Nghiên cứu thu nhận tinh bột nghệ bằng phương pháp kiềm hóa

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
KHOA HÓA

TRẦN THỊ KIM CHUNG

NGHIÊN CỨU THU NHẬN TINH BỘT NGHỆ
N PHƢƠN PHÁP KIỀM HÓA

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
CỬ NHÂN HÓA HỌC
CHUYÊN NGÀNH HÓA DƢỢC

Đà Nẵng -2017


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
KHOA HÓA

NGHIÊN CỨU THU NHẬN TINH BỘT NGHỆ
N PHƢƠN PHÁP KIỀM HÓA

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN HÓA HỌC
CHUYÊN NGÀNH HÓA DƢỢC

Sinh viên thực hiện : Trần Thị Kim Chung
Lớp
: 13CHD
Giáo viên hƣớng dẫn : GS.TS.NGND Đào Hùng Cƣờng

Đà Nẵng -2017


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG ĐHSP

Độc lập -Tự do-Hạnh phúc

KHOA HÓA

---------------------------------

----------------NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Trần Thị Kim Chung
Lớp: 13CHD
1. Tên đề tài: Nghiên cứu thu nhận tinh bộ
hóa.
2. Nguyên liệu, dụng cụ và thiết bị:
 Nguyên liệu:
Thân rễ nghệ vàng thu hái ở huyện Hòa Vang, TP Đà Nẵng.
 Dụng cụ:
-

Bộ chiết soxhlet.

-

Máy xay sinh tố, máy ly tâm, tủ sấy, cân phân tích, máy đo pH, máy
đo UV-VIS.

-

Cốc thủy tinh, bình tam giác, bếp cách thủy, các loại pipet, bình định
mức, giấy lọc,…

 Hóa chất:
Dung dịch HCl đậm đăc, dung dịch NaOH, dung dịch KOH, dung dịch
axeton, nƣớc cất.
3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu quy trình sản xuất tinh bột nghệ từ thân rễ nghệ vàng ở huyện
Hòa Vang, TP Đà Nẵng.
- Xác định các điều kiện chiết tối ƣu bằng dung dịch kiềm
iềm NaOH.
4. Giáo viên hƣớng dẫn: GS.TS.NGND. Đào Hùng Cƣờng
5. Ngày giao đề tài: 06/09/2016
6. Ngày hoàn thành: 15/04/2017

OH và dung dịch


Chủ nhiệm khoa

PGS. TS. Lê Tự Hải

Giáo viên hƣớng dẫn

GS. TS. NGND. Đào Hùng Cƣờng

Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho hoa ngày…tháng…năm 2017.
Kết quả đánh giá điểm:

Ngày…tháng…năm 2017
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Ký và ghi rõ họ, tên)


TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA HÓA

Độc lập -Tự do-Hạnh phúc

---------------

---------------------------------

ĐỀ CƢƠN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Trần Thị Kim Chung
Lớp: 13CHD
1. Tên đề tài: Nghiên cứu thu nhận tinh bộ
hóa.
2. Nguyên liệu, hóa chất ,dụng cụ và thiết bị chính:

 Ngun liệu:
Thân rễ nghệ vàng thu hái ở huyện Hòa Vang, TP Đà Nẵng.
 Dụng cụ:
-

Bộ chiết soxhlet.

-

Máy xay sinh tố, máy ly tâm, tủ sấy, cân phân tích, máy đo pH, máy
đo UV-VIS.

-

Cốc thủy tinh, bình tam giác, bếp cách thủy, các loại pipet, bình định
mức, giấy lọc,…

 Hóa chất:
Dung dịch HCl đậm đăc, dung dịch NaOH, dung dịch KOH, dung dịch
axeton, nƣớc cất.
3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu quy trình sản xuất tinh bột nghệ từ thân rễ nghệ vàng ở huyện
Hòa Vang, TP Đà Nẵng.
- Xác định các điều kiện chiết tối ƣu bằng dung dịch kiềm
iềm NaOH.
4. Giáo viên hƣớng dẫn: GS.TS.NGND. Đào Hùng Cƣờng
5. Ngày giao đề tài: 06/09/2016
6. Ngày hoàn thành: 15/04/2017

OH và dung dịch

Giáo viên hƣớng dẫn

Sinh viên

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

GS. TS. NGND. Đào Hùng Cƣờng

Trần Thị Kim Chung

Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Thƣ viện trƣờng trƣớc ngày 17 tháng 5
năm 2017.


LỜI CẢM ƠN
Trong q trình làm khóa luận vừa qua, mặc dù gặp hơng ít hó hăn,
nhƣng với sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cơ, bạn bè và gia đình, tơi cũng hồn
thành xong bài khóa luận tốt nghiệp của mình.
Trƣớc tiên, tơi xin gởi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy giáo GS.TS. Đào
Hùng Cƣờng, ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ tơi trong q trình nghiên cứu,
hồn thành đề tài này.
Tơi cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý thầy cô khoa Hóa – Trƣờng Đại
Học Sƣ Phạm – Đại Học Đà Nẵng đã cung cấp cho tôi những kiến thức bổ ích, và sẽ
là hành trang giúp tôi vững bƣớc trong tƣơng lai.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn ba mẹ, bạn bè đã ln động viên tơi trong
suốt q trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp này.

Cuối cùng, tơi xin gửi đến mọi ngƣời lời chúc sức khỏe, hạnh phúc và thành đạt.
Sinh viên thực hiện

Trần Thị Kim Chung


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ..................................................................................................... 1
2. Đối tƣợng nghiên cứu ............................................................................................. 1
3. Mục đích nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu ......................................................... 2
3.1. Mục đích nghiên cứu............................................................................................ 2
3.2. Phạm vi nghiên cứu.............................................................................................. 2
4. Phƣơng pháp nghiên cứu......................................................................................... 2
4.1. Nghiên cứu lý thuyết ............................................................................................ 2
4.2. Nghiên cứu thực nghiệm ...................................................................................... 2
5. Ý nghĩa hoa học và thực tiễn của đề tài ................................................................ 2
6. Bố cục của đề tài ..................................................................................................... 3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................................................................... 4
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGHỆ.......................................................................4
1.1.1. Đặc điểm, phân bố, phân loại thực vật chi Curcuma, họ Zingiberaceae ..........4
1.1.2. Tình hình nghiên cứu tinh nghệ trong nƣớc và ngồi nƣớc ..............................6
1.2. CÔNG DỤNG CỦA NGHỆ ................................................................................ 8
1.3. THÀNH PHẦN HÓA HỌC ................................................................................. 8
1.4. TỔNG QUAN VỀ CURCUMIN ......................................................................... 9
1.4.1. Curcuminoid ......................................................................................................9
1.4.2. Curcumin .........................................................................................................11
1.5. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CURCUMIN .................................................. 17
1.5.1. Hoạt tính háng ung thƣ ..................................................................................17
1.5.2. Hoạt tính kháng oxy hóa .................................................................................19

1.6. CÁC PHƢƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT ............................................................. 19
1.6.1. Phƣơng pháp chiết chƣng ninh........................................................................19
1.6.2. Chiết bằng cách đun hồn lƣu .........................................................................19
1.6.3. Lựa chọn dung mơi .........................................................................................20
1.6.4. Kết tinh lại .......................................................................................................20
1.7. CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VẬT LÝ ................................................ 21


1.7.1. Phƣơng pháp đo quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS ....................................21
CHƢƠNG 2: Đ I TƢ NG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHI N CỨU ........................ 22
2.1. Đ I TƢ NG NGHIÊN CỨU ........................................................................... 22
2.1.1. Ngun liệu chính ...........................................................................................22
2.1.2. Hóa chất ..........................................................................................................23
2.1.3. Thiết bị và dụng cụ ..........................................................................................23
2.2. PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM .................................................................. 23
2.2.1. Xử lý nguyên liệu ............................................................................................23
2.2.2. Sơ đồ nghiên cứu.............................................................................................24
2.2.3. Khảo sát các điều kiện ảnh hƣởng đến quá trình chiết tách tinh bột nghệ......25
2.2.4. Nhận danh curcumin trong tinh nghệ bằng phƣơng pháp UV-VIS ................28
CHƢƠNG 3: ẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 29
3.1. ẢNH HƢỞNG DUNG MƠI ĐẾN Q TRÌNH CHIẾT ................................. 29
3.1.1. Dung mơi nƣớc................................................................................................29
3.1.2. Dung dịch OH ..............................................................................................30
3.1.3. Dung mơi NaOH .............................................................................................39
3.2. QUY TRÌNH SẢN XUẤT TINH BỘT NGHỆ BẰNG PHƢƠNG PHÁP IỀM
HÓA VỚI HAI DUNG MƠI KOH VÀ NAOH ....................................................... 49
3.2.1. Quy trình sản xuất bằng dung mơi KOH ........................................................49
3.2.2. Quy trình sản xuất bằng dung môi NaOH.......................................................50
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................. 53
1. Kết luận ................................................................................................................. 53

2. Kiến nghị ............................................................................................................... 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... 55


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Cấu trúc các thành phần của curcuminoid ..................................................9
Bảng 1.2. Các thơng số hóa lý của các dẫn xuất curcuminoid ..................................11
Bảng 1.3. Ảnh hƣởng của pH lên màu và dạng tồn tại của Curcumin .....................12
Bảng 3.1. Kết quả đo dung dịch mật độ quang và khối lƣợng tinh nghệ của dung
dịch nghệ nƣớc ......................................................................................................... 29
Bảng 3.2. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ dung môi đến khối lƣợng tinh
nghệ ...........................................................................................................................30
Bảng 3.3. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ dung môi đến mật độ quang ...31
Bảng 3.4. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ dung môi đến khối lƣợng tinh
nghệ ...........................................................................................................................33
Bảng 3.5. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ dung môi đến mật độ quang ...34
Bảng 3.6. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thời gian đun h n hợp chiết đến khối
lƣợng tinh nghệ .........................................................................................................35
Bảng 3.7. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thời gian đun h n hợp chiết đến mật độ
quang .........................................................................................................................36
Bảng 3.8. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của pH đến khối lƣợng tinh nghệ................38
Bảng 3.9. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của pH đến mật độ quang ...........................39
Bảng 3.10. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ dung dịch NaOH đến khối
lƣợng tinh nghệ .........................................................................................................40
Bảng 3.11. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ dung dịch NaOH đến mật độ
quang .........................................................................................................................41
Bảng 3.12. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ dung môi NaOH đến khối
lƣợng tinh nghệ .........................................................................................................42
Bảng 3.13. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ dung dịch NaOH đến mật độ
quang .........................................................................................................................43

Bảng 3.14. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thời gian đun h n hợp chiết bằng dung
môi NaOH đến khối lƣợng tinh nghệ ........................................................................44
Bảng 3.15. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thời gian đun h n hợp chiết bằng dung
môi NaOH đến khối lƣợng tinh nghệ ........................................................................45


Bảng 3.16. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của pH đến khối lƣợng tinh nghệ..............47
Bảng 3.17. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của pH đến mật độ quang .........................48


DANH MỤC CÁC H NH
Hình 1.1. Cơng thức hóa học chung của curcuminoid ................................................9
Hình 1.2. Kết quả HPLC tƣơng ứng của Cur, DMC, BDMC ...................................11
Hình 1.3. Các dạng ion của Curcumin theo pH ........................................................13
Hình 1.4. Sự phân hủy của Curcumin trong mơi trƣờng kiềm .................................13
Hình 1.5. Phản ứng cộng H2 của Curcumin ..............................................................15
Hình 1.6. Cấu trúc của dẫn xuất isoxazole và pyrazole Curcumin ...........................15
Hình 1.7. Sự h biến của Curcumin trong dung dịch ...............................................16
Hình 1.8. Phức Curcumin với kim loại .....................................................................16
Hình 2.1. Thân, lá, hoa của cây nghệ vàng (Curcuma longa L.) ..............................22
Hình 2. 2. Thân rễ của cây nghệ vàng (Curcuma longa L.) ......................................22
Hình 2.3. Thân rễ sau khi gọt vỏ ...............................................................................23
Hình 2.4. Thân rễ sau khi thái lá mỏng .....................................................................23
Hình 3. 1. Dung dịch nghệ của dung dịch nƣớc sau hi định mức. ..........................29
Hình 3.2. Phổ UV-VIS của tinh nghệ chiết tách từ dung mơi nƣớc .........................29
Hình 3.3. Dung dịch nghệ của dung môi OH sau hi định mức ............................30
Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng của nồng độ OH đến khối lƣợng tinh nghệ ...31
Hình 3.5. Phổ UV-VIS của dịch chiết tinh bột nghệ bằng dung dịch KOH ở các
nồng độ 0.05M, 0.1M, 0.2M, 0.3M. .........................................................................31
Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của nồng độ OH đến mật độ quang ......31

Hình 3.7. Mẫu nghệ KOH sau khi khảo sát ở các nhiệt độ 350C, 400C, 450C, 500C
sau hi đã định mức ..................................................................................................32
Hình 3. 8. Phổ UV-VIS của dịch chiết tinh bột nghệ bằng dung dịch KOH 0.2M ở
các nhiệt độ 350C, 400C, 450C, 500C . ......................................................................33
Hình 3.9. Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng của nhiệt độ OH đến khối lƣợng ...............33
Hình 3.10. Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng của nhiệt độ OH đến mật độ quang .........34
Hình 3.11. Mẫu nghệ KOH 0.2M khảo sát ở các thời gian 1h, 2h, 3h, 4h sau hi định
mức ............................................................................................................................35
Hình 3.12. Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng của thời gian chiết hối lƣợng tinh nghệ ...35


Hình 3.13. Phổ UV-VIS của dịch chiết tinh bột nghệ bằng dung dịch KOH 0.2M ở 4
thời gian 1h, 2h, 3h, 4h..............................................................................................36
Hình 3.14. Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng của thời gian đun h n hợp chiết đến ..........36
Hình 3.15. Mẫu nghệ KOH 0.2M khảo sát ở các pH hác nhau sau hi định mức......37
Hình 3.16. Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng pH đến khối lƣợng tinh nghệ .....................38
Hình 3.17. Phổ UV-VIS của dịch chiết tinh bột nghệ bằng dung dịch KOH 0.2M ở
các pH khác nhau ......................................................................................................38
Hình 3.18. Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng pH đến mật độ quang .................................39
Hình 3.19. Dung dịch nghệ của dung dịch NaOH sau hi định mức........................39
Hình 3.20. Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng nồng độ NaOH đến khối lƣợng tinh nghệ ..40
Hình 3.21. Phổ UV-VIS của dịch chiết tinh bột nghệ bằng dung dịch NaOH ở các
nồng độ 0.05M, 0.1M, 0.2M, 0.3M. .........................................................................40
Hình 3.22. Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng của nồng độ NaOH đến mật độ quang .......41
Hình 3.23. Mẫu nghệ NaOH 0,2M sau khi khảo sát ở các nhiệt độ 350C, 400C, 450C,
500C sau hi đã định mức .........................................................................................42
Hình 3.24. Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng nhiệt độ NaOH đến khối lƣợng tinh nghệ ..42
Hình 3.25. Phổ UV-VIS của dịch chiết tinh bột nghệ bằng dung dịch NaOH 0.2M ở
các nhiệt độ 350C, 400C, 450C, 500C . ......................................................................43
Hình 3.26. Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng nhiệt độ NaOH đến mật độ quang..............43

Hình 3.27. Mẫu nghệ NaOH khảo sát ở các thời gian 1h, 2h, 3h, 4h sau hi định
mức ............................................................................................................................44
Hình 3.28. Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng thời gian đun đến hối lƣợng tinh nghệ .....45
Hình 3.29. Phổ UV-VIS của dịch chiết tinh bột nghệ bằng dung dịch KOH 0.2M ở 4
thời gian 1h, 2h, 3h, 4h..............................................................................................45
Hình 3.30. Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng thời gian đun h n hợp chiết đến .................46
Hình 3.31. Dung dịch nghệ của dung dịch NaOH sau hi định mức........................47
Hình 3.32. Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng pH đến khối lƣợng tinh nghệ .....................47
Hình 3.33. Phổ UV-VIS của dịch chiết tinh bột nghệ bằng dung dịch NaOH 0.2M ở
các pH khác nhau ......................................................................................................48
Hình 3.34. Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng pH đến mật độ quang .................................48


Hình 3.35. Dịch chiết tinh nghệ bằng kiềm ..............................................................51
Hình 3.36. H n hợp dịch chiết sau khi axit hóa ........................................................51
Hình 3.37. H n hợp chiết thu đƣợc sau hi để lắng..................................................51
Hình 3.38. Tinh bột nghệ thơ chiết dằng dung dịch KOH 0.2M ..............................52
Hình 3.39. Tinh bột nghệ thơ chiết bằng dung dịch NaOH 0.2M .............................52
Hình 3.40. Tinh nghệ thơ chiết bằng nƣớc ................................................................52


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Từ xa xƣa, nghệ đã đƣợc biết đến nhƣ một loại gia vị, một loại thuốc gia
truyền chữa rất nhiều bệnh, chữa liền sẹo. Các kết quả nghiên cứu trong nƣớc và
trên thế giới đã chỉ ra rằng trong củ nghệ có các thành phần curcumin, tinh dầu và
tinh bột. Trong đó, curcumin là hoạt chất chính tạo nên màu vàng của củ nghệ.
Curcumin có hoạt tính sinh học độc đáo nhƣ háng nấm, kháng khuẩn, làm lành vết

thƣơng, điều trị ung thƣ và bệnh AIDS... Tuy nhiên, hàm lƣợng curcumin trong củ
nghệ rất nhỏ, chỉ chiếm 0.3 – 1% về khối lƣợng củ nghệ [6], [7]. Vì vậy, mà
curcumin tinh khiết đƣợc bán ra ngoài thị trƣờng với giá rất đắt đỏ.
Hiện nay, trên thị trƣờng xuất hiện rất nhiều thƣơng hiệu tinh bột nghệ với
chất lƣợng cũng nhƣ giá thành

hác nhau, dao động từ 100.000 –

1.000.000VNĐ/ g, gồm tinh bột nghệ vàng và tinh bột nghệ đen. Trong đó, tinh bột
nghệ vàng rất đƣợc ƣa chuộng bởi hoạt tính sinh học rất tốt đƣợc chiết xuất từ
curcumin có trong củ nghệ. Tuy nhiên, ngày nay, với lợi ích inh tế đặt lên trên chất
lƣợng sản phẩm nên thị trƣờng có rât nhiều thƣơng hiệu giả nhƣng lại đƣợc bán với
giá rất cao gây hoang mang tâm l của hách hàng.
Với mong muốn nghiên cứu và chiết tách ra tinh bột nghệ với hàm lƣợng
curcumin cao và giá thành hợp l , đáp ứng nhu cầu của ngƣời tiêu dùng. Tôi lựa
chọn thân rễ cây nghệ vàng ở huyện Hòa Vang, TP Đà Nẵng làm nguyên liệu, sử
dụng KOH và NaOH làm dung mơi để chiết tách. KOH và NaOH có thể tạo muối
phenolat với các gốc phenol của curcumin, dễ tan trong nƣớc và kiềm tạo điều kiện
thuận lợi, tăng hiệu suất cho quá trình chiết tách. Với tất cả những lý do trên, tơi
chọn đề tài cho luận văn của mình là “Nghiên cứu thu nhận tinh bột
hóa” nhằm đƣa ra quy trình với các điều kiện tối ƣu, thu đƣợc
sản phẩm tinh bột nghệ hoàn hảo nhất mang đến cho thị trƣờng và ngƣời tiêu dùng.
2. Đối tƣợng nghiên cứu
Thân rễ nghệ vàng thu hái ở huyện Hòa Vang, TP Đà Nẵng.


2

3. Mục đích nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
3.1. Mục đíc

ê cứu

- Nghiên cứu quy trình sản xuất tinh bột nghệ từ thân rễ nghệ vàng ở huyện
Hòa Vang, TP Đà Nẵng.
- Xác định các điều kiện chiết tối ƣu bằng dung dịch kiềm

OH và dung dịch

iềm NaOH.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu các điều kiện về nồng độ dung dịch kiềm, nhiệt độ và pH dung
dịch để chiết tách tinh nghệ bằng dung dịch kiềm OH và dung dịch iềm NaOH.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
4.1. Nghiên cứu lý thuyết
- Thu thập, tổng hợp các tài liệu, tƣ liệu về nguồn nguyên liệu, phƣơng pháp
nghiên cứu các hợp chất tự nhiên, thành phần hóa học và ứng dụng của thân rễ nghệ
vàng.
- Tìm hiểu các phƣơng pháp chiết lỏng - rắn bằng dung dịch kiềm.
- Tìm hiểu các phƣơng pháp lấy mẫu, chiết tách và xác định thành phần hóa
học các chất từ thực vật.
4.2. Nghiên cứu thực nghi m
- Phƣơng pháp lấy mẫu, thu hái và xử lý mẫu.
- Phƣơng pháp phân tích trọng lƣợng để xác định các thơng số hóa lý và xác
định các điều kiện chiết tách tối ƣu.
- Dùng phƣơng pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS để đánh giá hảo sát
các điều kiện tối ƣu.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Nghiên cứu các điều kiện tối ƣu để chiết tách tinh bột nghệ từ thân rễ nghệ
vàng ở huyện Hòa Vang, TP Đà Nẵng nhằm đƣa ra quy trình sản xuất tinh bột nghệ

đơn giản và hiệu quả nhất với khối lƣợng tinh bột nghệ nhiều nhất.


3

6. Bố cục của đề tài
Ngoài phần mở đầu, kết luận, luận văn gồm 3 chƣơng:
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
CHƢƠNG 2: Đ I TƢ NG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHI N CỨU
CHƢƠNG 3: ẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN


4

CHƢƠN

1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGHỆ
1.1.1. Đặc đ ểm, phân bố, phân loại thực vật chi Curcuma, họ Zingiberaceae
Theo các tài liệu, ở Việt Nam, họ Gừng có 8 chi, 27 lồi khác nhau. Họ thực
vật này khá nhiều gồm 45 chi, trên 1300 loài. Hiện nay trên thế giới có 52 chi với
1500 lồi.
* Tên gọi
Tên khoa học: Curcuma longa L. thuộc chi Curcuma, họ Gừng
(Zingiberaceae)
Tên gọi khác: Thân rễ gọi là hƣơng hoàng, rễ cũ gọi là uất kim (Trung Quốc),
nghệ nhà, nghệ vàng, củ nghệ (Việt Nam).
* Đặc điểm thực vật
- Cây thảo, sống lâu năm, cao 0.6 – 1.0 m, thƣờng lụi vào mùa khơ.

- Thân rễ: phát triển thành củ, hình trụ hơi dẹt, nạc, phân nhánh, lát cắt ngang
có màu vàng cam sẫm, mùi hắc, vị hơi cay, hông độc.
- Lá: hình trái xoan, nhọn ở 2 đầu, 2 mặt đều nhẵn, dài đến 45cm, rộng đến
18cm, cuống lá có bẹ, mọc so le.
- Hoa: nhìn tổng thể màu vàng, ra vào tháng 3 đến tháng 5, mọc từ giữa các lá
lên, cuốn hoa hình trụ, ngọn hoa hình nón. Lá bắc hữu thụ khum hình máng rộng,
đầu trịn màu xanh lục nhạt, lá bắc bất thu hẹp hơn, màu tím nhạt. Cánh hoa ngồi
màu vàng nhạt đến xanh lục, chia 3 thùy, thùy trên to hơn. Tràng có phiến, phiến
cũng có 3 thùy, 2 thùy bên phẳng và đứng, thùy dƣới hõm thành máng sâu.
- Quả nang 3 ngăn, nở bằng 3 van. Hạt có áo hạt [4], [6].
* Phân bố sinh thái
Nghệ đƣợc trồng ở khắp các nƣớc vùng nhiệt đới (nhƣ Việt Nam, Lào,
Campuchia, Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia,…). Nghệ thích nghi với nhiều vùng
khí hậu khác nhau. Ở Việt Nam, nghệ đƣợc trồng phổ biến trong cả nƣớc và đƣợc
trồng nhiều ở Quảng Bình, Quảng Nam, Đắc Nơng,…[6].
* Phân loại
Trên thế giới, chi Curcuma có rất nhiều lồi. Ở Việt Nam, ngƣời ta đã tìm thấy


5

27 loài nghệ gồm một số loài sau:
 Nghệ hay nghệ vàng, Curcuma longa L. (Curcuma domestica Valet).
 Nghệ rễ vàng, Curcuma xanthorrhiza Roxb.
 Nghệ trắng, Curcuma aromatic Salish.
 Nghệ lá hẹp, Curcuma angustifolia Roxb.
 Nghệ đen, Curcuma zedoaria Roecoe.
 Nghệ xanh, Curcuma aeruginosa Roxb.
 Nghệ Nam Bộ, Curcuma cochinchinenis Gapnep.
 Nghệ tím, Curcuma rubens Roxb.

 Uất im hƣơng Thái Lan, Curcuma alismatifolia.
 Nghệ mảnh, Curcuma gracillima.
 Nghệ sen, Curcuma petiolata.
 Nghệ leonid, Curcuma leonidii.
 Mì tinh rừng, Curcuma elata Roxb.
 Nghệ Quảng Tây, Curcuma kwangsiensis.
 Bình tinh chét, Curcuma pierreane Gagnepain.
 Gừng da cam, Curcuma roscoeana.
 Nghệ lùn, Curcuma pygmaea.
 Nghệ khô hạn, Curcuma arida.
 Nghệ Sa Huỳnh, Curucma sahuynhensis.
Một số lồi tuy có trong sách phân loại nhƣng hơng tìm thấy, ngƣợc lại một
số loại nghệ hác đƣợc tìm thấy nhƣng chƣa đƣợc định danh.
* Thu hoạch
Bộ phận chủ yếu của cây nghệ đƣợc sử dụng là thân rễ (củ nghệ) khi thân lá
tàn lụi. Trồng tháng 1 – 3, thu hoạch vụ trƣớc, lấy giống ngay để trồng vụ sau. Nghệ
khô, củ béo mập, da xám, thịt màu vàng nâu, có nhiều bột, ăn hơi ngứa cổ có mùi
hăng, hơng mốc mọt, bảo quản nơi hơ mát.
* Bộ phận dùng
Từ thân rễ cắt bỏ hết rễ con, gọt sạch vỏ hoặc rửa sạch, đem hấp từ 6 đến 12
giờ, đợi ráo nƣớc, đem phơi hoặc sấy khô.


6

Trong dân gian, nghệ còn đƣợc chế biến nhƣ sau:
- Sao với giấm (tỉ lệ về khối lƣợng 5:1) tẩm đều, khoảng 30 phút, dùng lửa
nhỏ sao khô. Hay luộc nghệ với giấm, thái phiến, phơi hô.
- Sao vàng: nghệ thái phiến sao đến khi có màu vàng thẫm [6], [14].
ớc và

1.1.2. Tình hình nghiên cứ
.

ê cứ

à

ớc

ớc

Nhiều cơng trình đã chứng minh nghệ có tác dụng trong việc phịng ngừa và
chữa trị nhiều bệnh hác nhau, còn đƣợc sử dụng trong nhiều mục đích hác nhƣ
thực phẩm, dƣợc phẩm, mỹ phẩm.
Nghệ đƣợc sử dụng làm thuốc và gia vị, nhuộm màu. Gần đây, các cơng trình
nghiên cứu về thành phần hóa học, hoạt tính sinh học của các hợp chất trong các
loại nghệ đã đƣợc công bố rất nhiều.
Năm 1996, Nguyễn Xuân Dũng và các cộng sự nghiên cứu về tinh dầu loài
Nghệ Nam Bộ. Tác giả Phan Tống Sơn và các cộng sự đã nghiên cứu thành phần
hóa học tinh dầu, hoạt chất sinh học chiết từ các loài nghệ nhƣ: nghệ xanh, nghệ
trắng, nghệ đen, nghệ vàng ở Việt Nam.
Nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu, một số cây thuộc chi Curcuma
và họ Gừng, nghệ lá hẹp Đă Lă , ở Việt Nam đã đƣợc tác giả Trịnh Đình Chính,
Nguyễn Thị Bích Tuyết cùng các cộng sự đã đƣợc cơng bố.
GS. Phạm Đình Tỵ, Viện hóa học các hợp chất tự nhiên, đã chiết tách
curcumin và đã đƣa vào sử dụng [11].
Việc chiết tách curcumin từ củ nghệ bằng dung mơi thực phẩm, q trình ảnh
hƣởng của điều kiện sấy đến hàm lƣợng curcumin trong củ nghệ vàng của GS.TS.
Đào Hùng Cƣờng, cùng với các công bố có giá trị trong thực tiễn.

Từ những năm 2000 đến nay, trên 50 cơng trình nghiên cứu về thành phần hóa
học, hoạt tính sinh học, phƣơng pháp tổng hợp, công dụng trong dƣợc phẩm của
curcumin ngày càng đƣợc công bố rộng rãi, đƣợc các nhà khoa học trong và ngoài
nƣớc đặc biệt quan tâm và nghiên cứu.
.

ê cứ

à

ớc

Theo y dƣợc học hiện đại, củ nghệ vàng (nghệ trồng) có tên Hán Việt là


7

hƣơng hồng ( H), trong

H có chất curcumin (0,3%), tinh dầu (1 - 5%), trong

đó có 24% cacbua terpenic chủ yếu là zinggiberen và 65% cetoes-quiterpenic, các
chất tarmeron. Ngoài ra cịn có chất béo, tinh bột, canxi, oxalat. Chất curcumin có
tác dụng kích thích tế bào gan tiết mật và tăng co bóp túi mật, tống mật, phá
cholesterol ở thành mạch. Tinh dầu có tác dụng diệt vi sinh vật, tiêu viêm, ức chế
kết tập tiểu cầu, khử gốc tự do chống oxy hóa. Gần đây tìm thấy thêm nhiều chất
trong nghệ có tác dụng đối với một số bệnh ung thƣ, AIDS [14].
Nhiều nghiên cứu đã tập trung vào curcumin, một số chất curcuminoid trích
từ thân rễ Cây Nghệ (C. longa), đã đƣợc chứng minh để điều chỉnh một loạt các
mục tiêu phân tử. Đặc biệt, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng một số curcuminoids đƣợc

liên ết với các hoạt động chống oxy hóa và chống viêm. Curcumin đƣợc thể hiện là
bảo vệ thần inh trong ống nghiệm và đƣợc bảo vệ chống lại các tổn thƣơng ethanol
do não trong cơ thể theo đƣờng uống, một hiệu ứng mà có liên quan đến việc giảm
nồng độ peroxide lipid và tăng cƣờng glutathione trong não chuột.
Cumarin có tác dụng bảo vệ thần inh động vật có bệnh Par inson (hay cịn
gọi là PD-là một bệnh rối loạn thối hố của hệ thần inh trung ƣơng làm suy yếu
hả năng vận động, lời nói, và các chức năng hác), một hiệu ứng liên quan đến các
đặc tính chống oxy hóa của nó.
Một số hợp chất từ Cây Nghệ, bao gồm curcumin, demethoxycurcumin,
bisdemethoxycurcumin và calebin A (và một số tổng hợp chất tƣơng tự), đã đƣợc
chứng minh để bảo vệ tốt tế bào bị β-amyloid xâm phạm trong ống nghiệm, hoạt
động này cũng đƣợc cho là do tác dụng chống oxy hóa.
Chất Cumarin đƣợc xem là cầu nối ỵ nƣớc đƣợc thâm nhập vào hàng rào của
mạch máu não làm hạn chế các nhóm phenolic ƣa nƣớc hấp thu amyloid-β vào não
nên có tác dụng giải độc rƣợu, cồn vào não. Hay nói cách hác, chất Cumarin trong
củ nghệ có tính giải độc rƣợu.
Curcumin cũng đƣợc báo cáo là chất chống viêm và đã đƣợc đề xuất để điều
chỉnh quá trình sinh tổng hợp eicosanoid và COX-1, COX-2 và lipoxygenase
(lipoxygenase) là những chất chống viêm nội sinh nhƣng có có hại cho thận.


8

Cơ chế chống viêm của các hợp chất curcuminoid có trong củ nghệ đƣợc ết
luận là có ƣu điểm hơn bất ỳ chất chống viêm của cá loại thuốc Tân dƣợc hiện đại
do đó chất curcumin trong bột nghệ đang đƣợc

hai thác và ly trích để bào

chế thuốc trị viêm lốt dạ dày [10].

1.2. CƠNG DỤNG CỦA NGHỆ
Nghệ dùng làm thuốc kiện vị và lợi mật, chữa một số bệnh về gan. Kinh
nghiệm dân gian dùng nghệ chữa cúm ho, bơi vào các vết nhọt cho chóng lên da
non và khơng có sẹo. Phụ nữ sau hi sinh, ăn nghệ thì huyết thơng, hơng đau lƣng,
đau mình. Theo đơng y, thân rễ nghệ đắng, cay, có mùi thơm hắc tính ấm.
+ Giảm lƣợng mỡ triglyceride, đặc biệt làm giảm cholesterol toàn phần, nhƣng
lại làm tăng hàm lƣợng HDL (High density lipoprotei) – thành phần rất quan trọng
trong bảo vệ tim mạch, phòng chống xơ vữa động mạch, chống sinh huyết khối,
ngăn ngừa hội chứng đột quỵ, nhồi máu cơ tim, bảo vệ tế bào hồng cầu.
+ Ngăn sự phát triển vi khuẩn lao, chống viêm loét dạ dày, hành tá tràng,
đƣờng tiết niệu, chống lão hóa, tốt cho làn da phụ nữ [5], [11].
+ Co bóp túi mật nên làm thông mật, giải độc gan, chống xơ gan cổ chƣớng.
Công năng: hành hí, chỉ thống, phá huyết, thống kinh, tiêu mủ, lên da non,
chủ trị kinh nguyệt hông đều, bế kinh, ứ máu, vừng ngực bụng hí trƣớng đau tức,
đau liên sƣờn dƣới, khó thở, sau hi đẻ, máu xấu khơng ra, kết hịn cục, đau bụng,
ngã thƣơng tổn ứ huyết, dạ dày viêm loét, ung nhọt, ghẻ lở, phong thấp, chân tay
đau nhứt. Ngày dùng 4 – 12g, dạng thuốc sắc.
Dùng ngoài: nghệ tƣơi giã nhỏ vắt lấy nƣớc để bơi lên nhọt, vết viêm tấy, lở
lt ngồi da.
Kiêng kị: cơ thể suy nhƣợc, khơng có ứ trệ khơng nên dùng. Phụ nữ có thai
khơng nên dùng [5], [11].
1.3. HÀNH PHẦN HĨA HỌC
Phân tích trong thân rễ nghệ chứa:
- Curcumin 0.3% củ nghệ tƣơi (4 – 8% lƣợng khô tuyệt đối).
- Tinh dầu 1.5% màu vàng nhạt, thơm, bao gồm các sesquiterpen: zingiberen,
D-α-phellendren 1%, turmeron, dehydroturmeron, α-γ alantolacton-curcumen,


9

cineol 1%, β-sabinen 0.6%, borneol (0.5% một h n hợp xeton sesquiterpen vòng no
gọi là turmaron C15H22O và một xeton thơm gọi là ar-turmaron 40% h n hợp, h n
hợp tinh dầu 69%.
- Ngồi ra cịn có: tinh bột (chiếm khoảng 40% - 50%), nƣớc (chiếm khoảng
6% - 8%), canxi oxalat, chất béo, một số polysaccarid acid trung tính, peptit tan
nhiều trong nƣớc…[6]
1.4. TỔNG QUAN VỀ CURCUMIN
1.4.1. Curcuminoid
a. Cấu trúc của các dẫn xuất curcuminoid
H n hợp curcuminoid (hình 1.1) là một trong những thành phần quan trọng
mang nhiều hoạt tính đáng qu đƣợc chiết từ củ nghệ vàng (Curcumin longa L.).
H n hợp curcuminoid có dạng bột màu vàng và là thành phần chủ yếu tạo nên màu
vàng cam của nghệ.
Lƣợng curcuminoid trong bột nghệ khoảng từ 3 – 6%. H n hợp curcuminoid
có

chứa

khoảng

77%

curcumin,

17%

demethoxycurcumin,

3%

bisdemethoxycurcumin [13].
HO

R

OH

1

R
O

2

Dạng keton

O

HO

OH

R1

R2
O

O

Dạng enol

H

Hình 1.1. Cơng thức hóa học chung của curcuminoid
Bảng 1.1. Cấu trúc các thành phần của curcuminoid
Hợp chất

R1

R2

CTPT

M (đvC)

Curcumin

OCH3

OCH3

C12H20O6

368

DMC

OCH3

H

C20H18O5

338

BDMC

H

H

C19H16O4

308


10

b. Phân lập các dẫn xuất curcuminoid
Để tìm hiểu, nghiên cứu sâu hơn về curcuminoid cũng nhƣ các dẫn xuất của
nó thì các dẫn xuất này cần phải đƣợc phân lập ra vì m i thành phần này có cấu trúc
hóa học khác nhau nên màu sắc và tính chất hóa học cũng hác nhau. Vì vậy việc
phân lập các thành phần của curcuminoid ra là vấn đề cần thiết và mang

nghĩa

thiết thực. Hiện nay đã có nhiều tác giả dùng nhiều phƣơng pháp hác nhau để phân
lập các thành phần của curcumin.
Opa vajragupta và cộng sự đã phân lập 3 thành phần curcuminoid bằng sắc ký
cột silicagel 60G, 0.063 – 0.200mm với hệ dung môi CHCl3:MeOH:AcOH (98:5:2

v/v/v). Theo phƣơng pháp này, Cur đƣợc rửa giải đầu tiên, kế tiếp là h n hợp của
Cur và DMC, cuối cùng là BDMC. DMC đƣợc tác ra khỏi h n hợp giữa DMC và
Cur bằng sắc ký cột với hệ dung môi CH2Cl2:MeOH (95:5 v/v).
G.K.Jayaprakasha và cộng sự đã phân lập 3 thành phần curcuminoid bằng sắc
ký cột silicagel. Thu đƣợc Curcumin, DMC, BDMC lần lƣợt với hệ dung môi
benzene: EtOAc (82:18 v/v), benzene: EtOAc (70:30 v/v), benzen: EtOAc (58:42
v/v). Nhiệt độ nóng chảy của Curcumin, DMC, BDMC tƣơng ứng là 186 – 187, 175
– 176, 231 – 2320C.
W. Chearwae và cộng sự đã cô lập các dẫn xuất curcuminoid từ cao ethanol
trích từ củ nghệ vàng cũng bằng sắc ký cột silicagel với dung mơi CHCl3, sau đó
tăng dần bộ phân cực của hệ dung môi bằng CH3OH. Thu đƣợc các phân đoạn Cur,
DMC, BDMC có độ tinh khiết khoảng 95-99% (HPLC).
L. Péret-Almeida và cộng sự đã cô lập, xác định cấu trúc và một số tính chất
hóa lý của từng dẫn xuất curcuminoid riêng biệt. H n hợp curcuminoid (Merck)
đƣợc kết tinh lại 3 lần bằng hệ dung môi CH2Cl2:CH3OH (5:1 v/v), hiệu suất quá
trình kết tinh khoảng 40%.
Cặn thu đƣợc từ nƣớc cái của quá trình kết tinh đƣợc sắc ký với chất hấp phụ
silicagel tẩm sodium dihydrogen phosphate (NaH2PO4), dung môi rửa giải là
CH2Cl2. Các phân đoạn tinh khiết đƣợc xác định cấu trúc và một số tính chất vật lý
(Bảng 1.2) [11], [13].


11

Bảng 1.2. Các thơng số hóa lý của các dẫn xuất curcuminoid
Curcumin

DMC

BDMC

184

172

222

0

Điểm chảy ( C)

Hình 1.2. Kết quả HPLC

ứng của Cur, DMC, BDMC

Điều kiện HPLC: cột spherical Shi-pack CLC NH2 (5

x 150 mm,

Shimadzu), pha động ethanol: nƣớc (85/15 v/v), tốc độ dịng 1ml/phút, 220C,
detector DAD 425nm.
Ngồi ra các thành phần này cịn đƣợc định tính bằng quang phổ tử ngoại-khả
kiến, hồng ngoại, phổ cộng hƣởng từ hạt nhân và bằng phƣơng pháp so màu. Các
kết quả đều cho thấy các thành phần phân lập đƣợc chính là Cur, DMC, BDMC
(Hình 1.2).
1.4.2. Curcumin
a. Lý tính
Có dạng bột màu vàng cam huỳnh quang, không mùi.
Tỉ trọng: 0.93 g/ml.
Điểm chảy: 179 – 1830C.

Bền với nhiệt độ, không bền với ánh sáng. Khi ở dạng dung dịch Curcumin dễ
bị phân hủy bởi ánh sáng và nhiệt độ.
Tan trong chất béo, ethanol, methanol, diclomethane, acetone, acid axetic băng và
hầu nhƣ hông tan trong nƣớc ở mơi trƣờng acid hay trung tính (độ tan <10 mg ở 250C).
Tan trong môi trƣờng kiềm tạo dung dịch màu đỏ máu rồi ngả tím.