Nghiên cứu, đánh giá nguồn tài nguyên thực vật có tinh dầu ở Vườn Quốc gia Bến En, tỉnh Thanh Hóa đề xuất các biện pháp bảo tồn và khai thác hợp lý

Nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu và hoạt tính sinh học của một số họ thực vật trên thế giới và ở Việt Nam .... Nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu và hoạt tính sinh học của một

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

HOÀNG VĂN CHÍNH

NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ NGUỒN TÀI NGUYÊN THỰC VẬT CÓ TINH DẦU Ở VƯỜN QUỐC GIA BẾN EN, TỈNH THANH HÓA, ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP BẢO TỒN VÀ

Tôi xin chân thành cảm ơn PGS TS Ngô Xuân Lương, TS Đậu Bá Thìn, Trường Đại học Hồng Đức, Học viên cao học Khóa 8, 9 chuyên ngành thực vật học đã giúp đỡ trong quá trình thực hiện Luận án Tôi cũng bày tỏ lòng biết ơn

TS Isiaka A Ogunwande, trường Đại học Lagos State, Nigeria đã giúp đỡ trong việc đánh giá các số liệu về tinh dầu TS Nguyễn Huy Hùng, trường Đại học Duy Tân đã thử hoạt tính sinh học một số mẫu tinh dầu Quỹ Phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc gia (Nafosted) Mã số 106.03-2017.328

Nhân dịp này, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám đốc, Phòng Đào tạo Sau đại học, Học viện Khoa học và Công nghệ, Ban lãnh đạo, các thầy cô, cán bộ phòng Tài nguyên Thực vật, phòng Thực vật, Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam; Ban Giám hiệu, BCN Khoa Khoa học Tự nhiên, Bộ môn Thực vật, trường Đại học Hồng Đức; Ban giám đốc Vườn Quốc gia Bến En; Trạm kiểm Lâm Sông Tràng, Xuân Thái, Yên Bái, Xuân Khang; các bạn đồng nghiệp, gia đình và người thân đã động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành luận án

Hà Nội, ngày 06 tháng 05 năm 2019

Tác giả

Hoàng Văn Chính

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất

kỳ công trình nào khác

Mọi sự giúp đỡ đã có lời cám ơn!

Các trích dẫn trong luận án đã chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày 06 tháng 05 năm 2019

Ký tên

Hoàng Văn Chính

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài luận án 1

2 Mục tiêu của luận án 2

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Vài nét chung về tinh dầu và cây tinh dầu 4

1.1.1 Khái niệm cây tinh dầu 4

1.1.2 Tính chất và thành phần hóa học của tinh dầu 4

1.1.3 Trạng thái tự nhiên và phân bố 5

1.1.4 Giá trị sử dụng, tầm quan trọng của tinh dầu và nguyên liệu chứa tinh dầu 6

1.2 Nghiên cứu về các loài thực vật chứa tinh dầu trên thế giới và ở Việt Nam 7 1.2.1 Nghiên cứu về các loài thực vật chứa tinh dầu trên thế giới 7

1.2.2 Nghiên cứu về các loài thực vật chứa tinh dầu ở Việt Nam 11

1.2.3 Nghiên cứu cây tinh dầu ở Thanh Hóa và Vườn Quốc gia Bến En 16

1.3 Nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu và hoạt tính sinh học của một số họ thực vật trên thế giới và ở Việt Nam 17

1.3.1 Nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu và hoạt tính sinh học của một số họ thực vật trên thế giới 17

1.3.1.1 Họ Long não (Lauraceae) 17

1.3.1.2 Họ Cam (Rutaceae) 19

1.3.1.3 Họ Hồ tiêu (Piperaceae) 21

1.3.1.4 Họ Gừng (Zingiberaceae) 22

1.3.2 Nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu và hoạt tính sinh học của một số họ thực vật ở Việt Nam 24

1.3.2.1 Họ Long não (Lauraceae) 24

1.3.2.2 Họ Cam (Rutaceae) 25

1.3.2.3 Họ Hồ tiêu (Piperaceae) 27

1.3.2.4 Họ Gừng (Zingiberaceae) 28

1.4 Điều kiện tự nhiên ở Vườn Quốc gia Bến En 32

1.4.1 Vị trí địa lý 32

1.4.2 Địa chất và thổ nhưỡng 31

1.4.3 Địa hình 31

1.4.4 Sông ngòi 31

1.4.5 Khí hậu 32

1.4.6 Hiện trạng đất rừng ở Vườn Quốc gia Bến En 32

1.4.7 Điều kiện xã hội 33

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34

2.1 Đối tượng nghiên cứu 34

2.2 Thời gian nghiên cứu 34

2.3 Nội dung nghiên cứu 34

2.4 Phương pháp nghiên cứu 34

2.4.1 Phương pháp kế thừa tài liệu 34

2.4.2 Phương pháp điều tra thực địa 34

2.4.3 Phương pháp thu mẫu và định loại 35

2.4.4 Phương pháp đánh giá tính đa dạng của hệ thực vật 36

2.4.5 Phương pháp nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu 37

2.4.5.1 Thu mẫu và chưng cất tinh dầu 37

2.4.5.2 Phương pháp định lượng tinh dầu 38

2.4.5.3 Phương pháp phân tích thành phần hoá học tinh dầu 38

2.4.6 Phương pháp điều tra, phỏng vấn 39

2.4.7 Phương pháp thử hoạt tính sinh học 39

2.4.8 Phương pháp xử lí số liệu 40

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 41

3.1 Đa dạng về nguồn tài nguyên thực vật có tinh dầu ở Vườn Quốc gia Bến En, tỉnh Thanh Hóa 41

3.1.1 Đa dạng về bậc ngành 41

3.1.2 Đa dạng về bậc họ 43

3.1.3 Đa dạng về bậc chi 44 3.1.4 So sánh thành phần loài cây tinh dầu ở VQG Bến En với VQG Pù Mát và

Việt Nam 45

3.1.5 Đa dạng về dạng thân 48

3.1.6 Đa dạng về giá trị sử dụng 49

3.1.7 Đa dạng về giá trị và bảo tồn 51

3.1.8 Một số đặc điểm của các loài thực vật ở VQG Bến En được phân tích thành phần hóa học tinh dầu 52

3.1.8.1 Họ Long não (Lauraceae) 52

3.1.8.2 Họ Hồ tiêu (Piperaceae) 58

3.1.8.3 Họ Cam (Rutaceae) 62

3.1.8.4 Họ Gừng (Zingiberaceae) 66

3.2 Hàm lượng và thành phần hóa học tinh dầu của một số loài cây có tinh dầu ở Vườn Quốc gia Bến En, Thanh Hóa 76

3.2.1 Xác định hàm lượng tinh dầu của một số loài thực vật có tinh dầu ở VQG Bến En, tỉnh Thanh Hóa 76

3.2.2 Thành phần hóa học tinh dầu của một số loài thực vật ở VQG Bến En, tỉnh Thanh Hóa 80

3.3 Kết quả thử hoạt tính kháng muỗi và kháng vi sinh vật kiểm định của loài Gừng gió (Zingiber zerumbet (L.) Smith) 132

3.3.1 Thử hoạt tính kháng muỗi 132

3.3.2 Thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 136

3.4 Đề xuất các giải pháp bảo tồn và khai thác hợp lý nguồn tài nguyên thực vật có tinh dầu ở VQG Bến En, tỉnh Thanh Hóa 137

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 143

1 Kết luận 143

2 Kiến nghị 144

3 Những đóng góp mới của luận án 144

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 146

TÀI LIỆU THAM KHẢO 148

PHỤ LỤC 1 170 DANH LỤC CÁC LOÀI CÂY CÓ TINH DẦU Ở VƯỜN QUỐC GIA BẾN EN,

TỈNH THANH HÓA 170

VẤN VỀ TÌNH HÌNH QUẢN LÍ, KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG CÂY TINH DẦU 201 PHỤ LỤC 3 HÌNH ẢNH ĐIỀU TRA THỰC ĐỊA VÀ MỘT SỐ LOÀI CÂY CÓ TINH DẦU Ở VƯỜN QUỐC GIA BẾN EN, TỈNH THANH HÓA 202PHỤ LỤC 4 SẮC KÝ ĐỒ CÁC LOÀI THỰC VẬT ĐÃ ĐƯỢC PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN HÓA HỌC TINH DẦU 217 PHỤ LỤC 5 PHIẾU ĐIỀU TRA THỰC TRẠNG SỬ DỤNG NGUỒN TÀI

Bảng 3.10 Thành phần hóa học tinh dầu lá loài Re xanh phấn

Bảng 3.15 Thành phần hóa học tinh dầu loài Re trắng lá to (Phoebe

tavoyana)

90

Bảng 3.16 Các thành phần chủ yếu trong tinh dầu ở các bộ phận khác nhau

của một số loài thuộc họ Long não (Lauraceae) ở VQG Bến En, Thanh Hóa

93

Bảng 3.18 Thành phần hóa học tinh dầu loài Tiêu bến en (Piper

Bảng 3.21 Các thành phần chủ yếu trong tinh dầu ở các bộ phận khác nhau

của một số loài thuộc họ Hồ tiêu (Piperaceae) ở VQG Bến En, Thanh Hóa

Bảng 3.25 Thành phần hóa học tinh dầu lá loài Dấu dầu lá chẻ ba

(Tetradium trichophorum Lour.)

112

Bảng 3.26 Các thành phần chủ yếu trong tinh dầu ở các bộ phận khác nhau

của một số loài thuộc họ Cam (Rutaceae) ở VQG Bến En, Thanh Hóa

114

Bảng 3.28 Thành phần hóa học tinh dầu loài Riềng malacca (Alpinia

malaccensis)

118

Bảng 3.30 Thành phần hóa học tinh dầu loài Riềng bắc bộ (Alpinia

tonkinensis)

123

Bảng 3.32 Thành phần hóa học tinh dầu loài Gừng gió (Zingiber

zerumbet)

128

Bảng 3.33 Các thành phần chủ yếu trong tinh dầu ở các bộ phận khác nhau

của một số loài thuộc họ Gừng (Zingiberaceae) ở VQG Bến En, Thanh Hóa

Bảng 3.37 Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của tinh dầu thân rễ loài

Gừng gió

136

dầu của Việt Nam

47

Thanh Hóa

50

Hình 3.23 Amomum villosum Lour 74

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

ĂNĐ: Cây ăn được BUI: Cây bụi BTTN: Bảo tồn Thiên nhiên CAN: Cây làm cảnh

Cs: Cộng sự CDB: Cho dầu béo CGV: Cho gia vị CTD: Cho tinh dầu GLT: Cây leo trườn GNB: Cây gỗ nhỏ hoặc bụi GOL: Cây gỗ lớn

GOT: Cây gỗ trung bình GON: Cây gỗ nhỏ

LGO: Lấy gỗ MNC: Mẫu nghiên cứu THA: Cây thân thảo THU: Làm thuốc THCS: Trung học cơ sở THPT: Trung học phổ thông VQG: Vườn Quốc gia

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài luận án

Nằm ở Khu vực nhiệt đới gió mùa, lại rất đa dạng về địa hình, kiểu đất, cảnh quan, có đặc trưng khí hậu khác nhau giữa các miền, đặc điểm đó là cơ sở rất thuận lợi để giới sinh vật phát triển đa dạng về thành phần loài, phong phú

về số lượng Việt Nam được xếp hạng thứ 16 trên thế giới về sự đa dạng tài nguyên sinh vật Trong “Thực vật chí đại cương Đông Dương” và các tập bổ sung tiếp theo đã mô tả và ghi nhận Việt Nam có khoảng trên 240 họ với khoảng trên 7.000 loài thực vật bậc cao có mạch [1] Những năm gần đây, nhiều nhà thực vật đã dự đoán con số đó có thể lên tới 15.000 loài, hiện nay đã thống kê được khoảng 13.000 loài thực vật bậc cao có mạch [2], trong đó có khoảng 660 loài thực vật (chiếm khoảng 6,3% tổng số loài đã biết) là những cây cho tinh dầu Các loài thực vật chứa tinh dầu đã biết thuộc về 357 chi (chiếm khoảng 15,8% tổng số chi) và 114 họ thực vật có mạch (chiếm khoảng 37,8% số họ) trong Hệ Thực vật Việt Nam Các họ giàu chi và loài chứa tinh dầu là: Cúc (Asteraceae), Gừng (Zingiberaceae), Cam (Rutaceae), Bạc hà (Lamiaceae), Long não (Lauraceae), Hoa tán (Apiaceae), Sim (Myrtaceae)… [3]

Xã hội ngày càng phát triển nhu cầu tìm hiểu và sử dụng các hợp chất có nguồn gốc thiên nhiên ngày càng lớn Trong số các nhóm cây tài nguyên thực vật thì nhóm cây chứa tinh dầu chiếm vị trí quan trọng Đây là nguồn nguyên liệu thiết yếu của nhiều ngành công nghiệp như mỹ phẩm, thực phẩm và dược phẩm

Vườn Quốc gia Bến En nằm ở phía Tây Bắc huyện Như Thanh, cách

tự nhiên của Vườn là 16.634 ha, gồm 16 tiểu khu, hồ sông Mực và khu núi Đá Hải Vân, Sông Chàng

Vườn Quốc Gia Bến En bao gồm các kiểu địa hình đồi, núi, sông, hồ xen

kẽ nhau Trung tâm là hồ sông Mực với hệ thống các đảo nổi còn rừng bao phủ

và nhiều chi nhánh lan toả được bao bọc bởi các kiểu địa hình núi đá xen kẽ núi

đất Đỉnh núi cao nhất là Núi Đàm cao 497m Các đỉnh núi khác còn lại cao từ

khá hiểm trở, độ dốc lớn, bên trong là các dãy núi đá vôi có nhiều hang động và rừng bao phủ Hiện nay, đã có một số công trình nghiên cứu về hệ thực vật ở đây của Đỗ Ngọc Đài và cs (2007) [4], Hoàng Văn Sâm và cs (2008) [5], Vườn Quốc gia Bến En (2013) [6] Các nghiên cứu này cho thấy tại Vườn Quốc gia Bến En

có nhiều loài cây cho tinh dầu quý như Re hương (Cinnamomum parthenoxylon Meisn.), Vù hương (C balansae H Lecomte), Quế thanh (C loureiroi (L.) Presl), Sả (Citronella spp.), Lá khôi (Ardisia silvestris Pitard), Thanh hao hoa vàng (Artemisia annua L.), Húng chanh (Plectranthus aromaticum Benth.)

Các loài thực vật này được bà con trong vùng dùng làm thuốc hoặc làm nguyên liệu chiết xuất tinh dầu [4], [5], [6] Hiện nay một số loài cây có tinh dầu được trồng với số lượng tương đối lớn tại Bến En và bước đầu cho hiệu quả kinh tế

khá cao như Quế thanh (C loureiroi), Sả (Citronella spp.), Lá khôi (Ardisia

silvestris), Húng chanh (Plectranthus aromaticum Benth.) [4, 5, 6]

Tuy được sử dụng khá phổ biến, nhưng nghiên cứu chuyên sâu về cây

Đài, Nguyễn Anh Dũng, Ngô Xuân Lương Như vậy, các tác giả chỉ công bố

ở những khía cạnh khác nhau còn nghiên cứu chuyên sâu thì chưa có công trình nào nghiên cứu đầy đủ về nguồn tài nguyên thực vật có tinh dầu ở đây Chính

vì vậy, nghiên cứu sinh lựa chọn đề tài “Nghiên cứu, đánh giá nguồn tài nguyên thực vật có tinh dầu ở Vườn Quốc gia Bến En, tỉnh Thanh Hóa, đề xuất các biện pháp bảo tồn và khai thác hợp lý” vừa có ý nghĩa khoa học vừa

có ý nghĩa thực tiễn

2 Mục tiêu của đề tài

- Đề tài nghiên cứu nhằm đánh giá về tính đa dạng và giá trị sử dụng của các loài thực vật chứa tinh dầu tại Vườn Quốc gia (VQG) Bến En, tỉnh Thanh Hóa

- Xác định được hàm lượng và thành phần tinh dầu của một số loài

- Xác định được hoạt tính kháng muỗi và kháng vi sinh vật kiểm định

của tinh dầu loài Gừng gió (Zingiber zerumbet (L.) Smith)

- Đề xuất được các biện pháp bảo tồn và khai thác hợp lý các loài cây

có tinh dầu ở VQG Bến En, tỉnh Thanh Hóa

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Ý nghĩa khoa học

+ Bổ sung dẫn liệu mới, tương đối đầy đủ về đa dạng thực vật có tinh

dầu ở VQG Bến En, tỉnh Thanh Hóa

+ Cung cấp dẫn liệu mới về hàm lượng, thành phần hóa học tinh dầu ở các bộ phận lá, thân, rễ, vỏ, quả của 33 mẫu thuộc 19 loài; trong đó lần đầu tiên cung cấp những dẫn liệu về tinh dầu của 6 loài

kiểm định của tinh dầu ở thân rễ Gừng gió (Zingiber zerumbet (L.) Smith)

- Ý nghĩa về thực tiễn

+ Trên cơ sở những luận cứ khoa học thu được, cũng như kết quả đề xuất

+ Danh lục các loài cây tinh dầu có giá trị sử dụng sẽ hỗ trợ tốt cho viê ̣c

đi ̣nh hướng quản lý, khai thác hợp lý và phát triển bền vững trong tương lai

4 Bố cục của luận án

Luận án gồm 168 trang; ngoài phần Mở đầu; Kết luận và kiến nghị; Tài liệu tham khảo; Phụ lục; Luận án gồm các chương sau:

Chương 1 Tổng quan tài liệu: 30 trang

Chương 2 Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu: 7 trang Chương 3 Kết quả nghiên cứu và Thảo luận: 102 trang

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Vài nét chung về tinh dầu và cây tinh dầu

1.1.1 Khái niệm cây tinh dầu

Mặc dù cây tinh dầu đã được sử du ̣ng từ lâu, nhưng trước đây còn chưa

có cách hiểu thống nhất về cây tinh dầu Đến năm 1968, Nicolaev đưa ra định nghĩa: Cây tinh dầu là những cây khác biệt với các cây khác ở chỗ có thể thu được tinh dầu từ nó (Dẫn theo Đỗ Tất Lợi, 1985) [7]

Ngày nay, khi nghiên cứu chuyên sâu về mô tiết và các hoa ̣t đô ̣ng sinh

tinh dầu, vì vậy có thể định nghĩa cây tinh dầu là những cây có chứa cấu trúc chuyên biệt làm nhiệm vụ tiết và tích lũy tinh dầu

1.1.2 Tính chất và thành phần hóa học của tinh dầu

Tinh dầu được hiểu là những hỗn hợp của các hợp chất hữu cơ, có cấu tạo phân tử phức tạp, không tan trong nước, dễ bay hơi và có mùi thơm đặc trưng

Tinh dầu có một số đặc tính sau:

- Là chất lỏng, sánh, thường có tính chiết quang hơn nước, gây hiện tượng khúc xạ ánh sáng

- Không hoặc rất ít tan trong nước, tan trong dung môi không phân cực

- Đa số tinh dầu nhẹ hơn nước (d<1), một số có tỉ trọng nặng hơn nước (d>1)

- Tinh dầu thường dễ bay hơi, có mùi thơm đặc trưng cho từng loài cây, nhóm cây

Căn cứ vào cấu tạo phân tử hóa học, tinh dầu được sắp xếp vào các nhóm chủ yếu sau [8]:

- Các hydrocacbon terpen mạch hở, vòng và những dẫn xuất có oxy (alcol, aldehyt, este, ete ) của chúng Đây là một nhóm lớn, thường gặp

trong các loài thực vật Các terpen được cấu tạo từ isopren (C5H8)n; với n=2 (monoterpen), n=3 (sesquiterpen)

- Các dẫn xuất benzen: Nhóm này bao gồm các dẫn xuất của benzen hoặc các benzoid, là những chất có chứa một vòng benzen đặc trưng và

đơn giữa các nguyên tử cacbon trong vòng

- Các thành phần khác: Một vài hợp chất chứa nitrogen có những tính chất khá đặc trưng, tuy chỉ với hàm lượng rất nhỏ (thường nhỏ hơn 0,1%) nhưng lại có tác dụng nâng cao hương vị hấp dẫn của nhiều loại tinh dầu ngay cả ở dạng thô

1.1.3 Trạng thái tự nhiên và phân bố

Trong thiên nhiên tinh dầu ở trạng thái tiềm tàng hay tự do Tinh dầu ở trạng thái tiềm tàng vốn không phải là thành phần bình thường trong cây, mà chỉ xuất hiện trong những điều kiện nhất định Tinh dầu ở trạng thái tự do trong cây có thể được tạo thành và tập trung ở những tế bào trông giống như những

tế bào bình thường của cây hoặc tế bào lớn hơn (cây thuộc họ Long não), nhưng thường tinh dầu ở trạng thái tự do được tập trung ở những cơ quan bài tiết của cây: lông bài tiết ở những cây thuộc họ Hoa môi (Lamiaceae), họ Cúc (Asteracae); túi bài tiết liệt sinh trong họ Sim (Myrtaceae); ống bài tiết ở những cây thuộc họ Thông (Pinaceae), họ Hoa tán (Apiaceae) [9]

Về phân bố, tinh dầu có trong toàn bộ giới thực vật nhưng đặc biệt có mặt nhiều trong các họ như: Thông (Pinaceae), Cam (Rutaceae), Sim (Myrtaceae), Long não (Lauraceae), Gừng (Zingiberaceae), Cúc (Asteraceae), Hoa tán (Apiaceae), Ngọc lan (Magnoliaceae), Na (Annonaceae), Hồ tiêu (Piperaceae), [9]

Tất cả các cơ quan trong cây đều có thể có tinh dầu, nhiều nhất ở ngọn mang hoa (Bạc hà), nhưng cũng có cả trong rễ (Hương lau), trong thân rễ (Gừng, Nghệ, Hương bài, ), trong vỏ cây (Quế), trong gỗ (Long não, Pơ mu,

Sa mu dầu), trong quả (Hồ tiêu, Cam, Chanh, bưởi ), trong hạt (Nhục đậu khấu, ) [9]

Điều đặc biệt là trong cùng một loài, thành phần tinh dầu của những bộ phận khác nhau có thể khác nhau tuỳ theo điều kiện sinh thái, thu hái Trong các vùng khí hậu nhiệt đới, hàm lượng tinh dầu của thực vật thường cao hơn ở những vùng khí hậu khác

1.1.4 Giá trị sử dụng, tầm quan trọng của tinh dầu và nguyên liệu chứa tinh dầu

Do tinh dầu có rất nhiều công dụng như kích thích thần kinh, sát trùng, kháng viêm, kháng khuẩn mạnh, nên từ lâu đời, con người đã sử dụng tinh dầu trong đời sống hằng ngày cũng như các ngành công nghiệp dược phẩm, chế biến thực phẩm, hoá mỹ phẩm… Nhiều loài thực vâ ̣t chứa tinh dầu đã

kinh tế cao

nguyên liệu chứa tinh dầu nhiều nhất là ngành thực phẩm Trong ngành thực phẩm, tinh dầu được dùng làm gia vị, bảo quản thực phẩm và chế rượu mùi

Quế, Hồi, Hồ tiêu, Riềng, Nhục đậu khấu, Đinh hương, đây là những loại gia

vị chỉ cần dùng với liều lượng nhỏ nhưng lại có tác dụng kích thích sự tiêu hóa, làm tăng sự ngon ăn Một số gia vị còn có tác dụng diệt khuẩn, kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm [7]

dụng làm nước hoa, mỹ phẩm, xà phòng và các sản phẩm khác; ngoài ra còn được dùng làm nguyên liệu để tách, chuyển hóa hoặc tổng hợp nhiều chất thơm quan trọng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp

Trong y dược, tinh dầu và các nguyên liệu chứa tinh dầu được dùng làm thuốc chữa bệnh như: Một số tinh dầu chứa azulen (có trong một số loài Ngải cứu) có tính kháng khuẩn mạnh; nhiều loại tinh dầu (Long não, Thông,

Quế ) dùng trong xoa bóp, chống viêm Tinh dầu Bạc hà, tinh dầu Hồi, tinh dầu Bạch đàn, tinh dầu Khuynh diệp dùng chữa bệnh đường hô hấp, tiêu hóa Ngoài ra các nguyên liệu chứa tinh dầu còn được dùng trong đông y để làm thuốc, xông hơi, nấu nước tắm [10]

1.2 Nghiên cứu về các loài thực vật chứa tinh dầu trên thế giới và ở Việt Nam

1.2.1 Nghiên cứu về các loài thực vật chứa tinh dầu trên thế giới

Mặc dù đời sống của con người từ xa xưa đã gắn liền với các loài thực vật

văn minh cổ đại vào thời gian cách đây khoảng 6.000 năm hoặc xưa hơn Tuy nhiên cho tới nay chưa có đủ tài liệu để hình dung rõ ràng về lịch sử ra đời của lĩnh vực nghiên cứu cây tinh dầu thế giới Thần Nông là quyển sách y học cổ xưa

Công nguyên và có ghi chép về hơn 300 loài dược thảo Người Trung Hoa đã

ngưỡng Ở Nhâ ̣t Bản hiện còn lưu lại cuốn “Những cây làm thuốc”, viết năm

890 Trong tài liệu này thống kê gần 100 loài cây tinh dầu, đồng thời mô tả phương thức chế biến và sử dụng chúng [7]

ngâm chiết để trích ly tinh dầu từ các loại cây cỏ có mùi thơm và hương trầm có

lẽ là một trong những phương cách cổ xưa nhất trong việc sử dụng hương liệu Người Ai Cập rất thông thạo việc ướp xác bằng hương liệu Họ cũng thường dùng dầu thơm để xoa bóp cơ thể Vào những năm 60 của thế kỷ 20, các nhà khoa học Trung Quốc khi khai quật các ngôi mộ thời tiền Hán (có niên đại 100 năm trước Công nguyên) người ta đã xác định được trong thành phần các chất ướp xác bao gồm hỗn hợp nhiều loại tinh dầu, trong đó chắc chắn có tinh dầu thông và bạc hà Như vậy, rõ ràng loài người đã có kiến thức khá sâu về tinh dầu

và phương thức sử dụng chúng cách đây không ít hơn 2.500 năm [7]

Từ thế kỷ XVI, tinh dầu được sử dụng rộng rãi ở các nước Châu Âu, đặc biệt là ở Anh, Tây Ban Nha, Ý ; từ đó các công trình nghiên cứu về cây tinh dầu và tinh dầu bắt đầu xuất hiện nhiều Cũng vào thời gian này loài người đã

sản xuất đầu tiên về cây tinh dầu ở ngoại ô Lônđôn và các tỉnh lân cận (Anh) Như vâ ̣y là từ thế kỷ XVI người Anh đã có hiểu biết sâu sắc cả về đă ̣c điểm

quan trọng [7]

Giữa thế kỉ XIX, tinh dầu được tập trung nghiên cứu và trở thành một phương pháp trị liệu tổng thể và phổ cập tại nhiều nước như: Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản, Anh, Pháp

Từ đầu thế kỉ XX, nghiên cứu cây tinh dầu và tinh dầu đặc biệt thu hút các nhà khoa học Từ thời kì này đã có nhiều công trình nghiên cứu về lĩnh vực cây tinh dầu Những công trình đáng lưu ý hơn cả là tài liệu do Charabot và các học trò của ông công bố vào năm 1903, 1904, 1907 Vào thời gian sau này các công trình nghiên cứu tăng lên rất nhanh và thuộc nhiều lĩnh vực [7] Năm

Trong thế kỷ XX, với sự phát triển mạnh mẽ của hóa học ở giai đoạn này

đã khiến cho việc sản xuất tinh dầu theo con đường tổng hợp được cải tiến với khối lượng sản phẩm lớn, giá rẻ, quy trình ổn định và được tiêu chuẩn hóa, do

đó tinh dầu tổng hợp đã từ từ thay thế các loại tinh dầu tự nhiên Sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp sản xuất tinh dầu trong thời kỳ này được ví như thuật giả kim [12], [13]

“Essential oils”, (1992-1994) và “Progress in essential oils” (1995-1997),

(2001) tác giả đã thống kê khoảng 1.000 loài thực vật chứa tinh dầu trên thế

Xuân Dũng trong tác phẩm “Essential oil plants in South-East Asia” các tác giả

đã thống kê 70 loài, trong đó mô tả đặc điểm sinh học, sinh thái, phân bố, tình

2 (DENV-2) và virus Junin (JUNV) [18]; G và Lang cs (2012), trong công trình “A review on recent research results on essential oils as antimicrobials

đoa ̣n 2008-2010 về tinh dầu và khả năng kháng khuẩn, kháng nấm của tinh dầu

khuẩn gây bệnh (Brochothrix thermosphacta, Escherichia coli, Listeria

innocua, Listeria monocytogenes, Pseudomonas putida, Salmonella typhimurium và Shewanella putrefaciens), kết quả cho thấy tất cả các loại tinh

phương thức tác động của các thành phần tinh dầu (EOs): carveol, carvon,

citronellol và citronellal, chống lại Escherichia coli và Staphylococcus aureus

Escherichia coli (ATCCC 25922), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853), Acinetobacter sp, Klebsiella pneumonaie ESBL, Klebsiella oxytoca, Enterobacter sp, Escherichia coli ESBL, Proteus sp, Morganella morganii,

Pseudomonas aeruginosa MBL, Serratia sp và ba chủng vi khuẩn Gram dương; Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Streptococcus sp, Staphylococcus aureus MRSA Kết quả cho thấy tinh dầu được thử nghiệm thể hiện tiềm năng kháng khuẩn rất mạnh đối với vi khuẩn Gram dương và Gram âm ngay cả những vi khuẩn kháng thuốc [22]

cs (2016), nghiên cứu xác định hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu sáu loại gia

vị thường được sử dụng ở Brazil: Ocimum basilicum L., Rosmarinus officinalis L., Origanum majorana L., Mentha piperita L var piperita, Thymus vulgaris

L và Pimpinella anisum L chống lại chủng C perfringens A là một trong năm

vị phổ biến này như là một thay thế cho việc sử dụng các chất bảo quản hóa

thực phẩm [24]

xuất tinh dầu hoặc giúp cho việc tổng hợp các hợp chất tự nhiên Hiện nay khối lượng tinh dầu được sản xuất và chế biến trên toàn thế giới khoảng 80.000 tấn/năm Trung Quốc là nước sản xuất tinh dầu lớn nhất đạt 20.000 tấn/năm Trong đó những loài được sản xuất nhiều nhất là tinh dầu Bạc hà á, Sả Java, Màng tang, Bạch đàn… Tiếp đến là những nước Hoa Kỳ và Khối thị trường chung châu Âu Các nước công nghiệp như Hoa Kỳ, Anh, Pháp, Đức, Nhật Bản… thường nhập tinh dầu thô và tái xuất các sản phẩm hương liệu đã qua chế biến Giá mua bán tinh dầu trên thị trường thế giới phụ thuộc vào chất lượng, mức độ sản xuất, nhu cầu [16]

1.2.2 Nghiên cứu về các loài thực vật chứa tinh dầu ở Việt Nam

Nằm trong vùng nhiệt đới ẩm, gió mùa, với địa hình trải dài từ Bắc vào Nam, cùng với sự đa dạng về địa hình, kiểu đất, cảnh quan, có đặc trưng khí hậu

và đa da ̣ng

Một số công trình mang tính chất cơ bản và cổ điển của các tác giả là người nước ngoài nhằm thống kê các loài thực vật Việt Nam: J Loureiro (1793) [25], J.B.L Pierre (1880) [26] và đến đầu thế kỷ XX có H Lecomte và cs (1907-1952) [1] Đây là những công trình được đánh giá là nền tảng cơ sở cho các nghiên cứu hệ thực vật Việt Nam sau này Để biên soạn bộ sách này, các tác giả đã thu mẫu, định tên, lập khoá mô tả các loài thực vật có mạch trên toàn

bộ lãnh thổ Đông Dương lúc bấy giờ Trong bộ sách Thực vật chí đại cương Đông Dương đã ghi nhận ở Việt Nam có 7.004 loài thực vật bậc cao có mạch thuộc 1.850 chi, 289 họ (trong đó có 64 chi và 2.084 loài đặc hữu) [27] Theo Nguyễn Tiến Bân (2005) hệ thực vật bậc cao có mạch ở Việt Nam đã thống kê được 11.603 loài [28] Những năm gần đây, nhiều nhà thực vật đã dự đoán số

Về lĩnh vực thực vật chứa tinh dầu, từ nửa đầu thế kỷ XX trở về trước, ở nước ta chưa có nhiều công trình và tài liệu nghiên cứu Các công trình nghiên cứu về cây tinh dầu ở Việt Nam chỉ thực sự bắt đầu từ những năm 1950 trở lại đây Song ở thời kỳ đầu các tác giả chủ yếu tập trung vào một số loài dùng làm gia vị và làm thuốc Trong khoảng năm 1952 một số tác giả người Pháp (Pétélot, Crévost…) khi công bố các cây làm thuốc và sản phẩm thực vật Đông Dương

đã lưu tâm nghiên cứu một số cây chứa tinh dầu ở Việt Nam Đến năm 1977,

Từ cuối thế kỷ XX trở lại đây đã có nhiều công trình nghiên cứu về tinh dầu như tác phẩm Cây tinh dầu Việt Nam của Đỗ Tất Lợi (1985) [7], Lâm sản ngoài gỗ Việt Nam của Triệu Văn Hùng [30], Tài nguyên thực vật chứa tinh dầu ở Việt Nam, tập 1,2 của Lã Đình Mỡi và cs (2001, 2002) [10],[31], Nghiên

Lã Đình Mỡi (2001), chúng ta mới khai thác tự nhiên và đưa vào trồng được khoảng hơn 20 loài cây có tinh dầu trong khoảng hơn 600 loài đã biết (chỉ chiếm 3% số loài cây có tinh dầu)

đánh giá đa da ̣ng của từng vùng đơn lẻ hoă ̣c phân tích thành phần hoá học, đánh

dầu theo vùng và lãnh thổ [10], [31] Lê Tùng Châu (1975), đã nghiên cứu các

monoterpen hydrocacbon trong tinh dầu quả Sa nhân (Amomum xanthioides

Wall.) [33]; Đào Lan Phương (1990) công bố thành phần hóa học tinh dầu Sa nhân Việt Nam [34]; Nguyễn Xuân Dũng (1996) đã tiến hành nghiên cứu về thành phần hoá học của tinh dầu và sự đa dạng về kiểu hoá học của một số họ thực vật làm thuốc phân bố ở những khu vực khác nhau của Việt Nam [35]; A Muselli và cs (1999) đã nghiên cứu về thành phần hoá học của tinh dầu Ngũ

gia bì gai (Acanthopanax trifoliatus (L.) Merr.) [36]; Lưu Đàm Cư (2000) về

phân bố cây tinh dầu trong hệ thực vật Việt Nam [9]; Lã Đình Mỡi (2000) về thực vật có tinh dầu trong chi Long não [37]; Nguyễn Thị Thuỷ và cs (2000)

đã nghiên cứu một số loài cho tinh dầu được thuần hóa và nhập nội [38]; năm

2001, Nguyễn Thị Thuỷ và cs công bố thành phần hóa học tinh dầu các loài

thuộc chi Amomum ở Ninh Thuận [39]; Trần Minh Hợi và cs (2000) công bố

một số kết quả bước đầu về nguồn thực vật có tinh dầu tại Lâm trường Hương Sơn, Hà Tĩnh [40] Trần Huy Thái và cs (2002, 2003) đã điều tra cơ bản về thực

[41], “Nguồn thực vật có tinh dầu tại vùng trung du Vĩnh Phúc” giai đoạn

2001-2003 [42] Trần Minh Hợi và cs (2002) công bố Tài nguyên thực vật ngoài gỗ

tại Trạm Đa dạng sinh học Mê Linh, Hà Nội [43]; Văn Ngọc Hướng, Vũ Minh Trang (2003) nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính kháng vi sinh vật

của tinh dầu thân rễ Riềng pinnan (Alpinia pinnanensis T.L &Senjen) [44] Trần

dầu lá và quả cây Râm bắc bộ (Bursea tonkinensis Guill.) [45] cây Xuyên tiêu

học và hoá học của chi Litsea ở Việt Nam [49]; Trần Huy Thái và cs (2007) nghiên cứu về thành phần hoá học của tinh dầu Bách vàng (Xanthocyparis

vietnamensis Farjon and Hiep) ở Việt Nam [50], nghiên cứu về thành phần hoá

học của tinh dầu Thông pà cò (Pinus kwangtungensis Chun ex Tsiang) [51] và

về thành phần hoá học của tinh dầu Sa mu dầu (Cunninghamia konishii Hayata)

ở Việt Nam [52]; Lê Văn Hạc, Nguyễn Thị Minh Hường (2007), Nghiên cứu

thành phần hóa học của tinh dầu Bưởi bung (Glycosmis pentaphylla Corr.) ở

Hà Tĩnh, Nghệ An [53]; Lê Thị Mai Hoa và cs (2008) Nghiên cứu thành phần

hóa học tinh dầu của 2 loài mang tên Bưởi bung (Acronychia pendunculata (L.) Miq và Glycosmispentaphylla (Rotz) DC [54]; Nguyễn Anh Dũng và cs (2009) đã công bố thành phần hóa ho ̣c tinh dầu loài Euodia calophylla [55]

Nguyễn Xuân Minh Ái và cs (2009) đã tiến hành khảo sát tinh dầu Sa nhân hai

hoá học và hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của tinh dầu sa nhân tím

Chev.) ở Hà Tĩnh [59] Huỳnh Văn Tiến Lộc và cs (2010), công bố Thành phần

hoá học của tinh dầu lá cây Cơm rượu craib (Glycosmis craibii Tanaka) ở Nghệ

dầu Tiêu (Piper nigrum L.) [61] Lê Công Sơn (2013) nghiên cứu một số đặc

điểm sinh học, thành phần hóa học tinh dầu của một số loài trong chi Long não

(Cinnamomum) và Màng tang (Litsea) ở Vườn Quốc gia Bạch Mã, đã xác định

hàm lượng và thành phần hóa học tinh dầu 39 mẫu từ các bô ̣ phâ ̣n khác nhau

của 24 loài; trong đó, chi Quế (Cinnamomum) với 14 loài và chi Bời lời (Litsea)

tinh dầu lá Cam chanh - Citrus sinensis (L.) Osbeck trồng ở Nghệ An [63];

trong tinh dầu từ lá của loài Giổi chanh (Michelia citrata (Noot & Chalermglin)

Q.N.Vu & N.H Xia) thu tại huyện Quản Bạ, tỉnh Hà Giang [65]; Lê Đông Hiếu

và cs (2017), khi nghiên cứu họ Hồ tiêu ở Bắc Trung Bộ đã xác định hàm lượng

và phân tích thành phần hóa học tinh dầu của 36 mẫu thuộc 18 loài trong chi

Hồ tiêu (Piper); trong đó, lần đầu tiên xác định hàm lượng và thành phần hóa học tinh dầu của 13 loài là: Tiêu lá gai (Piper boehmeriifolium), Tiêu thân ngắn (Piper brevicaule), Tiêu cam bốt (Pipercambodianum), Tiêu lá hoa mập (Piper

carnibracteum), Tiêu châu đốc (Piper chaudocanum), Tiêu gié trần (Piper gymnostachyum), Tiêu hải nam (Piper hainanense), Tiêu harmand (Piper harmandii), Tiêu maclure (Piper cf maclurei), Tiêu biến thể (Piper mutabile),

Tiêu gié thòng (Piper pendulispicum), Tiêu sóng có lông (Piper pubicatulum), Tiêu dội (Piper retrofractum) [66] Nhóm tác giả Trần Đình Thắng, Đỗ Ngọc

Đài và cs đã công bố thành phần hóa học tinh dầu của một số loài trong các họ

Na (Annonaceae), Gừng (Zingiberaceae), Thầu dầu (Euphorbiaceae), Hoa sói (Chloranthaceae), Trám (Burseraceae), Cam (Rutaceae), ở Việt Nam [67-76]

Đào Thị Minh Châu (2016), đã công bố về nguồn lâm sản ngoài gỗ ở VQG Pù Mát, trong đó đã xác định được 3 loài có tinh dầu là Sa nhân giác

(Siliquamomum tonkinensis), Giả sa nhân (Hornstedtia sanhan) và Ét linh vân nam (Etlingera yunnanensis) [77] Lê Thị Hương (2016) công bố tinh dầu các loài thuộc chi Alpinia và Amomum ở Bắc Trung Bộ, trong đó đã phân tích thành

phần hóa học tinh dầu của 50 mẫu thuộc 12 loài, chi Riềng (Alpinia Roxb.) với 7 loài (29 mẫu) và chi Sa nhân (Amomum Roxb.) với 5 loài (21 mẫu) Lần đầu tiên

xác định hàm lượng và thành phần hóa học tinh dầu của 2 loài thuộc chi Riềng

(Alpinia Roxb.) là Riềng meng hai (Alpinia menghaiensis), Riềng nhiều hoa (Alpinia polyantha), 3 loài thuộc chi Sa nhân (Amomum Roxb.) là Amomum

gagnepain, Amomum muricarpum và Amomum maximum [78]; Dương Mộng

đầu ứng dụng tinh dầu tràm trà (Melaleuca alternifolia) trong sản xuất nước

thành phần hóa học tinh dầu của các loài thực vật ở VQG Pù Mát và đề xuất các giải pháp bảo tồn đã phân tích 38 mẫu thuộc 25 loài của 7 họ thực vật là: Cam (Rutaceae), Long não (Lauraceae), Na (Annonaceae), Gừng (Zingiberaceae), Nhân sâm (Araliaceae), Ráy (Araceae) và Sim (Myrtaceae) Lần đầu tiên xác định hàm lượng và thành phần hóa học tinh dầu của 13 loài là

Trâm lá cứng (Syzygium sterophyllum),Chân chim ngăn quả (Schefflera

myriocarpa), Sa nhân miên (Amomum repoense), Gừng đen (Distichochlamys citrea), Riềng (Alpinia napoensis), Gừng lá sáng bóng (Zingiber nitens), Thần

phục (Homalomena pierreana), An phong bắc bộ (Alphonsea tonkinensis), Chắp dai (Beilschmiedia percoriacea), Bời lời lá nhục đậu khấu (Litsea

myristicaefolia), Re trắng chùy (Phoebe paniculata), Bưởi bung ít gân

(Maclurodendron oligophlebium), Quýt rừng (Atalantia guillauminii) [81];

Đă ̣ng Thi ̣ Thanh Nhàn, Lê Thi ̣ Huyền (2017), đã nghiên cứu thành phần hóa

ciliata (Thunb.) Hyland.) thu hái ta ̣i Thừa Thiên Huế [82] Hoàng Danh Trung (2018) khi nghiên cứu đa dạng loài và thành phần hóa học tinh dầu của một số

loài trong các chi: Hồng bì (Clausena), Ba chạc (Euodia), Cơm rượu (Glycosmis), Muồng truổng (Zanthoxylum) thuộc họ Cam (Rutaceae) ở Nghệ

An đã xác định hàm lượng và thành phần hóa học tinh dầu của 16 loài, trong

đó chi Hồng bì (Clausena) 5 loài (Clausena anisiata, C dimidiana, C indica,

C excavata, C engleri); chi Ba chạc (Euodia), với 10 mẫu của 3 loài (Euodia calophylla, E lepta, E simplicifolia); chi Cơm rượu (Glycosmis) với 2 loài

(Glycosmis crassifolia, G mauritiana) và chi Muồng truổng (Zanthoxylum) với

6 loài (Zanthoxylum avicennae, Z laetum, Z myriacanthum, Z nitidum, Z

ovalifolium, Z rhetsa) [83]

Như vậy, qua các công trình nghiên cứu, các tác giả đã đã thống kê được nhiều loài cây tinh dầu có tiềm năng và phân tích thành phần hoá học của chúng Một số loài thực vật có tinh dầu khá tiêu biểu được nghiên cứu như tinh dầu

Riềng nếp (Alpinia galanga Willd.), Hoàng lan (Cananga odorata (Lamk.), Hàm ếch (Saururus chinensis), Rẫm bắc bộ (Bursera tonkinensis), Thổ tế tân (Asarum caudigerum), Hoàng đàn giả (Dacrydium elatum), Đỉnh tùng (Cephalotaxus mannii), Sẻn hôi (Zanthoxylum rhetsa), Hồi nước (Limnophila

rugosa), Bách vàng (Xanthocyparis vietnamensis), Sa mu dầu (Cunninghamia konishii), Từ bi biển (Vitex rotundifolia), Bưởi bung (Glycosmis pentaphylla

Corr.), Tiêu gié trần (Piper gymnostachyum C DC.), v.v Đây đều là những dẫn

liệu vừa có giá trị khoa học vừa có có giá trị thực tiễn, góp phần bổ sung và làm phong phú thêm tri thức về nguồn thực vật có tinh dầu ở Việt Nam

1.2.3 Nghiên cứu cây tinh dầu ở Thanh Hóa và Vườn Quốc gia Bến En

Khu vực miền núi Thanh Hóa rất đa dạng về các loài thực vật, hiện đã biết trên 1.500 loài thực vật bậc cao [6] Tuy nhiên dẫn liệu mang tính hệ thống

về hóa học tinh dầu khu hệ thực vật nơi đây vẫn còn là mảng trống Kết quả điều tra đánh giá hệ thực vật Bến En của các tác giả Đỗ Ngọc Đài (2007) [3],

đáng chú ý là nhóm cây cho tinh dầu có giá trị khá phong phú gồm một số đại

diện chính như Re cuống dài (Cinnamomum longepetiolatum), Quế thanh (C

cassia), Long não (C camphora (L.) Presl), Màng tang (Litsea cubeba), Bời

lời nhớt (L glutinosa), Bời lời đắng (L umbellata), Re trắng mũi mác (Phoebe

lanceolata), Re hương (Cinnamomum balansae)

Các nghiên cứu về nguồn thực vật bậc cao chứa tinh dầu ở Thanh Hóa chủ yếu tập trung xác định thành phần hóa học của một số loài đơn lẻ như: Lê Văn Hạc và cs (2004), Xác định thành phần hoá học của tinh dầu cây Mần tưới

trắng (Eupatorium staechadosmum) ở Thanh Hoá [84]; Trần Đình Thắng (2014) trên đối tượng Canarium parvum và C tramdenum [85]; Đậu Bá Thìn (2017) nghiên cứu loài Sa nhân quả có mỏ (Amomum muricarpum Roxb.) ở

Vườn Quốc gia Bến En [86], Ngô Xuân Lương và cs (2017) từ loài Ngọc lan

trắng (Michelia alba) [87]

Như vâ ̣y, dù nguồn tài nguyên thực vật chứa tinh dầu ở khu vực Thanh Hóa

dầu quan trọng, hàm lượng tinh dầu cao với nhiều thành phần có giá trị Tuy nhiên những công trình nghiên cứu về tinh dầu chỉ rải rác ở một số loài, chưa có công trình nào nghiên cứu một cách có hệ thống nguồn tài nguyên cho tinh dầu ở khu vực này

1.3 Nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu và hoạt tính sinh học của một

số họ thực vật trên thế giới và ở Việt Nam

1.3.1 Nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu và hoạt tính sinh học của một số họ thực vật trên thế giới

1.3.1.1 Họ Long não (Lauraceae)

Nghiên cứu tinh dầu Họ Long não (Lauraceae) trên thế giới tập trung chủ yếu vào nhóm được ứng dụng làm nước hoa, dược phẩm, mỹ phẩm và khả năng kháng nấm, kháng khuẩn Các loài được nghiên cứu trong họ Long

não chủ yếu tập trung vào các chi Cinnamomum, Litsea, Machilus,…được

nhiều phòng thí nghiệm trên thế giới quan tâm và thường được dùng làm nguyên liệu để tổng hợp hữu cơ do chúng có hàm lượng cao các hợp chất như linalool, camphor, cinnamaldehyd, eugenol, safrol, metyleugenol, terpinen-4-

ol, -terpineol,… [10]

L Zhu và cs (1993) đã xác định thành phần hoá học chính của tinh dầu

lá loài Litsea pungen phân bố ở Trung Quốc là 1,3,3-trimetyl-2-oxabicyclo,

octan (60,0%), 1,8-cineol (9,0%) [88] Từ lá loài Bời lời nhớt (Litsea glutinosa)

ở Băng La Đét các hợp chất chính được công bố là phytol (22,4%), caryophyllen (21,5%), thujopsen (12,2%), β-myrcen (5,0%) Trong khi đó tinh dầu ở quả của loài này lại chứa chủ yếu là acid lauric (44,8%), 3-octen-5-yn, 2,7-dimethyl (28,7%), α-cubeben (6,4%) và caryophyllen (5,0%) [89]

(2004), đã công bố thành phần hóa học của một số tinh dầu họ Lauraceae và

(81,3%), α –terpineol (4,8%), geraniol (1,3%) Ở loài Laurus nobilis với các

thành phần chính là 1,8-cineol (41,9%), sabinen (9,1%), α-pinen (7,2%), linalool (7,0%), α-terpinyl acetat (5,5%) và β-pinen (5,2%) Trong tinh dầu của

loài Cinnamomum zeylanicum với thành phần chính là trans-cinnamaldehyt

đã đánh giá hoa ̣t tính kháng nấm của 8 loa ̣i tinh dầu (Aniba rosae, Laurusnobilis,

Solanumalbid, Cinnamomum zeylan, Anibarosaeodora, Laurus canariensis, Solanumalbidum, Cinnamomum zeylanicum), kết quả cho thấy cả 8 loa ̣i tinh

Tinh dầu từ lá loài Màng tang (Litsea cubeba) phân bố ở Ấn Độ với thành

phần chính là sabinen (62,4%), ở quả là limonen (22,7%), (E)-citral (25,5%) và -citral (37,9%) [92]

học, hoạt tính kháng khuẩn và chống oxy hóa của tinh dầu chiết xuất từ lá của

tinh dầu của Laurus nobilis Các hợp chất chính được xác định là 1,8-cineol

(45,4%), tiếp theo là bornylen (17,3%), linalool (8,1%) và sabinen (7,5%) Hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu được kiểm tra bằng phương pháp khuếch tán đĩa

Elizabeth G và cs (2016), đã nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính

thành phần chính là germacren D (55,8%), bicyclogermacren (8,0%), caryophyllen (4,6%) và β-bourbonen (2,3%) Ngoài ra, hoạt tính kháng khuẩn của dầu được đánh giá đối với hai vi khuẩn Gram (+) và hai vi khuẩn Gram (-)

hoạt tính chống oxy hóa tinh dầu Ocotea bicolor, tinh dầu chủ yếu là các

sesquiterpen với δ-cadinen (7,4%), β-sesquiphellandren (6,7%), β-elemen (5,4%) và α-cadinol (5,2%) [95]

1.3.1.2 Họ Cam (Rutaceae)

Hầu hết các loài trong họ Cam (Rutaceae) đều có chứa tinh dầu hoặc hương thơm, song hàm lượng và thành phần hóa học của tinh dầu ở mỗi loài thường khác nhau Theo các công trình công bố, đã nhâ ̣n biết được trên 150

dầu Một số loài thì thành phần chủ yếu của tinh dầu là linalool, safrol, [10]

loài Euodia rutaecarpa cho thấy chúng có khả năng gây độc ở cá thể trưởng thành và ấu trùng của loài Sitophilus zeamais [96] Theo J Zhang và cs (1999),

Euodia hylandii ở Úc được đặc trưng bởi sesquiterpen với spathulenol

(12-20%) là thành phần chính Ở loài Euodia pubifolia cũng chủ yếu là

sesquiterpenic với thành phần chính là spathulenol (18,3%) [98]

S R Virendra và cs (2008), đã công bố từ lá của loài Zanthoxylum

acanthopodium chủ yếu là các hợp chất terpen với các thành phần chính là

linalool (14,3%), 9,12-octadecadien-ol (8,4%), 1,8-cineol (7,7%), 2-undecanon (7,3%), farnesol (3,6%), 9,12,15-octadecatrien-1-ol (3,2%) và β-caryophyllen

(3,0%) [99] Quả và lá của loài Zanthoxylum nitidum phân bố ở Ấn Độ, được

Sanjib B và cs (2009) công bố với các thành phần chính ở quả là linalool (23,3%), limonen (12,9%), -terpineol (8,3%), -pinen (7,9%), ở lá gồm limonen (33,1%), geraniol (10,6%) và carvon (9,6%) [100]

chất Anethol (20,5%), 1,8-cineol (14,0%), 2-tridecanon (12,5%), limonen

độc tính mạnh đối với Bo ̣ cánh cứng Lasioderma serricorne và Tropidion

castaneum với giá trị LC50 tương ứng là 13,83 và 4,28 mg/L Trong số các hợp

μg/trưởng thành) 1,8-cineol, limonen và piperiton cho thấy độc tính xông hơi

μg/trưởng thành) [101]

Saccharomyces cereviseae [102] Theo N Wongkattiya và cs (2018), sabinen (22,5%) và terpinen-4-ol (32,3%) là thành phần chính của tinh dầu

Zanthoxylum rhetsa trong khi limonen (57,9%) và -phelladren (15,5%) là

Zanthoxylum armatum, Skimmia laureola, Murraya paniculata, và Boenninghausenia albiflora thi ̀ có sáu loa ̣i tinh dầu hoàn toàn an toàn trừ B

albiflora [104]

1.3.1.3 Họ Hồ tiêu (Piperaceae)

Hiện nay, trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về thành phần

cs (2007), khi phân tích thành phần hóa học tinh dầu loài Piper nigrum và Piper

longum, kết quả cho thấy từ loài Piper nigrum có các thành phần chính là

β-caryophyllen (23,5%), -3-caren (22,2%), d-limonen (18,7%), β-pinen (8,9%)

và α-pinen (4,0%) Ở loài Piper longum với β-caryophyllen (33,4%), -3-caren

(7,6%), eugenol (7,4%), d-limonen (6,7%), zingiberen (6,7%) là các thành phần chính của tinh dầu [105] J G L Almeida và cs (2009) nghiên cứu và xác định

được thành phần hóa học của các loại tinh dầu từ lá và quả của Piper

divaricatum, tinh dầu chủ yếu là các monotecpen Thành phần chính của tinh

dầu lá là linalool (23,4-29,7%), β-pinen (19,9-25,3%) và α-pinen (9,0-18,8%), trong khi các loại tinh dầu quả chủ yếu là β-pinen (18,0-12,0%), α-pinen (6,3-17,6%) và β-caryophyllen (9,0-11,4%) là các hợp chất phổ biến [106]

7,06 đến 15,43 µg mL (-1) [107]

Năm 2015, I A Oyemitan và cs đã nghiên cứu thành phần hóa ho ̣c tinh

linalool (6,1%), limonen (5,8%), Z-β-bisabolen (5,4%) và α-pinen (5,3%) Tinh

chống loạn thần và chống co giật [108]

α-cardinol (19,0%), α-muurolol (9,0%), tujopsan-2-β-ol (7,4%); tinh dầu thân gồ m terpine4-ol (18,5%), α-terpineol (15,3%), α-cadinol 2-β-ol (9,8%); tinh

(ATCC 6538), B subtilis (ATCC 6633) và E faecalis (ATCC 6057) ); vi khuẩn Gram âm: E Coli (ATCC 25922), K pneumoniae (ATCC29665) và P

aeruginosa cho thấy tất cả các mẫu tinh dầu đều có khả năng ức chế sự phát

Piper aduncum ở Cu Ba đã xác định được các thành phần chính của tinh dầu là camphor (17,1%), viridiflorol (14,5%), và piperiton (23,7) [110] Theo Santos

đáng kể trong các thông số về độc tính cấp tính [111]

1.3.1.4 Họ Gừng (Zingiberaceae)

Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu về các loài trong họ Gừng, chủ yếu

được tập trung vào các chi Curcuma, Zingiber, Alpinia, Amomum,… Điển hình

là các công trình của X Ji và cs (1993), công bố từ tinh dầu quả loài Alpinia

chinensis có các thành phần chính là β-pinen (15,2%), neryl axetat (15,8%),

o-alyltoluen (20,5%) [88]; cũng từ tinh dầu hạt, L Zhu và cs (1993) đã công bố các thành phần chủ yếu là geraniol (10,3%), geranyl axetat (28,8%), o-propenyl toluen (13,6%) [88]

M S Hasnah và cs (1998) khi nghiên cứu về thành phần tinh dầu thân

rễ loài Alpinia conchigera ở Malaysia đã công bố với β-sesquiphellandren

(20,5%), β-bisabolen (12,1%) và 1,8-cineol (11,6%) là các thành phần chính [112] Cũng từ tinh dầu thân rễ loài này ở Malaysia, được K C Wong và cs (2005) công bố với β-bisabolen (28,9%), 1,8-cineol (15,3%), β-caryophyllen (10,0%) và β-pinen (9,5%) là các thành phần chính [113] Như vậy, thành phần

chính tinh dầu thân rễ loài Alpinia conchigera ở Malaysia của hai tác giả là

tương đối giống nhau H Ibrahim và cs (2009) cũng đã công bố tinh dầu lá và thân giả có các thành phần chính là β-bisabolen (15,3%-19,9%), β-sesquiphellandren (7,6-11,3 %) [114] Ở Bănglađét, M Z I Bhuiyan và cs (2010) công bố ở thân rễ với eucalyptol (25,9%), chavicol (25,1%), β-pinen (6,7%) là các thành phần chính [115] Loài này ở Inđônêxia được M Muchtaridi và cs (2014) công bố trong lá với α-pinen (30,6%), β-pinen (11,4%), 1,8-cineol (21,4%) và methyl cinnamat (9,2%) là các thành phần chính Còn methyl cinnamat (30,2%), α-pinen (13,0%), β-pinen (12,4%) và 1,8-cineol (16,6%) là thành phần chính của thân giả Trong thân rễ được đặc trưng bởi methyl cinnamat (64,4%), α-pinen (14,9%), β-pinen (12,4%) và 1,8-cineol (9,9%) là các thành phần chính [116]

xanthorrhiza, Elettaria cardamomum, Kaempferia galanga, Zingiber officinale

galanga, Curcuma domestica, Elettaria cardamomum và Zingiber purpureum

đã ức chế thành công các chủng Streptococcus mutans với nồng độ ức chế tối

allughas Rosc Kết quả 28 hợp chất chiếm 95,14% lượng tinh dầu đã được xác

định và tinh dầu có hoạt tính kháng khuẩn tốt chống lại Staphylococcus aureus

kháng khuẩn của tinh dầu Kaempferia galanga, tổng số 25 thành phần đã được

xác định (95,98% tổng lượng tinh dầu), trong đó các hợp chất chủ yếu được tìm thấy trong tinh dầu là ethyl-pmethoxycinnamate (75,83%) và ethylcinnamate

(17,48%) Tinh dầu có hoạt tính ức chế mạnh nhất đối với S aureus (MIC 1

1.3.2 Nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu và hoạt tính sinh học của một số họ thực vật ở Việt Nam

1.3.2.1 Họ Long não (Lauraceae)

Theo Nguyễn Kim Đào (2017), họ Long não (Lauraceae)ở Việt Nam có

21 chi, 273 loài Các công trình nghiên cứu về tinh dầu chủ yếu tập trung trong

các chi Cinnamomum, Litsea, Machilus, Phoebe v.v Các công trình điển hình

như: Nguyễn Xuân Dũng (1996), trong luâ ̣n án tiến sĩ khoa học của mình đã

lũy tinh dầu ở các bộ phận khác nhau của cây non đến cây trưởng thành Từ

loài Xá xị (Cinnamomum parthenoxylon) với thành phần chính trong gỗ là

safrol (90,3%), rễ là benzyl benzoat (52%) Thành phần hóa học tinh dầu chính

của loài Cinnamomum cambodianum là α-terpineol (33,4%), linalool (22,4%)

và terpinen-4-ol (13,3%) Cinnamomum albiflorum với thành phần chính là eugenol (37,0%), 1,8-cineol (29,2%) Loài Cinnamomum longipetiolatum với

thành phần chính tinh dầu của lá là camphora (85,7%) và α-pinen (2,7%) [35]

Hàm lượng safrol tối đa trong tinh dầu đạt >90% ở phần gỗ rễ, đặt biệt là vù hương chứa một hàm lượng tinh dầu rất đáng kể (3,20-3,56%) và tinh dầu này hầu như chỉ chứa methyleugenol với hàm lượng 97-98% Về mặt tích lũy tinh dầu, safrol chủ yếu ở phần gỗ, đặc biệt là gỗ rễ, ở phần vỏ ít hơn và giảm dần

từ vỏ rễ đến vỏ thân và thấp hơn là ở lá Ngược lại, methyleugenol lại có nhiều

ở phần vỏ, tăng dần từ vỏ rễ đến vỏ thân và cao nhất ở lá [121]

Các công trình nghiên cứu về chi Màng tang (Litsea) ở trong nước như Trần Đình Thắng và cs (2006) đã nghiên cứu một số loài trong chi Litsea ở

vùng Nghệ An và Hà Tĩnh, thành phần chính của tinh dầu lá loài Bời lời hương

(L euosma) là α-pinen (11,81%), sabinen (24,86%) và α-pinen (13,99%)

Trong lá loài Bời lời clemen (L clemensii) với thành phần chính là limonen (12,52%) và -caryophyllen (32,68%) Đối với loài Bời lời hoa đơn (L

monopetala) tinh dầu lá loài này rất giàu β-caryophyllen (40,42%) và limonen

(12,43%) Từ tinh dầu lá Bời lời đắng (L umbellata) với thành phần chính

-copaen (11,72%), β-caryophyllen (26,12%) và germacren D (16,15%) [49] Lê

Công Sơn (2013), khi nghiên cứu hai chi Quế (Cinnamomum) và Màng tang (Litsea) ở VQG Bạch Mã đã xác định thành phần hóa học tinh dầu của 39 mẫu thuộc 24 loài đại diện: Chi Quế (Cinnamomum) với 14 loài và chi Bời lời (Litsea)

với 10 loài Trong đó, lần đầu tiên xác định hàm lượng và thành phần hoá học

trong tinh dầu của 10 loài thuộc chi Quế (Cinnamomum): Quế bon (C bonii), Re cẩm chướng (C caryophyllus), Quế ô dược (C curvifolium), Re đầm hà (C

damhaensis), Re lá cứng (C durifolium), Quế kunstler (C kunstleri), Quế bạc (C mairei), Rè muôi (C melastomaceum), Re lá cứng (C rigidifolium), Ô phát (C sericans); 6 loài thuộc chi Bời lời (Litsea): Bời lời cam bốt (L cambodiana),

Bời lời trâm (L eugenoides), Bời lời gỉ sắt (L ferruginea), Bời lời helfer (L

helferi), Bời lời thịt cá hồi (L salmonea) và Bời lời vòng (L verticillata) [62]

Long não ở VQG Pù Mát thì các thành phần chủ yếu là monotecpen và

tinh dầu Màng tang (Litsea cubeba) và kháng sinh khi sử dụng đơn lẻ và kết

hợp để điều trị bệnh hoại tử gan tụy cấp (AHPNS) trên tôm thẻ chân trắng

(Litopenaeus vannamei) [122]

1.3.2.2 Họ Cam (Rutaceae)

Nghiên cứu về tinh dầu họ Cam ở Việt Nam mới chỉ tập trung vào một số chi

như Citrus, Clausena, Zanthoxylum, Euodia, Glycosmis…

từ lá và quả của loài cây Dấu dầu (Euodia sutchuenensis Dode) ở Việt Nam với

các thành phần chính là limonen (75,8%) và α-pinen (12,6%) [123] Từ lá của

loài Euodia calophylla được Nguyễn Anh Dũng và cs (2009), công bố chủ yếu

là các hợp chất mono và sesquiterpen với α-pinen (9,2%), (Z)-β-ocimen (17,5%) và (E)-β-ocimen (46,6%) là các thành phần chính của tinh dầu [124]

Loài Euodia trichotoma từ lá được công bố với thành phần chính là

cis-β-ocimen (18,7%) và trans-β-cis-β-ocimen (48,1%) [76]

japonica Thumb) Thành phần hóa học tinh dầu được xác định bằng phương

pháp GC-MS cho thấy tinh dầu vỏ trái có cấu phần chính là limonen (92%) và tinh dầu lá chứa các cấu phần chính là elemol (18%), β-eudesmol (16%), epibiciclosesquiphelandren (16%) Hoạt tính kháng vi khuẩn và vi nấm của tinh dầu lá Tắt tương đối mạnh hơn tinh dầu vỏ Tắt trên các chủng khảo sát [125]

Từ lá của loài Muồng truổng (Zanthoxylum avicennae) phân bố ở Hà Tĩnh,

Đỗ Ngọc Đài và cs (2012), công bố với các hợp chất chủ yếu là mono và sesquiterpen β-caryophyllen (17,0%), α-humulen (10,4%) và α-pinen (10,1%)

là các thành phần chính [72] Loài Zanthoxylum nitidum chủ yếu là limonen

(44,1%), neral (11,0%) và geranial (12,1%) ở quả; trong lá chủ yếu là các hợp chất sesquiterpen với các thành phần chính là β-caryophyllen (24,6%), -elemen (14,7%) và bicyclogermacren (12,9%) [126], [127]

tinh dầu lá Bưởi yên thế, 21 thành phần hóa học trong tinh dầu lá Cam sành cao phong và 26 thành phần hóa học trong tinh dầu lá Chanh giấy tân yên Bằng phương pháp DPPH xác định được khả năng quét gốc tự do của tinh dầu lá bưởi Yên Thế: 42,13 ± 0,25 %, tinh dầu lá cam sành Cao Phong: 40,05 ± 0,14 % và tinh dầu lá chanh giấy Tân Yên: 43,21 ± 0,17 % Sử dụng phương pháp khuếch tán thạch xác định được khả năng kháng khuẩn của ba loại tinh dầu này trên các

chủng vi sinh vật: Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella typhi và

Bacillus cereus [128]

Hoàng Danh Trung (2017, 2018), khi nghiên cứu 4 chi Hồng bì

(Clausena), Cơm rượu (Glycosmis), Muồng truổng (Zanthoxylum) và Ba chạc

(Euodia), với thành phần chủ yếu trong tinh dầu là các monotecpen và các

sesquitecpen [83]

1.3.2.3 Họ Hồ tiêu (Piperaceae)

Nghiên cứu về tinh dầu của các loài trong họ Hồ tiêu (Piperaceae) ở nước ta mới diễn ra khoảng hơn 3 thập kỷ trở lại đây Các nghiên cứu chủ yếu

Khi nghiên cứu loài Trầu không (Piper betle) và Hồ tiêu (Piper nigrum)

ở các vùng khác nhau của Nghệ An, Hoàng Văn Lựu (2003) cho thấy thành phần

chính trong tinh dầu gồm α-pinen và D-limonen [129] Ở loài Hồ tiêu (Piper

nigrum) được chiết xuất bằng CO2 lỏng siêu tới hạn tại các áp suất khác nhau

thì thành phần chính của tinh dầu là 3-caren, caryophyllen, β-selinen cũng có sự

biến đổi [130] Từ lá Trầu không (Piper betle) ở Hải Dương được Phạm Thế

Chính và cs (2009) công bố với các thành phần chính của tinh dầu là chavicol

ở Hậu Giang, Nguyễn Thiện Chí và cs phân tích cho thấy thành phần tinh dầu được đặc trưng bởi phenol, 2-methoxy-3- (2-propenyl)- (19,8%), acetyleugenol (20,1%) và 4-allyl-1,2- diacetoxybenzen (34,6%) Hoạt tính kháng vi sinh vật của tinh dầu được đánh giá bằng phương pháp pha loãng đa nồng độ để xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) Kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vật cho thấy tinh dầu Trầu không có khả năng ức chế sự tăng trưởng của 3 chủng vi sinh vật:

B subtillis, F oxysporum và A niger với giá trị MIC lần lượt là 100 μg/mL, 200

μg/mL và 300 μg/mL [133] Lưu Đàm Ngọc Anh và cs (2016), công bố thành

phần hóa học của tinh dầu ở lá của loài Tiêu thượng mộc (Piper arboricola) với

các thành phần chính là spathulenol (27,5%), α-phellandren (20,3%), germacren

D (14,6%), γ-terpinen (6,2%) [134] Gần đây, Lê Đồng Hiếu (2017), đã nghiên cứu tinh dầu của một số loài thuộc chi Hồ tiêu với các hợp chất chủ yếu là monotecpen và sesquitecpen [66]