Nghiên cứu chiết xuất curcumin từ nghệ vàng bằng dung môi xà phòng

B ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRỨỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CHÉ BIÊN

KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP

Nguyễn Đại H ung Thạnh
NGHIÊN CỨU CHIẾT SUẤT
CURCUMIN TỪ NGHỆ VÀNG
BẰNG DUNG M ÔI XÀ PHÒNG

MSSV: 48134303
GVHD: TS Vũ Duy Đô

Nha Trang, 2010


i

Lòi cảm ơn
Sau quá trình tìm hiểu và nghiên cứu, tôi đã hoàn lất phần thí nghiệm
và bài báo cáo cùa đề tài tốt nghiệp.
Tôi xin bày tó lòng cám cm đến Ban giám hiệu trường ĐH Nha Trang
và Ban chu nhiệm khoa chế biến, đã tạo mọi điều kiện về cơ sở vật chất, đề
tôi có thề hoàn thành đề tài tốt nghiệp này. Đồng thời, tôi cùng xin trân trọng
cảm ơn quý thầy cô giáo đã tận tình hướng dẫn về kiến thức chuyên ngành,
các cán bộ phòng thí nghiệm đã hết sức tạo điều kiện trong quá trinh tôi
nghiên cứu. Đặc biệt, tôi xin dành lời cảm ơn chân thành tới Ts Vù Duy Đô
đã hướng dần nhiệt tình đc tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu này.

Nha Trang, tháng 6 năm 2010

Sinh viên thực hiện
Nguyễn Đại Hưng Thạnh


ii

MỤC LỤC
Lời cảm ơ n ..................................................................................................... i
MỤC LỤC..................................................................................................... ii
DANH MỤC BÁNG..................................................................................... V
DANH MỰC HÌNH......................................................................................vi
MỜ ĐÀU........................................................................................................1
CHƯƠNG I: TÒNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU.........................................3
1.1. Tồng quan về chất màu........................................................................3
1.2. Tồng quan về cây nghệ........................................................................5
1.2.1. Một số loại nghệ, đặc điểm và ứng dụng........................................ 5
1.2.2. Nghệ vàng...................................................................................... 6
1.2.3. Curcumin....................................................................................... 9
1.2.4. Dầu thực vật................................................................................. 14
1.3. Các phương pháp chiết tách các hợp chất hữu cơ................................15
1.3.1. Phương pháp chiết chất lỏng.........................................................15
1.3.2. Phươmg pháp chiết chất rắn......................................................... 17
1.4. Một số phương pháp chiết Curcumin đã được nghiên cứu................ 17
1.4.1. Chiết bằng dung môi thực phấm...................................................17
1.4.2. Chiết bàng dung môi hữu cơ........................................................ 17
1.5. Mục tiêu nghiên cứu...........................................................................18
1.6. Tính cấp thiết cùa đề tài.....................................................................18
1.7. Ý nghĩa và khá năng ứng dụng của đề tài.......................................... 18
1.8. Nội dung nghiên cứu .........................................................................19
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............ 19

2.1. Đối tượng nghicn cứu......................................................................19
2.1.1. Vật liệu chính...............................................................................19
2.1.2. Vật liệu phụ................................................................................. 19
2.1.3. Hóa chất và dung mỏi xà phòng....................................................19
2.1.4. Dụng cụ và thiết b ị...................................................................... 20


iii

2.2. Phương pháp nghiên cứu......................................................................20
2.2.1. Sơ đồ qui trình dự kiến chiết xuất Curcumin từ nghệ vàng bang
dung môi xà phòng..................................................................................20
2.2.2. Sơ dồ bố trí thí nghiệm xác định thông số cùa dung môi xà phòng
dung chiết curcumin.................................................................................23
2.2.3. Phương pháp chiết và đánh giá......................................................30
CHƯƠNG III: KÉT QUẢ NGHIÊN c ứ u VÀ THÁO LUẬN.....................31
3.1. icết quả thí nghiệm xác định độ ẩm của nghệ tươi.............................. 31
3.2. Xác định các thông số kỹ thuật của qui trinh sản xuất.........................31
3.2.1. Kết quả xác định loại dầu điều chế xà phòng
dê chiết curcumin thô......... 31
3.2.2. Ket quá thí nghiệm xác định nồng độ kiềm điều chế xà phòng đế
chiết curcumin.......................................................................................... 33
3.2.3. Kct quá thí nghiệm xác định kích thước hạt nghệ đến hiệu suất
chiết curcumin thô....................................................................................35
3.2.4. Kết quá thí nghiệm xác định độ ẩm của bột nghệ......................... 36
3.2.5. Ket quá thí nghiệm xác dịnh nhiệt độ trong
quá trình chiết curcumin.........37
3.2.5. Kết quá thí nghiệm xác định thời gian trong
quá trình chiết curcumin.........39
3.3. Đe xuất qui trình chiết suất curcumin

từ nghệ vàng bàng duns môi xà phòng........41
3.3. Sàn xuất thừ nghiệm............................................................................. 44
3.4. Tính toán chi phí nguycn vật liệu cho lOOg sản phẩm........................ 45
Kết luận và đề xuất ý kiến...............................................................................46
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................47
PHỤ LỤC........................................................................................................48


IV


V

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của tinh dầu nghệ vàng Việt Nam.................. 8
Bảng 3.1. Hàm lượng ẩm cùa nghệ tươi............................................................31
Bảng 3.2. Mô tả chất lượng cảm quan sản phẩm theo loại dầu điều chế dung
môi xà phòng........................................................................................................32
Bảng 3.3. Mỏ tả chất lượng cảm quan sản phẩm theo nồng độ kiềm đề sàn
xuất xà phòng đến hiệu suất chiết.......................................................................34
Bảng 3.4. Mô tả chất lượng cảm quan sản phẩm theo nhiệt độ chiết.............. 38
Bảng 3.5. Mô tả chất lượng cảm quan sản phẩm theo thời gian chiết............. 39
Bảng 3.6. Các tính chất của curcumin................................................................ 44
Bảng 3.7. Chi phí nguyên vật liệu đế sản xuất lOOg sản phẩm curcumin thô.45


vi

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình dự kiến..................................................................20

Hình 2.2. Sơ đồ thí nghiệm xác

định loại dầu.................................... 23

Hình 2.3. Sơ đồ thí nghiệm xác

định nồng độ kiềm...........................24

Hình 2.4. Sơ đồ thí nghiệm xác

định kích thước hạt nghệ................. 25

Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định độ ẩm của bột nghệ....................27
Hình 2.6. Sơ đồ thí nghiệm xác

định nhiệt độ chiết thích hợp..........28

Hình 2.7. Sơ đồ thí nghiệm xác

định thời gian chiết thích hợp..........29

Hình 3.1. Ảnh hưởng loại dầu điều chế xà phòng hiệu suất chiết
Curcumin thô.......... 32
Hình 3.2. Ánh hường của nồng độ kiềm đế sán xuất xà phòng
dến hiệu suất chiết... 34
Hình 3.3. Ánh hưởng của kích thước hạt nghệ đến hiệu suất chiết curcumin36
Hình 3.4. Ánh hương của độ ẩm bột nghệ đén hiệu suất chiết curcumin thô. 37
Hình 3.5. Ánh hường của nhiệt độ chiết đến hiệu suất chiết curcumin......... 38
Hình 3.6. Ảnh hướng của thời gian đến hiệu suất chiết curcumin.................39
Hình 3.7. Sơ đồ quy trình chiết curcumin thô.................................................41

MÓ ĐÂU
Xã hội ngày càng phát triền, nhu cầu mọi mặt cùa con người do đó mà
cũng tăng theo. Yêu cầu về thực phẩm ngày càng gắt go hem cá về mặt chất
lượng cũng như hình thức. Chính vì thế nên các chi tiêu cám quan trờ thành chi
số đánh giá thực phấm. Trong đó, màu sắc là yêu cầu rất quan trọng vì dể làm
kích thích thị hiếu con người. Do đó việc sử dụng màu đe làm tăng tính cảm
quan ngày càng được quan tâm.
Xu hướng trên thế giới hiện nay cũng như khuyến cáo cùa các tố chức y tế,
dần dần sứ dụng phẩm màu tự nhiên đe thay thế phấm màu tồng hợp nhằm đàm
bảo sức khởe của con người.
Một trong những chất màu được giới khoa học quan tâm cũng như việc sừ
dụng rộng rãi nó ở trong dân gian (dạng bột chưa dược sử lý - bột nghệ) là
Curcumin. Curcumin là chất có nhiều trong nghệ vàng có tên khoa học là
Curcuma Long Linn. Nó được sử dụng trong các sán phẩm thực phẩm như dầu
ăn, bánh, keo, bơ, phomát... Đồng thời là hợp chất tự nhiên có ý nghĩa lớn về mặt
y học vì có khá năng oxy hoá rất lớn. Do đó nó tiêu diệt các gốc tự do là nguyên
nhân gây lão hóa các tế bào.Curcumin có nhiều ưu điểm : màu sắc thay đối theo
pH môi trường, bền màu...
Tuy nhiên nếu sử dụng dạng bột nghệ khô vào trong thực phẩm lại có quá
nhiều khuyết điểm. Đó là mùi vị lạ, dể làm thay đối trạng thái cùa sản phẩm...
ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
Bắt nguồn từ những nguyên nhân trên mà đòi hỏi cần có những công trình
nghiên cứu chiết tách các chất màu tự nhiên nói chung và curcumin nói riêng.
Hiện nay trên the giới cũng như trong nước đã có những công trình nghiên cứu
chiết tách Curcumin để ứng dụng trong thực phẩm, dược, mỹ phẩm... Dã có
nhiều phưcmg pháp chiết tách curcumin. Mồi phương pháp có những ưu, nhược
điểm riêng. Được sự cho phép cùa nhà trường và khoa chế biến, dưới sự hướng
dần của Ts Vù Duy Đô, tôi đã quyết định thự hiện đề tài:” Nghiên cứu chiết xuất

Curcumin từ nghệ vàng bàng dung môi xà phòng” với mục đích tạo ra sàn phẩm


2

độc đáo, có giá trị kinh tế,có giá trị dinh dưỡng cao, an toàn cho người sử dụng.
Đe tài gồm có những nội dung chính sau:
-Chưcrng I : Tông quan
-Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
-Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thào luận
-Chương 4: Kct luận và đề xuất ý kiến
Do bước đầu làm quen với việc nghiên cứu, thời gian có hạn và tài liệu
nghiên cứu không nhiều, nên đề tài chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót.
Tôi rất mong nhận dược sự chỉ bão của quí thầy cô giáo, cũng như những ý kiến
đóng góp của bạn đọc, với sự trân trọng và lòng biết ơn sâu sắc.
Nha Trang, tháng 6 năm 2010
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Đại Hưng Thạnh


3

CHƯƠNG I: TỐNG QUAN VÈ NGUYÊN LIỆU
1.1. Tổng quan về chấí màu:
Màu sắc đóng vai trò rất quan trọng trong đời sống con người. Nó ánh
hường đen giá trị sản phẩm. Dây là vấn đề mà các nhà sản xuất các mặt hảng ticu
dùng ngày càng quan tâm, đặt biệt là các săn phấm thực phẩm.
Ta biết, chất lượng các sán phấm thực phấm bao gồm cá giá trị dinh dưỡng
và giá trị cảm quan cùa chúng. Màu sắc là chi số cảm quan rất quan trọng. Ngoài
giá trị hình thức nó còn có tác dụng sinh lý rất mạnh. Màu sắc thích hợp sẽ giúp

cho cơ thế đồng hoá thực phấm dỗ dàng gây cảm giác thích dùng hơn. Do vậy
trong sản xuất thực phấm việc tạo ra màu cho thích hợp với trạng thái và tính
chất của sán phẩm là rất quan trọng.
Đề đàm bão yêu cầu trên trong quá trình gia công chế biến có thề thực
hiện bàng những cách sau:
+ Giữ tối đa màu sắc nguyên liệu trong quá trình gia công chế biến trong
khá năng có thể.
+ Chiết tách, cô đặc và bảo quản chất màu có từ nguyên liệu thực vật sau
đó bồ sung trở lại cho nguyên liệu một cách hợp lý.
+ Tông hợp màu nhân tạo giong với màu tự nhiên của sàn phẩm thực
phẩm rồi dùng chúng nhuộm màu lại cho sán phẩm khác mà ờ dạng tự nhiên
màu không đù mạnh hoặc bị mất màu trong quá trình gia công chế biến.
+ Tạo ra màu mới từ những hợp phần có trong nguyên liệu bằng các biện
pháp kỹ thuật thích hợp.
Trong thực phẩm có thể sử dụng 3 nhóm màu sau đây:
+ Phẩm màu vô cơ: Thường có cấu tạo đơn giản là muối hoặc oxit kim
loại: PbCr04, HgS đỏ, vàng chanh ZnCr04 + K6Cr207
Các chất màu vô cơ ré, bền với nhiệt và ánh sáng, kém bền với axit, bazơ,
cường độ màu không cao dùng de chế tạo sơn, mực in công nghiệp, màu cho
thuý tinh, đồ sứ, cao su.


4

+ Phấin màu hữu cơ:
- Phẩm màu hữu cơ thicn nhicn: Ngày nay các chất màu hữu cơ sử dụng
rộng rãi và đa dạng, nhiều chủng loại màu sắc tươi đẹp, cường độ màu cao, được
sử dụng nhiều trong các lãnh vực kinh tế khác nhau.
Các chất màu thiên nhiên thường có sẵn trong thực vật.
Ví dụ: Màu xanh indigo: có trong cày chàm. Trong cây chàm có chứa

indican, thuỷ phân indican được indixil, oxi hoá indixil được indigo.

Indigo ( xanh lam)

Màu vàng của măng cụt.
Vó măng cụt chứa 7-> 13% tanin và nhựa nangostin C23H2406 màu
vàng tươi, tan nhiều trong trong kiềm và ete, không tan trong nước.
Màu nghệ: cù nghệ chứa 3-4 4% chất màu vàng Curcumin. Đcm củ nghệ
nghiền nhó trích với ligroin loại các chất hữu cơ. Sau đó trích ete và kết tinh lại
trong benzen được Curcumin.
Màu đỏ quà điều, mặc nưa (chứa chất Diospirol 2% có thể trích bàng ete
ancol, dùng đế nhuộm màu đen).
Đây là phấm màu được giới khoa học khuyến cáo nên dùng.
- Tổng hợp: là loại phẩm màu khi sứ dụng phải qua kiểm duyệt của các
cơ quan có thẩm quyền.
Theo kiểm nghiệm chất lượng và thanh tra an toàn thực phấm liều lượng
sử dụng một số chất màu tự nhiên cho người như sau:
+ Diệp lục tố

: không hạn chế

+ Phức hợp clorophyl

: 0 -ỉ- 15mg/kg thề trọng

+ Ribolavin

: 0 T 0,5mg/kg thể trọng

+ Curcumin

: 0 -r 0,5mg/kg thể trọng

+ Carotcn

: không hạn chế

+ Kẹo đắng

: không hạn chế


5

1.1. TỐNG QUAN VỀ CÂY NGHỆ
1.2.1. M ột so loại nghệ, dặc diêm và ứng d iw g ./lj
ơ nước ta có rât nhiêu loại nghệ chủng loại khác nhau về đặc diêm hình
dạng, tính chất, công dụng, thành phần.
Một số loại nghệ ở Việt Nam :[ 1]
ỉ) Cúrcuma longa Linn (Nghệ Vàng, u ẩ t Kim): Là loại nghệ được trồng
phố biến nhất. Thường trồng đế lấy thân rề làm gia vị hoặc làm thuốc. Trong
nhân gian thường sử dụng nghệ vàng dưới dạng bột khồ.
2) Cúrcuma aromática Saỉish (Nghệ Trang): Mọc hầu hết khắp vùng trên
cả nước.
Cây thảo cao khoảng 20 -r 60 cm, lá rộng hình giáo, mặt trên nhẵn, mặt
dưới có lông mềm mượt. Củ hình trụ, mọc toà ra có đốt, ruột màu vàng .
Thân rề chứa 6,1% tinh dầu, tinh dầu có màu trắng vàng, nhớt, mùi long
năo. Chất màu là Curcumin.
3) Cúrcuma zedoaria Roscoe (Nghệ Đen): Là loại nghệ khá phô biên. Cây
thảo cao l,5m. Thân rễ hình nón có khía chạy dọc mang nhiều củ có thịt màu

vàng tái. Lá có đốm đỏ ở gân chính. Hoa màu vàng.
Trong củ chứa 1,5% tinh dầu, sánh, có mùi giống long não, 3,5% chất
nhựa và chất nhầy
4) Curcuma aeruginosa Roxb (Nghệ Xanh): Trồng ở TP Hồ Chí Minh và
một số tinh phía Bắc.
Là loại cây thảo sống nhiều năm cao 1 -r 2m. Thân củ cho cù tròn hình
chuỳ, rộng 2 -ỉ- 3 cm, thịt màu xanh. Lá hình trái xoan thon, gân chính màu tía
hay nâu, cuống lá màu lục. Hoa có lá dài màu ngà, tràng đó ở các phiến, màu
cam ở ống.
5) Cúrcuma xanthorhiza Roxh (Nghệ rễ Vàng, Nghệ Cà Ri): Được trồng ờ
Cần Thơ.


6

Là loại cây Iháo sống nhiều năm có thân rễ màu vàng cam đậm. Phiến lá
thường có vết tía. lá dài có hoa màu đỏ.
Nghệ Rồ Vàng có củ chứa nhiều tinh bột khoáng 40 -ỉ- 60%, tinh dầu 6 T
15%, chất màu là Curcuminoid trong đó có Curcumin.
Ngoài ra còn có một số loại nghệ như.
6) Curcuma alismatifolia Gagnep (Nghệ lá): Mọc hoang ờ Châu Đốc.
7) Curcuma graciỉlina Gagnep (Nghệ Mảnh): Mọc hoang ớ Miền Trung.
8) Curcuma thoreiu Gagnep (Nghệ Thorell): Mọc hoang ớ Châu Đốc và
biên giới Việt Lào.
9) Curcumapierreana Gagnep (Nghệ Pierre): Mọc hoang ờ chân Đèo Cả.
10) Curcuma cochinchinesis Gagnep (Nghệ Nam Bộ): Mọc hoang ở Bà Rịa.
11) Curcuma angustifolia Roxb (Nghệ tá hẹp).
12) Curcuma elata Roxh (Nghệ lá hẹp).
13) Curcuma harmandii Gagnep.
14) Curcuma parvißora Wall (Ngệ hoa nhỏ).

15) Curcuma rubens ( Ngải tía).
16) Curcuma singularis Gegnep.
17) Curcuma sparganifolia Gagnep.
18) Curcuma stenochiìa Gagnep.
1.2.2.

Nghệ vàng : ¡2j
Nghệ Vàng còn được gợi là Khương Hoàng,

Ngọc Kim, Uất Kim. Tên khoa học là Curcuma longa
Linn, thuộc chi Curcuma, họ Zingiberacae. Là loại
nghệ được trồng phổ biến ờ khẳp nơi trên nước ta.
1.2.2.1.

Mô tả : Cây tháo sống nhiều năm, cao khoảng lm. Thân rễ phát

triển thành củ hình khối, trên đó sinh ra nhiều rễ trụ có màu vàng cam. Rễ to,
mọc từ rễ củ, đoạn cuối luôn phình to ra thành hình thoi. Lá mọc so le, có bẹ,
hình dái rộng. Hoa màu vàng xếp thành bông hình trụ ỡ ngọn thân; lá bấc màu
lục hay màu tráng nhạt pha hồng ở chóp lá. Quá hình càu, có 3 ô.


7

Từ gốc cú cầy nghệ hình thành cù cái, củ này hình chùy và nhiều chất xơ.
Những củ con được phát trien từ thân củ cái này và những củ con này có the
được gọi là củ chính vì trong quá trình chiết xuất cũng như trong nhân gian (làm
bột) chi dùng củ này. Từ thân cú chính lại này chồi phát triển thành những củ
non
Đặc điểm củ: củ chắc, năng, dài khoảng 2 -ỉ- 9cm, đường kính củ từ I +

2,5cm tuỳ theo chế độ dinh dường và tuổi của nó. Mặt ngoài của củ có màu xám,
không nhẵn và có đốt.
Khi cắt ngang cú nghệ thấy rõ 2 vùng
riêng biệt. Lõi ỡ trong có màu vàng cam, lõi
này chạy dọc theo chiều dài cú và có đường
kính trụ chiếm 2/3 đường kính củ. Vùng
ngoài vó thịt, có màu vàng. Giữa vùng ngoài
và trụ giữa có lóp xơ ngăn cách. Khi cũ nghệ già thì phân biệt màu giữa vùng
ngoài và vùng lõi không còn rõ rệt nữa. Nghệ củ có thế bão quán được 1 năm.
1.2.2.2. Noi sống và thu hái : Gốc ờ Àn Độ, dược trồng lấy thân rễ làm
gia vị và làm thuốc. Thân rễ thường được thu hái tháng 8, tháng 9, cắt bỗ hết rễ
để riêng. Muốn đế lâu, phái hấp trong 6-12 giờ, sau đó đề ráo nước đem phoi
nấng hay sấy khô.
1.2.2.3. Thành phần hoá học : Ị7|
Bao gồm những thành phần sau:
- Cacbon hydrat

: 64,3%

- Tinh dầu

: Chiếm 3 -ỉ- 5% trong bột nghệ khô, ớ nghệ tươi là

2,4%. Tinh dầu là chất lỏng màu vàng nhạt. Thành phần chính Sesquiterpenoiđ
chiếm trên 80% bao gồm: Turmeron 40%, Arturmeron 40%, ß- Turmerone 10%,
Curzcrcnonc I%...


8

STT
1
2

3
4
5
6

7
8

9
10
11
12

13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

23
24

25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35

Họp chất
Limonen
1 ,8 - cineol
P- cymcn
Terpinolen
C 15H24
Terpinen 4 ol
3 - elemen
Caryophyllen
C„H m
Humulen
C 15H24
C 15H24
Zimgiberen
3 - lisabolen
3 - scsquiphcllandrcn
Ar- Curcumin
a , a .p trimetylbenzylancol

a - bisabolen
Xeton không no (X, 3 C 15H20O
Xeton không no a, 3 C 15H21O
c ,5h 22o
Xeton không no (X, 3 C 15H20O
c „H 22o
Ancol
C | 5 h 2í,o
Ancol C 15H26O
C 15H26O
Xeton không no oe, 3 C 15H20O
a - Turmeron
Ancol C i5H260
3- Tunncron
Ar- Turmeron
Curzerenon
c I5 h :4o
Xeton không no a, 3 C 15H22O

1
||

Bảng L I. Thành phần hóa học của tinh dầu nghệ vàng Việt Nam.

0,05
0 ,1 0

0,05
0,09
0 ,1 0

0,05
0,05
0,90
0 ,1 0

0,50
0,15
0,15
1,50
0 ,2 0

3,00
1 50
0,15
0 ,1 0

0,05
0,05
0 ,1 0
0 ,1 0

0,15
0,50
0,30
0,50
0,70
0,90
30,00
0,50

10,00
1 0,00
1,0 0

0,90
0,50


9

- Chất màu Curcumin :
- Thành phần khác:
+ Nước chiếm từ 75 4 85%
+ Tinh bột
+ Đường
+ Chất béo, chất xơ
+ Vitamin
+ Kim loại
Hàm lượng các chất có thể khác nhau tuỳ theo điều kiện thồ nhưỡng, thời
gian thu hoạch, độ già của củ.
I.2.2.4. Tính vị, tác dụng:
Nghệ có vị đắng, cay, mùi thơm, tính ấm; có tác dụng thông kinh diệt
thống, tiêu mu lên da non, thông mật, làm tăng sự bài tiết của mật của tế bào gan,
kháng khuẩn ...
Nghệ có tác dụng chống oxy hoá cho thực phẩm bằng cách ngăn cán sự
hình thành các peroxide. Do đó cho nghệ vào thực phẩm vừa để tạo màu, tạo
hương vị và kéo dài thời gian bão quàn.
Ngoài ra hiện nay trên thị trường có nhiều sản phấm được chiết xuất từ
nghệ hoặc có bố sung nghệ để làm mỹ phẩm.
1.2.3. Curcmnin.il31

Curcumin là hợp chất tự nhiên được chiết tách chú yếu từ cù nghệ vàng có
nhiều ở nước ta. Có những tên gọi khác nhau: Curcumine, Turrmeric yellow,
Diferoylmethane. Cl Natural Yellow 3.
Curcumin là hỗn hợp gồm 3 chat: Curcumin 1 60%, Curcumin 11 24%,
Curcumin III 14% tính theo tồng hàm lượng Curcumin. Đây là kết quả nghiên
cứu của Srinivasan K.R thực hiện năm 1953.
ỉ.2.3.1. Công thức hoá học, khối lượng phân tử, công thức cấu tạo.Ị3Ị
- Công thức hoá học, khối lượng phân tứ (M).


10

+ Curcumin I : C21H20O6

M = 368,39

1.7- Bis (4- hyđroxyl- 3-mcthoxyphcnyl)- hcpta - 1,6 - dicnc -3,5- dione.
+ Curcumin II : C20H 18O5

M = 338,39

l-( 4- Hydroxyphenyl)- 7- (4- hydroxy-3- methoxy- phenyl)- hepta- 1,6
dien-3,5- dione.
+ Curcumin III: C 1(,H|(J0 4

M = 308,39.

1.7- Bis( 4- hydroxyphenyl)- hepta- 1,6-diene 3,5- 3,5- dione.
- Công thức cấu tạo:
+ Curcumin I

HO -< o ) - C H = CH -C -C H :-C -C H =C H - { q ^»-OH
h 3c o

/

0

0

x och3

H O - / ^ ) - C H = CH -C -C H r- C-CH=CH - ^ Õ ) - ° H
H3C O /

0

0

XH

Curcumin II

+Currcumin III

HOH
1.2.3.2.

-CH = CH -C -C H r- C-CH=CHII
11
o

o

-OH
H

Tính chất vật lý:

Curcumin được chiết tách từ cù nghệ, sau khi làm khô có dạng tinh thể
màu đó ánh tím, dạng vô định hình có màu vàng cam.[6J
Nhiệt độ nóng chảy từ 175 -ỉ- 182 °c.[6]
Curcumin không tan trong nước, tan vừa phái trong rượu lạnh và axeton,
tan tốt trong ctc etylic, cloroform.


II

Curcumin cũng có thể kết tinh lại từ những dung môi dùng đế chiết nó
như: axcton. diclomêtan, dicloctylen, mctanol, ctanol.. .[3]
Trong môi trường kiềm cho dung dịch màu đó. Ờ pH = 9 dung dịch có
màu vàng cam. Trong dung môi có tính axit, Curcumin có màu vàng chanh.
Curcumin bền ở nhiệt độ và mẫn cám với ánh sáng. Tuy nhiên trong điều
kiện nhiệt độ nóng âm ờ nước ta dễ làm suy giảm chất lượng Curcumin.[6]
1.2.3.3.

Tính chất hoá học:Ị6Ị

Curcumin tồn tại ờ hai dạng cân bàng : dạng cacbonyl và dạng enol.
Rị - c - CH = c - R, = s = f c R . - C - C H ^ C - R ,

Ì

ỔH

Dạng enol

' ỉ

1

Dạng cacbonyl

Tinh thể Curcumin hình thành do liên kết giữa OH phcnol và o (hoặc
dạng thù hình OH) trong nhóm cacbonyl và đặc biệt là liên kết hidro giữa các
nhóm chức phân cực.
Curcumin là chất dề bị oxy hoá. Chính tính chất này mà nó được ứng dụng
nhiều trong y học cùng như trong thực phẩm.
* Curcumin dược nhận biết bàng phản ứng màu sau [7]
- Hoà tan một lượng mẫu trong etanol ta dược màu vàng tinh khiết và phát
sáng huỳnh quang màu xanh lục.
- Hoà tan mẫu trong etanol 95% đố lên giấy lọc khô, trên giấy lọc còn lại
một vết màu vàng. Thêm hai giọt dune dịch axit Boric 3%, axit hoá nhẹ bằng
dung dịch axit clohydric 10%, màu vàng sẽ biến thành màu nâu. Sau đó thêm 3
giọt dung dịch amoniac 50%, màu nâu sẽ chuyến sang màu lục xám.
- Hoà tan lượng mẫu trong lOml etanol 95% lắc cho tan.
+ Lấy 0,5ml dung dịch thcm 1 giọt dung dịch axit H2SO4 10% dung dịch
chuyền sang màu đò tím.
+ Lấy 0,5ml dung dịch, thcm I giọt dung dịch K.OH 30%, dung dịch
chuyển sang màu đỏ sẫm.

12

+ Lấy 0,5ml dumz dịch, thêm một giọt dung dịch NaOH 30%, dung dịch
chuyền sang màu đỏ máu.
—Dưới tia cực tím, phát quang màu vàng tươi.
1.2.3.4.

Tác dụng dược và ứng dụng của Curcumin: |4|

a) Tác dụng dược lý:
Trước hết cần xcm xct tính an toàn của Curcumin. Nhiều thí nghiệm được
thực hiện ớ Việt nam cũng như nước ngoài đã chứng minh rằng nehệ không có
tính độc.
Qua nhiều thí nghiệm các nhà khoa học đưa ra những kết quá sau:
+ Giới hạn sử dụng nghệ cho chuột cống 5g/kg cơ thế
+ Chuột Lang giới hạn sứ dụng nghệ là < 2,5g/kg cơ thể.
+ Với khi nghệ gây độc với liều lượng trên 30g/kg.
+ Với chuột Nhắt tráng không có sự thay đồi về tc bào tuý xương và sự
biến dạng cúa NST khi sừ dụng nghệ.
+ Với người khi sử dụne nghệ với liều lượng cao (gấp 1,25 -í- 125 lần so
với khi) vẫn không nhận thấy sự thay đôi về bạch cầu, hồng cầu cùng như công
thức máu.
Các nhà khoa học chứng minh lăng Curcumin là hoạt chất chống dông
máu. Do đó với những người có rối loạn sự đông máu thì không nên dùng nghệ.
Sau đây là những tác dụng của nghệ đối với các cơ quan, tế bào cơ the.
—Với hộ thống tiêu hoá :
Curcumin có tác dụng chống độc đối với gan, giúp gan chống lại sự tấn
công của gốc tự do. Nó còn có tính chất thông mật, gây co bóp túi mật, giảm tỷ
lệ sỏi cholesterol trong mật.
—Với hệ tuần hoàn :

Curcumin có tác dụng chống đông máu, đồng thời giảm lượng cholesterol
trong máu.


13

- Khả năng chống viêm, kháng khuẩn, kháng nấm. Curcumin có khã năng
làm tăng cơ chế chống viêm cúa cơ thể, mặt khác nó không có tác dụng phụ hại
như những loại thuốc khác. Nó có khả năng ức chế được vi khuẩn Gram(-) tuy
nhiên khá năng này không thể so sánh với các thuốc kháng sinh thông thường.
Curcumin 1 có tác dụng ngăn ngừa sự phát triền của vi trùng lao
Mycobacterium tuberculosis, nó cũng có hiệu lực với Salmonella paratyphi,
Staphyllococcus aureus, nấm Trychophyton gypcum.
—Khã năng chổng ung thư :
Curcumin được biết là chất dề bị oxy hoá. Nó tiêu diệt các gốc tự do là tác
nhàn gây lão hoá tế bào và ung thư. Nhiều nhà khoa học đà dưa ra những kết
luận về khá năng này của Curcumin.
Sự kết hợp giữa Curcumin và gcnistcin có tác động ức chế sự phát triển
của tế bào MGF-7 của bệnh ung thư vú ở người. Ngoài ra Curcumin thuộc thế hệ
mới chống ung thư theo cơ chế huỷ diệt từ từ các tế bào ung thư, trong khi các tế
bào lành tính vẫn được bào vệ.
Curcumin còn có tác dụng lên nhiều bệnh ung thư khác như: ung thư kết
tràng, ung thư bạch cầu.
—Khà năng chống oxy hoá :
Curcumin báo vệ chống lại các tác hại do oxy hoạt động gây ra. Curcumin
chống sự oxy hoá mạnh hơn tỏi, hành. Nó còn bảo vệ tế bào tránh sự phân huý
cùa tác nhân oxy hoá.
Ngoài những tác dụng kể trên, Curcumin còn dược phát hiện là chất có
khă năng kháng virus HIV.
Với những tác dụng trên giới khoa học khuyến cáo sử dụng Curcumin

(như chất màu) đc bồ sung vào dầu ăn, bánh kẹo, sữa, phomat...
b) ứng dụng:
- Trong y học:


14

Trong dân gian, nghệ đã được tin dùng như phương thuốc hữu hiệu đế trị
tụ huyết, máu cam, làm cao dán nhọt, thoa chống vết thương tụ máu, làm mau
lành sẹo, trị viêm gan, vàng da, đau dạ dày, ghé lở, mụn nhọt.
Việc tận dụng nghệ, một nguồn dược liệu rẻ tiền, phong phú trong nước
và áp dụng kỹ thuật bào chế Tây y hiện dại sẽ tạo ra nguồn dược, mỹ phấm nội
địa, vừa kế thừa vừa phát huy tiềm năng y học cồ truyền, góp phần bão vệ hữu
hiệu sức khóe.
- Trong Đông y, thân rễ nghệ gọi là khương hoàng, rễ con gọi là uất kim
thường dùng trị phong hàn, chậm có kinh, băng huyết, trị đau bao tử do thiếu
axit, trị loét dạ dày...
- Trong mỹ phẩm: trên thị trường hiện nay nghệ thường được thêm vào mỹ
phẩm kết hợp với vitamin A, E để thành kem nghệ, sữa rửa mặt hạt nghệ...
- Trong công nghiệp màu thực phẩm, dược phẩm:
Chất màu thiên nhiên đóng vai trò quan trọng trong hai nền công nghiệp
lớn: công nghiệp dược phấm và công nghiệp thực phấm.
Một trong những nguyên nhân thường gây ra ngộ dộc thực phẩm là sử
dụng chất màu công nghiệp tạo nên những màu sắc loè loẹt và rè tiền để nhuộm
thức ăn. Vì thế việc sử dụng những chất màu thicn nhiên, không độc đáp ứng
tiêu chuẩn y tế trong việc nhuộm màu thực-dược phẩm đóng vai trò quan trọng
trong việc báo vệ sức khoe người ticu dùng.
Màu vàng cùa nghệ là chất màu thiên nhiên được Dược điển công nhận
với mã số E. 100 đế nhuộm màu dược phẩm thay thế dần những chất màu tổng
hợp như Tartrazine E 102. Chi riêng việc khai thác nghệ đề chế biến thành chất

màu dùng trong thực-dược phấm cũng đủ mờ ra một hướng đi khá thi với nguồn
tài nguyên nghệ phong phú của Việt Nam.
1.2.4. Dầu thực vật.Ị 121
Chất bco lấy từ nguyên liệu thực vật được gọi là dầu thực vật.
Lipit là thành phần quan trọng và chủ yếu cùa nguyên liệu dầu, nó quyết
định giá trị sử dụng trong công nghiệp cùa nguycn liệu dầu. Thành phần chù yếu


15

cúa lipit là triglyxcrit, chiếm 95 + 98% trong nguycn liệu dầu. Các axit của
triglyxerit thường là mạnh thăng, các axit này có thế chứa 1,2,3 nối đôi và có số
lượng nguyên tử cacbon từ 16 + 22. Thông thường số cacbon tù 16 -ỉ- 18. Màu
sắc và mùi vị khác nhau cùa dau thực vật phụ thuộc vào tính ốn định cùa các
chất kèm theo thoát ra từ nguyên liệu dầu cùng với triglyxerit
1.2.4.1. Dầu lạc.

Hàm lưựng lipit trong nhân hạt lạc từ 40 -ỉ- 60% tính theo chất khô.
Trong dầu lạc thành phần axit béo không no chủ yếu là oleic (0 8 :1 ) 50 + 60%,
linolic (0 8 :2 ) 13 +33% và một số axit béo không no như panmitic (0 6 :0 ) 6 +
11%, vỉ thế dầu lạc có thể lóng ờ nhiệt dộ thường.
Ti trọng cùa dầu lạc 0,910 + 0,929, chi số xà phòng 185 + 194, 1.1 82 +
92, nhiệt độ đông đặc - 2,5 + - 3°c.
1.2.4.2 Dầu dậu nành.

Tồng hàm lượng lipit có trong đậu nành là 30%. Trong dầu đậu nành có
các axit béo như: axit linolic (0 8 :2 ) 51+ 57%, oleic (0 8 :1 ) 23 + 29%, linoleic
(0 8 :3 ) 3+6%, panmitic(C16:0) 3 + 6%, stearit (0 8 :0 ) 5 + 7% .
Tì trọng của dầu nành là 0,922 +0,934, chì số xà phòng 190 + 193,1.1 120
+141 nhiệt độ nóng chảy-15 + -18°c.

1.3. Các phuoìig pháp chiết tách các họp chất hữu C0.Ị2]

Chiết là quá trinh rút chất hòa tan trong chất lỏng hay chất ran bằng một
chất lỏng khác. Chiết chất hòa tan trong chất lòng gọi là chiết chất lõng, còn
chiết chất hòa tan trong chất rắn gọi là chiết chất rắn.
1.3.1. Phưong pháp chiết chất lỏng:
Cơ sờ cùa phương pháp là định luật Nemst.
Ở một nhiệt độ không đối, chất hòa tan sẽ phân bố vào hai lớp chất lòng
(hai dung môi) hoàn toàn không hòa tan vào nhau theo một tỷ số nồng độ không
đổi.


16

K

: hàng số phân bố

C|, C2 : nồng độ của chất tan trong dung môi 1,2
Định luật này đúng cho trường hợp nồng độ nhó và chất hòa tan có trạng
thái như nhau trong cả hai chất lỏng 1, 2. Dung môi đem chiết phái hòa lốt chất
chiết hơn so với dung môi mà nó tồn tại.
Quá trình chiết chi được thực hiện khi K. * 1 và neu K >100 thỉ có thể
chiết một lần, K.<100 phái chiết nhiều lan hoặc chiết liên tục.
Với một lượng dung môi chia ra nhiều lần chiết cho kết quả tốt hơn là
chiết một lần. Đây là kết quả được chứmi minh bàng toán học.
Yêu cẩu với dung môi: dung môi có khả năng hòa tan chất chiết lớn hơn
dung môi mà nó tồn tại. Dễ tách khi tinh chế, khác nhau về tỷ khối so với dung
môi cũ, ít có khả năng tạo nhũ tương, ít nguy hiểm.
Dung môi thường dùng là ete etylic, ete dầu hóa, xăng, benzen,

cloroform...
Dụng cụ chiết là phểu chiết. Đồ dung dịch vào phếu rồi cho dung môi
vào sao cho chi chiếm 2/3 thể tích phếu, lượng dung môi thường chiếm 1/5 -ỉ- 1/3
thế tích dung dịch. Đậy nút, một tay giữ nút và phêu, một tay giữa khóa phều, lắc
nhẹ cấn thận, đào ncược nhiều lần. Lắc xong để yên trên giá cho dung dịch tách
ra thành hai lớp. Mở nút phểu chiết, từ từ mớ khóa vòi cho chất lòng ờ lớp dưới
chảy xuống, còn lớp trên lấy ra bằng cách đố qua miệng phếu.
Sau khi thu được dịch chiết, làm khô bằng chất làm khô rồi đem tinh
chế.
Sự hòa tan chất chiết vào dung môi mới phụ thuộc vào bàn chất cùa chất
tan, bàn chất của dung môi, nhiệt độ, phụ thuộc vào bề mặt tiếp xúc. Do đó trong
quá trinh chiết lác càng kỹ càng tot. Neu trong khi chiết tạo nhú tương do tạo
thành một lượng kết tủa trên bề mặt phân chia hai tướng lóng thì cần phái lọc,
nếu do sức căng bề mặt thì cho thêm rượu đề phá sức căng bề mặt ờ trên bề mặt
phân chia hai tướng đó, nếu do sự khác nhau về tý khối giữa hai chất lỏng không
lớn thì them dung dịch muối bão hòa đe tăng tý khối của nước. Nhưng biện pháp
tốt nhất là đề lắng trong thời gian lâu.


17

1.3.2. Phươmg pháp chiết chất rắn:
Độ hiệu dụng cùa chiết chất rắn bàng chất lóng phụ thuộc vào độ hòa tan
và tốc độ chuyển từ tướng này sang tướng khác. Tính tan phụ thuộc vào dung
môi lựa chọn. Có thê tăng tốc độ chuyến tướng bàng cách làm tăng bề mặt tiếp
xúc bàng cách nghiền chất rắn càng nhỏ càng tốt trước khi chiết, khuấy. Có thề
chiết bang cách hoà tan chất trong dung môi rồi gạn lọc.
Thực hiện chiết liên tục trên máy chiết Soxlet. Đun nóng dung môi trong
bình cầu cho hơi dung môi đi lên bình chiết chứa chất qua ống sinh hàn neược
rồi ngưng tụ. Dung môi dược chọn phải là hòa tan chất hữu cơ nghiên cứu hoặc

hòa tan chất phụ rồi qua ốna chảy nhánh chảy trớ lại bình cầu.
• Neu dung môi hòa tan chất phụ thỉ chất hữu cơ rắn còn lại trên binh
chiết, lấy ra và làm khô.
• Neu dung môi hòa tan chất hữu cơ thì thu được dung dịch chất hữu cơ
trong bình cầu và đem tinh chế như cô, cho kết tủa hoặc cho kết tủa bàng dung
môi thứ hai.
1.4. Một số phương pháp chiết Curcumin đã đưọc nghiên cứu:
1.4.1. Chiết bang dung môi thực phânv.ỊÌỊ
Việc chiết Curcumin dược thực hiện bàng phương pháp chưng ninh.
Dung môi chiết là dầu mỡ như: dầu tông hợp, dầu lạc, dầu dừa, mỡ heo.
Sau khi kết thúc quá trình chưng ninh hỗn hợp gồm dung môi và nghệ,
bàng cách gạn lọc tách dầu và bà nghệ thành hai phần riêng biệt. Sau đó,
Curcumin được loại khói dung môi (dầu) bằng NaOH sẽ thu được dung dịch màu
đò sẫm, đó là dune dịch phenolat. Tiếp đó trung hòa NaOH bàng HC1, lúc này sẽ
xuất hiện lớp kết tủa lăng xuống dưới, lọc kết tủa này qua phểu lọc, rứa lại bàng
nước cất cho hết axit sẽ thu được Curcumin có màu vàng cam.
1.4.2. Chiết hằng dung môi hữu cơ:[3]
Trước khi chiết cần loại tinh dầu ra khỏi nguyên liệu nghệ nhàm làm cho
quá trình chiết Curcumin dỗ dàng hơn và sàn phẩm không có mùi tinh dầu nghệ.
Đồng thời cũng loại bõ phần lớn nhựa nghệ tạo điều kiện tinh chế Curcumin.
Tách tinh dầu ra khói nguyên liệu bàng dung môi ele dầu hòa, ớ nhiệt dộ
60°c, thời gian là 6h, trên binh chiết Soxhlet.


18

Việc chiết Curcumin cũng diễn ra trên bộ chiết soxhlet, dung môi chiết
là hốn hợp dung môi Axeton - Etyl Axetat. Tác dụng cùa từng dung môi trong
hỗn hợp là khác nhau. Curcumin hòa tan nhiều trong dung môi Etyl Axctat
nhưng dung môi này lại hòa tan nhiều chất khác, còn Axeton hòa tan vừa phải

Curcumin nhưng ít hòa tan hợp chất khác. Hai chất này hồ trợ cho nhau trong
quá trình chiết Curcumin đế hiệu suất cao hơn.
Quá trình tinh chế được thực hiện qua hai bước :
+ Lọc tạp chất rắn: dùng ete dầu hỏa và Etyl Axetat để hòa tan Curcumin
thô, sau đó lọc hồn hợp qua giấy lọc, dung dịch lọc thu được cho bốc hơi dung môi.
+ Ket tinh: kết tinh Curcumin trong cồn tuyệt đối, gạn lấy phần kết tinh
phía dưới sấy khô, sàn phẩm có màu vàng cam.
1.5. Mục tiêu nghicn cứu:
Đưa ra được quy trinh công nghệ chiết xuất Curcumin từ nghệ vàng bằng
dung môi xà phòng.
1.6. Tính cấp thiết của dề tài:
Nguồn nguyên liệu nghệ trong nước rất dồi dào nhưng giá trị sử dụng
chưa cao và thiếu tính đa dạng.
Thực tế sàn xuất các sán phám từ nghệ vẫn chưa tận dụng tối đa các thành
phần cùa nó, gây lãng phí nguyên liệu, thiếu tính hấp dẫn.
Do đó, sán phẩm curcumin được chiết từ nghệ vàng bàng du nu môi xà
phòng sẽ nâng cao hàm lượng, là sản phẩm an toàn, có tính kinh tế cao, và dề
ứng dụng vào trong sán xuất công nghiệp.
1.7. Ý nghĩa và khả năng ứng dụng của đề tài:
Đưa ra dược giải pháp chiết curcumin bàng dung môi xà phòng, góp phần
phát triển công nghệ chiết tách sau khi nghiên cứu thành công.
Tận dụng tối đa nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước, nâng cao giá trị sừ
dụng cho nguyên liệu, cài thiện đời sống vật chất cho người nông dân, góp phần
phát triển kinh tc xã hội.
Tạo ra sản phẩm ứng dụng vô cùng to lớn như thực phẩm chức năng, thực
phẩm chống dị ứng, chất bào quán thực phẩm, chất màu trong thực phẩm.