Thông tin kết quả nghiên cứu đề tài KH&CN cấp bộ mã số B2019-TNA-06 do ThS. Phạm Thị Ngọc Mai, Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên chủ nhiệm

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1. Thông tin chung

Tên đề tài: Nghiên cứu khả năng áp dụng chỉ dấu hóa học trong việc truy xuất nguồn gốc mật ong Bạc Hà vùng Cao nguyên đá Đồng Văn, tỉnh Hà Giang.

Mã số: B2019-TNA-06

Chủ nhiệm đề tài: ThS. Phạm Thị Ngọc Mai

Email: phamthingocmai@tuaf.edu.vn

Đơn vị thực hiện: Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên              

Tổ chức chủ trì: Đại học Thái Nguyên

Thời gian thực hiện: từ tháng 01/2019 đến 12/2020

2. Mục tiêu

- Chỉ ra được các chứng cứ chỉ dấu hóa học của mật ong Bạc Hà vùng Cao nguyên đá Đồng Văn, tỉnh Hà Giang.

- Xây dựng được quy trình sử dụng chỉ dấu hóa học để truy xuất nguồn gốc mật ong Bạc Hà vùng Cao nguyên đá Đồng Văn, tỉnh Hà Giang.

3. Tính mới và sáng tạo

- Sử dụng các phương pháp phân tích hiện đại để tách chiết và xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất từ cây nguồn mật và phân tích thành phần mật ong.

- Đánh giá được một số chỉ tiêu hóa lý và phân tích thành phần đồng vị ¹³C/¹²C đặc trưng của các mẫu mật ong bạc hà vùng Cao nguyên đá Đồng Văn, tỉnh Hà Giang.

- Đưa ra được bộ dữ liệu khoa học minh chứng chỉ dấu hóa học của mật ong bạc hà vùng Cao nguyên đá Đồng Văn, tỉnh Hà Giang.

4. Kết quả nghiên cứu

4.1. Đã phân tích được một số chỉ tiêu hóa lý đánh giá chất lượng mật ong bạc hà vùng Cao nguyên đá Đồng Văn, tỉnh Hà Giang

4.2. Đã phân tích thành phần hóa học tinh dầu thân lá, và hoa cây bạc hà Đồng Văn (Elsholtzia winitiana var. dongvanensis Phuong).

Từ dịch chiết cây bạc hà Đồng Văn (Elsholtzia winitiana var. dongvanensis Phuong) đã phân lập và xác định cấu trúc 08 hợp chất: lupeol (1), acid usolic (2), uvaol (3) và acid betulinic (4), oroxylin A (5), negletein (6), tricin (7), apigenin (8)

Từ dịch chiết hoa cây bạc hà Đồng Văn (Elsholtzia winitiana var. dongvanensis Phuong) đã phân lập và xác định cấu trúc 04 hợp chất: quercetin (9), rutin (10), hesperidin (11) and (+)-catechin (12)

4.3. Đã phân tích được thành phần các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi trong mật ong bao gồm các: aldehyde, ceton, acid, rượu, hydrocarbon, norisoprenoids, terpen và hợp chất benzen và các dẫn xuất của chúng, dẫn xuất pyran và furan.

4.4. Tất cả các loại mật ong lấy từ các nhà nuôi ong đều có hàm lượng đường C₄ dưới ngưỡng 7%. Kết quả cho thấy giá trị ¹³C trong các mẫu mật ong khác nhau giữa các vùng và nhóm nghiên cứu đã phát hiện được một số loại mật ong giả được bán trên thị trường với nhãn mác mật ong nguyên chất.

4.5. Xây dựng được quy trình sử dụng chỉ dấu hóa học để truy xuất nguồn gốc mật ong Bạc Hà vùng Cao nguyên đá Đồng Văn, tỉnh Hà Giang.

5. Sản phẩm

5.1. Sản phẩm khoa học

5.1.1. Bài báo quốc tế

1. Pham Thi Ngoc Mai, Nguyen Thi Hong Van, Chu Quang Truyen, Tran Dinh Thang, Tran Quoc Toan, Pham Quoc Long, Cam Thi Inh, Dao Tan Phat, Tran Thien Hien, Tran Thi Kim Ngan (2020); “Compositional Comparison of Essential Oils Extracted from Flowers and Aerial Parts of Elsholtzia winitiana var. dongvanensis Phuong Harvested in Ha Giang Province, Vietnam”; Asian Journal of Chemistry; Vol. 32; No. 10(2020); 2438-2442.
2. Le Xuan Duy, Pham Thi Ngoc Mai, Cam Thi Inh, Do Huu Nghi, Nguyen Thi Hong Van, Tran Dinh Thang, Lai Phuong Phuong Thao, Do Trung Sy, Nguyen Thanh Duong, Pham Quoc Long, Dao Tan Phat, Pham Tri Nhut, Tran Quoc Toan (2021); “Optimization of The Essential Oils Extraction Process from Dong Van Marjoram (E. winitiana var. dongvanensis Phuong.) by Using Microwave Assisted Hydrodistillation and Its Bioactivities against Some Cancer Cell Lines and Bacteria”; Natural Product Communications; Volume 16(10): 1–8.

5.1.2. Bài báo khoa học trong nước

1. Phạm Thị Ngọc Mai, Nguyễn Tân Thành, Cầm Thị Ính, Trần Đình Thắng (2020); “Các hợp chất triterpenoid từ phần trên mặt đất cây Bạc Hà Đồng Văn (Elsholtzia winitiana var. dongvanensis Phuong) ở vùng Cao nguyên đá Đồng Văn, tỉnh Hà Giang; Tuyển tập Hội thảo nghiên cứu và phát triển các sản phẩm tự nhiên lần thứ 7 (RDNP 2020); Thành phố Hồ Chí Minh, 5-6 tháng 12, 2020; tr. 69-74.
2. Phạm Thị Ngọc Mai, Nguyễn Văn Bình, Lương Hùng Tiến, Đinh Thị Kim Hoa, Lưu Hồng Sơn, Cầm Thị Ính (2021); “Các hợp chất Flavonoid từ phần trên mặt đất cây Bạc Hà Đồng Văn (Elsholtzia winitiana var. dongvanensis Phuong)”; Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học, tập 26, số 1/2021, tr. 108-111.
3. Phạm Thị Ngọc Mai, Nguyễn Văn Bình, Lương Hùng Tiến, Đinh Thị Kim Hoa, Lưu Hồng Sơn, Cầm Thị Ính (2021); “Những hợp chất Flavonoid từ hoa cây Bạc Hà Đồng Văn (Elsholtzia winitiana var. dongvanensis Phuong) ở Việt Nam”; Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học, tập 26, số 3A/2021, tr. 54-57.

5.2. Sản phẩm đào tạo

5.2.1. Hỗ trợ đào tạo 01 nghiên cứu sinh

Phạm Thị Ngọc Mai (11/2016 - 11/2020, gia hạn thêm 1 năm), Nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học của loài bạc hà đá (Elsholtzia winitiana var. dongvanensis Phuong) trên vùng Cao nguyên đá Đồng Văn và đánh giá giá trị thông qua sản phẩm mật ong bạc hà Đồng Văn. Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

5.3. Sản phẩm ứng dụng

5.3.1. Bộ dữ liệu khoa học minh chứng chỉ dấu hóa học của mật ong Bạc Hà vùng Cao nguyên đá Đồng Văn, tỉnh Hà Giang

5.3.2. Quy trình sử dụng chỉ dấu hóa học trong việc truy xuất nguồn gốc mật ong Bạc Hà vùng Cao nguyên đá Đồng Văn, tỉnh Hà Giang

5.3.3. Giải pháp hữu ích (được chấp nhận đơn hợp lệ)

6. Phương thức chuyển giao, địa chỉ ứng dụng, tác động và lợi ích mang lại của kết quả nghiên cứu:

6.1. Phương thức chuyển giao

Có thể thu hút các doanh nghiệp đầu tư triển khai quy trình sử dụng chỉ dấu hóa học trong việc truy xuất nguồn gốc mật ong Bạc Hà vùng Cao nguyên đá Đồng Văn, tỉnh Hà Giang.

6.2. Địa chỉ ứng dụng

Kết quả của đề tài được chuyển giao cho tỉnh Hà Giang nhằm phục vụ cho việc lập kế hoạch và chiến lược phát triển kinh tế dựa trên việc khai thác sản xuất các loại sản phẩm mật ong vùng Cao nguyên đá Đồng Văn đạt chất lượng theo tiêu chuẩn. Kết quả nghiên cứu cũng được công bố rộng rãi trong nước, mục đích thu hút các doanh nghiệp, các cơ sở sản xuất và phân phối sản phẩm thực phẩm trong nước và quốc tế áp dụng quy trình truy xuất nguồn gốc sản phẩm dựa theo chỉ dấu hóa học.

6.3. Tác động và lợi ích mang lại của kết quả nghiên cứu

6.3.1. Đối với lĩnh vực giáo dục và đào tạo

- Nâng cao năng lực của nhóm nghiên cứu về sản phẩm thiên nhiên, công nghệ thực phẩm và nông nghiệp công nghệ cao.

- Góp phần nâng cao chất lượng đào tạo nghiên cứu sinh Hóa học các Hợp chất thiên nhiên và kỹ sư ngành Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.

6.3.2. Đối với lĩnh vực khoa học và công nghệ có liên quan

- Đánh giá tính khoa học và thực tiễn thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của cây nguồn mật (Elsholtzia winitiana var dongvanensis Phuong) và sản phẩm mật ong Bạc Hà vùng Cao nguyên đá Đồng Văn có giá trị khai thác thương phẩm qua các số liệu phân tích thành phần hóa học và thử nghiệm sàng lọc sinh học.

- Tăng cường sự hợp tác quốc tế trong nghiên cứu, tăng công bố trên các tạp chí quốc tế có uy tín.

- Tạo sản phẩm chức năng bảo vệ sức khỏe nhân dân, tạo nguồn nguyên liệu cho ngành công nghiệp dược và thực phẩm chức năng.

- Cung cấp nguồn nguyên liệu nuôi trồng, phân tích thành phần hóa học, đánh giá hoạt tính sinh học, định hướng khai thác nguồn nguyên liệu này phục vụ trong ngành y dược và mỹ phẩm.

- Cung cấp cơ sở khoa học trong việc truy xuất nguồn gốc mật ong bằng chỉ dấu hóa học áp dụng không chỉ với sản phẩm mật ong Bạc Hà vùng Cao nguyên đá Đồng Văn, tỉnh Hà Giang và còn liên hệ đối với các sản phẩm mật ong khác trên các vùng trong cả nước.

6.3.3. Đối với phát triển kinh tế-xã hội

Trên địa bàn Hà Giang, nghề nuôi ong khai thác mật được phát triển ở hầu hết các huyện, thành phố. Riêng mật ong bạc hà chỉ phát triển duy nhất tại 4 huyện cao nguyên đá Đồng Văn (Mèo Vạc, Đồng Văn, Yên Minh và Quản Bạ), vì cây hoa bạc hà chỉ phát triển duy nhất tại vùng này. Xác định được thế mạnh từ nghề nuôi ong lấy mật hoa cây bạc hà, tỉnh đã ưu tiên tập trung phát triển đàn ong giai đoạn 2016 - 2020. Trong Đề án Tái cơ cấu ngành nông nghiệp giai đoạn 2016 - 2020 của tỉnh Hà Giang đã xác định: Tập trung phát triển cây trồng mũi nhọn như: cam, chè, cây dược liệu và đẩy mạnh chăn nuôi trâu, bò và phát triển đàn ong theo hướng hàng hóa. Chính vì vậy, trong những năm qua, tỉnh Hà Giang đã đề ra các cơ chế, chính sách nhằm khuyến khích, hỗ trợ các hộ chăn nuôi ong tại 4 huyện cao nguyên đá. Từ những chính sách hỗ trợ của tỉnh, nghề nuôi ong khai thác mật hoa cây bạc hà tại 4 huyện này dần chuyển từ hình thức chăn nuôi tự phát, nhỏ lẻ sang nuôi ong tập trung với qui mô lớn. Từ đó đã hình thành lên các doanh nghiệp, các HTX phát triển nuôi ong khai thác mật; với nguồn thu nhập của mỗi đơn vị từ 950 triệu đồng đến 1,6 tỷ đồng mỗi năm từ mật ong bạc hà.

Lợi ích, nguồn lợi cây nguồn mật (Elsholtzia winitiana var dongvanensis Phuong) mang lại cho người đồng bào miền núi là rất lớn, ngoài hiệu quả cao về kinh tế thì với khả năng phát triển tốt dưới điều kiện đặc hữu của khu vực Cao nguyên đá Đồng Văn, nó còn góp phần bảo đảm tính đa dạng sinh học bền vững, bảo vệ môi trường sinh thái, góp phần bảo vệ môi trường toàn cầu.

6.3.4. Đối với tổ chức chủ trì và các cơ sở ứng dụng kết quả nghiên cứu

- Khai thác tốt các thiết bị hiện có của nhà trường.

- Các kết quả của đề tài sẽ là những dẫn liệu quan trọng làm cơ sở cho việc xây dựng chiến lược phát triển kinh tế - xã hội ở khu vực các tỉnh miền núi phía Bắc. Nghiên cứu về hoạt tính sinh học của cây nguồn mật (Elsholtzia winitiana var dongvanesis Phuong) và các loài thực vật cùng chi có hàm lượng và chất lượng tốt có thể lập dự án khai thác và cung cấp ngay sau khi đề tài thực hiện xong.

- Bổ sung thêm các loài thực vật có khả năng làm dược liệu ở bản địa, có giá trị sử dụng và giá trị kinh tế cao vào cơ cấu nuôi trồng của địa phương; góp phần tạo nên công ăn việc làm, cải thiện thu nhập, nâng cao đời sống và góp phần tạo nên sự chia sẻ lợi ích của người dân về nguồn cây dược liệu trong việc bảo vệ thiên nhiên.

- Cung cấp những dẫn chứng về chỉ dấu hóa học trong việc truy xuất nguồn gốc sản phẩm mật ong Bạc Hà vùng Cao nguyên đá Đồng Văn, tỉnh Hà Giang, giúp cho người tiêu dùng có thêm căn cứ để phân biệt rõ sản phẩm đảm bảo chất lượng, tránh hiện tượng sử dụng phải hàng giả, hàng kém chất lượng.

 INFORMATION ON RESEARCH RESULTS

1. General information

Project title: Study on the applicability of chemical markers in tracing the origin of mint honey in Dong Van Karst Plateau, Ha Giang province

Code number: B2019-TNA-06

Coordinator: Pham Thi Ngoc Mai

Email: phamthingocmai@tuaf.edu.vn

Implementing institution: Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry - Thai Nguyen University

Duration: from 01/2019 to 12/2020

2. Objective(s)

- Indicate the evidence of chemical markers of mint Mint honey in Dong Van Karst Plateau, Ha Giang province.

- Develope a process to use chemical markers to trace the origin of mint honey in the Dong Van Karst Plateau, Ha Giang province.

3. Creativeness and Innovativeness

- Using modern analytical methods to extract and determine the chemical structure of compounds from plants that rich in honey and analyze honey compositions.

- Evaluation of some physicochemical parameters and analysis of typical ¹³C/¹²C isotope composition of mint honey samples in Dong Van Karst Plateau, Ha Giang province.

- Provide a set of scientific data proving the chemical signature of mint honey in Dong Van Karst Plateau, Ha Giang province.

4. Research results

4.1. Some physico-chemical criteria have been analyzed to assess the quality of mint honey in the Dong Van Karst Plateau, Ha Giang province.

4.2. Chemical composition of essential oils of leaves, stems and flowers of Dong Van mint (Elsholtzia winitiana var. dongvanensis Phuong) was analyzed. From the extract of Dong Van mint (Elsholtzia winitiana var. dongvanensis Phuong),  the structures of 08 compounds: lupeol (1), usolic acid (2), uvaol (3) and betulinic acid (4). oroxylin A (5), negletein (6), tricin (7), apigenin (8), have been isolated and determined. From flower extract of Dong Van mint (Elsholtzia winitiana var. dongvanensis Phuong) the structures of 04 compounds: quercetin (9), rutin (10), hesperidin (11) and (+)-catechin (12) have been  isolated and determined

4.3. The composition of volatile organic compounds in honey includes aldehydes, ketones, acids, alcohols, hydrocarbons, norisoprenoids, terpenes and benzene compounds and their derivatives, pyran and furan derivatives, have been analyzed..

4.4. All honey from beekeepers has a C₄ sugar content below the 7%. The results showed that the value of δ¹³C in the honey samples varied from region to region, and the research team detected several types of fake honey marketed with the label of pure honey.

4.5. Developed a process to use chemical markers to trace the origin of mint honey in the Dong Van Karst Plateau, Ha Giang province.

5. Products

5.1. Scientific products

5.1.1. International Papers:

1. Pham Thi Ngoc Mai, Nguyen Thi Hong Van, Chu Quang Truyen, Tran Dinh Thang, Tran Quoc Toan, Pham Quoc Long, Cam Thi Inh, Dao Tan Phat, Tran Thien Hien, Tran Thi Kim Ngan (2020); “Compositional Comparison of Essential Oils Extracted from Flowers and Aerial Parts of Elsholtzia winitiana var. dongvanensis Phuong Harvested in Ha Giang Province, Vietnam”; Asian Journal of Chemistry; Vol. 32; No. 10(2020); 2438-2442.
2. Le Xuan Duy, Pham Thi Ngoc Mai, Cam Thi Inh, Do Huu Nghi, Nguyen Thi Hong Van, Tran Dinh Thang, Lai Phuong Phuong Thao, Do Trung Sy, Nguyen Thanh Duong, Pham Quoc Long, Dao Tan Phat, Pham Tri Nhut, Tran Quoc Toan (2021); “Optimization of The Essential Oils Extraction Process from Dong Van Marjoram (E. winitiana var. dongvanensis Phuong.) by Using Microwave Assisted Hydrodistillation and Its Bioactivities against Some Cancer Cell Lines and Bacteria”; Natural Product Communications; Volume 16(10): 1–8.

5.1.2. Nation Papers:

1. Phạm Thị Ngọc Mai, Nguyễn Tân Thành, Cầm Thị Ính, Trần Đình Thắng (2020); “Các hợp chất triterpenoid từ phần trên mặt đất cây Bạc Hà Đồng Văn (Elsholtzia winitiana var. dongvanensis Phuong) ở vùng Cao nguyên đá Đồng Văn, tỉnh Hà Giang; Tuyển tập Hội thảo nghiên cứu và phát triển các sản phẩm tự nhiên lần thứ 7 (RDNP 2020); Thành phố Hồ Chí Minh, 5-6 tháng 12, 2020; tr. 69-74.
2. Phạm Thị Ngọc Mai, Nguyễn Văn Bình, Lương Hùng Tiến, Đinh Thị Kim Hoa, Lưu Hồng Sơn, Cầm Thị Ính (2021); “Các hợp chất Flavonoid từ phần trên mặt đất cây Bạc Hà Đồng Văn (Elsholtzia winitiana var. dongvanensis Phuong)”; Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học, tập 26, số 1/2021, tr. 108-111.
3. Phạm Thị Ngọc Mai, Nguyễn Văn Bình, Lương Hùng Tiến, Đinh Thị Kim Hoa, Lưu Hồng Sơn, Cầm Thị Ính (2021); “Những hợp chất Flavonoid từ hoa cây Bạc Hà Đồng Văn (Elsholtzia winitiana var. dongvanensis Phuong) ở Việt Nam”; Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học, tập 26, số 3A/2021, tr. 54-57.

5.2. Training products

5.2.1. Support to train PhD student:

- Pham Thi Ngoc Mai (11/2016 - 11/2020, extended for 1 year), Research on chemistry and biological activities of rock mint (Elsholtzia winitiana var. dongvanensis Phuong) in the Dong Van Karst Plateau and value evaluation through Dong Van mint honey product. Academy of Science and Technology - Vietnam Academy of Science and Technology.

5.3. Application products

5.3.1. Scientific data set evidencing the chemical signature of Mint Mint honey in Dong Van Karst Plateau, Ha Giang province

5.3.2. The process of using chemical markers in tracing the origin of Mint honey in Dong Van Karst Plateau, Ha Giang province

5.3.3. Useful solutions (valid applications accepted)

6. Transfer alternatives, application institutions, impacts and benefits of research results

6.1. Transfer alternatives

It is possible to attract businesses to invest in implementing a process of using chemical markers in the traceability of Bac Ha honey in the Dong Van Karst Plateau, Ha Giang province.

6.2. Application institutions

The results of the project are transferred to Ha Giang province to serve the planning and economic development strategy based on the exploitation and production of honey products in the Dong Van Karst Plateau with quality according to the standards. The research results are also widely publicized in the country, with the aim of attracting domestic and international businesses, production and distribution establishments to apply the product traceability process based on the chemical markers.

6.3. Impacts and benefits of research results

6.3.1. For the field of education and training

- Improve the capacity of the research team on natural products, food technology and high-tech agriculture.

- Contributing to improving the quality of training PhD students in Chemistry of Natural Compounds and Engineers in Food Technology, Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry.

6.3.2. For the relevant field of science and technology

- Evaluation of the scientific and practical properties of chemical composition and biological activity of honey source tree (Elsholtzia winitiana var dongvanensis Phuong) and mint honey product in Dong Van Karst Plateau with commercial exploitation value through chemical composition analysis data and biological screening test.

- Strengthen international cooperation in research, increase publication in prestigious international journals.

- Create functional products to protect people's health, create raw materials for the pharmaceutical and functional food industry.

- Supplying raw materials for farming, analyzing chemical composition, evaluating biological activities, and orienting to exploit this source of raw materials to serve in the pharmaceutical and cosmetic industries.

- Provide a scientific basis for the traceability of honey by chemical markers that apply not only to Mint Mint honey products in Dong Van Karst Plateau, Ha Giang province, but also related to other products and other honey in different regions of the country.

6.3.3. For socio-economic development

In Ha Giang, beekeeping for honey extraction is developed in most districts and cities. Particularly, honey mint grows only in 4 districts of Dong Van rock plateau (Meo Vac, Dong Van, Yen Minh and Quan Ba), because mint flowers only grow in this area. Having identified the strengths from beekeeping for mint nectar, the province has prioritized the development of bee colonies in the 2016-2020 period. In the Project of Restructuring the Agricultural Sector in the 2016-2020 period of Ha Giang province identified: Focusing on developing key crops such as oranges, tea, medicinal plants and promoting buffalo and cow husbandry and developing bee colonies in the direction of commodities. Therefore, in recent years, Ha Giang province has set out mechanisms and policies to encourage and support beekeeping households in 4 districts of the rocky plateau. From the support policies of the province, beekeeping to exploit mint nectar in these 4 districts gradually changed from spontaneous and small-scale breeding to concentrated beekeeping on a large scale. Since then, businesses and cooperatives have been established to develop beekeeping to exploit honey; with income of each unit from 950 million VND to 1.6 billion VND per year from mint honey.

The benefits of honey source tree (Elsholtzia winitiana var dongvanensis Phuong) brought to the mountainous people are great, in addition to high economic efficiency, with the ability to grow well under the endemic conditions of the Dong Van rock highland area, it also contributes to ensure sustainable biodiversity, protecting the ecological environment, contributing to the protection of the global environment.

6.3.4. For the lead organization and research results application centers

- Make good use of the school's existing equipment.

- The results of the study will be important data as a basis for the formulation of socio-economic development strategies in the northern mountainous provinces. Research on biological activities of honey source tree (Elsholtzia winitiana var. dongvanensis Phuong) and other plants of the same genus with good content and quality can be used to establish exploitation and supply projects.

Ban KHCN&ĐN