TRÍCH LY HỢP CHẤT CURCUMINOID TẠO HỆ LIPOSOME

Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin được chân thành cảm ơn đến quý thầy cô bộ môn Công
nghệ hóa học, khoa Công nghệ, trường Đại học Cần Thơ đã tận tình giúp đỡ, hỗ trợ
và tạo điều kiện để em hoàn thành tốt Luận văn tốt nghiệp.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh, cảm ơn
thầy đã động viên, giúp đỡ, nhiệt tình chỉ dạy, truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm
quý báu cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Một lần nữa con xin cảm ơn gia đình đã luôn động viên và ủng hộ con, luôn ở
bên và giúp con vượt qua những lúc khó khăn nhất. Chân thành cảm ơn các bạn học
Công nghệ kỹ thuật hoá học khoá 39 đã quan tâm giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm
luận văn.
Cần Thơ, ngày 20 tháng 11 năm 2017
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Sáng

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

i


Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

ABSTRACT
Curcuminoid is a natural compound with many valuable medicinal properties

used extensively in life but its content in turmeric is very low and bioavailability in
the body is very poor. To overcome the disadvantages, study of extracting
curcuminoid and creating an appropriate liposome system was condocted with two
main objectives.
Extracting the curcuminoid compound with 96o ethanol solvent in combination
with ultrasound. Establishing the raw material treatment and extraction process, then
investigating the factors affecting the extraction process, and finally evaluating and
selecting the optimal parameters through the spectroscopic method UV-Vis.
Creating a liposome system from curcuminoid extracts by solvent evaporation,
combined with the aid of ultrasound to reduce particle size and increase the uniform
distribution of particle size. Establishing the process of creating a liposome system,
then investigating the factors that affect the formation process, and finally evaluating
and selecting the optimal parameters via DLS light scattering method. The optimum
samples were also evaluated by SEM.

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

ii


Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

TÓM TẮT
Curcuminoid là một hợp chất thiên nhiên có nhiều dược tính quý giá, sử dụng
rộng rãi trong cuộc sống tuy nhiên hàm lượng của nó trong củ nghệ là rất thấp và sinh
khả dụng khi vào cơ thể là rất kém. Để khắc phục các nhược điểm trên, đề tài trích ly
hợp chất curcuminoid và tạo hệ liposome từ dịch chiết curcuminoid được thực hiện,
với hai nội dung chính:

Trích ly hợp chất curcuminoid bằng dung môi ethanol 96o kết hợp với sự hỗ trợ
của sóng siêu âm. Thiết lập quy trình xử lý nguyên liệu, quy trình trích ly, sau đó
khảo sát những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly, cuối cùng là đánh giá và lựa
chọn các thông số tối ưu thông qua phương pháp quang phổ khả kiến (UV-Vis).
Tạo hệ liposome từ dịch chiết curcuminoid bằng phương pháp bay hơi dung
môi, kết hợp với sự hỗ trợ của sóng siêu âm nhằm giảm kích thước hạt và tăng sự
phân bố đồng đều kích thước hạt của hệ. Thiết lập quy trình tạo hệ liposome, sau đó
khảo sát những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo hệ, cuối cùng là đánh giá và lựa
chọn các thông số tối ưu thông qua phương pháp tán xạ ánh sáng (DLS). Ngoài ra
mẫu tối ưu còn được đánh giá qua kính hiển vi điện tử (SEM).

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

iii


Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN..................................................................................................... i
ABSTRACT ...................................................................................................... ii
TÓM TẮT ........................................................................................................ iii
MỤC LỤC ........................................................................................................ iv
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................ vii
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................ ix
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .............................................................................x
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ..............................................................................1
1.1. Lí do thực hiện đề tài ...........................................................................1

1.2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................1
1.3. Phạm vi nghiên cứu .............................................................................1
1.4. Phương pháp nghiên cứu .....................................................................2
1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .............................................................2
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN............................................................................3
2.1. Nghệ ....................................................................................................3
2.2. Hợp chất curcuminoid .........................................................................4
2.2.1. Cấu trúc hóa học của các phân tử curcuminoid ...........................4
2.2.2. Lý tính ..........................................................................................5
2.2.3. Hoá tính ........................................................................................5
2.2.4. Hoạt tính sinh học của curcuminoid ...........................................10
2.2.5. Các phương pháp trích ly hợp chất curcuminoid .......................11
2.3. Hệ liposome .......................................................................................13
2.3.1. Phospholipid ...............................................................................13
2.3.2. Cấu tạo của liposome .................................................................14
2.3.3. Phân loại liposome .....................................................................15

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

iv


Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

2.3.4. Các phương pháp bào chế liposome ...........................................15
2.3.5. Phương pháp phân tích phospholipid và liposome ....................19
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...........................................20
3.1. Phương tiện nghiên cứu.....................................................................20

3.1.1. Thiết bị .......................................................................................20
3.1.2. Hoá chất ......................................................................................20
3.2. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................20
3.2.1. Quy trình thực hiện.....................................................................21
3.2.2. Bố trí thí nghiệm.........................................................................24
3.2.3. Các phương pháp phân tích ........................................................27
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ...................................................29
4.1. Phương trình đường chuẩn ................................................................29
4.2. Trích ly hợp chất curcuminoid ..........................................................29
4.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian siêu âm .................................29
4.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ bột nghệ/ethanol 96o ....................31
4.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của số lần trích ly ......................................32
4.3. Tạo hệ phân tán liposome từ dịch chiết curcuminoid .......................33
4.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đồng hoá ..............................33
4.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng lecithin ..............................34
4.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng tween 80 ...........................35
4.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của loại dầu ...............................................37
4.3.5. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng dầu ....................................38
4.3.6. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian siêu âm .................................39
4.3.7. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng hợp chất curcuminoid .......41
4.4. Kết quả phân tích SEM .....................................................................42
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................44

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

v


Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

5.1. Kết luận .............................................................................................44
5.2. Kiến nghị ...........................................................................................44
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................46
PHỤ LỤC .........................................................................................................47
PHỤ LỤC 1: KẾT QUẢ ĐO UV-VIS .............................................................47
PHỤ LỤC 2: HÌNH ẢNH VÀ KẾT QUẢ .......................................................48

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

vi


Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

DANH MỤC HÌNH
Hình 2-1: Cây nghệ vàng ............................................................................................3
Hình 2-2: Công thức cấu tạo của curcuminoid ...........................................................5
Hình 2-3: Chuyển đổi giữa keto và enol của curcuminoid [3]....................................5
Hình 2-4: Các trạng thái proton hóa của curcumin [4] ...............................................6
Hình 2-5: Phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng [3] ...................................................7
Hình 2-6: Curcumin bị phân hủy trong môi trường kiềm [4] .....................................7
Hình 2-7: Phản ứng cộng H2 của curcumin ................................................................8
Hình 2-8: Phản ứng imin hóa [3] ................................................................................8
Hình 2-9: Phản ứng của curcumin với gốc tự do [3] ..................................................9
Hình 2-10: Tạo phức với kim loại [6] .........................................................................9
Hình 2-11: Công thức cấu tạo của curcumin [3] .......................................................10

Hình 2-12: Một số đặc tính dược liệu của Curcumin [1] ..........................................10
Hình 2-13: Thiết bị soxhlet kết hợp vi sóng .............................................................11
Hình 2-14: Bể siêu âm...............................................................................................12
Hình 2-15: Hệ thống trích ly bằng CO2 siêu tới hạn .................................................12
Hình 2-16: Phospholipid ...........................................................................................13
Hình 2-17: Cấu trúc của liposome ............................................................................14
Hình 2-18: Quá trình giải phóng hoạt chất của liposome .........................................14
Hình 2-19: Quy trình điều chế liposome theo phương pháp hydrat hoá [9] .............16
Hình 2-20: Phương pháp bay hơi dung môi [9] ........................................................17
Hình 2-21: Phương pháp bay hơi pha đảo [8] ...........................................................18
Hình 2-22: Phương pháp bốc hơi pha đảo siêu tới hạn [8] .......................................18
Hình 3-1: Quy trình sản xuất bột nghệ ......................................................................21
Hình 3-2: Bột nghệ ....................................................................................................22
Hình 3-3: Quy trình trích ly hợp chất Curcuminoid .................................................22
Hình 3-4: Dịch chiết curcuminoid.............................................................................23
Hình 3-5: Dung dịch đệm phosphate ........................................................................23
Hình 3-6: Quy trình tạo hệ liposome ........................................................................24
Hình 3-7: Máy quang phổ UV-Vis............................................................................27
Hình 3-8: Nguyên lý hoạt động của DLS .................................................................28
Hình 4-1: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa nồng độ dung dịch curcumin và độ hấp
thụ ......................................................................................................................29
Hình 4-2: Biểu đồ thể hiện kết quả khảo sát thời gian siêu âm ................................30

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

vii


Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

Hình 4-3: Biểu đồ thể hiện kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ bột nghệ/ethanol
96o......................................................................................................................31
Hình 4-4: Biểu đồ thể hiện kết quả khảo sát số lần trích ly ......................................32
Hình 4-5: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của thời gian đồng hoá ..............................33
Hình 4-6: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của hàm lượng lecithin ..............................35
Hình 4-7: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của hàm lượng tween 80 ...........................36
Hình 4-8: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của loại dầu ...............................................37
Hình 4-9: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của hàm lượng dầu ....................................39
Hình 4-10: Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của thời gian siêu âm.................................40
Hình 4-11: Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của hàm lượng curucminoid ......................41
Hình 4-12: Kết quả chụp kính hiển vi điện tử SEM .................................................42

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

viii


Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2-2: Thành phần chính trong hợp chất curcuminoid .........................................4
Bảng 2-3: Các loại liposome [9] ...............................................................................15
Bảng 3-1: Thiết bị sử dụng trong nghiên cứu ...........................................................20
Bảng 3-2: Hoá chất sử dụng trong nghiên cứu .........................................................20
Bảng 3-3: Bố trí thí nghiệm trích ly hợp chất curcuminoid ......................................25
Bảng 3-4: Bố trí thí nghiệm tạo hệ liposome ............................................................25

Bảng 4-1: Kết quả đo độ hấp thụ của các dung dịch curcumin theo nồng độ ..........29
Bảng 4-2: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian đồng hoá ...............................33
Bảng 4-3: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng lecithin ...............................34
Bảng 4-4: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng tween 80 ............................36
Bảng 4-5: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của loại dầu.................................................37
Bảng 4-6: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng dầu .....................................38
Bảng 4-7: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian siêu âm ..................................40
Bảng 4-8: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng cucuminoid ........................41
Bảng 5-1: Các thông số trích ly hợp chất curcuminoid ............................................44
Bảng 5-2: Các thông số tối ưu của quá trình tạo hệ liposome từ dịch chiết
curcuminoid.......................................................................................................44

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

ix


Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Cur

Curcuminoid

PTN

Phòng thí nghiệm

HĐBM

Chất hoạt động bề mặt

DC

Demethoxicurcumin

DBC

Bis-demethoxicurcumin

HPLC

High performance liquid chromatography

GC

Gas chromatography

NMR

Nuclear magnetic resonance

DSC

Differential scanning calorimetry

SEM

Scanning electron microscope

TEM

Transmission electron microscopy

DLS

Dynamic light scattering

SUV

Small unilamellar vesical

LUV

Large unilamellar vesical

GLV

Giant unilamellar vesicle

MVV

Multi vesicular vesicle

OLV

Oligo lamellar vesicle

MLV

Multilamellar vesical liposomes

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

x


Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1. Lí do thực hiện đề tài
Xã hội hiện nay không ngừng phát triển kéo theo những vấn đề như ô nhiễm
môi trường, biến đổi khí hậu, thực phẩm độc hại,…khiến con người đối diện với
những nguy cơ tiềm ẩn cho sức khỏe như nhanh lão hóa, bệnh tật nguy hiểm… do đó
việc tìm ra những hợp chất thiên nhiên có khả năng bảo vệ và nâng cao sức khỏe con
người ngày càng được quan tâm nghiên cứu.
Từ xưa, cây nghệ được trồng và được sử dụng rất nhiều ở nước ta. Rất nhiều
nghiên cứu đã chứng minh rằng hợp chất curcuminoid trong củ nghệ có những đặc
tính vô cùng quý giá như kháng ung thư, chống thoái hóa, kháng viêm… Một phần
rất nhỏ curcumin được cơ thể hấp thụ sau khi ăn. Curcumin không bền vững trong
ruột, chỉ một lượng rất nhỏ đi qua đường tiêu hóa và nhanh chóng bị thoái hóa hoặc
liên hợp thành glucuronidation. Do sinh khả dụng thấp nên việc sử dụng trực tiếp củ
nghệ tươi hay bột nghệ không phát huy hết khả năng quý của hợp chất curcuminoid.
Việc nghiên cứu phương pháp trích ly cũng như tìm ra hệ nhũ tương nhằm nâng cao
khả năng hấp thụ hợp chất này là yêu cầu cấp thiết hiện nay.
Nhằm góp phần khai thác hợp chất quý này trong cây nghệ và để ứng dụng vào

cuộc sống hằng ngày cũng như trong công nghiệp, đề tài: “Trích ly hợp chất
curcuminoid trong củ nghệ vàng và tạo hệ liposome từ dịch chiết này” đã được
đề xuất thực hiện.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của đề tài là trích ly hợp chất curcuminoid trong củ nghệ vàng
và nghiên cứu tạo hệ phân tán liposome từ dịch chiết curcuminoid.
Các mục tiêu cụ thể là:
i.
ii.

Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly hợp chất
curcuminoid từ củ nghệ.
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo hệ liposome.

1.3. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài được nghiên cứu trong phạm vi PTN, hợp chất curcumioid được trích ly
từ củ nghệ vàng và dịch chiết được ứng dụng trong việc tạo hệ liposome.

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

1


Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

1.4. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu: thông tin từ các nghiên cứu, đề tài,

bài báo khoa học, dữ liệu trên internet…được tổng hợp, chọn lọc, so sánh và đánh giá
để tìm ra phương pháp phù hợp với đề tài.
Phương pháp thực nghiệm: tiến hành các thử nghiệm khác nhau để đúc kết kinh
nghiệm và kỹ thuật trong quá trình thực hiện, sau đó tiến hành khảo sát các yếu tố
ảnh hưởng dựa trên kiến thức từ tài liệu và kỹ năng từ các thử nghiệm.
(i) Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly curcuminoid như thời
gian siêu âm, tỉ lệ giữa bột nghệ/ethanol 96o và số lần trích ly từ đó lựa chọn các giá
trị tối ưu cho từng yếu tố.
(ii) Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo hệ liposome như thời gian
đồng hoá; hàm lượng các chất: lecithin, tween 80, dầu khoáng, curcuminoid; loại dầu
và thời gian siêu âm từ đó lựa chọn các giá trị tối ưu cho từng yếu tố.
Phương pháp đánh giá: sử dụng các thiết bị để đánh giá, so sánh chất lượng sản
phẩm từ đó rút ra kết luận và kiến nghị.

1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Nội dung nghiên cứu của đề tài vừa có ý nghĩa khoa học, vừa có tính thực tiễn
cao.
Các phương pháp sử dụng trong đề tài cho thấy nhiều ưu điểm và triển vọng
trong các nghiên cứu về hợp chất thiên nhiên nói chung và hợp chất curcuminoid nói
riêng, kết quả trong đề tài là tiền đề cho các nghiên cứu về hợp chất curcuminoid sau
này.
Hệ liposome được ứng dụng nhiều trong mỹ phẩm và dược phẩm. Việc xây
dựng quy trình liên tục từ xử lý nguyên liệu, trích ly và tạo hệ liposome có ý nghĩa
quan trọng khi ứng dụng đề tài vào thực tiễn sản xuất. Hoạt chất có trong dịch chiết
được nạp trực tiếp vào hệ giúp tiết kiệm năng lượng và thời gian cho quá trình tinh
chế, qua đó giảm chi phí đầu tư.

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

2

Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
2.1. Nghệ
Chi nghệ (Curcuma) là một chi lớn trong họ gừng (Zingiberaceae). Chi này được
Linnaeus mô tả và đặt tên vào năm 1753, chi Curcuma bao gồm khoảng 110 loài phân
bố chủ yếu ở Nam và Đông Nam Á.
Bảng 2-1: Phân bố của chi Nghệ [1]

Geographic Area
Bangladesh
China
India
Cambodia, Vietnam, and Laos
Malaysia
Nepal
The Philippines
Thailand
Total

Curcuma Species
(Approximate)
16–20
20–25
40–45
20–25

20–30
10–15
12–15
30–40
100–110

Nghệ được trồng hầu hết các tỉnh ở nước ta là nghệ vàng, trong vị thuốc còn gọi
là Uất Kim, Khương Hoàng. Có tên khoa học là Curcuma longa Linn. hay
C.domestica Valeton.

Hình 2-1: Cây nghệ vàng

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

3


Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

 Thành phần hoá học
Theo R. R. Paris và H. Moyse (1967) củ nghệ chứa 2% đến 6% hợp chất
curcuminoid, 3% đến 5% tinh dầu, 8% đến 10% nước, 6% đến 8% chất vô cơ, 40%
đến 50% tinh bột nhựa.
Tinh dầu gồm 25% cacbua tecpenic, chủ yếu là zingiberene và 65% xeton
sespuitecpenic, các chất turmeron [2].

2.2. Hợp chất curcuminoid
2.2.1. Cấu trúc hóa học của các phân tử curcuminoid

Curcuminoid là các polyphenol và là chất tạo màu vàng cho củ nghệ. Vào đầu
thế kỉ XIX người ta đã chiết được curcumin tinh thể không tan trong nước, tan trong
cồn, ete, dầu béo… Những năm 1953, Srinivasan K. R. đã chứng minh bằng sắc ký
trên cột silic rằng đó là một hỗn hợp gồm 3 chất [2].
Curcumin:

1,7-bis-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-hepta-1,6-diene-3,5-dione

hay diferuloylmethane
Demethoxycurcumin: 1-(4-hydroxyphenyl)-7-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)
hepta-1,6 diene-3,5-dione hay p-hydroxycinamoyl diferuloylmethane.
Bis-demethoxycurcumin:
1,7-bis-(4-hydroxyphenyl)-hepta-1,6-diene-3,5dione hay p-hydroxycinamoyl dieruloylmethane.
Bảng 2-2: Thành phần chính trong hợp chất curcuminoid

Thành phần (%)
Công thức phân tử
Khối lượng (g.mol-1)
tnc (oC)

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

Cur

DC

BDC

60

24

16

C21H20O6

C20H18O5

C19H16O4

368,38

338,35

308,33

183

173

222

4


Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

O

O

R1

R2

HO

OH
Curcumin: R1 = R2 = OCH3
Demethoxycurcumin: R1 = H, R2 = OCH3
Bis-Demethoxycurcumin: R1 = R2 = H
Hình 2-2: Công thức cấu tạo của curcuminoid

Curcumin có thể tồn tại ở 2 dạng là keto và enol. Cấu trúc ở dạng enol ổn định
hơn về mặt năng lượng ở pha rắn và dạng dung dịch. Ở trạng thái tinh thể nó tồn tại
ở dạng cis-enol khi đó sự ổn định được tạo ra bởi sự liên kết hydro cộng hưởng và
cấu trúc bao gồm ba nhóm phẳng được kết nối với nhau thông qua hai liên kết đôi.

Hình 2-3: Chuyển đổi giữa keto và enol của curcuminoid [3]

2.2.2. Lý tính
Hợp chất curcuminoid tồn tại ở dạng bột màu vàng cam, không mùi, bền với
nhiệt độ, không bền với ánh sáng. Khi ở dạng dung dịch curuminoid dễ bị phân hủy
bởi ánh sáng và nhiệt độ. Tan trong chất béo, ethanol, methanol, dichloromethane,
acetone, acid acetic băng và hầu như không tan trong nước ở môi trường acid hay
trung tính (độ tan nhỏ hơn 10 mg ở 25 oC), tan trong môi trường kiềm tạo dung dịch
màu đỏ máu rồi ngã tím, tan trong môi trường acid có màu đỏ tươi [3].
2.2.3. Hoá tính

a. Tính chất hấp thụ ánh sáng
Các phân tử curcuminoid có khả năng hấp thụ mạnh bức xạ khả kiến có bước
sóng từ 420 nm đến 430 nm, tạo ra màu vàng. Bước sóng hấp thụ bức xạ của các chất
trong hợp chất curcuminoid lần lược là: 429 nm đối với curcumin; 424 nm với
demethoxycurcumin và 419 nm với bisdemethoxycurcumin [3].

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

5


Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

b. Sự điện ly theo pH
Động học phản ứng thủy phân của hợp chất diferuloylmethane trong khoảng pH
từ 1 đến 11 được nghiên cứu sử dụng kỹ thuật HPLC (Tonnesen và Karlsen, 1985).
Ở pH < 1 các dung dịch nước của diferuloylmethane có màu đỏ biểu thị dạng
proton (H4A+).
Trong khoảng pH từ 1 đến 7 phần lớn các diferuloylmethane ở dạng trung tính
(H3A). Độ hòa tan trong nước ở mức rất kém và dung dịch có màu vàng.
Ở pH > 7,5 màu sắc sẽ chuyển sang màu đỏ. Các giá trị pKa cho sự phân ly của
ba proton acid (hình thành H2A-, HA2- và A3-) đã được xác định tương ứng là 7,8; 8,5
và 9 [4].

Hình 2-4: Các trạng thái proton hóa của curcumin [4]

c. Sự phân hủy
 Phân hủy bởi ánh sáng

Curcumin không ổn định ở dạng dung dịch. Độ ổn định tăng trong acid và giảm
khi pH tăng cùng với các sản phẩm bị phân huỷ thành acid ferulic và vanillin. Ngoài
ra với sự có mặt của ánh sáng, sự phân hủy còn cao hơn rất nhiều so với khi không
có ánh sáng [5].

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

6


Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

Hình 2-5: Phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng [3]

 Phân hủy trong môi kiềm
Các thành phần màu chủ yếu của curcumin tương đối ổn định ở pH acid, nhưng
nhanh chóng phân hủy ở pH trên trung tính. Trong nghiên cứu phân hủy bởi kiềm của
hợp chất diferuloylmethane (Tonnesen và Karlsen, 1985), các sản phẩm phân hủy ở
pH từ 7 đến 10 được xác định bằng phương pháp HPLC. Các sản phẩm phân hủy ban
đầu được tạo ra sau 5 phút và mẫu sắc ký thu được sau 28 giờ khi pH đạt 8,5 ferulic
acid và feruloylmethane được hình thành. Feruloylmethane nhanh chóng bị phân hủy
thành vanilin và acetone. Ferulic acid bị phân hủy thành vinylguaialcol và CO2 [4].

Hình 2-6: Curcumin bị phân hủy trong môi trường kiềm [4]

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

7

Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

 Phản ứng cộng H2
Trong công thức cấu tạo của curcumin có chứa các hydrocarbon chưa no, chúng
có khả năng tham gia phản ứng cộng với một, hai hoặc ba phân tử H2 để tạo thành
các dẫn xuất như dihydrocurcumin, tetrahydrocurcumin và hexahydrocurcumin.

Hình 2-7: Phản ứng cộng H2 của curcumin

 Phản ứng imin hóa
Curcumin là hợp chất diceton nên có thể cho phản ứng với các amin bậc nhất
(RNH2), hydroxylamine (NH2OH), hydrazine (NH2NH2), semicarbazide
(NH2NHCONH2)… để tạo thành các dẫn xuất imin (base Schiff) hoặc dẫn xuất imin
tương ứng [3].

Hình 2-8: Phản ứng imin hóa [3]

 Phản ứng của nhóm hydroxyl trên vòng benzene
Các cặp electron chưa liên kết của oxy trong nhóm hydroxyl liên hợp mạnh với
vòng benzene tạo nên sự linh động cho hydro trong nhóm hydroxy do đó curcumin
có tính acid và có khả năng phản ứng với các gốc tự do [3].

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

8

Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

Các nghiên cứu khác nhau đã khẳng định rằng trong các phản ứng gốc tự do,
hydro có khả năng tách ra nhất từ nhóm phenol (-OH) của curcumin, tạo thành các
gốc phenoxyl, được tạo ra bởi sự ổn định cộng hưởng trên cấu trúc keto-enol.

Hình 2-9: Phản ứng của curcumin với gốc tự do [3]

 Phản ứng tạo phức với kim loại
Curcumin tạo thành các phức hợp mạnh với hầu hết các ion kim loại đã biết.
Cấu trúc và đặc tính vật lý của các phức này phụ thuộc vào bản chất của ion kim loại,
cũng như các điều kiện phản ứng, do đó quyết định sự ổn định và phản ứng của chúng.
Các hỗn hợp ổn định ở tỉ lệ 2:1 của một số kim loại chuyển tiếp có thể được
điều chế bằng cách trộn một lượng curcumin với các muối kim loại trong các dung
môi hữu cơ thích hợp và hồi lưu trong vài giờ, phức có thể được tách ra do kết tủa,
được tinh chế bằng sắc ký cột và tái kết tinh. Phức hợp kim loại curcumin không chỉ
làm thay đổi các đặc tính lý hoá của curcumin mà còn ảnh hưởng đến phản ứng sinh
học của kim loại. Người ta nhận thấy phức hợp với curcumin làm giảm độc tính của
kim loại [6].

Hình 2-10: Tạo phức với kim loại [6]
(a) Cấu trúc 2:1 curcumin: phức hợp kim loại
(b) Hỗn hợp curcumin: phức hợp kim loại

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

9

Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

2.2.4. Hoạt tính sinh học của curcuminoid
Hoạt tính sinh học của curcuminoid là kháng khuẩn, chống oxy hóa, kháng
viêm, kháng ung thư, virus…
Củ nghệ với hoạt chất curcuminoid quý của mình từ lâu đã được sử dụng làm
gia vị, chất tạo màu trong thực phẩm và điều trị cho nhiều loại bệnh. Trong nhiều thế
kỷ, curcumin đã được sử dụng như là một gia vị, chế độ ăn uống với liều lên đến 100
mg.ngày-1.

Hình 2-11: Công thức cấu tạo của curcumin [3]
1. Nhóm parahydroxyl: hoạt tính chống oxi hoá.
2. Nhóm cetone: kháng viêm, kháng ung thư, chống đột biến tế bào.
3. Nhóm liên kết đôi: kháng viêm, kháng ung thư, chống đột biến tế bào

Hình 2-12: Một số đặc tính dược liệu của Curcumin [1]

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

10


Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

2.2.5. Các phương pháp trích ly hợp chất curcuminoid
a. Phương pháp ngâm chiết
 Nguyên tắc
Dựa trên hiện tượng thẩm thấu của dung môi vào tế bào thực vật, hoà tan hoạt
chất sau đó khuếch tán ra ngoài.
 Ưu, khuyết điểm
 Ưu điểm: Thao tác dễ thực hiện, thiết bị đơn giản, không tiêu tốn năng
lượng
 Khuyết điểm: Hiệu suất trích ly thấp, tốn nhiều thời gian nhất trong các
phương pháp.
b. Phương pháp soxhlet kết hợp vi sóng
 Nguyên tắc
Thiết bị soxhlet sử dụng dung môi dễ bay hơi để khuếch tán, hòa tan hợp chất
cần trích ly kết hợp với tác dụng của vi sóng, nước trong các tế bào thực vật bị nóng
lên, áp suất bên trong tăng đột ngột làm các cấu trúc mô của thực vật bị phá vỡ làm
cho hợp chất thoát ra bên ngoài hòa tan vào dung môi hữu cơ hoặc dung môi hữu cơ
có thể dễ dàng khuếch tán vào bên trong cấu trúc của thực vật đang bao phủ bên ngoài
nguyên liệu.
 Ưu, khuyết điểm
 Ưu điểm: Hiệu suất trích ly cao, ít tốn thời gian, ít tốn dung môi
 Khuyết điểm: Thiết bị có cấu tạo phức tạp, khó ứng dụng trong quy mô
công nghiệp, không thể tự động hóa, lượng nguyên liệu bị giới hạn.

Hình 2-13: Thiết bị soxhlet kết hợp vi sóng

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

11

Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

c. Phương pháp có sự hỗ trợ của sóng siêu âm
 Nguyên tắc
Siêu âm cung cấp năng lượng thông qua hiện tượng tạo và vỡ bọt. Trong môi
trường chất lỏng, bọt có thể hình thành trong nửa chu kỳ đầu và vỡ trong nửa chu kỳ
sau, giải phóng một năng lượng rất lớn. Năng lượng này tạo nên lực cắt xén cao làm
tăng tốc độ truyền khối của chất chiết, ngoài ra sự vỡ bọt cũng tạo nên sự khuấy trộn
mạnh giúp cho sự khuếch tán chất chiết từ bên trong dễ dàng hơn làm giảm thời gian
trích ly.
 Ưu, khuyết điểm
 Ưu điểm: Hiệu suất trích ly cao, ít tốn thời gian, an toàn.
 Khuyết điểm: Khó tự động hóa.

Hình 2-14: Bể siêu âm

d. Phương pháp sử dụng CO2 siêu tới hạn

Hình 2-15: Hệ thống trích ly bằng CO2 siêu tới hạn

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

12


Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

 Nguyên tắc
Phương pháp sử dụng CO2 ở trạng thái siêu tới hạn để trích ly các hợp chất. Ở
trạng thái siêu tới hạn của CO2, các tính chất hoá lý của dung môi thay đổi; hệ số
thẩm thấu của dung môi cao, độ nhớt và sức căng bề mặt giảm,...qua đó giúp tăng
khả năng khuếch tán mạnh vào nền nguyên liệu tốt hơn nhiều so với các dung môi
thông thường khác.
 Ưu, khuyết điểm
 Ưu điểm: Hiệu suất trích ly cao, ít tốn thời gian, an toàn, có thể tự động
hóa.
 Khuyết điểm: Chi phí rất đắt.

2.3. Hệ liposome
2.3.1. Phospholipid
Phospholipid là một loại lipid có nhiều trong cơ thể động vật và thực vật, là
thành phần chính của tất cả màng tế bào. Chúng có thể hình thành lớp lipid kép, vì
đặc tính amphiphilic của chúng. Cấu trúc của phân tử phospholipid thường gồm có
đuôi kị nước và đầu ưa nước có chứa một nhóm phosphate. Tính lưỡng
thân mang lại cho phospholipid sự tự hình thành, khả năng nhũ hoá và thấm ướt.
Khi tiếp xúc với nước, phần thân nước được hydrate hoá, phần đuôi có
xu hướng thu nhỏ lại, tạo thành kết tụ kiểu micelle. Các nhóm phosphate có thể được
biến đổi thành các phân tử hữu cơ đơn giản như choline [7].

Hình 2-16: Phospholipid

Các phospholipid đầu tiên được xác định năm 1847 trong các mô sinh học là
lecithin, hoặc phosphatidylcholine, trong lòng đỏ trứng gà bởi nhà hóa học và dược
sĩ người Pháp, Theodore Nicolas Gobley.

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

13


Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

2.3.2. Cấu tạo của liposome
Liposome được mô tả lần đầu tiên bởi tiến sĩ Alec D. Bangham năm 1961 tại
Viện Braham ở Cambridge. Trong khi thử nghiệm kính hiển vi điện tử mới của viện,
vết bẩn âm tính thêm vào các phospholipid khô cung cấp bằng chứng thực tế đầu tiên
cho thấy màng tế bào là cấu trúc lipid kép. Kể từ đó, một lượng lớn nghiên cứu có cơ
chế liposome chi tiết trong việc cung cấp thuốc, chăm sóc cá nhân, và thậm chí cả
trong thực phẩm.

Hình 2-17: Cấu trúc của liposome

Liposome là những tiểu phân hình cầu, được cấu tạo bởi các phân tử
phospholipid tạo thành những lớp màng kép. Liposome được xem là một hệ dẫn
truyền hoạt chất lý tưởng với khả năng chứa, bảo vệ, vận chuyển và phóng thích hoạt
chất vào những vị trí mong muốn trong cơ thể một cách chính xác và đúng liều lượng.
Khi sử dụng liposome làm chất mang thuốc, dược chất có thể phân bố trong khoang
nước của liposome, phân bố giữa lớp phospholipid kép, tương tác và gắn với đầu
không phân cực của phân tử phospholipid hoặc hấp phụ trên bề mặt của lớp
phospholipid kép tùy thuộc vào đặc tính thân dầu hay nước của hoạt chất và tương
tác hóa lý giữa dược chất với lớp phospholipid kép [8].

Hình 2-18: Quá trình giải phóng hoạt chất của liposome

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

14


Luận văn tốt nghiệp CNKTHH

CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

Ưu điểm của liposome: Phospholipid chủ yếu có nguồn gốc tự nhiên nên thực
sự an toàn với cơ thể người. Liposome có khả năng encapsulate hoá nhiều hoạt chất
ái nước và kị nước đồng thời với cấu trúc phospholiqid kép tương tự với cấu trúc
màng tế bào làm cho liposome dễ dàng tương tác và phóng thích hoạt chất hiệu quả.
Ngoài ra với kích thước nhỏ và đồng đều giúp liposome dễ dàng xâm nhập làm tăng
khả năng dẫn truyền thuốc.
Nhược điểm của liposme: Phospholipid không bền về mặt hóa học nên ảnh
hưởng tới độ ổn định của liposome. Liposome dễ bị thanh thải bởi hệ thực bào, thời
gian tuần hoàn khó kéo dài. Các phương pháp bào chế chỉ hạn chế trong phạm vi PTN
khó phát triển trong phạm vi công nghiệp. Việc loại bỏ hết dung môi trong hệ là một
vấn đề khó.
2.3.3. Phân loại liposome
Bảng 2-3: Các loại liposome [9]

Loại

Đặc điểm

Kích thước

SUV

LUV
GLV

Đơn lớp
Đơn lớp
Đơn lớp

20-50 nm
50 nm
>1000 nm

OLV
MLV

Đa lớp, ít nhất 5 lớp
Đa lớp, từ 5-25 lớp

100-1000 nm
>500 nm

MVV

Cấu trúc liposome kép

Vài trăm nm đến vài m

2.3.4. Các phương pháp bào chế liposome
a. Phương pháp hydrat hoá màng film
Tạo film: Hòa tan hỗn hợp lipid trong dung môi thích hợp, bốc hơi dung môi
bằng thiết bị cô quay chân không để loại dung môi (có thể thu hồi dung môi) hoặc

đông khô lipid phù hợp để tạo thành màng mỏng lipid.
Hydrate hoá: hydrate hoá lipid với nước hoặc dung dịch đệm ở nhiệt độ và thời
gian thích hợp kết hợp với lắc hoặc quay tốc độ cao tăng hòa tan để tạo thành hỗn
dịch liposome [8].

SVTH: Nguyễn Văn Sáng

15