KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH PHỐI HUYỀN PHÙ “SUBMICRON CURCUMIN” VÀO NỀN GELATIN VỚI SỰ BỔ SUNG SẮT FUMARAT ĐỊNH HƯỚNG LÀM THỰC PHẨM CHỨC NĂNG

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

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH PHỐI HUYỀN PHÙ “SUBMICRON
CURCUMIN” VÀO NỀN GELATIN VỚI SỰ BỔ SUNG SẮT
FUMARAT ĐỊNH HƯỚNG LÀM THỰC PHẨM CHỨC NĂNG

Họ và tên sinh viên:

HUỲNH THỊ KIM NGỌC

Ngành: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
Niên khóa:

2007 – 2011

Tháng 08/2011



KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH PHỐI HUYỀN PHÙ “SUBMICRON
CURCUMIN” VÀO NỀN GELATIN BỔ SUNG SẮT FUMARAT
ĐỊNH HƯỚNG LÀM THỰC PHẨM CHỨC NĂNG

Tác giả

HUỲNH THỊ KIM NGỌC

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu

cấp bằng kỹ sư ngành:
Công Nghệ Hóa Học

Giáo viên hướng dẫn:
TS. LÊ THỊ HỒNG NHAN
Tháng 08 năm 2011
i


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan                                                          Luận văn tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, con xin tỏ lòng biết ơn cha 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 Thi 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 DH07HH. Cảm
ơn các bạn đã cùng tôi chia sẻ những vui buồn, khó khăn 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 cuộc sống!

Huỳnh Thị Kim Ngọc

ii


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan                                                          Luận văn tốt nghiệp

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu “khảo sát quá trình phối chế huyền phù “submicron curcumin”
vào nền gelatin có sự bổ sung sắt fumarat với định hướng tạo sản phẩm thực phẩm
chức năng” được tiến hành tại Phòng thí nghiệm Manar, 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 22/02/2011 đến 15/08/2011.
Trong luận văn này, tiến hành các thí nghiệm khảo sát để xác định tỉ lệ tối ưu
cho sản phẩm. Tỷ lệ nồng độ gelatin/nước để điều chế hệ gel làm giá mang hoạt chất
curcumin khảo sát có giá trị thích hợp là: 2/20 (g/ml). Liên kết hydro hình thành giữa
curcumin và gelatin được kiểm chứng thông qua kết quả so sánh phổ hồng ngoại (IR)
của gelatin nguyên liệu và hệ gelatin – curcumin . Kết quả SEM cho thấy hạt curcumin
có dạng cầu ở kích thước nanomet và phân bố đồng đều trong khối gel. Đường kính
trung bình của curcumin xác định bằng phương pháp DLS cho kết quả là 470nm. Sự
hiện diện của các cấu tử bổ sung vào hệ (bao gồm curcumin và sắt fumarat) có ảnh
hưởng khác nhau đến lý tính và ngoại quan hệ theo kết quả khảo sát màu sắc(CIE-Lab)
và phân tích cơ tính. Độ bền hoạt chất curcumin được đánh giá dựa trên biến thiên
hàm lượng curcumin trong mẫu theo thời gian bảo quản. Mẫu phối curcumin ở nồng
độ 0.02246 g/l có độ bền hoạt chất tốt (hàm lượng curcumin giảm 6.78% sau 9 ngày
khảo sát) và yếu tố cảm quan thích hợp. Mẫu phối sắt fumarat được lựa chọn nồng độ
thích hợp là 2% dựa vào độ bền hoạt chất curcumin và đánh giá cảm quan.

iii

GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan                                                          Luận văn tốt nghiệp

ABSTRACT
The thesis “Using “submicron curcumin” in gelatin matrix adds iron fumarate
for the approach to functional food product” was conducted in Manar lab, Ho Chi
Minh City University of Technology, period from February to August 2011.
In this thesis, conducted experiments and surveys to determine the optimum
ratio for the product. Concentration ratio gelatin / water was appropriate: 2 / 20 (g /
ml). SEM results showed that curcumin was spherical particles in nanometer size and
uniformly distributed in the gel matrix. The average diameter of curcuminoid is
determined by DLS method results in 470 nm. In addition, the impact of iron fumarat
on gelatin – curcumin matrix has been estimated by studying the changes of color
(CIE – Lab), gel strength (hardness, springiness and cohessiveness) and curcumin
stability throughout a period time of preservation. The approproate concentration of
curcumin suspended in gelatin matrix was suggested at 0.02246 g/l (curcumin amount
reduced 6.78% % after 9 days of preservation). Sample distribution iron fumarate is
selected the appropriate concentration 2% based on the surface of active substance
curcumin and sensory evaluation.

iv


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan                                                          Luận văn tốt nghiệp

MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... ii
TÓM TẮT .................................................................................................................... iii
MỤC LỤC ......................................................................................................................v
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ....................................................................... ix

Chương 1 MỞ ĐẦU.......................................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề: .................................................................................................................. 1
1.2 Mục đích đề tài: ......................................................................................................... 2
1.3 Nội dung đề tài: .......................................................................................................... 3
Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...........................................................................4
2.1 Curcumin:................................................................................................................... 4
2.1.1 Giới thiệu: ......................................................................................................... 4
2.1.2 Nguồn gốc: ........................................................................................................ 4
2.1.3 Đặc điểm : ......................................................................................................... 5
2.1.4 Cấu trúc hoá học: ............................................................................................. 5
2.1.5 Tính chất vật lý :[1] .......................................................................................... 5
2.1.6 Tác dụng dược lý của curcuminnoid :[4] ....................................................... 6
2.1.7 Công dụng của nghệ:[4] ................................................................................. 8
2.2 Gelatin:[2] ................................................................................................................. 10
2.2.1 Giới thiệu: ....................................................................................................... 10
2.2.2 Tính chất – đặc điểm (Simon Young, 2005): ............................................... 11
2.2.3 Gelatin - hệ dẫn truyền hoạt chất:................................................................. 12
2.2.4 Đặc điểm của gelatin làm chất mang tạo phức polyion: .............................. 13
v


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan                                                          Luận văn tốt nghiệp

2.3 Sắt[5]: ........................................................................................................................ 14
2.3.1.Sắt trong cơ thể:.............................................................................................. 14
2.3.2 Sắt trong thức ăn: ........................................................................................... 14
2.3.3 Tầm quan trọng của sắt đối với cơ thể: ......................................................... 15
2.4 Thực phẩm chức năng trong công nghệ nano thực phẩm:[1] ............................ 16
2.4.1 Thực phẩm chức năng: .................................................................................. 16
2.4.2 Vai trò của việc sử dụng thực phẩm chức năng: ......................................... 16

2.4.3 Chức năng cơ bản của Thực phẩm chức năng: ........................................... 17
2.4.4 Thực phẩm chức năng trong công nghệ nano thực phẩm: ......................... 17
Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...............................19
3.1 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu: ......................................................................... 19
3.2 Phương pháp nghiên cứu:....................................................................................... 20
3.2.1. Đánh giá cảm quan: ...................................................................................... 21
3.2.2.Phương pháp đo độ lún kim: ......................................................................... 22
3.2.3.Đo quang phổ hấp thu UV – Vis: .................................................................. 23
3.2.4.Phương pháp đo mật độ phân bố đường kính hạt (DLS): ........................... 23
3.2.5.Phương pháp đo màu theo hệ màu CIE: ...................................................... 23
3.2.6.Kính hiển vi điện tử quét (SEM): .................................................................. 25
3.3 Nguyên liệu và thiết bị: ........................................................................................... 26
3.3.1.Nguyên liệu và hóa chất: ............................................................................... 26
3.3.2.Thiết bị: ........................................................................................................... 26
3.4 Nội dung thí nghiệm: ............................................................................................... 26
3.4.1 Khảo sát hệ nền gelatin :................................................................................ 26
3.4.2. Khảo sát quá trình phối hoạt chất curcumin vào hệ nền gelatin: .............. 26
3.4.2.1 Chuẩn bị dịch nghệ dạng huyền phù:......................................................26
3.4.2.2 khảo sát quá trình phối hoạt chất curcumin vào hệ nền gelatin : ..........27
3.4.3.Khảo sát quá trình phối phụ gia sắt fumarat vào nền gelatin-curcumin: .. 29
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................................30
vi


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan                                                          Luận văn tốt nghiệp

4.1 Đánh giá hệ nền gelatin:.......................................................................................... 30
4.1.1 Đánh giá cảm quan: ....................................................................................... 30
4.1.2 Độ cứng : ......................................................................................................... 31
4.1.3 Màu sắc: .......................................................................................................... 31

4.2 Đánh giá quá trình phối submicron curcumin vào hệ nền gelatin (GelatinCurcumin): ..................................................................................................................... 33
4.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ submicron curcumin: ........................................... 33
4.2.2 Độ bền của submicron curcumin trong nền gelatin theo thời gian: ........... 36
4.2.2.1 Độ cứng: ..................................................................................................36
4.2.2.2 Màu sắc: ..................................................................................................36
4.2.2.3 Biến thiên nồng độ curcumin theo thời gian: ..........................................38
4.3 Đánh giá quá trình phối sắt fumarat vào submicron curcumin: ....................... 39
4.3.1 Đánh giá ban đầu: .......................................................................................... 39
4.3.2 Độ bền của curcumin khi phối sắt fumarat vào huyền phù curcumin theo
thời gian: ......................................................................................................................... 41
4.3.2.1 Màu sắc: ..................................................................................................42
4.3.2.2 Biến thiên nồng độ curcumin theo thời gian: ..........................................43
4.4 Đánh giá quá trình phối sắt fumarat vào nền gelatin: ........................................ 44
4.5 Đánh giá quá trình phối sắt fumarat vào nền gelatin-curcumin: ...................... 48
4.5.1. Đánh giá ban đầu: ......................................................................................... 49
4.5.2. Độ bền của curcumin khi phối sắt fumarat vào nền gelatin-curcumin: .. 53
4.5.2.1.Độ cứng: ..................................................................................................53
4.5.2.2. Màu sắc: .................................................................................................54
4.5.2.3. Biến thiên nồng độ curcumin theo thời gian: .........................................54
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ......................................................................56
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................58
Phụ lục 1 .......................................................................................................................61
Phụ lục 2 .......................................................................................................................63
vii


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan                                                          Luận văn tốt nghiệp

Phụ lục 3 .......................................................................................................................65
Phụ lục 4 .......................................................................................................................66

viii


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan                                                          Luận văn tốt nghiệp

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT

EtOH 96 :

ethanol 96

SEM :

Scanning Electron Microscopy

DLS :

Dynamic Light Scattering

TEM:

Transmission Lectron Microscop

ix


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan                                                          Luận văn tốt nghiệp

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang
Hình 2.1: Các đồng phân cis-keto và enol của curcumin ...............................................5

Hình 3. 1: Sơ đồ quy trình thực nghiệm .......................................................................20
Hình 3. 2: Sơ đồ đo độ lún kim .....................................................................................22
Hình 3. 3: Thiết bị đo quang phổ hấp thu UV-Vis .......................................................23
Hình 3. 4 : không gian màu CIELab .............................................................................24
Hình 3. 5: Máy đo màu Minolta hiệu CR-300 ..............................................................25
Hình 3. 6 : mối quan hệ giữa nồng độ curcumin với độ hấp thu A ..............................28

Hình 4.1: Màu sắc và độ trong của gel ở những tỉ lệ khác nhau ..................................30
Hình 4.2: Độ cứng của hệ nền gelatin ở những tỉ lệ khác nhau....................................31
Hình 4.3: Biểu diễn sự biến thiên màu sắc trong không gian màu CIE .......................32
Hình 4.4:Sự phân bố kích thước hạt (DLS) của huyền phù curcumin trong nước .......33
Hình 4.5: Màu sắc của hệ thạch gelatin-curcumin ở những nồng độ khác nhau ..........34
Hình 4.6 : Hình thái của curcumin trong nền gelatin (Ccur =0.02246g/l) .....................35
Hình 4.7: Độ cứng của hệ gelatin-curcumin ở những nồng độ khác nhau. ..................36
Hình 4.8: Sự biến thiên màu sắc của hệ gelatin-curcumin ở những nồng độ khác
nhau: a) độ sáng L ; b) Trục màu Lục Đỏ- a ; c) Trục màu Lam Vàng= b ; d) Độ sai
biệt màu sắc mẫu – ΔE ..................................................................................................37
Hình 4.9 : Biến thiên nồng độ curcumin theo thời gian ..............................................38
Hình 4.10: Màu sắc huyền phù curcumin khi phối sắt fumarat ở những nồng độ khác
nhau ...............................................................................................................................39
x


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan                                                          Luận văn tốt nghiệp

Hình 4.11: Sự phân bố kích thước hạt của dịch huyền phù curcumin khi phối sắt
fumarat lần lượt ở các tỉ lệ: a) 0% sắt fumarat

fumarat

b) 2% sắt fumarat

c) 3% sắt

d) 4% sắt fumarat .......................................................................................40

Hình 4.12: Kết quả TEM của dịch huyền phù curcumin khi phối sắt fumarat lần lượt ở
các tỉ lệ: a) 0% sắt fumarat

b) 2% sắt fumarat

3% sắt fumarat

d) 4% sắt

fumarat ...........................................................................................................................41
Hình 4.13 : Đồ thị sự biến thiên màu sắc của huyền phù curcumin khi phối sắt
fumarat ở những nồng độ khác nhau: a) độ sáng L ; b) Trục màu Lục Đỏ- a ; c) Trục
màu Lam Vàng- b ; d) Độ sai biệt màu sắc mẫu - ΔE ...............................................43
Hình 4.14 : Sự biến thiên nồng độ curcumin đổi nồng độ curcumin theo ngày của
huyền phù curcumin khi phối sắt fumarat ở những nồng độ khác nhau (%) ................43
Hình 4.15: Màu sắc và độ trong của nền gelatin khi phối sắt fumarat ở những nồng độ
khác nhau .......................................................................................................................44
Hình 4.16: Độ cứng của hệ nền gelatin ở những tỉ lệ khác nhau..................................45
Hình 4.17 : Biểu diễn sự biến thiên màu sắc trong không gian màu CIE Lab .............46
Hình 4.18: Độ cứng của thạch gelatin khi phối sắt fumarat vào theo thời gian ...........47
Hình 4.19: Sự biến thiên màu sắc của gelatin khi phối sắt fumarat ở các nồng độ khác
nhau theo thời gian ........................................................................................................48

Hình 4.20: Màu sắc của hệ thạch khi phối sắt fumarat vào nền gelatin-curcumin ở
những nồng độ khác nhau..............................................................................................49
Hình 4.21: Phổ hấp thu hồng ngoại của nguyên liệu gelatin, gelatin-curcumin và
gelatin-curcumin có bổ sung sắt fumarat.......................................................................51
Hình 4.22 : Hình thái của curcumin trong nền gelatin khi phối sắt fumarat(2%) ........53
Hình 4.23: Độ cứng của hệ gelatin-curcumin khi phối sắt fumarat ở những nồng độ
khác nhau. ......................................................................................................................53
Hình 4.24: Độ sai biệt màu sắc (ΔE) theo thời gian của huyền phù curcumin khi phối
sắt fumarat ở những nồng độ khác nhau........................................................................54
Hình 4.25: Biến thiên nồng độ curcumin theo thời gian ..............................................54

xi


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan                                                          Luận văn tốt nghiệp

DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 4 1 : Đánh giá cảm quan hệ nền gelatin ở những nồng độ khác nhau .................30
Bảng 4 2: Độ biến thiên màu sắc của mẫu ở những nồng độ khác nhau ......................31
Bảng 4.3: Đánh giá ngoại quan hệ gel gelatin-curcumin ở các nồng độ khác nhau .....34
Bảng 4.4: Sự khác biệt tính chất hệ gel gelatin-curcumin ở các nồng độ khác nhau ...34
Bảng 4.5 : Sự khác biệt màu sắc của huyền phù curcumin khi phối sắt fumarat ở các
nồng độ khác nhau .........................................................................................................39
Bảng 4.6 : Đánh giá cảm quan hệ nền gelatin ở những nồng độ khác nhau .................44
Bảng 4.7: Độ biến thiên màu sắc của mẫu ở những nồng độ sắt fumarat khác nhau tại
ngày đầu tiên..................................................................................................................45
Bảng 4.8: Đánh giá ngoại quan hệ gel gelatin-curcumin ở các nồng độ khác nhau ....49
Bảng 4.9: Sự khác biệt màu sắc của hệ gel gelatin-curcumin ở các nồng độ khác nhau
.......................................................................................................................................49

Bảng 4.10: Các nhóm chức, liên kết của nguyên liệu gelatin, gelatin-curcumin và
gelatin-curcumin có bổ sung sắt fumarat.......................................................................52

xii


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan                                                          Luận văn tốt nghiệp

DANH SÁCH PHỤ LỤC
Trang
Phụ lục 1.1: Độ cứng của hệ thạch gelatin-curcumin theo thời gian............................61
Phụ lục 1.2: Biến thiên màu sắc của hệ thạch gelatin-curcumin theo thời gian ở các
nồng độ khảo sát. ...........................................................................................................61
Phụ lục 1.3: Sự thay đổi nồng độ curcumin theo ngày của submicron curcumin trong
gelatin ở những nồng độ khác nhau (g/l) .......................................................................62
Phụ lục 1.4: Sự thay đổi nồng độ curcumin theo ngày của submicron curcumin trong
gelatin ở những nồng độ khác nhau (%)........................................................................62

Phụ lục 2.1: Sự khác biệt màu sắc của huyền phù curcumin khi phối sắt fumarat ở
các nồng độ khác nhau...................................................................................................63
Phụ lục 2.2: Sự thay đổi nồng độ curcumin theo ngày của submicron curcumin khi
phối sắt fumarat ở những nồng độ khác nhau (g/l)........................................................63
Phụ lục 2.3: Sự thay đổi nồng độ curcumin theo ngày của submicron curcumin khi
phối sắt fumarat ở những nồng độ khác nhau (%) ........................................................64

Phụ lục 3.1: Độ cứng của nền gelatin khi phối sắt fumarat vào với những tỉ lệ khác
nhau theo thời gian ........................................................................................................65
Phụ lục 3.2: Biến thiên màu sắc của nền gelatin theo thời gian khi phối sắt fumarat ở
các nồng độ khác nhau...................................................................................................65

Phụ lục 4.1: Độ lún kim của hệ thạch gelatin-curcumin theo thời gian .......................66

xiii


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan                                                          Luận văn tốt nghiệp

Phụ lục 4.2: Biến thiên màu sắc của hệ thạch gelatin-curcumin khi phối sắt fumarat ở
những nồng độ khác nhau theo thời gian ......................................................................66
Phụ lục 4.3: Sự thay đổi nồng độ curcumin theo ngày của hệ thạch gelatin-curcumin
khi phối sắt fumarat ở những nồng độ khác nhau (g/l) .................................................67
Phụ lục 4.4: Sự thay đổi nồng độ curcumin theo ngày của hệ thạch gelatin-curcumin
khi phối sắt fumarat ở những nồng độ khác nhau (g/l) .................................................67

xiv


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề:
Ở Việt Nam, tìm cách khai thác tối đa tiềm năng ứng dụng các thành phần có giá
trị trong củ nghệ vàng (Curcuma longa Linn.) nói chung và curcumin nói riêng đã và
đang được chú trọng. Do 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. Bên cạnh
nguồn trồng trọt, ở một số địa phương phía Bắc, nghệ mọc hoang dại ước tính trữ
lượng lên đến 1000 tấn [1]. Hơn nữa, vấn đề trồng trọt, thu hoạch 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.
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.
Tuy nhiên, khuyết điểm chính của curcumin là tính không tan trong nước
(11ng/ml [Enhanced]) 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…
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
1


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan                                                          Luận văn tốt nghiệp

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.
Song song đó, khai thác các nguồn nguyên liệu thiên nhiên dồi dào, an toàn và hỗ
trợ sức khỏe cũng là mục tiêu mũi nhọn khi mà hiện nay con người đang đối mặt với
nhiều cuộc khủng hoảng toàn cầu về năng lượng, khí hậu, sức khỏe cộng đồng…
Trên cơ sở đó, chúng tôi thiết lập đề tài nghiên cứu: “khảo sát quá trình phối
chế huyền phù “submicron curcumin” vào nền gelatin có sự bổ sung sắt fumarat
với định hướng tạo sản phẩm thực phẩm chức năng”. Với phương pháp tiếp cận
mới, dựa trên phát triển hệ phân tán rắn của hoạt chất không tan trong nước (curcumin)
trên nền chất mang dạng gel có cấu trúc linh hoạt, đề tài hướng đến cải thiện độ bền
phân tán của huyền phù curcumin và từ đó hỗ trợ cho khả năng hòa tan của hợp chất

này. Bên cạnh đó, ưu điểm nguồn nguyên liệu sử dụng rất dồi dào và có nguồn gốc
thiên nhiên giúp khắc phục khuyết điểm của hầu hết các công trình nghiên cứu hiện tại
là khả năng ứng dụng hạn chế trong thực phẩm do sử dụng các chất trợ phân tán và
bảo vệ hợp chất curcumin không an toàn cho sức khỏe.

1.2 Mục đích đề tài:
Tìm cách cải thiện khả năng phân tán và nâng cao khả năng ứng dụng của
curcumin thông qua hướng tiếp cận công nghệ nano nhằm định hướng ứng dụng làm
thực phẩm chức năng. Bước đầu thiết lập công thức và điều kiện phối chế nhằm đạt
được hệ gel có khả năng phân tán curcumin dưới dạng nano bền, hỗ trợ khả năng hấp
thu curcumin trong cơ thể.

2


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan                                                          Luận văn tốt nghiệp

1.3 Nội dung đề tài:
-Khảo sát nền gelatin.
-Khảo sát quá trình phối trộn submicron curcumin vào nền gelatin.
- Khảo sát quá trình phối trộn sắt fumarat vào nền submicron curcumin.
- Khảo sát quá trình phối trộn sắt fumarat vào nền gelatin.
-Khảo sát ảnh hưởng của sắt fumarat lên độ bền, khả năng phân tán và kích thước
hạt huyền phù curcuminoid trong nền gelatin.

3


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan                                                          Luận văn tốt nghiệp

Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Curcumin:
2.1.1 Giới thiệu:
Curcumin là hợp chất hóa thực vật dạng polyphenol được tìm thấy trong thiên
nhiên từ một số giống cây Nghệ (Curcuma) khác nhau [7]. Từ lâu, curcumin được biết
đến như một loại phẩm màu tạo sắc vàng cam đặc trưng dùng trong thực phẩm. Bên
cạnh đó các thuộc tính sinh học quý của curcumin đã và đang thu hút sự quan tâm
đáng kể nhằm đáp ứng nhu cầu tìm kiếm những nguồn nguyên liệu thiên nhiên an toàn
và hiệu quả phục vụ cho các ngành công nghiệp cơ bản như: dược phẩm, thực phẩm…
2.1.2 Nguồn gốc:
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 [3].
Với đặc điểm là cây ưa ẩm, ưa sáng và có thể hơi chịu bóng; cây có biên độ sinh
thái rộng, thích nghi được với nhiều kiểu vùng khí hậu khác nhau. Từ nơi có khí hậu
nhiệt đới điển hình, nhiệt độ trung bình đến 25 – 260C đến những nơi có khí hậu cận
nhiệt đới núi cao, nhiệt độ trung bình dưới 200C, với mùa đông lạnh kéo dài nghệ vẫn
tồn tại và sinh trưởng phát triển tốt. [1]

4


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan                                                          Luận văn tốt nghiệp

Ở Việt Nam, nghệ cũng được coi là một cây trồng cổ 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, Mèo Vạc (Hà Giang); Sìn Hồ, Phong Thổ (Lai
Châu)…[3]
2.1.3 Đặc điểm :
Curcumin là thành phần chính quan trọng nhất trong thân rễ nghệ trong đó
curcumin chiếm từ 50 – 60%, demethoxycurcumin chiếm 20 – 30% còn bisdemethoxy
chiếm từ 7 – 20%, tùy 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”. [1]
Curcumin cũng được biết đến 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…[2]
2.1.4 Cấu trúc hoá học:
Curcuminoid có cấu trúc -diketone vì vậy chúng có thể tồn tại dưới dạng đồng
phân hình học: s-cis-diketone, s-trans-diketone, cis-enol.

Hình 2 1: Các đồng phân cis-keto và enol của curcumin
2.1.5 Tính chất vật lý :[1]
Curcuminoid là tinh thể dạng bột màu vàng cam, có điểm nóng chảy ở 1830C.
Pigment màu curcuminoid tan trong dầu, không tan trong nước ở pH acid và pH
trung hoà (độ tan <10g/ml ở 250C), tan trong kiềm, acetone, dichloromethane,
5


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan                                                          Luận văn tốt nghiệp

dichloroethylene, dimethylsulfoxide, benzene, acid acetic và trong dung dịch có tính
cồn như ethanol, methanol ... Để tan được trong nước, curcuminoid phải kết hợp với
các chất hoạt động bề mặt như sodium dodecyl sulfate, cetylpyridinium bromide,
gelatine, polysaccharide, polyethylenglycol, cyclodextrin. Trong dung dịch, thành

phần màu chủ yếu thể hiện dạng tautomer keto – enol và tuỳ thuộc vào loại dung môi
có thể tồn tại đến 95% dạng enol.
Trong môi trường trung tính, dung dịch Curcuminoid có màu vàng, môi trường
acid có màu vàng ánh lục (vàng chanh), có màu từ cam đến đỏ tím trong môi trường
kiềm. Màu của curcuminoid bền với nhiệt độ, không bền với ánh sáng và khi có sự
hiện diện của SO2 với nồng độ ≥ 10ppm.
Dung dịch curcumin trong dung môi hữu cơ có độ hấp thụ cực đại ở bước sóng
khoảng từ 420-430 nm.
2.1.6 Tác dụng dược lý của curcuminnoid :[8]
Curcuminoid có những hoạt tính sinh học chủ yếu như kháng oxy hoá, kháng
viêm, kháng virus, kháng nấm và có thành phần dùng để hoá học trị liệu bệnh ung thư.
Những nghiên cứu trong năm thập kỷ gần đây đã chỉ ra thêm rằng curcumin làm
giảm cholesterol trong máu, hạn chế sự đông kết tiểu huyết cầu, ngăn chặn sự nghẽn
mạch và nhồi máu cơ tim, hạn chế các triệu chứng của bệnh đái tháo đường loại II,
viêm khớp mãn tính, bệnh đa xơ cứng, và bệnh Alzheimer, ức chế sự tái tạo của virus
HIV ở người, nâng cao việc điều trị vết thương, bảo vệ khỏi tổn thương gan, tăng sự
bài tiết của mật, bảo vệ khỏi bệnh đục thuỷ tinh thể, bảo vệ khỏi bệnh xơ hoá. Ngoài
ra, curcuminoid cũng được chứng minh là không có tính độc cho dù sử dụng liều cao.
 Hoạt tính kháng oxy hóa của curcuminoid:
Oxy không thể thiếu đối với vi sinh vật hiếu khí và tham gia vào nhiều quá trình
sinh hoá học trong cơ thể. Trong quá trình đó oxy tạo ra những tiểu phân trung gian
gọi là gốc tự do.
Khi nhận một điện tử đầu tiên, oxy tạo ra gốc superoxide. Đây là gốc tự do quan

6


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan                                                          Luận văn tốt nghiệp

trọng nhất của tế bào. Từ gốc superoxyd (O2• -), nhiều gốc tự do và các phân tử khác

nhau của oxy có khả năng phản ứng cao tạo ra như: HO• - (gốc hydroxyl), H2O2, 1O2
(oxy đơn bội), LO• (gốc lipoxyd), LOO• (gốc lipoperoxyd), RO• (gốc alkoxyd), LOOH.
Tên chung của các gốc này là các dạng oxy hoạt động. Ngoài ra trong cơ thể còn có
những dạng gốc tự do hoạt động khác có chứa nitơ, clo…
Lão hoá là quá trình thoái hoá các tế bào, mô và các cơ quan gây ra bởi gốc tự
do. Theo thời gian quá trình lão hoá và bệnh tật khiến các cơ quan bảo vệ tự nhiên này
bị suy yếu dần. Trong cơ thể luôn tồn tại những hợp chất có khả năng loại bỏ các dạng
oxy hoạt động trên và được gọi là chất kháng oxy hoá. Tiêu biểu là các enzyme như
superoxyd dismutase (SOD), glutathione (GSH), glutathione peroxydase (GSH – Px),
catalase và những phân tử nhỏ như tocopherol, ascobat … Ngoài ra, có thể bảo vệ cơ
thể bằng cách trung hoà các gốc tự do nhờ vào các vitamin, khoáng chất và các hợp
chất tự nhiên được bổ sung vào như phenol, các hợp chất flavonoid và carotenoid.
Hầu hết các chất kháng oxy hoá có nhóm chức phenolic hoặc nhóm β-diketone.
Curcuminoid là chất kháng oxy hoá đặc biệt có các nhóm chức khác nhau: nhóm βdiketone, liên kết C=C, và vòng phenyl có nhóm hydroxyl và methoxyl khác nhau. Do
vậy curcuminoid có hoạt tính kháng oxy hoá cao do ngăn cản sự peroxide hoá các lipid
trong cơ thể. Phản ứng peroxide hoá lipid là phản ứng dây chuyền và xảy ra theo cơ
chế gốc tự do, gồm các giai đoạn 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 hoà (lipid).
-H + R  -S + RH
-S + O2  -SOO
Phản ứng dây chuyền: Gốc tự do peroxyl vừa hình thành tấn công các acid béo
kế cận.
-SOO + -SH  -SOOH + -S
Quá trình tiếp diễn dẫn đến sự tích lũy các peroxide 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
peroxide tấn công các ion cũng như các protein màng tế bào. Một chất kháng oxy hóa
7

GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan                                                          Luận văn tốt nghiệp

sẽ kết thúc chuỗi phản ứng dây chuyền tạo gốc tự do và “dập tắt” các gốc tự do cũng
như quá trình tạo ra gốc tự do.
 Hoạt tính kháng viêm của curcuminoid:
Viêm nhiễm là một chuỗi phản ứng của cơ thể chống lại sự tổn thương mô. Phản
ứng này cần thiết cho quá trình bắt đầu lành vết thương tuy nhiên lại gây ra sự đau đớn
kết hợp nổi đỏ và phồng vết thương. Khi bị viêm nhiễm cơ thể sản sinh ra một chất
giống hormone là arachidonic acid, dưới tác dụng của enzyme, acid này sẽ chuyển hoá
thành các hợp chất gây viêm: leukotriene (làm tăng khả năng thẩm thấu qua mạch, làm
gây trương phồng mô), prostaglandin (gây mẩn đỏ, trương phồng, đau nhức vết
thương),…
Curcuminoid có tác dụng giống aspirin nhưng tốt hơn aspirin khi sử dụng cho
những người bị nghẽn huyết khối mạch máu, viêm khớp.
2.1.7 Công dụng của nghệ:[4]
 Trong thực phẩm :
- Sản xuất bột carry dùng làm gia vị trong bánh xèo, bò kho, gà xào xả ớt.
- Sản xuất bao gói chống ánh sáng.
- Sử dụng để tạo màu trong bơ, salad, margarine, yoghurt, bánh ngọt, bánh bích
quy, bắp rang, ngũ cốc, xúc xích...
- Sử dụng trong thức ăn gia súc.
 Trong dược phẩm:
Trong dân gian, nghệ đã được tin dùng như phương thuốc hữu hiệu để 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, ghẻ lở, mụn nhọt. Kết hợp nghệ và dầu vừng cũng
được dùng điều trị nhanh khi mới bị bỏng nhẹ, giúp làm giảm phù nề, xung huyết
quanh vết bỏng, giúp vết bỏng không lan rộng, chóng khô và liền sẹo. Nếu bôi thuốc
sớm trong vòng 24 giờ sau khi bị bỏng, sẹo sẽ liền nhanh.
Trong Đông y, thân rễ nghệ thường dùng trong các đơn thuốc trị phong hàn,
chậm có kinh, băng huyết… Tác dụng hưng phấn và co bóp tử cung.

8


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan                                                          Luận văn tốt nghiệp

Trị đau bao tử do thiếu acid, trị loét dạ dày... Tác dụng chống viêm loét dạ dày do
tác dụng tăng bài tiết chất nhày mucin. Trị chứng rối loạn tiêu hóa.
Các nghiên cứu cũng cho thấy tác dụng tăng khả năng giải độc gan và làm giảm
lượng urebilin trong nước tiểu khi dùng nghệ. Kích thích sự bài tiết mật của tế bào
gan, thông mật nhờ làm co thắt túi mật. Ngăn chặn sự phát triển bệnh gan do lạm dụng
uống rượu.
Nghệ là một nguyên liệu đang được quan tâm như một liệu pháp ngăn chặn,
phòng ngừa và chữa trị ung thư và giảm cholestetrol. Nghệ cũng chống lại tác động
của bệnh gan và chứng xơ vữa động mạch, di căn của ung thư. Thông tin gần đây cho
thấy có thể làm giảm tỉ lệ mắc ung thư như ung thư vú, tuyến tiền liệt, phổi và ruột kết
nếu chế độ dinh dưỡng có nhiều chất nghệ. Tác dụng chống khối u có được nhờ đặc
tính chống oxy hóa của curcumin. Ngăn chặn sự phát triển của các tế bào ung thư da
và kiềm chế quá trình di căn của ung thư vú sang phổi.
Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của nghệ cũng đã được nghiên cứu và công
bố. Chế độ ăn có bổ sung nghệ giúp ngăn chặn sự phát triển vi trùng lao nhờ làm rối
loạn chuyển hóa men của chúng. Tinh dầu nghệ có đặc tính khử mùi hôi, đồng thời có
tính kháng viêm rất hữu hiệu, bảo vệ niêm mạc miệng, lưỡi, dạ dày.
Hoạt chất curcumin chứa trong củ nghệ có tác dụng trong chữa trị bệnh
Alzheimer. Curcumin-Một hoạt chất chống oxi hóa trong nghệ, được sử dụng trong
nhiều loại thuốc. Curcumin cũng là một chất kháng viêm tương đương hydrocortison
và phenylbutazon. Hoạt chất curcumin có tác dụng tích cực trong việc điều trị căn
bệnh khuyết tật gien ở nhiễm sắc thể số 7 - còn gọi là bệnh mucovisidosis.
 Trong mỹ phẩm
Nghệ được sử dụng trong các sản phẩm mỹ phẩm bởi tác dụng rất tốt cho da.

Nghệ giúp làm liền các vết sẹo nhanh chóng và các vết sẹo đang lên da non, sẹo không
bị thâm. Khi bôi lên da giúp da sáng, chống khô cằn, tạo sự mềm và mịn, tươi mát cho
da.
Nghệ còn trị các chứng mụn và điều trị các đốm đen do sự hình thành sắc tố hoặc
chỗ sưng tấy. Tác dụng làm giảm sự chênh lệch sắc tố của các vùng giúp đồng đều
9