Tóm tắt Luận án Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, thành phần hóa học tinh dầu của một số loài trong chi riềng (alpinia roxb.) và sa nhân (amomum roxb.) thuộc họ gừng (zingiberaceae lindl.) ở bắc trung bộ

TIẾN SĨ SINH HỌC Chuyên ngành: Thực vật học Mã số: 62.42.01.11 HÀ NỘI, 2016 Luận án được hoàn thành tại Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS. Trần Thế Bách 2. PGS. TS. Trần Đình Thắng Người phản biện 1: PGS. TS. Trần Huy Thái Người phản biện 2: GS. TSKH. Trần Văn Sung Người phản biện 3: PGS. TS. Nguyễn Trung Thành Luận án được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp Viện, họp tại tầng 6 Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Vào hồi 9 giờ, ngày 30 tháng 03 năm 2016 Có thể tìm luận án tại, Thư viện Quốc gia Việt Nam, Thư viện Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Trong ngành thực vật hạt kín thì họ Gừng (Zingiberaceae Lindl.) không phải là họ lớn, chỉ có khoảng 52 chi, 1.500 loài. Các loài trong họ Gừng phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, đặc biệt là vùng Đông Nam Á. Việt Nam là nước nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, lại có địa hình phức tạp với nhiều vùng địa lí, khí hậu khác nhau, do đó rất thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của thực vật nói chung và các cây họ Gừng nói riêng. Trong các nhóm cây tài nguyên thực vật thì nhóm cây cho tinh dầu có vị trí quan trọng. Đây là nguồn cung cấp nguyên liệu tự nhiên cho nhiều ngành công nghiệp như hương liệu, mỹ phẩm, dược phẩm. Vì vậy, việc điều tra nghiên cứu, khai thác, phát triển, sử dụng bền vững và đạt hiệu quả tối ưu nguồn tài nguyên có tinh dầu là nhiệm vụ đã và đang đặt ra yêu cầu cấp thiết. Theo điều tra chưa đầy đủ của các nhà khoa học thì ở nước ta hiện có khoảng 635 loài cây có tinh dầu thuộc 116 họ thực vật. Các họ có nhiều loài cây chứa tinh dầu gồm: Cúc (Asteraceae), Cam (Rutaceae), Na (Annonaceae), Long não (Lauraceae), Bạc hà (Lamiaceae), Hoa tán (Apiaceae), Hoa hồng (Rosaceae), Cà phê (Rubiaceae), Dầu (Dipterocarpaceae), Nhài (Oleaceae), Lúa (Poaceae), Thông (Pinaceae), Hoàng đàn (Cupressaceae), Sim (Myrtaceae), Gừng (Zingiberaceae),.... Trong họ Gừng thì chi Riềng (Alpinia Roxb.) và Sa nhân (Amomum Roxb.) là 2 chi có hầu hết các loài cho tinh dầu với những giá trị sử dụng như làm thuốc, làm gia vị, làm hương liệu. Nhiều loài trong hai chi này đã trở thành hàng hóa có giá trị và được buôn bán với số lượng tương đối lớn ở trong nước cũng như trên thế giới. Khu vực Bắc Trung Bộ được đánh giá là một trong những trung tâm đa dạng sinh học của Việt Nam, với 5 VQG là Bến En, Pù Mát, Vũ Quang, Phong Nha - Kẻ Bàng, Bạch Mã và nhiều khu BTTN như Xuân Liên, Pù Luông, Pù Hu, Pù Huống, Pù Hoạt, Kẻ Gỗ, Bắc Hướng Hoá, Phong Điền, Tuy nhiên, hiện nay, công tác nghiên cứu đa dạng tài nguyên thực vật nói chung và 2 chi trong họ Gừng nói riêng ở đây chưa được nghiên cứu một cách đầy đủ và có hệ thống. Vì vậy, việc thu thập các dữ liệu về các đặc điểm sinh học, sinh thái và tinh dầu của các loài trong chi 2 Riềng (Alpinia Roxb.) và chi Sa nhân (Amomum Roxb.) của họ Gừng (Zingiberaceae Lindl.) nhằm tìm hiểu khả năng ứng dụng chúng là công việc có ý nghĩa cả về khoa học lẫn thực tiễn. Xuất phát từ những vấn đề trên tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, thành phần hóa học tinh dầu của một số loài trong chi Riềng (Alpinia Roxb.) và Sa nhân (Amomum Roxb.) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae Lindl.) ở Bắc Trung Bộ”. 2. Mục tiêu Mô tả được đặc điểm sinh học, sinh thái và xác định được hàm lượng tinh dầu, thành phần và hàm lượng các cấu tử tinh dầu một số loài trong 2 chi Riềng (Alpinia Roxb.) và Sa nhân (Amomum Roxb.) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae Lindl.) ở Bắc Trung Bộ góp phần công tác điều tra nghiên cứu cơ bản, đánh giá tiềm năng nguồn tài nguyên thực vật ở các tỉnh phía Bắc Trung Bộ. 3. Ý nghĩa của đề tài luận án Các kết quả nghiên cứu của luận án đóng góp vào số liệu điều tra tính đa dạng thành phần loài và cung cấp những dẫn liệu mới về thành phần loài, thành phần hoá học tinh dầu của một số loài trong 2 chi Riềng (Alpinia Roxb.) và Sa nhân (Amomum Roxb.) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae Lindl.) ở khu vực Bắc Trung Bộ nói riêng và Việt Nam nói chung. 4. Những điểm mới của luận án - Bổ sung 2 loài trong chi Riềng (Alpinia Roxb.) cho hệ thực vật Việt Nam là Riềng nhiều hoa (Alpinia polyantha D. Fang) và Riềng lá nhăn (Alpinia rugosa S. J. Chen & Z. Y. Chen). - Ghi nhận thêm vùng phân bố của 6 loài trong khu vực Bắc Trung Bộ là Alpinia blepharocalyx K. Schum., Alpinia macroura K. Schum., Alpinia malaccensis (Burm.f.) Rosc., Alpinia menghaiensis S.Q. Tong & Y.M. Xia, Amomum aromaticum Roxb. và Amomum muricarpum Elmer. - Cung cấp những dẫn liệu về hàm lượng, thành phần hóa học trong tinh dầu ở các bộ phận lá, thân giả, thân rễ, hoa và quả của 12 loài với các hợp chất chủ yếu là monotecpen và sesquitecpen. 3 - Lần đầu tiên cung cấp những dẫn liệu về tinh dầu của các loài: Alpinia menghaiensis, Alpinia polyantha, Amomum maximum, Amomum muricarpum, Amomum gagnepainii. 5. Bố cục của luận án Luận án bao gồm 112 trang; Mở đầu - 3 trang (1-3); Chương 1 - Tổng quan tài liệu - 24 trang (4-27); Chương 2 - Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu - 5 trang (28-32); Chương 3 - Kết quả nghiên cứu và thảo luận - 78 trang (33-110); Kết luận và kiến nghị - 2 trang (111-112); Danh mục các công trình công bố của tác giả liên quan đến luận án; Tài liệu tham khảo; Phụ lục 1; Còn có 17 bảng, 26 hình và 38 trang ảnh màu. CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Nghiên cứu về họ Gừng (Zingiberaceae) 1.1.1. Trên thế giới C. Linnaeus (1753) là người đầu tiên nghiên cứu về họ Gừng dựa trên các mẫu vật của Engelbert Kaempfer, ông đã mô tả và đặt tên 2 loài thuộc họ Gừng (Zingiberaceae) là Kaempferia galanga và Kaempferia rotunda. Sau này có các công trình của J. G. Koenig (1783), W. Roxburgh (1815), C. L. Blume (1823), Lindley (1835), G. Bentham & J. D. Hooker (1883), J. G. Baker (1892), R. E. Holttum (1950), T. L. Wu & S. J. Chen (1981, 2000). 1.1.2. Ở Việt Nam Ở Việt Nam, công trình đầu tiên đề cập đến các taxon họ Gừng là của Loureio J. (1793), tác giả đã mô tả 3 chi với 13 loài có ở Miền Nam Việt Nam. Những nghiên cứu về họ Gừng ở Việt Nam đáng kể nhất phải kế đến công trình nghiên cứu của Gagnepain (1908), Lê Khả Kế và cs (1975), Phạm Hoàng Hộ (1972), Phạm Hoàng Hộ (1993, 2000), Theilade & Mood J. (1999), Larsen K. & Newman M.F. (2001), Rehse T. & Kress J. (2003). Nghiên cứu đầy đủ và có tính hệ thống nhất về họ Gừng 4 ở Việt Nam có công trình nghiên cứu của Nguyễn Quốc Bình (2011), tác giả đã công bố ở Việt Nam có 19 chi với 144 loài và thứ. 1.2. Nghiên cứu về chi Riềng (Alpinia Roxb.) và Sa nhân (Amomum Roxb.) 1.2.1. Nghiên cứu chi Riềng (Alpinia Roxb.) Chi riềng (Alpinia) là chi lớn nhất của họ gừng (Zingiberaceae) với khoảng 250 loài, được mô tả đầu tiên bởi W. Roxburgh vào năm 1810, các loài trong chi này chủ yếu phân bố ở rừng mưa nhiệt đới và cận nhiệt đới Châu Á, Australia và một số đảo Thái Bình Dương. Các công trình nghiên cứu điển hình là Ridley (1924), Wu và Larsen (2000), Saensouk et al., (2003), Phạm Hoàng Hộ (1993, 2000). Công trình đầy đủ và tương đối hoàn thiên về họ Gừng (Zingiberaceae) nói chung và chi Riềng (Alpinia) rói riêng của tác giả Nguyễn Quốc Bình. Tác giả đưa ra hệ thống phân loại các loài trong chi này, theo tác giả thì chi Riềng (Alpinia) hiện biết 31 loài phân bố khắp các vùng trong cả nước, trong đó có nhiều loài là loài đặc hữu của Việt Nam. Trong số 31 loài nghiên cứu tác giả đã công bố 1 loài mới cho khoa học (Alpinia calcicola Q. B. Nguyen & M. F. Newman) và bổ sung 7 loài cho hệ thực vật Việt Nam. 1.2.2. Chi Sa nhân (Amomum Roxb.) Linnaeus (1753) là người đầu tiên nghiên cứu về các loài thuộc chi sa nhân, trong nghiên cứu của mình ông đã ghi nhận 4 loài thuộc chi Amomum. Kế tiếp các công trình nghiên cứu của Linnae, là Konig (1823), Bentham G. & Hooker J.D. (1883), Holtum (), Backer C.A. (1968), Smith R.S. (1985), Gagnepain (1908), Wu & Larsen (2000), Phạm Hoàng Hộ (1993, 2000), Wittaya K. (2006). Năm 2011, tác giả Nguyễn Quốc Bình với công trình nghiên cứu đầy đủ, chi tiết và có hệ thống về họ Gừng đã công bố ở Việt Nam chi Amomum có 21 loài phân bố khắp các vùng trong cả nước. 1.3. Giá trị sử dụng trong 2 chi Riềng (Alpinia Roxb.) và Sa nhân (Amomum Roxb.) Phần này nêu lên giá trị sử dụng của các loài trong 2 chi được nghiên cứu ở trên thế giới và Việt Nam. 1.4. Tìm hiểu về tinh dầu Phần này nêu lên khái niệm về tinh dầu, đặc tính của tinh dầu và sắp xếp tinh dầu vào các nhóm khác nhau. 5 1.5. Nghiên cứu về tinh dầu của 2 chi Riềng (Alpinia Roxb.) và Sa nhân (Amomum Roxb.) trên thế giới và ở Việt Nam Hiện nay, trên thế giới và ở Việt Nam đã có nhiều nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu từ các bộ phận lá, thân, thân rễ, hoa, quả của một số loài trong 2 chi Riềng và Sa nhân. Tuy nhiên, các công trình chỉ được nghiên cứu riêng lẻ chưa có tính hệ thống. Như vậy, nghiên cứu về 2 chi này đang còn ít chưa xứng với tiềm năng và sự đa dạng của chúng. 1.6. Điều kiện tự nhiên xã hội ở Bắc Trung Bộ Phần này nêu lên vị trí địa lý, địa hình, địa mạo, đặc điểm khí hậu, đặc điểm kinh tế xã hội, đặc điểm hệ thực vật của khu vực nghiên cứu. CHƢƠNG 2 ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Các loài trong 2 chi Riềng (Alpinia Roxb.) và Sa nhân (Amomum Roxb.) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae Lindl.) phân bố ở Bắc Trung Bộ. Phạm vi nghiên cứu: Chủ yếu là các Vườn Quốc Gia (Bến En, Pù Mát, Vũ Quang, Phong Nha - Kẻ Bàng, Bạch Mã) và các Khu bảo tồn thiên nhiên (Xuân Liên, Pù Luông, Pù Hoạt, Pù Huống, Kẻ Gỗ) ở Bắc Trung Bộ. Ngoài ra còn thu mẫu ở một số địa điểm của các huyện: Nghi Lộc, Thanh Chương, Kỳ Sơn, Tân Kỳ, Quế Phong (Nghệ An), Hương Sơn, Thạch Hà (Hà Tĩnh), Nam Đông, Phú Lộc (Thừa Thiên Huế). 2.2. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu tính đa dạng thực vật của 2 chi Riềng (Alpinia Roxb.) và Sa nhân (Amomum Roxb.) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae Lindl.) phân bố ở Bắc Trung Bộ. - Nghiên cứu các đặc điểm sinh học, sinh thái của các loài trong 2 chi Riềng (Alpinia Roxb.) và Sa nhân (Amomum Roxb.) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae Lindl.) ở Bắc Trung Bộ. - Tìm hiểu về giá trị sử dụng của các loài nói trên. 6 - Xác định hàm lượng, thành phần hóa học tinh dầu của một số loài trong 2 chi Riềng (Alpinia Roxb.) và Sa nhân (Amomum Roxb.) của họ Gừng (Zingiberaceae Lindl.) ở Bắc Trung Bộ. 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu 2.3.1. Phƣơng pháp nghiên cứu sinh học 2.3.1.1. Phƣơng pháp kế thừa số liệu Các số liệu về điều kiện tự nhiên, xã hội ở khu vực nghiên cứu, các mẫu vật lưu ở bảo tàng trong nước và nước ngoài, các công trình công bố liên quan. 2.3.1.2. Phƣơng pháp điều tra thực địa Ở mỗi địa điểm nghiên cứu chúng tôi chọn các tuyến điều tra chính để nghiên cứu: + VQG Bến En: tuyến Sông Tràng - Bãi Trành; tuyến Đồng Mười – Hồ Sông Mực - Điện Ngọc; tuyến Đồng Mười - Xuân Thái; tuyến Xuân Khang – Bình Lương. + VQG Pù Mát: tuyến Lục Dạ - Môn Sơn; tuyến Khe Bu; tuyến Khe Kèm; tuyến Tam Đình - Tam Hợp. + VQG Vũ Quang: tuyến Hương Quang - Dốc Dẻ; tuyến Hương Đại + VQG Phong Nha – Kẻ Bàng: tuyến Đèo Đá Đẻo; tuyến ngã ba Đông và Tây đường Trường Sơn - U Bò. + VQG Bạch Mã: tuyến Trung tâm Vườn - Thác Thủy Điện - thác Đá Dựng; tuyến Trĩ Sao - Đỉnh Bạch Mã - Đỗ Quyên; tuyến Nam Đông (Hương Phú, Thượng Nhật, Hưng Lộc). + Khu BTTN Xuân Liên: tuyến Yên Nhân – Bát Mọt. + Khu BTTN Pù Luông: tuyến Phú Lệ; tuyến Cổ Lũng – Lũng Cao. + Khu BTTN Pù Huống: tuyến Châu Thái- Nam Sơn – Bắc Sơn – Bình Chuẩn; tuyến Châu Hoàn – Diên Lãm – Quang Phong. + Khu BTTN Pù Hoạt: Tri Lễ - Nậm Giải; Hạnh Dịch – Thông Thụ. + Khu BTTN Kẻ Gỗ: Trung tâm du lịch đến các khu vực chạy theo phía Nam - Bắc. 2.3.1.3. Phƣơng pháp thu mẫu và định loại Mỗi cây ít nhất thu 2-3 mẫu tiêu bản ở cùng 1 địa điểm. Sau khi thu mẫu đánh số hiệu vào mẫu. Khi thu mẫu thì ghi chép tỉ mỉ ngay những đặc điểm dễ bị mất khi mẫu khô hoặc ngâm trong dung dịch như: màu sắc, hình dạng tự nhiên của hoa, quả, lá ... Đặc biệt, hoa của loài này thường mọng nước, do đó nếu ép khô thường dính lại với 7 nhau, và dễ thối nên khó phân tích, Vì vậy, đối với mẫu của hoa chúng tôi thu riêng và cho vào dung dịch cồn 45-55%, bởi vì khi cho vào dung dịch cồn thì mẫu nghiên cứu có thể giữ được thời gian lâu mà không bị thối nát, cấu trúc, hình dạng và màu sắc của hoa không bị thay đổi nên dễ dàng phân tích hơn. Ngoải ra còn chụp ảnh tổng thể và chi tiết từng bộ phận của cây bằng máy ảnh kĩ thuật số Canon. Sau khi mẫu được xử lý sơ bộ ở ngoài thực địa, tiếp tục xử lý khô tại phòng mẫu thực vật của trường Đại học Vinh. Phương pháp dùng để nghiên cứu phân loại là phương pháp hình thái so sánh. Đây là phương pháp nghiên cứu truyền thống nhưng vẫn là phương pháp thông dụng được sử dụng hiện nay. Trong phương pháp này chúng tôi dựa trên các đặc điểm của cơ quan sinh dưỡng và cơ quan sinh sản để nghiên cứu trong đó chủ yếu dựa vào cơ quan sinh sản như vị trí cụm hoa, cấu tạo của hoa, đặc điểm của lá bắc, đài hoa, đặc biệt là đặc điểm của cánh môi, cấu tạo của nhị và nhị lép bên. Bởi vì đây là những đặc điểm ít thay đổi dưới tác động của điều kiện sống. Tổng số mẫu thu được là hơn 1.000 mẫu, số mẫu đã phân tích và xác định tên khoa học là 600 mẫu. Mẫu hiện được lưu trữ ở phòng mẫu Thực vật, khoa Sinh học. Các tài liệu chính được sử dụng trong quá trình nghiên cứu mẫu là: Nguyễn Quốc Bình (2011), Phân loại Họ Gừng ở Việt Nam; Phạm Hoàng Hộ (2000), Cây cỏ Việt Nam, Quyển III; H. W. Li (1982), Flora of China; T. Wu và L. K. Larsen (2000), Flora of China, Vol. 24, Zingiberaceae. 2.3.1.4. Tìm hiểu về giá trị sử dụng của các loài trong chi Riềng (Alpinia Roxb.) và Sa nhân (Amomum Roxb.) ở Bắc Trung Bộ Tìm hiểu về giá trị sử dụng của các loài trong 2 chi qua các tài liệu đã công bố trong và ngoài nước về các loài nghiên cứu để bổ sung vào giá trị sử dụng tài nguyên của 2 chi này trong họ Gừng: Võ Văn Chi (2012), Đỗ Tất Lợi (1995), Lê Trần Đức (1997), Triệu Văn Hùng và cs (2007), Đỗ Huy Bích và cs (2004), Tushar B.S. et al., (2010). Hanh N.P et al., (2015), Wongsatit C. (2003) và thông qua phỏng vấn người dân. 2.3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu 2.3.2.1. Thu mẫu và chƣng cất tinh dầu Mẫu để chưng cất tinh dầu là các bộ phận riêng biệt của cây (lá, thân giả, thân rễ, hoa, quả). Mỗi mẫu thu từ 0,5-3 kg tươi. Mẫu được ghi số hiệu (số hiệu này trùng với số hiệu mẫu để định loại) và ngày tháng thu. Sau khi thu hái, mẫu được cắt nhỏ và 8 chưng cất bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước có hồi lưu trong thiết bị Clevenger trong thời gian 2-4 giờ ở áp suất thường theo tiêu chuẩn Dược điển Việt Nam (2002). 2.3.2.2. Phƣơng pháp định lƣợng tinh dầu Tinh dầu của các bộ phận khác nhau được định lượng theo phương pháp I của Dược điển Việt Nam II (2002). Hàm lượng tinh dầu được tính theo công thức. X(%) = (khi d<1) Hoặc theo công thức X(%) = (khi d>1) Trong đó: a là thể tích của tinh dầu tính bằng ml b là khối lượng của mẫu tính bằng gam. Tinh dầu được làm khô bằng Na2SO4 khan, đựng trong các lọ tiêu chuẩn đậy kín, bảo quản ở 0-5oC trước khi đem phân tích. 2.3.2.3. Phƣơng pháp phân tích thành phần hoá học tinh dầu Chuẩn bị mẫu phân tích cho sắc ký khí : Hoà tan 1,5 mg tinh dầu đã được làm khô bằng Na2SO4 khan trong 1ml hexan tinh khiết loại dùng cho phân tích sắc ký. Sắc ký khí (GC) với đầu dò FID: Được thực hiện trên máy Agilent Technologies HP 6890N Plus với detectơ FID, cột mao quản HP-5MS chiều dài 30 m, đường kính trong (ID) = 0,25 mm, lớp phim mỏng 0,25m với khí mang là hydro. Nhiệt độ buồng bơm mẫu là 250oC. Nhiệt độ Detectơ là 260oC. Chương trình nhiệt độ 60oC (2 min), tăng 4 oC/phút cho đến 220oC, dừng ở nhiệt độ này trong 10 phút. Sắc ký khí-khối phổ (GC/MS): Được thực hiện trên hệ thống thiết bị sắc ký khí khối phổ liên hợp Agilent Technologies HP 6890N/ HP 5973 MSD với cột tách và các điều kiện vận hành sắc ký như nêu ở trên và với Heli làm khí mang. Việc xác định định tính các thành phần của tinh dầu được thực hiện bằng các phương pháp sau: - Dựa trên giá trị của chỉ số lưu giữ (Retention Index), xác định với một dãy các đồng đẳng n-alkan trong cùng một điều kiện sắc ký. a x 0,9 b x 100% a b x 100% 9 - Dựa trên sắc ký nội chuẩn (co-injection) với các chất chuẩn thương mại (của hãng Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) hoặc với các thành phần tinh dầu đã biết. - Dựa trên phổ khối lượng, so sánh với phổ khối lượng tìm thấy trong các ngân hàng dữ liệu (NIST 08 và Wiley 9th Version) hoặc so sánh với các dữ liệu của các tài liệu tham khảo. Tỉ lệ % các thành phần trong tinh dầu được tính toán dựa trên diện tích hoặc chiều cao của pic sắc ký (detector FID) mà không sử dụng các yếu tố điều chỉnh. 2.4. Phƣơng pháp xử lí số liệu Số liệu được xử lí trên phần mềm Microsoft Office Excel 2007. CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đặc điểm sinh học của các loài trong 2 chi Riềng (Alpinia Roxb.) và Sa nhân (Amomum Roxb.) phân bố ở Bắc Trung Bộ 3.1.1. Đặc điểm chung của chi Riềng (Alpinia Roxb.) và Sa nhân (Amomum Roxb.) * Chi Riềng (Alpinia Roxb.) + Thân: Thân là thân giả (thân được tạo thành do các bẹ lá ôm lấy nhau), thân cao từ 0,5-3 m thậm chí cao đến 4 m (A. polyantha), thân rễ to, nằm ngay dưới mặt đất, thân cây có mùi thơm. + Lá: Lá đơn mọc cách, lá có cấu tạo gồm phiến lá, cuống lá, lưỡi lá và bẹ lá. - Phiến lá: Dạng mác (A. blepharocalyx, A. conchigera, A. gagnepainii, A. galanga, A. globosa,) hoặc dạng thuôn (A. breviligulata, A. intermedia, A. kwangsiensis, A. maclurei, A. macroura, A. malaccensis,); có kích thước rất thay đổi; có lông cả 2 mặt hay chỉ có lông một mặt, thường có lông ở mặt dưới (A. conchigera, A. kwangsiensis, A. menghaiensis, A. pinnanensis, A. strobiliformis,), hoặc có lông ở hai mép phiến lá và gân giữa (A. mutica) hay nhẵn không lông (A. breviligulata, A. globosa,...); có mũi nhọn. - Cuống lá: Lá có thể không cuống (A. breviligulata, A. galanga, A. officinarum,) hay có cuống ngắn hơn 1 cm (A. conchigera, A. strobiliformis, ...) hoặc dài từ 1-9 cm 10 (A. intermedia, A. kwangsiensis, A. maclurei, A. pinnanensis, A. polyantha, A. tonkinensis,...). - Lƣỡi lá: Đa số các loài trong chi này có lưỡi lá xẻ làm 2 như: A. intermedia, A. kwangsiensis, A. maclurei, A. pinnanensis, A. polyantha, A. tonkinensis, ), một số loài có lưỡi lá nguyên (A. breviligulata, A.conchigera), lưỡi lá có thể dài hơn cuống lá (A. gagnepainii, A. galanga, A. officinarum) nhưng thường ngắn hơn cuống lá. - Bẹ lá: Bẹ lá ôm lấy nhau tạo thân giả ở tất cả các loài. + Hoa: Cụm hoa mọc ở ngọn thân có lá, hình bông (A. pinnanensis, A. strobiliformis), chùm đơn (cụm hoa không phân nhánh: A. kwangsiensis, A. malaccensis, A. menghaiensis) hoặc chùm kép (hình chùy) (cụm hoa phân nhánh: A. breviligulata, A. macroura, A. oblongifolia, A. polyantha,). Hoa thường có cuống ngắn. Lá bắc chính sớm rụng, hình trứng hoặc hình trứng rộng. Lá bắc con dạng ống, mở đến gốc (A. menghaiensis, A. macroura, A. malaccensis) hay không (A. conchigera). Đài hoa dạng ống (A. breviligulata, A. galanga) hay dạng phễu (A. mutica); các cánh hoa thường có màu trắng; cánh môi có kích thước to hơn các cánh bên, hình trứng ngược (A. conchigera), hình trái xoan (A. menghaiensis, A. macroura), hình chữ nhật (A. galanga); có màu sắc sặc sỡ như màu vàng, hồng; chia thùy ở phía trên đầu (A. menghaiensis, A. polyantha,). Nhị có bao phấn kéo dài thành mào (A. oblongifolia, A. intermedia, A. tonkinensis, A. latilabris, A. maclurei) hay không (A. globosa, A. officinarum, A. mutica). + Quả: kích thước từ 0,5 - 3 cm, hình cầu hay bầu dục, đặc biệt quả loài Riềng nếp (A. galanga) có hình bầu dục nhưng thắt eo ở giữa, đây là đặc điểm để nhận biết loài này; quả khô không mở; có nhiều hạt, hạt thường có góc cạnh và được bao bởi lớp áo hạt màu trắng. * Chi Sa nhân (Amomum Roxb.) +Thân: Là thân giả, do các bẹ lá ôm nhau tạo thành. Cao từ 0,5-4 m. Thân cây có mùi thơm. + Lá: có cấu tạo gồm phiến lá, cuống lá, lưỡi lá và bẹ lá. - Phiến lá: Dạng thuôn dài (A. aromaticum), dạng bầu dục (A. maximum, A. repoense), dạng mũi mác (A. gagnepainii, A. muricarpum, A. villosum), kích thước rất thay đổi, phiến lá nhẵn (A. gagnepaininii, Amomum sp., A. muricarpum,) hoặc có lông mặt dưới (A. maximum, A. repoense). 11 - Cuống lá: Lá có thể không cuống (A. aromaticum, A. xanthioides), có cuống ngắn dưới 1 cm (A. aculeatum, A. longiligulare, A. muricarpum, A. ovoideum), cuống dài đến 5 cm (A. gagnepainii, Amomum sp., A. truncatum) thậm chí dài đến 20 cm (A. maximum, A. repoense, A. mengtzense,). - Lƣỡi lá: Lưỡi lá nguyên (A. aromaticum, A. gagnepainii, A. longiligulare, A. ovoideum,) hay xẻ làm 2 (A. maximum, A. muricarpum, A. repoense), một số ít loài có lưỡi lá dài hơn cuống lá (A. aculeatum, A. aromaticum, A. longiligulare), còn đa số các loài có lưỡi lá ngắn hơn cuống lá (A. gagnepainii, A. maximum, A. repoense, Amomum sp., A. truncatum,). - Bẹ lá: Bẹ lá ôm lấy nhau tạo thành thân giả (A. aculeatum, A. gagnepainii, A. longiligulare, A. muricarpum, A. truncatum,). + Hoa: Cụm hoa mọc từ thân rễ, sát mặt đất, riêng với thân có lá; hay mọc từ sát gốc của thân, các hoa xếp dọc theo trục cụm hoa. Các lá bắc xếp lợp lên nhau, đôi khi sớm rụng; lá bắc con hình ống. Hoa có phần dưới đài hình ống, phần trên xẻ thành 3 răng ngắn. Cánh môi có hình gần tròn (A. villosum, A. xanthioides), hình trứng (A. maximum, A. repoense, A. muricarpum); nguyên (A. maximum) hay chia thùy (A. muricarpum, A. repoense). Nhị có chỉ nhị dạng bản, ở tất cả các loài bao phấn có phần phụ trung đới kéo dài thành mào. Chỉ nhị có thể dài hơn bao phấn (A. longiligulare, A. ovoideum), dài bằng bao phấn (A. gagnepainii, A. aculeatum) hoặc ngắn hơn bao phấn (A. muricarpum, A. aromaticum). Nhị lép 2, dạng dùi nhỏ (A. aculeatum, A. longiligulare, A. maximum) hay tiêu giảm ( A. ovoideum, A. truncatum), số ít có dạng răng ngắn (A. vespertilio), dạng chóp (A. repoense, A. xanthioides). + Quả: Quả hình cầu (A. muricarpum, A. truncatum, A. repoense), hình trứng (A. ovoideum, A. gagnepainii, A. longiligulare), có gai mềm (A. muricarpum, A. gagnepainii,), có cánh (A. maximum, A. repoense, A. mengtzense) hoặc trơn nhẵn (A. aromaticum). Hạt có góc cạnh, áo hạt mỏng. 3.1.2. Đặc điểm sinh thái, phân bố của 2 chi Riềng (Alpinia Roxb.) và Sa nhân (Amomum Roxb.) * Chi Riềng (Alpinia Roxb.) - Nơi sống: Chủ yếu mọc ở rừng thường xanh trên núi đất, núi đá vôi, rừng thứ sinh, nơi ẩm, ven suối, trảng cây bụi. Mọc ở đai thấp (dưới 900m) có các loài như: Riềng lưỡi ngắn (Alpinia breviligulata), Sẹ (Alpinia globosa), Riềng hải nam (Alpinia 12 hainanensis), Riềng quảng tây (Alpinia kwangsiensis), Ré (Alpinia latilabris), Riềng maclure (Alpinia maclurei), Riềng đuôi nhọn (Alpinia macroura), Riềng malacca (Alpinia malaccensis), Riềng meng hai (Alpinia menghaiensis), Riềng không mũi (Alpinia mutica), Riềng (Alpinia napoensis), Riềng thuốc (Alpinia officinarum), Riềng nhiều hoa (Alpinia polyantha), Riềng lá nhăn (Alpinia rugosa), Ré bắc bộ (Alpinia tonkinensis). Một số loài phân bố ở cả đai thấp và đai cao như: Riềng dài lông mép (Alpinia blepharocalyx), Riềng rừng (Alpinia conchigera), Riềng nếp (Alpinia galanga), Riềng (Alpinia intermedia), Lương khương (Alpinia oblongifolia), Riềng pinna (Alpinia pinnanensis). Riềng bông tròn (Alpinia strobiliformis) mới chỉ gặp phân bố ở đai cao (trên 900 m). - Mùa ra hoa, mùa quả: Tùy vào từng loài mà có mùa ra hoa, mùa quả khác nhau nhưng chủ yếu ra hoa từ tháng 2 đến tháng 5 hoặc tháng 6 như: Riềng ấm (Alpinia gagnepainii), Riềng quảng tây (Alpinia kwangsiensis), Riềng bông tròn (Alpinia strobiliformis). Hầu như các loài đều ra hoa từ tháng 3 đến tháng 6, có quả từ tháng 5 đến tháng 9, điển hình như: Riềng dài lông mép (Alpinia blepharocalyx), Sẹ (Alpinia globosa), Riềng hải nam (Alpinia hainanensis), Riềng maclure (Alpinia maclurei), Riềng meng hai (Alpinia menghaiensis), Lương khương (Alpinia oblongifolia), Ích trí (Alpinia oxyphylla), Riềng lá nhăn (Alpinia rugosa). Một số loài ra hoa từ tháng 4 đến tháng 6, có quả tháng 6 đến tháng 8(9) như Riềng (Alpinia intermedia), Ré (Alpinia latilabris), Riềng malacca (Alpinia malaccensis), Riềng thuốc (Alpinia officinarum), Riềng nhiều hoa (Alpinia polyantha). Một số loài ra hoa từ tháng 4(5-6) đến tháng 7(8), có quả từ tháng 7 đến tháng 11(12) như Riềng lưỡi ngắn (Alpinia breviligulata), Riềng rừng (Alpinia conchigera), Riềng (Alpinia napoensis), Riềng nếp (Alpinia galanga), Ré bắc bộ (Alpinia tonkinensis), Riềng pinna (Alpinia pinnanensis). Các loài ra hoa tháng từ tháng 8 đến tháng 12 hoặc từ tháng 12 đến tháng 1 năm sau, có quả từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau có Riềng đuôi nhọn (Alpinia macroura) và Riềng không mũi (Alpinia mutica). * Chi Sa nhân (Amomum Roxb.) - Nơi sống: Chủ yếu mọc ở rừng thường xanh trên núi đất, núi đá vôi, rừng thứ sinh, trảng cây bụi, ven suối, dưới tán rừng, nơi đất ẩm. Mọc ở đai thấp (dưới 900m) có các 13 loài như: Sa nhân hoa thưa (Amomum gagnepainii), Sa nhân tím (Amomum longiligulare), Sa nhân khế (Amomum mengtzense), Sa nhân miên (Amomum repoense), Riềng cụt (Amomum truncatum), Sa nhân ké (Amomum xanthioides),, Một số loài phân bố ở cả đai thấp và đai cao như: Thảo quả (Amomum aromaticum), Đậu khấu chín cánh (Amomum maximum), Sa nhân quả có mỏ (Amomum muricarpum), Sa nhân (Amomum sp.), Sa nhân (Amomum villosum). - Mùa ra hoa, mùa quả: Tùy vào từng loài mà có mùa ra hoa, mùa quả khác nhau nhưng chủ yếu ra hoa từ tháng 4 đến tháng 6(7), có quả từ tháng 5 đến tháng 10, điển hình như: Sa nhân cựa (Amomum aculeatum), Thảo quả (Amomum aromaticum), Sa nhân hoa thưa (Amomum gagnepainii), Sa nhân tím (Amomum longiligulare), Đậu khấu chín cánh (Amomum maximum), Sa nhân miên (Amomum repoense), Sa nhân (Amomum villosum), Sa nhân ké (Amomum xanthioides). Một số loài ra hoa từ tháng 2(3) đến tháng 6, có quả từ tháng 5 đến tháng 8 như Sa nhân khế (Amomum mengtzense) và Sa nhân trứng (Amomum ovoideum). Đặc biệt một số loài ra hoa tháng 5 đến tháng 10 và có quả từ tháng 9 đến tháng 1 năm sau như: Sa nhân quả có mỏ (Amomum muricarpum) và Sa nhân thầu dầu (Amomum vesperilio). 3.1.3. Đánh giá đa dạng các loài trong 2 chi Riềng (Alpinia Roxb.) và Sa nhân (Amomum Roxb.) ở Bắc Trung Bộ Kết quả nghiên cứu 2 chi Riềng (Alpinia) và Sa nhân (Amomum) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae) ở Bắc Trung Bộ đã xác định được 40 loài (31 loài thu được mẫu và 9 loài được kế thừa từ các công bố của các tác giả trước). Trong đó chi Riềng (Alpinia) với 26 loài và chi Sa nhân (Amomum) với 14 loài (bảng 3.1). Bảng 3.1. Danh lục các loài thuộc 2 chi Riềng (Alpinia) và Sa nhân (Amomum) TT Tên khoa học Tên Việt Nam GTSD 1 Alpinia blepharocalyx K. Schum. * Riềng dài lông mép THU,CTD 2 Alpinia breviligulata (Gagnep.) Gagnep. Riềng lưỡi ngắn THU,CTD 3 Alpinia conchigera Griff. Riềng rừng THU,CTD, CGV 4 Alpinia gagnepainii K. Schum. KT Riềng gagnepain CTD 5 Alpinia galanga (L.) Willd. Riềng nếp THU,CTD, 14 TT Tên khoa học Tên Việt Nam GTSD CGV 6 Alpinia globosa (Lour.) Horan Sẹ THU,CTD 7 Alpinia hainanensis K. Schum. Riềng hải nam THU,CTD 8 Alpinia intermedia Gagnep. Riềng CTD 9 Alpinia kwangsiensis T. L. Wu Riềng quảng tây THU,CTD, ANĐ 10 Alpinia latilabris Ridl. Ré THU,CTD, CGV 11 Alpinia maclurei Merr. Riềng maclure CTD 12 Alpinia macroura K. Schum. * Riềng đuôi nhọn CTD 13 Alpinia malaccensis (Burm.f.) Rosc. * Riềng Malacca THU,CTD 14 Alpinia menghaiensis S.Q. Tong & Y.M. Xia * Riềng meng hai THU,CTD, ANĐ 15 Alpinia mutica Roxb. Riềng không mũi THU,CTD 16 Alpinia napoensis H.Dong & G.J.Xu Riềng THU,CTD 17 Alpinia oblongifolia Hayata Riềng tàu THU,CTD, CGV 18 Alpinia officinarum Hance Riềng thuốc THU,CTD, CGV 19 Alpinia oxyphylla Miq. KT Ích trí THU,CTD 20 Alpinia pinnanensis T. L. Wu & S.J. Chen Riềng pinna THU,CTD, ANĐ 21 Alpinia polyantha D. Fang ** Riềng nhiều hoa THU,CTD 22 Alpinia rugosa S. J. Chen & Z. Y. Chen** Riềng lá nhăn THU,CTD 23 Alpinia siamensis K. Schum. KT Riềng xiêm THU 24 Alpinia strobiliformis T. L. Wu & S.J. Chen Riềng bông tròn CTD 25 Alpinia tonkinensis Gagnep. Ré bắc bộ THU,CTD 26 Alpinia velutina Ridl. KT Riềng lông 15 TT Tên khoa học Tên Việt Nam GTSD 27 Amomum aculeatum Roxb. KT Sa nhân cựa CTD,ANĐ 28 Amomum aromaticum Roxb. * Sa nhân thơm THU,CTD, CGV 29 Amomum gagnepainii T. L. Wu, K. K. Larsen &Turland Riềng ấm THU,CTD, CGV 30 Amomum longiligulare T. L. Wu KT Sa nhân tím THU,CTD, CGV 31 Amomum maximum Roxb. Đậu khấu chín cánh THU,CTD 32 Amomum mengtzense H. T. Tsai ex P. S. Chen KT Sa nhân khế ANĐ 33 Amomum muricarpum Elmer * Sa nhân quả có mỏ THU,CTD 34 Amomum ovoideum Pierre ex Gagnep. KT Sa nhân trứng THU,CTD, CGV 35 Amomum repoense Pierre ex Gagnep. Sa nhân mien THU,CTD 36 Amomum sp. Sa nhân CTD 37 Amomum truncatum Gagnep. Riềng cụt CTD 38 Amomum vespertilio Gagnep. KT Sa nhân thầu dầu THU,ANĐ 39 Amomum villosum Lour. Sa nhân THU,CTD, CGV 40 Amomum xanthioides Wall. ex Baker Sa nhân ké THU,CTD, CGV Ghi chú: * Loài ghi nhận phân bố cho khu vực Bắc Trung Bộ; **Loài ghi nhận mới cho hệ thực vật Việt Nam; KT: Kế thừa từ các tài liệu; Giá trị sử dung (GTSD): THU: Cây làm thuốc, ANĐ: Cây ăn được; CTD: cây tinh dầu, CGV: cây làm gia vị Để thấy được tính đa dạng 2 chi của họ Gừng (Zingiberaceae) ở Bắc Trung Bộ, kết quả được so sánh với Việt Nam (bảng 3.2). Bảng 3.2. So sánh số loài trong các chi được nghiên cứu với Việt Nam TT Chi Số loài nghiên cứu (1) Việt Nam (2) Tỷ lệ % giữa (1) và (2) 1 Alpinia 26 31 83,87 16 2 Amomum 14 21 66,67 (2)theo Nguyễn Quốc Bình (2011). Như vậy, qua bảng 3.2 cho thấy, thành phần loài trong 2 chi được nghiên cứu của họ Gừng (Zingiberaceae) ở Bắc Trung Bộ khá đa dạng (với 40 loài so với 52 loài chiếm 76,92% tổng số loài hiện biết ở Việt Nam). Trong đó, chi Alpinia có 26 loài chiếm 83,87% và chi Amomum với 14 loài chiếm 66,67%. Như vậy, tuy chỉ được điều tra trên một diện tích nhỏ so với cả nước nhưng số loài là khá cao, điều này thể hiện được tính đa dạng của hệ thực vật khu vực Bắc Trường Sơn, nơi đang còn tiềm ẩn nhiều loài mới không chỉ trong 2 chi này mà còn các loài trong chi khác của họ Gừng nói riêng và hệ thực vật Việt Nam nói chung. 3.1.4. Các loài trong 2 chi Riềng (Alpinia Roxb.) và Sa nhân (Amomum Roxb.) đƣợc ghi nhận thêm vùng phân bố cho khu Hệ Thực vật Bắc Trung Bộ và bổ sung cho hệ thực vật Việt Nam So với danh lục các loài trong 2 chi Riềng (Alpinia) và Sa nhân (Amomum) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae) ở Bắc Trung Bộ của Nguyễn Quốc Bình (2011), kết quả nghiên cứu đã ghi nhận thêm vùng phân bố của 6 loài trong 2 chi Riềng (Alpinia) và Sa nhân (Amomum) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae) cho khu Hệ Thực vật Bắc Trung Bộ và bổ sung 2 loài cho khu hệ thực vật Việt Nam. Loài Riềng đuôi nhọn (Alpinia macroura K. Schum.), Riềng meng hai (Alpinia menghaiensis S.Q. Tong & Y.M. Xia), Thảo quả (Amomum aromaticum Roxb.) và Sa nhân quả có mỏ (Amomum muricarpum Elmer) trước đây chủ yếu phân bố ở miền Bắc (Nguyễn Quốc Bình, 2011); các loài Riềng dài lông mép (Alpinia blepharocalyx K. Schum.), Riềng malacca (Alpinia malaccensis (Burm.f.) Rosc.) có phân bố cả Miền Bắc và Miền Nam. Đặc biệt, có 2 loài mới ghi nhận phân bố ở miền Trung trước đây chỉ có ở Trung Quốc là Riềng lá nhăn (Alpinia rugosa S. J. Chen & Z. Y. Chen) và Riềng nhiều hoa (Alpinia polyantha D. Fang). Điều này chứng tỏ Bắc Trung Bộ một khu vực có độ đa dạng sinh học cao với sự có mặt của các loài có khu phân bố tương đối hẹp và chỉ phân bố trong một số môi trường sống nhất định như rừng nguyên sinh, rừng thứ sinh, ven suối. 3.1.5. Đa dạng về giá trị sử dụng Giá trị sử dụng của các loài thực vật trong chi Riềng (Alpinia) và Sa nhân (Amomum) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae) được xác định dựa theo các tài liệu trong 17 và ngoài nước. Trong số 40 loài được ghi nhận có mặt ở Bắc Trung Bộ thì có 38 loài cho giá trị sử dụng chiếm 95,0% tổng số loài, thuộc 4 nhóm giá trị sử dụng khác nhau. Nhóm cây cho tinh dầu chiếm tỷ lệ lớn nhất với 36 loài chiếm 90,0%; tiếp theo là nhóm làm thuốc với 30 loài (75,0%) so với tổng số loài nghiên cứu; nhóm cây làm gia vị với 11 loài (27,5%); nhóm cây ăn được với 6 loài (15,0%). - Nhóm cây cho tinh dầu Hầu như tất cả các loài trong họ Gừng (Zingiberaceae) nói chung và chi Riềng (Alpinia), Sa nhân (Amomum) nói riêng đều có chứa tinh dầu. Tuy nhiên, tùy vào từng loài, từng chi mà sự tích lũy hàm lượng tinh dầu khác nhau. Tinh dầu của các loài trong 2 chi này có giá trị cao nên được ứng dụng làm mỹ phẩm, dược phẩm, y học,... [25]. Với 36 loài thuộc 2 chi được nghiên cứu cho tinh dầu chiếm 90,0% tổng số loài được nghiên cứu. Hiện nay, đã chưng cất được 98 mẫu tinh dầu và phân tích được 50 mẫu của 2 chi này với một số loài điển hình như: Ré (Alpinia latilabris), Riềng malacca (Alpinia malaccensis), Riềng meng hai (Alpinia menghaiensis), Riềng tàu (Alpinia oblongifolia), Riềng pinna (Alpinia pinnanensis), Riềng nhiều hoa (Alpinia polyantha), Riềng bông tròn (Alpinia strobiliformis), Riềng bắc bộ (Alpinia tonkinensis), Đậu khấu chín cánh (Amomum maximum), Sa nhân quả có mỏ (Amomum muricarpum), Sa nhân (Amomum villosum), Sa nhân ké (Amomum xanthioides),... - Nhóm cây làm thuốc Với 30 loài, chủ yếu là dùng để bồi bổ sức khỏe hoặc kết hợp với các vị thuốc khác để chữa các bệnh tiêu hóa, bệnh thời tiết, đau dạ dày, hô hấp, xương khớp,... điển hình như: Riềng nếp (Alpinia galanga), Riềng meng hai (Alpinia menghaiensis), Riềng thuốc (Alpinia officinarum), Riềng bắc bộ (Alpinia tonkinensis), Đậu khấu chín cánh (Amomum maximum), Sa nhân quả có mỏ (Amomum muricarpum), Sa nhân (Amomum villosum), Sa nhân ké (Amomum xanthioides), Sa nhân tím (Amomum longiligulare),.... - Nhóm cây ăn được Với 6 loài, đây là những loài được người dân khai thác ngọn hay lá non để nấu canh hoặc làm rau ăn trong bữa ăn hàng ngày như: Riềng quảng tây (Alpinia kwangsiensis), Riềng meng hai (Alpinia menghaiensis), Riềng Pinna (Alpinia 18 pinnanensis), Sa nhân cựa (Amomum acuelatum) Sa nhân khế (Amomum mengtzense), Sa nhân thầu dầu (Amomum vespertilio). - Nhóm cây làm gia vị Với 11 loài được sử dụng làm gia vị, chủ yếu dùng hạt hoặc thân rễ. Bởi vì, hạt hoặc thân rễ của chúng có mùi thơm, vị cay điển hình như: Riềng nếp (Alpinia galanga), Riềng thuốc (Alpinia officinarum), Riềng tàu (Alpinia oblongifolia), Sa nhân (Amomum villosum), Sa nhân ké (Amomum xanthioides). 3.1.6. Đặc điểm của các loài trong 2 chi Riềng (Alpinia Roxb.) và Sa nhân (Amomum Roxb.) phân bố ở Bắc Trung Bộ Trong số 40 loài của 2 chi có chứa tinh dầu, có 12 loài đã được nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu. Phần này giới thiệu một số đặc điểm nhận biết, sinh thái, phân bố, giá trị và chỉ rõ mẫu nghiên cứu, định loại và phân tích thành phần hóa học của tinh dầu. 3.2. Thành phần hóa học tinh dầu của một số loài thuộc 2 chi Riềng (Alpinia Roxb.) và Sa nhân (Amomum Roxb.) ở Bắc Trung Bộ 3.2.1. Chi Riềng (Alpinia Roxb.) Kết quả phân tích 29 mẫu tinh dầu ở các bộ phận lá, thân giả, thân rễ, quả thuộc 7 loài trong chi Riềng (Alpinia) được tổng hợp qua bảng 3.11. Hàm lượng tinh dầu biến động từ 0,1%-0,4% trọng lượng tươi. Tinh dầu đều có màu vàng nhạt, nhẹ hơn nước và có mùi thơm dễ chịu. Các thành phần hóa học được xác định chiếm từ 89,1%-99,0% tổng lượng tinh dầu. Trong tinh dầu chủ yếu là các monotecpen và các sesquitecpen. Bảng 3.11. Các thành phần chính trong tinh dầu ở các bộ phận khác nhau của một số loài thuộc chi Riềng (Alpinia Roxb.) ở Bắc Trung Bộ TT Loài Bộ phận Hàm lƣợng (%) Số hợp chất xác định đƣợc Tỷ lệ % một số thành phần chính của tinh dầu 1 Alpinia latilabris Lá 0,23 46 α-cadinol (26,4%), 1,8-cineol (8,9%), γ-terpinen (8,8%), terpinen -4-ol (6,2%) và o-cymen (6,0%) Thân giả 0,20 32 α-cadinol (31,4%), γ-terpinen (10,7%), guaiol (8,5%) và β-pinen (6,9%) Thân rễ 0,30 28 α-cadinol (38,9%), γ-terpinen (10,7%), β-pinen (7,9%) và α- terpinen (6,5%) 19 TT Loài Bộ phận Hàm lƣợng (%) Số hợp chất xác định đƣợc Tỷ lệ % một số thành phần chính của tinh dầu 2 Alpinia maclurei Lá 0,25 35 β-pinen (53,0%), α-pinen (13,9%), và limonen (4%) Thân giả 0,2 47 β-pinen (47,1%), α-pinen (5,7%), β- caryophyllen (5,5%), caryophyllen oxid (5,7%) Thân rễ 0,25 48 β-pinen (22,1%), fenchyl axeat (6,7%), α-pinen (4,1%) và benzyl benzoat (3,7%) 3 Alpinia malaccensis Lá 0,25 41 β-pinen (56,0%) và α-pinen (10,3%) Thân giả 0,19 40 β-pinen (46,0%), β-phellandren (12,1%), α-pinen (9,8%) và α- phellandren (5,7%), Thân rễ 0,32 38 β-pinen (31,7%), β-phellandren (12,9%), α-pinen (6,3%) và α- selina-6-en-4-ol (5,5%) Quả 0,25 54 methyl cinnamat (27,8%), β- pinen (18,5%) và β-phellandren (12,9%) 4 Alpinia menghaiensis Lá 0,2 36 β-pinen (62,4%), α-pinen (15,8%), benzyl benzoat (4,0%) và limonen (3,8%) Thân gỉa 0,18 47 β-pinen (46,40%), α-pinen (12,7%), o-cymen (5,4%), limonene (5,1%) và α- phellandren (4,8%) Thân rễ 0,21 47 β-pinen (41,8%), α-pinen (11,1%), α-phellandren (5,4%), o-cymen (4,6%) và limonen (4,8%) Quả 0,30 47 β-pinen (40,4%), α-pinen (11,3%), α- terpinen (4,7) và 1,8-cineol (8,2%) 5 Alpinia mutica Lá 0,15 44 β-pinen (21,3%), 1,8-cineol (20,9%), α-pinen (12,5%) và camphen (7,1%) Thân 0,14 48 1,8-cineol (19,9%), β-pinen 20 TT Loài Bộ phận Hàm lƣợng (%) Số hợp chất xác định đƣợc Tỷ lệ % một số thành phần chính của tinh dầu giả (17,4%), α-pinen (11,3%) và camphen (5,7%) Thân rễ 0,15 48 β-pinen (23,2%), 1,8-cineol (18,6%), α-pinen (12,8%) và fenchyl acetat (7,0%) Quả 0,17 50 β-caryophyllen (22,6%), α-cadinol (8,9%) và camphor (7,8%) 6 Alpinia pinnanensis Lá 0,4 55 1,8-cineol (20,5%), α-phellandren (10,8%), 4-phenyl-2-butanol (19,5%) Thân giả 0,1 56 1,8 cineol (10%), β-elemen (8,7%), α-gurjunen (7,6%) và farnesol (5%) Thân rễ 0,15 54 farnesol (8,4%), α-gurjunen (6,2%), camphen (5,6%) Quả 0,2 29 β-caryophyllen (11,4%), farnesol (9,3%) và β-elemen (5,6%) Lá 0,3 41 1,8-cineol (21,5%), α-phellandren (19,3%), 4-phenyl-2-butanol (7,6%) và 1-phenyl-1-buten (7,4%) Thân giả 0,2 52 α-gurjunen (10,4%), β-elemen (9,1%), α-phellandren (8,7%) và α- santalen (7,5%) Quả 0,3 55 β-caryophyllen (11,4%), farnesol (9,3%), β-phellandren (8,7%) và α-gurjunen (6,2%) 7 Alpinia polyantha Lá 0,21 39 camphor (16,1%), α-pinen (15,2%), -agarofuran (12,9%), camphen (6,5%), β-eudesmol (4,4%) và o-cymen (4,1%) Thân giả 0,15 50 α-pinen (12,4%), β-cubeben (10,6%), -agarofuran (10,3%) và globulol (8,8%) Thân rễ 0,25 41 β-cubeben (12,6%), fenchyl acetat (10,8%), -maalien (9,0%), aristolen (8,8%) và α- 21 TT Loài Bộ phận Hàm lƣợng (%) Số hợp chất xác định đƣợc Tỷ lệ % một số thành phần chính của tinh dầu pinen (8,2%) Quả 0,23 61 δ-cadinen (10,9%), β- caryophyllen (9,1%), β-pinen (8,7%), α-muurolen (7,7%) và oxit caryophyllen (5,4%) Qua bảng kết quả các thành phần chính trong tinh dầu ở các bộ phận của một số loài đã phân tích cho thấy: Trong cùng 1 loài thì tinh dầu thu được từ các bộ phận là khác nhau, nhưng sự khác nhau này là không đáng kể. Tinh dầu ở các bộ phận của các loài nghiên cứu thì hàm lượng tinh dầu của thân giả là thấp nhất và cao nhất là tinh dầu thân rễ. Trong số 7 loài được nghiên cứu về tinh dầu thì tinh dầu lá của cả 7 loài đều có tỉ lệ các monotecpen cao hơn so với các sequitecpen. Trong thành phần tinh dầu thân giả, thân rễ của loài A. maclurei, A. malaccensis, A. menghaiensis, A. mutica tỉ lệ các monotecpen cũng cao hơn so với sesquitecpen. Nhưng tinh dầu thân giả, thân rễ của loài Alpinia latilabris, A. pinnanensis, A. polyantha lại có tỉ lệ các sesquitecpen cao hơn so với các monotecpen. Ngoài 7 loài nêu trên đã chưng cất và phân tích tinh dầu thì có 10 loài của 34 mẫu tinh dầu ở các bộ phận lá, thân giả, thân rễ và quả đã được chưng cất trong chi Riềng ở Bắc Trung Bộ gồm: Alpinia blepharocalyx, Alpinia breviligulata, Alpinia globosa, Alpinia kwangsiensis, Alpinia oblongifolia, Alpinia strobiliformis, Alpinia rugosa, Alpinia tonkiensis, Alpinia napoensis, Alpinia hainanensis. 3.2.2. Chi Sa nhân (Amomum Roxb.) Kết quả phân tích 21 mẫu tinh dầu ở các bộ phận lá, thân giả, thân rễ, quả và hoa thuộc 5 loài trong chi Sa nhân (Amomum) được tổng hợp qua bảng 3.17. Hàm lượng tinh dầu biến động từ 0,1%-0,4% trọng lượng tươi. Tinh dầu đều có màu vàng nhạt và nhẹ hơn nước. Các thành phần hóa học được xác định chiếm từ 88,1%-99,2% tổng lượng tinh dầu. Trong tinh dầu chủ yếu là các monotecpen và các sesquitecpen. 22 Bảng 3.17. Các thành phần chủ yếu trong tinh dầu ở các bộ phận khác nhau của một số loài thuộc chi Sa nhân (Amomum) ở Bắc Trung Bộ TT Loài Bộ phận Hàm lƣợng (%) Số hợp chất xác định đƣợc Tỷ lệ % một số thành phần chính của tinh dầu 1 Amomum gagnepainii Lá 0,30 47 farnesyl axetat (18,5%), zerumbon (16,4%), β-caryophyllen (10,5%) 2 Amomum maximum Lá 0,30 45 β-pinen (40,8%), α-pinen (9,7%), β-elemen (10,9%), β-caryophyllen (8,3%) Thân giả 0,25 53 β-pinen (20,4%), β-elemen (12,8%) và β-caryophyllen (10,3%) Thân rễ 0,34 44 β-pinen (28,0%), α-pinen (15,0%); β-phellandren (11,6%), camphen (5,4%) 3 Amomum muricarpum Lá 0,25 47 α-pinen (31,9%) và β-pinen (16,2%) Thân giả 0,23 55 α-pinen (28,5%) và β-pinen (7,4%) Thân rễ 0,32 39 α-pinen (45,7), β-pinen (7,4%) Quả 0,30 49 α-pinen (33,5%), β-pinen (20,8%) Lá 0,30 31 α-pinen (48,4%), β-pinen (25,9%) Thân giả 0,26 42 α-pinen (47,2%), β-pinen (9,2%) Thân rễ 0,40 38 α-pinen (54,7%), β-pinen (14,3%) Hoa 0,35 43 α-pinen (24,1%) và β-pinen (14,1%) Quả 0,32 51 α-pinen (29,3), β-pinen (17,9) 4 Amomum villosum Lá 0,12 31 β-pinen (6,6%) và α-pinen (22,0%) Thân giả 0,10 36 β-pinen (48,1%) và α-pinen (16,%) Thân rễ 0,18 42 β-pinen (34,7%) và α-pinen (11,6%) Lá 0,13 31 β-pinen (53,6%) và α-pinen (22,1%) Thân rễ 0,17 43 β-pinen (41,6%) và α-pinen (14,% 5 Amomum xanthioides Lá 0,15 34 β-elemen (20,3%), germacren D (12,6%), bicyclogermacren 23 TT Loài Bộ phận Hàm lƣợng (%) Số hợp chất xác định đƣợc Tỷ lệ % một số thành phần chính của tinh dầu (9,4%) và δ-cadinen (9,0%) Thân giả 0,1 25 spathoulenol (21,8%), β-elemen (20,4%), β-bisabolen (7,2%) Thân rễ 0,17 41 β-pinen (26,5%), terpinen-4-ol (14,5%), γ-terpinen (7,3%) Từ kết quả nghiên cứu về hàm lượng, thành phần hóa học của các cây trong chi Sa nhân (Amomum Roxb.) có thể rút ra một số nhận xét sau: Tất cả các bộ phận thân rễ, thân giả, lá, hoa, quả của các loài được nghiên cứu thuộc chi Amomum đều có tinh dầu. Hàm lượng tinh dầu của các bộ phận trong cùng 1 loài có sự sai khác không đáng kể như loài A. maximum ở các bộ phận, hàm lượng tinh dầu chỉ dao động từ 0,25%-0,36%, hay A. villosum hàm lượng tinh dầu dao động chỉ từ 0,1%-0,18%. Trong số tinh dầu 5 loài được nghiên cứu thì tinh dầu của 3 loài A. gagnepain, A. maximum và A. muricarpum lần đầu tiên được phân tích. Kết quả nghiên cứu về thành phần hóa học của tinh dầu các loài đã giúp cho việc phân loại bằng hóa học (chemotaxonomy). Ngoài ra, có 5 loài (01 loài đã được phân tích tinh dầu ở rễ là A. gagnepainii) của 14 mẫu tinh dầu ở các bộ phận lá, thân giả và thân rễ đã được chưng cất trong chi Sa nhân ở Bắc Trung Bộ: Amomum aromaticum, Amomum gagnepainii, Amomum sp., Amomum repoense, Amomum truncatum. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, thành phần hoá học trong tinh dầu của một số loài trong chi Riềng (Alpinia Roxb.) và Sa nhân (Amomum Roxb.) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae Lindl.) ở Bắc Trung Bộ đã rút ra một số kết luận sau: 1. Xác định được 40 loài (31 loài thu được mẫu và 9 loài được ghi nhận từ các mẫu nghiên cứu, các tài liệu khác thuộc 2 chi này). 2. Bổ sung 2 loài cho hệ thực vật Việt Nam là Riềng nhiều hoa (A. polyantha D. Fang) và Riềng lá nhăn (A. rugosa S. J. Chen & Z. Y. Chen) và ghi nhận vùng phân bố mới của 6 loài cho khu hệ Thực vật Bắc Trung Bộ. 24 3. Mùa ra hoa của các loài trong hai chi chủ yếu từ tháng 3 đến tháng 6; mùa quả từ tháng 6 đến tháng 9; các loài sống chủ yếu ở rừng thường xanh, trên núi đất, núi đá vôi, rừng thứ sinh, trảng cây bụi, ven suối, dưới tán rừng, nơi đất ẩm. 4. Trong số 40 loài được ghi nhận thì có 38 loài có giá trị sử dụng, cây cho tinh dầu với 36 loài, cây được sử dụng làm thuốc 30 loài, cây làm gia vị với 11 loài và cây ăn được với 6 loài. 5. Chưng cất và xác định hàm lượng của 98 mẫu tinh dầu, trong đó 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 (A. menghaiensis), Riềng nhiều hoa (A. polyantha), 3 loài thuộc chi Sa nhân (Amomum Roxb.) là A. gagnepain, A. muricarpum, A. maximum. 6. Thành phần hóa học tinh dầu chính của chi Riềng (Alpinia Roxb.) và Sa nhân (Amomum Roxb.) đều được đặc trưng bởi α-pinen và β-pinen. 7. Một số loài trong chi Riềng (Alpinia Roxb.) và Sa nhân (Amomum Roxb.) cho tinh dầu có chứa các thành phần hóa học có giá trị như các hợp chất monotecpen chứa oxy và các hợp chất sesquitecpen chứa oxy trong các loài A. malaccensis, A. menghaiensis, A. mutica, A. pinnanensis, A. polyantha, A. villosum, A. muricarpum,... 2. Kiến nghị - Cần có những nghiên cứu đầy đủ hơn về hàm lượng, thành phần tinh dầu ở các giai đoạn phát triển khác nhau của cùng 1 cây trong cùng một địa điểm và của cùng 1 bộ phận ở các địa điểm khác nhau để biết được động thái tích lũy tinh dầu của các loài. Từ đó để có cơ sở đánh giá nguồn tài nguyên thực vật. Ngoài ra, thử hoạt tính sinh học từ tinh dầu của các loài có hàm lượng tinh dầu cao để đánh giá được giá trị của chúng. - Cần có những nghiên cứu, đánh giá kỹ hơn về trữ lượng tinh dầu, chất lượng tinh dầu cũng như lợi ích kinh tế mang lại của một số loài cho tinh dầu có chứa các thành phần hóa học có giá trị, có tiềm năng ứng dụng thực tế như α-, -agarofuran (A. polyantha), farnesyl axetat, zerumbon... để từ đó có thể giúp các nhà quản lý hoạch định chiến lược, chính sách phát triển vùng nguyên liệu thực vật có tinh dầu trên địa bàn nhằm tạo nguồn thu ngân sách và tạo công ăn việc làm, cải thiện đời sống cho người dân. DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 1. Lê Thị Hƣơng, Trần Thế Bách, Trần Đình Thắng (2014), Thành phần hóa học tinh dầu loài Ré (Alpinia latilabris Ridl.) ở Vườn Quốc gia Pù Mát, Nghệ An, Tạp chí Khoa học, Đại học Quốc gia Hà Nội, 30(6SA): 189-194. 2. Le T. Huong, Tran D. Thang, Isiaka A. Ogunwande (2015), Chemical constituents of essential oils from the leaves, stems, roots and fruits of Alpinia polyantha, Natural Product Communication, 10(2): 367-368 (SCIE). 3. Le T. Huong, Tran D. Thang, Isiaka A. Ogunwande (2015), Volatile constituents of essential oils from the leaves, stems, roots and fruits of Vietnamese species of Alpinia malaccencis, European Journal of Medicinal Plants, 7(3): 118-124. 4. Le T. Huong, Do N. Dai, Tran D. Thang, Tran T. Bach, Isiaka A. Ogunwande (2015), Volatile constituents of Amomum maximum Roxb. and Amomum muricarpum C. F. Liang & D. Fang: two Zingiberaceae grown in Vietnam, Natural Product Research, 29(15): 1469-1472 (SCIE). 5. Đỗ Ngọc Đài, Lê Thị Hƣơng, Lê Thị Mỹ Châu, Đoàn Mạnh Dũng, Mai Văn Chung (2015), Thành phần hóa học tinh dầu loài Sa nhân ké (Amomum xanhthioides) ở VQG Pù Mát, Nghệ An, Báo cáo Khoa học về Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật, Hội nghị Khoa học Toàn quốc lần thứ 6, Nxb Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội, 20-21/10/2015, 1078-1082. 6. Lê Thị Hƣơng, Trần Thế Bách, Nguyễn Quốc Bình (2015), Giá trị sử dụng của chi Riềng (Alpinia) và Sa nhân (Amomum) thuộc họ Gừng (ZIngiberaceae) ở Bắc Trung Bộ, Báo cáo Khoa học về Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật, Hội nghị Khoa học Toàn quốc lần thứ 6, Nxb Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội, 20- 21/10/2015, 1150-1154. 7. Lê Thị Hƣơng, Trần Thế Bách, Nguyễn Quốc Bình, Lý Ngọc Sâm (2015), Bổ sung loài Riềng nhiều hoa (Alpinia polyantha D. Fang) (Zingiberaceae) cho hệ thực vật Việt Nam, Tạp chí Khoa học, Đại học Quốc gia Hà Nội, 31(4S): 35-38. 8. Lê Thị Hƣơng, Đỗ Ngọc Đài, Trần Thế Bách, Trần Đình Thắng (2015), Thành phần hóa học tinh dầu loài Riềng pinna (Alpinia pinnanensis) (Zingiberaceae) ở Nghệ An, Tạp chí Khoa học, Đại học Quốc gia Hà Nội, 31(4S): 148-153. 9. Lê Thị Hƣơng, Trần Thế Bách (2015), Đa dạng chi Riềng (Alpinia) và Sa nhân (Amomum) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae) ở Bắc Trung Bộ, Tạp chí Khoa học Lâm nghiệp, 4: 4021-4026. 10. Do N. Dai, Le T. Huong, Tran D. Thang, Tajudeen O. Olayiwola, AbdulRazaq A. Ogunmoye and Isiaka A. Ogunwande (2016), Essential oil constituents from the fruit of Alpinia menghaiensis, British Biotechnology Journal, 11(4): 1-7.