Nghiên cứu khả năng giải phóng thuốc curcumin của màng cellulose vi khuẩn lên men từ môi trường chuẩn (2017)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA SINH - KTNN

======

NGUYỄN THỊ HUYỀN TRANG

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG GIẢI PHÓNG THUỐC
CURCUMIN CỦA MÀNG CELLULOSE VI
KHUẨN LÊN MEN TỪ MÔI TRƯỜNG CHUẨN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Sinh lý học người và động vật

Người hướng dẫn khoa học
TS. NGUYỄN XUÂN THÀNH

HÀ NỘI, 2017


LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên em xin gửi lời biết ơn sâu sắc nhất tới TS. Nguyễn Xuân Thành
là người đã tận tình theo sát và hướng dẫn em hoàn thành khóa luận tốt
nghiệp của mình.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới Ban Giám hiệu Trường ĐHSP Hà Nội 2;
các thầy, cô trong khoa Sinh kỹ thuật Nông nghiệp; các thầy, cô ở Viện
Nghiên cứu Khoa học và Ứng dụng Trường ĐHSP Hà Nội 2 đã tạo điều kiện
và giúp đỡ em hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp của mình.
Do bước đầu đi vào thực tế và sáng tạo trong nghiên cứu khoa học, kiến
thức của em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ. Do vậy, không tránh khỏi
những thiếu sót là điều chắc chắn, em rất mong nhận được sự góp ý quý báu

của quý thầy cô và các bạn sinh viên để đề tài khóa luận tốt nghiệp của em
được hoàn thiện hơn nữa.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô!
Hà Nội, Ngày 20 tháng 04 năm 2017.
Sinh viên

Nguyễn Thị Huyền Trang


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được sự
hướng dẫn khoa học của TS. Nguyễn Xuân Thành. Những số liệu kết quả
trong khóa luận này là trung thực, không có sự trùng lặp hoặc sao chép của
một đề tài khác. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.
Hà Nội, Ngày 20 tháng 04 năm 2017.
Sinh viên

Nguyễn Thị Huyền Trang


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU........................................................................................................... 1
1. Lí do chọn đề tài............................................................................................ 1
2. Mục đích nghiên cứu..................................................................................... 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu................................................................. 2
4. Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 2
5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn.......................................................... 3
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 4
1.1. Tổng quan về BC ....................................................................................... 4
1.1.1. Đặc điểm vi khuẩn Acetobacter xylinum ................................................ 4

1.1.2. Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn A. xylinum ........................................ 4
1.1.3. Môi trường nuôi cấy A. xylinum ............................................................. 5
1.1.4.Cấu trúc của màng BC ............................................................................. 5
1.1.6. Ứng dụng của màng BC.......................................................................... 6
1.2. Curcumin .................................................................................................... 6
1.2.1. Công thức cấu tạo.................................................................................... 6
1.2.2. Tính chất lí hóa của curcumin................................................................. 7
1.2.3. Dược chất ................................................................................................ 9
1.2.4. Sinh khả dụng........................................................................................ 11
1.2.5. Rủi ro và tác dụng phụ .......................................................................... 11
1.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước.............................................. 12
1.3.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ......................................................... 12
1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước.......................................................... 14
Chương 2. Đối tượng - Phương pháp nghiên cứu........................................... 16
2.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 16
2.2. Vật liệu nghiên cứu .................................................................................. 16
2.2.1. Hóa chất................................................................................................. 16


2.2.2.Thiết bị, dụng cụ .................................................................................... 16
2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 16
2.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 17
2.4.1. Tạo màng BC từ môi trường chuẩn ...................................................... 17
2.4.2. Phương pháp dựng đường chuẩn .......................................................... 18
2.4.3. Tạo màng BC nạp curcumin ................................................................. 20
2.4.4. Xác định lượng curcumin nạp vào màng BC........................................ 20
2.4.5. Chuẩn bị môi trường đệm PBS (Phosphat buffered saline) - PBS 1X . 22
2.4.6. Xác định lượng thuốc giải phóng của màng BC đã nạp thuốc
curcumin.......................................................................................................... 22
Chương 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận................................................... 25

3.1. Màng BC được nuôi cấy từ môi trường chuẩn ........................................ 25
3.2. Màng BC nạp thuốc curcumin ................................................................. 26
3.3. Lượng thuốc giải phóng từ màng BC vào các môi trường pH khác nhau28
3.3.1. Mật độ quang của curcumin khi tiến hành giải phóng thuốc tại các thời
điểm khác nhau trong các môi trường pH khác nhau ..................................... 28
3.3.2. Tỉ lệ giải phóng dược chất của các màng ở các môi trường pH khác
nhau trong các khoảng thời gian khác nhau.................................................... 30
Chương 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................... 36
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 37


BẢNG VIẾT TẮT
Tên viết tắt
A. xylinum
BC
OD

Tên latinh

Tên tiếng Anh

Acetobacter xylinum
Bacterial cellulose
Optical Density


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Ảnh hưởng của pH lên màu và dạng tồn tại của curcumin . 8
Bảng 2.1: Thành phần môi trường tạo màng BC ............................... 17
Bảng 2.2: Mật độ quang (OD) của dung dịch curcumin ở các nồng độ

(mg/ml) khác nhau (n = 3).................................................................. 19
Bảng 2.3. Môi trường đệm PBS ......................................................... 22
Bảng 3.2: Mật độ quang khi tiến hành giải phóng thuốc tại các thời
điểm khác nhau trong các môi trường pH khác nhau......................... 29
Bảng 3.3: Tỉ lệ giải phóng dược chất của các màng ở các môi trường
pH khác nhau trong các khoảng thời gian khác nhau (n = 3)............. 31
2

Bảng 3.4: Hệ số tương quan R , tốc độ giải phóng thuốc (k) và trị số
số mũ giải phóng (n) đối với các môi trường pH khác nhau.............. 34


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.2: Cấu tạo của curcumin .............................................................. 7
Hình 1.3: Cấu tạo của Demetoxy - curcumin .......................................... 7
Hình 1.4: Cấu tạo của Bis - demetoxy - curcumin .................................. 7
Hình 1.5: Cấu tạo của xiclocurcumin ...................................................... 7
Hình 2.1. Quy trình tinh chế màng BC.................................................. 18
Hình 2.2: Phương trình đường chuẩn của curcumin (n = 3) ................. 20
Hình 3.1: Màng BC được nuôi cấy trong môi trường chuẩn................. 25
Hình 3.2: Màng BC tinh chế.................................................................. 26
Hình 3.4: Màng BC nạp thuốc sấy khô ................................................. 27
Hình 3.5: Màng BC khi cho vào môi trường pH 2 và 12 ...................... 28
Hình 3.6: Biểu đồ so sánh mật độ quang của lượng thuốc giải phóng ở
màng 0,5cm và 1cm trong các môi trường pH khác nhau (n = 3)......... 30
Hình 3.7: Biểu đồ tỉ lệ dược chất giải phóng ở pH = 2 ......................... 32
Hình 3.8: Biểu đồ tỉ lệ dược chất giải phóng ở pH = 12 ....................... 33


MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài

1


Hiện nay, Acetobacter xylinum cũng như BC là đối tượng của nhiều
nghiên cứu ứng dụng của các nhà khoa học trong nước cũng như nước ngoài.
Đây là một loại nguyên liệu mới, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như
thực phẩm, y học, mỹ phẩm,... Theo kết quả nghiên cứu cho thấy màng BC
được tạo nên từ các nguyên liệu dẻ tiền, dễ kiếm, có thể sản xuất trên quy mô
công nghiệp. Về mặt tính chất BC có độ tinh sạch lớn hơn rất nhiều so với các
loại cellulose khác, có thể phân hủy sinh học, tái chế hay phục hồi hoàn toàn.
Ngoài ra BC còn có độ bền tinh thể cao, sức căng lớn, trọng lượng thấp, ổn
định về kích thước và hướng. BC còn là một mạng polymer sinh học có khả
năng giữ nước rất lớn, có tính xốp, ẩm độ cao, có thể chịu được một thể tích
đáng kể trên bề mặt (lực bền cơ học cao).
Curcumin đóng vai trò quan trọng trong các hoạt tính sinh học của củ
nghệ được sử dụng trong y học để chữa trị một loạt các bệnh tật [7]. Dựa trên
những nghiên cứu trong ống nghiệm (in vitro) và trên động vật, các nhà khoa
học đưa ra giả thuyết khả năng chữa bệnh hoặc ngăn ngừa bệnh của curcumin.
Hiện tại, các tác động này chưa được xác nhận trên người. Tuy nhiên, cho tới
năm 2008, rất nhiều thử nghiệm lâm sàng ở người đang được thử nghiệm để
nghiên cứu về tác dụng của curcumin trong việc điều trị các bệnh như: viêm
tủy, ung thư tụy, hội chứng loạn sản tủy, ung thư ruột kết, bệnh vẩy nến, bệnh
Alzheimer [15].
Theo nghiên cứu cũng cho thấy curcumin có tính chất chống ung thư
[12, 13], chống ôxi hóa, chống viêm khớp, chống thoái hóa, chống thiếu máu
cục bộ và kháng viêm. Khả năng kháng viêm có thể là do sự ngăn chặn tổng
hợp sinh học của eicosanoit.

2


Curcumin làm vô hiệu hóa tế bào ung thư và ngăn chặn hình thành các
tế bào ung thư mới. Curcumin giúp cơ thể phòng ngừa và chống ung thư.
Curcumin là một chất có triển vọng lớn trong điều trị viêm gan B, C và nhiễm
HIV,…
Tuy nhiên, curcumin có một số nhược điểm về sinh khả dụng như ít
tan trong nước, khó được hấp thu, không bền vững trong ruột và một lượng
rất nhỏ đi qua đường tiêu hóa và nhanh chóng bị thoái hóa hoặc liên hợp
thành glucuronidation. Chính vì vậy chúng tôi lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu
khả năng giải phóng thuốc curcumin của màng cellulose vi khuẩn lên
men từ môi trường chuẩn” nhằm tạo ra một hệ thống làm chậm quá trình
giải phóng thuốc.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu khả năng giải phóng thuốc curcumin của màng cellulose
vi khuẩn (BC) lên men từ môi trường chuẩn nhằm tạo ra hệ thống giải phóng
thuốc kéo dài.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Khả năng giải phóng thuốc curcumin của màng
cellulose vi khuẩn lên men từ môi trường chuẩn.
- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện ở quy mô phòng thí
nghiệm.
- Địa điểm nghiên cứu: Phòng thí nghiệm Sinh lý người và động vật
khoa Sinh - KTNN Trường ĐHSP Hà Nội 2; Viện Nghiên cứu Khoa học và
Ứng dụng Trường ĐHSP Hà Nội 2.
4. Nội dung nghiên cứu
- Tạo và thu màng BC lên men từ môi trường chuẩn.
- Nạp curcumin vào màng BC.
- Thử nghiệm khả năng giải phóng curcumin của màng BC.

3


5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
5.1. Ý nghĩa khoa học
- Tiếp tục nghiên cứu tiềm năng của màng BC trong việc giải phóng
thuốc. Việc nghiên cứu ứng dụng màng BC nhằm khắc phục hạn chế của
curcumin sẽ mang lại lợi ích cho việc điều trị.
- Đánh giá những ưu nhược điểm của giải phóng curcumin của mang BC
để từ đó đề xuất hướng nghiên cứu với các thuốc khác.
5.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Tạo ra hệ thống giải phóng curcumin kéo dài từ màng BC.

4


Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về BC
1.1.1. Đặc điểm vi khuẩn Acetobacter xylinum
A. xylinum có dạng hình que, thẳng hay hơi cong, kích thước ngang
khoảng 0,6 - 0,8µm, dài khoảng 2 - 3µm, vi khuẩn không sinh bào tử, gram
âm, không di động, sắp xếp riêng rẽ đôi khi xếp thành chuỗi, nhưng khi tế bào
già hay do điều kiện môi trường nuôi cấy, hình dạng có thể bị biến đổi: tế bào
dài hơn, phình to ra, phân nhánh hoặc không phân nhánh.
Trong môi trường nuôi cấy rắn, sau khoảng từ 3 - 7 ngày nuôi cấy, sẽ
thu được khuẩn lạc nhỏ rồi lớn dần, đường kính hạt từ 2 - 5mm, tròn, nhày,
rìa mép trơn, có màu kem, hơi trong. Nhưng sau một tuần khuẩn lạc to, đục,
có màu cafe sữa rồi khô dần.
1.1.2. Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn A. xylinum

A. xylinum là loài vi khuẩn hiếu khí. Nhiệt độ tối ưu cho vi khuẩn phát
0

0

triển từ 25 - 30 C. Ở nhiệt độ 37 C tế bào sẽ bị suy thoái hoàn toàn. Nhiệt độ
0

thích hợp nhất là 25 C. Vi khuẩn tăng trưởng trong khoảng pH từ 3 - 8, pH tối
ưu để sản xuất cellulose là 5,5 .
A. xylinum sử dụng cacbon từ nhiều loại đường khác nhau, tùy thuộc
vào chủng mà lượng đường có thể thay đổi, nhưng đường hay được sử dụng
và cho hiệu suất cao là: glucose, fructose, manitol, sorbitol, nguồn đường cho
hiệu suất thấp hơn là glycerol, galactose, sucrose, maltose.
Khi nuôi cấy, để tránh nhiễm các loài vi khuẩn lạ người ta thường bổ
sung acid acetic vào môi trường.
Trong môi trường nuôi cấy lỏng, vi khuẩn sử dụng đường để chuyển
hóa thành cellulose tạo lớp màng dày trên bề mặt của môi trường. Sau 36 48h lớp màng dày, trong và đạt đến độ dày nhất định sau 7 - 19 ngày.

5


1.1.3. Môi trường nuôi cấy A. xylinum
Môi trường nuôi cấy A. xylinum là môi trường tổng hợp từ các nguồn
dinh dưỡng cần thiết như nguồn cacbon, nito, nguồn sulfur và phospho, các
yếu tố tăng trưởng và các yếu tố vi lượng.
Nhu cầu sử dụng đường của A. xylinum là rất lớn và giữ vai trò quan
trọng trong quá trình tổng hợp BC nên có rất nhiều nghiên cứu và đề nghị sử
dụng các sản phẩm thứ cấp trong các ngành công nghiệp khác như: rỉ đường,
nước dừa già, nước mía,... để làm nguyên liệu trong nuôi cấy A. xylinum.

Trong đó môi trường chuẩn trong nuôi cấy A. xylinum gồm: 2% (wt)
glucose, 0,5% (wt) cao nấm men, 0,5% (wt) peptone, 0,27% (wt) disodium
phosphate và 0,15% (wt ) axit citric.
1.1.4.Cấu trúc của màng BC
Cấu trúc hóa học cơ bản của BC giống PC, tuy nhiên chúng khác nhau
về cấu trúc đại thể. Các sợi mới sinh ra của BC kết lại với nhau để hình thành
nên các sợi sơ cấp (subfibril), có chiều rộng khoảng 1,5nm. Các sợi sơ cấp
này kết lại thành các vi sợi, các vi sợi nằm trong các bó, cuối cùng hình thành
các dải. Các dải có chiều dày 3 - 4nm, chiều rộng 70 - 80nm.
Cấu trúc của BC phụ thuộc chặt chẽ vào điều kiện nuôi cấy [17].
1.1.5. Đặc tính của màng BC
Trong nuôi cấy tĩnh, BC tích lũy trên bề mặt môi trường dinh dưỡng
lỏng thành lớp màng mỏng như da, sau khi tinh chế và làm khô tạo thành sản
phẩm tương tự như giấy da với độ dày 0,01 - 0,5nm. Sản phẩm này có những
tính chất rất đặc biệt như: độ tinh sạch cao, khả năng đàn hồi tốt, độ kết tinh
và độ bền cơ học cao, có thể bị phân hủy sinh học, bề mặt tiếp xúc lớn hơn gỗ
thường, không độc và không gây dị ứng, có khả năng chịu nhiệt tốt, đặc biệt
là khả năng cản khuẩn. Với các tính chất này BC được ứng dụng rất nhiều
trong các ngành công nghiệp khác nhau trong đó có y học.

6


1.1.6. Ứng dụng của màng BC
Hiện nay, trên thế giới đã có rất nhiều những công trình nghiên cứu
ứng dụng màng BC vào các lĩnh vực khác nhau như: công nhệ thực phẩm
(màng bảo quản trái cây, chất ổn định thực phẩm,...), lĩnh vực y học (màng
điều trị bỏng, làm da giả, mạch máu nhân tạo, mặt nạ dưỡng da,...). Một số
nghiên cứu trên thế giới về việc ứng dụng màng BC làm hệ thống phân phối
và vận chuyển thuốc qua đường uống với một số loại thuốc đã cho thấy có

hiệu quả rõ rệt, khắc phục được nhược điểm của thuốc ở dạng thông thường.
Tính đến cuối năm 2014 trên thế giới chỉ có 18 nghiên cứu ứng dụng
BC trong vận tải và phân phối thuốc đã được báo cáo [19], trong đó có 9
nghiên cứu với màng BC tinh khiết, 2 nghiên cứu với thể chất biến đổi màng
BC và 7 với các vật liệu nanocomposite. Như vậy, trong lĩnh vực này cần tiếp
tục được tiến hành nghiên cứu.
1.2. Curcumin
1.2.1. Công thức cấu tạo
- Tên IUPAC: (1E, 6E) – 1,7 - bis (4 – hydroxy – 3 - metoxyphenyl) 1,6 – heptadien - 3,5- dion
- Công thức phân tử: C21H20O6.
- Khối lượng mol: 368,38 g/mol.
- Nhiệt độ nóng chảy: 183°C (361 K)
- Công thức cấu tạo thể hiện ở hình 1.1:

Hình 1.1: Công thức cấu tạo của curcumin
- Curcumin là tinh thể màu nâu đỏ, là hoạt chất được chiết ra từ củ nghệ
vàng thuộc họ gừng. Hiện tại, người ta tìm thấy curcumin tồn tại ở 4 dạng hợp
chất [10]:

7


+ Curcumin là hợp chất chính chiếm 60% có cấu tạo như hình 1.2:

Hình 1.2: Cấu tạo của curcumin
+ Demetoxy - curcumin chiếm 24% có cấu tạo như hình 1.3:

Hình 1.3: Cấu tạo của Demetoxy – curcumin
+ Bis - demetoxy - curcumin chiếm 14% có cấu tạo như hình 1.4:

Hình 1.4: Cấu tạo của Bis - demetoxy - curcumin
+ Và một hợp chất mới phát hiện là xiclocurcumin chiếm khoảng 1% có
cấu tạo như hình 1.5:

Hình 1.5: Cấu tạo của xiclocurcumin
1.2.2. Tính chất lí hóa của curcumin
- Curcumin có màu sáng đậm và được dùng để tạo màu cho thực phẩm
như một chất phụ gia, được biết tới với tên gọi E100.
- Không tan trong nước, tan trong rượu, ete, clorofoc, dung dịch có
huỳnh quang màu xanh lục.

8


- 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 etanol có độ hấp thu cực
đại ở bước sóng khoảng từ 420 - 430nm.
- Curcumin có thể sử dụng để định lượng bo trong cái gọi là phương
pháp curcumin. Nó phản ứng với axít boric tạo ra hợp chất màu đỏ, gọi là
rosocyanin.
- Sự điện ly của curcumin:
+ Môi trường pH < 1: dung dịch curcumin có màu đỏ thể hiện trạng thái
+

proton hóa H4A .
+ Môi trường 1 < pH > 7: hầu hết các diferulolylmethane đều ở dạng
trung hòa H3A, có khả năng hòa tan rất thấp và dung dịch có màu vàng.
+ Môi trường pH > 7.5: dung dịch chuyển sang màu đỏ. Giá trị hằng số
-

-2

3-

phân ly pKa của 3 proton dạng acid của curcumin (dạng HA , HA , A ) được
xác định tương ứng là 7,8, 8,5, 9.
Nghiên cứu ở kỹ thuật sắc ký lỏng cao áp (HPLC) cho kết quả điện ly
theo pH của curcumin được thể hiện như bảng 1.1 [26].
Bảng 1.1: Ảnh hưởng của pH lên màu và dạng tồn tại của curcumin
Ph

Màu của dung dịch

+

Đỏ

<1
1–7

Dạng ion tồn tại
H4A

Huyền phù màu vàng

>7,5

Đỏ

H3A
-2

3-

H2A-, HA , A

- Khi đun curcumin với kiềm tạo thành vanilic acid và ferulic acid.
- Oxy hóa curcumin bằng pemanganat tạo thành vanilic.
- Curcumin tác dụng với hydroxylamin tạo dẫn xuất isoxozol.
- Hydro hóa dẫn xuất diacetyl của curcumin cho hỗn hợp dẫn xuất
hexahydro và tetrahydro hóa học.

9


1.2.3. Dược chất
Củ nghệ bắt đầu được sử dụng trong y học Ayurveda tại Ấn Độ từ
khoảng năm 1900 TCN để chữa trị một loạt các loại bệnh tật [8]. Nghiên cứu
của các nhà khoa học vào cuối thế kỷ 20 đã xác định curcumin đóng vai trò
quan trọng trong các hoạt tính sinh học của củ nghệ [8]. Dựa trên những
nghiên cứu trong ống nghiệm (in vitro) và trên động vật, các nhà khoa học
đưa ra giả thuyết khả năng chữa bệnh hoặc ngăn ngừa bệnh của curcumin.
Hiện tại, các tác động này chưa được xác nhận trên người. Tuy nhiên, cho tới
năm 2008, rất nhiều thử nghiệm lâm sàng ở người đang được thử nghiệm để
nghiên cứu về tác dụng của curcumin trong việc điều trị các bệnh như: viêm
tủy, ung thư tụy, hội chứng loạn sản tủy, ung thư ruột kết, bệnh vẩy nến, bệnh
Alzheimer [15].
Theo nghiên cứu cũng cho thấy curcumin có tính chất chống ung thư
[12, 13], chống ôxi hóa, chống viêm khớp, chống thoái hóa, chống thiếu máu

cục bộ và kháng viêm. Khả năng kháng viêm có thể là do sự ngăn chặn tổng
hợp sinh học của eicosanoit.
Curcumin làm vô hiệu hóa tế bào ung thư và ngăn chặn hình thành các
tế bào ung thư mới. Curcumin giúp cơ thể phòng ngừa và chống ung thư.
Curcumin là một chất có triển vọng lớn trong điều trị viêm gan B, C và nhiễm
HIV.
Rất nhiều bằng chứng cho thấy curcumin phát triển chức năng tinh
thần, một điều tra trên 1010 người châu Á ăn bột cari vàng ở độ tuổi 60 - 93
cho thấy những người ăn ít nhất 1 lần trong 6 tháng cho kết quả MMSE cao
hơn so với những người không ăn. Theo quan điểm của các nhà khoa học, và
một con số rất lớn các nghiên cứu cho thấy curcumin có tác dụng tốt cho não,
các notron, giảm stress, trầm cảm, trạng thái lo âu.
* Một số đặc tính nổi bật của hoạt chất curcumin:

10


- Curcumin có tác dụng bảo vệ niêm mạc dạ dày, chống viêm loét dạ
dày, hành tá tràng cực kỳ hiệu quả.
- Curcumin làm hồi phục nhanh các vết thương ngoài da, sử dụng thường
xuyên sẽ làm da hồng hào, căng mịn hơn.
- Curcumin là chất tiêu biểu nhất cho thế hệ mới các chất chống ung thư
vừa rất hiệu lực và vừa an toàn, không gây tác dụng phụ, điều này đã được
các nhà khoa học trên thế giới khẳng định. Curcumin là chất huỷ diệt ung thư
vào loại mạnh nhất theo cơ chế huỷ diệt từng bước các tế bào ác, trong khi đó
các tế bào lành tính không hề bị ảnh huởng.
- Curcumin có khả năng loại bỏ gốc tự do rất mạnh. Curcumin vừa giúp
phòng ngừa vừa chống ung thư một cách tích cực do có tác dụng loại bỏ các
men gây ung thư có trong thức ăn nước uống ta dùng hàng ngày.
- Curcumin có tác dụng hỗ trợ hết sức đắc lực cho các bệnh nhân viêm

gan, yếu gan, xơ gan cổ chướng, đau túi mật, viêm loét dạ dày, đại tràng, hành
tá tràng, bệnh vàng da. Curcumin còn có khả năng giải độc và bảo vệ gan, bảo
vệ hồng cầu, hạ thấp mức Cholesterol máu và mỡ máu, các bệnh tim mạch,
các chứng viêm nhiễm cao,…
- Curcumin là một trong những chất chống viêm, chống oxy hoá điển
hình. Nó là trợ thủ đắc lực của các bệnh nhân suy giảm trí nhớ, lú lẫn, rối loạn
hệ miễn dịch như viêm toàn thận, viêm đa khớp, thống phong, tiểu đường,
viêm lõi cầu khớp, viêm màng bồ đào mắt, bệnh đa cơ cứng, loãng xương,
khô cứng (mắt, âm đạo,…), bệnh cứng bì, phân mỡ, vẩy nến, basedow, ngăn
chặn béo phì.
- Curcumin còn chứa các chất chiết phẩm đông – nam dược khác có tác
dụng tăng cường khí huyết, rất tốt cho phụ nữ sau khi sinh, con gái mỗi lần có
kinh đau bụng, xoá bỏ tàn nhang, chống nám da, làm đẹp da, chống rụng tóc,
tăng cường vẻ đẹp, sức lực và cả tuổi thọ, làm giảm đau, chống chán ăn,…

11


Và còn nhiều công dụng khác nữa của curcumin mà các nhà khoa học
đang từng bước khám phá,…
1.2.4. Sinh khả dụng
Một phần rất nhỏ curcumin được hấp thụ sau khi ăn. Curcumin hòa tan
trong nước kém, khả năng hấp thụ vào cơ thể chỉ khoảng 20%. Curcumin
không bền vững trong ruột và một lượng rất nhỏ đi qua đường tiêu hóa và
nhanh chóng bị thoái hóa hoặc liên hợp thành glucuronidation.
Một vài tính chất có lợi của curcumin như có khả năng ngăn ngừa ung
thư kết tràng có thể không cần sự hấp thụ của cơ thể. Hòa tan curcumin trong
nước nóng hoặc dầu ấm sẽ có khả năng làm giảm độ sinh khả dụng của
curcumin. Tuy vậy, nấu ăn có sử dụng curcumin và dầu, mỡ có thể làm tăng
sự hấp thụ của curcumin.

Nghiên cứu của Shoba G., Joy D., Joseph T. và các cộng sự tại khoa
Dược, đại học Y St. John, Bangalore, Ấn Độ đã cho thấy, hoạt chất piperine
chiết xuất từ hạt tiêu đen có tác dụng tăng hấp thu và giảm đào thải của
curcumin trong máu lên rõ rệt. Một nghiên cứu của nhóm này được đăng tải
trên tạp chí Pubmed của Thư viện y khoa quốc gia và Viện Sức khỏe quốc gia
Hoa Kỳ tháng 5 năm 1998 đã chứng minh được sinh khả dụng của curcumin
trên cơ thể người khi được kết hợp với piperine từ hạt tiêu theo tỷ lệ 1% đã
tăng lên tới 2000% so với không dùng piperine [22].
1.2.5. Rủi ro và tác dụng phụ
Theo Kawanishi et al. (2005), curcumin cũng giống như các chất
chống oxy hóa khác, là con dao hai lưỡi. Các nghiên cứu lâm sàng trên người
với 2 - 12g curcumin cho thấy các tác dụng phụ như buồn nôn, tiêu chảy, rối
loạn chuyển hóa sắt và chặn protein hepcidin, có khả năng gây ra thiếu sắt ở
các bệnh nhân mẫn cảm.

12


1.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
1.3.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
* Đối với BC:
- Trên thế giới màng BC đã được ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực
công nghệ khác nhau. Tính đến cuối năm 2014 trên thế giới chỉ có 18 nghiên
cứu ứng dụng BC trong vận tải và phân phối thuốc đã được báo cáo, trong đó
có 9 nghiên cứu với màng BC tinh khiết, 2 nghiên cứu với thể chất biến đổi
màng BC và 7 với các vật liệu Nanocomposite. Như vậy, trong lĩnh vực này
cần tiếp tục được tiến hành nghiên cứu.
- Nghiên cứu của Wei B. và cộng sự (2011) cho thấy màng khô BC thu
được sau khi ngâm trong benzalkonium chloride (một tác nhân kháng khuẩn;
Merck KGaA, Darmstadt, Đức) có khả năng giải phóng thuốc trên mỗi đơn vị

2

diện tích bề mặt đã được tìm thấy là 0,116 kg/cm , và tác dụng của thuốc kéo
dài ít nhất 24 giờ chống lại hoạt động của S. aureus và B. subtilis. Sợi BC với
các hạt Nano bạc đã sản xuất thành công lên đến 99,99% hoạt tính kháng
khuẩn chống lại E. coli và S. aureus [12]. Nghiên cứu khác cho thấy việc sử
dụng Nanocomposites bạc với BC đã cho hiệu quả kháng khuẩn cao [11].
Việc sử dụng màng BC cho việc thẩm thấu qua da của nhiều thuốc, cụ thể là
lidocaine, ibuprophen, caffeine, diclofenac và sulfadiazine bạc cho kết quả
tích cực. Các kết quả nghiên cứu cho thấy việc bổ sung glycerol vào màng BC
giúp màng linh động hơn và tạo điều kiện giữ ẩm cho bề mặt da. Tất cả 5 loại
thuốc trên đã được thử nghiệm in vitro cho thẩm thấu qua da và so sánh với
cách thức thông thường. Kết quả cho thấy ibuprofen là chất ưu mỡ thấm qua
màng BC cao hơn gần ba lần những quan sát trong gel hoặc các giải pháp
PEG400; lidocaine hydrochloride thẩm thấu qua màng chậm hơn ibuprofen,
do màng BC có cấu trúc mạng không gian ba chiều phức tạp đã làm cho sự
khuếch tán của thuốc được kéo dài và làm giảm tỷ lệ giải phóng thuốc khi so

13


sánh với các cách thức thông thường, đây là một lợi thế cho việc điều trị dài
hạn của thuốc mà không gây tình trạng quá mẫn. Luan J. et al. (2012), đã
nghiên cứu màng BC cho băng vết thương nạp sulfadiazine bạc, một loại
thuốc phổ biến được sử dụng trong điều trị vết thương nhiễm khuẩn do bỏng.
Nó đã được chứng minh rằng sau khi

sử dụng màng BC ngâm tẩm bạc

sulfadiazine, hoạt động kháng khuẩn đối với P. aeruginosa, E. coli và S.

aureus đạt hiệu quả tốt hơn dạng kem bôi thông thường.
* Đối với curcumin:
- Bằng sáng chế đầu tiên về curcumin dạng nano được mang mã số EP
103266 A2 ngày 30/5/2001 (Ib-8), và tài liệu nghiên cứu đầu tiên về nano
curcumin dành cho mục đích y học được công bố vào năm 2005 [Li L và cs:
Cancer 2005, 104 (6), 1322 - 1331]. Từ đó là sự bùng nổ các nghiên cứu và
bằng phát minh về nano curcumin năm 2005 có 18 bằng thì đến năm 2010 đã
lên đến gần 100. Để đánh giá tiềm năng ứng dụng của curcumin dạng nano
trong lĩnh vực y học, 254 bằng phát minh có liên quan đã được phân tích, cho
thấy 24% bằng liên quan đến điều trị ung thư, sau đó là các bệnh tim mạch
13%, các chứng viêm 12%, bệnh tiểu đường 11%, bệnh khớp 10% và bệnh
tiêu hóa 9%,…
- Những nghiên cứu trên thực nghiệm đầu tiên để chứng minh tác dụng
điều trị của curcumin, đó là tác dụng chống tăng đường huyết (Srinivasan,
M.1972), tác dụng chống viêm (Srimal, R.C. 1973), tác dụng chống oxy hóa
(Sharma, O.P. 1976), tác dụng chống thấp khớp (Deodhar, S.D. 1980), tác
dụng bảo vệ gan (Kiso, Y. 1983), tác dụng chống ung thư (Kuttun. R. 1985),
tác dụng kháng khuẩn (Jordan, W.C. 1996), tác dụng bảo vệ thận
(Venkatesan, N. 2000), tác dụng chống viêm loét dạ dày (Ronita De, 2009)
[9].

14


- Aggarwal B.B. và cộng sự (2007) [9] đã chứng minh tác dụng chống
ung thư tá tràng thực nghiệm trên chuột nhắt và ung thư dạ dày thực nghiệm
trên chuột cống của curcumin. Cho chuột nhắt chế độ ăn có 2 - 5% curcumin,
hoặc cho uống curcumin 2 tuần trước, trong và sau khi gây ung thư dạ dày
bằng benzopyren đã cho thấy tác dụng ức chế rất có ý nghĩa hiệu quả gây ung
thư của benzopyren.

1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
* Đối với BC:
Ở Việt Nam, việc nghiên cứu và ứng dụng màng BC còn ở mức độ
khiêm tốn, các nghiên cứu ứng dụng mới chỉ dừng lại bước đầu nghiên cứu.
Các kết quả ứng dụng của màng BC hầu như mới chỉ dừng lại ở điều kiện thí
nghiệm.
Nguyễn Văn Thanh và cộng sự (2006) [7] đã tiến hành nuôi cấy, tinh
chế và thu màng cellulose vi khuẩn (BC) từ A. xylinum đạt hiệu quả cao.
Đồng thời nhóm nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm in vivo ứng dụng màng
BC điều trị bỏng với 2 loại màng BC gồm cho thêm hoạt chất tái sinh mô và
hoạt chất kháng khuẩn. Kết quả nghiên cứu cho thấy tác dụng của màng có
thêm hoạt chất tái sinh mô tốt hơn hẳn.
Đinh Thị Kim Nhung và cộng sự (2013) [6] đã từ 14 mẫu nguyên liệu
phân lập được 65 chủng vi khuẩn, trong đó chủng A. xylinum BHN2 có khả
năng tạo màng BC tốt nhất. Màng BC do chủng A. xylinum BHN2 tổng hợp
có sợi cellulose nhỏ, độ thấu khí cao; độ thấm hút nước tốt có triển vọng ứng
dụng làm màng trị bỏng.
* Đối với curcumin:
Tại Việt Nam, rất nhiều các nhà khoa học tại các trung tâm nghiên
cứu lớn cũng đang tiến hành thử nghiệm để chế tạo vật liệu Nano Curcumin
từ củ nghệ vàng như Viện hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ

15


Viêt Nam (Viện HLKHVCNVN), Trung tâm nghiên cứu triển khai Khu công
nghệ cao TP.HCM, Đại học Dược Hà Nội. Trong đó Nano Curcumin của viện
hóa học là đề tài đầu tiên được ứng dụng công nghệ nano vào bào chế các
dược phẩm và thực phẩm chức năng, giúp phòng ngừa và điều trị hiệu quả các
bệnh mạn tính, nan y.

Trịnh Hoàng Dương, Hà Diệu Ly (2011), Viện Kiểm nghiệm Thuốc
thành phố Hồ Chí Minh đã nghiên cứu chiết xuất curcumin từ củ nghệ vàng
và xây dựng bộ dữ liệu chuẩn của curcumin để thiết lập chất chuẩn chiết từ
dược liệu [3]. Dương Thị Hồng Ánh, Thân Thị Liên, Nguyễn Trần Linh
(2012) đã tiến hành nghiên cứu bào chế hệ phân tán rắn chứa curcumin [2]
cho kết quả: khi có mặt chất mang thì độ tan của curcumin tăng lên đáng kể,
tỷ lệ curcumin và chất mang (polyvinyl pyrolidon) là 1 : 8 được bào chế bằng
phương pháp dung môi có tác dụng cải thiện độ hòa tan của curcumin tốt hơn
cả. Dương Thị Hồng Ánh, Phạm Văn Giang, Nguyễn Trần Linh (2014) đã
tiến hành nghiên cứu bào chế tiểu phân nano curcumin bằng phương pháp
nghiền bi kết hợp với đồng nhất hóa tốc độ cao [1],...

16


Chương 2. Đối tượng - Phương pháp nghiên cứu
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Khả năng giải phóng curcumin của màng BC.
2.2. Vật liệu nghiên cứu
2.2.1. Hóa chất
- Curcumin (95%) được mua ở Ấn Độ.
- Dung môi là etanol (96%) được mua tại Việt Nam.
- Màng BC (99% hàm lượng nước) được sản xuất bằng cách sử dụng vi
khuẩn A. xylinum lên men trong môi trường chuẩn.
- Vật liệu làm môi trường nuôi cấy vi sinh vật tạo màng BC: Đường
glucose, nước cất, acid acetic, axit citric, peptone, disodium phosphate, cao
nấm men, HCl, NaOH,… đạt tiêu chuẩn phân tích.
2.2.2.Thiết bị, dụng cụ
- Máy đo quang phổ UV-2450 (Shimadzu - Nhật Bản),
- Cân phân tích (Sartorius - Đức),

- Nồi hấp khử trùng HV - 110/HIRAIAMA,
- Buồng cấy vô trùng (Haraeus),
- Tủ sấy, tủ ấm (Binder - Đức),
- Tủ lạnh,
- Máy lắc tròn tốc độ chậm (Orbital Shakergallenkump - Anh),
- Khuấy từ gia nhiệt (IKA - Đức),
- Và nhiều dụng cụ hóa sinh thông dụng khác.
2.3. Nội dung nghiên cứu
- Tạo và thu màng BC lên men từ môi trường chuẩn.
- Nạp curcumin vào màng BC.
- Thử nghiệm khả năng giải phóng curcumin của màng BC.

17