Tiểu luận môn hóa học các hợp chất thiên nhiên, đề tài trích ly tinh dầu và curcuminoid từ củ nghệ tươi Nghệ có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới Tamil Nadu, thuộc vùng đông nam Ấn Độ là một sản phẩm rất phổ biến ở Việt Nam đặc biệt là ở những nơi như Hưng Yên, Nghê An, Đắc Lắc, Đắc Nông,... và được biết đến nhờ các công dụng có ích đi đôi với giá thành rẻ , dễ chế biến. Thuở xưa, ông cha ta thường chế biến nghệ theo những cách thủ công như băm, bào, nạo, sắt lát,... ngày nay, nhờ sự phát triển vượt bậc của công nghệ hiện đại chúng ta đã thể chiết xuất curcumin từ ngay trong củ nghệ. curcumin là một trong ba curcuminoit chính trong nghệ còn là những hợp chất chính tạo màu vàng cho nghệ, thường dùng dể tạo màu và chất phụ gia cho thực phẩm 1 hay chống oxi hóa 2. Vì vậy, ngày hôm nay nhóm chúng em có mặt ở đây để giới thiệu đến mọi người về chiết xuất curcumin từ củ nghệ bằng phương pháp siêu âm
20 ĐỀ TÀI : CHIẾT XUẤT CURCUMIN TỪ TRONG NGHỆ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM NH NG HỌ VÀ TÊN MÃ SV NHIỆM VỤ NHẬN XÉT TỪ ĐIỂM GIẢNG VIÊN Hoàng Diễm Quỳnh 20046581 Thuyết trình, soạn word + lời mở Trang Thị Kim Ngut 20021811 đầu Tìm dụng cụ, hóa chất Phạm Thị Hải Ninh 20080191 Tìm phương pháp, quy trình BẢNG PHÂN CƠNG LỜI MỞ ĐẦU Nghệ có nguồn gốc vùng nhiệt đới Tamil Nadu, thuộc vùng đông nam Ấn Độ sản phẩm phổ biến Việt Nam đặc biệt nơi Hưng Yên, Nghê An, Đắc Lắc, Đắc Nông, biết đến nhờ cơng dụng có ích đôi với giá thành rẻ , dễ chế biến Thuở xưa, ông cha ta thường chế biến nghệ theo cách thủ công băm, bào, nạo, sắt lát, ngày nay, nhờ phát triển vượt bậc công nghệ đại thể chiết xuất curcumin từ củ nghệ curcumin ba curcuminoit nghệ cịn hợp chất tạo màu vàng cho nghệ, thường dùng dể tạo màu chất phụ gia cho thực phẩm [1] hay chống oxi hóa [2] Vì vậy, ngày hơm nhóm chúng em có mặt để giới thiệu đến người chiết xuất curcumin từ củ nghệ phương pháp siêu âm MỤC LỤC I Nguyên liệu chọn nguyên liệu : Làm Thái mỏng I Hình ảnh dụng cụ II Hình ảnh thí nghiệm III Các phương pháp, dụng cụ, hóa chất [SA] .8 Chiết Curcumin phương pháp chiết có hỗ trợ sóng siêu âm (Ultrasound-assisted extraction) a) Thiết bị, dụng cụ, hóa chất .8 b) Quy trình chiết xuất curcumin Phương pháp chiết có hỗ trợ sóng siêu âm (Ultrasound-assisted extraction) .12 a) Xác định hiệu suất thu hồi 13 b) Tổng hảm lượng chất màu mẫu thử theo công thức : 14 c) Xác định hiệu suất chiết curcuminoid ( H % ) theo công thức : 14 Một số phương pháp tách chiết khác 15 IV Tính chất, ưu nhược soxhlet siêu âm 15 V Kết thí nghiệm 15 VI TÀI LIỆU THAM KHẢO 16 I Nguyên liệu chọn nguyên liệu : - Chọn củ nghệ tốt, không bị dập nát, hư hỏng Củ nghệ rửa nước vòi cho đất, bùn bám, để nước, làm khô giấy ăn - N hóm chúng em chọn củ nghệ để chiết xuất curcumin thành phần curcumin có củ nghệ cao loại thực vật khác ba chất có nghệ [bao gồm curcumin (diferuloylmethane), demethoxycurcumin, bisdemethoxycurcumin Hợp chất nghiên cứu nhiều curcumin, tạo thành 3.14% (theo lượng trung bình) bột nghệ] [*] Dạng xeton curcumin Dạng enol curcumin Hình ảnh củ nghệ ban đầu Làm - Nguyên liệu đem có lẫn nhiều tạp chất chủ yếu tạp chất rắn (đất, đá ) tạp chất hữu (lá mục, xơ Vì bước ta phải làm học - Đầu tiên cho củ nghệ chọn vào chậu, đổ nước vào ngâm khoảng 10 phút, sau vớt củ nghệ rửa củ vòi nước chảy, để rổ cho củ nghệ nước Hình ảnh sau nguyên liệu làm Thái mỏng - Gọt bỏ lớp vỏ củ nghệ Sau đó, dùng dao thái, thái nghệ thành lát mỏng có độ dày khoảng 0.5mm, sau thái thành sợi - Mục đích việc thái mỏng: độ dày mỏng lát nghệ có ảnh hưởng đến thời gian sấy - Hình ảnh nguyên liệu sau thái mỏng I Hình ảnh dụng cụ Máy cô quay bể siêu âm Branson 3510 II Hình ảnh thí nghiệm III Các phương pháp, dụng cụ, hóa chất [SA] Chiết Curcumin phương pháp chiết có hỗ trợ sóng siêu âm (Ultrasound-assisted extraction) Đây kỹ thuật chiết thay rẻ tiền, đơn giản hiệu Sóng siêu âm thường sử dụng để cải thiện việc chiết lipid, protein hợp chất phenolic từ thực vật, trình chiết hợp chất phenol từ Folium eucommiae có sử dụng sóng siêu âm thu hiệu cao so với chiết cách gia nhiệt bổ sung enzyme hỗ trợ chiết tách Sóng siêu âm có khả phá vỡ màng tế bào nguyên liệu, giúp cho xâm nhập dung mơi vào bên tế bào dễ dàng Ngoài siêu âm cịn có tác dụng khuấy trộn mạnh dung mơi làm tăng diện tích tiếp xúc dung môi cải thiện đáng kể hiệu suất chiết Phương pháp có tác dụng phá vỡ học thành tế bào, nâng cao hiệu chuyển khối có nhiều ưu điểm như: Khả phá hủy tế bào nhanh, mạnh so với phương pháp truyền thống Giảm công đoạn xử lý nguyên liệu đầu vào Giảm thời gian chiết xuất Không cần gia nhiệt mà không làm giảm hiệu suất q trình chiết xuất Giảm chi phí tách chiết Dễ dàng thử nghiệm phịng thí nghiệm cho kết có tính lặp lại cao phù hợp với việc chuyển qui mô a) Thiết bị, dụng cụ, hóa chất Thiết bị dụng cụ hiệu chuẩn theo tiêu chuẩn ISO/IEC 17025 GLP Máy cô quay Heidolph, bể siêu âm Branson 3510, máy sấy lạnh , cân hồng ngoại Các hóa chất:chloroform : benzene :methanol ethanol , ethanol 96% b) Quy trình chiết xuất curcumin : Sấy đông lạnh to = 60oC độ ẩm :7,067% Củ nghệ khô xay thành bột (1kg) 8-48 h 15 phút nhiệt độ 35oC Tì lệ: 50g/200ml chiết xuất máy phá mẫu sóng siêu âm ethanol 96⁰ Cô quay thu hồi dung môi Dung môi pha curcumin thô : methanol Bản mỏng silica gel 60 F254 Hệ dung môi ngâm : Thu sản phẩm curcumin thô CHCl3 : C6H6 :CH3OH chloroform : benzene :methanol = 80:15:5 Dung mơi: methanol TLC Định tính curcumin rf : 0,69 +- 0,02 UV-vis λ max 420 nm rf : 0,53 λ max 420 nm nm hệ dung môi CHCl3 : CH3OH tinh chế hỗn hợp curcumin thô sắc ký cột chloroform:methanol (99:1) HPLC điều chế cột pha đảo RP-18 pha động acetonidril-dung dịch acid acetic 0.03% (50:50), sấy thu tinh thể hình kim màu vàng đậm áp suất giảm nhiệt độ 60⁰ C hiệu suất chiết khoảng 2.2% tốc độ dòng 3.0 ml/phút Định tính TLC Dung dich thử: Lấy 0,1 g curcumin cần thử cho vào cốc thủy tinh, thêm ml methanol,đun sôi để nguội, lọc, lấy dịch lọc làm dung dich thử Dung dịch đối chiếu: Hoà tan curcumin chuẩn methanol để dung dịch nồng độ khoảng 0,3 mg/ml Nếu khơng có curcumin chuẩn, dùng 0,1 g bột nghệ làm dung dịch thử UV-vis Dung dịch chuẩn gốc:Hòa tan curcumin chuẩn methanol để dung dịch có nồng độ xác khoảng 400 microg/ml Dung dịch thử :Cân xác khoảng 300 mg bột dược liệu , cho vào bình định mức 10 ml , thêm tetrahydrofuran , trộn pha lỗng tới vạch dung mơi.Để nhiệt độ phòng , lắc ,để lắng , lấy xác ml dịch cho vào bình định mức 250 ml, thêm methanol tới vạch , lắc Pha loãng 1ml dịch thu thành 50 ml methanol đo độ hấp thụ dung dịch 420 nm , mẫu trắng methanol Lập đường chuẩn :Từ dung dịch chuẩn gốc tiến hành pha dãy dung dịch curcumin chuẩn methanol có nồng độ 0,8 ;1,6 ;2,0 ;2,4 ;3,2 microg/ml Đo độ hấp thụ dung dịch 420 nm , mẫu trắng methanol Từ kết thu lập dường chuẩn biểu thị liên quan nồng độ curcumin độ hấp thụ 10 nm Lập cột sắc ký : Tiến hành tinh chế hỗn hợp curcumin thô sắc ký cột với hệ dung môi chloroform:methanol (99:1) HPLC điều chế cột pha đảo RP-18, pha động acetonidril-dung dịch acid acetic 0.03% (50:50), tốc độ dòng 3.0 ml/phút, thu curcumin tinh khiết Chất phân lập sau đuổi dung môi, sấy áp suất giảm nhiệt độ 60⁰ C thu tinh thể màu vàng đậm với hiệu suất chiết khoảng 2.2% 11 Phương pháp chiết có hỗ trợ sóng siêu âm (Ultrasound-assisted extraction) Đây kỹ thuật chiết thay rẻ tiền, đơn giản hiệu Sóng siêu âm thường sử dụng để cải thiện việc chiết lipid, protein hợp chất phenolic từ thực vật, trình chiết hợp chất phenol từ Folium eucommiae có sử dụng sóng siêu âm thu hiệu cao so với chiết cách gia nhiệt bổ sung enzyme hỗ trợ chiết tách Sóng siêu âm có khả phá vỡ màng tế bào nguyên liệu, giúp cho xâm nhập dung môi vào bên tế bào dễ dàng Ngồi siêu âm cịn có tác dụng khuấy trộn mạnh dung mơi làm tăng diện tích tiếp xúc dung môi cải thiện đáng kể hiệu suất chiết [23] - Hình ảnh minh họa quy trình sản xuất curumin phương pháp siêu âm công nghiệp 12 - 13 a) Xác định hiệu suất thu hồi Hịa tan chiết xuất curcuminoids thơ sau đuổi dung môi diethyl ether, lắc kĩ tiến hành tạo mầm phản ứng cách dùng đũa thủy tinh cọ vào thành bình Sau hịa tan curcuminoids thô vào dietyl ether cho vào tủ lạnh để nhiệt độ từ – 80C - 10 ngày Sau curcumin kết tinh, ta lấy gạn bỏ phần dung dịch, lọc rửa nước cất nhiều lần để thu phần tinh thể Sau sấy khơ thu tinh thể curcumin Cân lượng curcumin vừa kết tinh để xác định hiệu suất thu hồi Hiệu suất kết tinh= mtrước −msau ∗100 % (%) mtrước b) Tổng hảm lượng chất màu mẫu thử theo công thức : mcur= A 200.100 W 1607 ( g ) ) Trong : A : Độ hấp thụ dung dịch mẫu thử W : Khối lượng mẫu thử ( mg ) 1607 : Độ hấp thụ riêng cur chuẩn ethanol 425 nm 100 : Hệ số pha loãng dung dịch 200 : Tổng thể tích dung dịch thử Từ kết cho thấy 0.08g mẫu có 0.079g chất màu , chiếm 98.75 % khối lượng mẫu , suy hảm lượng cur mẫu cao c) Xác định hiệu suất chiết curcuminoid ( H % ) theo công thức : H %= lượng curcumin chiết ∗100 % lượng curcumin tổng s ố Trong : lượng curcumin chiết curcumin tổng số xác định phương pháp đo quang UV - Vis 14 Hàm lượng curcuminoid tổng số ( curcumin chiết được) mẫu tính cơng thức : A V D 10 Curcuminoid (mg/kg)= 1607.W Trong : A : Độ hấp thụ dung dịch V : Tổng thể tích dịch chiết ; D : hệ số pha loãng ( D = 100 ) 1607 : Hệ số hấp thụ riêng dung dịch chứa % cur etanol đo với cuvet lem W : Khối lượng mẫu thử Một số phương pháp tách chiết khác - Phương pháp ngấm kiệt - Phương pháp ngâm dầm - Phương pháp chiết Soxhlet - Chiết chất lỏng siêu tới hạn (Supercritical fluid extraction) - Phương pháp chiết sử dụng lượng vi sóng (Microwave-assisted extraction) IV Tính chất, ưu nhược soxhlet siêu âm Việc lựa chọn phương pháp chiết tùy yêu cầu thời gian, chi phí điều kiện thiết bị sở sản xuất Phương pháp Soxhlet nhiều thời gian lượng dung mơi tiêu tốn nhiều so với phương pháp khác, tốn nhân cơng, ảnh hưởng đến môi trường Do vậy, để xây dựng công nghệ chiết thân thiện với môi trường nên chọn phương pháp Soxhlet để chiết xuất curcuminoid Tuy nhiên, muốn chiết nhanh nên dùng phương pháp siêu âm 15 V Kết thí nghiệm Lane Substanc e spotted A curcumin chuẩn curcumin thu B Hiệu suất kết tinh= Distance moved By spot (mm) By solvent (mm) Rf mtrước −msau ∗100 % = m trước VI TÀI LIỆU THAM KHẢO [*] Tayyem RF, Heath DD, Al-Delaimy WK, Rock CL (2006) “Curcumin content of turmeric and curry powders” Nutr Cancer 55 (2): 126– 131 doi:10.1207/s15327914nc5502_2 PMID 17044766 [1] V.R.M.M.S.M.E.M.L (2020, December) kết đến sức khỏe từ Củ nghệ curcumin nghệ : Một đánh giá tổng hợp đánh giá có hệ thống Sciencedirect Retrieved August 31, 2022, from https://doi.org/10.1016/j.eujim.2020.101252 [2] R.C.G.M.H.S.A.D.M.Y.L (2012, February) Tác động lên gen việc chống viêm chống oxy hóa , phân bố khả dụng sinh học toàn củ nghệ với curcumin Sciencedirect Retrieved August 31, 2022, from https://doi.org/10.1016/j.fct.2011.10.070 16 [VS] PS Wakte B.S Sachin A.A Patil D.M Mohato T.H Ban nhạc D.B.Shinde(2011,may) Tối ưu hóa kỹ thuật chiết xuất hỗ trợ vi sóng, siêu âm siêu tới hạn carbon dioxide cho curcumin từCurcuma longa , Sciencedirect Retrieved september 17, 2022, from https://doi.org/10.1016/j.seppur.2011.03.010 [SA]Guangkuan Xu Changchun Hao Suyang Tian Feng Gao Wenyuan Sun Rungu ang Sun , Tạp chí Sắc ký Các tập 1041–1042 , ngày 15 tháng năm 2017 , Trang 167-174, Phương pháp điều chế curcumin phương pháp chiết xuất hai pha dung dịch nước amoni sulfat / etanol có hỗ trợ siêu âm Sciencedirect Retrieved september 17, 2022, from https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2016.12.029 Quantitative Analysis of Curcumin, Demethoxycurcumin and Bisdemethoxycurcumin in the Crude Curcuminoid Extract from Curcuma longa in Thailand by TLCDensitometry (2005d) ACADEMIA Retrieved September 21, 2022, from https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/46466390/Kunyit-with-cover-page-v2.pdf? Expires=1663391228&Signature=Y2i4p3xAGOa6aUKeV1gH7ERo7YRiXHQDWJRDjj xsBvNc2OmVXdAcdaFBDG8L-UrLtHi3K1cFftt6s9Gz9k8i5rl6aG6yfM9B71gyzou9Gg07IEKqFojxaO55qbE3rHx6sRC0VKZRTxuanZR XNf0Jsy26h6Eyc7~Zc0DpMsrtLxOKJN5ToclnbIyR6m3YyMAKgCe50kEGsscF8uv9V1RKbiDqZFdphFRiK6250VLnjQvPZ4RCf1rKFCv~2t91Q9dE~gsLkkhy9cGqtIsD1XutiLOOK1ORL7FoP3cHDn9xu9QkduFsTGJQWysbHbHUgnLuERUx9Ojpg4mkgJaLA &Key-Pair-Id=APKAJLOHF5GGSLRBV4ZA NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT, TỔNG HỢP DẪN XUẤT VÀ XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT, HOẠT TÍNH CỦA TINH DẦU VÀ CURCUMIN TỪ CÂY NGHỆ VÀNG (CURCUMA LONG L.) BÌNH DƯƠNG (2013) ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Retrieved September 21, 2022, from 17 http://www.grad.hcmut.edu.vn/hv/download/LATS/50007005/TOM_TAT_LATS_PTHA NH.pdf NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT, TỔNG HỢP DẪN XUẤT VÀ XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT, HOẠT TÍNH CỦA TINH DẦU VÀ CURCUMIN TỪ CÂY NGHỆ VÀNG (CURCUMA LONG L.) BÌNH DƯƠNG (2013) ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Retrieved September 21, 2022, from http://www.grad.hcmut.edu.vn/hv/download/LATS/50007005/TOM_TAT_LATS_PTHA NH.pdf Khảo sát hàm lượng curcumin số mẫu nghệ miền bắc Việt Nam TLC (2020) 123doc Retrieved September 21, 2022, from https://text.123docz.net/document/7178141hoang-thach-thao-khao-sat-ham-luong-curcumin-trong-mot-so-mau-nghe-curcuma-spp-omien-bac-viet-nam-bang-tlc-khoa-luan-tot-nghiep-duoc-si.htm Đề tài: Tổng hợp nano curcumin từ củ nghệ vàng, HAY, 9đ Retrieved September 21, 2022, from https://www.slideshare.net/trongthuy1/luan-van-tong-hop-nano-curcumin-tu-cu-nghe-vanghay-9d 18 19