng trâu
|
Gừng dại
|
|
1
|
2-heptanol
|
0,06
|
-
|
|
44
|
d-Elemen
|
0,11
|
0,16
|
|
2
|
Nonan
|
0,63
|
-
|
|
45
|
Citronellol acetat
|
0,28
|
-
|
|
3
|
Tricyclen
|
0,16
|
0,23
|
|
46
|
Longifolen
|
0,49
|
-
|
|
4
|
a-pinen
|
2,78
|
2,98
|
|
47
|
Copaen
|
0,69
|
0,08
|
|
5
|
Camphen
|
8,04
|
11,48
|
|
48
|
Geraniol acetat
|
0,50
|
-
|
|
6
|
2-Ethenyltretrahydro-2,6,6-trimethyl-2H-pyran
|
0,10
|
-
|
|
49
|
b-Elemen
|
0,79
|
-
|
|
7
|
b- Phellandren
|
-
|
0,12
|
|
50
|
Farnesyl aceton
|
0,11
|
-
|
|
8
|
b-Pinen
|
0,60
|
0,63
|
|
51
|
t-Elemen
|
0,12
|
-
|
|
9
|
6-Methyl-5-hepten-2-on
|
2,09
|
0,70
|
|
52
|
b-Sinensal
|
0,09
|
-
|
|
10
|
b-Myrcen
|
2,58
|
1,62
|
|
53
|
a-Gurjunen
|
0,13
|
-
|
|
11
|
a-Phellandren
|
0,46
|
0,49
|
|
54
|
Caryophyllen
|
-
|
0,16
|
|
12
|
Ocimen
|
0,03
|
-
|
|
55
|
isoCaryophyllen
|
0,68
|
-
|
|
13
|
Cymen
|
1,18
|
-
|
|
56
|
a-Selinen
|
0,78
|
-
|
|
14
|
Cineol
|
15,94
|
20,63
|
|
57
|
Germacren D
|
-
|
0,39
|
|
15
|
2-Heptanol, acetat
|
0,07
|
-
|
|
58
|
a-Amorphen
|
0,17
|
-
|
|
16
|
t-Terpinen
|
0,10
|
-
|
|
59
|
a-Curcumen
|
6,56
|
1,54
|
|
17
|
2-Octanal
|
-
|
0,21
|
|
60
|
Zingiberen
|
7,75
|
5,26
|
|
18
|
Terpinolen
|
0,41
|
0,32
|
|
61
|
a-Farnesen
|
6,09
|
1,41
|
|
19
|
a-p-Dimethyl styren
|
0,24
|
-
|
|
62
|
b-Bisabolen
|
-
|
1,00
|
|
20
|
2-Dodecanon
|
0,50
|
-
|
|
63
|
b-Cadinen
|
0,78
|
0,16
|
|
21
|
Verbenon
|
-
|
0,30
|
|
64
|
b-Sesquiphellandren
|
3,81
|
2,12
|
|
22
|
Perillen
|
0,21
|
-
|
|
65
|
b-Guaien
|
0,06
|
-
|
|
23
|
Linnalol
|
2,15
|
2,19
|
|
66
|
b-Lonon
|
0,16
|
0,19
|
|
24
|
Borneol
|
0,08
|
-
|
|
67
|
Elemol
|
0,20
|
0,35
|
|
25
|
2-Ethenyl-1,1-dimethyl-3-methylen-cyclohexan
|
0,14
|
-
|
|
68
|
Thujopsen
|
-
|
0,33
|
|
26
|
Trans-2- pinanol
|
-
|
0,16
|
|
69
|
t-Gurjunen
|
0,24
|
-
|
|
27
|
Camphor
|
0,23
|
0,45
|
|
70
|
Nerolidol
|
0,33
|
0,56
|
|
28
|
9-Heptadecanon
|
0,12
|
-
|
|
71
|
8-Cedren-13-ol
|
0,03
|
-
|
|
29
|
Citronellal
|
-
|
1,02
|
|
72
|
Eudesmol
|
0,48
|
-
|
|
30
|
Limonen oxid
|
-
|
0,40
|
|
73
|
a-Bosabolol
|
0,07
|
0,37
|
|
31
|
b-Phellandren-8-ol
|
0,42
|
-
|
|
74
|
a-Cedren
|
0,16
|
0,51
|
|
32
|
Borneol
|
-
|
0,74
|
|
75
|
Valencen
|
-
|
0,22
|
|
33
|
Terpinen-4-ol
|
0,35
|
0,39
|
|
76
|
Leden oxid
|
-
|
0,82
|
|
34
|
Ciscarveol
|
-
|
0,65
|
|
77
|
b-Eudesmol
|
-
|
0,98
|
|
35
|
Crypton
|
0,45
|
-
|
|
78
|
Cubenol
|
-
|
0,09
|
|
36
|
p-Cymen-8-ol
|
0,74
|
-
|
|
79
|
Nerolidyl acetat
|
-
|
0,15
|
|
37
|
Myrtenal
|
-
|
0,13
|
|
80
|
4-(1,5-Dimethyl-hex-4-enyl)cyclohex-2-enon
|
0,23
|
-
|
|
38
|
Terpinen-8-ol
|
2,75
|
2,40
|
|
81
|
Farnesol
|
0,15
|
-
|
|
39
|
b-Citral
|
8,77
|
14,43
|
|
82
|
Nuciferol
|
-
|
0,08
|
|
40
|
Hexadececenoic acid
|
-
|
0,11
|
|
83
|
Farnesal
|
-
|
0,12
|
|
41
|
a-Citral
|
14,12
|
19,86
|
|
84
|
Sesquirosefuran
|
0,03
|
|
|
42
|
Borneol acetat
|
0,25
|
-
|
|
85
|
a-Bergamoten
|
|
0,16
|
|
43
|
2-Undecanon
|
0,68
|
0,15
|
|
86
|
Caryophyllen oxid
|
0,06
|
|
Trong thành phần 2 loại tinh dầu có 28 chất
giống nhau. Các thành phần có tỷ lệ chiếm trên 1%
ở Gừng trâu là là 14/65 hợp chất (hàm lượng
chiếm 84,61%), ở gừng dại là 14/50 hợp chất
(hàm lượng chiếm 88,64%).
Tinh dầu Gừng dại có 3 hợp chất chính
Citronellal (hàm lượng 1,02%), b-Eudesmol (hàm lượng
0,98%) và b-Bisabolen
(hàm lượng 1%) không có trong tinh dầu Gừng trâu.
Verbenon (hàm lượng 0,30%), Thujopsen (hàm lượng 0.33%)
là hợp chất chưa thấy được báo cáo trong
các nghiên cứu các cây thuộc chi zingiber trước đây.
Bảng 4:
Các hợp chất đều xuất hiện trong thành phần
tinh dầu Gừng trâu và gừng dại với tỷ lệ
lớn hơn 1%
|
STT
|
Nhóm hợp chất
|
% diện tích peak
|
|
STT
|
Nhóm hợp chất
|
% diện tích peak
|
|
Gừng trâu
|
Gừng dại
|
|
|
|
Gừng trâu
|
Gừng dại
|
|
1
|
a-pinen
|
2,78
|
2,98
|
|
7
|
b-Citral
|
8,77
|
14,43
|
|
2
|
Camphen
|
8,04
|
11,48
|
|
8
|
a-Citral
|
14,12
|
19,86
|
|
3
|
b-Myrcen
|
2,58
|
1,62
|
|
9
|
a-Curcumen  
|
6,56
|
1,54
|
|
4
|
Cineol
|
15,94
|
20,63
|
|
10
|
Zingiberen
|
7,75
|
5,26
|
|
5
|
Linnalol
|
2,15
|
2,19
|
|
11
|
a-Farnesen
|
6,09
|
1,41
|
|
6
|
Terpinen-8-ol
|
2,75
|
2,40
|
|
12
|
b-Sesquiphellandren
|
3,81
|
2,12
|
Các hợp chất trên đều có hoạt
tính sinh học cao như camphen có hoạt tính chống oxy
hóa, cineol, citral, b-Myrcen, Linnalol, Citronellal,
có tính kháng khuẩn, a-pinen, a-Curcumen, Zingiberen, b-Sesquiphellandren
có tính kháng virus, kháng ung thư... (6)
Trong thành phần tinh dầu Gừng dại có
các hợp chất như b-Eudesmol, b-Bisabolen
là những chất có hoạt tính kháng virus, kháng ung thư,
điều này mở ra một hướng mới cho việc
tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về Gừng dại
và ứng dụng của nó trong việc làm thuốc chữa
bệnh mà trong tinh dầu Gừng trâu không có.
KẾT LUẬN
Về mặt thành phần hóa thực vật,
trong thân rễ Gừng trâu và thân rễ Gừng dại có
thành phần tương tự nhau: tinh dầu, alkaloid,
tanin, acid hữu cơ và chất khử, tuy nhiên trong thân rễ
Gừng dại có thêm coumarin.
Về thành phần hóa học của tinh dầu:
Tinh dầu trong thân rễ Gừng dại có hàm lượng
cao hơn trong thân rễ Gừng trâu. Hàm lượng các hợp
chất chính trong tinh dầu Gừng dại là Camphen,
Cineol, a-Citral, b-Citral
cao hơn so với tinh dầu Gừng trâu; các hợp chất
chính khác như a-pinen,
b-Myrcen,
Linnalol, Terpinen-8-ol, a-Curcumen, Zingiberen, a-Farnesen, b-Sesquiphellandren có hàm
lượng tương tự. Tinh dầu gừng dại
có 3 hợp chất chính Citronellal (hàm lượng 1,02%), b-Eudesmol
(hàm lượng 0,98%) và b-Bisabolen (hàm lượng
1%) không có trong tinh dầu Gừng trâu. Verbenon (hàm lượng
0,30%), Thujopsen (hàm lượng 0,33%) là hợp chất
chưa thấy được báo cáo trong các nghiên cứu
các cây thuộc chi zingiber
trước đây.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.
Badreldin H. A. , Blunden G., Tanira Musbah O.,
Abderrahim Nemmar, (2008), Some phytochemical, pharmacological and
toxicological properties of ginger (Zingiber officinale Roscoe): A review of
recent research, Food and Chemical Toxicology, 46, pp. 409–420
2.
Bộ Y Tế, (2008), Dược
điển Việt Nam
III, NXB Y học,
trang 368.
3.
Duke J. A., Bogenschutz-Godwin J. M., JuduCellier,
Duke P. A. K., (2003), CRC handbook of Medicinal Spices, pp. Z, CRC Press.
4.
Đỗ Tất Lợi, Những
cây thuốc và vị thuốc Việt Nam, NXB Y Học,
1999 trang 366, 211, 368
5.
Ravindran P. N. and Nirmal B. K., (2005), Ginger
- The Genus Zingiber, Medicinal and Aromatic Plants — Industrial Profiles, p. 87-181, Volum 41, CRC Press