Đặc tính của chiết xuất curcumin từ củ nghệ vàng curcuma longa l và khả năng ứng dụng chăm sóc da

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

––––––––

HỒ THỊ MINH TRANG

ĐẶC TÍNH CỦA CHIẾT XUẤT CURCUMIN TỪ
CỦ NGHỆ VÀNG CURCUMA LONGA L. VÀ
KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CHĂM SÓC DA
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
(Ngành: công nghệ Kỹ thuật Hoá học)

Nha Trang –7/ 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

––––––––

HỒ THỊ MINH TRANG

ĐẶC TÍNH CỦA CHIẾT XUẤT CURCUMIN TỪ
CỦ NGHỆ VÀNG CURCUMA LONGA L. VÀ
KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CHĂM SÓC DA
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

(Ngành: công nghệ Kỹ thuật Hoá học)

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:
TS. PHAN VĨNH THỊNH

Nha Trang –7/ 2017


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian nghiên cứu tại trường và các phòng thí nghiệm, tôi đã nhận
được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong Khoa CNTP để thực hiện đề tài này.
Qua đây, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới:
-

Quý thầy cô, cán bộ trường Đại học Nha Trang đã dạy bảo trong suốt khoá
học.

-

Lời cảm ơn chân thành đến giáo viên hướng dẫn, thầy Phan Vĩnh Thịnh đã
giúp đỡ, hướng dẫn trong thời gian làm đồ án.

-

Gia đình và bạn bè đã luôn bên cạnh động viên, giúp đỡ trong suốt thời gian
qua.
Nha Trang, ngày 5 tháng 7 năm 2017
Sinh viên thực hiện

Hồ Thị Minh Trang

i


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i
MỤC LỤC .................................................................................................................. ii
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. iv
DANH MỤC HÌNH ...................................................................................................v
DANH MỤC VIẾT TẮT .......................................................................................... vi
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .......................................................................................3
1.1. Tổng quan về curcuminoids .................................................................................3
1.1.1. Đặc điểm và sự phân bố của cây nghệ ..............................................................3
1.1.1.1. Đặc điểm cây nghệ .........................................................................................3
1.1.1.2. Sự phân bố của cây nghệ ................................................................................4
1.1.2. Thành phần hoá học trong thân rễ của cây nghệ ...............................................4
1.1.3. Cấu trúc của curcuminoids ................................................................................4
1.2. Tính chất hoá lý của curcuminoids ......................................................................7
1.2.1. Tính chất vật lý ..................................................................................................7
1.2.2. Tính chất hoá học ..............................................................................................7
1.2.3. Hoạt tính sinh học của curcuminoids ..............................................................11
1.3. Đặc tính của các hợp chất curcuminoids từ củ nghệ vàng .................................13
1.4. Ứng dụng của curcuminoids trong các sản phẩm mỹ phẩm ..............................19
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................20
2.1. Đối tượng nghiên cứu, hoá chất và dụng cụ .......................................................20
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................................20
2.1.2. Hoá chất ...........................................................................................................20
ii

2.1.3. Dụng cụ - thiết bị .............................................................................................20
2.2. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................25
2.2.1. Phương pháp đo phổ ........................................................................................25
2.2.2. Phương pháp phân lập curcumin .....................................................................25
2.2.2.1. Kết tinh lại các curcuminoids .......................................................................25
2.2.2.2. Phương pháp sắc ký bản mỏng (TLC) .........................................................26
2.2.2.3. Phương pháp sắc ký cột ................................................................................27
2.2.2.4. Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) ..............................................................27
2.2.3. Xác định hàm lượng polyphenol tổng số ........................................................28
2.2.4. Hoạt tính chống oxy hoá .................................................................................28
2.2.5. Xác định khả năng khử ....................................................................................28
2.2.6. Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm ..........................................................29
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................30
3.1. Phổ UV-Vis ........................................................................................................30
3.2. Phân lập curcumin ..............................................................................................31
3.2.1. Phương pháp sắc ký bản mỏng TLC ...............................................................31
3.2.2. Kết tinh curcumin bằng dung môi ...................................................................32
3.2.4. Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) .................................................................33
3.3. Hàm lượng polyphenol tổng số ..........................................................................35
3.4. Hoạt tính chống oxy hoá ....................................................................................36
3.5. Khả năng khử của các dịch chiết curcuminoids từ củ nghệ ...............................38
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................40
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................41

iii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Cấu trúc các thành phần của curcuminoids ................................................ 5

Bảng 1.2: Phương pháp đánh giá đặc tính của hợp chất curcuminoids .................... 14
Bảng 2.1: Tính chất của một số dung môi hữu cơ .................................................... 24
Bảng 3.1: Rf của các curcuminoids trong các pha động của sắc ký bản mỏng ........ 31
Bảng 3.3: Hàm lượng polyphenol tổng số của dịch chiết từ các mẫu bột nghệ
nguyên liệu trong điều kiện sấy khác nhau ............................................................... 35
Bảng 3.4: Hàm lượng polyphenol tổng số của dịch chiết từ các mẫu bột nghệ
nguyên liệu được xử lý với các nồng độ enzyme khác nhau .................................... 35
Bảng 3.5: Hàm lượng polyphenol tổng số của dịch chiết từ các mẫu bột nghệ
nguyên liệu được xử lý với thời gian lắc khác nhau ................................................. 36
Bảng 3.6: Hoạt tính chống oxy của dịch chiết từ các mẫu bột nghệ nguyên liệu trong
điều kiện sấy khác nhau ............................................................................................ 36
Bảng 3.7: Hoạt tính chống oxy hoá của dịch chiết từ các mẫu bột nghệ nguyên liệu
được xử lý với các nồng độ enzyme khác nhau ........................................................ 37
Bảng 3.8: Hoạt tính chống oxy hoá của dịch chiết từ các mẫu bột nghệ nguyên liệu
được xử lý với thời gian lắc khác nhau ..................................................................... 37
Bảng 3.9: Khả năng khử sắt (III) của dịch chiết từ các mẫu bột nghệ nguyên liệu
trong điều kiện sấy khác nhau ................................................................................... 38
Bảng 3.10: Khả năng khử sắt (III) của dịch chiết từ các mẫu bột nghệ nguyên liệu
được xử lý với các nồng độ enzyme khác nhau ........................................................ 38
Bảng 3.11: Khả năng khử sắt (III) của dịch chiết từ các mẫu bột nghệ nguyên liệu
được xử lý với thời gian lắc khác nhau ..................................................................... 39

iv


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Cây nghệ vàng Curcuma longa L. ..............................................................3
Hình 1.2: Công thức hóa học chung của curcuminoids ..............................................5
Hình 1.3: Đồng phân cis – trans curcumin .................................................................5

Hình 1.4: Các đồng phân enol − ceton của curcumin .................................................6
Hình 1.5: Quá trình tautomer hóa của các hợp chất curcuminoids .............................6
Hình 1.6: Sự phân hủy của curcumin dưới tác dụng của ánh sáng .............................8
Hình 1.7: Giai đoạn 1 của quá trình phân huỷ curcumin trong môi trường kiềm.......8
Hình 1.8: Giai đoạn 2 của quá trình phân hủy curcumin trong môi trường kiềm.......9
Hình 1.9: Phản ứng cộng H2 .....................................................................................10
Hình 1.10: Phản ứng tạo phức với kim loại ..............................................................11
Hình 1.11: Công thức cấu tạo của curcumin .............................................................11
Hình 3.1: Phổ UV-Vis của curcumin trong các dung môi khác nhau.......................30
Hình 3.2: Kết quả TLC của dịch chiết curcuminoids với các hệ dung môi ..............31
Hình 3.3: TLC của mẫu chuẩn curcumin (trái) và mẫu dịch chiết (phải) trong điều
kiện tối ưu..................................................................................................................32
Hình 3.4: Sắc ký đồ HPLC của dung dịch curcumin ................................................34
Hình 3.5: Sắc ký đồ HPLC của mẫu dịch chiết từ củ nghệ vàng ..............................34

v


DANH MỤC VIẾT TẮT

C

: Curcumin

DMC

: Demethoxycurcumin

BDMC

: Bisdemethoxycurcumin

EtOH

: Ethanol

MeOH

: Methanol

AcEt

: Ethylacetate

GAE

: Acid Gallic

AA

: Acid Ascorbic

HPLC (High Performance Liquid Chromatography): Sắc ký lỏng hiệu năng cao
TLC (Thin Layer Chromatography): Sắc ký bảng mỏng

vi


MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với sự phát triển của đời sống vật chất và tinh thần, nhu cầu

làm đẹp của con người ngày càng được quan tâm. Xu hướng của người tiêu dùng là
yêu thích và chọn lựa các sản phẩm mỹ phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên, do khả
năng trị liệu tốt và không độc hại đối với con người. Trong rất nhiều loại thảo dược
có tác dụng tốt cho da, nghệ vẫn là loại có tiêu chuẩn vàng giúp cho làn da mịn
màng và tươi trẻ.
Từ lâu con người đã biết sử dụng nghệ như là một loại gia vị, thuốc gia
truyền chữa được nhiều bệnh. Ngày nay, nghệ được ứng dụng rộng rãi hơn trong
các lĩnh vực như mỹ phẩm, dược phẩm, thực phẩm. Những nghiên cứu mới nhất
cho thấy các curcuminods, đặc biệt curcumin trong thành phần củ nghệ, có nhiều
hoạt tính sinh học quan trọng như: ức chế các tế bào ung thư, chống oxi hóa, chống
viêm khớp, chống thoái hóa, chống thiếu máu cục bộ và kháng viêm. Sản phẩm mỹ
phẩm có bổ sung hoạt chất curcuminoids đã xuất hiện trên thị trường, chủ yếu là các
loại kem trị mụn, làm lành vết thương và liền sẹo.
Ở Việt Nam, nguồn nguyên liệu nghệ vàng khá phong phú, phân bố ở nhiều
tỉnh thành như Vĩnh Phúc, Hải Dương, Hưng Yên, Nghệ An, Quảng Nam, Đồng
Nai, Bình Dương… Tuy trữ lượng nghệ rất dồi dào nhưng việc nghiên cứu hoạt tính
sinh học và các ứng dụng của curcumin vẫn còn hạn chế. Do đó, tôi chọn đề tài
“Đặc tính của curcumin thu nhận từ củ nghệ vàng Curcuma longa L. và khả
năng ứng dụng chăm sóc da” cho đồ án tốt nghiệp.
Nội dung nghiên cứu:
- Xác định hàm lượng polyphenol tổng số trong dịch chiết curcuminoids;
- Xác định khả năng chống oxy của các dịch chiết;
- Tối ưu hoá các điều kiện của sắc ký bản mỏng TLC bằng phương pháp

thực nghiệm;
- Phân lập curcumin bằng sắc ký bản mỏng, sắc ký cột và HPLC.

Đối tượng nghiên cứu: Củ nghệ vàng (Curcuma longa L.) có nguồn gốc ở
Đăk Lăk.
1

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
 Ý nghĩa khoa học của đề tài:
- Xác định hàm lượng polyphenol tổng số, hoạt chất chống oxy hoá và khả
năng khử của chiết xuất curcumin thu nhận từ củ nghệ vàng.
- Phân lập curcumin bằng sắc ký bản mỏng, sắc ký cột và HPLC.
 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:
- Khả năng ứng dụng trong các sản phẩm chăm sóc da.

2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về curcuminoids
1.1.1. Đặc điểm và sự phân bố của cây nghệ
1.1.1.1. Đặc điểm cây nghệ
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. Cao khoảng 0,60 đến 01 mét. Thân rễ thành củ hình trụ hoặc hơi dẹt, khi bẻ
hoặc cắt ngang có màu vàng cam sẫm do có chứa chất màu curcumin. Lá hình trái
xoan thon nhọn ở hai đầu, hai mặt đều nhẵn dài tới 45cm, rộng tới 18cm, lá khum
hình máng rộng, đầu tròn màu xanh lục nhạt, lá non hẹp hơn, màu hơi tím nhạt.
Cụm hoa mọc từ giữa các lá lên thành hình nón thưa, cánh hoa ngoài màu xanh lục
vàng nhạt, chia thành ba thùy [1]. Củ nghệ có vị đắng, cay, mùi thơm hắc, tính ấm
chứa tinh dầu (3-5%) màu vàng nhạt, thơm, ngoài ra còn có tinh bột, canxi oxalat và
chất béo. Toàn bộ phần trên mặt đất tàn lụi vào mùa đông ở các tỉnh phía Bắc và
mùa khô ở các tỉnh phía Nam [2]. Cây mọc lại vào giữa mùa xuân, có hoa sau khi
đã ra lá. Hoa mọc trên những thân của những chồi năm trước. Những thân đã ra hoa
thì năm sau không mọc lại nữa và phần thân rễ của chúng trở thành những "củ cái"

già, sau 1 – 2 năm bị thối, cho những nhánh non nảy chồi thành các cá thể mới [3].

Hình 1.1: Cây nghệ vàng Curcuma longa L.

3


1.1.1.2. Sự phân bố của cây nghệ
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 [4] , [5].
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 [6].
1.1.2. Thành phần hoá học trong thân rễ của cây nghệ
Thành phần hóa học chính quan trọng nhất của thân rễ nghệ là curcuminoids
(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 [2], [7], [8].
Ngoài ra còn có những thành phần với hàm lượng thấp hơn như
demethoxycurcumin, bisdemethoxycurcumin, dihydrocurcumin, phytosterol, các
acid béo và polysaccharid [2].
1.1.3. Cấu trúc của curcuminoids
Curcuminoids là nhóm chất màu chiết xuất từ thân rễ cây nghệ vàng
(Curcuma

longa

L.).

Curcuminoids

gồm

curcumin,

demethoxycurcumin,

bisdemethoxycurcumin. Chúng là những hợp chất polyphenol, hầu hết các dẫn xuất
đều khác nhau nhóm thế trên gốc phenyl [9]. Lượng curcumin trong bột nghệ
khoảng 3-6%. Hỗn hợp curcuminoids khoảng 77% curcumin (C), 17%
demethoxycurcumin (DMC), 3% bisdemethoxycurcumin (BDMC) [8].

4


HO

OH

R1

R2
O
O
Hình 1.2: Công thức hóa học chung của curcuminoids

Bảng 1.1: Cấu trúc các thành phần của curcuminoids [10]

Hợp chất

R1

R2

CTPT

M(đ.v.C)

C

OCH3

OCH3

C21H20O6

368

DMC

OCH3

H

C20H18O5

338

BDMC

H

H

C19H16O4

308

Danh pháp quốc tế của [11]:
- Curcumin:1,7-bis-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-hepta-1,6-diene-3,5-dione
- Demethoxycurcumin:1-(4-hydroxyphenyl)-7-(4-hydroxy-3methoxyphenyl)-hepta-1,6-diene-3,5-dione.
- Bisdemethoxycurcumin:1,7-bis-(4-hydroxyphenyl)-hepta-1,6-diene-3,5-dione
Ngoài thành phần chính là curcuminoid như trên, trong thân rễ nghệ còn có
một số đồng phân hình học của chúng, như đồng phân cis – trans curcumin.

H3CO
OH

O

+
2-

O

+

H
OCH 3
OH

Hình 1.3: Đồng phân cis – trans curcumin

5


Curcuminoids là những β-diceton tồn tại ở dạng đồng phân tautomer: cis –
diceton hoặc trans – dixeton và dạng enol (cis – enol). Trong dung dịch, các hợp
chất β-diceton như vậy tồn tại dưới dạng hỗn hợp ceton và enol do quá trình
tautomer hóa [11]. Trong cấu trúc của enol có liên kết hydro [12].
CH3

O

O

CH3

O

H3C

H

H

H
O

O

O

O

O

O
O

O

Cis-Keto

H

H

H

H

O

H

CH3

Trans - Keto
-

H

CH3

O

O

+

CH3

O

O

H

H

H

O

O

Enol

Hình 1.4: Các đồng phân enol − ceton của curcumin
HO

R1

R2

R1
O

OH

HO

OH

O

R2
O

OH

Hình 1.5: Quá trình tautomer hóa của các hợp chất curcuminoids
Các phân tử curcuminoids chứa hệ thống liên hợp mở rộng với các vòng
phenyl nằm cuối mạch (trong cấu dạng enol). Ngoài ra, curcuminoids còn chứa các
nhóm carbonyl, methoxy và hydroxyl, góp phần tạo nên hoạt tính sinh học đa dạng

của curcuminoids. Với những đặc điểm cấu trúc trên, curcuminoids là những
polyphenol được xếp vào các hợp chất kháng oxy hóa dạng phenolic [13].

6


1.2. Tính chất hoá lý của curcuminoids
1.2.1. Tính chất vật lý
Là dạng bột màu vàng cam huỳnh quang, không mùi, bền với nhiệt độ,
không bền với ánh sáng. Khi ở dạng dung dịch curcumin dễ bị phân hủy bởi ánh
sáng và nhiệt độ, tan trong chất béo, ethanol, methanol, diclomethane, acetone và
hầu như không tan trong nước ở môi trường acid hay trung tính (độ tan <10 mg ở
250C). Tan trong môi trường kiềm tạo dung dịch màu đỏ máu rồi ngã tím, tan trong
môi trường acid có màu đỏ tươi [11].
Các thông số lý tính đặc trưng của curcumin [10]:
Thông số

C

DMC

BDMC

Điểm chảy (0C)

184

172

222

λmax phổ UV-Vis (nm)

425

420

416

1.2.2. Tính chất hoá học
a) Phản ứng phân hủy
- Phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng: dưới tác dụng của ánh sáng,
curcumin phân hủy thành vanillin, acid vanillic, aldehyd ferulic, acid ferulic
(Hình 1.6).
Curcumin cũng không bền ngay cả khi có và không có mặt của oxy. Khi có mặt
oxy và ánh sáng, curcumin bị phân hủy tạo thành 4-vinylguaialcol và vanillin [13].
Curcumin có thể bị vòng hóa trong điều kiện không có mặt của oxy.
-

Phân hủy trong môi trường kiềm
Tonnesen và Karlsen (1985) đã nghiên cứu quá trình kiềm phân hủy của

curcumin, sản phẩm của quá trình phân hủy trong khoảng pH từ 7 đến 10 được xác
định bằng HPLC. Sản phẩm của quá trình phân hủy là acid ferulic và feruloylmetan
(Hình 1.7).

7


O

O

OH

hv

-

Ar

Ar

O

-

-

Ar

-

Ar

O

OCH 3
-

Ar
HO

HC

O
-

CH

Ar

O

O
-

Ar

OCH 3
OCH 3

OCH 3

H
-

C
HO

HO
HO

O

OH

O
O

H
O

O

-

Ar

-

Ar

Ar

-

Hình 1.6: Sự phân hủy của curcumin dưới tác dụng của ánh sáng
O

O

HO

OH
H3CO

H3CO

O

O
HO

CH3
HO

OH
H3CO

feruloyl methane

H3CO

condensation product

ferulic acid

Hình 1.7: Giai đoạn 1 của quá trình phân huỷ curcumin trong môi trường kiềm

8


Sau đó feruroyl metan tiếp tục bị phân hủy thành vanilin và acetone. Acid ferulic
bị phân hủy thành vinylguaialcol và CO2 [14].
HC

CO

CH

CH3

CHO

+
OCH 3

H3C

CO

CH3

OCH 3

OH

OH

feruroyl metan
HC

CH

COOH

HC

CH2

+
OCH 3

OCH 3
OH

CO 2

OH

vinylguai alcol

Hình 1.8: Giai đoạn 2 của quá trình phân hủy curcumin trong môi trường kiềm
b) Phản ứng cộng H2
Trong hợp chất curcumin có chứa các hydrocarbon chưa no, do đó có khả năng
tham gia phản ứng cộng 1, 2 hoặc 3 phân tử H2 tạo thành các dẫn xuất
dihydrocurcumin, tetrahydrocurcumin và hexahydrocurcumin, khi có mặt xúc tác kim
loại hay oxit kim loại (Ni, PtO2), các sản phẩm này cũng là các chất chống oxy hoá
(Hình 1.9) [13].

c) Phản ứng của nhóm hydroxyl trên vòng benzen
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 curcumin.
Ngoài ra, phản ứng với các gốc tự do còn liên quan đến sự chuyển nguyên tử hydro
của nhóm methylen ở carbon giữa mạch, làm giảm hay mất hoạt tính của các gốc
này. Hai hướng phản ứng này góp phần giải thích tính chống oxy hóa mạnh của
curcuminoids khi ứng dụng nó trong ngành dược.
9


HO

OH

OCH 3

+ H2
Nl (PtO2)

H3CO

OH

O
n= 1: dihydrocurcumin
HO

OH

OCH 3

H3CO

O

HO

n= 2: tetrahydrocurcumin
HO

OH

OCH 3

H3CO

O

HO

Hình 1.9: Phản ứng cộng H2
d) Phản ứng tạo phức
Phức kim loại bao gồm ion kim loại trung tâm liên kết với các phân tử khác
bằng liên kết cộng hóa trị. Curcuminoids với cấu trúc β-diceton trong môi trường
acid hay trung tính nằm dưới dạng xeton – enol đối xứng và ổn định, làm cho
curcuminoids có khả năng tạo phức với nhiều ion kim loại khác nhau: Mn2+, Fe2+,
Cu2+, Ga3+,… Curcuminoids có khả năng cho đi một hay nhiều cặp electron tự do
trên các nguyên tử oxy của cấu trúc xeton – enol và chất nhận là các ion kim loại
với lớp vỏ electron còn trống [13]. Do vậy, liên kết cộng hóa trị giữa curcuminoids

và kim loại được hình thành. Sự liên kết này làm thay đổi năng lượng trường tinh
thể của ion kim loại, làm thay đổi sự phân bố electron trong phân tử. Kết quả là
phức của kim loại và curcuminoids sẽ có nhiều màu sắc khác nhau.

10


R

1

R

R

O
O

R

R

+
+

O
M
O

+

1

R

+

CH3

1

R

1

Hình 1.10: Phản ứng tạo phức với kim loại
1.2.3. Hoạt tính sinh học của curcuminoids
Hoạt tính sinh học chủ yếu của curcuminoids là chống oxy hoá, kháng khuẩn,
kháng virus và kháng một số tế bào ung thư [3]. Nhiều công trình nghiên cứu thử
nghiệm ở các nước trên thế giới đã khẳng định từ lâu rằng hoạt chất curcumin có tác
dụng huỷ diệt tế bào ung thư vào loại mạnh. Tại Mỹ, Đài Loan, người ta đã tiến hành
thử lâm sàng dùng curcumin điều trị ung thư và kết luận rằng curcumin có thể kìm hãm
sự phát tác của tế bào ung thư da, dạ dày, ruột, vòm họng, dạ con, bàng quang.
Curcumin còn là chất bổ cho dạ dày, ruột, gan, mật, lọc máu, làm sạch máu, điều trị vết
thương, chống viêm khớp, dị ứng, nấm, chống vi khuẩn [9].
Curcumin có giá trị hoạt tính sinh học cao là do trong công thức cấu tạo của
curcumin có các nhóm hoạt tính sau :

O

O
CH

C

CH2

C

CH
CH

HC

OCH 3

H3CO
OH

OH

Hình 1.11: Công thức cấu tạo của curcumin

11


-

Nhóm parahydroxyl: Hoạt tính chống oxi hoá.

-

Nhóm ceton: Kháng viêm, kháng ung thư, chống đột biến tế bào.

-

Nhóm liên kết đôi: Kháng viêm, kháng ung thư, chống đột biến tế bào.

a) Hoạt tính chống oxy hóa
Trong cơ thể luôn tồn tại những hợp chất có khả năng loại bỏ các dạng oxy
hoạt động trên, và được gọi là các chất kháng oxy hóa. Tiêu biểu là enzym
superoxid dismutase (SOD), glutathion (GSH), enzym glutathion peroxydas (GSH –
Px), enzym catalas và những phân tử nhỏ như tocopherol, ascobat…
Trong cơ thể luôn tồn tại sự cân bằng giữa các dạng oxy hoạt động và các
dạng kháng oxy hóa. Đó là trạng thái cơ bản của cân bằng nội môi. Do ảnh hưởng
của nhiều yếu tố tác động từ bên ngoài hay bên trong cơ thể, làm cho cân bằng này
di chuyển theo hướng gia tăng các dạng oxy hoạt động. Trạng thái sinh lý này được
gọi là stress oxy hóa. Oxy kết hợp với mô, oxy hóa thành phần tế bào và các phân tử
sinh học. Khi bị stress oxy hóa, các gốc tự do tạo thành có khả năng phản ứng rất
cao với các hợp chất sinh học sẽ gây tổn thương mô [9].
Curcuminoids là hợp chất tự nhiên tách từ cây nghệ vàng, có tính chất kháng
oxy hóa khá cao, ngăn cản sự tạo thành các gốc tự do như superoxid, hydroxyl…
Cơ chế quá trình chống oxy hóa của curcuminoids là ngăn cản sự peroxid hóa các
lipid trong cơ thể [15].
Phản ứng peroxid hóa lipid là phản ứng dây chuyền và xảy ra theo cơ chế
gốc tự do, gồm các bước sau:
Giai đoạn khơi mào: Dưới tác dụng của các gốc tự do, nguyên tử hydro bị
tách ra khỏi các acid béo chưa bão hòa (lipid).
-SH + R

.

.
-S + O2

.
–S + RH
.
-SOO

Phản ứng dây chuyền: Gốc tự do peroxyl vừa hình thành tấn công các acid
béo kế cận.

12


.

-SOO + -SH

.
-SOOH + -S

Quá trình tiếp diễn dẫn đến sự tích lũy các peroxid béo trong màng tế bào,
làm màng tế bào không ổn định và cho phép sự xâm nhập của các ion có hại. Gốc tự
do peroxyl tấn công các ion cũng như các protein màng tế bào.
b) Hoạt tính kháng ung thư
Ung thư là một căn bệnh nan y từ trước đến nay. Yêu cầu của thuốc trị ung
thư là ức chế sự phát triển các tế bào ung thư nhằm chặn đứng sự phát triển và di
căn của ung thư. Tuy nhiên nhược điểm chung của đại đa số các thuốc trị ung thư

hiện nay là không có sự chọn lọc cao, đều dễ bị lờn thuốc và hệ số an toàn giảm dần
theo thời gian sử dụng, ngoài ra chúng có thể gây độc cho các tế bào lành và gây ra
các tác dụng phụ như: rụng tóc, buồn nôn... Vì vậy việc tìm ra một hoạt chất có tác
dụng chống ung thư nguồn gốc từ tự nhiên và tăng hoạt tính của các hoạt chất đó
đang là vấn đề được quan tâm hàng đầu.
Curcumin là chất hủy diệt tế bào ung thư vào loại mạnh nhất theo cơ chế tự
hủy diệt từng phần các tế bào ác tính. Có tác dụng kìm hãm tế bào ung thư ở cả ba
giai đoạn khởi phát, tiến triển và giai đoạn cuối. Kết quả là các tế bào ung thư bị vô
hiệu hóa nhưng không gây ảnh hưởng đến tế bào lành tính, đồng thời ngăn ngừa sự
hình thành tế bào ung thư mới [15].
Ngoài ra curcumin còn có tác dụng loại bỏ các men gây ung thư, bắt các gốc
tự do gây ung thư. Bởi vậy, curcumin có thể giúp cơ thể vừa phòng ngừa vừa chống
ung thư một cách hiệu quả.
1.3. Đặc tính của các hợp chất curcuminoids từ củ nghệ vàng
Các đặc tính như: khả năng chống oxy hoá, khả năng khử, tổng hàm lượng
các hợp chất phenol của các chiết xuất từ củ nghệ đã được đánh giá trong các
nghiên cứu trong và ngoài nước (bảng 1.2).

13


Bảng 1.2: Phương pháp đánh giá đặc tính của hợp chất curcuminoids
Đặc tính

Phương pháp đánh giá

Kết quả

Tài liệu
tham khảo

Khả năng

1.Phương pháp của Prieto, Pineda,

Khả năng

[14]

chống oxy

và Aguilar (1999): Dịch chiết

chống oxy hoá

[15]

hoá

curcuminoids thể tích 0,1ml được

của Curcumin,

cho vào ống nghiệm chứa 1.0ml

DMC, BDMC

dung dịch (gồm 0,6M H2SO4, 28mM

tương ứng là

Na2HPO4, 4mM

3099±66,

(NH4)6Mo7O24.4H2O). Methanol (thể 2833±25 và
tích 0,1 ml) được sử dụng làm mẫu

2677±301

trắng. Các ống nghiệm được phản

µmol/g AA.

ứng trong bể ổn nhiệt ở 950C trong

2. Khả năng

90 phút. Độ hấp thụ của các mẫu

chống oxy hoá

được đo ở bước sóng 695nm

của Curcumin,

2. Khả năng chống oxy hoá của dịch

DMC, BDMC

chiết từ củ nghệ gồm C, DMC và

lần lượt là

BDMC được xác định bằng phương

81,98%,

pháp acid linoleic peroxidation

81,77%, 73% ở

Các nhũ tương acid linoleic được

120 giờ.

khuếch tán trong tween-40.

3. Hoạt động

Curcuminoids được hoà tan trong

chống oxy hóa

MeOH và 0,5ml dung dịch trong

mạnh nhất

MeOH được lấy vào các ống nghiệm

(EC 50 value =

khác nhau (tương đương với

8,04±3,77mg/

100ppm), sau đó trộn với 2,5ml nhũ

ml), đó là gần

tương của acid linoleic, 2,5ml dung

acid ascorbic

dịch phosphate (0,2M, pH = 7,0) và

(7,05 ±

phản ứng ở 370C trong 168 giờ. Sau

1,05mg/ml).

14


Đặc tính

Phương pháp đánh giá

Kết quả

mỗi khoảng thời gian 24 giờ, lấy

4. Cho thấy

0,1ml dung dịch từ hỗn hợp phản

hàm lượng

ứng và trộn với 5,0ml 75% etanol,

curcumin

0,1ml 30% NH4SCN và 0,1ml

trong C.longa

20mM FeCl2 trong HCl 3,5%, để ở

cao nhất 8,22

nhiệt độ phòng trong 3 phút. Độ hấp

(mg/100mg)

Tài liệu
tham khảo

thụ được đo ở 500nm.
3. Hoạt tính chống oxy hoá được

thực hiện bởi phương pháp của Blois
(1958) có sự sửa đổi. Mẫu thể tích
0,5ml được trộn với 3,0ml 0,1mM
1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl
(DPPH, trong EtOH 95%) và để ở
nhiệt độ phòng trong 20 phút. Độ
hấp thụ (A) được đo tại 517nnm.
4. Hoạt tính chống oxy hoá được tiến
hành theo phương pháp của BranfWilliam et al. với sự thay đổi. Các
nồng độ chiết xuất 40µg/ml, 80
µg/ml, 120 µg/ml, 160 µg/ml và 200
µg/ml. Dung dịch mẫu thể tích 0.5ml
được trộn với 3,0ml 0,1mM 1,1Diphenyl-2-2picrylhydrazyl (DPPH,
trong EtOH 95%) và để ở nhiệt độ
phòng trong 30 phút.
Tổng các

1.Xác định bằng phương pháp thử

1.hàm lượng

[18]

hợp chất

folin-ciocalteu. 1ml (10mg/ml) dịch

phenolic 11,24

[15]

15


Đặc tính
polyphenol

Phương pháp đánh giá

Kết quả

chiết được trộn với thuốc thử folin

mgGAE/g

0,5ml, pha loãng với 7ml nước cất.

2. Nồng độ

Giữ yên trong khoảng 3 phút ở 250C

tổng số phenol

trước khi thêm 0,2ml Na2CO3 bão

là 285mg/g

hoà. Hỗn hợp để yên trong bóng tối

3. Nồng độ

120 phút và độ hấp thụ được đo ở

tổng số phenol

725nm. Acid gallic được sử dụng

trong khoảng

làm chất chuẩn.

260±0,25

2. Lượng phenolics trong chiết xuất

mgGAE/g

Tài liệu
tham khảo

được xác định bằng chất thử FolinCiocalteu. Axit Gallic được sử dụng
như một chất chuẩn và tổng
phenolics được thực hiện dưới dạng
mg/gGAE. 1ml dung dịch chuẩn
nồng độ 0,01, 0,02, 0,03, 0,04 và
0,05 mg/ml gallic acid đã được điều
chế bằng methanol. Nồng độ 0,1 và
1mg/ml chiết xuất thực vật cũng
được điều chế bằng methanol và
0,5ml mỗi mẫu được đưa vào ống

nghiệm và trộn với 2,5ml dung dịch
pha loãng Folin Ciocalteu 10 lần và
2ml 7,5% Na2CO3. Phản ứng trong
30 phút ở nhiệt độ phòng, độ hấp thụ
được đo ở 760nm.
Hàm lượng

Phân tích HPLC các curcuminoids:

1. Curcumin I

[19]

curcumin

1. Tinh thể curcuminoids được hoà

19,2%,

[18]

16


Đặc tính

Phương pháp đánh giá

Kết quả

tan MeOH, lọc qua một bộ lọc

curcumin II

0,45µm (Millipore Corp, Milford,

38,5%,

Mass., USA) và phân tích trên cột

curcumin III

sắc ký HPLC Exil-Amino (5µm,

42,3%.

4,6x150mm), pha động là hỗn hợp 2- 2. BDMC
propanol:nước (95:5, v/v), tốc độ

73,4%

dòng chảy 1ml/phút. Đầu dò UV-

DMC 14,1%

Vis, bước sóng đo 425nm. Kết quả

Curcumin

được xử lý bởi phần mềm Clarity

12,5%

Lite.
2. Curcumin được phân tích trên
thiết bị LC-100, CyberlabTM, USA
với đầu dò UV LC-UV-100. Cột săc
ký CAPCELL (C-18, 4,6 mm IDX
250 mm, MG 5µm), dung môi pha
động là methanol. Bước sóng đo 254
nm.
3. Các mẫu hoà tan trong aceton và
được phân tích HPLC. Hệ thống
HPLC Agilent 1200 series (Foster
City, CA) gồm một máy khử khí,
máy bơm bậc bốn, máy tự động lấy
mẫu, cột lò, và đầu dò DAD. Pha
động gồm: (A) 3mM acid phosphoric
trong nước và (B) acetonitrile với tốc
độ dòng chảy 0,7ml/phút ở 300C, sử
dụng cột Gemini C18 (Phenomenex,
Torrance, CA).

17

Tài liệu
tham khảo
[20]