NGHIÊN CỨU TRÍCH LY HỢP CHẤT CURCUMIN TRONG CỦ NGHỆ VÀNG Ở HUYỆN KRÔNG BÔNG, TỈNH ĐĂK LĂK EXTRACTION OF RESEARCH IN YELLOW TURMERIC CURCUMIN IN KRONG BONG, PROVINCE DAK LAK SVTH: Trần
Trang 1NGHIÊN CỨU TRÍCH LY HỢP CHẤT CURCUMIN TRONG CỦ NGHỆ
VÀNG Ở HUYỆN KRÔNG BÔNG, TỈNH ĐĂK LĂK
EXTRACTION OF RESEARCH IN YELLOW TURMERIC CURCUMIN IN KRONG
BONG, PROVINCE DAK LAK
SVTH: Trần Quang Huy
Lớp 08CHD, Khoa Hóa, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng
GVHD: GS.TS Đào Hùng Cường
Khoa Hóa, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng
TÓM TẮT
Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu điều kiện trích ly, tinh chế và xác định hàm lượng hợp chất curcumin bằng phương pháp phổ (UV-VIS, IR và HPLC) chiết từ củ nghệ vàng
(Curcuma longa L.) ở huyện Krông Bông, tỉnh Đăk Lăk Kết quả nghiên cứu điều kiện trích ly là: Dung môi chiết tối ưu là ethyl acetace, thời gian chiết tối ưu 10 giờ, tỉ lệ rắn/ lỏng 50g/200ml; Với điều kiện chiết như trên hàm lượng curcumin I sau khi tinh chế là: 74,114%
Từ khóa: trích ly, tinh chế, xác định hàm lượng curcumin, tỉ lệ rắn - lỏng, thời gian chiết,
dung môi chiết
ABSTRACT
This paper presents research results onextraction conditions,purified anddeterminedtheamount of curcumin by spectroscopic methods (UV-VIS, IR and HPLC) of goldextracted from turmeric (Curcuma longa L.) in the district Krong Bong, province of DakLak Research results on extraction conditions were: Solvent extraction is ethyl acetaceoptimum, optimum extraction time is
10 hours, the rate of solid / liquid 50g/200ml; Theextraction conditions such as the concentration of curcumin after I refined is 74.114%
1 Mở đầu
Theo tổ chức Y tế thế giới (WHO) mỗi năm thế giới có 10 triệu người mắc bệnh ung thư Nguyên nhân gây ung thư vẫn còn là dấu hỏi lớn đối với các nhà khoa học, tuy nhiên có điều chắc chắn rằng thuốc lá và béo phì là 2 nguyên nhân chính
Từ lâu, con người đã biết sử dụng tất cả mọi thành phần của cây nghệ để làm thuốc chữa bệnh, làm gia vị, làm phẩm màu cho việc chế biến thực phẩm Trong y học cổ truyền, con người còn biết dùng nghệ để chữa các bệnh như: bệnh loét dạ dày; loét ngoài da; bệnh hen suyễn; chữa bỏng Trong y học hiện đại, đã có hàng ngàn công trình nghiên cứu về thành phần hóa học cũng như chiết tách các chất trong củ nghệ và người ta đã phát hiện ra rằng, hoạt chất curcumin trong củ nghệ có tác dụng kháng nấm, diệt khuẩn, diệt ký sinh trùng, chống viêm nhiễm và bảo vệ da Ngoài ra, Curcumin được coi là chất tiêu biểu cho
Trang 2tác dụng lên tế bào ung thư mà không ảnh hưởng đến tế bào lành tính và có khả năng loại
bỏ các loại men gây ung thư như COX-1, COX-2 có trong thức ăn, nước uống, vô hiệu hóa các gốc tự do hình thành trong quá trình tự vệ của cơ thể, do bức xạ độc hại cũng như do các loại sốc thần kinh, thể lực…, các độc tố hóa học (dioxin, furan…) Hiện nay, do hoạt tính sinh học quý giá của hợp chất này nên việc chiết tách và sử dụng của curcumin đang được nhiều nước tiếp tục nghiên cứu [4]
Có nhiều tài liệu khoa học trên thế giới đã nghiên cứu công nghệ chiết tách Curcumin nhưng đó hoàn toàn là lý thuyết, còn vấn đề cốt lõi thì không một tài liệu nào công bố, ngoài ra không phải xí nghiệp dược liệu nào trong nước cũng đủ điều kiện để đầu
tư cho quy trình chiết tách Curcumin [5] Nhằm góp phần vào vấn đề chiết tách curcumin một cách hiệu quả để có thể đáp ứng được nhu cầu sử dụng của hợp chất này, chúng tôi đã
tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu trích ly hợp chất curcumin trong củ nghệ vàng trên địa bàn huyện Krông Bông, tỉnh Đăk Lăk”
2 Thực nghiệm
2.1 Nguyên liệu
Củ cây nghệ vàng được thu hái trên địa bàn huyện Krông Bông, tỉnh Đăk Lăk
2.2 Phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Chiết tách curcumin từ củ nghệ
Mẫu sau khi làm sạch, cắt lát và cất lôi cuốn hơi nước để loại tinh dầu, được đem đi sấy khô và tán thành bột Tiến hành chiết soxhlet với dung môi n-hexan để loại các hidrocacbon và chất béo, bã được sấy khô và chiết soxhlet với dung môi etyl acetat, ở nhiệt
độ 800C, trong thời gian 10h, thu được curcumin thô
2.2.2 Tinh chế curcumin
Curcumin thô thu được còn lẫn nhiều tạp chất, đem đi tinh chế lại để thu được curcumin tinh
- Loại tạp chất: Chúng tôi dùng hỗn hợp acetone/ Ete dầu hỏa (tỉ lệ 1:9) hòa tan
curcumin thô, lọc và bỏ dịch lọc Phần chất rắn đem sấy khô ở 600
C
- Chất rắn sau khi sấy khô, hòa tan vào cồn tuyệt đối, để loại bỏ những tạp chất không
tan được trong hỗn hợp dung môi trên Lọc, ta thu được curcumin Sấy cắn, ở nhiệt độ
600C trong 30 phút thu được tinh thể curcumin màu vàng, có ánh kim
Trang 33 Kết quả nghiên cứu
3.1 Kết quả xác định một số chỉ tiêu hóa lý của củ nghệ
a Độ ẩm:
Độ ẩm trung bình của củ nghệ tươi là 81,452%
Độ ẩm trung bình của bột nghệ là: 7,067%
b Hàm lượng tro
Hàm lượng tro trung bình là 6,530%
3.2 Khảo sát các điều kiện chiết
3.2.1 Dung môi chiết
Chọn các dung môi có độ phân cực thay đổi từ thấp đến cao: n-hexan, etyl acetate, cồn tuyệt đối, methanol và nước Kết quả khảo sát dung môi cho quá trình chiết curcumin được thể hiện ở bảng 3.1
Bảng 3.1 Ảnh hưởng của dung môi đến chiết tách curcumin
Dựa vào mật độ quang các dịch chiết của các dung môi thì dung môi etyl acetate là
dung môi có mật độ quang cao nhất Vậy, dung môi tốt nhất để chiết curcumin trong 5 dung môi khảo sát ở trên là etyl acetate
Trang 43.2.2 Thời gian chiết: Kết quả khảo sát sự phụ thuộc của của curcumin thu được vào thời gian được thể hiện ở hình 3.1
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
Series1
Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc thời gian chiết vào mật độ quang
Dựa vào đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc vào mật độ quang Ta thấy, thời gian chiết
10 giờ là phù hợp nhất
3.2.3 Tỉ lệ rắn lỏng: Kết quả khảo sát sự phụ thuộc lượng curcumin thu được vào thể tích dung môi được thể hiện ở hình 3.2
Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa thể tích dung môi vào mật độ quang
Cùng một khối lượng nguyên liệu là 50g, ta tiến hành chưng ninh với lượng thể tích etyl acetate thay đổi là 180ml, 190ml, 200ml, 210ml, 220ml thì ở thể tích etyl acetate là 200ml
có mật độ quang là lớn nhất Vậy, tỉ lệ rắn - lỏng tối ưu chiết cho quá trình chiết 50g/200ml ethyl acetat
3.3 Kiểm tra sản phẩm:
3.3.1 Định tính bằng phương pháp hóa học
Cân khoảng 0,1(g) curcumin và cho vào bình định mức 100ml, hòa tan trong cồn 960, lắc đều đến khi mẫu tan hoàn toàn, được dung dịch có màu vàng đặc trưng Định tính
Trang 5curcumin bằng các phản ứng đặc trưng với các dung dịch sau:
Kết luận: Bằng các phản ứng màu đặc trưng để nhận biết curcumin như trên, ta thấy
các phản ứng của mẫu là chất curcumin
3.3.2 Thử bằng phương pháp vật lý:
- Curcumin dạng kết tinh, màu vàng, không tan trong nước, ete dầu hoả, tan tốt trong etyl axetat
- Đo nhiệt độ nóng chảy 175- 1850C Đối chiếu với nhiệt độ nóng chảy của curcumin tinh khiết Kết luận: phù hợp với nhiệt độ nóng chảy của curcumin
3.3.3 Tiến hành chạy sắc ký bản mỏng
Tiến hành chạy sắc ký bản mỏng trong hệ dung môi chloroform/acid acetic (tỉ lệ 9:1) Trên bản mỏng xuất hiện 3 vệt màu vàng Đây chính là curcumin I, II và III
3.3.4 Phương phá phổ hồng ngoại (IR):
Phổ hồng ngoại của chất màu curcumin được chiết trong etyl acetate sau khi tinh chế:
Hình 3.3 Phổ hồng ngoại của curcumin sau khi tinh chế
Dựa trên các hướng dẫn giải phổ đồ [3], chúng tôi xác định được các liên kết và nhóm chức đặc trưng trong mẫu
Trang 64 1430,81 Nhóm –CH3, -CH2
Tham khảo các tài liệu đã nghiên cứu về curcumin, so sánh với phổ IR trên
nhận thấy các nhóm chức phù hợp với công thức của curmin đã nghiên cứu
3.3.5 Định tính bằng phương pháp UV-VIS: Hình 3.4 là phổ UV-vis của mẫu và phổ
UV- Vis của mẫu chuẩn
Hình 3.4 phổ UV-vis của mẫu và phổ đồ chuẩn của curcumin
Từ hình 3.4, phổ UV-vis của mẫu và phổ đồ chuẩn của curucmin đều có λ
max = 424,6 nm Điều này xác nhận sự có mặt của curcumin trong mẫu
3.4 Phân tích định lượng curcumin bằng phương pháp sắc ký lỏng cao áp hiệu năng
cao:
Từ 2 phổ của mẫu thử và mẫu chuẩn ta xác định được: Thời gian lưu của mẫu
Hình 3.6 Phổ HPLC
chuẩn Hình 3.5 Phổ HPLC mẫu
Trang 7chuẩn là 10,87 phút; mẫu thử 10,92 phút Kết luận: thời gian lưu của mẫu chuẩn và mẫu thử xấp xỉ nhau, đây là chất curcumin Và kết quả bán định lượng Curcumin 1 là 74.114%
3.5 Thử hoạt tính sinh học:
4 Kết luận và kiến nghị:
4.1 Kết luận:
- Xác định được các chỉ số hóa lý là: Độ ẩm của củ nghệ là 81,452%, của bột nghệ là 7,607%, hàm lượng tro là: 6,530%
- Đã xác định được điều kiện tối ưu cho quá trình trích ly là:
Dung môi chiết Thời gian chiết Tỉ lệ rắn\lỏng
Ethyl acetac 10 giờ 50g/200 ml dung môi
- Đã chứng minh được cấu trúc của curcumin bằng phương pháp hóa học, bản mỏng, phổ hồng ngoại, UV-VIS
- Dùng phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao năng: Xác định thời gian lưu là 10,87 phút và hàm lượng của curcumin là: 71,114%
- Kết quả thử hoạt tính sinh học: Curcumin thu được từ củ nghệ vàng trên địa bàn huyện
Krông Bông, tỉnh Đăk Lăk ,có hoạt tính gây độc tế bào trên dòng MCF7 với giá trị IC50 (μg/ml) là 64 μg/ml
4.2 Kiến nghị:
- Tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về tinh chế, thử nghiệm hoạt tính sinh học để ứng dụng rộng rãi làm hoạt chất trong công nghệ hoá dược
- Trên cơ sở lý thuyết trên, chúng tôi đề nghị thiết kế đưa ra phương pháp chiết đơn giản,
Thử hoạt tính độc tế bào:
Curcumin thu được từ củ nghệ
vàng trên địa bàn huyện Krông
Bông, tỉnh Đăk Lăk ,có hoạt tính
gây độc tế bào trên dòng ung thư
vú (MCF7) với giá trị IC50 (μg/ml)
là 64 μg/ml
Trang 8TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Kì Anh (2008), Tác dụng thần kì của củ gừng & nghệ phòng & trị bệnh, Nxb Đà
Nẵng, Hô Chí Minh
[2] TS Bùi Xuân Vững, Bài giảng phương pháp công cụ, trường Đại học Sư phạm – ĐHĐN
[3] Nguyễn Đình Triệu (2003), Các phương pháp vật lý ứng dụng trong hóa học, Nhà
xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội
[4] http://en.wikipedia.org/wiki/Curcumin
http://suckhoedoisong.vn/20111226042928232p0c14/hoat-chat-curcumin-trong-cay-nghe-vang.htm
