Nghiên Ứu Bán Tổng Hợp Tetrahydrourumin (Cururmin Trắng) Và Khả Năng Ứng Dụng Trong Mỹ Phẩm Và Thự Phẩm Hứ Năng.pdf

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ NGỌC HOÀNG NGHIÊN CỨU BÁN TỔNG HỢP TETRAHYDROCURCUMIN (CURCUMIN TRẮNG) VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG MỸ PHẨM VÀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG L KHOA UẬN VĂ[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

VŨ NGỌC HOÀNG

NGHIÊN CỨU BÁN TỔNG HỢP TETRAHYDROCURCUMIN (CURCUMIN TRẮNG) VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG MỸ PHẨM VÀ THỰC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

VŨ NGỌC HOÀNG

NGHIÊN CỨU BÁN TỔNG HỢP TETRAHYDROCURCUMIN (CURCUMIN TRẮNG) VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG MỸ PHẨM VÀ THỰC

PHẨM CHỨC NĂNG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

2 TS NGUYỄN MAI CƯƠNG

Hà Nội – 2018

L ỜI CAM ĐOAN

i s ng d n khoa h c c a PGS.TS Nguy n Th Minh Tú và TS

c công b trong b t k tài li u nào

n m i s trong quá trình hoàn thành lu

L I C Ờ ẢM ƠN

Em xin chân thành c m y cô trong b môn Qu n lý Ch t

ng, Vi n Công ngh Sinh h c và Công ngh Th c ph m, tr ng i h c

th i gian h c t p và làm thí nghi m ng th i, em xin c các anh, ch , các b n ng nghi p và Vi n Hóa h c Công nghi p Vi t Nam nhi t tình

em hoàn thành luXin g i l i c

Hà N

H c viên

c Hoàng

M C L C Ụ Ụ

DANH M C CHỤ Ữ VI T TẮT viẾ

DANH M C B NGỤ Ả vii

DANH MỤC HÌNH ẢNH ix

M Ở ĐẦU 1

CHƯƠNG I: ỔT NG QUAN TÀI LI U 3Ệ 1.1 Gi i thi u chung v chi Ngh Curcuma 3ớ ệ ề ệ 1.2 Curcumin 4

c tính lý hóa c a curcumin 4

1.2.2 Ho t tính sinh h c c a curcumin 6

1.3 D xu Tetrahydrocurcumin (ẫn ất THC ) 9

1.3.1 c tính lý hóa c a THC 9

1.3.2 Ho t tính sinh h c c a THC 9

1.3.2.1 Tác d ng ch ng ôxi hóa 11

1.3.2.2 Tác d ng kháng viêm 15

1.3.2.3 Ho t tính ch 16

1.3.2.4 Các ho t tính khác 17

1.3.3 ng d ng c a THC 18

ng pháp bán t ng h p THC 18

1.3.5 Tình hình xu t - nh p kh u THC 20

CHƯƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

2.1 Vật liệu n ghiên c u 21ứ 2.1.1 Nguyên li u 21

2.1.2 Hóa ch t và thi t b nghiên c u 21

2.1.2.1 Hóa ch t nghiên c u 21

2.1.2.2 Thi t b nghiên c u 21

2.2 Phương pháp nghiên cứu 22

u ng c a các thông s cô curcuminoid t ng 95% lên 98% 22

2.2.1.1 Thi t k thí nghi m: Quy trình tinh ch curcuminoid t ng 95% lên 98% 22

2.2.1.2 ng c n hi u su t ph n ng

2.2.1.3 ng c a nhi k t tinh n hi u su t ph n ng 2

2.2.1.4 ng c a th i gian k n hi u su t ph n ng

u ng c a các thông s cô trình bán t ng h p THC ng 90%) 23

2.2.2.1 Thi t k thí nghi m: Quy trình bán t ng h p THC ng 90%) 23

2.2.2.2 Nghiên c u l a ch n xúc tác ph n ng phù h p cho quy trình bán t ng h p THC 25

2.2.2.3 Kh o sát l a ch n dung môi t n ng 25

2.2.2.4 Nghiên c u ng c a áp su n hi u su t ph n ng 25

2.2.2.5 Nghiên c u ng c a th n hi u su t ph n ng

2.2.2.6 Nghiên c u ng c a nhi ph n n hi u su t thu THC 26

2.2.2.7 Nghiên c u ng c a t l xúc tác/nguyên li n hi u su t th nh n THC 26

2.2.2.8 Nghiên c i và tái s d ng xúc tác

2.2.2.9 Nghiên c u ki n k t tinh THC thô 27

2.2.3 Quy trình tinh ch ng trên 98

m ch y

háp s c ký l p m ng:

u su t thu h i s n ph m

CHƯƠNG 3: KẾT QU VÀ TH O LU N 29Ả Ả Ậ 3.1 Xây d ng quy trình tinh ch ự ế curcuminoid hàm lượng 95% lên 98% 29

3.1.1 ng c a h dung môi k n hi u su curcuminoid 29

3.1.2 ng c a nhi và th n hi u su t k t tinh

3.2 Xây dựng quy trình bán tổng hợ THC p  90% 35

3.2.1 L a ch n xúc tác ph n ng phù h p cho quy trình bán t ng h p 35

3.2.2 L a ch n dung môi t n ng 37

3.2.3 ng c a áp su n hi u su t ph n ng 38

3.2.4 ng c a th n hi u su t ph n ng

3.2.5 ng c a nhi ph n n hi u su t thu nh n THC

3.2.6 ng c a n n hi u su t thu nh n THC

3.2.7 Thu h i và tái s d ng xúc tác 42

u ki n k t tinh THC thô 4

3.2.9 Xây d ng quy trình thu nh n THC thô t 4

3.3 Quy trình làm s ch THC thô sau k t tinh 47ạ ế 3.3.1 nh h ng c a l ng than ho t t n h ng THC k t tinh 4

nh c u trúc c a s n ph m THC k t tinh

3.4 Đánh giá chất lượng s n ph m và kh ả ẩ ả năng ứng d ng trong m ph m và ụ ỹ ẩ thực phẩ m chức năng 51

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53

TÀI LIỆU THAM KH O 54Ả PHỤ Ụ L C 58

DANH M C CH Ụ Ữ VIẾ T T T Ắ

DAC: diacetyl curcumin DHC: dihydrocurcumin HHC: hexahydrocurcuminHPLC: S c ký hi

NaC: natri curcuminatOHC: octahydrocurcuminTEC: triethyl curcuminTHC: TetrahydrocurcuminTLC: S c ký b n m ng

DANH M C HÌNH Ụ Ả NH

Trang Hình 1.1 M t s ch t có ho t tính sinh h c phân l p t

Hình 1.8 Ho t tính ch ng oxi hóa c a curcuminoid và tetrahydrocurcuminoid

Hình 1.10 Tình hình nh p kh u THC c a m t s c trên th gi

Hình 2.1: Thi t b ph n ng cao áp Parr Inst (M ) 22

Hình 2.2: Quy trình tinh ch ng t 95% lên 922

Hình 2.3 Xây d ng quy trình bán t ng h p THC ng 90%)  24

Hình 3.1: TLC c a s n ph m k t tinh l i trong MeOH 30

Hình 3.2: TLC c a s n ph m k t tinh l i trong MeOH 80% 31

Hình 3.3: TLC c a s n ph m k t tinh l i trong axetone 80% 32

Hình 3.4: TLC c a s n ph m k t tinh l i trong ethyl acetate/n-hexane:7/3 33

Hình 3.6: Hình nh SEM c a xúc tác Ni- c và sau khi ho t hó 43

Hình 3.7 TLC c a h n h p ph n ng trong các dung môi khác nhau 37

38 Hình 3.9: ng c a th n ph n ng t o s n ph m 39

n d dày Ngày nay, cùng v i s ti n b c a khoa h c k thu

n ra nhóm nh t màu curcuminoid tuy ch chi m t l nh nhóm ho t ch t chính t o nên các tác d ng sinh h c quan tr ng c a c ngh Trong

nhiên, vi c phát tri n nh ng ho t ch t có ngu n g c th c ngày càng tr thành

c a cây Ngh vàng Curcuma longa u s quan tâm c a các nhà kh

h c b i các tác d ng sinh h c quan tr ng Curcumin là thành ph n chính c tìm th y trong thân cây ngh vàng, ngoài ra còn có demethoxycurcumin, bisdemethoxycurcumin

c nghiên c u và ch ng minh có tác d ng sinh h ng kháng khu n, kháng virus, kháng viên, ch

M c dù, curcumin có nhi u tác d ng quan tr ng, tuy nhiên l m

nh kém, b chuy n hóa nhanh chóng khi s

ng u ng; do d ng c a curcumin th p M t khác, curcumin l i màu vàng và khó r a s ch nên nhu c u s d ng curcumin b h n ch c bi t, trong

m ph m V i nh ng h n ch c a curcumin thì vi c s d ng curcumin trong các

ch ph m dùng ngoài da và m ph m d c thay th b ng tetrahydrocurcumin (THC), m t ch t bán t ng h p t curcumin THC là ho t ch t có ti ng

d ng l n trong bào ch m ph m b i tác d ng kháng viêm, ch ng ôxi hóa m nh và

tính ch t không màu c a nguyên li u ng th i, THC c coi là ch t chuy n hóa

kh c ph m sinh kh d ng kém c a curcumin Chính vì hi u

u tr , giá tr kinh t n c bào ch thích h p và xu t phát t nhu c u cho s

ph c th ng quan tâm, THC c r t nhi u các nhà khoa h

th gi i quan tâm nghiên c u nhi u và hi n có m t vài nghiên c u phát tri n quy

trình bán t ng h p THC ph c v cho quy mô s n xu t THC

nhóm nghiên c u c a Tr n Kh i h c Bách khoa Hà N i, bán t ng h

s d ng xúc tác Zn-NiCl2 k t h p sóng siêu âm Tuy nhiên, k t qu m i ch d ng

d ng trong s n xu t hóm nghiên c u bán t ng h p các ho t ch t có hotính sinh h c c a Vi n Hóa h c Công nghi p Vi n hành nghiên c

CHƯƠNG I: Ổ T NG QUAN TÀI LI U Ệ

1.1 Giới thiệu chung về chi Nghệ Curcuma

T th cây h G ng (Zingiberaceae c s d ng làm trong th c ph m và làm thu c trong Y h c c truy n , Trung Qu c, Vi t Nam

t s loài thu c chi Ngh (Curcuma C longa (Ngh

C aromatica (Ngh d i) và C xanthorrhiza (Ngh Java) thu c

- Rhizoma curcuma longae - chính là thân r c a ngh vàn

M t s ch c phân l p t các loài Curcuma là các ch t có ho t ch t sinh

h c quý (Hình 1.1) Ví d , curcumol ( ), m t sesquiterpene tách ra t 1 C

nhiên, ph n l c tính có kh b nh c a các loài Curcuma n m curcuminoid, là các polyphenol và là ch t t o màu vàng cho c ngh Ch t màu

curcuminoid chi m 0,3%, là tinh th

u, ete, cloroform, dung d ch có hu nh quang màu xanh l c Màu s c c a curcuminoid bi

máu r i ng tím Hi n nay,

h c và tính ch t hóa h c c a các curcuminoid [8, 10, 30]

Các h p ch t curcuminoid trong C longa và các loài Curcuma khác ch y u

là curcumin ( ), demethoxycurcumin (DMC) ( ) và bisdemethoxycurcumin 2 3

(BDMC) ( ) Trong s 4 c nghiên c u nhi u nh t và th hi n

lo t các tác d ng sinh h ng viêm, ch ng oxi hóa, ch ng HIV, phòng

ch n ti n li

O H

O O

OH

OMe MeO

O O

OH Curcumol ( )1 Curcumin ( )2

5 6

7 1' 2' 3' 4' 5' 6'

Nhi t nóng ch y: 183°C

VMàu s c:

Tính tan: Tan trong axeton, metanol, etanol, etylaxetat, tan trong dung d ch

i ta ph i s d ng các ch t ho ng b msulfat, gelatin, polysacharid, polyetylenglycol, cyclodextran Trong dung d ch,

curcumin t n t i tr ng thái cân b ng gi a d ng keto và d ng enol C u trúc d ng

B ng cách hòa tan curcumin trong các dung d m phosphate pH t

1-11 và phân tích trên thi t b HPLC, Tonnesen và các c ng s

c các d ng t n t i c a curcumin trong dung d ch và góp ph n gi

solvat hóa curcumin các pH khác nhau [46]

+ pH < 1: Curcumin t n t i d ng H4A+, dung d :

O H R1

OH

R2 OH

O

R2 OH

-pH 8,5: HA2- có d ng:

O H R1

O

R2 O

-pH 9: A3-có d ng:

O R1

O

R2 O

-

O H

O

OH

R2 R1

OH

O H R1

OH

R2 OH O

Các h p ch i b n

trong dung d c có pH > 8,5, ch sau kho ng 30 gi curcumin b th y phân thành axit ferulic và feruloylmetan h p ch t s b th y phân ti p t c thành vanilin

[50]

1.2.2 Hoạt tính sinh học của curcumin

Nhi u công trình nghiên c u th nghi m c trên th gi

(không s d ng curcumin) và (có s d ng curcumin)[5] Các k t qu th ng

i v i các tác nhân mi n d ch và các tác nhân gây b sinh v t

enzym peroxy hóa lipit và các enzym thu c nhóm HIF, ho ng c a các enzym

này gây c n tr s v n chuy n oxy huy t [8, 10] Ngoài ra curcumin còn có kh

thành t u khoa h c th gi i và tinh hoa c a th c Vi

c k t h p v c li u quý khác (Cao Di p H Châu, r cây Hoàng

di n m t gi i pháp m i h u hi u trong h tr u tr viêm gan siêu vi B [43]

Bên c các d n xu t hydro hóa c a curcumin (Hình 1.2) bao g m dihydrocurcumin (DHC), hexahydrocurcumin (HHC), octahydrocurcumin (OHC)

c bi t là THC thu hút r t nhi u s chú ý c a các nhà khoa h c b i nh ng

ho t tính sinh h c m t nhi u

8

O H

O O

OH

OMe MeO

O H MeO

O O

OH

OMe O

H

O O MeO

OH

OMe

O H MeO

O

O H

MeO

OH OMe

3 4

5 6

7 1' 2' 3' 4' 5' 6'

UDP-glucuronosyl transferase ß-glucuronidase

UDP-glucuronosyl transferase ß-glucuronidase

c nh n d ng l u tiên b

ch ng minh th hi n ho t tính phòng ng

c ra r ng THC th hi n nhi u các ho t tính sinh h c có l i cho s

1.6) [51] Ngoài ra, trong ch curcumin ho ng THC và các h p ch t c

c tìm th y trong gan và huy t thanh l i

m t lo t b nh khác nhau bao g m lão hóa, ti ng, thoái hóa th n kinh, và

[37-38] C u trúc c a THC bao g m hai nhóm phenolic hydroxy và m

Sugiyama và c ng s n r ng THC sinh ra b n s n ph m oxi hóa c a n-diketone sau khi ph n ng v i các g c peroxyl [44] u này g i ý r ng c

diketone gi vai trò quan tr ng trong ho t tính ch ng oxi hóa c a THC

c i v i axit linoleic trong h

th và gan chu t, k t qu cho th y ho t tính ch ng oxi hóa c a các d n xu t hydro hóa

tert-butylhydroperoxide Tác gi cho r ng khung -diketone c a THC th hi n ho t

tính ch ng ôxi hóa qua vi c phân c t liên k t C-C cacbon methylene gi a hai nhóm carbonyl trung tâm

Hình 1.8 Ho t tính chạ ống oxi hóa củ a curcuminoid và tetrahydrocurcuminoid

trong các mô hình phòng thí nghiệ m (A) Mô hình màng h ng cầồ u th ; (B) Mô hình ỏ

vi lạ p th gan chu t; (C) Mô hình t ể ộ ự oxi hóa axit linoleic được xác định bằ ng

phương pháp TBA và (D) phương pháp thiocyanate

Venkatesan và c ng s [48] ng minh r ng THC có ho

curcumin trong vi c n n nhóm nitrit gây ra quá trình oxi hóa c a haemoglobin thành methaemoglobin và làm gi ng h ng c u Th i gian c oxi hóa 50%haemoglobin thành methaemoglobin (t1/2 i v i m u tr ng là 7,5 0,7 phút V± i s

có m t c a THC, giá tr th i gian t1/2 0,5 phút ± cao nh t tron

m u so sánh cùng n 5 (µM), trong khi t1/2 c a curcumin ch t 39,7 0,4 phút ±

i t

1/2 c a ch t ch ng oxi hóa chu -tocopherol Nhóm tác gi gi i

b o v ch ng l i Fe NTA (Ferric nitrilotriacetate), m t tác nhân gây t

chu t THC c ch s hình thành c a 2-thiobarbituric acid, 4nonenal- -hydroxy- -deoxyguanosine trong th n; tro29curcumin ch c ch t o thành c a 4-hydroxy-2-nonenal-

-hydroxy-2-c Thái Lan [36]

di t g c t -diphenyl-2-picrylhydrazyl) c a curcumin và các d n xu

K t qu cho th y, THC th hi n ho t tính cao nh t v i giá tr IC50 = 18,7 (µM) Ho t

tính này gi m d n theo th t THC > HHC = OHC >Trolox >Curcumin > DMC >>

BDMC (B ng 1.1 và hình 1.9 ) kh t g c t do DPPH

c c a vitamin E), trong khi ho t tính c a curcumin l i th K t qu

t nghiên c a Venkatesan và Rao [47] Nghiên c

THC có kh c ch m nh nh i v i AAPH (2,2 - azobis (2-amidinopropane(dihydrochloride) - tác nhân gây ra quá trình peoxit hóa lipidtrong quá trình oxi hóa

axit linoleic và gây ra s tiêu gi m t bào h ng c u Hi u l c c a THC g

l n so v i trolox trong vi c c ch s t o thành h diene liên h p Lý gi i cho nh ng

DMC BDMC THC HHC OHC Trolox

35,1 53,4

> 200 18,7 21,6 23,6 31.1

(IC 50 : Nồng độ ch t ch ng oxi hóa c ấ ố ần để ứ c ch m t nử ố ố ế ộ a s g c DDPH)

Hình 1.9 Kh ả năng ức chế ủa THC, curcumin và BDMC đố ớ ố c i v i g c DPPH

Trong m t s nghiên c u in vivo, Naito cùng c ng s quan sát th y r ng, khi thêm THC (5000 ppm) vào ch

k s t o thành s n ph m peroxit hóa HEL (N-(hexanoyl)lysine) trong mô gan th

chloroquine

enzym ch ng oxi hóa [27], vi c cho u

superoxide (O2-) và hepatic malondialdehyde (MDA)

trong mô hình thí nghi m trên chu t gây ra b i N-nitro-L-arginine methyl ester

tham gia quá trình t ng h p melanin [39]

1.3.2.2 Tác dụng kháng viêm

Curcumin và b n d n xu t bán t ng h p t curcumin bao g m natri curcuminat

d ng ch ng viêm trong mô hình gây phù chân chu t b ng carrageenin và mô hình gây

viêm u h t b ng d u h t bông trên chu t c n i chi u v i thuviêm phenylbutazone (PB) [26] K t qu cho th y các d n xu t c a curcumin có tác

d ng gi phù n chân chu t m cumin trong các mô hình viêm cbán c p li ng th p (< 30 mg/kg), ngo i tr DAC không th hi n ho t tính Hi

l c kháng viêm gi m theo th t NaC >THC >C >PB >TEC Hi u l

khi dùng n cao Kh c ch l n nh t c a ho t tính kh

c khi dùng THC là 56,6% li ng 30 mg/kg, giá tr này khi dùng curcum

h t b ng d u h t bông trên chu t c ng, THC không th hi n ho t tính kháng viêm dù dùng li u cao 60 mg/kg, trong khi curcumin có kh c ch 25% li ng mg/kg [26]

, ch a THC th hi n ho t tính

k so v i curcumin trong vi c làm gi m n c a Inos (inducible nitricoxide synthase) và COX-2(cycoloxygenase-2), hai enzym gây viêm ru t k t chu t [40]

1.3.2.3 Hoạt tính chống ung thư

trong kh i t bào b nh b ch c u HL-60 i, trong khi curcumin không có tác d ng này [52] Nhi u nghiên c u g ng minh r ng, THC có th tiêu di t

gi m s t o thành ACF (aberrant crypt foci) và polyp ru

truy n d n tín hi u Wnt- -catenin gây ra s nhân lên c c tràng [1Nghiên c u c a Ohtsu ch ra r ng, THC là m t trong s các d n xu t c a

i kháng th th androgen ti

t n ti n li t PC-3 và DU-145 i [11] Các tác ginghiên c u m i liên h gi a c u trúc - ho t tính và ch ra r ng, khung bis (3,4-dimethoxyphenyl), h -diketone liên h i x ng n i phân t là nh ng

t quan tr n ho t tính kháng androgen Trong m t nghiên c u[54], THC th hi n kh ng hình thành m ch máu mà không c n b t k ho

ph n các axit béo c a lipid t ng s trong gan, th n và não c a chu t b b nh ti u

ng tuýp II gây ra b i streptozotocin (STZ)-nicotinamide [23].K t qu cho th y, THC không nh ng hi u qu trong vi c ch a ti ng và gi m m

m ch máu chu t thông qua vi c nâng cao sinh kh d ng NO, làm suy gi m s m t cân b ng oxi hóa và gi m s các mô khác [38] Ngoài ra, THC còn

hi n nh ng tác d ng có l i v i các b nh v thoái hóa th

Alzheimer [7] Giá tr IC50 c i v i tác nhân acetylcholinesterase gây c ch

ho ng c a ch t truy n d n th n kinh acetylcholine cao g i curcu

1.3.3 Ứng dụng của THC

Các ph n ng dây chuy n g c t ng x y ra trong h u h t các ph n nthoái hóa sinh h c Các g c t do trên b m c t o do tia t ngo i, hóa ch tcác y u t stress, ng làm lão hóa da THC lo i b các g c t do và do v y

s d ng ch t béo b ng vi c c ch quá trình ôxi hóa ch t béo V i tác d ng ch ng viêm t t k t h p v i ch ng ôxi hóa m nh, THC tr nên h c s dthành ph n c a các ch ph m ch ng lão hóa và dùng ngoài nh m duy trì s c kh e và

s m n màng c a da Tác d ng ch ng ôxi hóa c a THC còn có th làm ch m quá trình

khi ng d ng trong ngành công nghi p y- c ph m, th c ph m và m ph thay

th các ch t ch ng oxi hóa t ng h p hi c s d ng [36] Trong th c ph

c dùng làm ch t ch ng oxi hóa Y h c dùng THC trong vi c h tr u tr

k oC L c, r a ch t r n t o thành, tinh ch 2 4

nc 98 99oC v i hi u

áp su t khí quy n hydro t i nhi phòng Sau ph n c tinh ch

u ch cho hi u su t 42,5% [31] 2,Adams và Voorhees i xúc tác PtO

ti n hành ph n ng trong dung môi etanol ho c axit axetic áp su t 2,0 kg/cm3, th i

:1:1

So v i PtO2, xúc tác Pd trên ch t mang cho hi u su [11, 22, 4

42, 45, 49] Ví d , khi ti n hành ph n ng hydro hóa curcumin 1 atm H2 t i nhi

hi u su t 71,6% [22] 4 xúc tác cho hi u su

78% áp su t 20 psi H2 trong dung môi acetone [42] Ngoài ra, theo nghiên c u c a

Tangyuenyongwatana, s n ph m c a quá trình hydro hóa Curcumin trên xúc tác Pd/C

t b ph n ng hycube) và kh

khi tinh ch c THC v i hi u su t ~ 60% [49]

Bên c nh các kim lo i quý, kim lo i chuy n ti p nhóm d c s dlàm xúc tác cho quá trình t ng h p THC t curcumin Akio Minura và c ng s [6]

ti n hành ph n ng trong khí quy n hydro, dung môi axeton 30oC, s d ng 50% xúc

tác Niken-Raney Sau 2h ph n ng, h n h p s n ph c tinh ch b ng s c ký c t

Hi u su t thu nh n THC 67%

Ngoài ra, Byeoung-Soo Park và c ng s [35] l i ti n hành chi t và phân l p THC và các curcuminoid khác t c ngh khô b c ký c t sili

T 5kg b t ngh c 38mg THC, 380mg Curcumin, 79mg DMC và 71mg

i tác d ng c a vi sinh v t [55] Các tác gi s d ng ch ng n m men Pichia kudriavzevii c phân l p t t làm xúc tác sinh h c cho quá trìnhchuy n hóa này 30oC trong 24h S n ph m sau khi tinh ch c THC (64,05%)

Trung tâm Hóa th c v t Vi n Hóa h c công nghi p Vi

curcuminoid v i quy mô g n 2.000kg nguyên li u/ m V i s ch ng v nguyên

li u curcuminoid và theo m t yêu c u c T

tetrahydrocurcumin (curcumin tr ng) ng d ng trong m ph m và công ngh th c

ph t qu cho th y t i áp su t 4 bar và 70oC trong th i gian 3h, s d ng xúc tác

CHƯƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Vật liệu nghiên cứu

2.1.1 Nguyên liệu

Vi t Nam chi t su t t c ngh vàng n 95%

2.1.2 Hóa chất và thiết bị nghiên cứu

2.1.2.1 Hóa chất nghiên cứu

B ng 2.1 Danh m c các hóa chả ụ ất đã sử dụng trong nghiên c u ứ

2.1.2.2 Thiết bị nghiên cứu

tài s d ng m t s thi t b ph c v thí nghi m chính sau:

- Thi t b s c ký l ng cao áp HPLC (Alliance 2695 Water M )

- Thi t b ph n ng cao áp Parr Inst (M )

- Thi t b m ch y Gallenkamp capillary

- Thi t b Xevo TMQS (Water, M )

- Thi t b NMR Brucker AVAN 500 MHz

- Ngoài ra nghiên c u còn s d ng m t s thi t b và d ng c phòng thí nghi m

n t 2 s (Trung Qu c),

Qu c), Pipet chia v ch 1mL, 5mL, 10mL (Trung Qu c),

Hình 2.1: Thiế ị t b ph n ứả ng cao áp Parr Inst (M ) ỹ

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ tinh

chế curcuminoid từ hàm lượng 95% lên 98%

2.2.1.1 Thiết kế thí nghiệm: Quy trình tinh chế curcuminoid từ hàm lượng

95% lên 98%

Curcuminoid 95%

Kết tinh lần lại

Nước ót

Hình 2.2: Quy trình tinh ch ế curcuminoid hàm lượng từ 95% lên 98%

c k t tiThuyết minh quy trình:

các h dung môi khác nhau Quá trình k c th c hi n b ng cách hòa tan ho

ng t i thi u dung môi hacetone, ethyl acetate) t i nhi sôi, có khu y tr n, b c c t ho c n-he

n các t l thích h p Quá trình k c th c hi n t i 5oC, trong 4h S n ph m

sau k c l c hút, s n kh oC Các thí nghi i t i 80c

ti n hành v i 2 m u song song H n h p s n ph

nh b

c th c hi n d a trên thi t k nghiên c u mô t trong hình 2.2

2.2.1.2 Ảnh hưởng của dung môi đến hiệu suất phản ứng

dung môi bao g m: methanol: c (t l 50:50 ÷ 90:10), axeton: c (t l 50:50 ÷ 90:10); ethyl axetate:n-hexane (40:60 ÷ 80:20) M i thí nghi c ti n hành t i thi u 2 m u song song

2.2.1.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ kết tinh đến hiệu suất phản ứng

ng c a nhi k c th c hi n trong kho ng 0-20oC Quá trình

80%.M i thí nghi c ti n hành t i thi u 2 m u song song

2.2.1.4 Ảnh hưởng của thời gian kết tinh đến hiệu suất phản ứng

ng c a th i gian k c th c hi n trong kho ng 1- Q5h

M i thí nghi c ti n hành t i thi u 2 m u song song

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến

c n p vào kho ng không gian h trong bình ph n 2 Quá lo i b O

ho c k t tinh l i.

Curcuminoid 98%

t o THC c n ph i ti n hành ph n ng hydro hóa curcumin (ph n ng kh )

v i s có m t c a xúc tác Ph n kh hay bão hòa các ch t h

là anken Ph n ng hydro hóa không s d ng xúc tác ch x y ra nhi r t cao (

>480oC) Hydro g n vào các n i ba trong các hydrocacbon y,

ng kh g m 3 thành ph n tham gia: ch

th c hi n các nhi và áp su t khác nhau ph thu c vào ch t tham gia ph n ng

và ho t tính c a xúc tác Ph n ng có tính ch n l i v i các n

2.2.2.2 Nghiên c u l a ch n xúc tác phứ ự ọ ản ứng phù h p cho quy trình bán ợ

tổng hợ THCp

Thông qua các tài li u tham kh o, chúng tôi l a ch n 4 lo i xúc tác PtO2,

Raney- ckel, Pd/C, Zn-Ni NiCl2 cho qua trình bán t ng h ng lo

i v i xúc tác Zn-NiCl2, ph n c ti n hành trong 3 h, t l Zn/NiCl2/curcumin: 1:6:1,5 trong 250 ml dung môi ethanol 80% trong bình 500 ml v i

s h tr c a sóng siêu âm

H n h p sau ph n c l c, c t lo i dung môi, s n ph c tinh

b ng c t s c ký silica gel c h t 230-400 mesh (4 cm × 30 cm), s d ng h dung môi n-hexan/ethyl acetate (40:60) n ch c gom chung và c t lo i dmôi S n ph c là d ng THC tinh khi t.M i thí nghi c ti n hànthi u 2 m u song song

2.2.2.3 Khảo sát lựa chọn dung môi tối ưu cho phản ứng

Trong ph n ng hydro hóa, dung môi s d c l a ch n d a trên kh hòa tan curcumin, d a trên tiêu chí này, chúng tôi ti n hành kh o sát v i dung môi

methanol, ethanol, acetone và ethyl acetate Ph n c th c hi n t i 4 bar, 70oC, 3

h, trong 500 ml dung môi, dung môi ph n c l a ch n d a trên phân tích TLC sau 3h ti n hành ph n ng Quá trình tinh ch và thu nh n s n ph c ti n hành

trong m c 2.2.2.1.M i thí nghi c ti n hành t i thi u 2 m u song s

2.2.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của áp suất đến hiệu suất phản ứng

Các thí nghi m nghiên c u ng c a áp su t ph n n hi u su t

h c ti n hành t i áp su t 1-7 bar t i 70oC trong 3h, t l xúc tác/nguyên li u

s d ng là 2/10 Ph n c ti n hành trong 1L dung môi acetone Quá trình ph n

ng và tinh ch s n ph c th c hi trong ph n 2.2.2.1 Mnghi c ti n hành t i thi u 2 m u song song

2.2.2.5 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất phản ứng

Ph n c kh o sát trong kho ng nhi oC, t i 3,5 bar và 2,5h 30 90

Quá trình ph n c theo dõi b ng TLC sau m i 30 phút Sau khi k t thúc, dung

c a áp su t ph n n hi u su t t ng h c ti n hành t i áp su t 3,5

70oC trong 2,5h Thí nghi c theo dõi trên TLC sau m i 30 phút Quá trình thu

nh n và tinh ch c th c hi m c 2.2.2.1.M i thí nghi

ti n hành t i thi u 2 m u song song

2.2.2.8 Nghiên cứu phương pháp thu hồi và tái sử dụng xúc tác

Xúc tác sau ph n c thu h i, r a s ch b

s ch b m t v i s tr giúp c a sóng siêu âm Ph c tái scác ph n ng ti p theo Các thí nghi m nghiên c u ng c a xúc tác tái s d ng

n hi u su t thu nh c ti n hành t i áp su t 3,5 bar, 70oC trong 2,5h, t l

xúc tác/nguyên li u 3/10 trong 1L dung môi acetone ch a 50 g curcumin Thí nghi m

c theo dõi trên TLC sau m i 30 phút Quá trình thu nh n và tinh ch c

th c hi trên M i thí nghi c ti n hành t i thi u 2 m u song

2.2.2.9 Nghiên cứu các điều kiện kết tinh THC thô

H n h c sau khi hydro hóa cur c lo i b xúc tác, cô

áp su t gi lo i hoàn toàn dung môi acetone C c hòa tan trong dung môi ho c h dung môi k t tinh t i nhi sôi, có sinh hàn h

phút t i các t l ch t tan/dung môi: 1/5 1/30 H n h c gi m nhi v phòng Quá trình k c th c hi n t i 5oC trong vòng 18-20h Sau k t tinh,

tinh th c l c hút, r a l i b ng 50 ml dung môi k t tinh ( 5oC) 1 l

và n-hexan: etyl axetat = 2:3 (v/v) c sóng s d quan sát ng c a m

s y u t n hi u su t ph n n tinh khi t c a s n ph m

2.2.4.3 Các phương pháp phân tích phổ

- HPLC: c t RP C18,- h t nh i 3,5 µm ng kính 4,6mm, chi u dài 150mm Pha

ng MeOH/H2O: 86/14 (v/v) Th i gian ch y m u 30 phút/m u s d ng detector

PDA c sóng 265nm trên thi t b HPLC (Waters-M )

- Ph -TQMS, hãng Waters-m , ngu n ion hoá ESI, nhkhí nebunizer 325oC, áp su n áp ion hoá 4,2Kv

2.2.5 Phương pháp tính hiệu suất thu hồi sản phẩm.

Hi u su t thu h i s n ph m c tính theo công th c: