Khóa luận tốt nghiệp Hóa học: Khảo sát quá trình phối huyền phù curcuminoid trong hệ nền thạch agar

Huyền phù curcumin trích ly từ củ nghệ vàng Binh Dương được đưa vẻ dạng huyền phù trong nước dang submicron có kích thước hạt vào khoảng 487 nm xác định bằng DLS, hình cầu xác định bằng

TRUONG ĐẠI HỌC SƯ PHAM TP.HCM

KHOA HÓA HỮU CƠ

LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THU vIEN |Trưởng Ba

—WP HỖ-CHÍ-MINH - h

Thanh phố Hỗ Chi Minh, tháng 5 năm 2010

GVHD; TS Lê Thị Hong Nhan SVTH: Phan Minh Hạnh

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô Lê Thị Héng Nhan, người da

tận tỉnh hướng dẫn tôi trong suốt quá trinh thực hiện luận van Cảm ơn cô đã truyềnđạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm vô cùng quý báu trong suốt thời gian thựchiện Luận Văn Tốt Nghiệp

Xin chân thành cam ơn quý thay cô trong bộ môn Kĩ thuật Hữu cơ trường ĐạiHọc Bách Khoa TP HCM và thay cô trường Dai học Sư Phạm TP.HCM đã hết lòng

giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành luận văn này.

Va trên hết con xin bảy tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với gia đình đã động viên

giúp con thực hiện luận văn nảy.

Ngày 10 tháng 5 năm 2010

Sinh viên thực hiện

Phan Minh Hạnh

GVHD: TS Lê Thị Hỏng Nhan SVTH: Phan Minh Hạnh

TOM TAT LUẬN VAN

Curcumin, hoạt chất có hoạt tinh sinh học cao được thứ nghiệm phối vào nén

thạch agar từ tảo biển Dựa trên các điều kiện kháo sát và tính kinh tế thì tim được

tý lệ nước/hột agar thích hợp đẻ tiến hành phổi chế curcumin là 80/1(ml/g) Huyền phù curcumin trích ly từ củ nghệ vàng Binh Dương được đưa vẻ dạng huyền phù

trong nước dang submicron có kích thước hạt vào khoảng 487 nm (xác định bằng

DLS), hình cầu (xác định bằng SEM) được phối vào nên agar với các tý lệ 8%, 9%,10%, 113% Cam quan vẻ màu sắc, mùi vị, độ trong suốt, cơ tính của sản nhâm thayđổi nhiều theo tỷ lệ phổi Hình thái hệ thạch agar qua SEM có dang san sii, không

đồng nhất Các hạt curcumin trong hệ thống mạng có dạng hình cầu va phân bé rất đều, kích thước gắn như déng nhất, có size khoảng 1100-1200 nm do sự kết tụ của cúc hat curcumin nhỏ hơn Sự biến đối theo thời gian của các mẫu với tỷ lệ phối

trộn khác nhau đều diễn biến không giống nhau va tùy thuộc tỷ lệ phối trộn Sự biến

đổi curcumin trong hệ tương đối cao, khoảng 30.6% sau 5 ngày khảo sát ở tỷ lệ phối8% và 11.8% ở tỷ lệ phối trộn 11% Với những kết quả của nghiên cứu này sẽ giúpthu ngắn cho quá trình nghiên cứu tiếp theo tạo ra sản phẩm có tên gọi “Thực phẩm

chức năng” trên thị trường.

GVHD; TS Lé Thị Hong Nhan _ SVTH: Phan Minh Hạnh

DANH SÁCH CAC TỦ VIỆT TẤT :t2các:cci266002600266 0/000 0ảdtG 2ã vii

LỢI MÔ ĐÀ): 66t 16duxdc6ladgttoaigsoitt\fcioss6savudc viii

I2, GEONDO seavkiceicee(dkcitdsccoiCkt (140 (4465614366414458602002265ÁA §

1.3 Giới thiệu về công nghệ nano «o5-s<ssasscsessseseosesessessssssees Í

1.3.1 Tổng quan vé vật liệu nano: [ 16-lẨ] 2- 5< ssc5sxecevszce 18

1.3.2 Kỹ thuật cơ bản của công nghệ nano{ | 9| -5 5-5-<<5<~+ 20

1.3.3 Các dang hạt nano [ 16] 22-©2s22S2S4£EEE24££EEEZEE41ZE223272222 222202 20

1.4 Agar hay Agar - agar |25-27|, «-seeseeese oppn2ee070994000000e40 23

ĐA.) mm 23

WARS SEI hp): c“ 24 BiG, ( cí: ¡ ¡NNnnnaaeaaaeaa c 25 CHƯƠNG2: THỰC NGHIỆM s«5-<ssse- 28

MM Rk so | a, |

GVHD: TS Lẻ Thi Héng Nhan SVTH: Phan Minh Hanh

33; NDA dung nghiÊn elie ssssssesiccanssiiscscnaciscecscsecsensaiate anion ssstnatvatasattsoodts 28

2.3 Nguyên liệu, hóa chất và thiết bj thí nghiệm cccseecssseessesesseeeeeereees 29

2.4 Phương pháp nghiên ciru 0ssssseersreneerenseeesensenneennsneetesernsnesnenensnsnes 29

GT; TênhH giá CĂN] QUA &cwkxid6siiaá004ii006)1200 16106000061 dwazaes 29

2.4.2 Phương pháp đo độ Win kim cà nieeeieerire 30

2.4.3 Phương pháp đo màu theo hệ mau CIE - 52 552552vv2:22 31

1c Si Q0 Hi Bế BÀ La eeenedeenieeereaeesdeeawesgoserne 332.4.5 Xác định phân bố kích thước hạt - 5S 5scS5Szccxeccceicvke 332.4.6 MAC dink bề mặt sản phẩm, ìễ.oeễŸĂee=ẴŸeSSnieee 33

2.5 Nội dung thực hiện c.occocSsoeesesenseoeessSsesseoneeseoesseeoseodsoae-SỆ

2.5.1 Khảo sát hệ nên thạch agar 22 52 2222 e2 c2 342.5.2 Chuẩn bị địch nghệ dạng huyén phù -6-55-ccecceevrseee 34

2.5.3, Khao sát quá trình phối hoạt chất curcumin vào hệ nên thạch agar: 362.5.4, Khảo sát độ bên sản phẩm thạch agar-nghệ 225-5525 36

CHUONG 3: KET QUA VA BAN LUAN cc:sssssssssecssssecssssccesnsesssneseen 39

3.1 Đánh giá hệ nền thạch agar ccccccsessssseeccsessssssesssessseessnssssseessssesssessssssessseee 39

3.2 Kết quả khảo sát tính chất dịch cái huyền phù eureumin 41

3.3 Đánh giá quá trình phối hoạt chất curcumin vào hệ nền thạch agar: 45

3.4 Đánh giá độ bền sản phẩm thạch agar-nghệ -‹‹‹s«- SD

CHUONGS:: KETEU NGGut dt ca c( 002 d eS 54

PHU LUC ¬ 50 „

GVHD: TS Lê Thị Hang Nhan SVTH: Phan Minh Hạnh

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1.1: Cây nghệ vàng Cưrcưma longa Ù àăsằĂSsenieeeeirrrerrrsree 6

Hình 1.2: Công thức cầu tạo của hợp chất curcuminnoid 2 sssscss 8

Hình 1.3: Cac đồng phân cis-keto, trans-keto va enol của cureumin 9

Hình 1.4: Quá trình tautomer hóa của các dẫn xuất curcuminoid 9

Hinh 1.5: Cấu trúc không gian cua curcumin dang enol và diketone 10

Hình 1.6: Các nhom chức có hoạt tinh sinh học trong cureumin 10

Hình 1.7: Các dang phan ly của curcumin - 5 5s àS<22k 1x II Hình 1.8: A Sự tăng đáng ké điện tích bẻ mặt nhờ giảm kích cỡ hạt [20] 18

Hình 1.9: Hiệu quả của đường kính hat ran trong thi dụ gia định về tinh tan 19

Hình 1.10: Giảm khoáng cách khuyếch tán h và như thé tăng gradient nông độ (c;-e,}⁄h vả cuối củng trong tốc độ hòa tan de/dt = D.A (c¿~c,)/h [20] 19

Hình 1.11: Sự thay đổi mau sắc theo độ lớn của kích thước hạt 19

Hình 1.12: (A) Bottom-up process and (B) Top-down process 20

Hình 1.13: Hệ vi nl ccrcscesscsssoreessssessersosssecseseessenseenesssosennsseesenssensertessarensens 21 I BiG N X—-L=- -.š su ẽ 22 Hình 1151: 8TRDEDHEG (G000 1Á/2(00G00AI0X6ÀW44i 6ä 22 Hình 1.16: rramocapstile cc c.scesscccsesscserses sncses vvsvcensvecceesvevscesreceaessteeave reenter sovsecnieeee 22 Hà: 1-17: Wposome 22s eR a a C220 1.66 23 Hình 1.18: Cấu trúc của một polymer agarose .0: :csesssseeccessseeseseeeeneesneeeensesnee 24 Hình 1.19: Cơ chế tạo gel của Agar nniieriiiiriiiirrriiiee 24 Hình 1.20: Chuyén đổi các tiên thân của agarose vào agaropcctin 25

Hình 2.1: Sơ đồ quy trình nghiên Cttu esssessesseesssnereseesneteneennensnenarsnerenvecnee 28 HN: đái DOE TRG GA NI keauox6iseokeeoaeeoassedoeteseeaneeoeeddoeoanoee 29 Hình 2.3: Sơ đô hệ thống đo độ lún kim (55-5 55550615591 12cscsvee 30 Hình 2.4: Không gian mau CEI Lab và CEI L.C s- 5555 31 Hình 2.5: Sơ đỏ tách curcuminoid từ nghệ vàng Curcuma longa L Binh Dương35 Hình 3.1: Độ lún kim hệ nên agar tại các tỷ lệ khác nhau 5 40

Hình 3.2: Do thị do độ sang L cua hệ nen agar tại các ty l¢ khác nhau 40

Hình 3.3: Đỏ thị do cường độ mau C của hệ nên agar tại các ty lệ khác nhau 40

GVHD: TS Lê Thị Hẳng Nhan 7 SVTH: Phan Minh Hanh

Hình 3.4: Đỏ thị do góc mau h của hệ nên agar tai các ty lệ khác nhau 40

Hình 3.5: Đỏ thị đường chuẩn dung dich curcuminoid trong EtOH 42

Hình 3.6: Huyền phủ curcumin trong hệ dung môi nước -.s¿55552 42 Hình 3.7: Phân bó kích thước hạt của huyền phủ curcumin - - 43

Hình 3.8: Kết qua do SEM của dich huyền phủ curcumin 5555 44 Hình 3.9: Độ lún kim sản phâm thạch agar-nghệ 2-©25S vs cv 46 Hình 3.10: Đồ thị do độ sáng L của san phẩm agar-nghệ -.- 46

Hình 3.11: Dé thị do cường độ màu C của sản phâm agar-nghệ 46

Hình 3.12: Đồ thị do góc mau h của sản phẩm agar-nghệ 222- 5< 46 Hình 3.13: Kết quả do SEM của mẫu agar có phối tý lệ huyền phủ curcumin 11% tại các mức phóng đại khác nhan — - ẴẰ-.eSSĂSe-.- 48 Hình 3.14: Độ lún kim sản phẩm thạch agar-nghệ qua các ngảy - 49

Hình 3.15: Đỏ thị đo độ sáng L của sản phẩm agar-nghệ qua các ngày 50

Hình 3.16: Dé thị do cường độ màu C của sản phẩm agar-nghệ qua các ngày 50

Hình 3.17: Đỏ thị đo góc màu h của sản phẩm agar-nghệ qua các ngảy 50

Hình 3.18: Dé thị biểu điển độ biến đổi hàm lượng curcuminoid theo thời gian 5 I

vị

GVHD: TS Lê Thị Hồng Nhan SVTH: Phan Minh Hạnh

DANH SACH CAC BANG

Bang 1.1: Thanh phan dinh dưỡng của nghe ceccsesscsoosessnsecensesnererseessnessnneses 7 Bang 3.1: Đánh gid ngoại quan hệ nén agar tại ty lệ khác nhau 39 Bang 3.2: Khảo sát độ hap thy A của dung dịch chuắn 555525552 4I

Bang 3.3: Kết quả khảo sát tính chat của hệ dich cái huyền phù curcumin 42

Bang 3.4: Đánh giả ngoại quan sản phẩm thạch agar-nghệ tại ty lệ khác nhau vào

nhảy bạn A aise 6 spi cia Sieh ne eaten 45

DANH SACH CAC TU VIET TAT

GVHD: TS Lê Thị Hồng Nhan SVTH: Phan Minh Hạnh

LOI MỞ DAU

Theo nhiều báo cáo nghiên cứu lâm sảng hiện nay, thi hoạt chất curcuminoidtrong nghệ vắng (Curcuma longa L) được xem là một trong những chất có hoạt tính

sinh học cao Chúng có kha năng hỗ trợ va điều trị nhiều bệnh như tiêu đường, viêm

khớp, alzheimer, ung thư, u mach mau gan, khối u ác tính, chồng oxy hóa, và giảm

Nghiên cửu ứng dung curcuminoid vao đời sống đẻ cơ thé có thẻ tiếp cận va

hấp thụ nó một cách tối ưu nhất là một trong những van đẻ thiết yếu Tuy nhiên,

curcuminoid có khả năng hoà tan trong nước kém, điều này cân trở nhiều độ hap thu

cũng như sự thất thoát hoạt chất Dé tăng cường hiệu quả sử dụng thì công nghệ

nano đang là một trong những con đường mang nhiều kết quả đáng kinh ngạc

Trong định hướng trên, đề tài “háo sá quá trình phối huyện phù curcuminoid

trong hệ nên thạch agar với định hưởng sử dụng làm thực phẩm chức năng" đã

được thực hiện Đây sẽ là những nghiên cứu cơ bản ban đầu cho quá trình tạo ra sản

phẩm hoản chỉnh đưa vào sản xuất thực tế trong thời gian sắp tới.

vin

CHUONG I

TONG QUAN

GVHD; TS Lé Thị Hồng Nhan SVTH: Phan Minh Hạnh

CHUONG 1: TONG QUAN

1.1 Thực phẩm chức năng |1 2|

1.1.1 Định nghĩa

Có rat nhiều định nghĩa vé thực phẩm chức nang, song tat cả đều thông nhất

cho rằng: thực phẩm chức năng là loại thực phẩm năm giới hạn giữa thực phẩm (truyền thông - Food) va thuốc (Drug).

Bộ Y tế Việt Nam: Thông thư số O8/TT-BYT ngày 23/8/2004 vẻ việc “Hướngdẫn việc quan lý các sản phẩm Thực phẩm chức năng” đã đưa ra định nghĩa: “Thue

phẩm chức nang là thực pham ding dé hỗ trợ chức nang của các bộ phan trong cơ

thẻ người có tác dung dinh: dưỡng, tạo cho cơ thé tinh trạng thoái mái tăng sức dé khang và giảm bớt nguy cơ gảy bệnh”.

1.1.2 Phân biệt giữa thực phẩm chức năng với thực phẩm truyền

Thực phẩm chức năng được sản xuất trên nguyên tắc bỏ sung một số thành

phan có lợi và loại bớt một số thành phần bắt lợi Việc bổ sung hay giảm bớt phải

được chứng minh va cân nhắc một cách khoa học, được cơ quan nha nước có thẳm

quyền cho phép Thực phẩm chức năng có tác dụng với sức khỏe nhiễu hơn là các

chất dinh dường thông thường Nó rất ít tạo ra năng lượng như các loại thực phẩm

truyền thông Liêu sử dung thực phẩm chức năng thường nhỏ, chi vài miligam như

là thuộc.

4 Điểm khác nhau giữa thực phẩm chức năng và thuốc:

Thực phẩm chức nang được nhà san xuất ghi trên nhãn là thực phẩm còn thuốc

được công bó là sản phẩm thuốc có tác dụng chữa bệnh

tv

GVHD: TS Lê Thị Hồng Nhan SVTH: Phan Minh Hanh

1.1.3 Vai trò của việc sứ dung thực phẩm chức năng

Sức khỏe của con người tùy thuộc vao các yếu 16 như di truyền môi trưởng

song dinh dưỡng va phòng trị bệnh, trong đó việc dinh dưỡng dé phòng ngừa các

bệnh tật đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ sức khóc.

Nhiều nghiên cứu khoa học đã chi ra rằng, tằm vóc thân thẻ thé lực con người

do các yêu tỏ như: đỉnh dưỡng di truyền thé dục thé thao, môi trường Theo đó.yêu tô dinh đường chiêm ty trọng cao nhất 31%, tất nhiên là bảo đảm đủ chat vaphải có chế độ đinh dưỡng hợp lý Tia phóng xa, tia cực tím chat thai công nghiệp

khí thai 6 tô xe máy, nguồn nước ô nhiễm là những tác động có hại va là nguyễn

nhân chính của các bệnh tim mach, ung thư, và các bệnh nguy hiểm khác Ngoài ra,sức khỏe của chúng ta còn bị ảnh hưởng bởi sự căng thăng, áp lực nhiều mặt trong

cuộc sông Tất cả những nguyên nhân trên đã làm cho hệ miễn dịch không có đủ

điều kiện hoạt động sức dé kháng của cơ thé ngày một kém đi và cơ thẻ rat dé mắc

bệnh.

Với việc sử dụng thực phẩm chức năng mỗi ngảy đã có những tác động rat hiệu

quả trong việc hỗ trợ điều trị và phòng chẳng một số bệnh Nhờ tính chất chống oxy

hóa, tăng miễn dịch giúp các tế bảo cơ thé chéng lại sự lào hóa, giúp bổ sung cho cơ

thé những vitamin và khoáng chất là những nhóm chất hữu cơ cần thiết ma cơ thé

không thé tự tổng hợp được Các nha khoa học cũng dự bảo rằng: Thực phẩm chức năng chính là thức ăn của con người thé ky 21.

4$ Chức năng cơ bản của thực phẩm chức năng

- Chức năng thai độc: Dua ra khỏi cơ thể những chất cặn bã, chất độc đã lưu trữ

lâu ngày, chú yếu là theo đường bài tiết, có thế qua da

- Chức nang dinh dưỡng: Bỏ sung các vi chất đình đường can thiết vào từng tế

bảo.

- Chức năng bao vệ: Giúp cơ thé chong lại các tác nhân có hại từ môi trường

bên ngoài.

1.1.4 Phân loại thực phẩm chức năng [2|

% Phân loại theo cau trúc các hoạt chất chức năng:

1 Các chất xơ chức nang trong dinh dường: Chống táo bón chậm hap thu

GVHD: TS Lé Thị Hong Nhan SVTH: Phan Minh Hạnh

đường giảm hấp thu cholesterol, tốt cho tim mạch

2 Các loại đường đa phân tử chức năng (Oligosaccharid): Cham hap thu đường

tit cho bệnh tiểu đường: có tác dụng như một prebiotics, tốt cho hệ VSV hữu ich

trong đường ruột.

3 Acid amin, peptid va protein: Điều trị phục hỏi sức khỏe, nâng sức dé kháng

bệnh.

4 Vitamin và khoảng chất: Tham gia cấu trúc enzyme, nắng cao sức dé kháng

bệnh.

5 Vi khuẩn sinh acid lactic, acid butyric: Tốt cho sức khỏe đường ruột

6 Acid bẻo chưa no: Giảm cholesterol xấu LDL-cholesterol Cấu trúc mang tế

bào.

7, Các loại sắc tô thực vật: Chong oxyhóa; tiên vitamin, chong viêm, phòng

ngừa một số bệnh ung thu,

8 Các chất dinh dưỡng chức năng khác

4 Phân loại theo loại nguồn gốc thực phẩm:

1 Thực phẩm chức năng có nguồn gốc thực vật: Đậu nành; cả chua; tỏi; các loại

rau cái (Broccoli và Cruciferous Vegetables); cam quit; rượu vang và nho đỏ, nho

tím; gắc; trà xanh; dâu tây

3 Thực phẩm chức năng có nguồn gốc sinh vật biển: Rong biển và sản phẩm

của chúng: Chitin va chitosan

4 Thực phẩm chức năng có nguồn gốc động vat: Ca va dau cá: sữa và sản phẩm

sữa

5 Thực phẩm chức năng co nguồn gốc từ nắm ăn va nam thuốc: Nắm mèo, nam

mỡ nắm đông cô, nắm linh chi, nắm đông trùng hạ thao

1.1.5 Tình hình phát triển TPCN trên thế giới và khu vực:

+ Phát triển sớm nhất: Trung Quốc,+ Nhật Ban: ban hành luật Quan lý TPCN sớm nhất (1994) và bình quân đầungười dùng TPCN cao nhất: 126 LISD/người/năm — vi thé người Nhật có tudi thọ

cao nhất và DALE cao nhất (74,5%)

GVHD; TS Lẻ Thị Hồng Nhan " SVTH: Phan Minh Hạnh

+ Mỹ: Tập trung cho nghiên cứu vẻ TPCN nhiều nhất va tỷ lệ sử dụng TPCN

ngày cảng gia tang: bình quân dau người/năm là 67,9 USD Những người trưởng

thành dùng TPCN thường xuyên năm 2006 là 40% đến nam 2007 da tăng lên 529.

+ Các nước Châu Âu: cùng rất chú ý đến TPCN vả sử dụng bình quan đấu

người/nâm là 51,2 USD,

+ Thể giới da thành lập Hiệp hội TPCN quốc tế (International Alliance of

Dietary/SupplemenL Association - LAI)SA): đã có gắn 60 nước thành viên.

+ Khu vực: cũng đã thành lập Hiệp hội TPCN ASEAN (ASEAN Alliance of

Health Supplements Associations - AAHSA): hiện có 6 nước thành viên.

+ Các nước khác như: Mỹ, Nhật, Trung Quốc, Hàn Quốc đẻu có Hiệp hội

TPCN.

+ Tai Việt Nam:

- Các san phim TPCN của nước ngoài cũng ảo ạt nhập vao Việt Nam và các

doanh nghiệp trong nước cũng bắt đầu sản xuất Thực phẩm chức năng nhất là cácCông ty Dược, các cơ sở thuốc Y học cế truyền dân tộc

- Người din dân dẫn thấy rõ tác đụng to lớn của TPCN Phân lớn những ai dicông tác ở Mỹ hoặc nước ngoài, đều mua quả là TPCN đem vẻ dùng cho gia đình

và biếu bẻ bạn Trong xã hội, vấn đề: “Hiéu đúng - lam đúng và dùng đúng " về

TPCN còn hạn chế Vi vậy làm can trở phát triển một ngành san xuất kinh tế “ichnước lợi dân " và cản trở quyền được sử dụng các sản phẩm ưu việt dé tăng cường

Củ nghệ là một loại dược thảo thiên nhiên có từ lâu đời và được ứng dụng rộng

rai trong nhiều lĩnh vực như y học, my phẩm thực phẩm [3-7]

Ở Việt Nam, nghệ được phân thành nhiều loại khác nhau: nghệ hay nghệ vàng

5

GVHD; TS Lê Thị Hong Nhan ¬ SVTH: Phan Minh Hanh

(Curcuma longa L.), nghệ rẻ vàng ( Curcuma xanthorrhiza Roxb.), nghệ trắng

(Curcuma «aromatica Salish), nghệ xanh (Curcuma aeruginosa), nghệ tim

(Curcuma zedoaria (Berg.) nRose), nghệ den (Curcuma zedoaria Rocco)

=> Trong đó, Nghệ vàng Curcuma longa L có nhiều thành phan hóa học có

hoạt tinh sinh học cao va trở thành dé tai khoa học của nhiều nhà nghiên cứu.

1.2.1.1 Mô tả cây nghệ vàng:

Họ : Gừng (Zingiberaceae).

Nghệ là cây thân thảo, cao 0.6 đến Im Thân rẻ to, có ngắn, phân nhánh thành

nhiêu nhiêu củ hình bau dục mau vàng sim đến vàng đó, rất thơm Thân rễ sống nhiều năm, thân khí sinh tàn lụi hàng năm Lá hình trái xoan, thon nhọn ở hai đẳu,

hai mặt đều nhẫn mau vàng lục, đài 30 + 40em, rộng 10 + 15cm, cuống lá có be

mọc thăng từ thin rẻ, mép nguyên uốn lượn, be lá rộng và dai [1 5-9]

Cụm hoa hình trụ hoặc hình trứng đính trên một cán mập dài đến 20cm mọc tir

giữa tim lá; lá rời màu rất nhạt những lá phía dưới mang hoa sinh sản màu lục

hoặc mau tring nhạt những lá gắn ngọn không mang hoa hẹp hơn và pha máu hỏng

ở đâu la: dài có 3 răng khong đều: trang có ông dai, cánh giữa đài hơn các cánh ben, máu vắng: nhị có bao phan có cya do một phan lôi của trung đới ở dudi các ô: nhị

6

GVHD: TS Lẻ Thị Hồng Nhan _ SVTH: Phan Minh Hạnh

lép dai hơn bao phan; cánh mỏi gan hình mat chim, hơi chia 3 thuỷ; bau có lông.

Qua nang 3 6, mở bang van; hạt có áo.

1.2.1.2 Phân bố - Sinh thái: [10]

Nghệ có nguồn gốc từ An Độ Ngảy nay , nghệ là một cây trồng quen thuộc ở

khắp các nước vùng nhiệt đới, từ Nam A đến Đông Nam A và Đông A.

Ở Việt Nam, nghệ cũng được coi là loại cây trồng cô ở khắp các địa phương từ

vùng đông băng ven biên đến vùng núi cao trên 500m.

Nghệ là cây ưa ẩm ua sáng và có thé hơi chịu nóng: cây có biên độ sinh thái

rộng thích nghi được với nhiều tiểu vùng khí hậu khác nhau Với mùa đông lạnhkéo dai nghệ van tôn tại và sinh trướng phát triển tốt

Nghệ có trữ lượng khá déi dào ở Việt Nam Bên cạnh nguồn cung cấp đo trồng,

một số địa phương phía Bắc, nghệ mọc hoang dai ước tính trừ lượng đến 1000 tắn.

Riboflavin

GVHD: TS Lẻ Thi Hồng Nhan SVTH: Phan Minh Hạnh

| Niacin (mg) - 48

Acid ascorbic (my) 50

1.2.2 Curcuminoid

Nghe chứa nhiều thành phan khac nhau (curcumin, demethoxycurcumin,

bisdemethoxycurcumin, zingiberence, curcumenol, curcumol, turmerin ) Trong

do đáng chú ý lá ba hoạt chất chính curcumin, demethoxycurcumin,

bisdemethoxyeurcumin với tên gọi chung là curcuminoid có nhiều hoạt chất quỷ,

được ứng dụng trong nhiêu lĩnh vực

Trong đó, curcumin chiếm 50 - 60%, demethoxycurcumin chiếm 20 - 30%,

còn bisdemethoxycurcumin chiếm khoảng 7 — 20%, tùy loại nguyên liệu nghệ va

điều kiện chiết tách Dé chỉ hỗn hợp của ba dẫn xuất trên người ta dùng chung thuật

ngữ “curcuminoid” Tuy nhiên, do dan xuất curcuim chiếm tỉ lệ lớn nên các dẫn

xuất trên có thé được gọi chung là curcumin

1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-7-(4-diferuloylmethane Công thức phan tư: CysH\ Os Khối lượng phân tử: 338

Bisdemcthoxycurcumin:

1,7-bis(4-hydroxyphcnyl)hepta-l.6-diene-3,Š-GVHD: TS, Lẻ Thị Hang Nhan SVTH: Phan Minh Hạnh

dione hay p-hydroxycinamoyl! diferuloylmethane, Công thức phân tư: Cyl Oy,

Khôi lượng phan tu: 308

1.2.2.1 Cấu trúc hóa học của curcuminoid |3, 4, 12, 13]

Cureuminoid có cau trúc [-điketone vi vậy chúng có thé tổn tại dưới dang đẳng

phân hình học: s-cis-diketone, s-trans-diketone, cis-enol.

Hình 1.3: Cac đồng phản cis-keto, trans-keto vả cnol của curcumin

Cureuminoid tôn tại ở hai dang hỗn biến lả keto va enol do quá trình tautomerhoá Dang keto thường ở dang pha rắn, còn dang enol ở trong pha lỏng Trong cau

trúc enol có liên kết hydro nội phân tử nên cấu trúc enol bền hơn cấu trúc keto Cân

bằng giữa hai dang này phụ thuộc vào loại dung môi và nhiệt độ môi trường Trong

dung môi không phân cực, cân bằng sẽ có xu hướng địch chuyển sang đạng enol

Hình 1.4; - Quá trình tautomer hóa của các dẫn xuất curcuminoid ;

Dang enol bên hon ketone nhờ có liên kết hydro nội phân tử và phân tử ở dạngliên hợp O dang dung dich, dạng enol chiếm ưu thé Cấu trúc dang enol hoàn toàn

phãng và cho phép cộng hưởng bên trong 2 phân benzene Kết quả là curcumin

dang enol thé hiện một mũi hap thu mạnh ở vùng nhìn thay Ngược lại cau trúc củadang ketone lại xoãn nên hap thụ ở vùng tử ngoại gan

GVHD: TS Lê Thị Hồng Nhan SVTH: Phan Minh Hạnh

,à di ON

| mi omer ENhkctoae homer

Hình 1.5: Cau trúc không gian của curcumin dạng enol va diketone.

Curcumin có giả trị hoạt tính sinh học cao là đo trong công thức cầu tạo của

curcumin có các nhóm hoạt tính sau:

1 Nhóm parahydroxyl: hoạt tính chống oxi hoá

2 Nhóm keto: kháng viêm kháng ung thư, chéng đột biến tế bảo

3 Nhóm liên kết đôi: kháng viêm, kháng ung thư, chống đột biến tế bảo

Hình 1.6: Các nhóm chức có hoạt tính sinh học trong curcumin.

1.2.2.2 Tính chất vật lý |6, 7, 14]

Curcuminoid lả,tinh thể dạng bột mau vang cam, có điểm nóng chảy ở 183°C

Pigment mau curcuminoid tan trong dau, không tan trong nước ở pH acid vả

pH trung hoa (độ tan <10ug/ml ở 25°C), tan trong kiểm, acetone, dichloromethane,

dichloroethylene, dimethylsulfoxide, benzene, acid acetic va trong dung dịch có tính

côn như ethanol, methanol Dé tan được trong nước curcuminoid phải kết hợp vớicác chất hoạt động bẻ mặt như sodium dodecyl sulfate, cetylpyridinium bromide,

gelatine, polysaccharide, polyethylenglycol, cyclodextrin Trong dung dich, thành phản mau chu yêu thé hiện dang tautomer keto - enol va tuỷ thuộc vào loại dung môi có thé tôn tụi đến 95% dang enol.

GVHD: 1S Lẻ Thị Hong Nhan SVTH: Phan Minh Hanh

acid có mau vàng ánh lục (vàng chanh), có mau từ cam đến đó tim trong môi trường

kiểm Mau của curcuminoid bên với nhiệt độ không bén với ánh sáng và khi có sự

hiện diện của SO, với nông độ > I0ppm

Dung dich curcumin trong dung môi hữu cơ có độ hap thụ cực đại ở bước sóng

Hình 1.7; Cac dạng phân ly của curcumin.

1.2.2.3 Tác dụng dược lý của curcuminnoid

Curcuminoid co những hoạt tinh sinh học chu yeu nhu khang oxy hoa,

khang viêm, khang virus, khang nam va có thành phan dùng dé hoá học trị liêu bệnh

une thư.

Những nghiên cứu trong năm thập ky gan đây đã chí ra thêm ring curcumin

GVHD: TS Lẻ Thị Hồng Nhan SVTH: Phan Minh Hạnh

làm giảm cholesterol trong máu hạn ché sự đông kết tiêu huyết cấu, ngăn chặn sự

nghén mach va nhỏi máu cơ tim, hạn chế các triệu chứng của bệnh đái tháo đường

loại II viêm khớp man tinh, bệnh đa xơ cửng va bệnh Alzheimer, ức chế sự tái tạocủa virus HIV ở người nâng cao việc điều trị vết thương bao vệ khỏi tổn thương

gan tầng sự bài tiết của mat, bảo vệ khỏi bệnh đục thuỷ tinh thé, bao vệ khỏi bệnh

xơ hoá Ngoài ra curcuminoid cũng được chứng minh là không có tỉnh độc cho đủ

sử dụng liều cao.

4$ Hoạt tính kháng oxy hóa của curcuminoid

Oxy không thẻ thiểu đối với vị sinh vật hiểu khí va tham gia vao nhiều quátrình sinh hoá học trong cơ thẻ Trong quá trình đó oxy tạo ra những tiểu phân trung

gian gọi là gốc tự do [3, 4, 14, 15]

Khi nhận một điện tử đầu tiên, oxy tạo ra góc superoxide Đây là gốc tự doquan trọng nhất của tế bảo Tir góc superoxyd (O;`ˆ), nhiều gốc tự do vả các phân tử

khác nhau của oxy có kha nang phan ứng cao tạo ra như: HO' ' (gốc hydroxyl).H;O;, 'O; (oxy đơn bội) LO” (gốc lipoxyd), LOO" (gốc lipoperoxyd), RO" (gốcalkoxyd), LOOH Tên chung của các gốc nay là các dang oxy hoạt động Ngoài ra

trong cơ thể còn có những dạng gốc tự do hoạt động khác có chứa nitơ, clo

Lao hoá là quá trình thoái hoá các tế bào, mô và các cơ quan gây ra bởi gốc tự

do Theo thời gian quá trình lào hoá và bệnh tật khiến các cơ quan bảo vệ tự nhiên

này bị suy yếu din Trong cơ thé luôn tôn tại những hợp chất có kha năng loại bỏ

các đạng oxy hoạt động trên và được gọi là chất kháng oxy hoá Tiêu biểu là các enzyme như supcroxyd dismutase (SOD); glutathione (GSH), glutathione

peroxydase (GSH — Px), catalase và những phân tử nhỏ như tocopherol, ascobat

Ngoai ra, có thé bảo vệ cơ thé bang cách trung hoa các gốc tự do nhờ vào các

vitamin, khoáng chất và các hợp chat tự nhiên được bỗ sung vảo như phenol, các

hợp chat flavonoid vả carotenoid

Hau hết các chất khang oxy hoa có nhóm chức phenolic hoặc nhóm f-diketone

Cureuminoid là chất khang oxy hoá đặc biệt có các nhóm chức khác nhau: nhóm

-diketone, liên kết C=C va vòng phenyl có nhỏm hydroxyl và methoxyl khác nhau.

Do vay curcuminoid có hoạt tính kháng oxy hoá cao do ngắn can sự peroxide hoá

12

GVHD: TS Lê Thị Hồng Nhan SVTH: Phan Minh Hạnh

————————>)P—=®—®======

các lipid trong cơ thẻ Phan ứng peroxide hoá lipid là phan ứng dây chuyên và xáy

ra theo cơ chế gốc tự do, g6m các giai đoạn sau:

Giai đoạn khơi mào: Dưới tác dụng của các gốc tự do, nguyên tử hydro bị tách

ra khói các acid béo chưa bão hoa (lipid).

Quá trình tiếp diễn dẫn đến sự tích lũy các peroxide béo trong mang tế bao, làm

màng tế bao không 6n đình va cho phép sự xâm nhập của ccal ion có hại Gốc tự do

peroxide tắn công các ion cũng như các protein mang tế bào Một chất kháng oxy hóa sẽ kết thúc chuỗi phan img dây chuyên tạo gốc tự do và "dập tắt" các gốc tự do

cũng như quá trình tạo ra gốc tự đo

4$ Hoạt tính kháng viêm của curcuminoid

Viêm nhiễm là một chuỗi phản ứng của cơ thé chếng lại sự tổn thương mô

Phan ứng này can thiết cho quá trình bắt đầu lành vết thương tuy nhiên lại gây ra sự đau đớn kết hợp nổi đỏ và phông vết thương Khi bị viêm nhiễm cơ thé sản sinh ra một chat giống hormone là arachidonic acid, dưới tác dụng của enzyme, acid nay sẽ chuyển hoá thanh các hợp chất gây viêm: leukotriene (làm tăng kha năng thẩm thấu

qua mach, làm gây trương phòng mô), prostaglandin (gây man đỏ, trương phòng,

đau nhức vết thuong), [3, 4, 10]

Curcuminoid có tác dụng giống aspirin nhưng tốt hơn aspirin khi sử dụng cho

những người bị nghẽn huyết khối mạch máu, viêm khớp

1.2.2.4 Tính chất hóa học: |4, 14]

2 Phan ứng cộng Hy

Các nổi đôi trên mach carbon có thé tham gia phản ứng cộng với hydro với sự hiện điện của xúc tác kim loại hay oxide kim loại (Ni, PLO, ) Curcumin có thé cong | 2 hay 3 phân tư hydro tạo thành dihydrocurcumin, tetrahydrocurcumin va

13

GVHD: TS Lê Thị Hông Nhan SVTH: Phan Minh Hạnh

hexahydrocureumin tương ứng Các hợp chất này có hoạt tính kháng oxy hoá, trong

đó tetrahydrocurcumin — một din xuất curcumin không mau được ứng dụng trong

mỹ phẩm - có hoạt tính kháng oxy hoa mạnh hơn curcumin.

Phản ứng tạo phức với kim loại

Phức kim loại bao gồm ion kim loại trung tâm liên kết với các phân tử khác

bing liên kết cộng hóa trị Cureuminoid với cấu trúc B-diketone trong môi trưởng

acid hay trung tính nằm dưới dang hỗn biến keto — enol đối xứng va dn định làmcho curcuminoid có kha năng tạo phức với nhiều ion kim loại khác nhau Khi các

hydro này birt ra diketone sẽ tạo thành anion 1,3- diketone Diketone anion nảy có

thé tạo phức vòng cùng với các kim loại chuyển tiếp và những nguyên tố phânnhóm chính Muối kim loại thường được sứ dụng cho phản ứng tạo phức là mudi

acetate, clorua, nitrate, sulfate, carbonate của các kim loại chuyển tiếp như: Cu, Fe,

Mn, Zn V, Ga, In, Ni, Co, Pd, Hg Curcuminoid có thé cho một hay nhiều cap

electron tự do trên các nguyên tử oxy của cấu trúc keto - enol va chất nhận là cácion kim loại với lớp electron còn trống Do vậy liên kết cộng hoá trị giữa

curcuminoid va kim loại được hình thành Sự liên kết này làm thay đối năng lượng

trường tinh thé của ion kim loại, làm thay đổi sự phân bế electron trong phân tử.Kết quả là phức của kim loại va curcuminoid sẽ có nhiều mau khác nhau Các phức

này cùng có các hoạt tính loại bỏ gốc tự do được ứng dụng trong ngành dược

4$ Phản ứng phân hiy

Trong hợp chất curcuminoid thì curcumin ít 6n định nhất vàbisdemethoxycurcuimin ôn định nhất

Curcuminoid bị phân huỷ dudi tac dụng của anh sáng do đó mau của

curcuminiod không bên dudi tác dụng của ánh sáng

Hợp chất màu chủ yếu của curcumin tương đối bên ở pH acid, nhưng chúngphân huy nhanh ở pH trên trung hoa Sự hiện điện của nhóm carbonyl gắn vàonguyên tử cacbon mang nỗi đôi làm cho liên kết C=C được hoạt hoá, tạo điều kiệnphân huy curcumin trong môi trưởng kiểm để dang xảy ra dưới tac dung của nhiệt

độ Mau của curcuminoid cũng thay đổi theo pH: màu vắng tại pH = 3 màu cam tại

pH = 10.

i4

GVHD: TS Lê Thị Hong Nhan SVTH: Phan Minh Hạnh

4 Phan ứng của nhóm hydroxyl trên vòng benzene |3|

Các cập electron chưa liên kết của oxy nhóm hydroxyl liên hợp mạnh với vòng

benzene lam cho nguyên tử hydro của nhóm hydroxyl trở nên lính động hơn Điều

nay giải thích tính acid va khả năng phản ứng với góc tự do của curcumin

Ngoải ra, phan ứng với các gốc tự do còn liên quan đến sự chuyển nguyên tứ

hydo của nhóm methylene ở cacbon giữa mach, làm giảm hay mắt hoạt tính của các

góc này, Hai hướng phản ứng này góp phản giải thích tính chống oxy hoá mạnh cúa

curcuminoid,

2 Phan ứng cia nhóm phenolic OH

Một trong những hoạt tính đáng chú ý của curcumin là khả năng loại bỏ gốc

oxygen hoạt động và các gốc nitrogen tự do, Đó là do curcumin có 2 nhóm

o-methoxy phenolic OH đính vào mạch heptadience- dione Cac electron chưa liên kết

của nhóm OH liên hợp với vòng benzen lam cho H của nhóm nảy linh động hon

Diéu đó giải thích cho tính acid va khả năng phản ứng với các gốc tự do của

curcumin.

1.2.2.5 Công dụng của nghệ: |4, 14]

4$ Trong thực phẩm

- San xuất bột carry dùng làm gia vị trong bánh xèo, bò kho, gà xảo xả ớt

- Sản xuất bao gói chống ánh sáng

- Sử đụng dé tạo màu trong bo, salad, margarine, yoghurt, bánh ngọt, bánh

bích quy, bap rang, ngũ cốc xúc xích

- Sứ dụng trong thức ăn gia súc .

© Trong dược phẩm

Trong dan gian, nghệ đã được tin dùng như phương thuốc hữu hiệu dé trị tụ

huyết máu cam, làm cao dan nhọt thoa chống vết thương tụ máu làm mau lànhsẹo, trị viêm gan, vắng da, dau dạ dày, ghé lở, mụn nhọt Kết hợp nghệ va dầu vingcũng được dùng diéu trị nhanh khi mới bị bóng nhẹ, giúp làm giảm phủ nẻ, xunghuyết quanh vết bỏng, giúp vét bong không lan rong, chóng khỏ va liên seo, Nếu

bồi thuốc sớm trong vòng 24 giờ sau khi bị bóng sẹo sẽ liên nhanh

Trong Dong y thân rẻ nghệ thường dùng trong các đơn thuốc trị phong han

l§

GVHD; TS, Lẻ Thị Hỗng Nhan SVTH: Phan Minh Hạnh

chim có kinh bang huyết Tác dụng hung phan và co bóp tử cung

Trị dau bao tử do thiểu acid trị loét da day Tác dụng chống viêm loét daday do tác dụng tăng bài tiết chất nhày mucin Trị chứng rồi loạn tiêu hóa

Các nghiên cứu cũng cho thấy tác dụng tăng khả năng giải độc gan và làm

giảm lượng urebilin trong nước tiêu khi dùng nghệ Kích thích sự bai tiết mật của tẻbào gan, thông mật nhờ làm co that túi mật Ngăn chặn sự phát triển bệnh gan dolạm dụng udng rượu

Nghệ là một nguyên liệu đang được quan tâm như một liệu pháp ngắn chan,

phòng ngừa và chữa trị ung thư và giảm cholestetrol Nghệ cũng chóng lại tác độngctia bệnh gan và chứng xơ vữa động mach, di căn của ung thư Thông tin gần đây

cho thay có thé làm giảm ti lệ mắc ung thư như ung thư vú tuyến tiên liệt, phối vàruột kết nêu chế độ dinh dưỡng cỏ nhiều chất nghệ Tác dụng chong khối u có đượcnhờ đặc tính chống oxy hóa của curcumin Ngăn chặn sự phát triển của các tế bảo

ung thư da và kiểm chế quá trình di căn của ung thư vú sang phôi

Tác dụng kháng khuẩn, kháng nắm của nghệ cũng đã được nghiên cứu vàcông bố Chế độ ăn có bé sung nghệ giúp ngăn chặn sự phát triển vi trùng lao nhờlàm rối loạn chuyển hóa men của chúng Tinh đầu nghệ có đặc tinh khử mùi hỏi,đồng thời có tính kháng viêm rất hữu hiệu, bảo vệ niêm mạc miệng, lưỡi, dạ dày

Hoạt chất curcumin chứa trong củ nghệ có tác đụng trong chữa trị bệnh

Alzheimer Curcumin-1 hoạt chất chống oxi hóa trong nghệ, được sử dụng trong

nhiều loại thuốc Curcumin cũng là một chất kháng viêm tương đương

*hydrocortison và phenylbutazon Hoạt chất curcumin có tác dụng tích cực trongviệc điều trị căn bệnh khuyết tật gien ở nhiém sắc thé số 7 - còn gọi là bệnh

mucovisidosis.

* Trong mỹ phẩm

Nghệ được sử dung trong các sản phẩm mỹ phâm bởi tác dụng rat tốt cho da

Nghệ giúp làm liên các vết sẹo nhanh chóng va các vết seo đang lên da non, sẹo

không bị thâm Khi bôi lên da giúp da sáng, chong khô cắn, tạo sự mem vả mịn,

tươi mat cho da.

Nghệ con trị các chứng mụn va điều trị các dém den do sự hình thành sắc tỏ

16

GVHD: TS Lẻ Thị Hồng Nhan - SVTH: Phan Minh Hạnh

hoặc chỗ sưng tay Tác dụng làm giảm sự chênh lệch sắc tố của các vùng giúp đồng

déu tong mau da, giúp khuôn mật tươi sang hơn.

Nghệ dùng băng cách phôi trộn trong các dạng sản phẩm chăm sóc đa, mỹ

phẩm hay đơn giản là dùng trực tiếp từ nghệ Dịch chiết từ nghệ bôi lên da dưới

dang paste, giữ trong 30 phút sau đó rửa sạch Nó tao cho da mau sang rực rỡ.

Các ứng dụng khác

® Lam thuốc thứ cho acid va kiểm

* Gây độc cho cá sau Vị thể, những ai bơi trong vùng nước có cá sấu nên bôi

nghệ vao dé tự bảo vệ minh

* Tròng nghệ quanh nha dé tránh rắn, kiến Nghệ dang paste có thé sử dung

như thuốc trị rin căn ở Án Độ

s Thuốc trị muỗi.

* Thuộc nhuộm thông dụng cho quân áo của người An

* Màu vàng của nghệ lả chất màu thiên nhiên được Dược điển công nhận với

mã số E.100 dé nhuộm màu được phẩm thay thé dân những chat màu tổng hợp như

Tartrazine E 102.

Như da trình bảy & trên, cureuminoid có hoạt tinh sinh học cao, dùng để trịnhiều chứng bệnh và đặc biệt là đang được nghiên cứu vẻ khả năng chữa trị bệnh

ung thư Tuy nhiên curcuminoid tan trong ethanol va acetone, methanol,

dichloromethane, dichloroethylene, benzene, acid acetic nhung không tan trong

nước 70% thành phần trong co thé người là nước Chính vì độ tan trong nước kémnên làm giảm khả năng hap phụ curcuminoid vào cơ thé, cũng vi vậy làm giám hoạt

tính, hạn chế tác dung của curcuminoid Một vấn dé được quan tâm hiện giờ là Lam

sao phân tán curcuminoid trong nước và hap phụ chúng tốt nhất Một trong những

giải pháp đưa ra là giảm kích thước hạt curcuminoid xuống đến kich thước nano.

Đây là van dé hiện nay được thé giới quan tâm nhiều

1.3 Giới thiệu về công nghệ nano

Các hạt nano là những hạt có kích thước từ 1 đến 100 nm Hat nano 1a một

quan tâm khoa học lớn vi chúng là một cau nói hiệu quả giữa các vật liệu lớn với

17

GVHD; TS Lẻ Thị Hong Nhan - _ SVTH: Phan Minh Hanh

các nguyên tư hoặc cau trúc phan tử Nghiên cứu vẻ hạt nano là một nghiên cứu

khoa học rộng lớn do tiém ning img dụng rộng rai trong điều trị bệnh cho con

người.

1.3.1, Tong quan về vật liệu nano: [16-18]

Công trình khoa học nay bao gồm những nghiên cứu các chất được gọi là cấu

tử nano ma thưc tế lả một tập hợp nano kết hợp bởi những nguyên tử va phân tử

Mặc di bat cứ hạt nào cỏ kích cỡ đường kính < Im cũng là một cấu tử nano,

nhiều sáng kiên trong nước được khuyến khích đẻ phát triển các hạt <100 nm vì nóbiếu thị một số tính chất vật lý và sinh học độc đáo Tuy nhiên mục tiêu này kha thi

hơn với vật liệu rắn hơn là thuốc và polymer, mém hơn với điểm nóng chảy dưới

300°C Vị lý do này, có một mục tiêu hợp lý hơn dé nhăm đến là các hạt <300 nm

cho thuốc va vật liệu polymer.[ 19]

Nhờ vào việc giảm đáng kẻ kích cỡ các câu tử nano có nhiêu tính chất hóa lý

độc đáo.

- Sự tăng đáng kẻ diện tích bé mặt va số phân tử của bẻ mặt 19, 20]

4000 Sự nano hóa Sự micron hóa

log particle size [im]

Hình 1.8: A Sy ting đáng kế diện tích bẻ mặt nhờ giảm kích cở hạt [20]

- Hạt kích thước dưới 1000 nm sẽ không đứng yên vì đỉnh của chuyển động

Brown lớn hơn nhiều sức kéo lực hấp dẫn, vi thé đà có tuổi thọ kéo dai Chúng cỏ thé

dé dàng giữ trạng thái lơ lửng mặc dù mật độ lớn { 19]

- Diem nóng chảy của vật liệu nano sé rớt xuống mười hay hang trăm độ nhỏ

hơn vật liệu lớn.[21]

- Một sự tang kịch tính trong tinh hoà tan được, trong sự bão hòa nông độ, và

trong vận tốc hòa tan.[20, 22]

18

GVHD: TS Lê Thị Hong Nhan SVTH: Phan Minh Hạnh

Hình 1.9: — Hiệu qua cua đường kính hat ran trong thi dy gia định ve tinh tan

(S: tinh tan ở hệ mặt của hat; S; - tính tan bên trong) (22

Hình 1.10: Giám khoảng cách khuyếch tán h và như thé tăng gradient nông độ (c,-c.Wh và cuối củng

trong tốc độ hỏa tan de/dt = Ð.A (c,-c, Wh [20]

- Dễ hap thụ qua tế bao, da và ruột.

- Có một vải tính chất quang học vả vật lý khác so với vật liệu có kích thước

lớn hơn Hình: thé hiện rất rd sự thay đối mau sắc của hệ khi kịch thước hạt thay

đôi.

Hình 1.11: Sự thay đổi mau sắc theo độ lớn của kích thước hạt

19 Truong Đại-Học S

GVHD: TS Lê Thị Hỏng Nhan SVTH: Phan Minh Hạnh

1.3.2 Kỹ thuật co ban cua công nghệ nano [19]

Hai nguyên ly cơ ban của công nghệ nano đó là: Top-down va Bottom-up Từ

hai nguyên lý nảy, ta có thé tiên hành bảng nhiều giải pháp công nghệ và kỹ thuật

Ệ

Hinh 1.12: (A) Bottom-up process and (B) Top-down process

dé chế tạo vật liệu câu trúc nano.

1.3.2.1 Bottom-up

Nghĩa là lắp ghép các hạt cỡ phân tử hay nguyên tứ lại dé thu được kích thước

nano.

Nguyên lý này rất khó thực hiện bởi vì để tạo ra kích thước micro, dung môi sử

dung đất tiền Thêm vào đó, điều kiện tiên quyết cho sự kết tủa là thuốc tan kémnhất trong một loại dung môi, và dung môi này có thể hoà trộn với một chất không

dung môi khác Có rất nhiều nghiên cứu đã đi sâu phát triển hợp chất này nhưng

hoà tan rất ít trong nước Từ đó việc thực hiện công nghệ nano theo phương thứcbottom-up trở thành kỹ thuật có thể tạo ra các hình thái vật liệu có ứng dụng rat

nhiều trong công nghiệp :

1.3.2.2 Top-down

Nguyên lý nay bắt dau từ nguyên liệu có kích thước lớn dùng lực dé chuyén

các vật liệu này vẻ kích thước nano Kỹ thuật được dùng để chuyển kích thước vat

liệu vẻ nano được ding nhiều nhất là đồng hóa va nghiên.

1.3.3 Các dang hat nano [16]

Có rất nhiều thé cấu tạo của các hạt nano trong thuốc như nanocrystal,

nanoemulsion, nanocapsule, nanosphere and liposome Mỗi loại thi đặc trưng cho

những kỹ thuật khác nhau dé tạo ra sản phẩm.

20

GVHD: TS Lê Thị Hong Nhan SVTH: Phan Minh Hạnh

Hạt vì nhữ

Hệ nhũ tương là hệ phân tán các chat long mà thường là không hòa tan vào

nhau Tủy theo môi trường phan tan là nước hay dau mà nhũ tương được gọi là nhũdau trong nước hay nước trong dau (Hình 1.13) Hệ được gọi la vi nhũ tương khi

kích thước các hạt phân tan nhỏ, có thẻ đạt đến kích thước nano

ple trong: xác

hại nước

Hình 1.13: Hệ vi nhũ.

Dé tạo độ bền cho nhũ có thé dùng thêm chất nhũ hóa, các chất này ngăn can

các hạt nhũ kết tụ lại với nhau dẫn đến hiện tượng tách pha nhũ

Hat vi tinh thé

Hat vi tinh thé có thé ở dang rin hoặc phân tán trong môi trường không lỏng.Những hat tinh thé nano điển hình được diéu chế bằng cách điều khiến sự kết tinh

va quá trình giảm bớt kích cỡ hạt bằng nang lượng cao.

Quitrình sản xuất vi tinh thé bao gồm nghiên ướt, đồng hoá áp suất cao hay

kết hợp giữa quá trình kết tỉnh và sự chia nhỏ phân tử bằng cách đồng kết tủa và

đồng hoá Qui trình nay có 3 bước:

e Chuắn bị nguyên liệu và pha loãng nguyên liệu

se Két tinh dé tạo ra hôn hợp có những hạt chất rắn nhỏ li ti, những hạt này

không én định và dé phân huý

® Đông hoá áp suất cao những hạt này sẽ bị phá vỡ vả ôn định

Micelle

Micelle thực chát là một dang của hệ nhũ tương khhi cho chat hoat dong be

GVHD; TS Lê Thị Hỏng Nhan SVTH: Phan Minh Hạnh

[ủy mỏi trưởng phan tán la nước hay dâu ma các chất hoạt đông be mật sẽ đưa dau

ưa đầu hay ua nước vao trong lỗi của micelles Bên trong lỗi cua micelle 1a những

vi hạt, micelle nham giúp phân tin các vi hạt nảy vào trong môi trưởng liền tục tốt

hon

Hình 1.14: Micelle

Hạt nanopolymer [23]

Hat nano polymer la một dang phan tan các hạt nguyễn liệu vao trong các hạt

polymer với nhiều hình dang khác nhau Chúng ba gồm hai loại: nanosphere vả

nanocapsule.

Nanosphere: Nanoshce là dang hạt mà nguyên liệu nằm phân tan đồng đệu

khắp trong matrix polymer.

Nanocapsule: Nanocapsule là dang ma hat nguyén liệu được phân tan trong lỗi của hat polymer.

Liposome [24]

Liposomes là những tiêu phan nhân tạo hình cầu cỏ kích thước nano được cau

tạo cơ bản từ các thành phan phospholipid tự nhiên va cholesterol Năm 1961 nha

khoa học người Anh Alec D Bangham đã phát hiện ra rằng khi các phân tử

phospholipid kết hợp với nước sẽ lập tức hình thành những qua câu được cấu tạo

GVHD: TS Lê Thị Héng Nhan SVTH: Phan Minh Hạnh

bởi những mảng kép do cấu trúc phan tử phospholipid với một đầu phân tử hoa tan

được trong nude, trong khi đó dau kia của phân tử không hoa tan trong nước

1.4 Agar hay Agar - agar [25-27]

Agar là một chat tạo sệt cỏ nguồn gốc tử táo đỏ như Gelidium hoặc rong biển

(Sphaerococcus euchema) Thương mai chúng có nguồn gốc chủ yếu tử amansii

Gelidium.

Agar được gọi bang nhiều tên khác nhau Vi dụ: Mã Lai va Indonesia gọi la

agar-agar; tiếng Nhật là kanten có nghĩa 1a "thời tiết lạnh": Hàn Quốc gọi là

hancheon; Thái thì chúng được gọi là Woon; Tamil và Telugu gọi là như kasuv paal.

1.4.1, Cấu trúc của agar

Agar là một polymer gém các tiểu đơn vị của đường galactose: agarose và

agaropectin,

-Agarose có cấu tạo mach thăng, trung tinh, từ các gốc beta

D-galactopyranose và 3-6- alhidro-L- galactose Cả hai gốc có sự sắp xếp xen kẽ Độbén các liên kết khác nhau Liên kết alpha 1-3 dé phân hủy bằng enzyme tạo thành

neoagarobiose Liên kết beta 1-4 dé thủy phân với xúc tắc của acid và tạo thành gốc

agar- agarobiose Agar- agarobiose làm cho agar-agar trong môi trường nước có khả

nang tạo gel.

- Agaropectin có kha nang tạo gel thấp trong nước cấu trúc của nỏ đến nayvẫn chưa xác định rò Chi biết rằng nó được tạo nên bởi sự sắp xép xen kẻ giữa D-

galactose và L-galactose va chúng chứa tat ca các nhóm phân cực trong agar,

Agarose la một polymer trung tinh, tạo nén tính đông của agar Agaropectin là một polymer tích điện âm làm cho agar cỏ tính nhảy.

GVHD: TS Lê Thị Hồng Nhan SVTH: Phan Minh Hạnh

OH ©H

a.

.+

Hình 1.18: Cấu trúc của một polymer agarose.

1.4.2 Cơ chế tạo gel của agar

Agar-agar không tan trong nước lạnh nhưng tan tốt trong nước nóng Dung địch agar-agar nóng khi dé nguội ở nhiệt độ 32 - 45°C bị keo tụ kéo theo các phân

tử nước cùng tách ra ở dạng gel rắn chắc ma ta quen gọi là thạch vả tan ra ở nhiệt

độ 85°C-98°C.

Cơ chế tạo gel của agar có thé được hiển thị như trong Hình 1.19 Ở nhiệt độ trên điểm nóng chảy của gel, nhiệt kích động khắc phục xu hướng hình thành helices và polymer tôn tại trong giải pháp như là ngẫu nhiên một cuộn dây.

Trong agar sự hiện diện của các sulfate C, tại các liên kết |.4-L-galactose còn

lại chăng hạn như trong tiên thân của agarose, trên thực tế như là một 'Kink' dé ngăn

24

GVHD: TS Lẻ Thị Hồng Nhan SVÌTH: Phan Minh Hạnh

ngửa việc hinh thánh từ hai helix Kết thúc cua vành dai để tạo thành 3,

6-anhydrode, va loại bo C-6 sulfate nhóm làm cho các chuối thing va dẫn đến những

trạng thải đều đặn trong polymer, dẫn đến tăng cường sức mạnh gel do tang kha

năng hình thành một đôi helix (Rees, 1969).

Nói chung, những thé mạnh cua gel agar là đều được chứa đựng trong agarose

Năm 1961, Rees thửa nhận rằng Alkali (chất kiểm) có thé loại bỏ chỗ xoan

(sulfation tại C-6 của 1 4-liên kết-L-galactose cỏn lại) hiện có trong phân tử agar.

và 3, 6-anhydro vòng được hình thành Sau đó tang 3, 6-AG va giảm sulfate sẽ cho

ra dang agar có tinh gel mạnh

= | Pekinkane

Me |

Hình 1.20: Chuyến đối các tiền thân của agarose vào agaropectin

1.4.3 Ứng dụng của agar

Agar được sử sung trong nhiều ngành như trong bánh kẹo, sữa và các ngành

công nghiệp đóng gói thịt, trong được phẩm, trong và các lĩnh vực y sinh.

4% Trong thực phẩm

Từ hơn ba trăm năm, việc áp dụng thạch dé sản xuất thực phẩm của con người

được tiến hành tại một số nước va đảm bao vé an toàn cao Tổ chức Y tế Thế giớicấp giấy phép sử dụng agar trong công nghiệp thực phẩm của con người va chúngcũng da được chấp nhận va ủy quyên bởi các quy định của các quốc gia khác nhaubao gồm Vương quốc Anh Cộng hòa Liên bang Đức, Liên Xô, Pháp và Ba Lan,

FDA của Hoa Ky giao cho agar một phản loại của Gras (Noi chung công nhận là an

toàn).

GVHD: TS Lê Thị Hồng Nhan SVTH: Phan Minh Hạnh

4% Trong dược phẩm:

+ Moi trường nudi cây vi sinh: Agar là nguyên liệu có giá trị nhất trong các ứng dụng trong vi sinh học Chúng đang được sử dung lam môi trưởng nuôi cấy cho tat cả các vi khuân gây bệnh và không gây bệnh thực té Agar là không dé dang dé chuyển hỏa va có độ cứng tốt gel, độ đản hỏi sự rõ rang và ôn định Không có trong

các vi khuẩn gây bệnh được biết đến tiêu hóa thạch Thông thường 1.2-1,5% thạch

được sử dung cho mục đích này Tại Mỹ, môi trường nuôi cấy vi sinh sử dụng 1/6 là

agar,

+ lật liệu lay dấu nha khoa: Trong lĩnh vực tạo vật dụng thay thé của nha

khoa, chúng là vật liệu cẩn thiết dé tạo các phôi chính xác cúa các đối tượng có chi tiết phức tạp Agar pha trộn với các chất khác là hỗn hợp lý tưởng dé lấy dấu nha khoa vi có thể giúp tái tạo chính xác Nông độ thạch trong vat liệu lay dâu lên đến

13-17%, Hiện nay, alginate cũng được sứ dụng làm vật liệu lay dau trong nha khoa

như agar.

+ Phổi trộn thuốc nhuận tràng: Agar là một chất hút âm và có thé hap thụ

nước và mớ rộng đáng kẻ, làm tăng số lượng lớn và kích thích nhu động của ruột,

loại bỏ chất thải tạo điều kiện nên được đùng phối hợp trong các thuốc nhuận tràng.

CHƯƠNG 2

THỰC NGHIỆM