LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu kết nghiên cứu Khóa luận trung thực Tôi xin cam đoan rằng, giúp đỡ cho việc thực Khóa luận cám ơn thơng tin trích dẫn chuyên đề ghi rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày 30 tháng 05 năm 2014 Người viết báo cáo Trần Thị Chung i LỜI CẢM ƠN Khóa luận tốt nghiệp thực phòng thực hành mơn Hóa sinh – Cơng nghệ sinh học thực phẩm môn Công nghệ chế biến, khoa Công nghệ thực phẩm hướng dẫn cô giáo ThS Phan Thị Phương Thảo – Bộ môn Công nghệ chế biến, khoa Công nghệ thực phẩm, trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Trước tiên, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới ThS Phan Thị Phương Thảo – người tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tơi suốt thời gian thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo, cán khoa Công nghệ thực phẩm tạo điều kiện thuận lợi giúp tơi hồn thành khóa luận Tơi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn tới thầy cô giáo trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội truyền đạt cho kiến thức bổ ích nhiều kinh nghiệm quý báu suốt q trình học tập Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình bạn bè quan tâm, động viên, giúp đỡ suốt thời gian qua Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 30 tháng 05 năm 2014 Sinh viên Trần Thị Chung ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU viii PHẦN THỨ NHẤT MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề .1 1.2 Mục đích – Yêu cầu 1.2.1 Mục đích 1.2.2 Yêu cầu PHẦN THỨ HAI – TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu về nghệ 2.1.1 Nguồn gốc - phân bố 2.1.2 Đặc điểm 2.1.3 Thành phần hóa học 2.1.4 Dược tính 2.2 Tìm hiểu về curcuminoid .6 2.2.1 Giới thiệu về curcuminoid 2.2.2 Đặc điểm curcuminoid 2.2.3 Các thành phần dạng đồng phân curcuminoid 2.2.4 Tính chất hóa học 2.2.5 Tính chất vật lý 10 2.2.6 Ứng dụng curcuminoid .10 2.2.7 Các phương pháp thu nhận curcuminoid tác giả trước 12 iii 2.2.8 Quy trình trích ly Curcuminoid .13 2.3.Tình hình tách chiết kết tinh curcuminoid từ củ nghệ vàng Việt Nam 14 2.4 Phương pháp trích ly tinh chế 15 2.4.1 Phương pháp trích ly .15 2.4.2 Phương pháp kết tinh lại 17 2.5 Tìm hiểu về HPLC (sắc ký lỏng hiệu cao) 20 2.5.1 Sơ lược về HPLC 20 2.5.2 Tìm hiểu về hệ thống HPLC 21 PHẦN THỨ BA ĐỐI TƯỢNG – NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 3.1 Đối tượng nghiên cứu 25 3.1.1 Nguyên liệu .25 3.1.2 Hóa chất 25 3.1.3 Dụng cụ 25 3.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu 26 3.3 Nội dung nghiên cứu 26 3.3.1 Khảo sát chung về nguyên liệu 26 3.3.2 Khảo sát khả trích ly curcuminoid từ bột nghệ số loại dung môi .26 3.3.3 Lựa chọn phương pháp tinh chế curcuminoid cho hiệu suất chất lượng tốt 26 3.4 Phương pháp nghiên cứu 26 3.4.1 Phương pháp phân tích thành phần hóa học .26 3.4.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 30 3.4.3 Phương pháp xác định hàm lượng curcuminoid 32 3.4.4 Phương pháp xử lý số liệu .32 iv PHẦN THỨ TƯ KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 33 4.1 Kết khảo sát chung về nguyên liệu 33 4.2 Kết khảo sát khả trích ly curcuminoid từ bột nghệ số loại dung môi 33 4.2.1 Kết khảo sát loại dung môi thời gian trích ly .33 4.2.2 Kết khảo sát tỉ lệ nguyên liệu/dung môi 35 4.3 Kết khảo sát lựa chọn phương pháp tinh chế curcuminoid 37 4.3.1 Nghiên cứu lựa chọn dung môi tinh chế curcuminoid 37 4.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ ngun liệu/dung mơi đến q trình tinh chế curcumin 38 4.4 Kiểm tra chất lượng sản phẩm 39 4.4.2 Phương pháp hóa học 40 4.4.3 Phương pháp định lượng curcuminoid phương pháp sắc kí lỏng hiệu cao HPLC 41 PHẦN THỨ NĂM KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .44 5.1 Kết luận 44 5.2 Đề nghị .44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 PHỤ LỤC 48 v DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Thành phần hóa học củ nghệ vàng .4 Bảng 4.1 Hàm lượng thành phần nguyên liệu nghệ vàng .33 Bảng 4.2 Ảnh hưởng tỉ lệ ngun liệu/dung mơi tới khả trích ly etylacetat 35 Bảng 4.3 Ảnh hưởng tỉ lệ nguyên liệu dung môi tới khả trích ly acetone/etylacetat:2/5 35 Bảng 4.5 Ảnh hưởng tỷ lệ ngun liệu/dung mơi đến q trình tinh chế curcumin 39 Bảng 4.6 Bảng kết định tính curcuminoid phản ứng với dung dịch 40 vi DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Cây nghệ vàng .3 Hình 2.2 Curcumin .7 Hình 2.3 Demethoxy curcumin Hình 2.4 Bis-demethoxy curcumin Hình 2.5 Sơ đồ trích ly curcuminoid [10] 13 Hình 2.6 Sơ đồ thiết bị HPLC 21 Hình 3.1 Hệ thống máy quay chân khơng 31 Hình 4.1 Ảnh hưởng loại dung môi thời gian tới q trình trích ly 34 Hình 4.2 Ảnh hưởng tỉ lệ ngun liệu/dung mơi tới q trình trích ly 36 Hình 4.3 Ảnh curcuminoid tinh chế 38 Hình 4.4 Peak sắc kí đồ curcuminoid bột nghệ 41 Hình 4.5 Peak sắc kí đồ curcuminoid sản phẩm trích ly 42 Hình 4.6 Peak sắc kí đồ curcuminoid sản phẩm tinh chế .43 vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU STT Viết tắt Đọc BDMC Bis- demethoxycurcumin CK Chất khô CT Công thức DMC HPLC Sắc kí lỏng hiệu cao NXB Nhà xuất TCVN Tiêu Chuẩn Việt Nam Demethoxycurcumin viii PHẦN THỨ NHẤT MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Nghệ vàng mười bốn loại nghệ tìm thấy sẵn có ở Việt Nam Trong nghệ bao gồm tạp chất khác mà curcuminoid chiếm phần nhỏ 0,3% [20] Từ lâu , người biết sử dụng tất thành phần nghệ để làm thuốc chữa bệnh, làm gia vị, làm phẩm màu cho việc chế biến thực phẩm Trong y học cổ truyền, người biết dùng nghệ để chữa bệnh như: bệnh vàng da, bệnh gan, nhiễm khuẩn, bệnh về da, bong gân, viêm, bệnh cúm Trong y học đại, có hàng ngàn cơng trình nghiên cứu về thành phần hóa học chiết tách chất củ nghệ người ta phát rằng, hoạt chất Curcuminoid nghệ có tác dụng kháng nấm, diệt khuẩn, diệt ký sinh trùng, chống viêm nhiễm bảo vệ da Ngoài ra, Curcuminoid coi chất tiêu biểu cho chất phòng chống ung thư hệ mới: hiệu lực, an tồn khơng gây tác dụng phụ, tác động lên tế bào ung thư mà khơng ảnh hưởng đến tế bào lành tính có khả loại bỏ loại men gây ung thư COX-1, COX-2 có thức ăn, nước uống Hiện hoạt tính sinh học quý giá hợp chất nên việc tách chiết sử dụng curcuminoid nhiều nước tiếp tục nghiên cứu [20] Curcuminoid Vogel tìm từ năm 1842, phải 100 năm sau phòng thí nghiệm ở Đức lần tách chiết Ngày nay, việc tách chiết chất phòng thí nghiệm phương pháp sắc ký trở nên quen thuộc, phòng thí nghiệm có đủ điều kiện làm Ở nước ta, phòng thí nghiệm Trường Đại học Tổng hợp Hà Nội (nay Đại học Khoa học tự nhiên) GS Phan Tống Sơn đứng đầu, tách chiết thành công curcuminoid từ cuối thập niên 70 kỷ trước Nhưng để chiết xuất curcuminoid quy mơ cơng nghiệp hồn tồn khơng dễ dàng, đòi hỏi nhiều điều kiện khó khăn Bắt đầu từ năm 1990 năm 1998, cơng trình nghiên cứu “Chiết xuất hoạt chất curcumin từ nghệ vàng” TS.Phạm Đình Tỵ nghiệm thu nhà chuyên môn đánh giá cao Nhóm nghiên cứu TS.Phạm Đình Tỵ tạo chế phẩm TNV-999 TNV999-AC gọi chung bột đường tinh nghệ chứa Curcumin độ tinh khiết 92,5% [8] Năm 2012, chị Bùi Hải Yến khóa 53 thực đề tài “Tìm hiểu phương pháp tách chiết curcumin từ củ nghệ vàng”, nhiên đề tài bước đầu việc tìm phương pháp phù hợp để tách chiết sản phẩm có hàm lượng curcumin cao Do đó, để thu kết tốt mở rộng hướng nghiên cứu, tiến hành thực đề tài: “Khảo sát số yếu tố ảnh hưởng đến khả trích ly tinh chế dẫn xuất Curcuminoid từ củ nghệ vàng Curcuma Longa L” 1.2 Mục đích – Yêu cầu 1.2.1 Mục đích Nghiên cứu khả trích ly số loại dung môi kết tinh dẫn xuất curcuminoid từ củ nghệ vàng Curcuma longa L 1.2.2 Yêu cầu Xác định tiêu hóa lý củ nghệ tươi bột nghệ Xác định loại dung môi phù hợp trích ly curcuminoid từ bột nghệ Xác định phương pháp tinh chế curcuminoid PHẦN THỨ HAI – TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu nghệ 2.1.1 Nguồn gốc - phân bố Nghệ - curcuma chi thuộc họ gừng (Zingiberaceae) Curcuma tên Latin xuất phát từ từ “Kourkoum”, từ mang gốc Ả Rập nghĩa “có màu vàng” Ngày nghệ vàng trồng ở Ấn Độ, Pakistan, Malaysia, Myanmar, ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE CON96 18:25 PAGE 27/ 5/** AH CUA AXCETON F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL SECTION - VARIATE NHACLAI |CT$ GRAND MEAN STANDARD | (N= 21) SD/MEAN | | NO BASED ON BASED ON % | OBS TOTAL SS RESID SS SOLIEU 21 3.0414 0.25481 0.26751 62 DEVIATION C OF V | | | | | | | 8.8 0.9292 0.0000 Phụ lục 6: Ảnh hưởng tỷ lệ ngun liệu/dung mơi etylaxetat tới q trình trích ly curcumin BALANCED ANOVA FOR VARIATE SOLIEU FILE CONGTHUC 26/ 5/** 17:54 PAGE KET QUA VARIATE V003 SOLIEU LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN SQUARES SQUARES F RATIO PROB ER LN ============================================================================= CTHUC$ 224886 562214E-01 76.55 0.000 NHLAI 885733E-03 442866E-03 0.60 0.574 * RESIDUAL 587560E-02 734450E-03 * TOTAL (CORRECTED) 14 231647 165462E-01 TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE CONGTHUC 26/ 5/** 17:54 PAGE KET QUA MEANS FOR EFFECT CTHUC$ - CTHUC$ NOS SOLIEU 1:1 0.307667 1:2 0.364333 1:3 0.465667 1:4 0.441333 1:5 0.419667 SE(N= 3) 0.156466E-01 5%LSD 8DF 0.510220E-01 63 - MEANS FOR EFFECT NHLAI - NHLAI NOS SOLIEU 0.443200 0.434600 0.453400 SE(N= 5) 0.121198E-01 5%LSD 8DF 0.395215E-01 - ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE CONGTHUC 26/ 5/** 17:54 PAGE KET QUA F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL SECTION - VARIATE SOLIEU GRAND MEAN STANDARD (N= SD/MEAN | 15) DEVIATION NO BASED ON BASED ON OBS TOTAL SS RESID SS 15 0.44373 0.12863 C OF V |CTHUC$ % 0.27101E-01 |NHLAI | | | | | | | | | 6.1 0.0000 0.5740 Phụ lục 7: : Ảnh hưởng tỷ lệ nguyên liệu/dung mơi Aceton/etylaxetat tỷ lệ 2/5 tới q trình trích ly curcumin BALANCED ANOVA FOR VARIATE SOLIEU FILE AT25 27/ 5/** 17:48 PAGE AH CUA ACETON/ETYLACETAT 2/5 64 VARIATE V003 SOLIEU LN SOURCE OF VARIATION PROB ER SQUARES DF SUMS OF MEAN SQUARES F RATIO LN ======================================================== ===================== CT$ 1.69670 565567 640.51 0.000 NHACLAI 309983E-02 154991E-02 1.76 0.251 * RESIDUAL 529793E-02 882988E-03 * TOTAL (CORRECTED) 11 1.70510 155009 TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE AT25 17:48 PAGE AH CUA ACETON/ETYLACETAT 2/5 MEANS FOR EFFECT CT$ - CT$ NOS SOLIEU CT1 2.64200 CT2 3.69903 CT3 3.20763 CT4 3.09353 65 27/ 5/** SE(N= 3) 0.171560E-01 5%LSD 6DF 0.593454E-01 - MEANS FOR EFFECT NHACLAI - NHACLAI NOS SOLIEU 3.14613 3.15255 3.18297 SE(N= 4) 5%LSD 6DF 0.148576E-01 0.513947E-01 - ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE AT25 27/ 5/** 17:48 PAGE AH CUA ACETON/ETYLACETAT 2/5 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL SECTION - 66 VARIATE |NHACLAI | GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |CT$ (N= 12) SD/MEAN | NO BASED ON BASED ON % | OBS TOTAL SS RESID SS SOLIEU 12 3.1606 0.39371 | | | | | | | 0.29715E-01 0.9 0.0000 0.2510 67 Phụ lục : Ảnh hưởng dung mơi đến q trình tinh chế curcumin từ bột nghệ vàng BALANCED ANOVA FOR VARIATE 17:41 SOLIEU FILE CONG PAGE 26/ 5/** SO SANH GIUA CAC CONG THUC VARIATE V003 SOLIEU LN SOURCE OF VARIATION PROB ER SQUARES DF SUMS OF MEAN SQUARES F RATIO LN ======================================================== ===================== CT$ NLAI 354291 118097 ****** 0.000 799994E-05 399997E-05 0.88 0.465 * RESIDUAL 273163E-04 455272E-05 * TOTAL (CORRECTED) 11 354326 322115E-01 TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE CONG 17:41 PAGE SO SANH GIUA CAC CONG THUC MEANS FOR EFFECT CT$ 68 26/ 5/** - CT$ NOS SOLIEU CT1 0.404667 CT2 0.753000 CT3 0.285333 CT4 0.482000 SE(N= 3) 0.123190E-02 5%LSD 6DF 0.426133E-02 - MEANS FOR EFFECT NLAI - NLAI NOS SOLIEU 0.480250 0.482250 0.481250 SE(N= 4) 5%LSD 6DF 0.106685E-02 0.369042E-02 - ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE CONG 17:41 69 26/ 5/** PAGE SO SANH GIUA CAC CONG THUC F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL SECTION - VARIATE |NLAI | GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |CT$ (N= 12) SD/MEAN | NO BASED ON BASED ON % | OBS TOTAL SS RESID SS SOLIEU 12 0.48125 0.17948 | | | | | | | 0.21337E-02 0.4 0.0000 0.4651 70 Phụ lục 9: Ảnh hưởng tỷ lệ dung mơi đến q trình tinh chế curcumin từ bột nghệ vàng BALANCED ANOVA FOR VARIATE 5/** 17:54 SOLIEU FILE CONGTHUC PAGE 26/ KET QUA VARIATE V003 SOLIEU LN SOURCE OF VARIATION PROB ER DF SUMS OF SQUARES MEAN SQUARES F RATIO LN ======================================================== ===================== CTHUC$ 224886 NHLAI 562214E-01 76.55 0.000 885733E-03 442866E-03 0.60 0.574 * RESIDUAL 587560E-02 734450E-03 * TOTAL (CORRECTED) 14 231647 165462E-01 TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE CONGTHUC 5/** 17:54 PAGE KET QUA 71 26/ MEANS FOR EFFECT CTHUC$ - CTHUC$ NOS SOLIEU 1:1 0.307667 1:2 0.364333 1:3 0.665667 1:4 0.461333 1:5 0.419667 SE(N= 3) 0.156466E-01 5%LSD 8DF 0.510220E-01 - MEANS FOR EFFECT NHLAI - NHLAI NOS SOLIEU 0.443200 0.434600 0.453400 SE(N= 5) 5%LSD 8DF 0.121198E-01 0.395215E-01 - 72 ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE CONGTHUC 5/** 17:54 PAGE 26/ KET QUA F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL SECTION - VARIATE GRAND MEAN STANDARD CTHUC$ |NHLAI | (N= 15) SD/MEAN | NO BASED ON BASED ON % | OBS TOTAL SS RESID SS SOLIEU 15 0.44373 0.12863 | DEVIATION C OF V | | | | | | | 0.27101E-01 6.1 0.0000 0.5740 73 II KẾT QUẢ PHÂN TÍCH XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CURCUMIN BẰNG MÁY SẮC KÝ LỎNG CAO ÁP HPLC – Agilent 1200 Phụ lục 10: Hàm lượng curcumin bột nghệ ban đầu 74 Phụ lục 11: Hàm lượng curcumin sản phẩm trích ly Phụ lục 12: Hàm lượng curcumin sản phẩm tinh chế 75 =================================================================== == External Standard Report ========================================== =========================== Sorted By : Signal Calib Data Modified : 3/12/2014 2:49:25 PM Multiplier : 0.9340 Dilution : 1.0000 Use Multiplier & Factor with ISTDs Dilution Signal 1: DAD1 C, Sig=428,8 Ref=360,100 RetTime Type [min] Area [mAU*s] Amt/Area Amount Grp Name [%] -| | | | | | -8.313 BV 300.98401 9.95449e-1 2.79840 Biodemethoxycurcumin 8.930 VV 851.87952 1.35962e-1 6.49072 Demethoxycurcumin 9.602 VB Totals : 4837.86914 1.82825e-2 76.82807 86.11719 76 Curcumin ... số yếu tố ảnh hưởng đến khả trích ly tinh chế dẫn xuất Curcuminoid từ củ nghệ vàng Curcuma Longa L 1.2 Mục đích – Yêu cầu 1.2.1 Mục đích Nghiên cứu khả trích ly số loại dung mơi kết tinh dẫn. .. kết tinh dẫn xuất curcuminoid từ củ nghệ vàng Curcuma longa L 1.2.2 Yêu cầu Xác định tiêu hóa l củ nghệ tươi bột nghệ Xác định loại dung mơi phù hợp trích ly curcuminoid từ bột nghệ Xác định... ly curcuminoid từ bột nghệ số loại dung môi 33 4.2.1 Kết khảo sát loại dung mơi thời gian trích ly .33 4.2.2 Kết khảo sát tỉ l nguyên liệu/dung môi 35 4.3 Kết khảo sát l a