Tổng hợp nano curcumin từ củ nghệ tươi

Ƣ N

–

N

KHO

Ồ ÁN Ố N

ỆP

ề tài:

ỔN

ỢP N NO
MN
Ừ ỦN
Ệ ƢƠ

rình độ đào tạo

: ại học

ệ đào tạo

: Chính quy

Ngành

: ông nghệ kỹ thuật hóa học

Chuyên ngành

:

Khóa học

: 2012 – 2016

GVHD

: hS. Lê hị nh Phƣơng

SVTH

: Lê hị

Lớp

: DH12HD

MSSV

:12030031

óa dầu

òa

ăm 2016


LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan đồ án này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên
cứu của Em và các kết quả của nghiên cứu này chưa được dung cho bất cứ đồ
án cùng cấp nào khác, các ý tham khảo và những kết quả trích dẫn từ các
công trình đều được nêu rõ trong đồ án.
Vũng Tàu, ngày … tháng … năm 2016
Sinh viên thực hiện

Lê Thị Hòa

Trang i


LỜI CẢM ƠN
Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến Th.S Lê Thị Anh Phương, người đã tận
tình hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
Em xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể giảng viên Khoa Hoá học và Công
nghệ Thực phẩm trường Đại Học Bà Rịa Vũng Tàu đã tạo mọi điều kiện, hỗ
trợ và giúp đỡ em thực hiện và hoàn thiện đồ án.
Xin ghi nhận những đóng góp và giúp đỡ nhiệt tình của các bạn sinh
viên lớp DH12HD dành cho em trong quá trình thực hiện đồ án.
Vũng Tàu, ngày tháng

Trang ii

năm 2016.

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. ii
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................ vi
DANH MỤC BẢNG ..................................................................................... viii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................... ix
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN ........................................................................... 2
1.1. Giới thiệu về cây nghệ......................................................................... 2
1.1.1. Nguồn gốc - phân bố ....................................................................... 2
1.1.2. Đặc điểm ......................................................................................... 2
1.1.3. Phân loại.......................................................................................... 3
1.1.4. Sinh trưởng ..................................................................................... 3
1.1.5. Thành phần hóa học ........................................................................ 4
1.2. Giới thiệu về curcumin ....................................................................... 4
1.2.1. Cấu trúc hóa học và các đặc tính hóa lý của curcumin................... 4
1.2.2. Tính chất vật lý ............................................................................... 7
1.2.3. Tính chất hóa học ............................................................................ 7
1.3. Ứng dụng của curcumin ................................................................... 10
1.3.1. Hoạt tính chống oxy hóa ............................................................... 10
1.3.2. Hoạt tính kháng viêm, kháng virus, vi khuẩn và kí sinh trùng ..... 11
1.3.3. Hoạt tính chống đông máu ............................................................ 11
1.3.4. Ngăn cản và điều trị ung thư ......................................................... 12

Trang iii


1.3.5. Trong công nghiệp thực phẩm ...................................................... 12
1.3.6. Trong công nghiệp mỹ phẩm và dược phẩm ................................ 12

1.4. Giới thiệu về nano curcumin............................................................ 13
1.4.1. Công nghệ nano ............................................................................ 13
1.4.2. Các phương pháp chế tạo vật liệu nano ........................................ 13
1.4.3. Nano curcumin .............................................................................. 16
1.4.4. Đặc điểm của nano curcumin........................................................ 17
1.5. Tình hình nghiên cứu về curcumin ................................................. 18
1.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ............................................... 18
1.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ................................................. 20
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT............................................................. 22
2.1. Phƣơng pháp tách biệt và tinh chế curcumin ................................ 22
2.1.1. Phương pháp chiết ........................................................................ 22
2.1.2. Phương pháp kết tinh lại ............................................................... 28
2.2. Tạo hệ nhũ tƣơng curcumin – nƣớc ................................................ 30
2.2.1. Khái niệm nhũ tương .................................................................... 30
2.2.2. Phân loại........................................................................................ 30
CHƢƠNG 3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................ 32
3.1. Đối tƣợng nghiên cứu ....................................................................... 32
3.1.1. Nguyên liệu ................................................................................... 32
3.1.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị ........................................................ 32
3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................. 33
3.2.1. Phương pháp xử lý nguyên liệu .................................................... 33
Trang iv


3.2.2. Quy trình thực hiện ....................................................................... 34
3.2.3. Chiết curcumin .............................................................................. 35
3.2.4. Kết tinh lại curcumin .................................................................... 36
3.2.5. Nhũ hóa – hình thành curcumin.................................................... 36
CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................... 38
4.1. Điều chế bột nghệ .............................................................................. 38

4.2. Chiết và cô quay chân không curcumin ......................................... 39
4.2.1. Chiết curcumin .............................................................................. 39
4.2.2. Kết tinh lại curcumin .................................................................... 41
4.3. Kiểm tra curcumin tinh .................................................................... 42
4.3.1. Tính chất hóa lý của curcumin...................................................... 42
4.3.2. Phổ tử ngoại khả kiến (UV-Vis) ................................................... 43
4.3.3. Phổ HPLC-MS của curcumin ....................................................... 44
4.4. Tạo nhũ – hình thành nano curcumin ............................................ 44
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 47
1.

Kết luận .............................................................................................. 47

2.

Kiến nghị ............................................................................................ 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 49

Trang v


DANH MỤC HÌNH
Hình 1. 1. Củ nghệ, thân, hoa, lá nghệ và bột nghệ .......................................... 2
Hình 1. 2.Hình ảnh một số loài nghệ ................................................................ 3
Hình 1. 3.Ba thành phần chủ yếu trong curcuminoid ....................................... 4
Hình 1. 4.Công thức hóa học chung của curcuminoid ...................................... 5
Hình 1. 5.Công thức hóa học của Demetoxycurcumin ..................................... 5
Hình 1. 6. Công thức hóa học của Bisdemetoxycurcumin ............................... 5
Hình 1. 7. Công thức đồng phân cis – transcurcumin. ...................................... 6

Hình 1. 8. Công thức đồng phân enol. .............................................................. 6
Hình 1. 9. Công thức đồng phân ceton. ............................................................ 6
Hình 1. 10. Cấu trúc không gian của curcumin dạng enol và ceton ................. 6
Hình 1. 11.Các trạng thái của curcumin thay đổi theo pH................................ 8
Hình 1. 12. Phản ứng cộng hydro của curcumin ............................................... 8
Hình1. 13.Sơ đồ hai hướng phản ứng của curcumin và gốc tự do[10] ............. 9
Hình 1. 14. Quá trình hình thành và di căn khối u và tác động của curcumin 12
Hình 1. 15. Sản phẩm Curcumargold và ảnh chụp SEM của nanocurcumin . 21
Hình 2. 1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn dung môi chiết

24

Hình 2. 2. Ảnh hưởng của dung môi đến hiệu suất chiết................................ 25
Hình 2. 3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn tỉ lệ dung môi/nguyên liệu .............. 26
Hình 2. 4. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến hiệu suất chiết.... 27
Hình 2. 5. Nhũ tương nước trong dầu và nhũ tương dầu trong nước ............. 31
Hình 3. 1. Các bước trung gian chuyển củ nghệ tươi thành bột nghệ

33

Hình 3. 2. Sơ đồ xác định hàm lượng curcumin từ bột nghệ .......................... 34
Hình 3. 3. Bộ chiết Soklet ............................................................................... 35
Hình 3. 4. Curcumin được hòa tan với methanol – nước cất - methanol........ 36
Hình 4.1. Màu của dịch chiết và gói giấy lọc sau khi chiết

39

Hình 4.2. Thiết bị cô quay áp suất thấp chuẩn và tự chế ................................ 40

Trang vi

Hình 4.3. Curcumin được kết tinh trong tủ đông 5h ....................................... 41
Hình 4. 4. Phổ UV-Vis của curcumin chuẩn (a) và mẫu (b)........................... 43
Hình 4. 5. Phổ MS của curcumin .................................................................... 44
Hình 4. 6. Hình chụp SEM của hệ nhũ có nồng độ nhũ 2% ........................... 45
Hình 4. 7. Hệ nhũ có nồng độ chất nhũ hóa 4% ............................................. 45
Hình 4. 8. Hình chụp SEM của mẫu curcumin có nồng độ nhũ 4% ............... 46

Trang vii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 4. 1. So sánh bột nghệ thương phẩm và bột nghệ tự điều chế ............... 38
Bảng 4.2. Khối lượng curcumin thô thu được sau khi cô quay chân không... 41
Bảng 4.3. Khối lượng cur tinh thu được sau ba lần kết tinh và lặp lại 2 lần .. 42

Trang viii


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BDMC

: bisdemethoxycurcumin.

Cur

: curcumin.

DMC

: demethoxycurcumin.

HETE

: hydroxyeicosatetraenoid acid.

HPLC

: sắc kí hiệu năng cao.

LT

: leukotriene.

Oleoresin

: nhựa dầu.

PG

: prostaglandin.

TLC

: sắc ký bản mỏng.

TX

: thromboxane.

UV-Vis

: phổ tử ngoại - khả kiến.

Trang ix


MỞ ĐẦU
Cách đây 5000 năm củ nghệ được biết đến như một gia vị, thuốc gia
truyền chữa được rất nhiều bệnh, chữa liền sẹo…Các tác dụng điều trị bệnh
của củ nghệ là do hoạt chất trong củ nghệ là curcumin. Curcumin là thành
phần đặc biệt và là hoạt chất tạo nên màu vàng đặc trưng cho củ nghệ.
Nhiều nghiên cứu thử nghiệm ở các nước phát triển trên thế giới đã
khẳng định từ lâu rằng thành phần curumin có tác dụng hủy diệt tế bào ung
thư vào loại mạnh. Ngoài ra còn có một số công dụng khác như kìm hãm sự
phát tác của tế bào ung thư da, dạ dày, ruột, vòm họng, lọc máu, làm sạch
máu, điều trị vết thương, chống viêm khớp, dị ứng, nấm, chống vi khuẩn.
Dù có nhiều hoạt tính quý giá nhưng ứng dụng của curcumin trong thực
tiễn vẫn còn hạn chế. Nguyên nhân chủ yếu là do curcumin kém tan trong
nước, khó hấp thu, chuyển hóa nhanh và dễ đào thải. Việc nghiên cứu nhằm
tăng hiệu quả hấp thu cũng như tăng độ tan là vấn đề cần thiết để curcumin
được sử dụng một cách hiệu quả nhất. Với yêu cầu đó, giải pháp chính là đưa
curcumin về dạng nano, với kích thước siêu nhỏ giúp curcumin thẩm thấu vào
máu nhanh chóng để phát huy hiệu quả điều trị tại hầu hết các cơ quan khác
nhau trong cơ thể.
Tuy nhiên việc chế tạo hạt nano curcumin không phải là một vấn đề đơn
giản, cần nhiều thời gian nghiên cứu và khảo sát. Để góp phần vào mục tiêu
chung đó, em quyết định chọn đề tài ‘‘Tổng hợp nano curcumin từ củ nghệ
vàng’’ làm báo cáo khóa luận tốt nghiệp.

Gồm các nội dung sau:
˗ Tổng quan.
˗ Cơ sở lý thuyết.
˗ Phương pháp thực hiện.
˗ Kết quả và thảo luận.

Trang 1


CHƢƠNG I. TỔNG QUAN
1.1.

Giới thiệu về cây nghệ

1.1.1. Nguồn gốc - phân bố
Nghệ còn gọi là nghệ vàng, uất kim, khương hoàng, khinh lương (Tày).
Nghệ là cây thảo mộc sống lâu năm, có tên khoa học là Curcuma longa L.,
thuộc họ gừng(Zingiberaceae).Nó có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới Tamil Nadu,
phía đông nam Ấn Độ, cần nhiệt độ từ 200C÷300C và một lượng mưa hàng
năm đáng kể để phát triển mạnh.Nghệ được thu hoạch hàng năm để lấy phần
củ, và một phần trong số củ đó được nhân giống vào mùa sau [2], [3].
Ngày nay nghệ được trồng ở nhiều nơi như: Ấn Độ, Thái Lan, Việt Nam,
Malaysia, Philippines, Hàn Quốc, Nhật Bản… những hòn đảo ở Nam Thái
Bình Dương, Đông Và Tây Phi. Ấn Độ là nơi sản xuất và xuất khẩu nghệ
vàng là chủ yếu [2], [3].
1.1.2. Đặc điểm

Hình 1. 1. Củ nghệ, thân, hoa, lá nghệ và bột nghệ
Nghệ là một loại thực vật thân thảo lâu năm, chiều cao từ 0.6÷1mét. Cây
tạo nhánh cao, có màu vàng cam, hình trụ, thân và rễcó mùi thơm. Thân rễ

thành củ hình trụ hơi dẹt, khi bẻ hoặc cắt ngang có màu vàng cam sẫm. Các lá

Trang 2


mọc xen kẽ và xếp thành hai hàng.Chúng được chia thành bẹ lá, cuống lá và
phiến lá. Từ các bẹ lá, thân giả được hình thành. Lá hình trái xoan thon nhọn
ở hai đầu, hai mặt nhẵn dài tới 45cm, rộng tới 18cm. Cuốn lá có bẹ, cụm hoa
mọc từ giữa các lá lên, thành hình nón thưa. Cuống lá dài từ 50 ÷ 115cm. Các
phiến lá đơn thường có chiều dài từ 76 ÷ 115cm và hiếm khi lên đến 230cm.
Chúng có chiều rộng từ 38 ÷ 45cm và có dạng hình thuôn hoặc elip và thu
hẹp ở chóp. Tràng có phiến, cánh hoa ngoài màu xanh lục vàng nhạt, chia
thành ba thùy, thùy trên to hơn, phiến cánh hoa trong cũng chia thành ba thùy,
hai thùy hai bên đứng và phẳng, thùy dưới hõm thành máng sâu. Hạt có áo hạt
[2], [3].
1.1.3. Phân loại
Chi nghệ gồm 1400 loài.

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Hình 1. 2.Hình ảnh một số loài nghệ
(a) Curcuma aromaticum.

(d) Curcuma purpurascens.

(b) Curcumaaeruginosa.

(e) Curcumaalismatifolia.

(c) Curcuma singularis.
1.1.4. Sinh trưởng
Nghệ là loài sinh trưởng và phát triển mạnh. Từ mầm ngủ của rễ củ mọc
lên thành thân giả mang lá,hoa sống suốt năm; đến mùa đông thì tàn lụi.

Trang 3


Nghệ ưa khí hậu ôn hoà, nhiệt độ thích hợp sinh trưởng, phát triển là 20 ÷
250C. Lượng mưa trung bình trong năm từ 2000 ÷ 2500mm, ẩm độ không khí
80 ÷ 90%. Chúng ưa đất cao ráo, thoát nước, có độ pH từ 6.5 ÷ 7 [9].
1.1.5. Thành phần hóa học
Các thành phần hóa học quan trọng của nghệ là một nhóm các hợp chất
được gọi là curcuminoid, bao gồm curcumin (Cur), demethoxycurcumin
(DMC), và bisdemethoxycurcumin (BDMC) [17]. Củ nghệ chứa khoảng
5% tinh dầu và đến 5% cur, một dạng polyphenol. Cur là hoạt chất chính trong
củ nghệ, với kí hiệu C.I. 75300, hay Natural Yellow 3[17].
Tên hóa học của nghệ: (1E,6E)-1,7-bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-1,6heptadien-3,5-dion.
1.2.

Giới thiệu về curcumin

1.2.1. Cấu trúc hóa học và các đặc tính hóa lý của curcumin

(A) Cur

(B) DMC

(C) BDMC

Hình 1. 3.Ba thành phần chủ yếu trong curcuminoid
Cấu trúc của curcuminoid(C21H20O6) được xác định lần đầu tiên vào năm
1910 (Kazimierz Kostanecki, J. Miłobędzka and Wiktor Lampe).Curcuminoid
là những dẫn xuất diarylheptan gồm Cur, DCM, BDCM.Chúng là những hợp
chất phenolic, hầu hết các dẫn xuất đều khácnhau nhóm thế trên gốc phenyl.
Hợp chất chiếm chủ yếu và được nghiên cứu nhiều nhất là cur (khoảng 77%),
tiếp theo là DMC (17%) và BDMC (3%) [4], [17]. Cur tinh khiết rất hiếm và

Trang 4


đắt trong khi DCM và BDCM vẫn chưa có trên thị trường. Ngoài ra còn có các
loại tinh dầu quan trọng khác như turmerone, atlantone, và zingiberene. Các
thành phần này có cấu trúc hóa học khác nhau nên cũng có màu sắc và tính
chất hóa học khác nhau.

Hình 1. 4.Công thức hóa học chung của curcuminoid
Danh pháp quốc tế của các curcuminoid:
–

Cur: 1,7-bis-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-hepta-1,6-diene-3,5-dione

–

DCM:

[4].
1-(4-hydroxyphenyl)-7-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-hepta-

1,6-diene-3,5-dione [17].

Hình 1. 5.Công thức hóa học của Demetoxycurcumin
–

BDCM: 1,7-bis-(4-hydroxyphenyl)-hepta-1,6-diene-3,5-dione [17].

Hình 1. 6. Công thức hóa học của Bisdemetoxycurcumin
Ngoài ra còn có ba thành phụlà đồng phân hình học của ba chất trên:
Đồng phân cis – transcurcumin,đồng phân enol và ceton của cur.

Trang 5


Hình 1. 7. Công thức đồng phân cis – transcurcumin.

Hình 1. 8. Công thức đồng phân enol.

Hình 1. 9. Công thức đồng phân ceton.
Dạng enol bền hơn ceton nhờ có liên kết hydro nội phân tử ở dạng liên
hợp. Ở dạng dung dịch, dạng enol chiếm ưu thế [13], [18]. Cấu trúc của dạng
enol hoàn toàn phẳng và cho phép cộng hưởng bên trong hai phần benzene. Kết
quả là cur dạng enol thể hiện một mũi hấp thụ mạnh vùng nhìn thấy. Ngược lại
ceton lại xoắn lên hấp thụ vùng tử ngoại gần.

Dạng enol

Dạng ceton

Hình 1. 10. Cấu trúc không gian của curcumin dạng enol và ceton

Trang 6


1.2.2. Tính chất vật lý
Cur từ nghệ có dạng bột màu vàng cam huỳnh quang, không mùi, bền với
nhiệt độ,không bền với ánh sáng. Nhiệt độ nóng chảy 180 ÷ 1850C. Khi ở dạng
dung dịch cur dễ bị phân hủy bởi ánh sáng và nhiệt độ, tan trong chất béo,
etanol, metanol, diclometan, aceton, acid acetic vàhầu như không tan trong
nước ở môi trường acid hay trung tính (độ tan <10mg ở250C). Tan trong môi
trường kiềm tạo dung dịch màu đỏ máu rồi ngã tím, tan trongmôi trường acid
có màu đỏ tươi [11].
1.2.3. Tính chất hóa học
1.2.3.1. Sự điện ly
Trongmôi trường pH< 1, cur có màu đỏ thể hiện trạng thái proton hóa
H4A+. Ở pH từ 1 ÷7, hầu hết các diferulylmethane ở dạng trung hòa H3A, có
khả năng hòa tan rất thấp và dung dịch có màu vàng. Ở pH > 7.5, màu dung
dịch chuyển sang đỏ. Giá trị hằng số phân ly pKa của 3 proton dạng acid của
cur (dạng H2A-, HA2, A3- ) được xác định tương ứng là 7.3, 8.5 và 9.0 [8].

Trang 7


Hình 1. 11.Các trạng thái của curcumin thay đổi theo pH

Curdễ dàng phân hủydưới tác dụng của ánh sáng hoặc môi trường kiềm:
Dưới tác dụng của ánh sáng, cur phân hủy thành vanillin, acid vanillic, aldehyd
ferulic, acid ferulic.
1.2.3.2. Phản ứng cộng với H2
Trong hợp chất cur có chứa các hydrocarbon chưa no, do đó có khả năng
tham gia phản ứng cộng một,hai hoặc ba phân tử H2 tạo thành các dẫn xuất
dihydrocurcumin,tetrahydrocurcumin và hexahydrocurcumin [17].

Hình 1. 12. Phản ứng cộng hydro của curcumin

Trang 8


1.2.3.3. Phản ứng tạo phức với kim loại
Phức kim loại bao gồm ion kim loại trung tâm liên kết với các phân tử
khác bằng liên kết cộng hóa trị. Curcuminoid với cấu trúc β – diceton trong
môi trườngacid hay trung tính nằm dưới dạng hỗ biến ceton – enol đối xứng
và ổn định, làm cho curcuminoid có khả năng tạo phức với nhiều ion kim loại
khác: Mn2+, Fe2+, Cu2+, Ga3+,…[14].
1.2.3.4. Phản ứng amin hóa
Cur là hợp chất diceton nên có thể cho phản ứng với các amin bậc nhất
(RNH2), semicarbazid (NH2NHCONH2), hydroxylamin (NH2OH), hydrazin
(NH2-NH2)… để tạo thành các dẫn xuất amintương ứng.
1.2.3.5. Phản ứng của nhóm OH trên vòng benzene

Hình1. 13.Sơ đồ hai hướng phản ứng của curcumin và gốc tự do[10]

Trang 9

Các cặp electron chưa liên kết của oxy nhóm hydroxyl liên hợp mạnh với
vòng benzen làm cho nguyên tử hydro của nhóm hydroxyl trở nên linh động
hơn. Điều này giải thích tính acid và khả năng phản ứng với các gốc tự do của
cur [10].
1.3.

Ứng dụng của curcumin

1.3.1. Hoạt tính chống oxy hóa
Gốc tự do là các chất phản ứng mạnh, được tạo ra khi cơ thể chúng ta thu
nhận khí oxy hoặc chuyển hóa thức ăn để tạo ra năng lượng. Bản thân các gốc
tự do góp phần vào quá trình lão hóa tự nhiên của cơ thể. Tuy nhiên, nếu số
lượng gốc tự nhiên quá nhiều có thể gây tổn thương các tế bào lành và thậm chí
có thể là nguyên nhân chính dẫn đến một số bệnh như ung thư, xơ cứng động
mạch, làm suy yếu hệ thống miễn dịch gây dễ bị nhiễm trùng, làm giảm trí tuệ,
teo cơ quan bộ phận người cao niên [3], [21].
Theo các nhà nghiên cứu, gốc tự do hủy hoại tế bào theo diễn tiến sau
đây: trước hết, gốc tự do oxy hóa màng tế bào, gây trở ngại trong việc thải chất
bã và tiếp nhận thực phẩm, dưỡng khí; rồi gốc tự do tấn công các ty lập thể,
phá vỡ nguồn cung cấp năng lượng. Sau cùng, bằng cách oxy hóa, gốc tự do
làm suy yếu kích thích tố, enzym khiến cơ thể không tăng trưởng được. Để hạn
chếhoạt động của gốc tự do người ta dùng chất chống oxy hóa [21].
Curcuminoid là hợp chất tự nhiên có khả năng chống oxy hóa. Nó có khả
năng ngăn cản sự tạo thành gốc tự do như superoxide, hydroxyl. Ngăn cản sự
peroxide hóa các lipid trong cơ thể nhờ vào nhóm OH trên vòng bezen [8].
Một số ứng dụng khác về khả năng chống oxy hóa của curcuminoid như:
dùng làm chất phụ gia trông thực phẩm, giúp thực phẩm không bị ôi thiu do sự
oxy hóa dầu mỡ trong quá trình bảo quản và lưu trữ.

Trang 10

1.3.2. Hoạt tính kháng viêm, kháng virus, vi khuẩn và kí sinh trùng
Viêm nhiễm là một chuỗi phản ứng của cơ thể nhằm chống lại tổn thương
mô.Phản ứng này cần thiếc cho quá trình lành viết thương, nhưng đồng thời
cũng tạo ra sự đau đớn kết hợp với nổi mẫn đỏ và phồng viết thương.
Trong quá trình viêm nhiễm, cơ thể sinh ra một chất giống hormon là
arachidonic acid.Arachidonic acid dưới tác dụng của enzym cylooxygenase sẽ
bị chuyển hóa thành các hợp chất: prostaglandin (PG), thromboxan (TX),
hydroxyeicosatetraenoid acid (HETE), leukotrien (LT).Một số PG làm giản
mạch máu, trong khi LT làm tăng khả năng thấm qua mạch làm trương phồng
môdẫn dến quá trình viêm.Lượng PG tăng lên gây mẫn đỏ, trương phồng, đau
nhức vết thương; còn TX có thể ngăn quá trình cung cấp máu và năng lượng
cho tế bào [10].
Nghiên cứu về cấu trúc hóa học của cur kết hợp với hoạt tính sinh học cho
thấy rằng sự hiện diện cua liên kết đôi ở C3,4 và C3‟,4‟ và nhóm OH ở C8,8‟ trên
vòng bezen tạo ra hoạt tính kháng viêm cho cur [12].
Chất kháng viêm có khả năng ngăn cản enzym cyclooxygenase và
lipoxygenase – nhóm động của enzym sẽ làm giảm sản phẩm gây viêm từ sự
chuyển hóa của arachidonic acid.
Cur được dùng trong điều trị HIV nhờ khả năng chống lại virus [21].
Dịch trích cồn của nghệ còn có tác dụng kháng khuẩn.
Dịch trích cloroform và eter của nghệ có khả năng kháng nấm gây viêm da.
Hỗn hợp các cur, DCM và BDCM còn có thể kháng giun [17].
1.3.3.Hoạt tính chống đông máu
Sự kết tụ của các tiểu huyết cầu trong máu sẽ gây ra hiện tượng đông máu.
Cur có khả năng ngăn cản hoạt động của enzym cyclooxyenase tạo thêm tiểu
huyết cầu, nên cur có tác dụng chống đông máu [20].

Trang 11

1.3.4.Ngăn cản và điều trị ung thư
Curcó khả năng ức chế sự tạo khối u, tác động đến hầu hết các giai đoạn
của quá trình hình thành và phát triển khối u[21].
Tế bào bình đột biến
thường

Tế bào
ung thư

phát triển Khối u tăng di chuyển

trưởng

Khối u di
căn

Curcumin
Hình 1. 14. Quá trình hình thành và di căn khối u và tác động của curcumin
Trong giai đoạn đầu của bệnh, các tế bào bình thường bị tác động bởi các
gốc tự do và bị biến đổi thành các tế bào ung thư. Cur có thể ngăn chặn quá trình
này bằng cách bắt giữ các gốc oxy hóa khác nhau như: gốc hydroxyl OH+, gốc
peroxyl ROO+, singlet oxygen, nitric oxide NO và peroxynitrite ONO-[18].Cur
có khả năng bảo vệ lipid, hemoglobin và AND khỏi quá trình oxy hóa. Cur tinh
khiết có hoạt tính kháng các ion oxy hóa mạnh hơn DMC và BDMC. Cur được
chứng minh có khả năng chống di căn đối với một vài loại tế bào ung thư đồng
thời ức chế sự phát triển của tế bào ung thư. Khả năng làm giảm quá trình di căn
này còn phụ thuộc vào nguồn gốc và loại khối u ác tính [21].
1.3.5.Trong công nghiệp thực phẩm

Cur đã được các tổ chức FDA ở Mỹ, Canada và EU cho phép sử dụng làm
chất màu (mã số E100) để tạo màu vàng hay vàng cam cho nước giải khát, pho
mát, cà ri, mù tạt… Liều lượng sử dụng cho phép là 0 ÷ 0.5mg/kg thể trọng.
1.3.6. Trong công nghiệp mỹ phẩm và dược phẩm
Hiện nay, cur ở nhiều nước trên thế giới được coi như vừa là thuốc vừa là
thựcphẩm chức năng giúp phòng ngừa và hỗ trợ điều trị ung thư, viêm loét dạ
dày tá tràng, giảiđộc gan, tăng sức đề kháng của cơ thể. Nó được dùng dưới

Trang 12


nhiều dạng: bột, viên ép, viêncon nhộng, dạng trà, dạng thuốc tinh chất để tăng
thêm việc tiêu hoá và chức năng gan, đểgiảm đau khớp và điều hoà kinh. Vì
nghệ có nhiều ứng dụng trong y học nên nó đã đượcnhiều nhà sản xuất quan
tâm và cho ra nhiều sản phẩm trên thị trường như Biocurmin củacông ty
TNHH Dược phẩm Châu Á (Biocurmin là sự kết hợp giữa nghệ và tiêu giúp
choviệc hấp thụ nghệ trong dạ dày nhanh hơn); sản phẩm Bách phụ khang của
Công ty TNHHTM Mediproducts (đây là sự kết hợp giữa curvà trinh nữ hoàng
cung giúp điều trịbệnh u xơ tử cung)….
1.4.

Giới thiệu về nano curcumin

1.4.1. Công nghệ nano
Theo Wikipedia: “Công nghệ nano là một ngành công nghệ liên quan đến
thiết kế, phân tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng
việc điều khiển hình dáng, kích thước trên quy mô nanomet”. Nói cách khác
công nghệ nano là một công nghệ được sử dụng để phân tích và tạo ra các sản
phẩm với các phân tử có kích thước vào cỡ nanomet.
Hiện nay, công nghệ nano được ứng dụng khá rộng rãi trong đời sống và hứa

hẹn mở ra một cuộc sống hiện đại hơn. Công nghệ nano có tác dụng như một đòn
bẩy để giảm thiểu tình trạng ô nhiễm môi trường, bảo vệ các nguồn tài nguyên
tiến tới xây dựng một nền kinh tế „sạch‟ hơn. Việc sử dụng nano trong việc chế
tạo và thiết kế ra các sản phẩm không chỉ giúp ích cho xã hội mà còn giúp người
sử dụng tận dụng tốt các tác dụng của sản phẩm trong quá trình sử dụng.
1.4.2. Các phương pháp chế tạo vật liệu nano
1.4.2.1. Phương pháp hóa ướt
Bao gồm các phương pháp chế tạo vật liệu dùng trong hóa keo, phương
pháp thủy nhiệt, sol-gel, và kết tủa. Theo phương pháp này, các dung dịch chứa
ion khác nhau được trộn với nhau theo một tỷ phần thích hợp, dưới tác động

Trang 13


của nhiệt độ, áp suất mà các vật liệu nano được kết tủa từ dung dịch. Sau các
quá trình lọc, sấy khô, ta thu được các vật liệu nano.
Ưu điểm của phương pháp hóa ướt là các vật liệu có thể chế tạo được rất
đa dạng, chúng có thể là vật liệu vô cơ, hữu cơ, kim loại. Đặc điểm của phương
pháp này là rẻ tiền và có thể chế tạo được một khối lượng lớn vật liệu. Nhưng
nó cũng có nhược điểm là các hợp chất có liên kết với phân tử nước có thể là
một khó khăn, phương pháp sol-gel thì không có hiệu suất cao[5].
Phạm vi đồ án nàychỉ tìm hiểu về phương pháp vi nhũ tương. Vi nhũ
tương là phương pháp khá phổ biến để tạo hạt nano. Với nhũ tương “nướctrong-dầu”, các giọt dung dịch nước bị bẫy bởi các phân tử chất hoạt động bề
mặt trong dầu (các micell). Đây là một dung dịch ở trạng thái cân bằng nhiệt
động trong suốt, đẳng hướng. Do sự giới hạn về không gian của các phân tử
chất hoạt động bề mặt, sự hình thành, phát triển các hạt nano bị hạn chế và tạo
nên các hạt nano rất đồng nhất. Kích thước hạt có thể từ 4 ÷ 12nm với độ sai
khác khoảng 0.2 ÷ 0.3nm. Khi các hệ vi nhũ tương được hòa trộn với nhau,
phản ứng hóa học tạo các chất mong muốn sẽ xảy ra.
Ưu điểm: kích thước và hình dạng của sản phẩm cuối cùng có thể khống

chế được với việc thay đổi tỷ lệ chất phản ứng, điều chỉnh kích thước hạt
micell. Kích thước hạt nhỏ đồng đều. Không cần cung cấp thêm chất ổn định
sau khi tạo xong sản phẩm. Dễ thực hiện. Nhược điểm: dễ bị ảnh hưởng bởi
các thông số môi trường như nhiệt độ, pH. Hóa chất đắt tiền, độc hại.
1.4.2.2. Phương pháp cơ học
Bao gồm các phương pháp tán, nghiền, hợp kim cơ học. Theo phương
pháp này, vật liệu ở dạng bột được nghiền đến kích thước nhỏ hơn. Ngày nay,
các máy nghiền thường dùng là máy nghiền kiểu hành tinh hay máy nghiền
quay. Phương pháp cơ học có ưu điểm là đơn giản, dụng cụ chế tạo không đắt
tiền và có thể chế tạo với một lượng lớn vật liệu. Tuy nhiên nó lại có nhược

Trang 14


điểm là các hạt bị kết tụ với nhau, phân bố kích thước hạt không đồng nhất, dễ
bị nhiễm bẩn từ các dụng cụ chế tạo và thường khó có thể đạt được hạt có kích
thước nhỏ. Phương pháp này thường được dùng để tạo vật liệu không phải là
hữu cơ như là kim loại.
1.4.2.3. Phương pháp bốc bay
Gồm các phương pháp quang khắc chùm điện tử, bốc bay trong chân
không vật lí, hóa học.
Phương pháp bốc bay chùm điện tử: năng lượng của chùm tia điện tử
được hội tụ trực tiếp lên vật liệu. Khi chùm tia điện tử năng lượng cao bắn lên
vật liệu nguồn, toàn bộ động năng của chùm tia điện tử chuyển thành nhiệt
năng làm hoá hơi vật liệu và sau đó lắng đọng trên đế. Chùm tia điện tử được
gia tốc trong điện trường có năng lượng cao và được hội tụ vào vật liệu nguồn
nhờ tác dụng của từ trường điều khiển, khi đó vật liệu được hoá hơi rồi lắng
đọng lên đế. Do chùm tia điện tử có năng lượng rất lớn và diện tích hội tụ nhỏ
vì vậy vật liệu gần như được hoá hơi tức thì. Chính đặc điểm này cho phép nó
có thể tạo được màng mỏng của hầu hết các vật liệu, đặc biệt là đối với các vật

liệu nhiều thành phần.
Ưu điểm của bốc bay chùm điện tử: độ tinh khiết cao. Bốc bay được vật
liệu khó nóng chảy. Dễ điều chỉnh áp suất, thành phần khí và nhiệt độ và dễ
theo dõi quá trình lắng đọng. Có thể sử dụng rất ít vật liệu gốc nên tiết kiệm
đáng kể nguồn vật liệu. Nhược điểm: khó chế tạo vật liệu là hợp kim. Màng
phủ khó đồng đều.
Phương pháp bốc bay hiệt trong chân không: là kỹ thuật tạo màng mỏng
bằng cách bay hơi các vật liệu cần tạo trong môi trường chân không cao và
ngưng tụ trên đế. Bốc bay nhiệt có ưu điểm là: màng lắng đọng ở tốc độ cao
Nguyên tử bay hơi năng lượng thấp, ít nhiễm tạp, dễ thực hiện. Áp dụng được

Trang 15