Nghiên cứu chiết tách một số hoạt chất trong củ tam thất trồng ở sapa, việt nam và khả năng ứng dụng trong công nghệ thực phẩm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN QUANG TUYỂN

NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH MỘT SỐ HOẠT CHẤT TRONG
CỦ TAM THẤT TRỒNG Ở SAPA, VIỆT NAM VÀ KHẢ NĂNG
ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
Mã số: 62540101

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. GS.TS. HÀ DUYÊN TƢ
2. PGS.TS. ĐẶNG NGỌC QUANG

Hà Nội - 2017


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận án này là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu công
bố trong luận án này là trung thực, một phần đã đƣợc công bố trên các tạp chí khoa học với
sự đồng ý của đồng tác giả, phần còn lại chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình
nghiên cứu nào khác.

Hà Nội: 2017
Tác giả luận án

NCS: Nguyễn Quang Tuyển

LỜI CẢM ƠN
Bằng tất cả lòng kính trọng và biết ơn của mình, tôi vô cùng cảm tạ cố GS.TS.Hà
Duyên Tƣ ngƣời đã trực tiếp đƣa dẫn tôi đến công trình nghiên cứu khoa học này. Đồng
thời, bằng tấm lòng biết ơn sâu sắc nhất tôi xin gửi đến PGS.TS. Đặng Ngọc Quang,
ngƣời đã trực tiếp hƣớng dẫn, chỉ bảo, góp ý và động viên tôi trong suốt quá trình học tập
và nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Vũ Hồng Sơn, PGS.TS. Nguyễn Thị Minh Tú và
các thầy cô trong Bộ môn Quản lý Chất lƣợng, các thầy cô giáo Viện Công nghệ Sinh học
và Công nghệ Thực phẩm, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi
trong quá trình làm luận án.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các đồng nghiệp thuộc các đơn vị sau:
- Khoa Tài nguyên Dƣợc liệu, Viện Dƣợc liệu, Bộ Y tế
- Trung tâm Kiểm nghiệm dƣợc, Viện Kiểm nghiệm, Bộ Y tế
- Khoa Hóa Thực phẩm, Viện Dinh dƣỡng Quốc gia
- Phòng Hóa Sinh ứng dụng, Viện Hóa học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô Bộ môn Hóa Phân tích, Bộ môn
Hóa Hữu cơ, Bộ môn Hóa sinh và Tế bào học, Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội đã đóng
góp ý kiến quý báu và kịp thời, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện đề tài.
Tôi cũng xin cảm ơn các em học viên cao học, sinh viên tại khoa Hóa học, trƣờng Đại học
Sƣ phạm Hà Nội và Bộ môn Quản lý Chất lƣợng, Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ
Thực phẩm, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội đã hỗ trợ tôi trong suốt thời gian làm luận án.
Tôi xin cảm ơn tập thể Cán bộ và Ban giám hiệu trƣờng Đại Học Bách khoa Hà Nội,
Ban giám hiệu trƣờng Đại Học Sƣ phạm Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi
trong thời gian thực hiện đề tài.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới bạn bè, ngƣời thân và gia đình hai
bên nội ngoại, đặc biệt vợ tôi Lê Thị Cẩm Tú và hai con Nguyễn Quang Dƣơng, Nguyễn
Lê Huệ Minh đã động viên cổ vũ tôi, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi đƣợc học tập,
hoàn thành công việc nghiên cứu này.

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của luận án .............................................................................................. 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................................... 2
3. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................................... 2
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án .................................................................... 2
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ................................................................................................. 4
1.1. SƠ LƢỢC VỀ CÂY TAM THẤT .............................................................................. 4
1.1.1. Tên gọi và nguồn gốc cây tam thất .......................................................................... 4
1.1.1.1. Đặc điểm tam thất thuộc chi Panax L. ............................................................. 4
1.1.1.2. Phân loại các loài trong chi Panax L. .............................................................. 5
1.1.2. Phân loại các loài tam thất ở Việt Nam ................................................................... 6
1.1.3. Giới thiệu về 3 loài tam thất trồng phổ biến ở Sapa, Việt Nam ............................... 6
1.1.3.1. Tam thất Trung Quốc ........................................................................................ 6
1.1.3.2. Vũ diệp tam thất ................................................................................................ 7
1.1.3.3. Tam thất hoang ................................................................................................. 8
1.1.4. Phân bố .................................................................................................................... 9
1.1.5. Trồng trọt và thu hái ................................................................................................ 9
1.1.6. Chế biến và bảo quản ............................................................................................... 9
1.1.7. Tình hình sản xuất tam thất trên thế giới và ở Việt Nam ......................................... 9
1.2. THÀNH PHẦN HÓA HỌC TRONG CÂY TAM THẤT ........................................ 10
1.2.1. Thành phần hoá học tinh dầu tam thất ................................................................... 10
1.2.2. Các hợp chất saponin trong thực vật ...................................................................... 11
1.2.2.1. Định nghĩa, phân loại ..................................................................................... 11
1.2.2.2. Cấu trúc hoá học saponin ............................................................................... 12
1.2.2.3. Các nghiên cứu về saponin từ chi Panax L. ................................................... 16
1.2.3. Hợp chất polyacetylen ........................................................................................... 20
1.2.4. Hợp chất phenol thực vật ....................................................................................... 22

1.2.5. Hợp chất flavonoid ................................................................................................ 22
1.2.6. Protein và amino axit ............................................................................................. 23
1.2.7. Lipid và axit béo .................................................................................................... 24
1.2.8. Carbohydrate .......................................................................................................... 24


1.2.9. Chất khoáng ........................................................................................................... 24
1.3. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA SAPONIN ............................................................. 25
1.3.1. Khả năng kháng nấm của saponin ......................................................................... 25
1.3.2. Khả năng kháng vi khuẩn của saponin .................................................................. 26
1.3.3. Khả năng kháng vi rút của saponin ........................................................................ 26
1.3.4. Tác dụng kháng viêm và cầm máu ........................................................................ 26
1.3.5. Tác dụng lên hệ thần kinh ...................................................................................... 27
1.3.6. Tác dụng của saponin steroid dùng để tổng hợp các nội tiết tố steroid ................. 27
1.3.7. Tác dụng sinh dục .................................................................................................. 28
1.3.8. Hoạt tính chống oxy hóa - quét gốc tự do DPPH .................................................. 28
1.3.9. Tác dụng chống ung thƣ ........................................................................................ 28
1.4. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA POLYACETYLEN ............................................... 29
1.5. ỨNG DỤNG MỘT SỐ LOÀI THUỘC CHI PANAX TRONG SẢN XUẤT
THỰC PHẨM ................................................................................................................ 29
1.5.1. Thực phẩm chức năng ............................................................................................ 29
1.5.2. Cơ sở khoa học cho việc bổ sung hoạt chất của tam thất trong thực phẩm ........... 31
1.5.2.1. Sự dung nạp saponin....................................................................................... 31
1.5.2.2. Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến sự chuyển hóa saponin ................. 32
1.5.3. Thực phẩm chức năng từ một số loài thuộc chi Panax L. ..................................... 33
1.5.4. Liều dùng và cách dùng ......................................................................................... 34
1.6. CÔNG NGHỆ CHIẾT TÁCH POLYACETYLEN .................................................. 34
1.7. CÔNG NGHỆ CHIẾT TÁCH SAPONIN ................................................................ 34
1.7.1. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình chiết tách saponin ........................................ 35
1.7.2. Nghiên cứu trên thế giới về công nghệ chiết tách saponin .................................... 36

1.7.3. Các phƣơng pháp chiết tách saponin ..................................................................... 37
1.7.3.1. Phương pháp thẩm tích (làm giầu saponin) ................................................... 37
1.7.3.2. Dùng cột sephadex LH-20 .............................................................................. 37
1.7.3.3. Thủy phân tách sapogenin và đường .............................................................. 38
1.7.4. Các nghiên cứu trong nƣớc về công nghệ chiết tách saponin ................................ 39
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................... 41
2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU .................................................................................. 41
2.1.1. Nguyên liệu thực vật .............................................................................................. 41


2.1.2. Hóa chất thí nghiệm ............................................................................................... 41
2.1.3. Vi sinh vật và các chủng thử nghiệm ..................................................................... 41
2.1.4. Thiết bị thí nghiệm ................................................................................................. 42
2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................ 42
2.2.1. Phƣơng pháp chiết xuất.......................................................................................... 42
2.2.2. Xác định hàm lƣợng protein .................................................................................. 43
2.2.3. Xác định hàm lƣợng lipid ...................................................................................... 44
2.2.4. Xác định hàm lƣợng carbohydrate ......................................................................... 44
2.2.5. Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng phenol tổng ..................................................... 45
2.2.6. Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng flavonoid tổng ................................................. 46
2.2.7. Các phản ứng đặc trƣng để phát hiện saponin ....................................................... 47
2.2.7.1. Phản ứng tạo bọt: ........................................................................................... 47
2.2.7.2. Phản ứng Liberman Burchard ........................................................................ 48
2.2.7.3. Phản ứng Salkowsky ....................................................................................... 48
2.2.7.4. Phản ứng màu:................................................................................................ 48
2.2.8. Các phƣơng pháp phân tích chất và các hợp chất .................................................. 48
2.2.8.1. Sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC .................................................................. 48
2.2.8.2. Phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ GC-MS ............................................. 51
2.2.8.3. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS/AES-GFA . ................................... 53
2.2.9. Quy hoạch thực nghiệm ......................................................................................... 54

2.2.10. Các phƣơng pháp xác định hoạt tính sinh học ..................................................... 56
2.2.10.1. Hoạt tính chống oxy hóa - quét gốc tự do DPPH ......................................... 56
2.2.10.2. Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định .......................................................... 56
2.2.10.3. Hoạt tính ức chế sinh tổng hợp melanin ....................................................... 57
2.2.10.4. Phương pháp thử hoạt tính kháng các dòng tế bào ung thư......................... 58
2.2.11. Các phƣơng pháp sắc ký để tách, tinh chế các thành phần tinh khiết .................. 58
2.2.11.1. Sắc ký cột (CC) ............................................................................................. 58
2.2.11.2. Sắc ký bản mỏng (TLC- Thin Layer Chromatography) ................................ 59
2.2.11.3. Sắc ký lỏng điều chế (Preparative HPLC).................................................... 59
2.2.12. Phƣơng pháp xác định cấu trúc hóa học các hợp chất thu đƣợc .......................... 59
2.2.12.1. Phổ hồng ngoại được ghi trên máy Impact 410-Nicolet FT-IR .................... 59
2.2.12.2. Các phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân (NMR). ..................................... 59


2.2.13. Phƣơng pháp thử độc tính cấp trên chuột - xác định liều an toàn ............................... 60
2.2.14. Phƣơng pháp phân tích cảm quan ........................................................................ 61
2.2.15. Phân tích thống kê kết quả thí nghiệm ................................................................. 61
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN....................................................................... 62
3.1. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH CỦA NGUYÊN LIỆU TAM THẤT ....... 62
3.1.1. Hàm lƣợng protein ................................................................................................. 62
3.1.2. Hàm lƣợng lipid ..................................................................................................... 62
3.1.3. Hàm lƣợng carbohydrate ....................................................................................... 63
3.1.4. Hàm lƣợng các amino axit ..................................................................................... 63
3.1.5. Thành phần axit béo ............................................................................................... 65
3.1.6. Nghiên cứu về thành phần các nguyên tố đa lƣợng và vi lƣợng ............................. 66
3.1.7. Hàm lƣợng phenol tổng ......................................................................................... 66
3.1.8. Hàm lƣợng flavonoid tổng ..................................................................................... 67
3.1.9. Phát hiện saponin bằng các phản ứng định tính đặc trƣng: ................................... 66
3.1.10. Xác định saponin trong tam thất bằng sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC) .......... 68
3.2. XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHIẾT TÁCH CAO TỔNG TỪ CỦ TAM THẤT

HOANG (Panax stipluleanatus) ...................................................................................... 69
3.2.1. Nghiên cứu khảo sát các phƣơng pháp chiết tách thu cao tổng. ............................ 69
3.2.2. Kết quả khảo sát điều kiện tối ƣu hoá phƣơng pháp chiết siêu âm ........................ 72
3.2.3. Tối ƣu hoá quá trình chiết cao tổng thành phần tam thất....................................... 77
3.2.3.1. Thiết lập mô hình ............................................................................................ 77
3.2.3.2. Tối ưu hóa ....................................................................................................... 81
3.2.3.3. Kết quả kiểm tra lại mô hình tối ưu hóa ......................................................... 81
3.3. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC PHÂN ĐOẠN CHIẾT XUẤT TỪ CỦ
TAM THẤT HOANG .................................................................................................... 83
3.3.1. Hoạt tính chống oxy hóa - khả năng quét gốc tự do DPPH ................................... 83
3.3.2. Hoạt tính kháng vi sinh vật .................................................................................... 84
3.3.3. Hoạt tính ức chế sinh tổng hợp melanin ................................................................ 85
3.3.4. Hoạt tính kháng tế bào ung thƣ .............................................................................. 87
3.4. PHÂN LẬP, XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH CỦA MỘT SỐ THÀNH
PHẦN HÓA HỌC TRONG CAO CHIẾT TAM THẤT HOANG ................................. 89
3.4.1. Chiết các phân đoạn từ cao chiết tổng củ tam thất hoang ...................................... 89


3.4.2. Phân lập một số thành phần hóa học trong cao chiết củ tam thất hoang ............... 90
3.4.2.1. Phân lập các hợp chất từ cao n-hexane của củ tam thất hoang ..................... 90
3.4.2.2. Phân lập các hợp chất từ cao n-butanol của củ tam thất hoang .................... 92
3.4.3. Xác định cấu trúc các hợp chất tinh sạch từ cao n-hexane .................................... 93
3.4.3.1. Hợp chất H3C2 (T1) ....................................................................................... 93
3.4.3.2. Hợp chất H5A1 (T2) ....................................................................................... 94
3.4.3.3. Hợp chất H6A1 (T3) ....................................................................................... 95
3.4.3.4. Hợp chất H6A2 (T4) ..................................................................................... 100
3.4.4. Xác định cấu trúc các hợp chất tinh sạch từ cao chiết n-butanol ......................... 104
3.4.4.1. Hợp chất HAB2A3 (T5) ................................................................................ 104
3.4.4.2. Hợp chất HAB2C3 (T6) ................................................................................ 107
3.4.5. Hoạt tính kháng khuẩn và độc tính tế bào của chất sạch ..................................... 112

3.4.5.1. Hoạt tính kháng vi sinh vật của chất sạch..................................................... 112
3.4.5.2. Hoạt tính kháng dòng tế bào ung thư của chất sạch ...................................... 113
3.5. ĐỘC TÍNH TRÊN CHUỘT THÍ NGHIỆM – LIỀU AN TOÀN ........................... 114
3.6. ỨNG DỤNG TAM THẤT HOANG TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM.......... 115
3.6.1. Qui trình sản xuất bánh qui (cookie) tam thất ..................................................... 115
3.6.2. Qui trình sản xuất nƣớc tam thất mật ong ............................................................ 120
3.6.3. Qui trình sản xuất kẹo cứng tam thất ................................................................... 123
3.6.4. Qui trình sản xuất trà tam thất hoa cúc ................................................................ 125
KẾT LUẬN........................................................................................................................ 129
ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU TIẾP TỤC.............................................................................. 131
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ............................. 132
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 133


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
STT Chữ viết tắt

Tên tiếng Anh

Tên tiếng Việt

1

AAS

Atomic Absorption Spectrometric

Quang phổ hấp thụ nguyên tử

1.

ACTH

Adrenocorticotropic hormon

Hormone tuyến thƣợng thận

2.

AES-GFA

3.

ATCC

4.

B16 - BL-6 Human lung cancer cell line

Dòng tế bào ung thƣ phổi

5.

Caco-2

Human colon adenocarcinoma cell line

Dòng tế bào ung thƣ trực tràng

6.

CC

Column Chromatography

Sắc kí cột

7.

C: M

8.

C: M: H2O

9.

DEPT

10.

DMSO

Dimethyl sulfoxide

11.

DNEM

Dulbecco's modified eagle medium

12.

DPPH

1,1-diphenyl-2-picryl-hydrrazyl

13.

EI-MS

Electron Impact –Mass Spectrometry

14.

Et

15.

EtOAc

Ethyl acetat

Etylaxetat

16.

EtOH

Ethanol

Etanol

17.

FBS

Fetal bovine serum

Huyết thanh phôi bò

18.

GC-MS

Gas chromatography mass spectrometry

19.

HCT-116

Human colon adenocarcinoma cell line

Dòng tế bào ung thƣ trực tràng

20.

HDL-C

High-density lipoprotein cholesterol

Cholesterol-lipoprotein tỉ trọng cao

21.

HepG2

Human hepatocyte carcinoma cell line

Dòng tế bào ung thƣ gan

22.

HMBC

Heteronuclear Multiple Bond Correlation

23.

HPLC

High pressure liquid chromatography

Sắc kí lỏng hiệu năng cao

24.

HSQC

Heteronuclear Single Quantum

Phổ hai chiều, tƣơng tác trực tiếp

Correlation

C–H

Phổ phát xạ nguyên tử - lò graphit
American type culture collection

Ngân hàng giống Mỹ

Hệ dung môi chloroform: methanol
Hệ dung môi chloroform:
methanol: nƣớc
Distortionless Enhancement by
Polarization Transfer

Phổ DEPT

Môi trƣờng nuôi cấy cơ bản
Phổ khối va chạm electron
Nhóm C2H5-

Phƣơng pháp sắc kí khí/ khối phổ
liên hợp

Phổ hai chiều, tƣơng tác gián tiếp
C–H

Hệ dung môi n-hexane: ethyl acetat

25.

H: E

26.

IC50

Haft - maximal inhibitory concentration

Nồng độ ức chế 50%

27.

Int-407

Human embryonic intestinal cell

Dòng tế bào ung thƣ ruột

28.

IR

Fourrier Transtormation InfraRed

Phổ hồng ngoại

29.

KB

Human epidermic carcinoma cell line

Dòng tế bào ung thƣ biểu mô

30.

L-DOPA

L-3,4-dihydroxyphenylanaline

31.

LD0

32.

LD50

Lethal dose, 50 %

Liều chết 50% động vật

33.

LU

Human lung cancer cell line

Dòng tế bào ung thƣ phổi

34.

MCF-7

Human breast adenocarcinoma cell line

Dòng tế bào ung thƣ vú

35.

Me

36.

MeOH

Methanol

37.

MIC

Minimum inhibitory concentration

Nồng độ ức chế tối thiểu

38.

MS

Mass Spectrum

Phổ khối lƣợng

39.

M: H2O

Methanol: H2O

Hệ dung môi methanol: nƣớc

40.

MPA

Meat-Peptone-Agar

Môi trƣờng MPA

41.

MTT

42.

NOTO

Panax notoginseng

Tam Thất Trung Quốc

43.

PBS

Phosphate-buffered saline

Đệm phosphate

Prep.

Preparative High Performance Liquid

HPLC

Chromatography

44.

Liều dƣới liều chết

nhóm CH3-

3-(4,5 Dimethylthiazol-2-yl)-2,5

Diphenyltrazolium bromide

Sắc kí lỏng điều chế

45.

SK-MEL 2 Human melanoma cell line

Dòng tế bào ung thƣ sinh sắc tố

46.

SVD

Panax bipinnatifidus

Sâm vũ diệp

47.

TLC

Thin-Layer Chromatography

Sắc ký bản mỏng

48.

TTH

Panax stipuleanatus

Tam thất hoang

49.

UV-Vis

Ultraviolet–visible spectroscopy

Phổ tử ngoại - khả kiến

50.

1

Proton Nuclear Magnetic Resonance

Phổ cộng hƣởng từ proton

51.

13

Cacbon 13 Nuclear Magnetic Resonance Phổ cộng hƣởng từ cacbon 13

52.

26M31

Human colon adenocarcinoma cell line

H NMR
C NMR

Dòng tế bào ung thƣ trực tràng


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Hệ thống phân loại các loài thuộc chi Panax L ..................................................... 5
Bảng 1.2. Dẫn xuất saponin của 20 (S)-protopanaxadiol ................................................... 16
Bảng 1.3. Dẫn xuất saponin của 20 (S)-protopanaxatriol .................................................. 17
Bảng 1.4. Tác dụng của một số loại saponin quan trọng nhất ............................................ 17
Bảng 1.5. Các polyacetylen tìm thấy trong một số loài thuộc chi Panax L. ........................ 21
Bảng 1.6. Hàm lượng protein của một số loài thuộc chi Panax L. ..................................... 23
Bảng 1.7. Hàm lượng amino axit của một số loài thuộc chi Panax L. (mg/g) .................... 23
Bảng 1.8. Hàm lượng carbohydrate của một số loài thuộc chi Panax L. ........................... 24
Bảng 1.9. Hàm lượng khoáng trong một số loài thuộc chi Panax L. .................................. 25
Bảng 1.10. Ảnh hưởng của Panaxytriol trên các dòng ung thư .......................................... 29
Bảng 2.1. Chương trình chạy dung môi theo thời gian trên HPLC ..................................... 49
Bảng 2.2. Chất chuẩn saponin thành phần và nguồn gốc xuất xứ ...................................... 50
Bảng 3.1. Hàm lượng protein trong củ 3 loài tam thất ....................................................... 62
Bảng 3.2. Hàm lượng lipid trong củ 3 loài tam thất............................................................ 63
Bảng 3.3. Hàm lượng carbohydrate trong củ 3 loài tam thất ............................................. 63
Bảng 3.4. Thành phần các amino axit trong ba loài tam thất (mg/100g mẫu khô) ............. 64
Bảng 3.5. Thành phần các axit béo có trong ba loài tam thất (mg/100g mẫu khô) ............ 65
Bảng 3.6. Thành phần các nguyên tố đa lượng và vi lượng trong củ tam thất (mg/kg trọng
lượng khô) ............................................................................................................................ 66
Bảng 3.7. Hàm lượng phenol tổng trong cao chiết và bột ba loại củ tam thất ................... 67
Bảng 3.8. Hàm lượng flavonoid tổng trong cao chiết và bột ba loại củ tam thất ............... 67

Bảng 3.9. Kết quả định tính phát hiện saponin trong bột ba loài tam thất ......................... 68
Bảng 3.10. Định lượng saponin trong bột củ ba loài tam thất ............................................ 68
Bảng 3.11. Kết quả khảo sát các phương pháp chiết tách và nồng độ dung môi chiết ....... 70
Bảng 3.12. Ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi/nguyên liệu tới việc thu nhận cao chiết tổng.72
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của nồng độ dung môi tới việc thu nhận cao chiết tổng ................. 73
Bảng 3.14. Ảnh hưởng thời gian chiết rung siêu âm tới việc thu nhận cao chiết tổng........ 75
Bảng 3.15. Khảo sát nhiệt độ chiết có hỗ trợ rung siêu âm ................................................ 76
Bảng 3.16. Giá trị mã hoá và thực nghiệm của các yếu tố thực nghiệm ............................. 77
Bảng 3.17. Các thí nghiệm tiến hành và kết quả ................................................................. 78
Bảng 3.18. Kết quả phân tích hồi quy - cao chiết tổng........................................................ 79


Bảng 3.19. Kết quả chiết tách cao chiết tổng theo điều kiện tối ưu .................................... 81
Bảng 3.20. Định lượng saponin thu được trong cao chiết ethanol của tam thất hoang ..... 82
Bảng 3.21. Hoạt tính chống oxy hóa của các cao phân đoạn từ củ tam thất hoang ........... 83
Bảng 3.22. Hoạt tính kháng vi sinh vật của các cao phân đoạn từ củ tam thất hoang trên
môi trường thạch.................................................................................................................. 84
Bảng 3.23. Hoạt tính kháng một số vi sinh vật của các cao phân đoạn từ củ tam thất hoang
trên môi trường lỏng ............................................................................................................ 85
Bảng 3.24. Hoạt tính ức chế tyrosinase của các cao phân đoạn từ củ tam thất hoang ...... 86
Bảng 3.25. Nồng độ ức chế 50% hoạt tính tyrosinase (IC50) của các cao phân đoạn từ củ
tam thất hoang ..................................................................................................................... 86
Bảng 3.26. Hoạt tính kháng các dòng tế bào ung thư của các cao phân đoạn từ củ tam
thất hoang ............................................................................................................................ 87
Bảng 3.27. Khối lượng cặn chiết từ củ tam thất hoang so với cao tổng ............................ 90
Bảng 3.28. Khối lượng các phân đoạn H1 - H8 .................................................................. 91
Bảng 3.29. Một số giá trị phổ 1H NMR (CDCl3, 500 MHz) đặc trưng của hợp chất T1 so
sánh với phổ của Stigmasterol ............................................................................................. 94
Bảng 3.30. Các giá trị phổ của hợp chất T3 ........................................................................ 99
Bảng 3.31. Các giá trị phổ 1 H NMR,

13

C NMR, HMBC của T4 so sánh với tài liệu

tham khảo ........................................................................................................................... 103
Bảng 3.32. Các dữ liệu phổ NMR của T5 và so sánh với tài liệu tham khảo .................... 107
Bảng 3.33. Các dữ liệu phổ của T6 và Panaxytriol trong tài liệu tham khảo ................... 111
Bảng 3.34. Hoạt tính kháng một số vi sinh vật của chất tinh sạch trong các cao phân đoạn
củ tam thất hoang trên môi trường lỏng ............................................................................ 112
Bảng 3.35. Kết quả kháng dòng tế bào KB của các chất sạch trong củ tam thất hoang ...... 113
Bảng 3.36. Kết quả thử độc tính trên chuột thí nghiệm của mẫu bột củ tam thất hoang ........ 114
Bảng 3.37. Các công thức làm bánh cookie ...................................................................... 115
Bảng 3.38. Kết quả phân tích thị hiếu các công thức bánh C1, C2, C3 ............................ 117
Bảng 3.39. Kết quả phép thử so sánh cặp với sản phẩm bánh cookie tam thất ................ 118
Bảng 3.40. Kết quả phân tích thị hiếu sản phẩm bánh cookie tam thất ............................ 119
Bảng 3.41. Kết quả cảm quan thị hiếu nước mật ong - đường pha loãng ......................... 120
Bảng 3.42. Kết quả cảm quan phép thử so hàng sản phẩm nước tam thất mật ong ......... 121
Bảng 3.43. Điểm thị hiếu trung bình sản phẩm nước tam thất mật ong ............................ 121


Bảng 3.44. Kết quả kiểm tra vi sinh sản phẩm nước tam thất mật ong ............................. 122
Bảng 3.45. Kết quả phép thử so sánh cặp đôi với sản phẩm kẹo cứng tam thất ............... 124
Bảng 3.46. Kết quả phân tích thị hiếu với sản phẩm kẹo cứng tam thất ........................... 124
Bảng 3.47. Kết quả phép thử so sánh cặp đối với trà tam thất hoa cúc ............................ 126
Bảng 3.48. Kết quả phân tích thị hiếu sản phẩm trà tam thất hoa cúc ............................. 126
Bảng 3.49. Kết quả định lượng saponin trong 4 sản phẩm bằng HPLC ........................... 127
Bảng 3.50. Phần trăm (%) saponin hao hụt trên sản phẩm .............................................. 128

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Cây, củ tam thất Trung Quốc ............................................................................... 7
Hình 1.2: Cây, củ sâm vũ diệp .............................................................................................. 7
Hình 1.3: Cây, củ tam thất hoang .......................................................................................... 8
Hình 1.4: Khung genin tìm được trong 3 nhóm chính của saponin ..................................... 11
Hình 1.5: Saponin monodesmosidic..................................................................................... 12
Hình 1.6: Những nhóm chính của sapogenin triterpen ....................................................... 13
Hình 1.7: Các nhóm phổ biến của các sapogenin steroid ................................................... 15
Hình 1.8: Hai nhóm của sapogenin steroid alkaloid ........................................................... 16
Hình 1.9: Cấu trúc saponin triterpenoid ............................................................................. 19
Hình 1.10: Cấu trúc saponin khung dammaran .................................................................. 20
Hình 1.11: Bộ khung carbon của polyacetylen .................................................................... 20
Hình 1.12: Qui trình chiết tách saponin bằng dung môi ethanol ........................................ 39
Hình 2.1: Qui trình thực nghiệm chiết tách các phân đoạn ................................................ 42
Hình 2.2: Đồ thị đường chuẩn D-glucose ............................................................................ 45
Hình 2.3: Đồ thị đường chuẩn axit galic ............................................................................. 46
Hình 2.4: Đồ thị đường chuẩn quercetin ............................................................................. 47
Hình 2.5: Sắc ký đồ saponin mẫu chuẩn phân tích trên HPLC ........................................... 50
Hình 2.6: Qui trình xử lý mẫu phân tích, xác định amino axit bằng HPLC ........................ 51
Hình 2.7: Qui trình xử lý mẫu phân tích axit béo ................................................................ 52
Hình 3.1: Khảo sát các phương pháp chiết tách cao chiết tổng .......................................... 71
Hình 3.2: Khảo sát tỉ lệ dung môi/nguyên liệu (v/m) ........................................................... 73
Hình 3.3: Khảo sát nồng độ dung môi ethanol (%) ............................................................. 74
Hình 3.4: Khảo sát thời gian chiết (thời gian rung siêu âm) ............................................... 75
Hình 3.5: Khảo sát nhiệt độ chiết ........................................................................................ 76
Hình 3.6: Ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình chiết tách cao chiết tổng ..................... 79
Hình 3.7: Bề mặt đáp ứng của cao chiết tổng ..................................................................... 80
Hình 3.8: Mức độ đáp ứng sự mong đợi quá trình chiết tách cao chiết tổng ..................... 81
Hình 3.9: Qui trình công nghệ chiết tách cao chiết tổng từ tam thất .................................. 82
Hình 3.10: Qui trình chiết xuất phân đoạn từ cao chiết tổng củ tam thất hoang ................ 90

Hình 3.11: Qui trình phân lập các chất từ cao chiết n-hexane ........................................... 91
Hình 3.12: Kết quả chạy cột sắc kí từ cao chiết n-butanol .................................................. 92


Hình 3.13: Kết quả phân lập chất sạch từ 2 phân đoạn HAB2 và HAB3 ............................ 92
Hình 3.14: Phổ 1H NMR của hợp chất T1 ........................................................................... 93
Hình 3.15: Cấu trúc của hợp chất T1 (Stigmasterol) .......................................................... 94
Hình 3.16: Phổ 1H NMR của hợp chất T2 ........................................................................... 95
Hình 3.17: Cấu trúc của hợp chất T2 (axit 5-dodecenoic) .................................................. 95
Hình 3.18: Phổ 1H NMR của hợp chất T3 ........................................................................... 96
Hình 3.19: Phổ 13C NMR của hợp chất T3 .......................................................................... 97
Hình 3.20: Phổ HMBC của hợp chất T3.............................................................................. 98
Hình 3.21: Heptadeca-8-en-4,6-diyne-3,10-diol ................................................................. 99
Hình 3.22: Phổ 1H NMR của hợp chất T4 ......................................................................... 100
Hình 3.23: Phổ 13C NMR của hợp chất T4 ........................................................................ 101
Hình 3.24: Phổ HMBC của hợp chất T4............................................................................ 102
Hình 3.25: Cấu trúc của stipudiol (T4).............................................................................. 103
Hình 3.26: Phổ 1H-NMR của hợp chất T5 ......................................................................... 104
Hình 3.27: Phổ 13C-NMR của hợp chất T5 ........................................................................ 105
Hình 3.28: Phổ HSQC của hợp chất T5 ............................................................................ 105
Hình 3.29: Phổ HMBC của hợp chất T5............................................................................ 106
Hình 3.30: Cấu trúc 5-hydroxymetylfurfural ..................................................................... 107
Hình 3.31: Phổ 1H-NMR của hợp chất T6 ......................................................................... 107
Hình 3.32: Phổ 13C-NMR của hợp chất T6 ........................................................................ 108
Hình 3.33: Phổ HSQC của hợp chất T6 ............................................................................ 109
Hình 3.34: Phổ HMBC của hợp chất T6............................................................................ 110
Hình 3.35: Cấu trúc chất Panaxytriol ............................................................................... 111
Hình 3.36: Giải phẫu chuột thử nghiệm độc tính cấp ....................................................... 114
Hình 3.37: Qui trình sản xuất bánh Cookie bổ sung cao tam thất hoang ......................... 116
Hình 3.38: Sản phẩm bánh cookie tam thất ....................................................................... 120

Hình 3.39: Qui trình sản xuất nước mật ong bổ sung cao tam thất hoang ....................... 120
Hình 3.40: Sản phẩm nước tam thất mật ong .................................................................... 123
Hình 3.41: Quy trình sản xuất kẹo cứng bổ sung cao tam thất hoang .............................. 123
Hình 3.42: Sản phẩm kẹo cứng tam thất ............................................................................ 125
Hình 3.43: Qui trình sản xuất trà tam thất hoa cúc túi lọc bổ sung bột tam thất hoang ... 125
Hình 3.44: Sản phẩm trà tam thất hoa cúc ........................................................................ 127


1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
Tam thất là cây thuộc chi Panax L., họ nhân sâm (Araliaceae) trong thực tế có rất nhiều
loài thuộc các họ cây khác nhau đều có tên là tam thất. Việc phân loại tam thất trên thị trƣờng
còn có nhiều sự nhầm lẫn do chỉ dựa vào kinh nghiệm và tên gọi. Ở Việt Nam hiện nay cây
tam thất thuộc họ nhân sâm là loài dƣợc liệu quí, chúng có chứa các hoạt chất nhƣ saponin,
polyacetylen…mặt khác các loại tam thất đƣợc bán trên thị trƣờng rất đa dạng và có nguồn gốc
xuất xứ khác nhau: Trung Quốc, Ấn Độ, Nêpan, Nhật Bản và Triều Tiên… để xác định đƣợc
tên, loài và phân loại tam thất cần dựa vào tên khoa học của chúng.
Nhờ vào sự phát triển của khoa học và công nghệ các phƣơng pháp nghiên cứu hiện
đại, tiên tiến đƣợc ứng dụng làm công cụ nghiên cứu, các nhà khoa học đã tìm thấy trong
cây tam thất có chứa hàm lƣợng lớn các chất saponin và polyacetylen. Các hoạt chất này
có tác dụng tăng cƣờng sức đề kháng, ức chế và tiêu diệt quá trình phát triển của tế bào
ung thƣ, kháng nấm và kháng khuẩn, tăng khả năng tuần hoàn máu, hạn chế tác dụng phụ
do tia xạ. Chính vì vậy việc nghiên cứu chiết tách các hoạt chất trong cây tam thất so sánh
với các loại tam thất khác là việc làm cần thiết nhằm mục tiêu nâng cao giá trị kinh tế của
cây tam thất Việt Nam, tạo tiền đề cho việc ứng dụng các hoạt chất có trong cây để sản
xuất thực phẩm chức năng cũng nhƣ ngành công nghiệp khác…
Ở nƣớc ta, có nhiều vùng trồng tam thất và tam thất mọc tự nhiên nhƣ: Hà Giang,
Cao Bằng, Lào Cai, Kon Tum, Quảng Nam… Tuy nhiên việc khai thác và sử dụng tam
thất trong nƣớc còn hạn chế vì chƣa có nhiều nghiên cứu khoa học chứng minh về thành

phần hoá học các hoạt chất, tác dụng sinh học của tam thất, đặc biệt là loài tam thất hoang
của Việt Nam. Tam thất Việt Nam chủ yếu đƣợc khai thác để xuất khẩu tiểu ngạch sang
Trung Quốc làm thuốc chữa bệnh. Nƣớc ta chủ yếu nhập khẩu Tam thất trồng ở Trung
Quốc (tên khoa học Panax notoginseng) về làm thuốc chữa bệnh, pha chế mĩ phẩm và làm
thực phẩm bổ dƣỡng cơ thể. Chính vì vậy đã làm thất thoát nguồn tài nguyên lớn của đất
nƣớc. Nếu có những kết quả nghiên cứu về thành phần hóa học, hàm lƣợng các hoạt chất
trong cây tam thất Việt Nam, từ đó có giải pháp trồng và khai thác để góp phần ổn định
nguồn nguyên liệu, chắc chắn nâng cao đƣợc vị thế của cây dƣợc liệu quí này giúp cải
thiện đáng kể về kinh tế cho đất nƣớc.
Cho tới nay, việc khai thác hoạt chất saponin và polyacetylen trong củ tam thất đã và
đang đƣợc nghiên cứu theo các phƣơng pháp chiết tách khác nhau, phƣơng pháp nghiên


2
cứu chiết tách với sự hỗ trợ của thiết bị siêu âm cho lƣợng chất tổng số lớn với đầy đủ các
hoạt chất nhờ vào phƣơng pháp sắc ký hiện đại mà sản phẩm chất tách ra có độ tinh khiết
cao từ đó biết đƣợc những hoạt chất có hoạt tính sinh học mở ra khả năng ứng dụng trong
công nghệ để sản xuất sản phẩm tốt hơn với chất lƣợng cao hơn. Xuất phát từ thực tế và sự
cấp thiết trên, đề tài:“Nghiên cứu chiết tách một số hoạt chất trong củ tam thất trồng ở
Sapa, Việt Nam và khả năng ứng dụng trong công nghệ thực phẩm” đã đƣợc lựa chọn
để nghiên cứu với mục tiêu và nội dung sau:
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu, xác định các loài tam thất trồng ở Sapa, Việt Nam.
- Nghiên cứu thu nhận cao chiết từ tam thất, thành phần dinh dƣỡng, đồng thời đánh giá
các hoạt chất có hoạt tính sinh học của cao chiết từ tam thất trồng ở Sapa, Lào Cai.
- Đánh giá khả năng ứng dụng củ tam thất trong một số sản phẩm công nghệ thực phẩm.
3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu ba loài tam thất trồng tại Sapa, Lào Cai, Việt Nam là: Panax stipuleanatus,
Panax bipinnatifidus, Panax notoginseng.
- Nghiên cứu thành phần hoá học của ba loại củ tam thất trồng ở Sapa, Lào Cai, Việt Nam:

protein, lipid, carbohydrate, thành phần amino axit, axit béo, nguyên tố đa lƣợng và vi lƣợng,
phenol tổng, flavonoid tổng, polyacetylen và saponin). Từ đó đánh giá chất lƣợng củ tam thất
hoang của Việt Nam (Panax stipuleanatus).
- Xác lập qui trình thu nhận cao tam thất từ củ tam thất hoang bằng phƣơng pháp chiết tách
với ethanol, xác định cấu trúc các hoạt chất và hoạt tính sinh học các chất trong cao chiết
tam thất hoang (Panax stipuleanatus).
- Nghiên cứu ứng dụng tam thất hoang vào sản phẩm trong ngành công nghệ thực phẩm.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
4.1. Ý nghĩa khoa học
- Đã nghiên cứu thành phần hoá học trong củ của 3 loài tam thất trồng tại Sapa, Lào Cai.
Tam thất hoang (Panax stipuleanatus) đƣợc nghiên cứu đầy đủ về thành phần và hoạt tính
sinh học là những đóng góp đáng tin cậy, làm phong phú thêm nguồn tƣ liệu khoa học về
cây tam thất đặc thù của Việt Nam.
- Đã xây dựng đƣợc qui trình công nghệ chiết tách hoạt chất trong củ tam thất hoang, tối
ƣu hoá qui trình chiết tách.
- Phân lập và xác định đƣợc 6 hợp chất có trong củ loài tam thất hoang (Panax stipuleanatus)
trồng ở Sapa, Việt Nam, trong đó đã tìm ra 1 chất mới thuộc nhóm polyacetylen.


3
- Đã xác định đƣợc tác dụng sinh học của chất phân lập (chất tinh sạch): Tác dụng chống
ung thƣ trên các dòng tế bào ung thƣ LU-1, HepG2, SK-MEL2, MCF7, KB; tác dụng
kháng sinh.
- Xác định đƣợc liều gây độc tính cấp của bột củ tam thất hoang trên chuột thí nghiệm.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Dựa vào kết quả xác định đƣợc lƣợng cao chiết tổng, hoạt tính sinh học của cao
phân đoạn trong củ tam thất giúp định hƣớng bảo tồn và khai thác một cách hợp lý tam thất
theo các mục đích khác nhau nhằm đạt hiệu quả cao nhất.
- Kết quả nghiên cứu hoạt tính sinh học của các cao phân đoạn tạo tiền đề cho các
nghiên cứu tiếp theo nhằm xây dựng cơ sở cho việc sản xuất các sản phẩm giàu hoạt chất

có tác dụng tốt cho sức khỏe con ngƣời.
- Với qui trình chiết tách thu nhận cao tam thất đƣợc nghiên cứu thu đƣợc chế
phẩm có hàm lƣợng cao.
- Sản phẩm thực phẩm: bánh cookie tam thất, nƣớc tam thất mật ong, kẹo cứng tam thất và
trà tam thất hoa cúc là những sản phẩm thực phẩm tốt, có thể xem nhƣ là loại thực phẩm chức năng
có giá trị với sức khỏe, điều này sẽ hấp dẫn ngƣời sử dụng.
- Tài liệu tham khảo, cũng nhƣ các kết quả nghiên cứu đầy đủ về cây, củ tam thất và các
sản phẩm từ tam thất là một tài liệu tham khảo khoa học tốt cho giảng dạy, nghiên cứu khoa học và
cho cả sản xuất sau này.
4.3. Những điểm mới của luận án
- Đây là nghiên cứu đầy đủ về thành phần dinh dƣỡng (protein, lipid, carbohydrate,
thành phần amino axit, axit béo, nguyên tố đa lƣợng và vi lƣợng, phenol tổng, flavonoid tổng
và saponin) của ba loại củ tam thất ở Lào Cai (Việt Nam). Đặc biệt các hoạt chất sinh học của
củ tam thất hoang đƣợc nghiên cứu. Từ đó đánh giá đƣợc chất lƣợng củ tam thất hoang (Panax
stipuleanatus) so với hai loài tam thất khác (Panax bipinnatifidus, Panax notoginseng).
- Thiết lập đƣợc qui trình chiết tách cao chiết tổng trong củ tam thất hoang, hàm lƣợng
cao thu đƣợc là 15,00 ± 0,02%. Từ cao chiết tổng đã tinh sạch và xác định cấu trúc của 6 hợp
chất trong củ tam thất hoang là stigmasterol (T1), axit 5-dodecenoic (T2), stipudiol (T4), 5hydroxymetylfurfural (T5), panaxytriol (T6) và đặc biệt có một chất mới là Heptadeca-8en-4,6-diyne-3,10-diol (T3). Trong đó, T3, T4 và T6 có hoạt tính gây độc tế bào trên dòng
tế bào KB.
- Từ chế phẩm bột và cao chiết tổng của củ tam thất hoang đã tạo ra đƣợc một số
sản phẩm thực phẩm nhƣ: bánh cookie tam thất, nƣớc tam thất mật ong, kẹo cứng tam thất
và trà tam thất hoa cúc có tính chất cảm quan hấp dẫn ngƣời tiêu dùng.


4
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. SƠ LƢỢC VỀ CÂY TAM THẤT
1.1.1. Tên gọi và nguồn gốc cây tam thất
1.1.1.1. Đặc điểm tam thất thuộc chi Panax L.[11],[24], [25], [70], [146]
Tam thất còn gọi là sâm tam thất. Cây tam thất ở Việt Nam thuộc chi Panax L., họ

ngũ gia bì (nhân sâm) (Araliaceae). Tất cả các loài thuộc chi này đều có giá trị làm thuốc,
đặc biệt là tam thất. Cây tam thất có chứa nhiều hoạt chất quí có tác dụng sinh học tốt nhƣ
nhóm chất saponin, polyacetylen và nhiều axit amin không thay thế. Ở Việt Nam, hiện có 5
loài thuộc chi Panax L.. Trong đó có 3 loài mọc tự nhiên là sâm Vũ diệp (Panax
bipinnatifidus), tam thất hoang (Panax stipuleanatus) và sâm Ngọc Linh (Panax
vietnamensis). Hai loài nhập trồng là tam thất (Panax pseudoginseng Wall) và nhân sâm
(Panax ginseng Meyer). Cây đƣợc tìm thấy nhiều ở vùng núi cao từ 1200 - 2400 m có khí
hậu mát và độ ẩm cao. Theo Linnaeus (1753), chi Panax gồm nhiều loài dựa trên hình thái
học của hoa, trong đó sâm Mỹ (Panax quinquefolius) đƣợc dùng làm chuẩn. Những nghiên
cứu sau này (Candolle, 1830) mô tả nhiều loài thuộc họ nhân sâm trong Panax. Seemann
(1868) thu hẹp định nghĩa Panax thành nhóm thảo mộc có lá kép hình chân vịt có răng
cƣa, mọc ở đỉnh thân, cụm hoa mang một tán đơn ở tận cùng, hoa năm lá đài, bầu nhuỵ có
2 hoặc 3 lá noãn, quả mọng khi chín có màu đỏ hoặc cam, có 2 - 5 hạt. Cây sống nhiều
năm nhờ thân rễ, thân rễ nạc có chiều dài tuỳ thuộc năm sinh trƣởng. Khái niệm này đƣợc
chấp nhận bởi các công trình nghiên cứu sau này [148].
Nghiên cứu di truyền học tế bào cho thấy P. ginseng, P. japonicus và P.
quinquefolius là tứ bội 4n = 48, trong khi P. pseudoginseng, P. notoginseng và P. trifolius
là lƣỡng bội 2n = 24.
Vùng phân bố của chi này ở Bắc Bán Cầu, từ Himalaya đến Đông Bắc Trung Quốc,
vùng Viễn Đông nƣớc Nga, Hàn Quốc, Nhật Bản và Việt Nam. Sâm có tác dụng tốt và
đƣợc nhiều ngƣời ƣa dùng, cho nên một số loài Nhân sâm đã đƣợc trồng hàng nghìn hec ta
tại Hàn Quốc, Trung Quốc và Bắc Mỹ.
Sâm Mỹ (Panax quinquefolius), ngoài mọc hoang tại vùng Đông Bắc, từ miền Nam
Quebec đến Minnesota và miền Nam từ Oklahoma đến bang Georgia, hiện nay còn đƣợc
trồng nhiều tại Ontario và British Colombia (Canada) và khắp Nhật Bản.
Sâm Việt Nam (Panax vietnamensis), còn gọi là sâm Ngọc Linh, sâm Khu Năm (sâm
K5) hay cây thuốc giấu, là loại sâm quý đƣợc tìm thấy tại miền Trung Trung Bộ Việt Nam,
mọc tập trung ở các huyện miền núi Ngọc Linh thuộc huyện Đăk Tô tỉnh Kon Tum, huyện
Trà My tỉnh Quảng Nam. Các nhà khoa học đang thử nghiệm di thực và trồng sâm Việt
Nam ở vùng núi cao từ 1700 - 2200 m so với mực nƣớc biển.

5
1.1.1.2. Phân loại các loài trong chi Panax L. [11], [32], [33], [70], [146]
Chi Panax thuộc giới Thực vật (Plantae), ngành Thực vật có hoa (Magnoliophyta), lớp Hai
lá mầm (Magnoliopsida), bộ Hoa tán (Apiales), họ Nhân sâm (Araliaceae). Cho đến nay, nhiều
nhà phân loại học đã có những nghiên cứu nhất định về các loài thuộc chi Panax. Kể từ năm
1942 cho đến thời gian gần đây, sự phân loại đã có những thay đổi đáng kể. Trong đó, hệ thống
phân loại mới nhất của Jun Wen thống kê lại 11 loài và 1 thứ loài của chi Panax L. [147].
Bảng 1.1. Hệ thống phân loại các loài thuộc chi Panax L
H. L. Li (1942)
P. schinseng
Nees
P.
pseudoginseng
Wall

H. Hara
(1970)
P. ginseng C. A.
Mey
P.
pseudoginseng
Wall
P. subsp.
Pseudoginseng

P. subsp.
Japonicas

C. Hoo
(1973)
P. ginseng C. A.
Mey
P.
pseudoginseng
Wall
P. var.
pseudoginseng
p.var.notoginseng
(Burk) Hoo et
Tseng
P.var. japonicus

C. Y. Wu (1978)
P. ginseng C. A.
Mey
P.
pseudoginseng
Wall

P. ginseng C. A.
Mey
P.
pseudoginseng
Wall

P. notoginseng
(Burk) Chen

P. notoginseng
(Burk) Chen

P. japonicus C.
A. Mey

P. japonicus C. A.
Mey

P.var. wangianus
(Sun) Hoo et
Tseng

P. var. major
(Burk) Li
P.var.
angustifolius
(Burk) Li

Jun Wen (2001)

P. wangianus S. C.
Sun

P.var.
angustatus
(Makino) Hara
P. subsp.
P. var. elagantior P. var. major
Himalaycus Hara (Burk) Wu et Feng (Burk)

P. bipinnatifidus
Seem
P.var.angustifolius
(Burk) Jun Wen

P. stipuleanatus
Tsai et Feng
P. zingiberensis
C. Y. Wu et K.
M. Feng

P. stipuleanatus
Tsai et Feng
P. zingiberensis C.
Y. Wu et K. M.
Feng
P. trifolius L.
P. quinquefolius L.
P. vietnamensis Ha
et Grushv


6
1.1.2. Phân loại các loài tam thất ở Việt Nam [18], [20], [31], [33], [48]
Trên thế giới theo tài liệu nghiên cứu của Hyo-Won Bae (1978) [88]. Cho đến nay đã
biết khoảng 14 loài thuộc chi Panax L.
Ở Việt Nam, theo Nguyễn Tập và tác giả khác [24] chi tam thất Panax L. có 6 loài.
Trong đó có 3 loài phổ biến và đƣợc trồng nhiều ở các tỉnh phía Bắc Việt Nam.
Dựa vào đặc điểm thực vật học, đặc điểm sinh hoá, nguồn gốc phát sinh tam thất

đƣợc chia thành các loại sau:
1. Panax vietnamensis Ha. et Grush (Sâm Ngọc linh) trồng ở núi Ngọc Linh.
2. Panax notoginseng F. H. Chen ex C. Y. Wu et K. M. Feng (Tam thất Trung Quốc)
trồng ở phía Nam Trung Quốc và phía Bắc Việt Nam ( huyện Bắc Hà, huyện Sapa, Lào Cai).
3. Panax bipinnatifidus Seem. (Sâm vũ diệp); mọc hoang và đang đƣợc trồng ở phía
Bắc Việt Nam.
4. Panax stipuleanatus H. Tsai et K. M. Feng (Tam thất hoang); mọc hoang ở phía
nam Trung Quốc, phía Bắc Việt Nam và đƣợc trồng ở phía Bắc Việt Nam.
5. Panax pseudoginseng (Burk). F. H. Chen; tam thất trồng
6. Panax ginseng Meyer; tam thất nhập trồng (loài mới).
Trong đó Panax pseudoginseng (Burk). F. H. Chen. đƣợc ghi vào dƣợc điển Việt
Nam. Tuy nhiên, tam thất từ trƣớc tới nay ở Việt Nam chủ yếu thu hái là loài Panax
pseudoginseng (Burk). F. H. Chen và Panax stipuleanatus H. Tsai et K. M. Feng. Thêm
vào đó là loài Panax bipinnatifidus Seem. Chúng chủ yếu đƣợc xuất khẩu sang Trung
Quốc làm dƣợc liệu và Việt Nam nhập tam thất Trung Quốc, tên khoa học Panax
notoginseng F. H. Chen ex C. Y. Wu et K. M. Feng để sử dụng ở trong nƣớc.
1.1.3. Giới thiệu về 3 loài tam thất trồng phổ biến ở Sapa, Việt Nam
1.1.3.1. Tam thất Trung Quốc [13], [146], [156]
Tên khoa học: (Panax notoginseng)
Đặc điểm: Cây thân thảo cao 25 - 50 cm điều kiện sinh trƣởng tự nhiên. Thân rễ
mập nằm ngang, có hình con quay. Cây có 1 thân mang lá. Thân thẳng, nhẵn, đƣờng
kính 0,3 - 0,6 cm. Lá chét hình thuôn hay mác thuôn, dài 5 - 10 cm, rộng 2 - 4 cm mép
có răng cƣa. Năng suất, phẩm chất tốt. Nguyên sản ở Ushan, Vân Nam, Trung Quốc.
Ngày nay cây đƣợc di thực và trồng nhiều tại Sapa, Si Ma Cai, Bắc Hà (Lào Cai) và các
huyện ở Tỉnh Hà Giang của Việt Nam.


7

Hình 1.1: Cây, củ tam thất Trung Quốc

1.1.3.2. Vũ diệp tam thất [24], [25]
Tên khác: tam thất lá xẻ, sâm 2 lần chẻ, phan xiết, hoàng liên thất, sâm vũ diệp.
Tên khoa học: Panax bipinnatifidus Seem. Tên đồng nghĩa: Aralia bipinnatifidus
(Seem.) C. B. Clarke: Panax pseudoginseng var. bipinnatifidus (Seem.) H. L. Li. Thuộc họ
ngũ gia bì (nhân sâm) (Araliaceae). Rễ mầm tròn có nhiều u lồi dính kết nhau, mặt trên có
những chỗ lõm do các vết thân lụi hàng năm để lại, trong có chất bột màu trắng, lúc tƣơi
hơi nhớt. Lá mọc so le sít nhau; phiến xoan, dài 10 - 25 cm, xẻ thuỳ lông chim không đều,
mép có răng cƣa to thƣa, trên mặt lá đôi khi có nhiều đốm tím; cuống dài 2 - 4 cm, có tai
nhƣ lá kèm, hình buồm rộng. Mùa hoa: tháng 5 - 7; mùa quả tháng 8 - 10.

Hình 1.2: Cây, củ sâm vũ diệp


8
1.1.3.3. Tam thất hoang [24], [25]
Tên khác: Tam thất rừng, sâm tam thất, bỉnh biên tam thất, phan xiết
Tên Khoa học: Panax stipuleanatus H. Tsai et K. M. Feng.
Thuộc họ nhân sâm Araliaceae. Cây thƣờng mọc hoang ở các cánh rừng ở Lào Cai, Cao
Bằng, Hà Giang…
Đặc điểm: Cây thân thảo sống nhiều năm, cao 25 - 75 cm. Thân rễ mập, nằm ngang, có
nhiều u lồi dính kết nhau, mặt trên có những chỗ lõm do các vết thân lụi hàng năm để lại, ít
khi phân nhánh đƣờng kính khoảng 1,5 - 3 cm. Mỗi khóm thƣờng có 1 thân mang lá, ít khi
2 - 4 trừ trƣờng hợp cây bị tổn thƣơng, sau phân nhánh và mọc lên số chồi thân tƣơng ứng.
Thân mọc thẳng, nhẵn, đƣờng kính 0,3 - 0,6 cm; lá kép chân vịt 1 - 3 cái, mọc vòng ở ngọn
cuống dài 5 – 10 cm. Lá chét 5, có cuống ngắn, ở gốc cuống lá chét đôi khi có phần phụ
dạng lá tai hình chỉ, phiến lá chét hình thuôn hay mác thuôn, nhọn hai đầu, dài 5 - 13 cm,
rộng 2 - 4 cm; mép có răng cƣa, dạng xẻ lông chim (thùy nông), mép có thùy cũng khía
răng, thƣờng có lông ở gân lá mặt trên. Quả mọng, gần hình cầu dẹt, đƣờng kính 0,6 - 1,2
cm, khi chín màu đỏ; hạt 1 - 2, gần giống hạt đậu tròn, màu xám trắng, vỏ cứng, có rốn hạt.
Mùa hoa: tháng 5 - 7; mùa quả tháng 9 - 10.

Hình 1.3: Cây, củ tam thất hoang


9
1.1.4. Phân bố [11], [24], [25], [70], [146]
Tam thất phân bố ở các vùng nhiệt đới và á nhiệt đới, cây ƣa sống ở những nơi râm,
mát, có độ ẩm và độ mùn cao, đặc biệt là ở những nơi đồi rừng có độ cao từ 1200 - 2400 m
so với mực nƣớc biển, dƣới ánh sáng tán xạ. Các loài tam thất mọc hoang và đƣợc trồng ở
nhiều tỉnh miền núi nƣớc ta, miền Bắc cũng nhƣ miền Trung. Vùng phân bố của chi này ở
Bắc Bán Cầu, từ Himalaya đến Đông Bắc Trung Quốc, vùng Viễn Đông Nga, Hàn Quốc,
Nhật Bản và Việt Nam [31].
1.1.5. Trồng trọt và thu hái [8], [26], [33], [41]
Tam thất là loại cây thân thảo, mọc lâu năm, thân cây thẳng đứng, tuỳ tuổi cây trồng
mà có chiều cao cây khác nhau. Ở Việt Nam, việc trồng tam thất đã đƣợc chú ý từ rất lâu.
Ngƣời ta phát nƣơng trồng ngô, sắn hay rừng thảo quả rồi nhổ tỉa tam thất ở rừng mang về
cắt lấy phần thân rễ củ để lại một ít thân rễ (cây có khả năng tái sinh vô tính tốt) trồng vào
vị trí quanh nƣơng rẫy. Ngoài ra một số hộ dân còn thu gom hạt chín của cây về gieo hạt
vào tháng 9 - 10 sau đến tháng 3 năm sau hạt nảy mầm mọc thành cây non. Muốn trồng
tam thất có năng suất cao cần phải đƣợc bón phân. Thời gian thu hoạch sau 3 - 5 năm. Tam
thất có giá trị tốt thƣờng có thời gian từ 5 - 7 năm.
1.1.6. Chế biến và bảo quản [24]
Tam thất sau khi thu hoạch đƣợc củ có phẩm chất tốt. Rửa sạch bùn đất, cắt bỏ rễ
con, phơi nắng cho héo rồi lăn, làm từ 3 - 5 lần rồi phơi cho đến khô. Nếu không gặp nắng,
phải dùng than củi hoặc tủ sấy để làm khô. Tốt nhất là ngày phơi nắng, đêm sấy, chừng 4 5 ngày là khô. Thƣờng 10 kg tam thất tƣơi sấy khô ngƣời ta thu đƣợc 5,5 - 6,5 kg tam thất
khô có độ ẩm 5%. Khi chế biến tam thất làm dƣợc liệu, làm thuốc ngƣời ta thái lát hoặc
nghiền thành bột đun nƣớc uống, còn khi sử dụng cho công nghệ chế biến thực phẩm hay
chiết suất làm thuốc, mĩ phẩm hoặc sản phẩm đồ uống có thể để nguyên dạng bột hoặc
chiết tách lấy tinh chất để dùng cho sản phẩm tinh khiết hơn.
Tuỳ theo thời kỳ thu hoạch, kích thƣớc củ ngƣời ta phân loại tam thất [11] nhƣ sau :

(1) Tam thất loại 1: 105 - 130 củ nặng 1 kg
(2) Tam thất loại 2: 160 - 220 củ nặng 1 kg
(3) Tam thất loại 3: 240 - 260 củ nặng 1 kg
1.1.7. Tình hình sản xuất tam thất trên thế giới và ở Việt Nam [28], [32], [33], [134]
Tam thất là nguồn nguyên liệu quí trên thế giới và ở Việt Nam. Chúng chứa đựng
nhiều hoạt chất quí có tác dụng sinh học tốt nhƣ saponin, polyacetylen, axit amin[21], [32].


10
Ngoài sử dụng làm thuốc, chúng còn đƣợc sử dụng làm nguồn nguyên liệu cho công nghệ
thực phẩm và công nghệ làm đẹp (mĩ phẩm). Hiện nay, tam thất đƣợc trồng ở nhiều quốc
gia, nƣớc sản xuất và xuất khẩu tam thất lớn nhất trên thế giới là Trung Quốc; chỉ tính
riêng ở Wenshan, Yunnam sản lƣợng chiếm 85% cả nƣớc, khoảng 2 triệu kg/năm. Đứng
sau Trung Quốc là Ấn Độ, Nêpal và Myanma.
Ở Việt Nam, cây tam thất có khả năng thích nghi rộng, vùng tập trung ở các tỉnh phía
Bắc nhƣ: Lào Cai, Lai Châu, Hà Giang, Cao Bằng. Đặc biệt tập trung nhiều ở Vùng rừng
Hoàng Liên Sơn, Lào Cai trên độ cao 1500 - 2400 m [25].
Từ những năm 1971, chính phủ đã có chủ trƣơng trồng và phát triển các loài dƣợc
liệu quí trong đó có cây tam thất. Nhóm nghiên cứu của Nguyễn Tập - Viện Dƣợc liệu
cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu nhân giống và trồng 2 loài tam thất đó là : Sâm vũ
diệp và Tam thất hoang. Tại trạm nghiên cứu trồng cây thuốc Sapa và rừng trồng thảo quả
của các hộ dân ở xã Bản Khoang huyện Sapa, Lào Cai [26]. Hiện nay các hộ dân tại các xã
huyện Bắc Hà, Si Ma Cai đã trồng hàng hec ta, sản lƣợng tam thất trồng cho củ 300 - 370
kg/ha. Trong những năm qua mỗi năm Việt Nam khai thác và xuất khẩu sang Trung Quốc
khoảng 25 - 30 tấn tam thất, sau đó lại nhập củ khô về làm nguyên liệu, dƣợc liệu.
Theo kết quả điều tra hiện trạng sản xuất chế biến sâm, Sâm tam thất và báo cáo hội
thảo về định hƣớng phát triển cây Sâm Việt Nam giai đoạn 2008 - 2015 và tầm nhìn đến
năm 2020 (PGS.TS. Nguyễn Thị Kim Tiến). Kết quả tìm ra 108 vùng sâm mọc trong tự
nhiên với trữ lƣợng khai thác đến 50 tấn sâm khô/năm [28].
Nhƣ vậy hàng năm trung bình trong cả nƣớc có khoảng 30 - 40 tấn tam thất đƣợc khai

thác. Đó chính là nguồn nguyên liệu dồi dào để khai thác hoạt chất quí nhƣ saponin,
polyacetylen… làm nguyên liệu cho sản xuất thực phẩm, dƣợc phẩm và mĩ phẩm có giá trị kinh
tế cao.
1.2. THÀNH PHẦN HÓA HỌC TRONG CÂY TAM THẤT
1.2.1. Thành phần hoá học tinh dầu tam thất
Kết quả nghiên cứu tinh dầu trong lá tam thất của Việt Nam do nhóm nghiên cứu của
Viện Dƣợc liệu tiến hành bằng phƣơng pháp cất lôi cuốn hơi nƣớc đối với lá. Kết quả cho
thấy hàm lƣợng tinh dầu trong lá Sâm vũ diệp là 0,18% và tam thất hoang 0,35%. Thành
phần tinh dầu (đƣợc phân tích bằng GC-MS) lá sâm vũ diệp có -farnesen (66,75%),
germacren D (8,39%), azulen (6,67%), myriticin (5,78%), spathulenol (4,95%), curcumen
(4,27%), và ocimenyl acetate (3,19%). Trong khi đó tinh dầu của tam thất hoang chỉ có farnesen (69,95%), germacren D ( 23,84%), guaien (4,45%) và spathulenol (4,95%) [37].