Tổng quan về tinh dầu các loài thuộc chi zingiber mill , họ gừng zingiberaceae

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.53 MB, 96 trang )

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ GIANG

TỔNG QUAN VỀ TINH DẦU CÁC LOÀI
THUỘC CHI ZINGIBER MILL.,
HỌ GỪNG ZINGIBERACEAE

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI - 2015

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ GIANG

TỔNG QUAN VỀ TINH DẦU CÁC LOÀI
THUỘC CHI ZINGIBER MILL.,
HỌ GỪNG ZINGIBERACEAE

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI - 2015
Người hướng dẫn:
1. TS. Nguyễn Quỳnh Chi
2. ThS. Lê Thanh Bình
Nơi thực hiện:
Bộ môn Dược liệu

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, tôi xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới
TS. Nguyễn Quỳnh Chi và ThS. Lê Thanh Bình, Bộ môn Dược liệu –
Trường Đại học Dược Hà Nội, dù bận rất nhiều công việc nhưng đã tận tình
hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện và động viên tôi trong suốt quá trình thực
hiện và hoàn thành khoá luận tốt nghiệp này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trường Đại học Dược nói chung
và các thầy cô Bộ môn Dược liệu nói riêng đã tạo mọi điều kiện học tập cho
tôi trong 5 năm vừa qua.
Gửi lời cảm ơn đến các bạn của tôi, những người đã đồng hành, khích lệ
và giúp đỡ cho tôi trong quá trình làm đề tài này.

Cuối cùng, khoá luận tốt nghiệp sẽ không thể hoàn thành nếu thiếu sự
động viên, giúp đỡ của gia đình. Lời cảm ơn đặc biệt tôi xin gửi đến ba mẹ và
chị gái tôi, những người luôn ở bên giúp tôi vượt qua những lúc khó khăn
nhất, nuôi dưỡng và che chở cho tôi trong suốt chặng đường đã qua.

Hà Nội, ngày 05 tháng 5 năm 2015
Sinh viên

Nguyễn Thị Giang

MỤC LỤC
DANH MỤC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
ĐẶT VẤN ĐỀ 1
CHƯƠNG 1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2
1.1. Đối tượng nghiên cứu 2
1.2. Phương pháp nghiên cứu 2
1.2.1. Thu thập tài liệu 2
1.2.2. Tổng hợp dữ liệu 2
CHƯƠNG 2. ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT CHI ZINGIBER MILL. 4
2.1. Vị trí phân loại chi Zingiber Mill. 4
2.2. Đặc điểm thực vật và phân bố của chi Zingiber Mill. 4
2.2.1. Đặc điểm thực vật 4
2.2.2. Phân bố 6
CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT VÀ THÀNH PHẦN
TINH DẦU CÁC LOÀI THUỘC CHI ZINGIBER MILL. 10
3.1. Các phương pháp chiết xuất tinh dầu 10

3.1.1. Phương pháp cất kéo hơi nước 10
3.1.2. Phương pháp cất kéo hơi nước có hỗ trợ của vi sóng 14
3.1.3. Phương pháp chiết CO
2
lỏng siêu tới hạn 16
3.1.4. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất tinh dầu 18
3.2. Các phương pháp phân tích tinh dầu, thành phần tinh dầu và các yếu tố
ảnh hưởng đến thành phần tinh dầu 21
3.2.1. Các phương pháp phân tích tinh dầu 21

3.2.1.1. Phương pháp sắc ký lớp mỏng 22
3.2.1.2. Phương pháp sắc ký khí 22
3.2.2. Thành phần tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill. và các yếu
tố ảnh hưởng đến thành phần tinh dầu 24
3.2.2.1. Thành phần tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill. 24
3.2.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần tinh dầu 39
CHƯƠNG 4. TÁC DỤNG SINH HỌC VÀ ỨNG DỤNG CỦA
TINH DẦU CÁC LOÀI THUỘC CHI ZINGIBER MILL. 50
4.1. Tác dụng sinh học 50
4.1.1. Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm 50
4.1.2. Tác dụng diệt và xua đuổi côn trùng 53
4.1.3. Tác dụng chống oxy hoá 53
4.1.4. Tác dụng chống viêm 54
4.1.5. Tác dụng giảm đau 55
4.1.6. Tác dụng gây độc tế bào 55
4.1.7. Một số tác dụng sinh học khác 56
4.2. Ứng dụng của tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill. 58
4.2.1. Ứng dụng trong Y học 58
4.2.2. Ứng dụng trong kỹ nghệ hương liệu, hoá mỹ phẩm 59
4.2.3. Ứng dụng trong kỹ nghệ thực phẩm 59

CHƯƠNG 5. BÀN LUẬN 61
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT …………………………………………… 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

DANH MỤC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Từ viết tắt
Tiếng việt
CTCT
Công thức cấu tạo
GC
Sắc kí khí
IC
50

Nồng độ ức chế trung bình
ID
50

Liều ức chế trung bình
LC
50

Nồng độ gây chết trung bình
LC
90
Nồng độ gây chết 90% đối tượng thí nghiệm
LD
50

Liều gây chết trung bình
MIC
Nồng độ ức chế tối thiểu
MS
Khối phổ
tt/kl
Thể tích/khối lượng
kl/kl
Khối lượng/khối lượng
TLTK
Tài liệu tham khảo

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng
Tên bảng
Trang
2.1
Các loài thuộc chi Zingiber Mill. ở Việt Nam
7
3.1
Hàm lượng tinh dầu thu được từ một số loài thuộc chi
Zingiber Mill. sử dụng phương pháp cất kéo hơi nước
11
3.2
Hàm lượng tinh dầu thân rễ khô của loài Z. corallinum
Hance sử dụng phương pháp chiết CO
2
lỏng siêu tới hạn
17

3.3
Một số cột mao quản trong phân tích tinh dầu
chi Zingiber Mill.
23
3.4
Thành phần các hợp chất aliphatic có trong tinh dầu một số
loài thuộc chi Zingiber Mill.
25
3.5
Thành phần các hợp chất monoterpen có trong tinh dầu một
số loài thuộc chi Zingiber Mill.
26
3.6
Thành phần các hợp chất sesquiterpen có trong tinh dầu
một số loài thuộc chi Zingiber Mill.
32
3.7
Thành phần các hợp chất có nhân thơm trong tinh dầu một
số loài thuộc chi Zingiber Mill.
37
3.8
Một số thành phần chính có trong tinh dầu thân rễ loài
Z. officinale Rosc. ở một số khu vực địa lý khác nhau
40
3.9
Một số thành phần chính có trong tinh dầu thân rễ loài
Z. zerumbet Smith ở một số khu vực địa lý khác nhau
43
3.10
Một số thành phần chính có trong tinh dầu thân rễ loài

Z. cassumunar Roxb. ở một số khu vực địa lý khác nhau
44
3.11
Một số thành phần chính trong tinh dầu cất từ các bộ phận
khác nhau của loài Z. roseum Rosc.
47

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình
Tên hình
Trang
3.1
Thiết bị cất kéo hơi nước có hỗ trợ vi sóng
15
3.2
Hàm lượng tinh dầu thu được từ thân rễ loài Z. officinale
Rosc. theo thời gian chiết xuất
19
3.3
Hàm lượng tinh dầu thân rễ loài Z. officinale Rosc. theo mức
công suất lò vi sóng khác nhau
20
3.4
Hàm lượng tinh dầu thân rễ loài Z. officinale Rosc. thu được
với các tỷ lệ nước/dược liệu khác nhau với công suất 250W
21
5.1
CTCT một số thành phần chính trong tinh dầu các loài thuộc

chi Zingiber Mill.
64

1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Từ hàng ngàn năm trước đây, con người đã biết khai thác và sử dụng
tinh dầu để làm thuốc, chất thơm, gia vị, đáp ứng các nhu cầu trong cuộc
sống. Ngày nay, với sự phát triển nhanh chóng của Khoa học – Công nghệ,
kinh tế và đời sống xã hội, con người đã áp dụng các công nghệ hiện đại để
phát triển khai thác, chế biến, sử dụng tinh dầu với hiệu quả tối ưu trong các
lĩnh vực chế biến thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm…Tinh dầu đã và đang trở
thành nguồn nguyên liệu không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp, sản
phẩm của tinh dầu cũng ngày càng đa dạng, hoàn thiện trên nhiều lĩnh vực.
Chi Zingiber Mill. là một chi điển hình trong họ Gừng, là nguồn dược
liệu chứa tinh dầu đáng kể. Tinh dầu của một số đại diện như Z. officinale
Rosc., Z. cassumunar Roxb. hay Z. zerumbet (L.) Smith từ lâu đã được biết
đến với công dụng làm dịu tinh thần, chống suy nhược, sử dụng trong viêm
khớp, đau nhức cơ Ngoài ra, một số hợp chất được phân lập từ tinh dầu các
loài thuộc chi Zingiber Mill. được nghiên cứu cho thấy có hoạt tính kháng vi
sinh vật, chống viêm, gây độc tế bào…[16], [24], [117]. Với hơn 150 loài, chi
Zingiber Mill. đang được nghiên cứu trên nhiều loài khác nhau về thành phần
tinh dầu và hoạt tính sinh học của thành phần này. Tuy nhiên, các nghiên cứu
này mới chỉ được báo cáo đơn lẻ.
Vì vậy, để có cái nhìn đầy đủ và khái quát hơn về tinh dầu các loài
thuộc chi Zingiber Mill., đề tài “ Tổng quan về tinh dầu các loài thuộc chi
Zingiber Mill., họ Gừng (Zingiberaceae)” được tiến hành với những mục
tiêu sau:
1. Tổng quan về phương pháp chiết xuất và thành phần tinh dầu các
loài thuộc chi Zingiber Mill.

2. Tổng quan về tác dụng sinh học và ứng dụng của tinh dầu các loài
thuộc chi Zingiber Mill.
2

CHƯƠNG 1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.1. Đối tượng nghiên cứu
- Các bài báo, các công trình nghiên cứu về tinh dầu các loài thuộc chi
Zingiber Mill., họ Gừng (Zingiberaceae).
1.2. Phương pháp nghiên cứu
1.2.1. Thu thập tài liệu
Các tài liệu chuyên ngành có nguồn gốc trong và ngoài nước liên quan
đến các loài thuộc chi Zingiber Mill., thành phần tinh dầu và hoạt tính sinh
học cũng như ứng dụng của tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber Mill
Tra cứu nguồn tài liệu qua Internet, thư viện Trường Đại học Dược Hà
Nội, thư viện Quốc Gia Việt Nam.
Tham khảo các nguồn tài liệu:
- Tạp chí chuyên ngành trong nước: Tạp chí Dược học, Tạp chí Dược
liệu, Tạp chí Khoa học.
- Tài liệu nước ngoài trên cơ sở dữ liệu : Pubmed.
Sử dụng các từ khoá tìm kiếm: “Zingiber”, “essential oils”,
“volatile”, “ginger oil”, “plai oil”, tên riêng của loài và kết hợp các
toán tử OR, AND để tìm ra bài viết.
- Sách, luận văn, luận án, khoá luận tốt nghiệp có liên quan.
1.2.2. Tổng hợp dữ liệu
Sau khi đọc, phân tích, các dữ liệu được tập hợp với các nội dung sau:
- Vị trí phân loại, đặc điểm thực vật và phân bố của các loài thuộc chi
Zingiber Mill.
- Các phương pháp chiết xuất tinh dầu đã được áp dụng trong nghiên
cứu về các loài thuộc chi Zingiber Mill., từ đó rút ra được các yếu tố ảnh

hưởng đến hiệu suất cũng như chất lượng tinh dầu.
3

- Qua các nghiên cứu đơn lẻ về tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber
Mill. hệ thống lại các phương pháp phân tích tinh dầu, các thành phần chính,
đặc trưng của tinh dầu các loài này cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến thành
phần tinh dầu.
- Tổng kết được tác dụng sinh học, ứng dụng của tinh dầu các loài
thuộc chi Zingiber Mill. đã được nghiên cứu.

4

CHƯƠNG 2. ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT CHI ZINGIBER MILL.
2.1. Vị trí phân loại chi Zingiber Mill.
Theo hệ thống phân loại thực vật của Takhtajan (1987) [4], chi Zingiber
Mill. có vị trí phân loại như sau:
Giới thực vật – Plantae
Ngành Ngọc Lan – Magnoliophyta
Lớp Hành – Liliopsida
Phân lớp Hành – Liliidae
Liên bộ Gừng – Zingiberanae
Bộ Gừng – Zingiberales
Họ Gừng – Zingiberaceae
Chi Gừng– Zingiber
2.2. Đặc điểm thực vật và phân bố của chi Zingiber Mill.
2.2.1. Đặc điểm thực vật
Cây thuộc chi Gừng là cây thân thảo yếu, thân rễ chia nhánh, nằm ngang
mặt đất. Lá thuôn dài, hình mũi mác, mọc cao vừa phải, mỏng, không cuống
hoặc cuống rất ngắn. Cụm hoa hình nón, phát sinh từ thân rễ trên một trục
nhẵn có vẩy, không có lá. Lá bắc xếp đè lên nhau chặt chẽ, khá lớn, thường là

màu sắc rực rỡ, màu đỏ hoặc màu vàng. Hoa mọc ở mỗi trục của các lá bắc,
mỏng manh, ngắn. Lá bắc con ở mỗi hoa, đối diện với lá bắc, mỏng và hẹp
hơn lá bắc. Đài hoa mỏng, hình ống. Tràng có 3 thùy thuôn dài, thuỳ lưng
thường rộng hơn các thùy bên. Bao phấn khá dài, hẹp, có hình ống, tận cùng
bởi một phần phụ, dài bằng chiều dài các ngăn chứa vòi nhụy, bao lấy vòi
nhụy. Nhị lép, gắn liền với cánh môi, tạo thành hai thùy bên, có màu sắc khác
nhau. Cánh môi hình trứng hay hình thuẫn. Noãn có 3 ngăn. Quả nang hay
nạc, không mở. Hạt màu đen hoặc nâu đen, được bao phủ bởi một lớp áo hạt
mỏng, màu trắng [6], [88], [108], [115].
5

Nguyễn Quốc Bình xây dựng khoá định loại các loài thuộc chi Zingiber
Mill. ở Việt Nam [3] như sau:
1A. Cụm hoa trên ngọn thân có lá
2A. Lá có lông màu trắng 2 mặt; bẹ lá có lông trắng; bao phấn dài
bằng phần phụ trung đới kéo dài ……………………… 1. Z. pellitum
2B. Lá có lông hung đỏ ở gốc và mép lá, mặt trên nhẵn; bẹ lá có lông
màu hung; bao phấn dài hơn phần phụ trung đới kéo dài
………………………………………………… 2. Z. rufopilosum
1B. Cụm hoa mọc từ thân rễ
3A. Phiến lá nhẵn cả 2 mặt
4A. Lá có 1 (-2); cuống lá dài 15-22 cm ……… 3. Z. monophyllum
4B. Lá nhiều hơn 2; cuống lá (nếu có), dài không quá 1 cm
5A. Lưỡi lá dài 1,8-2 cm; cuống cụm hoa dài 3-5cm
…… …………………………………………….….4. Z. collinisii
5B. Lưỡi lá dài 0,2-1,2 cm; cuống cụm hoa dài 8-30 cm
6A. Cuống lá dài 4-6 mm; lá bắc dài bằng các lá bắc con
……………… ………………………………… 5. Z. officinale
6B. Cuống lá không có; lá bắc và lá bắc con không bằng nhau
7A. Đài hoa dạng ống dài, dài 1-1,2 cm, xẻ xiên, trên không

răng; bầu nhẵn……………………………… 6.Z. eberhardtii
7B. Đài hoa dạng ống, dài 2,5-2,8 cm, không xẻ xiên, trên chia
3 răng tròn; bầu rậm lông……………………….7. Z. laoticum
3B. Phiến lá ít nhất có lông ở gần mặt dưới
8A. Phiến lá dạng dài, chiều dài gấp 10-16 lần chiều rộng
…………………………………………………… 8. Z. gramineum
8B. Phiến lá hình mũi mác hay trái xoan hẹp hay bầu dục dài, chiều
dài gấp 4-6 lần chiều rộng
6

9A. Cánh môi màu trắng hay vàng nhạt
10A. Lá bắc màu tím đen hay xanh lục phía trên…….9. Z. mioga
10B. Lá bắc màu xanh, đỏ hay nâu đỏ
11A. Cuống lá dài 0,2-1 cm; lưỡi lá dài 1-2 mm
………………………………………… ….10. Z. montanum
11B. Lá không cuống; lưỡi lá dài 0,8-2,5 cm …11. Z. zerumbet
9B. Cánh môi có đốm hay sọc màu nâu đỏ hay tím
12A. Cây cao 30-40 cm; ống tràng dài 1,7-1,9 cm
…………………………………………….12. Z. cochinchinense
12B. Cây cao 1-3,5 cm; ống tràng dài 4,5-5 cm
13A. Cụm hoa hình thoi nhọn, dài 10-16 cm; đài hoa dạng
ống, màu vàng, dài đến 3,5 cm ………… 13. Z. acuminatum
13B. Cụm hoa hình trứng rộng, dài 5-6 cm; đài hoa dạng ống,
màu trắng trong, dài đến 1,2 cm ……………… 14. Z. rubens
2.2.2. Phân bố
Trên thế giới chi Zingiber Mill. có khoảng 156 loài, phân bố ở vùng nhiệt
đới châu Á, Australia và châu Á Thái Bình Dương từ Ấn Độ, Sri Lanka,
Bangladesh, Burma, Đông Dương tới Trung Quốc, Nhật Bản; qua Malaysia
tới Queensland. Đa số các loài tập trung chủ yếu ở phía nam Trung Quốc và
bán đảo Đông Dương [33], [89], [103], [109].

Ở châu Á, Chi Zingiber Mill. có chủ yếu ở Trung Quốc (42 loài), Ấn Độ
(18 loài) và khu vực Đông Nam Á [107], [109], [115]. Ở Đông Nam Á, một
số khu vực chi Zingiber Mill. tập trung với số lượng loài lớn như Thái Lan
(26 loài), Borneo (31 loài), Malaysia (19 loài) [29], [49], [68], [107].
Một số loài hay gặp nhất trong chi Zingiber Mill. ở Việt Nam là Z.
officinale Rosc. (Gừng), Z. zerumbet (L) J. E. Sm. (Gừng gió) và Z.
cassumunar Roxb. (Gừng tía, Gừng dại, Gừng núi). Trong đó, Z. officinale
7

Rosc. mọc hoang và được trồng ở khắp nơi để lấy củ làm gia vị và làm thuốc,
dùng trong nước và xuất khẩu. Các loài còn lại thuộc chi này phân bố chủ yếu
ở khu vực miền núi phía Bắc, Tây Nguyên và Đông Nam Bộ; cụ thể ở một số
tỉnh, thành như Lào Cai, Hòa Bình, Kon Tum, Đắk Lắk. Ngoài ra, có 4/14
loài được báo cáo có ở Cúc Phương, Ninh Bình. Theo 1 số TLTK và báo cáo
gần đây nhất của TS. Nguyễn Quốc Bình, chi Zingiber Mill. ở Việt Nam có
14 loài (bảng 2.1).
Bảng 2.1. Các loài thuộc chi Zingiber Mill. ở Việt Nam
STT
Tên khoa học
Tên Việt
Nam
Phân bố
TLTK
1
Z. officinale Rosc.
Gừng, khương
Mọc hoang và được
trồng ở khắp nơi trên
cả nước.
[3], [5],

[12],
[15]
2
Z. acuminatum Val.
Gừng nhọn
Phú Thọ (Thanh Sơn),
Hòa Bình (Mai Châu,
Đù Bắc).
[3]
3
Z. cochinchinensis
Gagnep.
Gừng Nam Bộ
Quảng Trị (Đắk
Krông), Kon Tum
(Kon Plông), Gia Lai
(KBang, Sơ Pai).
[3]
4
Z. eberhardtii
Gagnep.
Gừng
Eberhardt
Ninh Bình (Cúc
Phương), Kon Tum
(Đắk Glei, Sa Thầy),
Lâm Đồng ( Langbian,
Đà Lạt)
[3]
5

Z. gramineum
Noronha.
Gừng lúa,
Ngải trặc
An Giang (Châu Đốc),
Đồng Nai ( Biên Hòa),
Kon Tum (Đắk Glei)
[3], [5]
6
Z. monophyllum
Gagnep.
Gừng một lá
Hà Nội (Ba Vì), Ninh
Bình (Cúc Phương),
Kon Tum (Đắk Glei)
[3], [12]
8

7
Z. pellitum Gagnep.
Gừng bọc da
Ninh Bình (Cúc
Phương), Đắk Lắk
(Yok Đôn), Đồng Nai,
Bà Rịa – Vũng Tàu (Bà
Rịa, Núi Dinh)
[3], [10]
8
Z. montanum
(Koenig) Link ex

Dietr.
Syn: (Z. purpureum
Roscoe hoặc
Z. cassumunar
Roxb.)
Gừng tía,
Gừng dại,
Gừng núi,
Gừng đỏ
Lai Châu (Mường
Khương), Quảng Ninh
(Uông Bí), Hà Nội (Từ
Liêm), Nghệ An,
Quảng Nam (Nam
Giang).
[3], [5],
[15]
9
Z. rubens Roxb.
Gừng đỏ
Lào Cai (Văn Bản, Bát
Xát), Hà Giang (Vị
Xuyên), Tuyên Quang
(Nà Hang), Bắc Kạn
(chợ Đồn), Phú Thọ
(Hạ Hòa), Hòa Bình
(Mai Châu), Ninh Bình
(Cúc Phương), Thanh
Hóa ( Bá Thước), Kon
Tum (Đắk Glei)

[3]
10
Z. rufopilosum
Gagnep.
Gừng lông
hung
Phú Thọ (Xuân Sơn),
Tuyên Quang (Nà
Hang), Hòa Bình (Mộc
Châu), Hà Nội (Ba Vì),
Đắk Lắk
[3]
11
Z. zerumbet (L.)
Smith
Gừng gió,
Riềng gió,
Ngải xanh,
Ngải mặt trời,
Riềng dại
Mọc hoang và trồng ở
các tỉnh miền núi phía
Bắc và Trung Bộ. Từ
Lào Cai, Hà Giang,
Cao Bằng, Quảng
Ninh, Vĩnh Phúc vào
Kon Tum, Đắk Lắk,
Lâm Đồng
[3], [5],
[12],

[15]
9

12
Z. collinsii J. Mood
& I. Theilade
Gừng Collin
Quảng Nam (Nam
Giang), Kon Tum (Đắk
Glei), Đắc Lắk (Đray
Sup), Bình Thuận
(Tánh Linh)
[3]
13
Z. mioga (Thunb.)
Rosc.
Lu công
Lào Cai (Mường
Khương), Hà Giang
(Đồng Văn), Sơn La
(Thuận Châu)
[3]
14
Z. laoticum
Gagnep.
Gừng lào
Quảng Bình (Tuyên
Hóa), Quảng Nam
(Khâm Đức), Kon Tum
(Sa Thầy, Đắk Glei),

Gia Lai (KBang)
[3]

10

CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT VÀ THÀNH PHẦN
TINH DẦU CÁC LOÀI THUỘC CHI ZINGIBER MILL.
Các nghiên cứu về thành phần hóa học các loài thuộc chi Zingiber Mill.
cho thấy sự có mặt của 1 số nhóm chất như tinh dầu, nhựa dầu, chất béo, tinh
bột, chất cay, chất khoáng Trong đó, thành phần được nghiên cứu nhiều nhất
là tinh dầu. Bài tổng quan này tập trung trình bày về thành phần tinh dầu các
loài thuộc chi Zingiber Mill
3.1. Các phương pháp chiết xuất tinh dầu
Hiện nay, có rất nhiều phương pháp được sử dụng để chiết xuất tinh dầu.
Đối với các loài thuộc chi Zingiber Mill., các phương pháp được sử dụng bao
gồm: phương pháp cất kéo hơi nước, phương pháp cất kéo hơi nước có hỗ trợ
của vi sóng, phương pháp chiết bằng CO
2
lỏng siêu tới hạn.
3.1.1. Phương pháp cất kéo hơi nước
Cất kéo hơi nước là phương pháp phổ biến nhất trong chiết xuất tinh dầu
các loài thuộc chi Zingiber Mill Phương pháp này đã được sử dụng để cất
tinh dầu của 12 loài từ các bộ phận khác nhau, các mẫu thu hái ở những khu
vực khác nhau. Kết quả hàm lượng tinh dầu thu được cụ thể của từng loài
được thể hiện qua bảng 3.1.

11

Bảng 3.1. Hàm lượng tinh dầu thu được từ một số loài thuộc chi Zingiber

Mill. sử dụng phương pháp cất kéo hơi nước
Loài
Bộ phận
cất tinh
dầu
Nguồn gốc
Thời
gian
cất
Hàm lượng
tinh dầu
TLTK
Z. officinale
Rosc.

Thân rễ
tươi
Bê-nanh
3h
0,23%
[77]
Brazil
3h
0,22% (tt/kl)
[116]
Mauritius
5h
0,22%
[47]
Ai Cập

3h
0,96%
[42]
Guinea
3h
0,44% (kl/kl)
[111]
Trung Quốc
3h
0,22% (kl/kl)
[111]
Ấn Độ
3h
0,60% (tt/kl)
[75]
Việt Nam
3h
0,15% – 0,27%
(tt/kl)
[8]

Thân rễ
khô
Cu Ba
5h
1,1%
[78]
Ấn Độ
5h
1,5%

[95]
Sikkim
5h
1,8% – 3,8%
[66]
Nigeria
6h
2,4%
[73]
Brazil
3h
1,79% (kl/kl)
[64]
Việt Nam
3h
1,50% – 2,80%
(tt/kl)
[8]
Việt Nam

6h
2,1%
[112]
Lá tươi
Ấn Độ
3h
0,25% (tt/kl)
[75]

12

Z. zerumbet
(L.) Smith

Thân rễ
tươi
Malaysia

8 –
10h

1,22% (tt/kl)

[61]

Việt Nam
(Quảng
Bình)

0,35% (kl/kl)
[41]
Việt Nam
(Tam Đảo)

0,43% (kl/kl)
[7]
Thái Lan
8h

0,20%
[106]
Băng-la-đét
4h
1,10%
[26]
Ấn Độ,
Malaysia
4h
0,30% –
0,62% (tt/kl)
[22]
Ấn Độ

0,34% (tt/kl)
[102]
Thân rễ
khô
Việt Nam
(Hà Tĩnh)
3h
0,35% (tt/kl)
[36]
Việt Nam
(Đà Nẵng)

0,9% (tt/kl)
[18]
Lá tươi
Băng-la-đét

4h
0,0125%
[26]
Z. cassumunar
Roxb.
Thân rễ
tươi

Ấn Độ
6h
0,75%(kl/kl)
[28]
Băng-la-đét
4h
0,95%
[27]
Việt Nam

1,33% (tt/kl)
[1]
Thân rễ
khô
Malaysia
6h
0,3% (kl/kl)
[53]
Lá tươi
Băng-la-đét
4h
0,60%

[27]
Ấn Độ
5h
0,25%
[28]
13

Zingiber
moran
Thân rễ
khô
Đông Bắc
Ấn Độ
3 –
4h
6% (tt/kl)
[39]
Z. roseum
Rosc.
Thân rễ
tươi
Ấn Độ
8h
0,3% (tt/kl)
[82]
Hạt tươi
Ấn Độ
8h
1% (tt/kl)
[81]

Z. nimmonii
Dalzell
Thân rễ
tươi
Ấn Độ
4h
0,04% (tt/kl)
[91]
Z. rubens
Roxb.
Thân rễ
khô
Việt Nam
3h
0,40% (tt/kl)
[36]
Z. neesanum
Ramamoorthy
Thân rễ
tươi
Ấn Độ
6h
0,40% (tt/kl)
[90]
Z. wrayi var
halabala
Thân rễ
tươi
Thái Lan
4h

0,4% (kl/kl)

[31]
Thân rễ
khô
Thái Lan
4h
3,6% (kl/kl)
[31]
Z. corallinum
Hance
Thân rễ
khô
Trung Quốc
5h
6,89% (kl/kl)
[122]
Z. ottenssi
Valeton
Thân rễ
tươi
Thái Lan
5h
0,38%
[110]
Malaysia
8 -
10h
0,86% (tt/kl)
[61]

Z. spectabile
Griff.
Thân rễ
tươi
Malaysia
(Negeri
Sembilan)
4h
0,05% (kl/kl)
[99]
Malaysia
(Johor)
8h
0,02% - 0,03%
(kl/kl)
[98]
Thân rễ
khô
Brazil
3h
0,6% (tt/kl)
[121]
Lá tươi
Malaysia
4h
0,005% (kl/kl)
[99]
14

Từ bảng trên cho thấy, thời gian cất tinh dầu các loài thuộc chi Zingiber

Mill. phần lớn dao động trong khoảng từ 3 – 6h. Trong đó, thân rễ tươi
thường chiết từ 3 – 4h. Bên cạnh đó, cá biệt một số mẫu chiết với thời gian
chiết lên tới 8h – 10h như mẫu thân rễ tươi của loài Z. zerumbet (L.) Smith.,
Z. ottenssi Valeton, hạt tươi của loài Z. roseum Rosc. Các bộ phận được sử
dụng để cất tinh dầu bao gồm thân rễ (tươi, khô) (đây là bộ phận chính được
nghiên cứu để cất tinh dầu), lá tươi và hạt tươi. Hàm lượng tinh dầu trong các
loài thuộc chi Zingiber Mill. thu được dao động từ 0,2% đến 3%, phụ thuộc
vào từng loài, thời gian chiết xuất, bộ phận cất tinh dầu, nguồn gốc, xuất xứ
mẫu dược liệu. Nghiên cứu trên loài Z. officinale Rosc., cho thấy hàm lượng
tinh dầu thu được từ thân rễ khô (1,1% – 3,8%) và thân rễ tươi (0,23% –
0,96%). Một số loài cho hàm lượng tinh dầu vượt trội như thân rễ khô của
loài Z. corallinum Hance (6,89%), loài Z. moran (6%), loài Z. wrayi var.
halabala (3,6%). Hàm lượng tinh dầu trong lá tươi thường thấp hơn trong
thân rễ của loài tương ứng.
Nghiên cứu về thân rễ Gừng “Kintoki” (Zingiber officinale Rosc. var
Kintoki) di thực từ Nhật Bản vào Việt Nam cho thấy hàm lượng tinh dầu thay
đổi theo điều kiện địa lý khí hậu khác nhau. Kết quả hàm lượng tinh dầu thu
được lần lượt là 0,50% tại Lâm Đồng; 0,24% tại Đắk Lắk và 0,32% tại Phú
Yên so với giống gừng Việt Nam trồng tại Đắk Lắk là 0,18% và trồng tại
Đồng Tháp là 0,21% [17].
Phương pháp cất kéo hơi nước được sử dụng để cất tinh dầu trực tiếp từ
các bộ phận của cây hoặc được sử dụng để cất lấy tinh dầu từ phần nhựa dầu
thu được sau khi chiết bằng dung môi hữu cơ [18].
3.1.2. Phương pháp cất kéo hơi nước có hỗ trợ của vi sóng
Khác với phương pháp trên, phương pháp này gia nhiệt bằng chiếu xạ vi
sóng. Dưới tác dụng của vi sóng, nước trong các tế bào thực vật nóng lên, áp
15

suất bên trong tăng đột ngột làm các mô chứa tinh dầu bị vỡ ra, kết quả là tinh
dầu chứa trong các tế bào tiết được giải phóng ra bên ngoài [113].

Hình 3.1. Thiết bị cất kéo hơi nước có hỗ trợ vi sóng [72]
Nguyễn Văn Kiên và Tống Thị Ánh Ngọc (2011) đã áp dụng phương
pháp này để khảo sát hàm lượng tinh dầu trong thân rễ của loài Z. officinale
Rosc. với các mức công suất lò vi sóng khác nhau (300W, 450W hoặc 750W)
trong khoảng thời gian từ 40 phút – 80 phút cho kết quả hàm lượng tinh dầu
đạt 0,33% – 0,72% (kl/kl). Hàm lượng tinh dầu thu được cao nhất (0,72%) tại
công suất 300W với thời gian cất 80 phút. Sau khoảng thời gian này, nếu tiếp
tục kéo dài thời gian cất thì nguyên liệu bị khô, tinh dầu bị khét và có mùi lạ.
Ngoài ra, trong nghiên cứu này phương pháp cất kéo hơi nước có hỗ trợ vi
sóng được so sánh với phương pháp cất kéo hơi nước thông thường. Hàm
lượng tinh dầu trong thân rễ của loài này khi sử dụng phương pháp cất kéo
hơi nước thông thường đạt từ 0,55% – 1,09% với thời gian cất từ 2h – 20h.
Sau 80 phút cất kéo hơi nước có hỗ trợ vi sóng, hàm lượng tinh dầu thu được
tương đương với cất kéo hơi nước thông thường trong 6h (0,72%) [13]. Bước
đầu có thể kết luận được phương pháp cất kéo hơi nước có hỗ trợ vi sóng có
thể rút ngắn thời gian chiết so với phương pháp cất kéo hơi nước thông
thường.
Trong một nghiên cứu khác của Nour A.H. và cộng sự [72], chiết tinh
dầu thân rễ của loài Z. officinale Rosc. với tỉ lệ nước/dược liệu 8:1, trong
16

khoảng thời gian từ 30 phút – 90 phút hàm lượng thu được dao động từ 0,53%
– 0,77% ở công suất 200W và 0,61% – 0,85% ở công suất 250W.
Nhóm nghiên cứu của Bua-In cũng đã áp dụng phương pháp cất kéo hơi
nước có hỗ trợ vi sóng để nghiên cứu tinh dầu thân rễ loài Zingiber montanum
(Koenig) Link ex Dietr ở các địa phương khác nhau tại Thái Lan. Tỷ lệ
nước/dược liệu (8:1), công suất lò vi sóng 800W, tần số 2450 MHz trong thời
gian 60 phút, hàm lượng tinh dầu dao động trong khoảng từ 0,50% - 1,1%
(tt/kl) [30].

3.1.3. Phương pháp chiết CO
2
lỏng siêu tới hạn
Ngày nay, cùng với sự phát triển của các ngành khoa học, bên cạnh việc
sử dụng các phương pháp truyền thống khác kỹ thuật chiết bằng CO
2
lỏng
siêu tới hạn cũng đang được quan tâm trong lĩnh vực chiết xuất tinh dầu. Đây
là phương pháp chiết xuất tinh dầu tốt nhất hiện nay cho hiệu suất cao, tiêu
tốn ít dung môi, dung môi sạch, rẻ, an toàn và không gây ô nhiễm môi trường
nhưng đòi hỏi thiết bị đắt tiền, nên chưa được ứng dụng rộng rãi.
Trong chi Zingiber Mill., phương pháp này chủ yếu được sử dụng để
chiết nhựa dầu có trong thân rễ loài Z. officinale Rosc. [23], [34], [35], [70],
[97], [120].
Zhannan và cộng sự đã tiến hành chiết tinh dầu từ thân rễ khô loài Z.
corallinum Hance bằng phương pháp chiết CO
2
lỏng siêu tới hạn với điều
kiện khác nhau [122]. Phương pháp được khảo sát dựa trên 4 thông số như
sau: thể tích dung môi hỗ trợ (methanol) lần lượt là 20 ml, 30 ml, 40 ml, 50
ml; áp suất 2 Mpa, 5 Mpa, 10 Mpa và 15 Mpa; nhiệt độ 30
o
C, 40
o
C, 50
o
C và
60
o
C; thời gian khảo sát lần lượt là 20 phút, 30 phút, 40 phút và 50 phút. Tốc

độ dòng chảy CO
2
siêu tới hạn 0,4 ml/phút – 0,6 ml/phút. Hàm lượng tinh dầu
thu được dao động từ 2,76% – 9,10%. Trong đó, điều kiện chiết xuất tối ưu
nhất là áp suất 10 Mpa, nhiệt độ 30
o
C, thể tích dung môi hỗ trợ 50 ml
17

methanol với chương trình chạy 40 phút để đạt hàm lượng 9,10%. Kết quả cụ
thể được thể hiện qua bảng 3.2.
Bảng 3.2. Hàm lượng tinh dầu thân rễ khô của loài Z. corallinum Hance
sử dụng phương pháp chiết CO
2
lỏng siêu tới hạn

STT
Áp suất
(Mpa)
Nhiệt độ
(
o
C)
Thời gian chiết
(phút)
Thể tích
dung môi
hỗ trợ
(ml)
Hàm lượng