NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ BỀN HỆ PHÂN TÁN HUYỀN PHÙ CURCUMIN TRONG CỦ NGHỆ VÀNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ BỀN HỆ PHÂN TÁN HUYỀN
PHÙ CURCUMIN TRONG CỦ NGHỆ VÀNG

SVTH: HOÀNG HẢI YẾN
Ngành: Công nghệ hóa học
Niên khóa: 2008 – 2012

Tháng 8/2012


NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ BỀN HỆ PHÂN TÁN HUYỀN PHÙ
CURCUMIN TRONG CỦ NGHỆ VÀNG

TRANG TỰA
Tác giả

HOÀNG HẢI YẾN

Khóa luận này được đề trình để đáp ứng nhu cầu cấp bằng (kỹ sư) ngành
Công Nghệ Hóa Học

Giáo viên hướng dẫn
TS. Lê Thị Hồng Nhan

Tháng 8 năm 2012
i

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, con xin tỏ lòng biết ơn ba mẹ đã sinh ra, nuôi nấng và dạy dỗ con
thành người.
Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Trường Đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ
Chí Minh đặc biệt là các thầy cô của Bộ môn Công Nghệ Hóa Học đã hết lòng giảng
dạy, truyền đạt kiến thức để em có thể hoàn thành khóa học.
Xin gửi đến cô Lê Thị Hồng Nhan lời biết ơn sâu sắc nhất, cô đã hết lòng chỉ
bảo cho em nhiều kiến thức mới để em có thể hoàn thành luận văn này cũng như nhiều
kiến thức trong cuộc sống.
Cảm ơn các anh chị và các bạn trong phòng thí nghiệm hữu cơ đã giúp đỡ em
rất nhiều trong quá trình làm luận văn. Cảm ơn thầy cô và các bạn bộ môn Kỹ thuật
hữu cơ đã nhiêt tình hỗ trợ, tạo điều kiện cho em hoàn thành luận văn.
Cuối cùng, xin cảm ơn những người bạn của tôi trong lớp DH08HH. Cảm ơn
các bạn đã cùng tôi chia sẻ những vui buồn, khó khăn vất vả trong hơn bốn năm qua
và trong thời gian thực hiện luận văn.
Xin gửi đến tất cả lời chúc sức khoẻ và thành công trong trong cuộc sống!

Hoàng Hải Yến

ii


TÓM TẮT
Đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu nâng cao độ bền hệ phân tán huyền phù
curcumin trong củ nghệ vàng” được tiến hành tại Bộ môn Kỹ Thuật Hữu Cơ, Khoa Kỹ
Thuật Hóa Học, Trường Đại Học Bách Khoa, Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí
Minh, thời gian từ 22/02/2012 đến 15/08/2012.

Trong luận văn này khảo sát độ bền, ngoại quan, kích thước hạt của hệ huyền
phù khi bổ sung các chất phụ gia với nồng độ khác nhau ở 3 nhiệt độ (100C, nhiệt độ
thường, 540C): NaCl với các nồng độ 0.01%, 0.05%; PVA với các nồng độ 0.05%,
0.1%, 0.2%, 0.5%, 1%, 2%; SSL với các nồng độ 0.1%, 0.5%. Đồng thời khảo sát hệ
kết hợp cả hai phương pháp tạo huyền phù là phương pháp pha loãng và phương pháp
sục hơi nước để từ đó đưa ra được giải pháp nâng cao độ bền hệ huyền phù hiệu quả
nhất.
Qua quá trình thực hiện đề tài thu được một số kết quả sau: bảo quản hệ huyền
phù ở 100C giúp làm lượng curcumin trong hệ ít lắng nhất. NaCl không làm nâng cao
độ bền hệ mà nồng độ curcumin còn giảm nhiều hơn, SSL giúp nâng cao độ bền hệ
nhưng không hiệu quả nhiều so với PVA. Với các nồng độ của PVA thì 1% là nồng độ
thích hợp nhất để nâng cao độ bền của hệ hiệu quả nhất. Bên cạnh đó, phương pháp
sục hơi nước làm kích thước hạt nhỏ và sự phân tán của hệ tốt hơn giúp tăng độ bền
của hệ tốt hơn phương pháp pha loãng .

iii


ABSTRACT
In this thesis, the effect of additives and storing temperature to stability of
submicron curcumin suspensions was investigated. The submicron curcumin were
prepared with two methods: high pressure steam injection and diluting-homogenizing
combination. Storing the suspensions at 100C improved the stability of curcumin
suspension system. Addition of sodium chloride (NaCl) could not improve the
stability, even increased curcumin precipitation faster. Otherwise, sodium stearoyl
lactylate (SSL) and polyvinyl alcohol (PVA) showed capacity of improving stability of
suspensions. PVA concentration of 1% is suitable for keeping curcumin particles in
suspension. Besides, the submicron prepared by steam injection had smaller size (8.3-9
nm) and good distribution than one prepared by diluting-homogenizing method (9.110.3nm).

iv


MỤC LỤC
TRANG TỰA ................................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................. ii
TÓM TẮT.......................................................................................................................iii
ABSTRACT ................................................................................................................... iv
MỤC LỤC ....................................................................................................................... v
DANH SÁCH CÁC HÌNH ............................................................................................. ix
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................... xiv
Chương 1: MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
1.1 Đặt vấn đề ..............................................................................................................1
1.2 Mục đích đề tài .......................................................................................................2
1.3 Nội dung đề tài .......................................................................................................2
Chương 2: TỔNG QUAN ............................................................................................... 4
2.1 Tổng quan về cây nghệ vàng (Curcumin Longa L) ...............................................4
2.1.1 Nguồn gốc và phân bố trong tự nhiên .............................................................4
2.1.2 Thành phần hóa học trong rễ nghệ ..................................................................5
2.2 Tổng quan về Curcuminoid ....................................................................................8
2.2.1 Thành phần và cấu trúc hóa học [1,8,10] ........................................................8
2.2.2 Tính chất vật lý [8,10] ...................................................................................10
2.2.3 Tính chất hóa học [1,7,10,11] ........................................................................12
2.2.3.1 Phản ứng thủy phân .................................................................................12
2.2.3.2 Phản ứng với gốc tự do............................................................................13
2.2.4 Tác dụng dược lý của curcuminnoid [1,2,10] ................................................13
2.2.4.1 Hoạt tính kháng oxy hóa của curcuminoid..............................................15
2.2.4.2 Hoạt tính kháng viêm của curcuminoid ..................................................16
2.3 Tổng quan về công nghệ nano .............................................................................17
v

2.3.1 Giới thiệu về vật liệu nano .............................................................................17
2.3.2 Kỹ thuật cơ bản của công nghệ nano .............................................................18
2.3.2.1 Bottom-up ................................................................................................18
2.3.2.1.1 Phương pháp kết tụ ...........................................................................18
2.3.2.1.2 Phương pháp siêu tới hạn ..................................................................19
2.3.2.2 Top-down ................................................................................................20
2.3.2.2.1 Phương pháp nghiền .........................................................................20
2.3.2.2.2 Đồng hóa ...........................................................................................20
2.3.2.2.3 Phương pháp siêu âm ........................................................................21
2.3.3 Phân loại hệ nano ...........................................................................................21
2.3.3.1 Hệ nano tinh thể ......................................................................................21
2.3.3.2 Hệ nhũ nano.............................................................................................21
2.3.3.3 Hạt nano polymer ....................................................................................22
2.3.3.3.1 Nanophere .........................................................................................22
2.3.3.3.2 Nanocapsule ......................................................................................23
2.3.3.4 Hệ liposome .............................................................................................23
2.4 Giới thiệu về các chất phụ gia sử dụng trong luận văn ........................................24
2.4.1 Chất điện ly NaCl ..........................................................................................24
2.4.2 Polymer PVA (Poly Vinyl Alcohol) ..............................................................25
2.4.3 Chất hoạt động bề mặt SSL (Sodium Stearoyl Lactylate) .............................25
Chương 3: THỰC NGHIỆM ......................................................................................... 26
3.1 Mục tiêu của đề tài ...............................................................................................26
3.2 Nội dung nghiên cứu ............................................................................................26
3.3 Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm ........................................27
3.3.1 Nguyên liệu và hóa chất ................................................................................27
vi

3.3.2 Thiết bị thí nghiệm.........................................................................................27
3.3.2.1 Tạo dịch chiết ..........................................................................................27
3.3.2.2 Thiết bị tạo huyền phù submicron curcumin ...........................................28
3.3.2.3 Thiết bị khảo sát đặc tính của huyền phù submicron curcumin ..............29
3.3.2.3.1 Xác định màu sắc của huyền phù......................................................29
3.3.2.3.2 Xác định nồng độ curcuminoid .........................................................30
3.3.2.3.3 Xác định phân bố kích thước hạt DLS (Dynamic light scattering) ..31
3.3.2.2.4 Xác định thành phần hệ.....................................................................31
3.4 Nội dung thực hiện ...............................................................................................32
3.4.1 Tạo huyền phù submicron curcumin .............................................................32
3.4.2 Khảo sát độ bền của hệ huyền phù với phương pháp pha loãng ...................33
3.4.3 Khảo sát độ bền của hệ huyền phù với phương pháp sục hơi nước ..............34
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..................................................................... 36
4.1 Đánh giá nguyên liệu ...........................................................................................36
4.1.1 Tính chất bột nghệ và dịch chiết cồn .............................................................36
4.1.2 Thành phần dịch chiết nghệ ...........................................................................37
4.2 Chuẩn bị dịch huyền phù submicron curcumin ...................................................38
4.2.1 Dịch huyền phù submicron curcumin bằng phương pháp pha loãng ............38
4.3 Độ bền của hệ huyền phù với phương pháp pha loãng ........................................42
4.3.1 Huyền phù không phụ gia ..............................................................................42
4.3.2 Huyền phù bổ sung NaCl ...............................................................................44
4.3.2.1 Biến đổi về màu sắc.................................................................................44
4.3.2.2 Biến đổi về hàm lượng curcumin ............................................................45
4.3.2.3 Biến đổi về kích thước trung bình ...........................................................47
4.3.3 Huyền phù bổ sung PVA ...............................................................................48
vii


4.3.3.1 Biến đổi về màu sắc.................................................................................48
4.3.3.2 Biến đổi về hàm lượng curcumin ............................................................51

4.3.3.3 Biến đổi về kích thước trung bình ...........................................................53
4.3.4 Huyền phù bổ sung SSL ................................................................................55
4.3.4.1 Biến đổi về màu sắc.................................................................................55
4.3.4.2 Biến đổi về hàm lượng curcumin ............................................................56
4.3.4.3 Biến đổi về kích thước trung bình ...........................................................57
4.4 Độ bền của hệ huyền phù với phương pháp sục hơi nước ...................................59
4.4.1 Huyền phù không phụ gia ..............................................................................59
4.4.2 Hệ huyền phù bổ sung phụ gia ......................................................................61
4.4.2.1 Biến đổi về màu sắc.................................................................................61
4.4.2.2 Biến đổi về hàm lượng curcumin ............................................................62
4.5 So sánh độ bền của các hệ huyền phù ..................................................................66
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ......................................................................... 68
5.1 Kết luận ................................................................................................................68
5.2 Kiến nghị ..............................................................................................................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 71

viii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2. 1: Cây nghệ Curcuma longa L [14] ....................................................................5
Hình 2. 2: Cấu trúc hóa học của cyclocurcumin .............................................................9
Hình 2. 3: Đồng phân hình học của Curcumin I............................................................10
Hình 2. 4: Dạng keto và enol của curcumin ..................................................................10
Hình 2. 5: Quá trình tautomer hoá .................................................................................10
Hình 2. 6: Các dạng phân ly của Curcumin [10] ...........................................................11
Hình 2. 7: Sản phẩm phân hủy của curcumin [1] ..........................................................12
Hình 2. 8: Phản ứng với các gốc tự do [7].....................................................................13
Hình 2. 9: Tác dụng dược lý của curcumin [10] ...........................................................14
Hình 2. 10: Các nhóm chức có hoạt tính sinh học của curcumin ..................................15

Hình 2. 11: Cơ chế kháng viêm của curcumin [11] ......................................................17
Hình 2. 12: Hai nguyên lý tạo hạt nano [10] .................................................................18
Hình 2. 13: Cơ chế hình thành và phát triển hạt nano trong dung dịch [6] ...................19
Hình 2. 14: Quá trình sử dụng CO2 siêu tới hạn để tạo hạt nano thuốc [6]...................19
Hình 2. 15: Phương pháp nghiền [10] ...........................................................................20
Hình 2. 16: Một số thiết bị đồng hóa [11] .....................................................................20
Hình 2. 17: Hệ nhũ [6] ...................................................................................................22
Hình 2. 18: Micelle ........................................................................................................22
Hình 2. 19: Nanophere...................................................................................................23
Hình 2. 20: Nanocapsule ...............................................................................................23
Hình 2. 21: Liposome ....................................................................................................24
Hình 2. 22: Sự điện ly của NaCl trong nước .................................................................24
Hình 2. 23: Công thức phân tử của PVA.......................................................................25
Hình 2. 24: Công thức phân tử của SSL ........................................................................25
Hình 3. 1: Bộ chiết .........................................................................................................27
Hình 3. 2: Máy khuấy cơ Eurostar power-b ..................................................................28
Hình 3. 3: Máy sục hơi nước autoclave02 .....................................................................28
Hình 3. 4: Không gian màu CIE – LCh .........................................................................29
Hình 3. 5: Máy đo màu CR300 .....................................................................................30
ix


Hình 3. 6: Máy Helios Epsilon ......................................................................................30
Hình 4. 1: Bột nghệ Đồng Nai .......................................................................................36
Hình 4. 2: Dịch chiết nghệ .............................................................................................36
Hình 4. 3: Phổ HPLC của dịch chiết nghệ lần lượt ở các bước sóng 254nm, 280nm và
425nm ............................................................................................................................37
Hình 4. 4: Dịch huyền phù submicron curcumin bằng phương pháp pha loãng ...........39
Hình 4. 5: Phổ HPLC của dịch pha loãng lần lượt ở các bước sóng 254nm, 280nm và
425nm ............................................................................................................................40

Hình 4. 6: Dịch huyền phù submicron curcumin bằng phương pháp sục hơi nước ......41
Hình 4. 7: Phổ HPLC của dịch pha loãng lần lượt ở các bước sóng 254nm, 280nm và
425nm. ...........................................................................................................................42
Hình 4. 8: Sự biến đổi màu sắc (LCh) của dịch pha loãng theo thời gian ....................42
Hình 4. 9: Tỉ lệ biến đổi nồng độ curcumin của dịch pha loãng theo thời gian ............43
Hình 4. 10: Phân bố kích thước hạt của dịch pha loãng ngày 1 và ngày 7 ...................44
Hình 4. 11: Sự biến đổi của L-Ch theo thời gian với các nồng độ NaCl ở 100C ..........44
Hình 4. 12: Sự biến đổi của L-Ch theo thời gian với các nồng độ NaCl ở nhiệt độ
thường ............................................................................................................................44
Hình 4. 13: Sự biến đổi của L-Ch theo thời gian với các nồng độ NaCl ở 540C ..........45
Hình 4. 14: Tỉ lệ biến đổi nồng độ curcuminoid của submicron curcumin theo thời gian
với nồng độ NaCl 0.01%, 0.05% ở 100C .......................................................................46
Hình 4. 15: Tỉ lệ biến đổi nồng độ curcuminoid của submicron curcumin theo thời gian
với nồng độ NaCl 0.01%, 0.05% ở nhiệt độ thường .....................................................46
Hình 4. 16: Tỉ lệ biến đổi nồng độ curcuminoid của submicron curcumin theo thời gian
với nồng độ NaCl 0.01%, 0.05% ở 540C .......................................................................46
Hình 4. 17: Kích thước hạt trung bình của submicron curcumin ờ các nồng độ NaCl
khác nhau .......................................................................................................................47
Hình 4. 18: Sự biến đổi của L-Ch theo thời gian với các nồng độ PVA ở 100C...........48
Hình 4. 19: Sự biến đổi của L-Ch theo thời gian với các nồng độ PVA ở nhiệt độ
thường ............................................................................................................................49
Hình 4. 20: Sự biến đổi của L-Ch theo thời gian với các nồng độ PVA ở 540C...........50
x


Hình 4. 21: Tỉ lệ biến đổi nồng độ curcuminoid của submicron curcumin theo thời gian
với các nồng độ PVA 0.05%, 0.1%, 0.2%, 0.5%, 1%, 2% ở 100C ...............................51
Hình 4. 22: Tỉ lệ biến đổi nồng độ curcuminoid của submicron curcumin theo thời gian
với các nồng độ PVA 0.05%, 0.1%, 0.2%, 0.5%, 1%, 2% ở nhiệt độ thường ..............51
Hình 4. 23: Tỉ lệ biến đổi nồng độ curcuminoid của submicron curcumin theo thời gia

với các nồng độ PVA 0.05%, 0.1%, 0.2%, 0.5%, 1%, 2% ở 540C ...............................52
Hình 4. 24: Kích thước hạt trung bình của submicron curcumin ở các nồng độ PVA
khác nhau .......................................................................................................................53
Hình 4. 25: Sự biến đổi của L-Ch theo thời gian với các nồng độ SSL ở 100C ............55
Hình 4. 26: Sự biến đổi của L-Ch theo thời gian với các nồng độ SSL ở nhiệt độ
thường ............................................................................................................................55
Hình 4. 27: Sự biến đổi của L-Ch theo thời gian với các nồng độ SSL ở 540C ............55
Hình 4. 28: Tỉ lệ biến đổi nồng độ curcuminoid của submicron curcumin theo thời gian
với nồng độ SSL 0.1% và 0.5% ở 100C ........................................................................56
Hình 4. 29: Tỉ lệ biến đổi nồng độ curcuminoid của submicron curcumin theo thời gian
với nồng độ SSL 0.1% và 0.5% ở nhiệt độ thường .......................................................56
Hình 4. 30: Tỉ lệ biến đổi nồng độ curcuminoid của submicron curcumin theo thời gian
với nồng độ SSL 0.1% và 0.5% ở 540C ........................................................................56
Hình 4. 31: Kích thước hạt trung bình của submicron curcumin ờ các nồng độ SSL
0.1%, 0.5%.....................................................................................................................58
Hình 4. 32: Sự biến đổi màu sắc (LCh) của dịch sục theo thời gian .............................59
Hình 4. 33: Tỉ lệ biến đổi nồng độ curcumin của dịch sục theo thời gian ....................60
Hình 4. 34: Phân bố kích thước hạt của dịch sục ngày 1 và ngày 7 ..............................60
Hình 4. 35: Sự biến đổi của L-Ch theo thời gian với các mẫu sục ở 100C ...................61
Hình 4. 36: Sự biến đổi của L-Ch theo thời gian với các mẫu sục ở nhiệt độ thường ..61
Hình 4. 37: Sự biến đổi của L-Ch theo thời gian với các mẫu sục ở 540C ...................61
Hình 4. 38: Tỉ lệ biến đổi nồng độ curcuminoid của submicron curcumin theo thời gian
với nồng độ SSL 0.5%, PVA 0.2%, 0.5% và 1% ở 100C ..............................................62
Hình 4. 39: Tỉ lệ biến đổi nồng độ curcuminoid của submicron curcumin theo thời gian
với nồng độ SSL 0.5%, PVA 0.2%, 0.5% và 1% ở nhiệt độ thường ............................62
xi


Hình 4. 40: Tỉ lệ biến đổi nồng độ curcuminoid của submicron curcumin theo thời gian
với nồng độ SSL 0.5%, PVA 0.2%, 0.5% và 1% ở 540C ..............................................63

Hình 4. 41: Kích thước hạt trung bình (nm) của submicron curcumin ở các mẫu SSL
0.5%, PVA 0.2%, 0.5% và 1% sử dụng phương pháp sục hơi nước ............................64

xii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2. 1: Thành phần dinh dưỡng trong rễ nghệ [9] .....................................................6
Bảng 2. 2: Thành phần của tinh dầu nghệ [9]..................................................................7
Bảng 2. 3: Công thức cấu tạo của hợp chất curcuminoid [10] ........................................8
Bảng 4. 1: Tính chất bột nghệ .......................................................................................36
Bảng 4. 2: Tính chất của dịch nghệ ...............................................................................37
Bảng 4. 3: Tính chất của dịch pha loãng .......................................................................39
Bảng 4. 4: Tính chất của dịch sục..................................................................................41
Bảng 4. 5: Kích thước hạt trung bình (nm) của submicron curcumin ờ các nồng độ
NaCl khác nhau .............................................................................................................47
Bảng 4. 6: Kích thước hạt trung bình (nm) của submicron curcumin ờ các nồng độ
PVA khác nhau ..............................................................................................................53
Bảng 4. 7: Kích thước hạt trung bình (nm) của submicron curcumin ờ các nồng độ
SSL 0.1% và 0.5% .........................................................................................................57
Bảng 4. 8: Kích thước hạt trung bình (nm) của submicron curcumin ở các mẫu SSL
0.5%, PVA 0.2%, 0.5% và 1% với phương pháp sục hơi nước ....................................64
Bảng 4. 9: Tỉ lệ biến đổi nồng độ qua các ngày của các hệ huyền phù ở 540C ............66

xiii


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DLS

Dynamic light scattering

EtOH

Ethanol

HPLC

High Performmance Liquid Chromatography

PVA

Poly Vinyl Alcohol

SSL

Sodium Stearoyl Lactylate

xiv


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Cách đây 5000 năm, củ nghệ được biết đến như 1 loại gia vị, thuốc gia truyền
chữa được rất nhiều bệnh, chữa liền sẹo…Tác dụng điều trị nhiều bệnh của nghệ là do
hoạt chất trong củ nghệ gọi là curcumin. Curcumin là thành phần đặc biệt và là hoạt chất
chính tạo nên màu vàng đặc trưng cho củ nghệ. Trong đó, curcumin chỉ chiếm 0,3-1%
khối lượng củ nghệ. Curcumin (curcuminoid) cùng với tinh dầu là hai thành phần chính
trong thân rễ nghệ vàng. Với bản chất là polyphenol tự nhiên có hoạt tính sinh học mạnh

như kháng ung thư, kháng viêm, chống oxy hóa, kháng khuẩn – nấm… ,curcumin ngày
nay được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực: y học, mỹ phẩm, thực phẩm chức
năng…bên cạnh ứng dụng thông thường làm phẩm màu và gia vị trong một số món ăn
truyền thống.
Nhiều công trình nghiên cứu thử nghiệm ở các nước phát triển trên thế giới đã
khẳng định từ lâu rằng hoạt chất curcumin có tác dụng hủy diệt tế bào ung thư vào dạng
mạnh. Tại Mỹ, Đài Loan, … người ta đã tiến hành thử lâm sàn dùng curcumin điều trị
ung thư và kết luận: curcumin có thể kiềm 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 có hiệu lực. Từ năm 1993, các nhà khoa học thuộc Đại học Harvarrd (Mỹ) đã công
bố 3 chất có tác dụng kiềm hãm tế bào HIV-1, HIV-1-RT và 1 trong 3 chất đó là
curcumin.
Việt Nam là một nước nông nghiệp nhiệt đới nóng ẩm ở vùng Đông Nam Châu Á.
Do đó nước ta có điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng rất thích hợp để trồng trọt và thu hoạch
giống nghệ vàng với trữ lượng và chất lượng cao . Hơn nữa, vấn đề trồng trọt, thu hoạch

1


và tồn trữ dễ dàng cũng góp phần đưa cây nghệ là một trong những nguồn nguyên liệu
thiên nhiên được chú trọng sử dụng xét về mặt hiệu quả kinh tế.
Tuy nhiên, khuyết điểm chính của curcumin là tính không tan trong nước
(11ng/ml) và phân hủy nhanh dẫn đến sinh khả dụng thấp, đặc biệt khi curcumin được
hấp thu qua đường uống. Điều này gây lãng phí nguồn nguyên liệu do hiệu suất sử dụng
kém, dẫn đến giảm hiệu quả kinh tế…
Nhằm nâng cao giá trị sử dụng của curcumin, trên thế giới có khá nhiều công trình
nghiên cứu nhằm cải thiện độ hòa tan và độ bền của curcumin. Đặc biệt trong vài thập
niên trở lại đây, với sự bùng nổ của công nghệ nano, vấn đề này đã được giải quyết khá
hiệu quả. Phương pháp tiếp cận công nghệ và kỹ thuật nano nhằm tạo các vật liệu kích

thước ở phạm vi nanomet có khả năng cải thiện đáng kể các khuyết điểm, hạn chế của vật
liệu khối. Vì vậy, nghiên cứu và ứng dụng công nghệ - kỹ thuật nano mở ra nhiều triển
vọng mới, không chỉ khắc phục khuyết điểm độ hòa tan kém mà còn giúp tăng cường
hiệu quả sử dụng của curcumin cũng như các hợp chất không tan trong nước nói chung.

1.2 Mục đích đề tài
Khảo sát khả năng phân tán và độ bền dịch huyền phù curcumin thông qua hướng
phụ trợ thêm các chất phụ gia với các nồng độ khác nhau. Từ đó tìm cách nâng cao độ
bền dịch huyền phù kết hợp phương pháp tạo dịch huyền phù với chất phụ gia có nồng độ
thích hợp.

1.3 Nội dung đề tài
_ Tạo hệ phân tán dạng huyền phù submicron curcumin bằng phương pháp khuấy cơ:
+ Khảo sát độ bền của dịch huyền phù curcumin khi thêm chất điện ly (NaCl)
+ Khảo sát độ bền của dịch huyền phù curcumin khi thêm polymer (PVA)
+ Khảo sát độ bền của dịch huyền phù curcumin khi thêm chất hoạt động bề mặt
(SSL)
2


_ Tạo hệ phân tán dạng huyền phù submicron curcumin bằng phương pháp sục hơi
nước ở áp suất 0.2atm:
+ Khảo sát độ bền của dịch huyền phù curcumin khi thêm polymer (PVA)
+ Khảo sát độ bền của dịch huyền phù curcumin khi thêm chất hoạt động bề mặt
(SSL)

3


Chương 2

TỔNG QUAN
2.1 Tổng quan về cây nghệ vàng (Curcumin Longa L)
2.1.1 Nguồn gốc và phân bố trong tự nhiên
Nghệ có nguồn gốc từ Ấn Độ. Ngày nay, nghệ là loại cây trồng quen thuộc ở khắp
các nước nhiệt đới, từ Nam Á đến Đông-Nam Á và Đông Á như: Ấn Độ, Trung Quốc,
Campuchia, Lào, Thái Lan….vừa làm gia vị vừa làm thuốc. Ở Việt Nam, nghệ được
trồng trên khắp cả nước. [1]
Nghệ có tên khoa học là Curcuma longa, thuộc họ gừng.
Tên khác: Nghệ, Khương hoàng, Uất kim (Việt Nam) [8]
Turmeric, curcuma (Pháp, Ý, Tây Ban Nha)
Kunyit (Malaysia)
Jiang huang hay yu jin (Trung Quốc)
Taamerikku (Nhật Bản)
Haldi (Ấn Độ)
Khamin (Thái Lan) …
Nghệ là một loại cây thân cỏ cao 0,6 đến 1 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. Tràng có
phiến, cánh hoa ngoài màu xanh lục vàng nhạt, chia thành 3 thùy, thùy trên to hơn, phiến
cánh hoa trong cũng chia làm 3 thùy, 2 thùy hai bên đứng và phẳng, thùy dưới hõm thành
máng sâu.

4


Curcumin được chiết tách chủ yếu trong thân rễ nghệ, bao gồm 7 giống nghệ
chính: Curcuma longa Linn., C. xanthorrhiza Roxb., C. wenyujin (Y.H. Chen et C. Ling),
C. sichuannsis, C. kwangsiensis, C. aeruginosa Roxb. và C. elata Roxb. Các giống nghệ
này được trồng trọt ở Trung Quốc và thành phần curcumin được phân tích bởi nhóm

nghiên cứu Chen và Fang, 1997. Trong đó nguồn thu curcumin phổ biến nhất là giống
nghệ vàng Curcuma longa Linn – thuộc họ gừng Zingiberaceae có nguồn gốc từ Ấn Độ
(Ivan Stankovic, 2004). [2]
Trong luận văn này, chỉ đề cập đến Curcuma longa L do dược tính của loài cao

Hình 2. 1: Cây nghệ Curcuma longa L [14]

2.1.2 Thành phần hóa học trong rễ nghệ
Thân rễ nghệ (hay thường gọi là củ nghệ) là bộ phận quan trọng nhất phục vụ cho
y học cũng như làm gia vị trong các món ăn vì hầu hết những chất có hoạt tính sinh học
đều tập trung trong thân rễ của cây nghệ. Thân rễ nghệ có chứa tinh dầu, carbohydrate,
nước, khoáng chất, chất béo …
5


Bảng 2. 1: Thành phần dinh dưỡng trong rễ nghệ [9]
Khối lượng/100 g

Thành phần
Water (g)

6.0

Food energy (Kcal)

390

Protein (g)

8.5

Fat (g)

8.9

Carbohydrate (g)

69.9

Ash (g)

6.8

Calcium (g)

0.2

Phosphorous (mg)

260

Sodium (mg)

30

Potassium (mg)

2000

Iron (g)

47.5

Thiamine (mg)

0.09

Riboflavin (mg)

0.19

Niacin (mg)

4.8

Ascorbic acid (mg)

50

Thân rễ nghệ chứa khoảng 2,5-5% là tinh dầu. Tinh dầu nghệ có màu vàng, mùi
hắc và có vị cay nhẹ. Thành phần chính trong tinh dầu nghệ là sesquiterpene keton (30 –
32% α – turmerone, 15 – 18% β – turmerone và 17 – 26% ar- turmerone). [9]

6


Bảng 2. 2: Thành phần của tinh dầu nghệ [9]
Khối lượng/100 g

Thành phần

Beta-Cis-Ocimene

0.06

Beta-Myrcene

0.06

Alpha-Phellandrene

0.68

p-Cymene

0.92

Cineol

0.98

Terpinene

0.06

(+)-2-Carene

0.15

p-Menth-1-en-4-ol

0.06

Linalyl Propanoate

0.11

4(10)-Thujen-3-ol-acetate

0.34

p-Methane,1,2,8,9-diepoxy- Cedr-8-ene

0.09

Caryophyllene

0.35

2(1H)-Naphthalenone,7-ethynyl-4a,5,6,7,8,8A…

0.74

Isocaryophyllene

0.20

Toluen,p-(1,2,2-trimethycyclopentyl-)

3.09

(-)-Zingiberene

1.02

1,5-Heptadien,6-methyl-2-(4-methy-3-cyclohexan-1-yl)-…

0.98

(Z)-Beta-Farnesene

2.49

IR-1R,2R,5S,6E-10R)-8-methylene-5-(1-methylethyl-)…

0.46

Caryophyllene Oxide

0.65

Hydrocinnamic acid, Beta,Beta-dimethyl-,methyl ester

0.97

Bergamotene

0.99

(-)-Spathulenol

0.99

Guaiol

0.82

1H-Indene,2,3,3a,4,7,7A-Hexahydro-2,2,4,4,7,7…

0.91

Ar-turmerone

52.05

Curlone

16.69

7


2.2 Tổng quan về Curcuminoid
2.2.1 Thành phần và cấu trúc hóa học [1,8,10]
Bảng 2. 3: Công thức cấu tạo của hợp chất curcuminoid [10]
Điểm
nóng
chảy
(oC)

Cấu trúc và tên gọi

O

Curcumin I

O

HO

(C21H20O6)
M=368,38 (g/mole)

OH

183

OCH3

OCH3

IUPAC name:
1,7 – Bis - (4-hydroxy -3-methoxyphenyl) - hepta-1,6-diene - 3,5 –
dione.
Other names:
Diferuloyl-methane, Curcumin
O

O

HO

Curcumin II
(C20H18O5)
M=338.35(g/mole)

OH
OCH3

IUPAC name:
1-(4–Hydroxyphenyl)–7-(4–hydroxy-3–methoxyphenyl–hepta-1,6–
diene -3,5-dione
Other names:
4-hydroxy cinnamoyl (feroyl) methane,
p-hydroxy cinamoyl Diferuloylmethane, demethoxy curcumin
O

172

O

Curcumin III
(C19H16O4)
M=308.33(g/mole)

HO

OH

IUPAC name:
1,7 – Bis - (4-hydroxyphenyl)-hepta-1,6-diene-3,5-dione

Other names:
4-hydroxy Cinnamoyl(feroyl)methane,
p-hydroxy Cinamoyl Diferuloylmethane,
Demethoxycurcumin

8

222


Curcuminoid là một polyphenol, là hoạt chất chính của nghệ. Rễ nghệ chứa một
lượng lớn các phytochemical khác nhau như: curcumin, demethoxycurcumin,
bisdemethoxycurcumin, curcumenol, curcumol, tetrahydrocurcumin, triethylcurcumin,
turmerin, turmerones, andturmeronols, zingiberene, eugenol …Nhưng đặc biệt là ba
thành phần curcumin, demethoxycurcumin, bisdemethoxycurcumin là đồng phân của
nhau với tên gọi chung là curcuminoid có hoạt tính sinh học cao, được ứng dụng trong
nhiều lĩnh vực, đặc biệt là y học. Nghệ có chứa khoảng 3-5% curcuminoid. Trong đó
curcumin (curcumin I) chiếm khoảng 77%, demethoxycurcumin (curcumin II) chiếm
khoảng 17% còn bisdemethoxy (curcumin III) chiếm khoảng 6%, tùy thuộc vào loại
nguyên liệu nghệ và điều kiện chiết tách. Để chỉ hỗn hợp của dẫn xuất trên người ta
thường dùng thuật ngữ “curcuminoid”. Tuy nhiên do dẫn xuất curcumin chiếm tỷ lệ lớn
nên các dẫn xuất trên vẫn có thể gọi là “curcumin”.
Curcumin cũng được biết đến như là một trong những polyphenol tự nhiên có hoạt
tính sinh học mạnh nhất, bao gồm khả năng kháng ung thư, kháng viêm, chống oxy hóa,
kháng khuẩn, nấm, kháng virus, chống bệnh tiểu đường…
Gần đây, các nhà khoa học đã tìm thấy 1 lượng nhỏ cyclocurcumin trong hợp chất
curcuminoid.
HO
O
H3CO

O
OH
OCH3

Hình 2. 2: Cấu trúc hóa học của cyclocurcumin
Hợp chất curcuminoid còn có các đồng phân hình học khác nhau.

9


OCH3
OH

O

O

O

O
H

HO

H3CO

OH
OCH3

OCH3

OH

(a) Đồng phân Trans – trans

(b) Đồng phân Cis – trans

Hình 2. 3: Đồng phân hình học của Curcumin I
Curcuminoid tồn tại ở hai dạng hỗ biến là keto và enol do quá trình tautomer hoá.
Dạng keto thường ở dạng pha rắn, còn dạng enol ở trong pha lỏng. Trong cấu trúc enol có
liên kết hydro nội phân tử nên cấu trúc enol bền hơn cấu trúc keto. Cân bằng giữa hai
dạng này phụ thuộc vào loại dung môi và nhiệt độ môi trường. Trong dung môi không
phân cực, cân bằng sẽ có xu hướng dịch chuyển sang dạng enol.
O

O

OH

HO

OH
OCH3

O

HO

OH
OCH3

OCH3

OCH3

Hình 2. 4: Dạng keto và enol của curcumin

HO

OH

HO

R1

R2

R1

O

O

OH

R2
O

OH

Hình 2. 5: Quá trình tautomer hoá
2.2.2 Tính chất vật lý [8,10]
Curcumin là tinh thể dạng bột màu vàng cam, có điểm nóng chảy 1840C-1850C.

10