KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH CHIẾT TÁCH CURCUMINOID TỪ THÂN RỄ NGHỆ VÀNG CURCUMA LONGA L. S Ử DỤNG DUNG MÔI HYDROTROPE

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

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH CHIẾT TÁCH CURCUMINOID TỪ
THÂN RỄ NGHỆ VÀNG CURCUMA LONGA L.
SỬ DỤNG DUNG MÔI HYDROTROPE

Sinh viên thực hiện : NGUYỄN THỊ KIM THOA
Ngành : CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
Niên khóa: 2004-2008

Tháng 10/2008


KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH CHIẾT TÁCH CURCUMINOID TỪ
THÂN RỄ NGHỆ VÀNG CURCUMA LONGA L.
SỬ DỤNG DUNG MÔI HYDROTROPE

Tác giả

NGUYỄN THỊ KIM THOA

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
Cấp bằng Kỹ sư ngành
Công nghệ hóa học

Giáo viên hướng dẫn
Th.S NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

Tháng 10/2008

-i-


LỜI CẢM ƠN
“Không gì diễn tả được lòng biết ơn bởi tình thương yêu và sự quan tâm mà ba
mẹ và các Dì đã dành trọn cho con.
Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Th.S Nguyễn Hữu Anh Tuấn đã tận
tình chỉ dẫn và luôn theo sát, động viên em trong suốt thời gian thực hiện khóa luận tốt
nghiệp.
Gởi lời cảm ơn chân thành đến cô T.S Trần Thanh Lương, các chị ở phòng Vật
liệu thuộc Viện công nghệ hóa học và các thầy cô ở phòng thí nghiệm hóa của Bộ môn
Công nghệ hóa học Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh đã giúp đỡ và
luôn tạo cảm giác thoải mái để em có thể thực hiện tốt đề tài.
Sẽ không quên các thầy cô ở Bộ môn Công nghệ hóa học, Trường Đại học
Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh đã truyền đạt kiến thức và tạo điều kiện thuận lợi cho em
trong quá trình thực hiện đề tài.
Luôn nhớ đến các bạn lớp DH04HH, những người bạn luôn bên cạnh khi khó
khăn đến với tôi.”
TP. Hồ Chí Minh, tháng 10/2008
Nguyễn Thị Kim Thoa

- ii -


TÓM TẮT
Dưới sự hướng dẫn của Th.S. Nguyễn Hữu Anh Tuấn, đề tài nghiên cứu “Khảo sát
quá trình chiết tách curcuminoid từ thân rễ nghệ vàng Curcuma longa L. sử dụng
dung môi hydrotrope” đã được S.V Nguyễn Thị Kim Thoa thực hiện từ tháng 2/2008
đến tháng 10/2008 tại phòng thí nghiệm I4 thuộc Bộ môn Công Nghệ Hóa Học,
Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh.

Mục đích đề tài:
− Đề xuất quy trình trích ly Curcumin từ củ nghệ vàng Curcuma longa L. sử
dụng dung môi hydrotrope.
− Khảo sát điều kiện trích ly tối ưu. Nâng cao độ tinh khiết của sản phẩm
Tiến trình thực hiện.
1./ Thực hiện các thí nghiệm khảo sát quy trình sử dụng dung môi
hydrotrope:
Thí nghiệm 1: Trích ly sử dụng hệ thống Soxhlet
Khảo sát thời gian trích ly lần lượt là 2, 4 ,8 giờ (Tỷ lệ nguyên liệu/dung
môi=10%, nồng độ dung dịch= 1M).
Kết quả: thu được dung dịch màu vàng trong suốt, thêm nước để hạ nồng độ dung
dịch xuống điểm MHC = 0,65 mol/l, để lắng trong 10giờ, quan sát không thấy tạo kết
tủa.
Thí nghiệm 2: Sử dụng phương pháp trích ly trực tiếp (dung môi tiếp xúc trực
tiếp với nguyên liệu) sử dụng sinh hàn hoàn lưu.
Khảo sát thời gian 2, 4, 8 giờ kể từ giọt đầu tiên nhỏ xuống bình cầu, (R/L = 10%;
nồng độ dung dịch = 1 M).
Kết quả: Thu được dung dịch màu vàng, hơi sệt, thêm nước từ từ để hạ nồng độ
dung dịch xuống dưới điểm MHC, để lắng 10giờ. Thấy trong dung dịch xuất hiện kết
tủa và một phần lơ lửng trong dung dịch. Lọc lấy kết tủa bằng máy lọc chân không.
Nhưng thời gian lọc rất lâu, không hiệu quả, kết quả thu được lẫn nhiều tạp

- iii -


Thí nghiệm 3: Trích ly sử dụng bếp khuấy từ.
Thực hiện ở nhiệt độ thường, tốc độ quay của cá từ 500 vòng/phút, với thời gian trích
ly khảo sát 2, 5, 8 giờ (R/L = 10%; nồng độ dung dịch = 1 M).
Kết quả: Thu được dung dịch màu vàng, hạ nồng độ dung dịch sau trích xuống dưới
nồng độ MHC bằng nước, sau đó để lắng và thu kết tủa bằng phương pháp ly tâm.

Curcumin thô thu được xốp hơn so với phương pháp trích ly sử dụng sinh hàn hoàn
lưu.
Chúng tôi chọn phương pháp trích ly sử dụng bếp khuấy từ để trích ly
Thí nghiệm 4: Lựa chọn nguyên liệu cho quá trình trích ly sử dụng dung môi
hydrotrope
Thực hiện quá trình trích ly sử dụng bếp khuấy từ với hai nguyên liệu: bột nghệ
chưa loại béo và bột nghệ đã loại béo bằng ether dầu hỏa có nhiệt độ sôi 30-60oC.
Bột nghệ chưa loại béo: tạo ra lớp nhựa bám vào đáy lọ dựng trong đó có chứa
curcumin, rất khó tách nhựa và curcumin dẫn đến hiệu suất trích ly giảm  chọn bột
nghệ đã loại nhựa
Qua kết quả thu được của các thí nghiệm khảo sát, chúng tôi chọn tiến hành trích ly
sử dụng bếp khuấy từ và bột nghệ
2./ Thực hiện khảo sát các yếu tố ảnh hưởng: nồng độ, tỷ lệ nguyên liệu và
dung môi, thời gian trích ly.
Thí nghiệm 5: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới hai đáp ứng hiệu suất quá
trình và độ tinh khiết của sản phẩm.
Kết quả thu được:
Các thông số phù hợp để trích curcumin trong củ nghệ vàng sử dụng dung môi
hydrotrope: thời gian trích 8h, nồng độ 2M, tỷ lệ nguyên liệu và dung môi 5%
Hiệu suất tối ưu của quá trình trích ly: 5,356%
Độ tinh khiết cao nhất 94,1%.
Thí nghiệm 6: Định tính và định lượng sản phẩm

- iv -


MỤC LỤC
Trang tựa ......................................................................................................................i
Lời cám ơn ................................................................................................................. ii
Tóm tắt ..................................................................................................................... iii

Mục lục ......................................................................................................................iv
Danh mục các phụ lục.................................................................................................vi
Danh sách các hình ....................................................................................................vii
Danh sách các bảng ................................................................................................. viii
Danh sách các từ viết tắt .............................................................................................ix

Chương 1: MỞ ĐẦU ....................................................................................... 1
1.1.

Đặt vấn đề .....................................................................................................1

1.2.

Mục đích đề tài..............................................................................................1

1.3.

Nội dung đề tài ..............................................................................................2

1.4.

Yêu cầu .........................................................................................................2

Chương 2:TỔNG QUAN TÀI LIỆU.............................................................. 3
2.1

Cây nghệ [1, 2, 3] ..........................................................................................3

2.1.1

Tên gọi...................................................................................................3

2.1.2

Đặc điểm thực vật ..................................................................................5

2.1.3

Phân bố sinh thái ....................................................................................5

2.1.4

Trồng trọt, thu hoạch và bảo quản ..........................................................5

2.1.5

Thành phần hóa học ...............................................................................5

2.1.6

Công dụng của củ nghệ ..........................................................................6

2.2

Tinh dầu: .......................................................................................................8

2.2.1

Tính chất vật lý [1] .................................................................................9

2.2.2

Thành phần hóa học của tinh dầu [8] ......................................................9

2.2.3

Các phương pháp trích ly tinh dầu [9, 10]...............................................9

2.3

Curcumin ......................................................................................................9

2.3.1

Tên gọi và thành phần hóa học của curcumin [1, 2,3].............................9

2.3.2

Tính chất vật lý [1] ...............................................................................10

2.3.3

Tính chất hóa học. [8, 11, 12, 13, 14] ...................................................11
-v-


2.3.4

Hoạt tính sinh học của Curcumin..........................................................13

2.3.5

Tác dụng dược lý của curcumin............................................................14

2.3.6

Phương pháp điều chế ..........................................................................18

2.3.7

Ứng dụng của curcumin trong thực phẩm.............................................22

2.4

Dung môi hydrotrope [22, 23, 24, 25,26, 27, 28] .........................................23

2.4.1

Giới thiệu .............................................................................................23

2.4.2

Tính chất của dung môi hydrotrope ......................................................24

2.4.3

Ưu điểm của dung môi hydrotrope so với dung môi khác.....................25

Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM.................................32
3.1

Thiết bị, hóa chất và nguyên liệu .................................................................28

3.1.1

Nguyên liệu..........................................................................................28

3.1.2

Thiết bị.................................................................................................28

3.1.3

Hóa chất ...............................................................................................29

3.2

Tiến trình thực nghiệm ................................................................................29

3.3

Khảo sát nguyên liệu ...................................................................................30

3.3.1

Chuẩn bị nguyên liệu............................................................................30

3.3.2

Khảo sát độ ẩm.....................................................................................30

3.3.3

Xác định hàm lượng curcumin trong bột nghệ ......................................31

3.4

Trích ly sử dụng dung môi hydrotrope.........................................................31

3.4.1
3.5

Nhận danh và định lượng curcumin......................................................33

Các thí nghiệm sơ bộ ...................................................................................35

3.5.1

Lựa chọn phương pháp trích ly.............................................................36

3.5.2

Lựa chọn nguyên liệu quá trình trích ly ...............................................36

3.6

Phương pháp thí nghiệm..............................................................................36

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..............................................................44
4.1

Kết quả khảo sát nguyên liệu .......................................................................39

4.1.1

Chuẩn bị nguyên liệu............................................................................39

4.1.2

Xác định độ ẩm ....................................................................................39

4.1.3

Xác định hàm lượng Curcumin trong bột nghệ .....................................40

4.2

Kết quả khảo sát sơ bộ.................................................................................41

4.3

Kết quả khảo sát điều kiện trích ly...............................................................42
- vi -


4.3.1

Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố lên chỉ tiêu hiệu suất ....................45

4.3.2

Độ tinh khiết của curcumin sản phẩm...................................................48

4.3.3

Nhận xét chung ....................................................................................51

4.4

Nhận danh curcumin ...................................................................................52

4.4.1

Xác định điểm nóng chảy .....................................................................52

4.4.2

Phương pháp sắc ký bản mỏng .............................................................53

4.5

Định lượng hàm lượng curcumin trong sản phẩm. .......................................54

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ......................................................... 61
5.1

Kết luận.......................................................................................................61

5.2

Đề nghị........................................................................................................61

- vii -


DANH SÁCH CÁC PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Độ ẩm nguyên liệu ....................................................................................65
Phụ lục 2: Phương pháp lập đường chuẩn ..................................................................66
Phụ lục 3: Quy trình chiết tách curcumin sử dụng dung môi hydrotrope. ...................67
Phụ lục 4: Hàm lượng curcumin trong sản phẩm........................................................68
Phụ lục 5: Thông số điều chỉnh nồng độ dung dịch Na-Sal trong các nghiệm thức.....69
Phụ lục 6.: Kết quả thí nghiệm...................................................................................70
Phụ lục 7: Xử lý số liệu dùng phần mềm JMP 4.0......................................................71

- viii -


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1:Thành phần dinh dưỡng của củ nghệ.............................................................4
Bảng 2.2: Một số loại dung môi Hydrotrope ..............................................................23
Bảng 2.3: Các tính chất của Sodium Salicilat.............................................................24
Bảng 2.4: Nồng độ tối thiểu của các dung môi hydrotrope. ........................................25
Bảng 4. 1: Kết quả xử lý nghệ tươi ............................................................................39
Bảng 4. 2: Độ ẩm của nghệ tươi.................................................................................39
Bảng 4. 3: Độ ẩm của nghệ khô .................................................................................40
Bảng 4. 5: Thông số điều chỉnh nồng độ hydrotrope trong các nghiệm thức ..............43
Bảng 4. 6: Kết quả thực nghiệm.................................................................................44
Bảng 4. 7: Bảng ước lượng các tham số (Parameter Estimates)..................................46
Bảng 4.8: Bảng ước lượng các tham số ......................................................................49
Bảng 4.9: Bảng đánh giá tác động của các yếu tố lên độ tinh khiết của curcumin.......49

Bảng 4. 10: Kết quả thực nghiệm nhiệt độ nóng chảy. ...............................................53
Bảng 4. 4: Độ hấp thu A của dung dịch chuẩn ...........................................................54

- ix -


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1: Cây nghệ, củ nghệ

.......................................................................................... 4

Hình 2.2: Bột nghệ

...................................................................................3

Hình 2.3: Củ nghệ vàng ...............................................................................................4
Hình 2.4: Cấu trúc một số dung môi Hydrotrope........................................................24
Hình 2.5: Cấu tạo phân tử Sodium salicilat ................................................................24
Hình 4. 1: Sơ đồ mối tương quan giữa hiệu suất thực tế và hiệu suất dự đoán ...........45
Hình 4. 2: Sơ đồ dự đoán ảnh hưởng của các yếu tố lên hiệu suất. .............................46
Hình 4.3: Mô hình bề mặt đáp ứng của chỉ tiêu hiệu suất biểu diễn theo các yếu tố
nồng độ, thời gian, tỷ lệ nguyên liệu và dung môi......................................................47
Hình 4.4: Tương tác giữa các yếu tố . .......................................................................47
Hình 4.5: Sơ đồ mối tương quan giữa độ tinh khiết thực tế và độ tinh khiết dự đoán..48
Hình 4. 6: Sơ đồ dự đoán ảnh hưởng của các yếu tố lên độ tinh khiết.........................49
Hình 4.7: Mô hình bề mặt đáp ứng của độ tinh khiết biểu diễn sự thay đổi theo các yếu
tố thời gian, nồng độ, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi, ...................................................50
Hình 4.8: Tương tác giữa các yếu tố lên độ tinh khiết của sản phẩm. .........................50
Hình 4.9: Prediction Profiler, giản đồ tối ưu ..............................................................52
Hình 4. 10: Bảng sắc ký lớp mỏng. ............................................................................53

Hình 4. 11: Tinh thể Na-Sal .......................................................................................55
Hình 4. 12: Bột nghệ nguyên liệu sau khi tách tinh dầu..............................................56
Hình 4. 13: Trích curcumin trên bếp khuấy từ ở nhệt độ 400C....................................56
Hình 4. 14: Dung dịch Curcumin sau khi lắng ...........................................................57
Hình 4. 15: Thiết bị ly tâm.........................................................................................57
Hình 4. 16: Dung dịch trích sau khi ly tâm.................................................................57
Hình 4. 17: Dung dịch curcumin thô sau khi lọc (ly tâm) ...........................................58
Hình 4. 18: Curcumin sau khi kết tinh........................................................................58
Hình 4. 19: Bình triển khai sắc ký lớp mỏng ..............................................................59
Hình 4. 20: Kết quả chạy sắc ký lớp mỏng (TLC) ......................................................60
Hình 4. 21: Curcumin sản phẩm.................................................................................60
-x-


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Na-NBBS: Muối Natri n-butyl benzen sulfonate.
Na-CuS: Muối Natri Cumene sulfonate.
Na-BMGS: Muối Natri butyl mono glycol sulfonate.
PTSA: Acid p-Toluene sulfonic.
NA-Sal: Muối Natri Salicylate.
STT: Số thứ tự.
Klượng: Khối lượng.
Ngliệu: Nguyên liệu.
Dmôi: Dung môi.
NL/DM: Tỷ lệ nguyên liệu và dung môi.
HPLC: High Performane Liquid Chromatography (Sắc ký lỏng ao áp)
TLC: Thin layer chromatography (Sắc kí bản mỏng)

- xi -

Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1.

Đặt vấn đề

Khi đời sống xã hội phát triển, nhu cầu của con người luôn đòi hỏi các thực phẩm
phải có chất lượng cao về mặt dinh dưỡng, cảm quan, đồng thời phải đảm bảo vệ sinh,
an toàn thực phẩm. Ngoài ra, thực phẩm góp phần không nhỏ trong việc phòng ngừa
và chữa bệnh. Nghệ được biết đến với nhiều tác dụng chữa bệnh và được ứng dụng
nhiều trong công nghệ thực phẩm và trong công nghệ dược.
Thành phần có dược tính chính của nghệ là curcumin và tinh dầu.
Curcumin là chất tạo màu chính trong củ nghệ và có hoạt tính sinh học mạnh. Hoạt
tính chính của curcumin là họat tính kháng khuẩn, kháng oxi hóa, tuy nhiên nó còn có
tính kháng viêm, kháng nấm, làm liền vết thương, chống dị ứng, chống co thắt, ức chế
sự phát triển của khối u, …. Ngoài ra, trong một số nghiên cứu tại trường y khoa
Havard cho biết curcumin còn có tác dụng trong việc điều trị HIV, Alzheimer. Ở nước
ta, trữ lượng nghệ rất dồi dào và nhu cầu sử dụng curcumin của người dân ngày càng
tăng nhưng hầu hết curcumin sử dụng trong nước đều được nhập từ nước ngoài.
Tại Việt Nam, việc chiết tách các hoạt chất sinh học thiên nhiên còn gặp nhiều khó
khăn. Do trong quá trình chiết tách cần sử dụng các dung môi hữu nhưng dung môi
hữu cơ có tính độc, dễ bay hơi, dễ cháy nổ, tồn đọng trong sản phẩm và ảnh hưởng xấu
tới môi trường. Quá trình trích ly, tinh chế phức tạp, hiệu suất quá trình thấp và chi phí
sản xuất cao.
Với mục tiêu hướng tới xây dụng quy trình sản xuất curcumin thân thiện với môi
trường, tận dụng nguồn nguyên liệu trong nước, đáp ứng nhu cầu sử dụng của người
dân. Cần có những nghiên cứu sâu hơn để tiến đến chủ động sản xuất curcumin trong
nước. Được sự đồng ý của Bộ môn công nghệ hóa trường đại học Nông Lâm thành
phố Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn của Th.S Nguyễn Hữu Anh Tuấn, chúng tôi

thực hiện đề tài: “Khảo sát quá trình chiết tách curcuminoid từ thân rễ nghệ vàng
Curcuma longa L. sử dụng dung môi hydrotrope”.

-1-


1.2. Mục đích đề tài


Đề xuất quy trình trích ly Curcumin từ củ nghệ vàng Curcuma longa L. sử dụng

dung môi hydrotrope.


Khảo sát điều kiện trích ly tối ưu. Nâng cao độ tinh khiết của sản phẩm.

1.3. Nội dung đề tài
Chúng tôi tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly curcumin
từ nguồn nguyên liệu: thân rễ nghệ vàng Bình Dương.
Khảo sát trên 3 yếu tố ảnh hưởng đến qui trình:
i. Nồng độ dung môi chiết
ii. Tỷ lệ nguyên liệu so với dung môi.
iii. Thời gian trích ly.
Quá trình khảo sát được đánh giá trên 2 đáp ứng: hiệu suất quá trình và độ tinh khiết
của curcumin thành phẩm.
1.4. Yêu cầu
 Đưa ra quy trình tách chiết curcumin.
 Khảo sát các điều kiện ảnh hưởng tới quá trình trích ly.
 Xác định hiệu suất và độ tinh khiết của sản phẩm thu được.

-2-


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Cây nghệ [1, 2, 3]
2.1.1 Tên gọi
Cây nghệ có tên khoa học: Curcuma longa L., thuộc họ gừng (Zingibereceae) hay
Curcuma domestica Valeton, Amomum curcuma Jacq, Curcuma xanthorrhiza Naves.
Curcuma là tên La tinh bắt nguồn từ từ "Kourkoum ", một từ có nguồn gốc Arập nghĩa
là cây nghệ tây. Curcuma cũng là tên do Linnaeus đặt vào năm 1737 cho một loại cây
thảo dược một lá mầm ở Ấn Độ.

Hình 2.1: Cây nghệ, thân rễ nghệ

Hình 2.2: Bột nghệ

(Food-Info_net Curcumin (Turmeric)_files)
Nghệ có nhiều loại nhưng thường gặp các loại sau :
Nghệ hay nghệ vàng, Curcuma longa L.
Nghệ rễ vàng, Curcuma xanthorrhiza Roxb.
Bột nghệ, Curcuma pierreana Gagnep.
Nghệ trắng, Curcuma aromatica Salish.
Nghệ xanh, nghệ tím, Curcuma zedoaria (Berg) Rose.
Nghệ đen Curcuma zedoaria Roecoe.

-3-


Trong luận văn này, chúng tôi chọn khảo sát nghệ vàng Curcuma longa L. từ Bình

Dương với tên gọi địa phương là nghệ “xà cừ”.

Hình 2.3: Thân rễ nghệ vàng
Bảng 2.1:Thành phần dinh dưỡng của thân rễ nghệ.
Tên

Hàm lượng/100g

Nước (g)

6,0

Năng lượng (kcal)

390

Protein(g)

8,5

Chất béo (g)

8,9

Carbonhydrat (g)

69,9

Tro (g)

6,8

Canxi (g)

0,2

Photpho (mg)

260

Natri (mg)

30

Kali(mg)

2000

Iot(g)

47,5

Thiamin(mg)

0,09

Riboflavin (mg)

0,19

Niacin (mg)

4,8

Acid ascorbic (mg)

50

(Nguồn Peter, 1999)
-4-


2.1.2 Đặc điểm thực vật
Cây thảo sống lâu năm, cao 0,6-1m, thân rễ to, hình trụ hay hình cầu dài từ 2-5cm,
đường kính từ 1-3cm, có ngấn, phân nhánh thành nhiều củ hình bầu dục. Củ chắc và
nặng, cắt ngang thấy rõ hai vùng: vỏ ở ngoài có màu vàng nhạt, trụ giữa màu vàng sẫm
hơn, chiếm 2/3 bán kính. Mùi thơm hắc, vị cay. Lá mọc thẳng từ thân rễ, gốc thuôn
hẹp đầu hơn nhọn, dài từ 30-40cm, rộng 10-15cm, hai mặt nhẵn cùng màu lục nhạt,
mép nguyên uốn lượn, bẹ lá rộng và dài.
2.1.3 Phân bố sinh thái
Nghệ có nguồn gốc nguyên thủy từ Ấn Độ, từ thời xa xưa cây được trồng ở nhiều
nơi ở Trung Quốc. Từ thế kỷ VII đến thế kỷ VIII, cây được du nhập sang Đông Phi và
Tây Phi. Ngày nay, nghệ là cây trồng phổ biến ở các nước vùng nhiệt đới thuộc châu
Mỹ Latinh, châu Phi, châu Á, châu Úc, và một phần châu Âu.
Ở Việt Nam, nghệ được trồng ở khắp các địa phương, nhưng cây phát triển tốt ở các
tỉnh phía Nam với khí hậu nhiệt đới nóng, ẩm.
2.1.4 Trồng trọt, thu hoạch và bảo quản
Nghệ được trồng ở nhiều nơi, vừa làm gia vị vừa làm thuốc. Cây không kén đất, ưa
ẩm, chịu bóng nhưng không chịu được úng.
Ở Việt Nam, nghệ được trồng vào cuối tháng 2 đến hết tháng 3.

Nghệ thu hoạch vào mùa đông khi cây lụi tàn. Năng suất trung bình đạt 11-12 tấn
củ tươi một hecta.
 Thân rễ được thu hái vào tháng 8 và tháng 9, cắt bỏ rễ để riêng. Muốn để nghệ lâu,
người ta hấp nghệ trong 6-12 giờ, để ráo nước rồi đem phơi nắng hoặc sấy khô.
2.1.5 Thành phần hóa học
Trong nghệ người ta đã phân tích được:
 Chất màu curcumin 4-8% lượng khô tuyệt đối, tinh thể nâu đỏ, ánh tím, không tan
trong nước, tan trong rượu, ete, cloroform, dung dịch có huỳnh quang màu xanh lục.
Tan trong acid (màu đỏ tươi), trong kiềm (màu đỏ máu rồi chuyển sang tím), trong
chất béo (dùng làm chất nhuộm các chất béo).
 Tinh dầu chiếm 1-5% khối lượng, tinh dầu có màu vàng nhạt, thơm. Trong tinh dầu
có curcumene C15H24, 5% paratolylmethyl cacbinol và 1% lông não hữu tuyến. Hai
chất sau chỉ thấy có trong tinh dầu Curcuma xanthorrhiza Roxb.
-5-


Ngoài ra, còn có tinh bột, canxi oxalat, chất béo.
Theo R.R.Paris và H.Moyse (1967) củ nghệ chứa 8-10% nước, 6-8% chất vô cơ, 4050% tinh bột nhựa.
2.1.6 Công dụng của củ nghệ
2.1.6.1 Các nghiên cứu về tác dụng của củ nghệ [4, 5, 6]
Nghiên cứu của Đức về nghệ: chống những bệnh viêm khớp xương, chống oxy hóa
mạnh, chữa lành sẹo của các loại mụn.
Là một vũ khí công hiệu chống lại các triệu chứng do căn bệnh Alzheimer gây ra.
Đây là kết quả nghiên cứu đầy hứa hẹn do một nhóm các nhà khoa học thuộc trường
Đại học California (Mỹ) thực hiện. Bệnh Alzheimer gây thoái hóa một số tế bào não
khiến bộ não không thể hoạt động bình thường. Những người mắc căn bệnh này gặp
trở ngại trong khả năng suy nghĩ, ghi nhớ, hiểu và quyết định. Họ ngày càng gặp khó
khăn trong việc thực hiện những công việc hàng ngày. Đặc điểm chính của bệnh
Alzheimer trong bộ não là sự có mặt của những “mảng suy yếu do tuổi già” được tạo
bởi một chất gọi là beta-amyloid. Các thử nghiệm thực hiện ở loài chuột đã chứng

minh rằng củ nghệ ngăn chặn sự tích tụ của beta-amyloid và làm tiêu hủy những mảng
suy yếu. Đối với nhà thần kinh học Gregory Cole, tác giả chính của nghiên cứu này,
“củ nghệ là phương pháp công hiệu nhất trong số tất cả các phương pháp điều trị được
thử nghiệm. Nó có thể được dùng để phòng ngừa và điều trị căn bệnh Alzheimer”.
Theo giáo sư Cole, các nghiên cứu mới đây đã từng chứng minh rằng củ nghệ làm
giảm các thương tổn do sự oxy hóa và viêm nhiễm có thể tìm thấy trong những căn
bệnh như Alzheimer, ung thư hoặc tim mạch. Trung tâm nghiên cứu bệnh Alzheimer
(ADRC) thuộc trường Đại học California đang tìm những người tình nguyện để thử
nghiệm tính hiệu quả của phương pháp này đối với người. Mục tiêu là xác định hàm
lượng có thể sử dụng là bao nhiêu. Nhiều nghiên cứu về phương pháp này sẽ được bắt
đầu trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Nhiều nhà khoa học như Guy Laroche, H.Leclec, Robber, Trương Ngôn Chí (TQ),
M.M.Semiakin (Nga), Taniyma.H (Nhật Bản), Vũ Điền, Võ Văn Lan (VN) có các
nghiên cứu về nghệ như sau:


Phá cholesterol trong máu



Diệt nấm, sát trùng với bệnh nấm, với Staphyloc và vi trùng khác.
-6-




Tăng bài tiết mật, có tính chất co bóp túi mật → điều chỉnh một số rối loạn

gan mật làm da mịn màng hơn.


Tác dụng đối với cơ năng giải độc của gan.



Giảm galactoza niệu



Dùng trong những bệnh về gan và mật thì chóng hết đau. Tuy nhiên, trong

trường hợp sỏi mật cấp tính thì kết quả chậm.


Ngăn cản sự phát triển vi trùng lao.



Các tác dụng khác trong nghiên cứu màng tế bào, khuẩn lao và hủi.

Ngành y học cổ truyền của Ấn Độ đã dùng gia vị này từ hàng trăm năm nay vì
những đặc tính chống viêm của nó.
Ở Ấn Độ, nghệ được dùng làm chất nhuộm màu trong dược học, bánh kẹo và công
nghệ thực phẩm. Trong y học Ấn Độ, nghệ được dùng làm chất dễ tiêu, bổ và lọc máu,
chữa sốt rét, trộn với sữa nóng trị cảm lạnh. Nước ép nghệ tươi được dùng làm thuốc
chống ký sinh trùng trong nhiều bệnh ngoài da. Dùng nghệ đắp ngoài, chữa những
bệnh loét không đau. Dùng bột nhão làm từ bột thân rễ nghệ cùng với vôi để chữa đau
khớp. Nước sắc thân rễ có tác dụng giảm đau trong viêm tấy có mủ. Cao nước thân rễ
được dùng điều trị các bệnh về mật.
Trong y học Trung Quốc, nghệ được dùng làm thuốc kích thích, bổ, giảm đau, cầm

máu và tăng cường chuyển hóa được chỉ định trong loét dạ dày, chảy máu dạ dày do
loét (phối hợp với các dược liệu khác), tiểu ra máu và các bệnh khác. Dùng ngoài dạng
bột chữa vết thương, trĩ, viêm mủ da và bệnh nấm tóc. Mỗi lần uống 8-10g dạng thuốc
bắc và hãm. Dùng ngoài dạng bột từ thân rễ phơi khô.
Ở Nepal, nghệ được dùng làm thuốc, bổ, làm trung tính, lọc máu. Dùng ngoài, chữa
bong gân và vết thương. Nước sắc thân rễ nghệ dùng trong viêm tấy có mủ. Nước ép
tươi chữa giun sán và chống ký sinh trùng trong nhiều bệnh ngoài da. Nghệ cũng được
dùng làm thuốc chống dị ứng.
Ở các nước Đông Nam Á, nghệ được coi là có tác dụng bổ dạ dày, gây trung tiện,
cầm máu, chữa vàng da và bệnh gan khác. Dùng ngoài chữa ngứa, vết thương nhỏ, sâu
bọ cắn, phát ban, đậu mùa và làm thuốc làm mưng mủ. Có tác dụng điều trị rối loạn
kinh nguyệt, làm tăng tuần hoàn, làm tan cục máu đông, trị nhiễm khuẩn đường tiết
niệu, đau bụng. ngực và lưng, tiêu chảy, thấp khớp, ho, lao phổi, là thuốc chống co
-7-


thắt, trị viêm lợi, có tác dụng diệt côn trùng, diệt nấm, diệt giun tròn. Ở Papua Niu
Guinê, nghệ trị đau ở da, vết thâm tím, viêm xuất tiết, giảm sốt và làm gia vị.
Nghệ ức chế tính chất gây đột biến của các chất ngưng tụ từ khói thuốc lá và dịch
chiết thuốc lá.
2.1.6.2 Sơ lược về chất màu trong củ nghệ [7]
Màu vàng đặc trưng trong củ nghệ do hỗn hợp sắc tố polyphenolic (các
curcuminoids) mà chủ yếu là curcumin.
Curcuminoid rất bền nhiệt nhưng nhạy cảm với ánh sáng và pH. Khi pH tăng lên
khoảng 7,5 – 10,2 sự thoái hóa là cao nhất, nhưng pH tăng từ 10,2 – 11,5 sự thoái hóa
giảm xuống. Tuy nhiên thành phần bisdesmethoxycurcumin lại bền với kiềm, do đó
trong công nghiệp người ta sẽ tăng thành phần của bisdesmethoxycurcumin đối với
những sản phẩm mang tính kiềm, để trách sự thoái hóa kiềm người ta có thể cho thêm
vào thực phẩm các acid như citric, gentisic và các chất nhũ hóa.
Curcuminoid rất nhạy với ánh sáng nhưng ion Al3+ lại có tác dụng làm giảm sự

nhạy cảm. Như trong sản phẩm dưa chuột ngâm giấm: đối với sản phẩm không chứa
Al3+ thì thời gian để làm giảm một nửa lượng curcumin là 7,5giờ, nhưng sản phẩm
chứa Al3+ thì thời gian đó là 10,5 – 14 giờ. Hoạt động của Al3+ có được do hình thành
phức hợp kim loại-turmeric. Phức hợp này sẽ chống lại sự phân hủy curcumin bởi ánh
sáng.
Ion Al3+ ở nồng độ 1 – 4mM có thể chống lại sự thoái hóa nhiệt cho các sản phẩm
rau quả muối ngâm ở nhiệt độ 40 – 90oC. Hơn nữa Al3+ còn giảm sự thoái hóa các chất
màu trong nghệ bởi peroxydase. Sự bền vững của các curcuminoid trong dung dịch
muối ngâm giảm dần theo thứ tự curcumin, desmethoxycurcumin,
bisdesmethoxycurcumin. (BESANCON Pierre, BIDAN Pierre,…)
2.2 Tinh dầu:
Củ nghệ chứa từ 1 – 5% tinh dầu từ quá trình chưng cất lôi cuốn hơi nước từ 810giờ. Tinh dầu nghệ chứa khoảng 60% turmerone, 25% zingiberene và một lượng
nhỏ -phellandrene, -sabinene, cineol và forneol.

-8-


2.2.1 Tính chất vật lý [1]
Tinh dầu nghệ là chất lỏng màu vàng nhạt, có mùi thơm, vị hăng cay.
Tỷ trọng ở 200C:

0,938 – 0,967

Chỉ số khúc xạ:

1,5054 – 1,517

Góc quay cực:

-12o – 17,3o

Chỉ số acid:

0,6 – 3,1

Chỉ số xà phòng hóa:

28 – 53

Chỉ số ester:

3,2 – 16

Chỉ số acetyl:

26,3

Độ tan: tan trong 4-5 thể tích cồn 800; 0,5 – 1 thể tích cồn 900.
2.2.2 Thành phần hóa học của tinh dầu [8]
Tinh dầu nghệ có mùi thơm hoạt tính sinh học mạnh, được dùng làm thuốc chữa
nhiều loại bệnh, thúc đẩy các nhà khoa học nghiên cứu và tìm hiểu thành phần hóa học
để tìm ra hợp chất mới. Các thành phần chủ yếu trong tinh dầu nghệ được xác định là
những sesquiterpene keton: ar-turmerone, -turmerone, -turmerone, và curlone.
Nhiều hợp chất terpen khác cũng được xác định có trong tinh dầu nghệ: -pinene,
-pinene, camphene, limonene, terpinene, caryophyllen, inalool, borneol, isoborneol,
camphor, eugenol, cineol, curzerenone, curcumene
2.2.3 Các phương pháp trích ly tinh dầu [9, 10]
Dựa trên cách thực hành, người ta chia các phương pháp sản xuất tinh dầu ra làm
bốn loại: cơ học, tẩm trích, hấp thu và chưng cất hơi nước.
Nhưng dù tiến hành theo bất kỳ phương pháp nào, quy trình sản xuẩt đều phải đáp

ứng những yêu cầu chung sau:


Tinh dầu thu được phải có mùi thơm tự nhiên như nguyên liệu.



Quy trình khai thác phải phù hợp với nguyên liệu.



Tinh dầu phải được lấy triệt để khỏi nguyên liệu, với chi phí thấp nhất.

2.3 Curcumin
2.3.1 Tên gọi và thành phần hóa học của curcumin [1, 2,3]
Tên quốc tế của Curcumin: 1.7-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-1,6- heptadien-3,5dion
-9-


Curcuminoid chiếm 3 – 5% nguyên liệu, là những dẫn xuất diarylheptan gồm:
Curcumin (curcumin I) chiếm 50 – 60%
Demethoxycurcumin (curcumin II) chiếm 20 – 30%
Bisdemethoxycurcumin (curcumin III) chiếm 7 – 20%
Và một dẫn xuất không đối xứng là dihydrocurcumin.
Độ bền của thành phần curcuminoid khác nhau, curcumin I kém bền nhất, curcumin
III có độ bền cao nhất. Mức độ không bền của curcuminoid không phụ thuộc vào
thành phần nhưng phụ thuộc nồng độ của các curcuminoid, thể hiện rõ nhất ở nồng độ
thấp.
Công thức cấu tạo của curcuminoid:

công thức cấu tạo curcumin (M=368)

2.3.2 Tính chất vật lý [1]
 Curcumin trích từ củ nghệ có dạng bột màu vàng cam không mùi.
 Tỷ trọng: 0,93
 Điểm chảy: 179 – 1830C
 Curcumin không tan trong nước, tan trong rượu, chloroform, dung dịch có huỳnh
quang màu màu xanh lục. Tan trong acid (màu đỏ tươi), trong kiềm (màu đỏ máu rồi
ngả tím), trong chất béo (dùng để nhuộm các chất béo).
 Curcumin bền trong quá trình sử dụng và lưu trữ ở điều kiện thường.
 Màu của curcumin 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 thu cực đại ở bước sóng
khoảng 420 – 430 nm
- 10 -


2.3.3 Tính chất hóa học. [8, 11, 12, 13, 14]
Công thức cấu tạo Curcumin:
HO

OH

H3CO

OCH3

O

O

2.3.3.1 Phản ứng cộng H2
Trong phân tử Curcumin có nối đôi trong mạch Cacbon nên có thể tham gia phản ứng
công Hydro khi có mặt xúc tác kim loại hay oxit kim loại ( Ni, PtO2, …).
HO

OH

H3CO

+ H2
Ni (PtO2)

HO

OH

H3CO

OCH3

OCH3

O

O

O

O

H

dihydrocurcumin

HO

OH

H3CO

OCH3

O

O

H

HO

OH

Tetrahydrocurcumin
H3CO

OCH3

O

OH

Hexahydrocurcumin

2.3.3.2 Phản ứng phân hủy
 Phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng:
Màu curcumin không bền khi tiếp xúc với ánh sáng.Curumin bị phân hủy dưới tác
dụng của ánh sáng gắt. Có thể xảy ra các phản ứng phân hủy dưới tác dụng của ánh
sáng khác nhau khi có mặt Oxi và không có Oxi.
 Không có Oxi, Curcumin có thể bị vòng hóa:
 Khi có Oxi và ánh sáng: Curcumin bị phân hủy tạo ra 4-vinylguaialcol và vanillin
 Phân hủy trong môi trường kiềm:
Nhóm Cacbonyl gắn vào nguyên tử cacbon mang nối đôi làm cho liên kết C = C được
hoạt hóa, tạo điều kiện cho phản ứng phân hủy curcumin trong môi trường kiềm xảy ra
dễ dàng dưới tác dụng của nhiệt độ.
CH=CH-COOH
HO

-OH, T0

OH

H3CO

+
OCH3

OCH3

O

OH

O

- 11 -

CH=CH-CO-CH3

Acid Ferulic

OCH3
OH

Feruroul


2.3.3.3 Phản ứng tạo phức
Curcumin với cấu trúc diketon trong môi trường acid hay trung tính nằm dưới dạng
hỗ biến keto – enol đối xứng và ổn định, làm cho curcumin có khả năng tạo phức với
nhiều ion kim loại khác nhau như: Zn, Sn, Al, Cu, Ni, Fe, Mo, W,… Đây là phản ứng
đặc trưng của curcumin.
Phức kim loại bao gồm ion kim loại trung tâm liên kết với các phân tử khác bằng
các liên kết cộng hóa trị. Các ion kim loại hấp thu các cặp electron trong nguyên tử
oxy của phân tử curcumin để tạo phức. Phức ion – kim loại không bền ở nhiệt độ cao
và khi tiếp xúc với ánh sáng trong thời gian dài. Một ion kim loại có thể tạo phức với
một hay nhiều phân tử curcumin.
2+

Ar

Ar
O

O

O
Zn

OH
O

Ar

Ar

ZnCl2

+

Cl2

O

Ar

Ar

Các ion kim loại khi liên kết với phân tử curcumin sẽ làm thay đổi sự phân bố các
electron trong phân tử curucmin, do đó làm thay đổi sự nhiễu xạ của tia sáng. Kết quả

là phức của ion kim loại và curcumin sẽ có nhiều sắc khác nhau phụ thuộc vào nồng
độ kim loại.
2.3.3.4 Phản ứng Isoxozol hóa
Curcumin cho phản ứng isoxozol hóa khi tác dụng với hydroxylamin.
HO

OH

H3CO

OCH3

O

+

NH2OH

O

HO

OH

H3CO

OCH3

N

+

2H2O

O

2.3.3.5 Phản ứng của nhóm -OH trên vòng benzen
Các cặp electron chưa liên kết của oxy nhóm hydroxyl liên hợp mạnh với vòng
benzen làm cho nguyên tử H của nhóm OH 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 H của
nhóm methylen ở carbon giữa mạch, làm giảm hay mất hoạt tính của các gốc này. Hai
- 12 -


hướng phản ứng này góp phần giải thích tính chống oxy hóa mạnh của curcumin khi
ứng dụng trong ngành dược.
2.3.4 Hoạt tính sinh học của Curcumin
Curcumin dự phòng và cải thiện những thương tổn gây thực nghiệm ở dạ dày do
kích thích sản sinh chất nhầy.
Curcumin có tác dụng kháng virus và ức chế protease của HIV-1 và HIV-2.
Curcumin và những dẫn xuất của chúng là thành phần có hoạt tính chống viêm, tác
dụng này có thể do khả năng thu dọn những gốc oxy có liên quan đến quá trình viêm.
Natri curcuminat kích thích không đặc hiệu co bóp cơ trơn hồi tràng cô lập chuột
lang. Curcumin ức chế sự tạo khí in vitro và in vivo. Cho thêm curcumin vào
Clostridium perfringens phân lập từ chuột in vitro và cho curcumin vào thức ăn chuột
cống trắng làm giảm sự tạo khí. Tinh dầu và natri curcuminat làm tăng tiết mật sau khi
tiêm tĩnh mạch cho chó; ngoài ra, còn kích thích cơ túi mật.
Tác dụng kháng khuẩn của một số thành phần hóa học của nghệ đã được chứng
minh. Chất curcumin I có tác dụng ức chế in vitro sự phát triển của trực khuẩn lao ở

nồng độ tối thiếu 25 g/ml, ngoài ra, còn có tác dụng ức chế Salmonella paratyphi ở
50g/ml, tụ cầu vàng ở 50 g/ml.
Một công trình tập hợp kết quả nghiên cứu của 15 nhóm tác giả cho thấy nghệ có
tác dụng: kháng khuẩn, kháng oxy hóa, kháng nấm, chống co thắt phế quản, kháng
histamin, chống viêm, long đờm.
Curcumin chiết từ nghệ có tác dụng ức chế sự tan hồng cầu gây ra bởi hydrogen
peroxide ở những nồng độ thấp nhưng không ức chế ở những nồng độ cao.
Curcumin cho chuột cống trắng ăn đã có tác dụng kích thích của men arylhydroxy
là men phụ thuộc vào cytochrom P450 của ty lạp thể gan, trong hệ thống men
oxygenase của chức phận hỗn hợp của gan.
Một chất tương tự curcumin chiết từ nghệ vàng có hoạt tính chống oxy hóa mạnh
đối với sự tự oxy hóa của acid linoleic trong một hệ nước-cồn. bản thân không có tác
dụng trên gan, nhưng có vẻ như đã biến đổi trong gan thành một dẫn xuất của acid
cinnamic có tác dụng tăng tiết mật.

- 13 -