Nghiên cứu các hợp chất có hoạt tính sinh học trong cây ngải tiên HEDYCHIUM CORONARIUM KOENIG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------

NGUYỄN THỊ MAI PHƢƠNG

NGHIÊN CỨU CÁC HỢP CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TRONG
CÂY NGẢI TIÊN HEDYCHIUM CORONARIUM KOENIG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

HÀ NỘI, 2011


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Nguyễn Thị Mai Phƣơng

NGHIÊN CỨU CÁC HỢP CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TRONG
CÂY NGẢI TIÊN HEDYCHIUM CORONARIUM KOENIG

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

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Văn Ngọc Hƣớng

Chân thành cảm ơn sự tài trợ của đề tài CNHD – ĐT – 018/10 – 11
Thuộc chương trình trọng điểm quốc gia phát triển cơng nghiệp hóa dược
Hà Nội, 2011

MỤC LỤC


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN.......................................................................................... 2
1.1. Khái quát về chi Hedychium ................................................................................. 2
1.1.1 Đặc điểm thực vật học ..................................................................................... 2
1.1.2. Thành phần hóa học của chi Hedychium ........................................................ 4
1.1.3. Hoạt chất sinh học trong thân rễ các loài của chi Hedychium ....................... 7
1.1.4. Ứng dụng của các loài thuộc chi Hedychium ................................................. 9
1.2. Tổng quan về cây ngải tiên .................................................................................. 10
1.2.1. Xuất xứ........................................................................................................... 10
1.2.2. Một số đặc điểm thực vật .............................................................................. 11
1.2.3. Thành phần hóa học của cây ngải tiên ( Hedychium coronarium Koenig) .. 13
1. 2.3.1.Tecpenoid và tinh dầu ngải tiên ............................................................. 13
1. 2.3.2. Sesquiterpenoid và diterpenoid ............................................................. 17
1.2.3.3. Các hợp chất C6 – C3 ............................................................................. 26
1.2.3.4. Các hợp chất C6 – C3 – C6 ..................................................................... 27
1.2.3.5. Các hợp chất Steroids ............................................................................ 28
1. 2.4. Các hợp chất có hoạt tính sinh học trong cây ngải tiên .............................. 29
1.2.4.1. Hoạt tính sinh học và tác dụng của tinh dầu ........................................ 29
1.2.4.2. Hoạt tính sinh học của các chất được chiết từ thân rễ .......................... 30
1. 2.5. Tình hình nghiên cứu về cây Hedychium coronarium tại Việt Nam ............ 33
1.2.6. Ứng dụng của cây ngải tiên Hedychium coronarium Koenig. ..................... 35
CHƢƠNG 2: ĐỀ TÀI, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM ..... 37
2.1. Đề tài, mục tiêu và nhiệm vụ ............................................................................... 37
2.1.1. Tên đề tài ....................................................................................................... 37
2.1.2. Mục tiêu của đề tài ........................................................................................ 37

2.1.3. Nhiệm vụ của đề tài ....................................................................................... 37


2.2. Các phương tiện nghiên cứu ................................................................................ 38
2.2.1. Thiết bị nghiên cứu ........................................................................................ 38
2.2.2. Dụng cụ ......................................................................................................... 38
2.2.3. Các hóa chất .................................................................................................. 39
2.3. THỰC NGHIỆM ................................................................................................. 39
2.3.1. Mẫu thực vật và phương pháp xử lí: ............................................................. 39
2.3.2. Điều chế tinh dầu thân rễ ngải tiên. .............................................................. 40
2.3.3. Phân tích và nhận biết các thành phần của tinh dầu thân rễ ngải tiên....................41

2.3.4. Chiết các hợp chất có hoạt tính sinh học trong củ ngải tiên ........................ 41
2.3.5. Thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định (Antimicrobial activity) ............. 42
2.3.6. Khảo sát các cặn chiết bằng sắc ký lớp mỏng (SKLM) ................................ 42
2.3.7. Phân lập và xác định cấu trúc phân tử của các chất trong các cặn chiết .... 43
2.3.8. Các hằng số vật lí và các số liệu phổ của các chất thu được………………..45
2.3.9. Khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất phân lập được: ........... 46
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN................................... 47
3.1. Đối tượng và đề tài nghiên cứu............................................................................ 48
3.2. Nghiên cứu tinh dầu của thân rễ cây ngải tiên..................................................... 48
3.2.1. Điều chế tinh dầu .......................................................................................... 48
3.2.2. Phân tích và nhận biết các thành phần của tinh dầu thân rễ ngải tiên ........ 49
3.3. Nghiên cứu các hợp chất có hoạt tính sinh học trong củ cây Ngải tiên
(Hedychium coronarium Koenig). .............................................................................. 51
3.3.1. Chiết chọn lọc các chất có hoạt tính sinh học trong củ ngải tiên…............51
3.3.2. Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của tinh dầu và cặn chiết của
củ ngải tiên .............................................................................................................. 52
3.3.3. Phân lập các hợp chất trong cặn chiết H và E của thân rễ ngải tiên. .......... 53
3.3.3.1. Khảo sát các cặn chiết H và E bằng SKLM. .......................................... 53

3.3.3.2. Phân lập các chất tinh khiết trong các cặn chiết E và H ....................... 55


3.3.4. Xác định cấu trúc phân tử của các chất phân lập được................................ 56
3.3.4.1. Xác định cấu tạo phân tử của hợp chất P7 ............................................ 56
3.3.4.2. Xác định cấu trúc phân tử của hợp chất P5 .......................................... 58
3.3.4.3. Xác định cấu trúc phân tử H6 ................................................................ 61
3.3.5. Khảo sát hoạt tính chống ung thư của các chất phân lập được từ thân rễ
ngải tiên. .................................................................................................................. 63
KẾT LUẬN ................................................................................................................... 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 67


LỜI MỞ ĐẦU
Nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nên hệ thực vật vơ cùng đa
dạng và phong phú đặc biệt là cây có tinh dầu và cây làm thuốc.
Theo thống kê bước đầu, nước ta có hơn 600 lồi cây có tinh dầu, nhưng phần lớn chưa
được nghiên cứu đầy đủ, hệ thống và triệt để. Hệ thực vật phong phú và đa dạng của
mỗi vùng, mỗi quốc gia được xem là một trong những nguồn tài ngun q giá, có
quan hệ trực tiếp tới đời sống con người.
Hóa học các hợp chất thiên nhiên với vai trị nghiên cứu thành phần hóa học và
tìm hiểu hoạt tính sinh học của cây thuốc mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Việc
nghiên cứu các hợp chất có hoạt tính sinh học trong cây thuốc dân tộc là vấn đề không
những hấp dẫn về khoa học mà cịn đóng góp cho việc sử dụng cây thuốc có hiệu quả
hơn, chính xác hơn.
Góp phần phong phú cho hệ thực vật Việt Nam, lại rất gần gũi với đời sống
nhân dân phải kể đến họ gừng (Zingiberaceae). Nhu cầu sử dụng các sản phẩm từ các
cây họ gừng làm thuốc và hương liệu trên thế giới và trong nước ngày càng tăng. Các
nghiên cứu về các cây họ gừng đến nay là rất nhiều nhưng nó ln là điều hấp dẫn với
các nhà nghiên cứu. Trong họ gừng có một chi mà ở Việt Nam chưa được nghiên cứu

rộng rãi đó là chi ngải Hedychium. Trong khi đó thế giới với rất nhiều các nghiên cứu
báo cáo rằng đây là một chi rất hấp dẫn bởi hương thơm của hoa và những hợp chất có
hoạt tính sinh học thú vị thuộc dãy các  - lacton diterpen ,  khơng no. Đây là những
hợp chất có hoạt tính chống ung thư, chống viêm rất mạnh đang được các nhà khoa học
thế giới quan tâm một cách đặc biệt. Với định hướng như vậy chúng tôi đã chọn đề tài:
“ Nghiên cứu các hợp chất có hoạt tính sinh học trong cây ngải tiên ( Hedychium
coronarium Koenig) ‖

1


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Khái quát về chi Hedychium
1.1.1 Đặc điểm thực vật học
Hedychium (chi ngải) là một chi thuộc họ gừng (Zingiberaceae) gồm những cây
lâu năm phổ biến với chiều cao khi phát triển khoảng 120 – 180 cm. Chi này thường
được gọi với cái tên là chi của những cây hoa loa kèn gừng và chi của các loại cây thân
thảo, thân rễ mập và phân nhánh. Chi này có nguồn gốc từ những vùng đất nhiệt đới ở
Châu Á và dãy Himalaya. Các loài của chi này thường có hoa rất đẹp, rực rỡ và hấp
dẫn bởi mùi hương. Tại Nam Á, chi Hedychium đã có hơn 80 lồi. Các nghiên cứu gần
đây báo cáo có 41 lồi ở Ấn Độ, trong đó có 17 lồi đặc hữu của Ấn Độ [29].
Ba loài mới của chi Hedychium từ Thái Lan mới được nhận dạng và phân lập
năm 1995 là H. samuiense, H. tomentosum và H. biflorum.[30]
Theo cuốn ―Cây cỏ Việt Nam‖ của Phạm Hồng Hộ thì ở Việt Nam chi
Hedychium có 12 lồi, phân bố ở hầu hết các tỉnh từ Bắc chí Nam [4]
1) Hedychium coronarium Koen. Thường gọi là ngải tiên.
Địa thực vật: Dạng giống gừng, lá thơm, phiến to, không lông, mép cao 2-3 cm.
Phát hoa ở chót thân, có nhiều lá hoa xanh, hoa trắng rất thơm. Đài là ống dài; vành có
3 tai hẹp, dài ; tiểu nhụy lép dạng cánh hoa to; 1 tiểu nhụy thụ; môi to, 2 thùy. Nang
cao 2,5 cm; mảnh vàng; hột đỏ. Phân bố ở Lào Cai, Đà Lạt, Hà Giang.

2) Hedychium coronarium var. flavescens (Lodd.) Hook. Gọi là ngải tiên vàng vàng.
Cành ngắn, có sợi; thân cao đến 2m, đáy đo đỏ. Lá có phiến thon dài, mặt trên
láng, mặt dưới có lơng; mép cao 3-4 cm. Phát hoa hơi thơng; đài có ống có lơng; vành
có ống dài đến 10 cm; phiến vàng lợt; mơi có bớt vàng sẫm. Hoa thơm ngọt, màu vàng.
3) Hedychium coronarium var. flavum K.Schum. Gọi là ngải tiên vàng.

2


Thân cỏ cao, cành ngắn; thân đo đỏ ở dưới. Lá có phiến thon, chót có đi dài
4- 6 cm; mép cao đến 5cm. Phát hoa hình bắp cao đến 15cm, lá hoa có lơng ở chót,
mang 3 – 4 hoa; hoa vàng; ống vành dài 5 cm, môi to, chẻ ở chót.
4) Hedychium bousigoniamun Pierre ex Gagn. Gọi là Ngải tiên Bousigon.
Thân cỏ, cao 1-1,2 m. Căn hành to 6 – 7 mm. Lá có phiến thon hẹp, nhọn, dài 30
– 50 cm, rộng 7 cm, không lông. Gié thưa, dài 20 cm; lá hoa có lơng, dài 2,5 cm; hoa
to, vàng; tiểu nhụy lép hẹp, dài 4cm; môi xoan, chẻ đến ½; nỗn sào có lơng. Thường
mọc trong rừng ở Đà Lạt.
5) Hedychium coccineum Hamilt. Ngải tiên đỏ.
Địa thực vật: cao 1,5 – 2m. Lá có phiến dài 25 – 50 cm, rộng 3- 5 cm, đáy tà, có
khi hình tim; mép cao 1- 2,5 cm; hoa đỏ; đài dài 3 cm, cánh hoa 3 cm; môi 2 thùy,
nỗn sao có lơng. Thường mọc ở những nơi đất ẩm lầy, vùng núi cao.
6) Hedychium ellipticum Sm. , Ngải tiên bầu dục.
Cỏ cao 1 m. Lá có phiến bầu dục, to 20 – 40 x 10-15 cm, mỏng, có điểm trong;
mép nâu, cao 1 cm; bẹ không lông. Phát hoa nghiên, dày, to 12x3-4 cm; lá hoa không
lông, cao 3 cm; hoa trắng, cao 8 cm; vành có lơng nhung; nỗn sào có lơng. Mọc ở
những nơi triền núi.
7) Hedychium gardnerianum Roscoe. Ngải tiên Gardner. Kanili Ginger, Ginger Lily
Địa thực vật: Cao đến 1 m, dạng như gừng. Lá có phiến bầu dục, khơng cuống;
mép cao. Phát hoa đứng cao; lá hoa xanh, 2x1 cm; đài là 2 vảy; hoa vàng bua; ống hoa
dài 5-6 cm; cánh hoa hẹp, dài 3 cm, rộng 3 – 4 mm; tiểu nhụy lép dẹp, vàng tươi; mơi

vàng chanh, xoan có 2 thùy; tiểu nhụy thụ màu cam đậm, chi tía, chứa nuốm ở giữa,
lục; nỗn sào khơng lơng. Thích hợp với đất cầm thủy: Đà Lạt.
8) Hedychium forresti Diels var. latebracteatum K. Lars. Ngải tiên lá hoa rộng.
Địa thực vật: cao 1,2 m, thơm. Lá có phiến thon nhọn, to 40 x 10 cm; mép cao
2,5 – 3 cm; bẹ không lông. Phát hoa cao 15 cm; lá hoa dài 3 -4 cm; hoa vàng tươi; mơi
tam giác, có 2 thùy xoan thon. (sống ở những nơi cao 1500 m, Sapa)

3


9) Hedychium poilanei K. lars. Ngải tiên Poilane
Địa thực vật: Thân cỏ cao 1,3 m. Lá có phiến thon he ̣p nho ̣n , to 40x12 cm; mép
cao 1 – 1,5 cm, ria nâu. Phát hoa dài 12 cm; lá hoa to 4-5 x 2- 3 cm, hoa thanh, thơm
dịu; ống vành dài đến 10 cm. Cánh hoa trắng hay ngà. Phân bố ở Bảo Lô ̣c.
10) Hedychium stenopetalum Lodd. Ngải tiên Cánh hoa hẹp
Địa thực vật: cao hơn 1 m, lá có phiến to , đến 60x10 cm, mặt trên khơng
lơng,mă ̣t dưới có lơng dài, nằm; mép mỏng, cao 1-2 cm, phát hoa chót thân, to, dài đến
35 cm có lá hoa to , gắn thẳng góc vào trục ; hoa trắ ng hoa thơm ngào ngạt ; cánh hoa
hẹp; bao phấn dài 7 mm, môi bầu dục, có 2 thùy, nỗn sào có lơng phún . Thường mọc
ở Quảng Trị vào tháng 6.
11) Hedychium villosum Wall. Ngải tiên lơng
Địa thực vật cao 1,5 m. Lá có phiế n tròn dài , thon hẹp; mép cao 2-3cm. Phát hoa
dài 10 – 15 cm, dày; lá hoa có lơng nhung , nâu hoe, dài 2- 2,5 cm, rộng 1 cm; lá hoa
phụ ngắn hơn , hoa trắ ng, ống đài 2 cm; ống vành dài 4 cm cánh hoa và tiểu nhụy lép
dài 3 cm; môi hẹp, thùy sâu; tiểu nhụy cao 4,5 cm bao phấ n không dài. Có ở Đèo Btian
12) Hedychium yunnanensis Gagn., Ngải tiên Vân nam
Địa thực vật: Lá có phiến thon, to 30x8 -13 cm; mép mỏng,cao 3-6 cm, nâu.
Phát hoa dài 20 cm, thưa; lá hoa nhỏ, không lông; hoa trắng hay vàng, thơm; ống đài
không lông; ống vành 2 cm, cánh hoa và tiểu nhụy lép hẹp, dài 2 cm; chỉ tiểu nhụy dài
5,5 cm, bao phấn cam; mơi hình tam giác hẹp, chẻ hai. Phân bố ở Đà Lạt.

1.1.2. Thành phần hóa học của chi Hedychium
Trong thiên nhiên có các loại hợp chất : Terpenoit, Steroit, Flavonoit, ancaloit,
cacbohidrat, lipit, protit… Nhưng khơng phải lồi thực vật nào cũng có chứa đủ các
loại trên mà tùy loài thực vật mà hợp chất này là chủ yếu mà lại khơng có loại hợp chất
kia. Trong mỗi loại thực vật, các bộ phận khác nhau cũng có thành phần hóa học khác
nhau. Đối với các lồi thuộc chi Ngải (Hedychium) đều có đặc điểm chung là các bộ

4


phận thân rễ và hoa có mùi thơm đặc biệt. Vì vậy người ta chú ý trước tiên là các chất
dễ bay hơi, các chất có mùi, đó chính là thành phần của tinh dầu hai bộ phận này.
Tinh dầu là hỗn hợp của các chất thu được bằng chưng cất lơi cuốn hơi nước, vì
vậy chúng là các chất không phân cực hay kém phân cực, không tan trong nước hay
kém tan trong nước. Vì nhiệt độ sơi thấp nên dễ bay hơi, có mùi, và thành phần chủ
yếu là Hemiterpen (C5), monoterpen (C10), sesquiterpen (C15), điterpen(C20)… và các
dẫn xuất oxi của chúng.
Thành phần của tinh dầu không những phụ thuộc vào lồi, vào bộ phận mà cịn
phụ thuộc vào phương pháp điều chế nữa. Quả vậy, khi nghiên cứu tinh dầu của một số
loài thuộc chi Ngải H. ellipticum, H. aurantiacum, H.coronarium, và H. spicatum,
Sushil Joshi và các cộng sự đã chỉ ra các kết quả như sau: [12]
Tinh dầu của H.coronarium chứa trans-meta- metha-2,8-diene (25,2%), linalool
(21,7%), -

tecpineol (10,9%), Terpin-4-ol (4,1%), - pinen (4,0%),- terpinene

(3,6%), và camphene (3,1%), tổng đóng góp 83,1% được xác định trong tinh dầu thân
rễ.
H. ellipticum chứa hơn 30 hợp chất, trong đó có 28 thành phần đóng góp chiếm

97,8% tổng hàm lượng tinh dầu, hợp chất chính là 1,8 -cineole (33,0%), sabinene
(22,2%), Terpin-4-ol (14,3%), -terpinene (5,3%), và -caryophyllene (5,6%).
Trong tinh dầu thân rễ của H. aurantiacum, Terpin-4-ol (24,8%) đã được xác định là
thành phần quan trọng duy nhất, cùng với para-cymene (8,2%), bornyl acetate (7,6%),
borneol (3,3%), -pinen ( 3,1%), - pinen (2,8%), -tecpineol (2,4%), germacrene D
(2,1%), và sabinene (2.0%).
Trong tinh dầu thân rễ của H. Spicatum được lấy mẫu ở Jageshwar thì hợp chất
chính là 1,8 –cineole(42,8%); 10 – epi -  - Eudesmol (12,4%);  - Selinene(6,8%); pinen (4%);  - cadinol (2,9%) trong tổng đóng góp là 87,5% được xác định trong
thành phần thân rễ.

.

5


Bảng 1. 1: Cơng thức hóa học các chất được nhận dạng trong tinh dầu
các cây thuộc chi Hedychium

1. Sabinene; 2. trans-meta- metha-2,8-diene; 3. - Myrcene; 4. para – cymene; 5. 1,8 –
cineole; 6. linalool; 7. Terpin-4-ol; 8. -tecpineol; 9. bornyl acetate ; 10. 10 – epi -  Eudesmol; 11.  - thujene; 12. - pinen ; 13. -pinen ; 14. - terpinene ; 15. limonene;
16. - terpinene ; 17. -caryophyllene ; 18.  - humulene; 19. germacrene D ; 20.  Selinene; 21.  - Selinene ; 22. - curcumene; 23. germacrene D – 4 – ol ; 24.  cadinol.

6


Sabulal và các cộng tác cũng nghiên cứu về thành phần hóa học của tinh dầu từ
thân rễ của 4 loài Hedychium từ miền Nam Ấn Độ: Hedychium venustum, Hedychium
spicatum var. acuminatum, Hedychium coronarium, Hedychium flavescens [29]. Kết
quả cho thấy: Các thành phần chính trong các tinh dầu thân rễ của bốn lồi Hedychium
Nam Ấn Độ có chứa các monoterpenes: 1,8-cineole, β-pinen, linalool. Ba thành phần

này chiếm 70-75% của những loại tinh dầu này. 1,8-Cineole là thành phần quan trọng
trong các tinh dầu thân rễ H. venustum (45,4%), H. spicatum var. acuminatum (44,3%)
và H. coronarium (48,7%). β-pinen là thành phần chính trong tinh dầu thân rễ H.
flavescens (43,6%). Trong số ba monoterpenes, β-pinen có hàm lượng là thấp nhất
trong H. spicatum var. acuminatum (1,3%) và H. venustum (5,2%). Tương tự như vậy,
linalool hàm lượng là thấp nhất trong H. coronarium (1,2%) và H. flavescens (11,0%).
Tỷ lệ sesquiterpenes cao nhất trong dầu thân rễ của H. venustum (24,0%) theo sau là H.
spicatum var. acuminatum (22,2%), H. flavescens (0,6%) và H. coronarium (0,5%).
Sự trình bày trên cho thấy thành phần hóa học của tinh dầu thân rễ của các loài
thuộc chi Hedychium rất phức tạp, có nhiều thành phần. Nhưng đặc điểm chung nhất là
thành phần chính – thành phần có hàm lượng cao nhất trong tinh dầu củ của các loài
thuộc chi này là 1,8 – cineol, sau đó là α, β – pinen.

1.1.3. Hoạt chất sinh học trong thân rễ các lồi của chi Hedychium
Vì thân rễ các lồi hedychium đều có tinh dầu, nên nghiên cứu hoạt chất sinh
học của các chất trong thân rễ trước hết là nghiên cứu hoạt tính sinh học của tinh dầu.
Sabulal và các cộng sự có những bước tiên phong trong vấn đề này. Các hoạt động
kháng khuẩn của tất cả các loại dầu thân rễ của bốn loài Hedychium từ miền Nam Ấn
Độ: Hedychium venustum, Hedychium spicatum var. acuminatum, Hedychium
coronarium, Hedychium flavescens đã được thử nghiệm theo phương pháp khuếch tán
đĩa chống lại ba vi khuẩn Gram(+) và Gram(-) và hai loại nấm. Kết quả cho thấy tinh
dầu từ H. flavescens, đặc biệt là có hoạt tính kháng khuẩn mạnh thể hiện ở đường kính
dịng kháng khuẩn đối với vi khuẩn Salmonella typhi là 23 mm, Escherichia coli (18

7


mm), Proteus vulgaris (15 mm) và nấm Candida albicans (13 mm) và C. glabrata (14
mm).
Các nghiên cứu của Ditxit và Varma đã khẳng định một số tinh dầu của một số

lồi trong chi Hedychium có tác dụng an thần và đặc biệt có tác dụng tiêu diệt các lồi
giun sán kí sinh nguy hiểm như sán dây, sán lá, giun đốt [13].
Tuy vậy tinh dầu chỉ là một phần nhỏ của thành phần thân rễ các lồi
Hedychium, vì tinh dầu là phần có nhiệt độ sơi thấp, ít phân cực, hàm lượng trong thân
rễ không lớn từ 0,1 – 0,3% theo nguyên liệu mẫu tươi. Vì vậy, người ta chú ý nghiên
cứu các thành phần khác đặc biệt là các  - lacton α, β khơng no khung labdan diterpen,
đó là những hợp chất sinh học nổi tiếng. Theo hướng này, Sharma và cộng sự đã phân
lập cặn etanol của thân rễ khô của H. spicatum , mang lại hedychenone, một diterpene
furanoid, dẫn xuất dihydro của nó và diterpene khác được xác định là 6-oxo-labda7,11,14-triene-16-oic axit lacton (Sharma et al, năm 1975, 1976; Sharma và Tandon,
1983)... Cặn chiết ethanolic của thân rễ có thể kháng viêm, giảm đau và hạ đường
huyết (Dhar et al, 1973; Dhawan et al, 1977).
Bảy loại labdane diterpenes, coronarin E, coronarin A, yunnancoronarin A,
yunnancoronarin B, hedyforrestin B, villosin, và hedyforrestin C được phân lập từ thân
rễ Hedychium gardnerianum và được đánh giá hoạt tính gây độc tế bào đối với tế bào
ung thư phổi (NCI-H187) và không gây độc tế bào Vero. Kết quả cho thấy rằng
villosin thể hiện hoạt động mạnh gây độc tế bào với IC50 0,40 M, cao hơn so với các
thuốc ellipticine (IC50 1,79 M). Hơn nữa, ellipticine rất độc hại đối với tế bào Vero
(IC50 7,47 M) trong khi các độc tính của villosin khơng thể phát hiện ở nồng độ thấp
hơn 166,42 M. Kết quả đã chỉ ra rằng các vòng lacton là cơ sở cần thiết cho hoạt động
gây độc tế bào cao và sự hiện diện của một nhóm hydroxyl ở vị trí 6 hoặc 7 là ngun
nhân gây giảm hoạt động. Yếu tố gây độc tế bào rất cao trên tế bào ung thư phổi NCIH187 cho thấy villosin có thể là một tác nhân có nhiều tiềm năng cho sự phát triển
thuốc điều trị ung thư rất hiệu quả [16].

8


Các nghiên cứu trước đây về chi Hedychium cho kết quả về một số loại labdane
diterpenoids có các hoạt động quan trọng gây độc tế bào chống lại V-79 và tế bào KB.
Các nghiên cứu về chi tiếp tục với thành phần hóa học của Hedychium forrestii cũng
cho hai diterpenoids labdane phân lập từ thân rễ là: labda-8 (17), 11, 13-trien-7hydroxyl-15 (16) olide (hedyforrestin B) và labda 8 (17), 11, 13-trien-7,16-dihydroxyl

16 (15)-olide ( hedyforrestin C)[28].

hedyforrestin B

hedyforrestin C

1.1.4. Ứng dụng của các lồi thuộc chi Hedychium
Đã có nhiều nghiên cứu về chi Hedychium trên thế giới vì các lồi khác nhau
của chi được sử dụng trong thuốc y học cổ truyền để điều trị các bệnh về hen suyễn,
viêm phế quản, thanh lọc máu, bệnh dạ dày, và chống-emetics, bệnh mắt ở
Nagaland[12].
Hedychium spicatum được sử dụng như là một thuốc diệt khuẩn và thuốc diệt
nấm và trong điều trị đau, bệnh dạ dày và viêm trong y học truyền thống Ấn Độ [29].
Hedychium coronarium được sử dụng để điều trị sưng, viêm amidan, viêm họng và
khối u [29]. Thân rễ Hedychium spicatum được sử dụng làm nước hoa trong khu vực
châu Á nhiệt đới. Chi Hedychium được trồng rộng rãi cho các mục đích trang trí, đặc
biệt là hoa của chúng có mùi thơm ngọt ngào [21].

9


1.2. Tổng quan về cây ngải tiên
Cây ngải tiên còn gọi là cây Bạch Yến, Ngãi diệp tiên, gừng lily trắng, tên khoa
học là Hedychium coronarium Koenig, thuộc họ Gừng( Zingiberaceae).
Ở một số nước khác nhau, ngải tiên được gọi với những tên khác nhau. Tên
tiếng anh là Common ginger lily, white butterfly lily, ginger lily, garland flower. Ở
Malaysia là Gandasuli, suli; ở Indonesia là Gondasuli, ở Philippines là Kamia, Thái
Lan là Mahaahong [11]t
số

nước.

Ảnh 1.1: Thân, lá và hoa ngải tiên ( />
1.2.1. Xuất xứ:
Hedychium coronarium Koenig (gừng lily trắng) có nguồn gốc là từ vùng
Himalayas của Nepal và Ấn Độ sau đó phát tán tới khu vực Nam châu Phi và Nam
Mỹ. Lồi cịn phân bố ở Nam Trung Quốc, Malaixia, Úc và Việt Nam. Cây mọc ở

10


những vùng có khí hậu mát lạnh. Ở Việt Nam Ngải tiên phân bố tự nhiên ở một số
vùng núi có độ cao 1400 - 1800m tại một số tỉnh Lào Cai, Lai Châu, Hà Giang và ngày
nay được trồng rộng rãi khắp nơi mục đích làm cảnh, lấy tinh dầu thân rễ làm thuốc và
nước hoa [5].
Ở Cuba, đó là Hoa Quốc gia, được gọi là "Mariposa blanca" nghĩa là "hoa bướm
trắng", do nó trơng giống như một con bướm trắng bay. Lồi này có một điều đặc biệt
là cực kỳ thơm và những phụ nữ đã dùng trang điểm cho bản thân với những bơng hoa
cài trên tóc trong thời kì cịn là thuộc địa của Tây Ban Nha, và cũng bởi cấu trúc phức
tạp của cụm hoa, phụ nữ giấu và mang thơng điệp bí mật quan trọng vào dưới nó.
Người ta nói rằng một gia đình người nơng dân mà khơng có một cây gừng trắng trong
khu vườn của mình có nghĩa là khu vườn đó chưa hoàn chỉnh [12]. Hedychium
coronarium Koenig được biết đến như gandasuli của Ấn Độ, đây là tiếng Phạn nó có
nghĩa là ―hương thơm của nàng công chúa‖ hoặc ―nước hoa của nữ hồng‖[14].
H. coronarium được trồng trong nhà kính nước Anh sớm nhất là cuối những
năm 1700 và đã được ghi nhận là "rất hiếm" trên tạp chí thực vật Curtis năm 1803 [9].

1.2.2. Một số đặc điểm thực vật
Ngải tiên Hedychium coronarium Koenig là cây ưa ẩm, hơi chịu bóng, ưa khí
hậu mát mẻ, là một loại thân thảo sống trên mặt đất sâu nặng bia, chiều cao khi phát

triển có thể lên tới 1 đến 2,5 mét [34] . Đường kính thân trung bình là 1,7 cm. Thân
nhẵn. Lá mọc so le, khơng cuống, hình dải hẹp - mũi mác, nhọn 2 đầu, mặt trên nhẵn
màu lục sẫm bóng, mặt dưới nhạt có lơng dễ rụng. Bẹ lá to, có khía màng, lưỡi bẹ 2 - 3
cm, ngun. Kích thước trung bình của lá là 31,6 x 6,8 cm. Cây ra hoa vào trung tuần
tháng 8 hàng năm. Cụm hoa hình trứng dạng nón mọc ở ngọn thân, dài 5 -7 cm gồm
nhiều lá bắc lợp lên nhau, lá bắc và lá bắc con có màu lục ở đầu. Hoa to, màu trắng rất
thơm. Thân rễ mập, ít phân nhánh, có nhiều ngấn ngang, dài trung bình 38,5 cm, đường
kính 2,8 cm [12]. Đài là ống dài khơng có răng; vành có 3 tai hẹp, dài ; nhị có chỉ nhị

11


trắng, tiểu nhụy lép dạng cánh hoa to; 1 tiểu nhụy thụ; môi to, chẻ đến tận giữa thành 2
thuỳ tròn . Nang cao 2,5 cm; mảnh vàng; hột đỏ [4].;

Ảnh 1.2: Bụi cây ngải tiên

Ảnh 1.3: Hạt của cây ngải tiên

Ảnh 1.4: Thân rễ cây ngải tiên

12


1.2.3. Thành phần hóa học của cây ngải tiên (Hedychium coronarium
Koenig)
Cho đến nay người ta mới tìm thấy bốn loại hợp chất chính trong cây ngải tiên,
đó là các tecpenoid, steroid, các hợp chất C6 – C3 và các hợp chất C6 – C3 – C6.

1. 2.3.1.Tecpenoid và tinh dầu ngải tiên:

Các hidrocacbon của tecpen, mono và sesquitecpen chủ yếu nằm trong phần tinh
dầu cùng các dẫn xuất của hemi và monotecpen. Còn các dẫn xuất của oxi của
sesquitecpen, các đitecpen và tritecpen thường nằm trong phần cặn chiết.
Tinh dầu của cây ngải tiên chủ yếu nằm trong hoa và thân rễ. Tinh dầu hoa có
mùi thơm đặc biệt, êm dịu, quý phái nên có giá trị cao và được quan tâm trước tiên.
Bằng phương pháp phân tích khơng gian đầu (headspace) thành phần mùi của hoa do
Matsumoto và cộng sự thực hiện trên máy GC / MS và GC cho thấy có đến 175 hợp
chất được xác định, trong đó có linalool, methyl benzonate ;cis-jasmone,eugenol, (E)
isoeugenol, lacton Jasmin, methyl epi-jasmonate, indole, nitriles và oximes đã đóng
góp lớn cho hương thơm của hoa [13].
Khi phân tích tinh dầu của hoa ngải tiên bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước
người ta thấy tổng cộng 29 thành phần được xác định và các thành phần chính bao
gồm: o- cimenone (28,05%), linalool (18,52%), 1,8-cineole (11,35%), Tecpineol
(7,11%), 10-epi-eudesmol (6,06%), sabinene (4,59%) và terpinen-4-ol (3,17%) [20].
Những bông hoa phát ra một mùi hương mạnh mẽ bao gồm một hỗn hợp tương
đối đơn giản của các hợp chất monoterpeniod và benzoid, và thành phần chính trong
cánh hoa là L-linalool; 1,8-cineole và 3,7-dimethyl-octatriene-1,3,7. Vì vậy, lồi này
dường như là một nguồn lý tưởng cho sự cô lập của các monoterpene synthase liên
quan đến gen. Trong nghiên cứu của Ruihong Li & Yanping Fan [18], một terpene gen
synthase được phân lập từ H.Coronarium, HcTPS2 (Hedychium coronarium terpene
synthases 2) bằng cách sử dụng tiếp cận chức năng gen và biểu đồ phân tích những

13


bông hoa khác nhau trong từng giai đoạn phát triển khác nhau. HcTPS2 được phân lập
từ hoa của H. Coronarium bằng cách sử dụng RT-PCR (Reverse transcription PCR)
kết hợp với công nghệ RACE (Rapid amplification of cDNAs ends), cho thấy rằng
HcTPS2 chủ yếu thể hiện trong các mô hoa, đặc biệt là trong nhị hoa, cánh hoa và đài
hoa. HcTPS2 là phần quan trọng trong các enzym tổng hợp monoterpene, có thể được

dự đốn là một monoterpene synthase, chứ khơng phải là một synthase sesquiterpene.
Việc cơ lập và phân tích biểu hiện của HcTPS2 sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc nhân
bản gen bổ sung của TPS trong H. coronarium, và có thể là sự đánh dấu trong phát
triển phân tử để hỗ trợ chăn nuôi và cải thiện giống với hương thơm cao cấp và bản sắc
đặc biệt của H. coronarium.
Ngoài tinh dầu của hoa, tinh dầu thân rễ cây ngải tiên cũng rất được quan tâm vì
nó có hoạt tính sinh học lí thú.
Bằng phương pháp cất cuốn hơi nước, Beena Joy và cộng sự, năm 2007 đã
nghiên cứu chi tiết thành phần hóa học của tinh dầu Hedychium coronarium dạng thân
rễ tươi và thân rễ khô. Kết quả cho thấy: tinh dầu chiếm hàm lượng 0,4% ở dạng tươi
và 0,6% trong thân rễ khơ. Phân tích tinh dầu thân rễ tươi đã xác định được 44 thành
phần, trong đó trong tinh dầu thân rễ khơ là 38 thành phần. Có sự khác biệt này có thể
là do trong q trình gia nhiệt để sấy khơ có sự biến đổi về thành phần và số lượng.
Tuy vậy về thành phần chính khơng có nhiều thay đổi. Kết quả được chỉ ra ở bảng 1.2
và bảng 1.3[14].

14


Bảng 1.2: Thành phần hóa học của tinh dầu thân rễ khô của cây ngải tiên
Hedychium coronarium Koenig
HỢP CHẤT

RT

%

Hợp chất

RT

%

-Phellandrene

8.591

0.25

-Phellandrene

17.859

0.70

epoxide
-Pinene

8.823

6.73

Isomenthol

19.396

0.33

Camphene

9.338

0.55

Isobornyl acetate

20.342

0.9

ß-Pinene

10.375

17.40

Carvacro

20.740

0.27

ß-Myrecene

10.943

0.48

trans-2-Caren-4-ol

23.367

0.6

3-Carene

11.574

0.23

-Thujone

24.031

0.20

Cymene

12.073

3.95

Caryophyllene oxide

28.091

0.44

Limonene

12.242

3.17

Aromadendrene

29.144

0.42

32.898

0.47

epoxide
1,8-Cineole

12.359

17-AcetyloxyKauran-

37.44

18-al
-Pinene epoxide

14.592

0.32

Iso cyclo citral

36.616

0.3

Linalool

14.664

0.47

9-cis-retinal

39.204

2.21

Caranol

15.349

0.23

Unknown

54.875

0.20

-Campholenal

15.481

0.70

(1-Propyl heptadecyl) 60.017

0.35

benzene
trans-Pinocarveol

15.900

0.46

Glucose penta acetate

63.250

0.46

cis-Verbenol

16.103

0.9

Myrtenol

64.579

0.33

3–Thujene

16.642

0.35

Borneol

16.761

1.63

Terpinen-4-ol

17.124

3.4

-Terpineol

17.544

6.70

15

Bảng 1.3: Thành phần hóa học của tinh dầu thân rễ tƣơi của cây
Hedychium coronarium
Hợp chất

RT

%

Hợp chất

RT

%

-Pinene

8.814

4.06

ß-Phellandrene-8-ol

20.243

0.23

Camphene

9.330

0.30

Perilla alcohol

20.691

0.29

ß-Pinene

10.368

10.39

Carvacrol

20.745

0.34

Cymene

12.074

4.08

p-Menthen-9-a

20.809

0.21

Limonene

12.249

2.14

20.850

0.25

1,8-Cineole

12.378

41.42

20.938

1.33

14.580

0.30

21.169

0.31

Linalool

14.659

0.79

Unknown

21.375

0.91

Fenchyl alcohol

15.083

0.22

-Terpinyl acetate

22.091

0.57

15.344

0.26

Caren-2-ol

22.832

0.33

-Campholenal

15.474

0.20

Citronellal

22.939

0.21

Limonene oxide

15.730

0.60

Unknown

23.184

0.25

Norionone

15.819

0.31

ß-Thujone

24.039

0.47

15.897

0.96

Pinane diol

25.415

0.41

3-Thujene

16.637

0.74

Unknown

27.975

0.26

Borneol

16.765

2.04

Patchoulane

28.091

0.77

Terpinen-4-ol

17.127

3.55

29.143

0.37

-Pinene
epoxide

2-Cyclohexen-1ol

TransPinocarveol

Ethanone
1-(3 thylcyclobutane)
Nerolidol
2Acetylcyclopentanone

Aromadendrene
epoxide

16


p-Cymene-8-ol

17.346

0.26

Unknown

31.781

0.20

-Terpineol

17.563

8.80

Iso cyclo citral

32.894

0.65

Myrtenol

17.709

1.52

Oleic acid

35.951

0.38

18.489

0.47

Unknown

36.612

0.53

20.165

0.9

9-cis-retinal

39.197

0.33

6-Methyl-5hepten-2-one
Ledane

1. 2.3.2. Sesquiterpenoid và diterpenoid:
Bằng các phương pháp chiết và sắc kí, cho đến nay người ta đã phân lập được
ba dẫn xuất chứa oxi của sesquiterpen và rất nhiều dẫn xuất chứa oxi của diterpen từ
thân rễ cây ngải tiên. Các sesquiterpen đều ở dạng mạch thẳng, cịn các diterpen đều có
nhân labdan và phần lớn dạng vịng - lacton , khơng no. Tất cả được chỉ ra ở bảng
1.4. Đáng chú ý nhất là coronarin D và Villosin là những hợp chất có hoạt tính sinh
học lí thú.
Bảng 1.4: Các terpennoid đã đƣợc phân lập từ cây ngải tiên
(Hedychium coronarium Koenig)
1. hedychiol A [23]

2. hedychiol B 8,9 – diacetate [23]

3. nerolidol

17

4. coronarin A (2S,4R,4aS,8aS)-4[(E)-2-(furan-3-yl)ethenyl]-4a,8,
8-trimethyl-3-methylidene2,4,5,6,7,8a-hexahydro-1Hnaphthalen-2-ol

5. Coronarin B C20H30O4
3H-1,2-Dioxepin-5-carboxaldehyde,7(decahydro-5,5,8a-trimethyl-2methylene-1-naphthalenyl)-4,7dihydro-3-hydroxy-

6. coronarin C[17]

18


O

7. isocoronarin D [8]

O
HO

CH2

H

8. R = H coronarin D[8]
9. R= CH3 coronarin D methyl ether
10. R= CH3CH2 coronarin D ethyl ether

11. coronarin E [22]

19

12. coronarin G

13. Coronarin H

14. Coronarin I

20