Xác định các chất màu có trong Curcumin thô chiết từ củ nghệ vàng ở miền Trung Việt Nam

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(28).2008

55
XÁC ĐỊNH CÁC CHẤT MÀU CÓ TRONG
CURCUMIN THÔ CHIẾT TỪ CỦ NGHỆ VÀNG
Ở MIỀN TRUNG VIỆTNAM
A STUDY ON IDENTIFYING THE COLOR SUBSTANCES
IN THE RAW CURCUMIN EXTRACTED FROM TURMERIC
COLLECTED FROM THE CENTRAL PROVINCES

ĐÀO HÙNG CƯỜNG
, Đại học Đà Nẵng
NGUYỄN ĐÌNH ANH,
NCS Đại học Đà Nẵng


TÓM TẮT
Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu xác định các thành phần chất màu có trong
curcumin thô chiết từ củ nghệ vàng (Curcuma longa L.) ở một số tỉnh miền Trung nước
ta. Nội dung nghiên cứu bao gồm nghiên cứu phổ UV-vis, IR và LC/MS của các chất
màu curcumin thô chiết bằng etyl acetate/aceton và dung dịch xà phòng. Kết quả
nghiên cứu cho thấy thành phần hợp chất mang màu có trong curcumin thô thay đổi
theo phương pháp chiết.
ABTRACT
The article shows the results of study on identifying the color substances in the raw
curcumin extracted from turmeric collected from the Central provinces of Vietnam. The
content of the article includes the studying the spectrum graphs of raw curcumin
extracted from turmeric with ethyl acetate:aceton or with soap solution in order to
identify the color substances. Study results show that the color substances in the raw
curcumin extracted by different methods are different.

1. Mở đầu
Curcumin là phẩm màu thực phẩm tự nhiên có ký hiệu E100(i) [1] và được dùng
để nhuộm màu cho nhiều loại thực phẩm khác nhau như dầu, mỡ, nhũ tương mỡ, kem,
sản phẩm rau quả, bánh kẹo, bánh mì, thịt, cá, trứng và các sản phẩm từ thịt, cá, trứng,
gia vị, súp, nước sốt, đồ uống, đồ ăn tráng miệng [2]. Màu vàng của củ nghệ vàng là tổ
hợp các chất màu vàng trong nhóm curcuminoid, trong đó 3 chất màu chính là
curcumin, demethoxycurcumin và bisdemethoxycurcumin. Tùy theo phương pháp chiết
tách khác nhau mà thành phần chất màu curcuminoid có trong curcumin thô thu được
khác nhau. Trong công trình này, chúng tôi trình bày kết quả nghiên cứu xác định các
chất màu có trong curcumin thô chiết từ củ nghệ vàng ở miền Trung Việt Nam. Chất
màu curcumin chiết bằng dung môi etyl acetate:aceton tỷ lệ 5:1 (viết tắt là CurDM) và
chất màu curcumin thô chiết bằng dung dịch xà phòng ở 96
0
2. Phương pháp nghiên cứu
C (viết tắt là CurXP).
Sử dụng phổ hồng ngoại với λ= 450÷4000 cm
-1
,

để xác định các nhóm chức và
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(28).2008

56
kiểu liên kết đặc trưng của phân tử curcumin, mẫu curcumin thô được bọc trong viên
nén KBr. Sử dụng quang phổ khả kiến với λ= 150÷650nm để xác định λ
max
của
curcumin thô, mẫu pha 1% trong aceton. Điều kiện phân tích curcumin thô trên HPLC:
cột Zorbax C18, 3.9x50mm, tốc độ dòng 1 ml/phút, dung môi metanol:nước, thời gian
chạy 45 phút, detector ghi ở b ước sóng 254nm, thể tích mẫu bơm vào cột 2,5 microlit.

Điều kiện phân tích curcumin thô trên MS: nguồn ion hóa ESI: nhiệt độ 350
0
C, lưu
lượng khí 4 lít/phút, áp suất khí phun 15psi, chân không ổn định ở 2,5x10
-5
3. Kết quả và thảo luận
. Mẫu pha
loãng trong MeOH, ly tâm, siêu lọc 0,2µm, tiêm vào máy LC/MS.
3.1. Định danh curcuminoid trong chất màu CurDM
3.1.1. Nghiên cứu phổ hồng ngoại
Phổ hồng ngoại của chất màu curcumin thô chiết bằng etyl acetate:aceton
(curDM) được cho trong hình 1.

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 450.0
17.0
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
38.7
cm-1
%T
3821.95,36.95

3749.35,34.52
3434.09,21.66
2927.27,33.21
2860.23,35.27
1627.00,21.14
1603.00,21.65
1541.29,24.02
1510.85,17.28
1456.89,25.20
1429.73,25.03
1281.85,22.13
1233.68,26.32
1206.84,22.97
1183.10,24.32
1153.77,21.37
1050.85,25.31
1031.88,25.03
964.90,29.97
856.11,31.49
823.12,28.48
574.87,30.27
468.78,34.24

Hình 1. Phổ hồng ngoại của curDM trong viên nén KBr
Phân tử curcumin có nối đôi liên hợp, nhân thơm với các nhóm cacbonyl chưa
bão hòa ở vị trí α, β, nhóm xeton và nhóm OH [3]. Dựa trên các hướng dẫn giải phổ đồ
[4], chúng tôi xác định được các liên kết và nhóm chức đặc trưng cho curcumin trong
mẫu CurDM (xem bảng 1).
Bảng 1. Các nhóm chức, liên kết có trong mẫu curDM
Liên kết và nhóm chức

λ

chuẩn
λ
[4]
λ
cur.DM

cur.PA

−OH 3600 ÷ 3200
3429,32 3511,27
−C=O 1750 ÷ 1650
1675,88 1627,10
−C=C− 1650 ÷ 1600
1626,60 1602,87
−C−O−C− 1150 ÷ 1100
1153,16 1153,79
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(28).2008

57

3050
1600
1500
1470
900÷ 700
2927,55
-
-

1493,67
824,45
3015,62
-
1509,23
1429,61
856,35
So sánh phổ đồ của CurDM với λ
chuẩn
3.1.2. Nghiên cứu phổ UV-vis
và CurPA (curcumin tinh khiết), chúng tôi
nhận thấy có sai biệt các đỉnh dao động của các liên kết, nhóm chức. Điều này được giải
thích là do có sự khác biệt về thành phần chất màu giữa chúng gây ra.
Hình 2 là phổ UV-vis của chất màu CurDM và phổ đồ chuẩn [5] của curcumin.

Hình 2. Phổ UV-vis của curcumin chuẩn và curDM
Từ hình 2, chúng tôi nhận thấy phổ UV-vis của chất màu CurDM và phổ đồ
chuẩn của curucmin đều có λ
max
tại 425 nm và điều này xác nhận sự có mặt của
curcumin trong mẫu CurDM. Ngoài ra, từ phổ đồ của CurDM, chúng tôi còn nhận thấy
có hợp chất khác không có λ
max
3.1.3. Nghiên cứu phổ LC/MS
trong vùng 250÷550 nm.
Phổ đồ ion tổng của CurDM (hình 3) cho thấy có chứa có 3 chất với thời gian
lưu tương ứng với curcuminoid là 20,3 phút, 21,2 phút và 21,4 phút.

Hình 3. Sắc ký đồ của chất màu CurDM
So sánh phổ LC/MS của 3 chất có thời gian lưu 20,3 phút (xem hình 5), 21,2

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(28).2008

58
phút và 21,4 phút với dữ liệu về curcuminoid [6], chúng tôi xác định được các hợp chất
màu sau: Calebin A (C
21
H
20
O
7
, m/z = 384,120906), Cyclocurcumin (C
21
H
20
O
6
, m/z =
369,12599), DMC (C
20
H
18
O
5
, m/z = 338,115425), BDMC (C
19
H
16
O
4
, m/z =

308,10486), 4-(4-Methylphenyl)-2-pentanone (C
12
H
16
O
O
O
OCH
3
OCH
3
OH
Calebin A
HO
O, m/z = 176,120112). Cấu trúc
của Calebin A, cyclocurcumin và 4-(4-Methylphenyl)-2-pentanone được cho ở hình 4.

Cyclocurcumin
O
O
OH
O CH
3
HO
O
CH
3


Hình 4. Cấu trúc của calebin A, cyclocurcumin, và 4-(4-methylphenyl)-2-pentanone

Hình 5. Phổ LM/MS của CurDM, thời gian lưu 20,3 phút
3.2. Định danh curcuminoid trong chất màu CurXP
3.2.1. Phân tích trên phổ hồng ngoại
Phổ hồng ngoại của chất màu curcumin thô chiết bằng dung dịch xà phòng
(curXP) được cho trong hình 6.
4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 450.0
14.0
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40.0
cm-1
%T
1240.08,14,21
3749.13,37.82
3466.82,36.18
2994.97,33.85
1770.36,21.71
1759.44,22.33

1493.67,37.09
1383.65,33.21
1052.23,21.06
824.45,32.94
567.25,35.71

Hình 6. Phổ hồng ngoại của CurXP

4-(4-Methylphenyl)-2-pentanone
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(28).2008

59
Bảng 2. Các nhóm chức, liên kết có trong mẫu curXP
Liên kết và nhóm chức
λ
chuẩn
λ
[4]
λ
cur.XP

cur.PA

−OH 3600 ÷ 3200
3466,82 3511,27
−C=O 1750 ÷ 1650
1705,0 1627,10
−C=C− 1650 ÷ 1600
1493,67 1602,87
−C−O−C− 1150 ÷ 1100

1052,23 1153,79

3050
1600
1500
1470
900÷ 700
2994,97
-
-
-
824,45
3015,62
-
1509,23
1429,61
856,35
C O Na
O

1800 ÷ 1740
1770,36
1759,44
-
-
So sánh phổ đồ của CurDM với λ
chuẩn
và CurPA (curcumin tinh khiết), chúng tôi
nhận thấy chúng đều có đầy đủ các νOH, νCOOC, νphenyl, νC=C nhưng ở bước sóng
thấp hơn. Dao động tại λ= 1770,36 và λ =1759,44 cm

-1
đặc trưng cho muối của nhóm
COO
-
3.2.2. Nghiên cứu phổ UV-vis
, do đó có thể khẳng định sự có mặt của phenolat trong mẫu curXP.
Tiến hành đo mẫu dung dịch CurDM trên thiết bị UV-vis ở λ = 250÷550 nm
(xem hình 7).

Hình 7. Phổ UV-vis của CurXP và curcumin chuẩn
So sánh phổ UV -vis của chất màu CurXP với phổ của curcumin chuẩn [5],
chúng tôi nhận thấy chất màu CurXP có chứa curcumin vì pick của nó có bước sóng cực
đại trùng hợp với trùng khớp với pick của curcumin chuẩn (λ
max
3.2.3. Nghiên cứu phổ LC/MS
= 425 nm).