Báo cáo đồ án tốt nghiệp đề tài tách chiết tinh dầu từ củ nghệ tươi (chưng cất lôi cuốn hơi nước) trường đh công nghiệp thực phẩm tp hcm

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC



BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

TÁCH CHIẾT TINH DẦU TỪ CỦ NGHỆ TƯƠI

GVHD:
SVTH:
LỚP:

TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 6/ 2015


Trường: ĐH Cơng nghiệp Thực phẩm TP. HCM
Khoa:
Cơng
nghệ
hóa học
ĐỒ
ÁN
TỐT
NGHIỆP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI CẢM ƠN




Với lịch sử phát triển hàng ngàn năm, tinh dầu được mệnh danh là báu vật của
thiên nhiên, là tủ thuốc của tự nhiên được phát triển thành phương pháp trị liệu, chăm
sóc sức khỏe, làm đẹp trên toàn thế giới. Giữa thế kỉ 19, 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…Để thu được tinh dầu có rất
nhiều phương pháp khác nhau và một trong số phương pháp nổi bật, đem lại chất
lượng tinh dầu cao đó là phương pháp tách chiết bằng chưng cất lôi cuốn hơi nước.
Được sự cho phép của nhà trường, q thầy cơ với sự giúp đỡ tận tình của thầy
Th.S Đào Thanh Khê cũng như quý thầy cô khoa Cơng Nghệ Hóa Học chúng em đã
hồn thành tốt bài đồ án này. Do kiến thức còn hạn chế nên bài báo cáo sẽ cịn nhiều
thiếu sót. Vì vậy, chúng em rất mong sự đóng góp ý kiến của thầy, cơ để chúng em có
điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức của mình. Em xin kính chúc q thầy, cô giáo
dồi dào sức khỏe và luôn thành công trong công tác.
Chúng em xin chân thành cảm ơn.

TP. Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2015
Nhóm sinh viên thực hiện

GVHD: ThS. Đào Thanh Khê

i


Trường: ĐH Cơng nghiệp Thực phẩm TP. HCM
Khoa:
Cơng
nghệ
hóa học
ĐỒ
ÁN

TỐT
NGHIỆP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Sinh viên thực hiện:
Nhận xét :
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
Điểm đánh giá:
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
Ngày . …tháng …năm 2015
( ký tên, ghi rõ họ và tên)

GVHD: ThS. Đào Thanh Khê

ii


Trường: ĐH Cơng nghiệp Thực phẩm TP. HCM
Khoa:
Cơng
nghệ
hóa học
ĐỒ
ÁN
TỐT
NGHIỆP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Sinh viên thực hiện:
Nhận xét :
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
Điểm đánh giá:
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
Ngày . …tháng …năm 2015
( ký tên, ghi rõ họ và tên)

GVHD: ThS. Đào Thanh Khê

iii


Trường: ĐH Cơng nghiệp Thực phẩm TP. HCM
Khoa:
Cơng
nghệ
hóa học
ĐỒ
ÁN
TỐT
NGHIỆP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. i
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ........................................................... ii
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ............................................................. iii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iv
DANH SÁCH HÌNH VẼ .............................................................................................. vi
DANH SÁCH BẢNG BIỂU........................................................................................ viii
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................. ix
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ x
1.1. Tìm hiểu về phân lớp một lá mầm ..................................................................................... 1

1.1.1. Tên gọi của phân lớp một lá mầm ...................................................................... 1
1.1.2. Phân loại học ..................................................................................................... 1
1.1.3. Đặc điểm và tầm quan trọng của phân lớp một lá mầm ...................................... 1
1.2. Tìm hiểu về họ Gừng ........................................................................................................ 2

1.2.1. Đặc điểm họ Gừng ............................................................................................. 2
1.2.2. Phân bố của họ Gừng ......................................................................................... 3
1.3. Tìm hiểu về cây nghệ vàng ............................................................................................... 4

1.3.1. Đặc điểm............................................................................................................ 4
1.3.2. Vị trí và phân loại .............................................................................................. 4
1.3.3. Phân bố ............................................................................................................. 5
1.3.4. Mô tả thực vật .................................................................................................... 5
1.3.5. Kỹ thuật canh tác cây nghệ làm thuốc ................................................................ 5
1.3.6. Thành phần hóa học trong thân rễ nghệ .............................................................. 6
1.4. Tìm hiểu về tinh dầu nghệ............................................................................................... 19

1.4.1. Vài nét chung về tinh dầu................................................................................. 19

1.4.2. Phân loại tinh dầu ............................................................................................ 19
1.4.3. Trạng thái thiên nhiên và phân bố .................................................................... 19
1.4.5. Thành phần hóa học tinh dầu ........................................................................... 20
1.5. Tinh dầu nghệ ................................................................................................................. 21

1.5.2. Thành phần hóa học ......................................................................................... 21
1.5.2. Cơng thức và ứng dụng các cấu tử có trong tinh dầu nghệ vàng ....................... 22
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......................................................... 31
2.1. Các phương pháp kỹ thuật .............................................................................................. 31

2.1.1. Phương pháp chiết ........................................................................................... 31
2.2. Các phương pháp mới trong trích ly tinh dầu .................................................................. 36

2.2.1. Vi sóng ............................................................................................................ 36
2.2.2. Siêu âm ............................................................................................................ 38
2.3. Phương pháp chưng cất hơi nước .................................................................................... 40

GVHD: ThS. Đào Thanh Khê

iv


Trường: ĐH Cơng nghiệp Thực phẩm TP. HCM
Khoa:
Cơng
nghệ
hóa học
ĐỒ
ÁN
TỐT

NGHIỆP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

2.3.1. Lý thuyết chưng cất.......................................................................................... 40
2.3.2. Chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp .............................................................. 40
2.3.3. Chưng cất cách thủy ......................................................................................... 41
2.3.4. Chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp .............................................................. 41
2.3.5. Ưu nhược điểm của các phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước .................. 41
2.3.6. Những ảnh hưởng chính trong sự chưng cất hơi nước ...................................... 42
2.3.7. Thu hồi thêm tinh dầu từ nước chưng............................................................... 43
2.3.8. Định lượng tinh dầu ......................................................................................... 43
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM ................................................................................... 45
3.1. Nguyên liệu .................................................................................................................... 45

3.1.1. Chọn nguyên liệu ............................................................................................. 45
3.1.2. Làm sạch.......................................................................................................... 45
3.1.3. Thái mỏng ........................................................................................................ 45
3.2. Dụng cụ, hóa chất ............................................................................................... 46
3.2.1. Dụng cụ ........................................................................................................... 46
3.2.2. Hóa chất ........................................................................................................... 46
3.3. Kết quả ........................................................................................................................... 46

3.3.1. Đồ thị chưng cất tinh dầu củ nghệ .................................................................... 47
3.3.2. Định lượng tinh dầu ......................................................................................... 48
CHƯƠNG 4. XÂY DỰNG QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ........................................... 50
4.1. Sơ đồ quy trình cơng nghệ .............................................................................................. 50
4.2. Thuyết minh quy trình .................................................................................................... 50

4.2.1. Giai đoạn 1 ...................................................................................................... 50

4.2.2. Giai đoạn 2: Q trình chưng cất lơi cuốn hơi nước ......................................... 52
4.2.3. Giai đoạn 3: Chiết và bảo quản tinh dầu ........................................................... 53
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN............................................................................................ 55
5.1. Kết luận .......................................................................................................................... 55
5.2. Kiến nghị ........................................................................................................................ 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... xiii

GVHD: ThS. Đào Thanh Khê

v


Trường: ĐH Cơng nghiệp Thực phẩm TP. HCM
Khoa:
Cơng
nghệ
hóa học
ĐỒ
ÁN
TỐT
NGHIỆP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1. 1. Giới thiệu cây nghệ. .................................................................................... 4
Hình 1. 2. Cơng thức hóa học chung của curcuminoid. ................................................ 7
Hình 1. 3. Đồng phân cis – trans curcumin.................................................................. 8
Hình 1. 4. Các đồng phân enol − ceton của curcumin................................................... 8

Hình 1. 5. Q trình tautomer hóa của các hợp chất curcuminoid................................. 9
Hình 1. 6. Các dạng phân ly của curcuminoid. ........................................................... 10
Hình 1. 7. Cur có thể bị vịng hóa trong điều kiện khơng có mặt của oxy. .................. 10
Hình 1. 8. Phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng. ....................................................... 10
Hình 1. 9. Sự phân hủy của cur trong mơi trường kiềm. ............................................. 11
Hình 1. 10. Sự phân hủy của cur trong môi trường kiềm. ........................................... 11
Hình 1. 11. Phản ứng cộng H2. ................................................................................... 12
Hình 1. 12. Phản ứng imin hóa................................................................................... 12
Hình 1. 13. Phản ứng của curcuminoid với gốc tự do. ................................................ 13
Hình 1. 14. Phản ứng tạo phức với kim loại. .............................................................. 14
Hình 1. 15. Anion dicetonat. ...................................................................................... 14
Hình 1. 16. Cơng thức cấu tạo của curcumin. ............................................................. 15
Hình 1. 17. Phản ứng tổng hợp hydrazinocurcumin. .................................................. 16
Hình 1. 18. Phản ứng tổng hợp hydrazinobenzoylcurcumin. ...................................... 16
Hình 1. 19. Phản ứng tổng hợp một số dẫn xuất imin từ curcuminoid. ....................... 17
Hình 1. 20. 3-nitrophenylpyrazolcurcumin. ................................................................ 18
Hình 1. 21. Hydrazinocurcumin. ................................................................................ 18
Hình 1. 22. Cơng thức cấu tạo của curcuminsemicarbazone. ...................................... 18
Hình 1. 23. Cơng thưc phân tử: C15H22O. ................................................................... 23
Hình 1. 24. ................................................................................................................. 23
Hình 1. 25. ................................................................................................................. 23
Hình 1. 26. ................................................................................................................. 24
Hình 1. 27. ................................................................................................................. 24
Hình 1. 28. ................................................................................................................. 27
Hình 1. 29. Sản phẩm tinh dầu nghệ. ......................................................................... 29
Hình 1. 30. Sản phẩm Turmeric Pure Essential Oil. ................................................... 30
Hình 1. 31. Sản phẩm Turmeric 100% Pure Therapeutic Grade Essential Oil- 10
ml. ............................................................................................................................. 30
Hình 2. 1. Bộ chiết Soxhlet. ....................................................................................... 33
Hình 2. 2. Máy cất quay chân khơng. ......................................................................... 33

Hình 3. 1. Ngun liệu ban đầu. ................................................................................. 45
Hình 3. 2. Nguyên liệu làm sạch. ............................................................................... 45
GVHD: ThS. Đào Thanh Khê

vi


Trường: ĐH Cơng nghiệp Thực phẩm TP. HCM
Khoa:
Cơng
nghệ
hóa học
ĐỒ
ÁN
TỐT
NGHIỆP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 3. 3. Nguyên liệ thái mỏng, ............................................................................... 46
Hình 3. 4. Mẫu 1. ....................................................................................................... 47
Hình 3. 5. Mẫu 2. ....................................................................................................... 48
Hình 3. 6. Mẫu 3. ....................................................................................................... 48
Hình 4. 1. Sơ đồ quy trình cơng nghệ. ........................................................................ 50
Hình 4. 2. Bình cầu chứa nguyên liệu. ....................................................................... 51
Hình 4. 3. Chưng cất lơi cuốn hơi nước...................................................................... 52
Hình 4. 4. Tinh dầu thu được ở nhánh chiết. .............................................................. 53
Hình 4. 5. Mẫu tinh dầu thu được ngày 1 và 2............................................................ 53
Hình 4. 6. Mẫu tinh dầu thu được ngày 3. .................................................................. 54

GVHD: ThS. Đào Thanh Khê

vii


Trường: ĐH Cơng nghiệp Thực phẩm TP. HCM
Khoa:
Cơng
nghệ
hóa học
ĐỒ
ÁN
TỐT
NGHIỆP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 1. 1. Vị trí phân loại chi Curcuma trong giới thực vật ......................................... 4
Bảng 1. 2. Một số thành phần khác .............................................................................. 6
Bảng 1. 3. Cấu trúc các thành phần của curuminoid ..................................................... 8
Bảng 1. 4. Các thơng số lý tính đặc trưng của curcuminod ........................................... 9
Bảng 1. 5. Các chỉ số hóa lý của tinh dầu của nghệ vàng Bình Dương ....................... 21
Bảng 1. 6. Kết quả phân tích thành phần hóa học tinh dầu nghệ vàng Bình
Dương và tinh dầu trích ly từ nghệ vàng Đồng Nai, Quảng Nam, Nghệ An ............... 22
Bảng 1. 7. Các thuộc tính Ecucalyptol ....................................................................... 24
Bảng 1. 8 Tên gọi và thuộc tính terpinene .................................................................. 26
Bảng 3. 1. Hàm lượng tinh dầu .................................................................................. 49
Bảng 3. 2. Đánh giá ................................................................................................... 49
Bảng 4. 1. Lượng nước sử dụng ................................................................................. 51

GVHD: ThS. Đào Thanh Khê

viii




Trường: ĐH Cơng nghiệp Thực phẩm TP. HCM
Khoa:
Cơng
nghệ
hóa học
ĐỒ
ÁN
TỐT
NGHIỆP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

củ nghệ vàng. Nhằm góp phần vào vấn đề chiết tinh dầu một cách hiệu quả để có thể
đáp ứng được nhu cầu sử dụng của hợp chất này, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề
tài: “Tách chiết tinh dầu nghệ từ củ nghệ tươi”.
II. Tổng quan lịch sử nghiên cứu đề tài
1. Tình hình nghiên cứu trong nước
− Lê Xuân Tiến, “Nghiên cứu tổng hợp hydrazincurcumin và isoxaxolcurcumin.
Khảo sát hoạt tính sinh học của chúng”.
− Trần Thanh Vũ, “Tổng hợp và xác định hoạt tính sinh học của dẫn xuất
phenylhydrazinocurcuminoid”.
− Đặng Thị Mỹ Lệ, Đỗ Thị Xuân Vui, “Điều chế và khảo sát hoạt tính sinh học

của
các
dẫn
xuất
imin
2-hydrazinobenzothiazolcurcumin
và
2,4
Difluorophenylhydrazinocurcumin từ curcumin”.
− Tình hình nghiên cứu ngồi nước:
− S. Mishra cùng các cộng sự đã tổng hợp được 2 dẫn xuất: hydrazinocurcumin
(HC) và 3-Nitrophenylpyprazolcurcumin có khả năng ức chế sự phát triển của
Plasmodium falciparum cao hơn so với cur.
− C. Selvam và cộng sự đã tổng hợp và khảo sát hoạt tính sinh học của một số
dẫn xuất imin–curcumin. Kết quả cho thấy dẫn xuất hydrazinocurcumin và
isoxazolcurcumin kháng viêm cao hơn cur tương ứng.
− J.S.Shim và cộng sự cũng đã tổng hợp được một số dẫn xuất
hydrazinocurcumin (HC) và hydrazinobenzoylcurcumin (HBC).
III. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu tách chiết tinh dầu nghệ từ củ nghệ tươi.
IV. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu : Củ nghệ vàng tươi thu mua từ Bình Dương.
Phạm vi nghiên cứu:
− Tìm hiểu thành phần, ứng dụng của củ nghệ và các thành phần hoạt chất của
tinh dầu.
− Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách chiêt: thời gian, tỉ lệ
nghun liệu.
− Định lượng và tính tốn hiệu suất thu hồi tinh dầu từ ủ nghệ tươi.
V. Cách tiếp cận
− Tìm hiểu và đọc tài liệu.

− Hỏi ý kiến chuyên gia.

GVHD: ThS. Đào Thanh Khê

xi


Trường: ĐH Cơng nghiệp Thực phẩm TP. HCM
Khoa:
Cơng
nghệ
hóa học
ĐỒ
ÁN
TỐT
NGHIỆP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

VI. Phương pháp nghiên cứu
1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
− Nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến đề tài.
− Tự tìm tịi, tự nghiên cứu.
Thu thập, tổng hợp các tài liệu, tư liệu, sách báo trong và ngoài nước về phân loại
thực vật, đặc điểm sinh thái và thành phần hóa học của cây nghệ, hóa học về các hoạt
chất có trong tinh dầu, các phương pháp chiết tách.
2. Phương pháp thực hiện
− Phương pháp lấy mẫu, thu hái và xử lý mẫu.
− Khảo sát các điều kiện chiết tối ưu: tỉ lệ R-L, thời gian chiết.
− Chiết tinh dầu bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước.

3. Phạm vi ứng dụng của nghiên cứu
− Ứng dụng vào sản xuất mỹ phẩm
− Ứng dụng vào dược học, điều trị một số loại bệnh, bào chế một số chế phẩm
của tinh dầu.
4. Ý nghĩa đề tài
Ý nghĩa khoa học
• Cung cấp những thơng tin khoa học về quy trình chiết tách tinh dầu trong củ
nghệ vàng.
• Cung cấp những thông tin, tư liệu làm cơ sở cho việc nghiên cứu sau này.
Ý nghĩa thực tiễn
• Nhằm giúp cho việc ứng dụng củ nghệ vàng ở phạm vi rộng một cách khoa học
hơn.
Giải thích một cách khoa học một số kinh nghiệm dân gian về ứng dụng của củ
nghệ.
• Tổng hợp kiến thức về hợp chất thiên nhiên để giảng dạy bộ mơn hóa trong nhà
trường phổ thơng được tốt hơn.
5. Những đóng góp của đề tài
Xác định cấu trúc và một số tính chất vật lý, thử hoạt tính kháng ung thư và
kháng oxi hóa của các thành phần có trong tinh dầu của củ nghệ tươi.
Những vấn đề chưa làm được: Chưa thử nghiệm hoạt tính sinh học với các chuẩn
tế bào khác nhau nhằm nâng cao khả năng ứng dụng.

GVHD: ThS. Đào Thanh Khê

xii


Trường: ĐH Cơng nghiệp Thực phẩm TP. HCM
Khoa:
Cơng

nghệ
hóa học
ĐỒ
ÁN
TỐT
NGHIỆP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tìm hiểu về phân lớp một lá mầm
1.1.1. Tên gọi của phân lớp một lá mầm
Tên gọi khoa học của thực vật một lá mầm là monocotyledons có nguồn gốc từ
tên gọi thực vật học truyền thống Monocotyledones (mono = một, cotyledon = lá
mầm), do thực tế là phần lớn các thành viên của nhóm này có một lá mầm, hay lá phơi
mầm trong hạt của chúng. Tuy nhiên, việc xem xét số lượng lá mầm không phải là
đặc điểm đáng tin cậy.
Thực vật một lá mầm là một nhóm riêng biệt. Một trong các đặc điểm đáng tin
cậy nhất là hoa của thực vật một lá mầm thuộc dạng ba đoạn, với các phần hoa được
chia thành ba hay bội số của ba.
Ví dụ, hoa của thực vật một lá mầm có thể có 3, 6 hay 9 cánh hoa. Rất nhiều
thực vật một lá mầm có lá với các gân lá song song.
1.1.2. Phân loại học
Thực vật một lá mầm được coi là tạo ra một nhóm đơn ngành phát sinh sớm
trong lịch sử tiến hóa của thực vật có hoa. Các mẫu hóa thạch sớm nhất cho thấy các
tàn tích của thực vật một lá mầm có niên đại từ đầu kỷ Phấn Trắng (Cretaceous).
Về danh pháp khoa học, các nhà phân loại học có sự lựa chọn rộng rãi trong việc
đặt tên cho nhóm này, do thực vật một lá mầm là nhóm có bậc cao hơn mức họ. Trong
lịch sử, thực vật một lá mầm đã từng có các danh pháp khoa học như:
- Monocotyledoneae trong hệ thống de Candolle và hệ thống Engler

- Monocotyledones trong hệ thống Bentham & Hooker và hệ thống Wettstein
- Lớp Liliopsida trong hệ thống Takhtajan và hệ thống Cronquist (và trong hệ
thống Reveal).
- Phân lớp Liliidae trong hệ thống Dahlgren và hệ thống Thorne (1992).
- Nhánh đơn ngành monocots trong hệ thống APG và hệ thống APG II.
Mọi hệ thống nói trên đều sử dụng ngun tắc phân loại nội bộ của chính mình
cho nhóm này. Thực vật một lá mầm đáng chú ý như là một nhóm có ranh giới ngồi
cực kỳ ổn định (nó là một nhóm chặt chẽ và được định nghĩa tốt), trong khi các
nguyên tắc phân loại nội bộ lại cực kỳ thiếu ổn định (theo dòng lịch sử, chưa khi nào
có hai hệ thống chính thức phù hợp với nhau về việc các thực vật một lá mầm có quan
hệ với nhau như thế nào).
1.1.3. Đặc điểm và tầm quan trọng của phân lớp một lá mầm
a. Đặc điểm hình thái để phân biệt lớp một lá mầm và lớp hai lá mầm

GVHD: ThS. Đào Thanh Khê

1


Trường: ĐH Cơng nghiệp Thực phẩm TP. HCM
Khoa:
Cơng
nghệ
hóa học
ĐỒ
ÁN
TỐT
NGHIỆP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- Hoa: Ở thực vật một lá mầm, hoa là ba đoạn (số lượng các phần hoa trên một
vòng là ba) trong khi ở thực vật hai lá mầm thì hoa là bốn đoạn hay năm đoạn (các
phần của hoa là 4 hay 5 trên một vòng).
- Phấn hoa: Ở thực vật một lá mầm, phấn hoa có một rãnh cắt hay một lỗ trong
khi ở thực vật hai lá mầm là ba.
- Hạt: Ở thực vật một lá mầm, phơi có một lá mầm trong khi phơi của thực vật
hai lá mầm có hai lá mầm.
- Thân cây: Ở thực vật một lá mầm, các bó mạch trong thân cây là phân tán,
trong khi ở thực vật hai lá mầm thì chúng phân bổ thành vịng.
- Rễ: Ở thực vật một lá mầm rễ mọc ngẫu nhiên trong khi ở thực vật hai lá mầm
các rễ phát triển từ rễ mầm.
- Lá: Ở thực vật một lá mầm, các gân lá chính là song song, trong khi ở thực vật
hai lá mầm thì chúng có dạng mắt lưới.
Tuy nhiên, các khác biệt này khơng phải là chính xác và khơng đổi: Ở một số
lồi thực vật một lá mầm vẫn có những đặc trưng điển hình của thực vật hai lá mầm
hay ngược lại. Có điều này là do ‘‘thực vật hai lá mầm’’ là một nhóm đa ngành đối
với thực vật một lá mầm, và một số lồi thực vật hai lá mầm có thể có quan hệ họ
hàng gần với thực vật một lá mầm hơn là với các loài thực vật hai lá mầm khác. Cụ
thể, một vài dòng dõi phân nhánh sớm của "thực vật hai lá mầm" chia sẻ các đặc trưng
của "thực vật một lá mầm", cho thấy các đặc điểm đó không phải là đặc điểm chỉ của
thực vật một lá mầm. Khi thực vật một lá mầm được so sánh với thực vật hai lá mầm
thật sự thì các khác biệt sẽ cụ thể hơn.
b. Tầm quan trọng của phân lớp một lá mầm
Thực vật một lá mầm là một nhóm các thực vật có hoa có tầm quan trọng bậc
nhất, chiếm phần lớn trên Trái Đất. Tầm quan trọng kinh tế của chúng không phải là
sự đánh giá quá cao. Hiện nay, người ta ước tính có khoảng 50.000 - 60.000 lồi trong
nhóm này.
Họ lớn nhất trong nhóm này cũng là họ lớn nhất trong thực vật có hoa là họ
Orchidaceae (Phong lan), nhưng họ này đôi khi được coi như một bộ, với khoảng trên

20.000 lồi. Chúng có hoa rất phức tạp và nổi bật, đặc biệt thích hợp với việc thụ
phấn nhờ cơn trùng. Họ có tầm quan trọng kinh tế lớn nhất trong nhóm này và trong
thực vật có hoa là họ Poaceae (Hịa Thảo). Họ này bao gồm các loại ngũ cốc (lúa, lúa
mì, bắp...), các loài cỏ trên các bãi chăn thả gia súc cũng như các loại tre, nứa, trúc,
giang, luồng... Họ Poaceae đã tiến hóa theo hướng khác và trở thành đặc biệt thích
nghi với phương thức thụ phấn nhờ gió. Các loài cỏ sinh ra nhiều hoa nhỏ và các hoa
này tập hợp lại với nhau thành bông rất dễ thấy (cụm hoa).
1.2. Tìm hiểu về họ Gừng
1.2.1. Đặc điểm họ Gừng
GVHD: ThS. Đào Thanh Khê

2


Trường: ĐH Cơng nghiệp Thực phẩm TP. HCM
Khoa:
Cơng
nghệ
hóa học
ĐỒ
ÁN
TỐT
NGHIỆP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ Gừng (Zingiberaceae) là một họ của thảo mộc sống lâu năm với các thân rễ
bò ngang hay tạo củ, bao gồm 47 chi và khoảng trên 1.000 loài. Nhiều loài là các loại
cây cảnh, cây gia vị, hay cây thuốc quan trọng. Các thành viên quan trọng nhất của
họ này bao gồm gừng, nghệ, riềng, đậu khấu và sa nhân. Các loài trong họ này là

thực vật tự dưỡng hay biểu sinh. Thân rễ lớn, thường phân nhánh, chứa nhiều chất dự
trữ. Lá có các bẹ dài ơm lấy nhau làm thành thân giả, cuống ngắn và phiến lớn, giữa
cuống và bẹ lá có phần phụ gọi là lưỡi bẹ. Thân lá thường có mùi thơm.
Ở nhiều lồi thân khí sinh chỉ xuất hiện khi cây ra hoa, mọc lên từ thân rễ,
xuyên qua thân giả ra ngoài mang ở phần cuối 1 cụm hoa (chi Alpinia), nhưng có
lồi cụm hoa nằm ngay trên thân rễ ở sát mặt đất. Hoa khơng đều, đài hình ống, màu
lục, tràng hình ống, phía trên chia 3 thùy, thùy giữa lớn hơn hai thùy bên. Chỉ có một
nhị sinh sản (ở vịng trong) với 2 bao phấn lớn nứt phía trong. Một cánh mơi hình
bản lớn, màu sặc sỡ, do 3 nhị dính với nhau và biến đổi thành, nằm đối diện với nhị
sinh sản. Hai nhị còn lại biến thành hai nhị lép (vô sinh) nhỏ nằm 2 bên bao phấn
(nhiều khi giảm chỉ còn lại những vảy nhỏ, hoặc mất hẳn). Bầu dưới có 3 ơ, mỗi ơ
chứa nhiều nỗn. Vịi nhụy chui qua khe hở giữa 2 bao phấn và thị ra ngồi. Quả
nang, đơi khi là quả mọng. Hạt có nội nhũ và cả ngoại nhũ. Mơ của các loại cây trong
họ này tiết ra tinh dầu có mùi đặc trưng.
1.2.2. Phân bố của họ Gừng
Họ này có khoảng 47 chi và hơn 1.000 lồi, phân bố ở vùng nhiệt đới và cận
nhiệt đới, chủ yếu ở nam và đông nam châu Á. Ở Việt Nam hiện biết gần 20 chi và
gần 100 lồi, trong đó nhiều cây có giá trị.
Một số cây trồng như:
• Riềng (Alpinia officinarum): thân rễ khỏe, phủ nhiều vảy, khi già có nhiều xơ,
dùng làm gia vị và làm thuốc.
• Nghệ (Curcuma domestica): thân rễ làm gia vị, làm thuốc chữa bệnh dạ dày,
bệnh vàng da, dùng cho phụ nữ sau khi sinh đẻ.
• Gừng (Zingiber officinale): thân rễ thơm cay, dùng làm gia vị, làm mứt và làm
thuốc, có tác dụng hưng phấn, dễ tiêu.
• Gừng gió (Zingiber zerumbet): là lồi mọc dại gặp nhiều trong rừng thứ sinh,
có hoa màu trắng, cánh môi màu vàng nhạt, thân rễ vị đắng và cay, cũng được dùng
làm thuốc.
Ở rừng Việt Nam, còn gặp một số cây mọc ở tầng thấp như:
• Ré (Alpinia speciosa): cánh mơi vàng có viền đỏ, quả mọng hình cầu, cây dùng

lấy sợi.
• Thảo quả (Amomum tsaoko) và sa nhân (Amomum villosum): là 2 loại cây
dùng làm thuốc, được khai thác nhiều để xuất khẩu (quả thảo quả còn dùng làm gia
vị), gặp nhiều ở các rừng miền bắc Việt Nam.
GVHD: ThS. Đào Thanh Khê

3


Thực phẩm TP. HCM
Trường: ĐH Cơng nghiệpp Th
Khoa:
Cơng
nghệ
hóa học
P
ĐỒ
ÁN
TỐT
NGHIỆP

TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN T

1.3. Tìm hiểu về cây nghệệ vvàng
1.3.1. Đặc điểm

ương (Tày). Ngh
Nghệ là
Nghệ còn gọi là nghệ vàng, uất kim, khương hồng, khinh lương

ăm, có tên khoa hhọc là Curcuma longa L., thuộcc hhọ gừng. Cao
cây thảo mộc sống lâu năm,
hoặc cắt ngang
khoảng 0,60 đếnn 1 m. Thân rrễ thành củ hình trụ hoặc hơi dẹt, khi bẻ ho
m do có ch
chứa chất màu curcumin. Lá hình trái xoan thon nhọn
nh ở
có màu vàng cam sẫm
hai đầu, hai mặt đều nhẵnn dài ttới 45cm, rộng tớii 18cm, lá khum hình máng rrộng, đầu
m hoa mọc
t, lá non hhẹp hơn, màu hơi tím nhạt. Cụm
m từ giữa các
trịn màu xanh lục nhạt,
t, chia th
thành ba
ưa, cánh hoa ngoài màu xanh llục vàng nhạt,
lá lên thành hình nón thưa,
thùy.
ng, cay, mùi th
thơm hắc, tính ấm. chứa tinh dầuu (3 - 5%) màu
Củ nghệ có vị đắng,
ịn có tinh bbột, canxi oxalat và chấtt béo. Toàn bbộ phần trên
vàng nhạt, thơm, ngoài ra cịn
mặt đất tàn lụi vào mùa đơng ở các tỉnh phía Bắc và mùa khơ ở các ttỉnh phía Nam.
những thân của
Cây mọc lại vào giữaa mùa xuân, có hoa sau khi đã ra lá. Hoa mọcc trên nh
ững thân đã ra hoa thì năm sau khơng mọcc llại nữa và phần
những chồi năm trước. Nhữ
thối, cho những
những "củ cái" già, sau 1 – 2 năm bị th

thân rễ của chúng trở thành nh
thể mới.
nhánh non nảy chồii thành các cá th

Hình 1. 1. Giới thiệu cây nghệ.

1.3.2. Vị trí và phân loại
giới thực vật
Bảng 1. 1. Vị trí phân loạii chi Curcuma trong gi

STT

Giớii

Plantae

1

Ngành

magnoliophyta

2

Lớp

monocotyledons

3

Bộ

zingiberale

4

Họ

zingiberaceae

GVHD: ThS. Đào Thanh Khê

4


Trường: ĐH Cơng nghiệp Thực phẩm TP. HCM
Khoa:
Cơng
nghệ
hóa học
ĐỒ
ÁN
TỐT
NGHIỆP
5

Chi

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
curcuma

1.3.3. Phân bố
Nghệ có nguồn gốc nguyên thủy từ Ấn Độ, ở đây nó được trồng ở vùng đồng
bằng và trên các đảo. Người Ấn dùng một loại tinh chất từ nghệ để rửa mắt trong việc
chữa viêm kết mạc. Từ thời xa xưa, cây nghệ đã được trồng ở nhiều nơi về sau trở nên
hoang dại, trước hết là ở Trung Quốc. Ngày nay, nghệ là một cây trồng quen thuộc ở
khắp các nước vùng nhiệt đới, từ Nam Á đến Đông Nam Á và Đông Á.
Ở Việt Nam, nghệ có trữ lượng khá dồi dào và được trồng ở khắp các địa
phương, từ vùng đồng bằng ven biển đến vùng núi cao trên 1500m. Ở một số nơi
thuộc huyện Quản Bạ, Yên Minh, Đồng Văn, Lâm Đồng, Mèo Vạc (Hà Giang), Sìn
Hồ, Phong Thổ (Lai Châu)…. Bên cạnh nguồn cung cấp do trồng trong nhân dân, ở
một số địa phương phía bắc, nghệ mọc hoang dại ước tính trữ lượng đến 1000 tấn.

1.3.4. Mơ tả thực vật
Nghệ là một loài cây cao 0.60m đến 1m. Thân rể thành củ hình trịn hơi dẹt, khi
bẻ hoặc cắt ngang có màu vàng cam sậm. Lá hình trái xoan thon nhọn hai đầu, hai mặt
đều nhẵn dài khoảng 45cm, rộng khoảng 18cm. Cuốn lá có bẹ, cụm hoa mọc từ giữa
các lá lên, thành hình nón thưa, lá bắc hữu thụ khum hình máng rộng, đầu trịn màu
xanh lục nhạt,lá bắc bất thụ hẹp hơn, màu hơi tím nhạt. Tràng có phiến, cánh hoa
ngồi màu xanh lục vàng nhạt, chia thành ba thùy, thùy trên to hơn, phiến cánh hoa
trong cũng chia thành ba thùy, 2 thùy hai bên đứng và phẳng, thùy dưới hõm thành
máng sâu. Quả nang 3 ngăn, mở bằng 3 van. Hạt có áo hạt.
Được trồng khắp nơi trong nước ta để làm gia vị và làm thuốc. Ngồi ra, cịn
mọc và được trồng các nước Ấn Độ, Inđônêxia, Campuchia, Lào, Trung Quốc, và các
nước nhiệt đới.
Nghệ thường được thu hoạch vào mùa thu.
1.3.5. Kỹ thuật canh tác cây nghệ làm thuốc

a. Làm đất
Nghệ là cây trồng chủ yếu để lấy củ (thân ngầm), vì vậy nghệ cần đất tơi xốp

hơn là đất nặng. Cần nơi thoát nước. Người ta thường thấy nghệ phần lớn được trồng
quanh nhà để lấy củ và lá dùng hàng ngày. Nhưng nếu trồng trên diện tích rộng để
bán thì cấn những lơ đất cao, thốt nước.
Đất được cày bừa kỹ, phơi ải, làm sạch cỏ, lên luống cao 20 - 25 cm, rộng 1,0 1,2 m. Bón 20 - 25 tấn phân chuồng, 300 - 400 kg super lân cho 1 ha. Lượng phân này
có thể bón rải, trộn đều vào đất, nhưng cũng có thể bón vào rãnh cho tiết kiệm.
b. Trồng nghệ

GVHD: ThS. Đào Thanh Khê

5


Trường: ĐH Cơng nghiệp Thực phẩm TP. HCM
Khoa:
Cơng
nghệ
hóa học
ĐỒ
ÁN
TỐT
NGHIỆP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trồng nghệ cũng giống trồng gừng. Ta chọn các củ nghệ tốt khơng bị bệnh,
khơng thối. Nếu củ có nhiều nhánh, ta tách các nhánh ra, mỗi nhánh trồng 1 hốc. Đất
xẻ rãnh, bón phân theo rãnh nếu đủ công lao động, lấp một lớp đất 2 - 5 cm, đặt củ
nghệ lên trên với khoảng cách 20 - 25 cm một củ, hàng cách hàng 30 - 35 cm, nếu đất
tốt có thể trồng thưa hơn một chút. Lấp đất xong, phủ luống bằng rơm rạ, tưới nước
cho đủ ẩm. Sau 5 - 7 ngày mầm nghệ sẽ mọc lên. Mầm nghệ mọc khoẻ nên không cần

lấy lớp rơm rạ phủ luống đi. Kiểm tra, nếu hốc nào nghệ không lên nên trồng dặm cho
kịp để nghệ phát triển đồng đều.
c. Chăm sóc
Nghệ trồng để lấy củ, khơng cần lấy lá. Vì vậy chú ý khơng để lá phát triển quá
tốt. Nếu nghệ trồng một vài luống nhỏ quanh nhà thì cây tốt lá bình thường, nếu nghệ
trồng trên diện tích rộng, cây tốt lá sẽ cho củ nhỏ. Vì vậy, sau khi nghệ mọc, lá phát
triển vàng nhạt, lá mượt thì khơng cần bón thúc đạm. Nhưng sau 20 - 25 ngày, nghệ
đã được 5 - 6 lá thì cần bón thúc kali, (tro bếp), bánh dầu và vun gốc để củ phát triển
được thuận lợi. Trong trường hợp nghệ tốt lá sớm, cần hãm lại bằng cách ngắt bớt một
số lá gốc, chỉ bón thúc tro bếp hay kali, giảm bớt số lần tưới để cho đất đủ ẩm thơi,
cây sẽ đanh lại. Sau đó tưới nước đủ ẩm rồi vun gốc, xới xáo cho tơi xốp.
d. Thu hoạch và bảo quản
Thường nghệ trồng vào vụ Đông - Xuân, tháng 11 - 12 (miền Nam), ở miền Bắc
có thể trồng muộn hơn, và sẽ thu hoạch rải rác từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, tuỳ
nhu cầu sử dụng đất mà quyết định. Khi cây nghệ ngừng phát triển lá non, lá già đã
bắt đầu khô ở mép, ngả vàng nhạt, đào gốc nghệ thấy vỏ củ có màu vàng sẫm (da
bóng, đầu củ cũng có màu vàng sẫm) là đến lúc thu hoạch.
Thường dùng cuốc (nếu thu hoạch ít). Nếu nhiều, dùng cày cày chếch bên hàng
nghệ cho bật gốc lên, nhổ lấy cả cây, rũ đất mang cả cây về, cắt lấy gốc, bỏ thân lá đi.
Để nghệ vào chỗ khô ráo, mát mẻ có thể bảo quản được lâu. Chọn củ nghệ kém tiêu
chuẩn bán trước. Chọn củ nghệ giá đều để làm giống.
1.3.6. Thành phần hóa học trong thân rễ nghệ
Thành phần hóa học chính quan trọng nhất của thân rễ nghệ là curcuminoid
(6%), là thành phần tạo màu vàng cho nghệ, trong đó lượng curcumin chiếm khoảng
70 - 80% khối lượng. Trong thân rễ nghệ còn chứa tinh dầu (2 - 7%) với các thành
phần chính là artumeron, zingberen, borneol. Ngồi ra cịn có những thành phần với
hàm lượng thấp hơn như demetoxycurcumin, bisdemetoxycurcumin,
dihydrocurcumin, phytosterol, các acid béo và polysaccharid và một số thành phần
khác như bảng 1.2
Bảng 1. 2. Một số thành phần khác

STT

Thành phần

GVHD: ThS. Đào Thanh Khê

Đơn vị

Khối lượng/100g
6



Trường: ĐH Cơng nghiệp Th
Khoa:
Cơng
nghệ
hóa học
ĐỒ
ÁN
TỐT
NGHIỆP

ÁN TỐT NGHIỆP

Bảng 1. 3. Cấu trúc các thành ph

Danh pháp quốc tế của:
- Curcumin: 1,7-bis-(4

- Demetoxycurcumin: 1
hepta- 1,6-diene-3,5-dione.
- Bisdemetoxycurcumin: 1,7
Ngồi thành phần chính là curcuminoid nh
số đồng phân hình học của chúng, nh

diene-3,5-dione
methoxyphenyl) diene-3,5-dione.
nghệ cịn có một

Hình 1.

Curcuminoid là những β
diceton hoặc trans – diceton và d
chất β-diceton như vậy tồn t
tautomer hóa. Trong cấu trúc c

phân tautomer: cis –
ch, các hợp
p ceton và enol do quá trình

Hình 1. 4.

GVHD: ThS. Đào Thanh Khê

8


p Thực phẩm TP. HCM

P

TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN T

Quá trình tautomer hóa của các hợp chấtt curcuminoid.
curcuminoid

curcuminoid chứa hệ thống liên hợp mở rộng vớii các vịng phenyl
ng enol). Ngồi ra, curcuminoid cịn chứa
u dạng
ch các nhóm
carbonyl, metoxy và hydroxyl, góp phần tạo nên hoạt tính sinh họcc đa dạng của
ững polyphenol
ặc điểm cấu trúc trên, curcuminoid là nhữ
t kháng oxy hóa dạng phenolic.
t hóa lý của curcuminoid

nhiệt độ, khơng
t màu vàng cam huỳnh quang, không mùi, bền vớii nhi
nhiệt độ,
ng dung dịch cur dễ bị phân hủy bởii ánh sáng và nhi
t béo, etanol, metanol,, diclometan, aceton, acid acetic băng và hhầu như
mơi trường acid hay trung tính (độ tan < 10mg ở 25oC). Tan
trường
o dung dịch màu đỏ máu rồii ngã tím, tan trong mơi tr
lý tính đặc trưng của curcuminod

ương pháp HPLC
n ly theo pH Sự điện ly theo pH của cur bằng phương

ng thái proton hóa H4A+ .
ch cur có màu đỏ do cur ở trạng
ng pH này cur khó tan
ng thái trung tính H3A. Trong khoảng
n phù màu vàng.
ng H2A
H2A- , HA2-,
ch cur có màu đỏ vì cur tồn tại dưới các dạng
H2A- ,
phân ly proton pKa1, pKa2, pKa3 của cur (tạoo thành H2A
nh lần lượt là 7,8; 8,5 và 9,0.

ào Thanh Khê

9



Thực phẩm TP. HCM
Trường: ĐH Cơng nghiệpp Th
Khoa:
Cơng
nghệ
hóa học
P
ĐỒ
ÁN
TỐT
NGHIỆP

TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN T

trường kiềm

Phân hủyy trong môi tr
Tonnesen và Karlsen (1985) đã nghiên cứu quá trình kiềm phân hủủy của cur, sản
nh bbằng HPLC.
phẩm của quá trình phân hủủy trong khoảng pH từ 7 đến 10 được xác định
Sản phẩm củaa quá trình phân hhủy là acid ferulic và feruloylmetan.

Hình 1. 9. SSự phân hủy của cur trong môi trường kiềm.

y thành vanilin và aceton. Acid ferulic
tiếp tục bị phân hủy
Sau đóó Feruroyl metan ti
bị phân hủyy thành vinylguaialcol và CO2.

Hình 1. 10. Sự phân hủy của cur trong môi trường kiềm.

ng ccộng H2

Phản ứng
kh năng tham
Trong hợp chấtt cur có chứa các hydrocarbon chưa no, do đóó có khả
gia phản ứng cộng 1,2 hoặặc 3 phân tử H2 tạo thành các dẫn xuấtt dihydrocurcumin,
mặt xúc tác kim loạại hay oxit kim
tetrahydrocurcumin và hexahydrocurcumin, khi có m
loại (Ni, PtO2), các sản phẩẩm này cũng là các chất kháng oxy hoá.

GVHD: ThS. Đào Thanh Khê

11


Trường: ĐH Cơng nghiệp Th
Khoa:
Cơng
nghệ
hóa học
ĐỒ
ÁN
TỐT
NGHIỆP

ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 1.


Phản ứng imin hóa
Cur là hợp chất diceton nên có th
hydroxylamin (NH2OH), hydrazin (NH
tạo thành các dẫn xuất imin (base Schiff) ho
- Cơ chế phản ứng:

c nhất (RNH2),
NHCONH2)… để
ng.

Giai đoạn đầu của phả
nitrogen của amin vào nguyên t
carbonyl. Phản ứng xảy ra theo c
hợp chất trung gian chứa
ammonium. Hợp chất trung gian này chuy
bền hơn là carbinolamin. Ph

do trên nguyên tử
n tích dương của nhóm
ng, hình thành
c anion alkoxid và cation
n phẩm trung gian
acid làm xúc tác, giúp cho

GVHD: ThS. Đào Thanh Khê

12