Chiết xuất và phân lập curcumin từ cây nghệ ở cao bằng

B ộ YTÉ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Dược HÀ NỘI PHẠM THỊ TUYẾT LAN CHIẾT XUẤT VÀ PHÂN LẬP CURCUMIN TỪ CÂY NGHỆ Curcuma longa L. Zingiberaceae ơ CAO BĂNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Dược sĩ ĐẠI HỌC • • • • • 2003 - 2007 'Ấ 9 J 0 (0 ^y'^ ■ỉ í :-VỊẸS; Người hướng dẩn: N ơi thực hiện: 0 0 Thời gian: TS Đỗ Quyên Bộ môn DưỢc liệu 1/2007-5/2007 HÀ NỘI - 2007 ịo iív . LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khóa luận này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô và các bạn. Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới Tiến sỹ Đỗ Quyên, bộ môn Dược liệu, trường Đại học Dược Hà Nội, là người thầy đã trực tiếp hướnh dẫn tôi thực hiện khóa luận này. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các thầy, các cô, giảng viên bộ môn Dược liệu cùng toàn thể các thầy, các cô và các anh chị kỹ thuật viên trong bộ môn đã tại điều kiện và nhiệt tình giúp đỡ để tôi có thể hoàn thành khóa luận. Cuối cùng tôi xin cảm Cfn những người thân, bạn bè sinh viên cùng học tập và nghiên cứu, đã động viên và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua. Hà Nội, ngày 21 tháng 5 năm 2007 Sinh viên Phạm Thị Tuyết Lan MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỂ 1 PHẦN 1 TỔNG QUAN 2 1.1 Thực v ật 2 1.1.1 VỊ trí phân loại chi Curcuma L 2 1.1.2 Đặc điểm thực vật của chi Curcuma L 2 1.1.3 Đặc điểm thực vật một số loài trong chi Curcuma L 3 1.1.4 Đặc điểm thực vật loài Curcuma longa L 6 1.2 Thành phần hóa học của cây nghệ vàng 7 1.3 Tác dụng sinh học 9 1.3.1 Tác dụng dược lý 9 1.3.2 Công dụng 11 PHẦN 2 THỰC NGHIỆM VÀ KÊT QUẢ 12 2.1 Nguyên vật liệu và phương pháp thực nghiệm 12 2.1.1 Nguyên vật liệu 12 2.1.2 Phương tiện nghiên cứu 13 2.1.3 Phương pháp nghiên cứu 13 2.2 Kết quả thực nghiệm và nhận xét 14 2.2.1 Xử lý nguyên liệu 14 2.2.2 Quy trình chiết xuất 14 2.2.3 Định tính nhóm chất màu bằng sắc ký lớp mỏng 15 2.2.4 Phân lập nhóm chất màu Curcuminoid 17 2.2.5 Xác định cấu trúc chất QLI, QLII và QLIII 20 2.3 Bàn luận KẾT QUẢ 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO 31 PHU LUC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt ĐHDHN DĐVN NXB AS HDL LDL SKLM EtOH MeOH C H 3 C O O H C H C I 3 CH2CI2 ô ppm J(Hz) s d TT NMR MS uv Viết đầy đủ Đại học Dược Hà Nội Dược điển Việt Nam Nhà xuất bản ánh sáng High density lipid Low density lipid Sắc ký lớp mỏng Ethanol Methanol Acid acetic Chloroform Dichloromethane Độ dịch chuyển hóa học Hằng số tương tác single doublet Thuốc thử Nuclear magnetic resonance Mass spectrocopy Ultra violet spectrocopy ĐẶT VÂN ĐỂ Cây Nghệ vàng {Curcuma longa L.) là một loài cây được trồng phổ biến ở nhiều địa phưomg nước ta cũng như một số nước trên thế giới. Thân rễ của loài Nghệ này (gọi là củ) được dùng làm thực phẩm, gia vị, thuốc nhuộm và được sử dụng làm thuốc chữa bệnh trong y học cổ truyền và y học hiện đại. Trong y học cổ truyền, Nghệ có tác dụng chữa các bệnh đau dạ dày, gan, đưÒTig mật, đường tiêu hóa, vàng da, phụ nữ sau khi sinh nở, đau bụng và kinh nguyệt không đều. Dùng Nghệ bôi vào vết thương sẽ chóng lên da non và liền vết sẹo [1]; [8 ]; [18'. Trong những năm gần đây, cây Nghệ vàng thu hút được nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học trong nước và ngoài nước. Đặc biệt nhóm chất màu curcuminoid mà thành phần chính là curcumin của cây Nghệ có nhiều hoạt tính sinh học như chống oxy hóa, loại bỏ gốc tự do gây ung thư, tăng khả năng miễn dịch, có khả năng phòng và làm giảm bệnh ung thư [6 ]; [8]; [24]; [25]; [26]; [27]. Chính vì lý do đó mà hiện nay trên thị trường có rất nhiều sản phẩm được gọi là ‘tinh nghệ’ hay curcumin chiết xuất từ Nghệ vàng. Xuất phát từ nhu cầu sử dụng nghệ hiện nay, một số nơi đã có dự án mở rộng diện tích trồng Nghệ để xuất khẩu như huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng. Nhằm góp phần xây dựng tiêu chuẩn cây Nghệ ở Cao Bằng, trong khuôn khổ khóa luận tốt nghiệp, chúng tôi thực hiện đề tài “Chiết xuất và phân lập Curcumin từ cây Nghệ Curcuma longa L. Zìngiberaceae ở Cao Bằng”. Đề tài được thực hiện với 3 mục tiêu sau: - Chiết xuất nhóm chất màu curcuminoid, - Phân lập các chất màu nhóm curcuminoid, - Nhận dạng các chất phân lập được. PHẦN 1 - TỔNG QUAN 1.1 -T H ựCVẬ T 1.1.1 - VỊ trí phân loại chi Curcuma L. [4] Chi Nghệ {Curcuma) thuộc: Họ Gừng - Zingiberaceae Bộ Gừng - Zingiberales Liên bộ Gừng - Zingiberanae Phân lớp Hành - Liliidae Nghành Ngọc Lan - Magnoliophyta 1.1.2 - Đặc điểm thực vật chi Curcuma L. Theo Thực vật chí Đông Dương, ở Việt Nam, chi Curcuma L. gồm có 17 loài [32]. Theo cây cỏ Việt Nam của Phạm Hoàng Hộ [13], chi Curcuma L. có 14 loài. Đặc điểm chi Curcuma L. [32]: là cây cỏ, không mấy khi cao tới 2m. Thân rễ khỏe, nạc phân nhánh, hình trụ hoặc hơi dẹt, thịt thường có màu vàng cam sẫm; củ ở ngọn rễ, đôi khi thân rễ yếu không có rễ, phồng lên ở ngọn. Lá hình đường chỉ, hình mũi mác hay hình ừái xoan có cùng thời với các hoa hoặc mọc sau hoa. Cán hoa có lá ở gốc hoặc mọc riêng biệt với thân mang lá. Bông thường hình trụ với một cái chỏm có màu đôi khi thưa hay hình tì-ứng và không chỏm. Các lá bắc ít hoặc nhiều, màu hơi xanh lục ít khi dính liền nhau thành những cái túi. Hoa nhanh tàn, màu vàng hay hồng, nhiều khi tụt vào ừong các lá bắc. Đài hình ống có răng. Tràng có ống ngắn, các thùy gần bằng nhau, thùy lưng rộng hơn. Bao phấn có 2 ô, đôi khi nhọn ở gốc, trung đới có mào nhỏ, có phần phụ ở gốc hình cựa như màng, ít khi không có. Chỉ nhị ngắn và rộng, gần giống cánh hoa; 3 nhị lép vòng ngoài liền nhau ở gốc chỉ nhị tạo thành cánh môi, cánh môi thường rộng và ngắn. Bầu có 3 ô đính noãn trung trục, 2 nhị lép vòng trong hình trụ hay hình dùi, ít khi không có. Vòi nhụy hình sợi chỉ, núm nhụy hình chén. Quả nang có vỏ mỏng, nhiều hạt, có áo hạt. Chi Curcuma L. phân bố ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, chủ yếu ở Nam và Đông Nam châu Á, cũng như ở Trung Quốc, Nhật Bản và Ẩi Độ. 1.1.3 - Đặc điểm một số loài trong chi Curcuma L. [13 1.1.3.1 - Curcuma longa L. Tên đồng nghĩa: Curcuma domestica Val. Tên Việt Nam: Nghệ, uất kim, Khưong hoàng. Địa thực vật cao 0,6 - 1 m, có củ và căn hành cứng, màu cam đậm, thơm. Lá có phiến không lông, dài đến 45cm; mép nhỏ; bẹ có rìa lông. Phát hoa giữa các thân có lá, cao 15cm; lá hoa gần như rời nhau, vàng rợt, tím hay ưắng ở các lá hoa cuối; hoa dài 3 cm, cánh hoa ưắng; tiểu nhụy lép và môi vàng nghệ, bao phấn có 2 tai nhọn. 1.13.2 - Curcuma aromatica Salisb. Tên Việt Nam: Nghệ trắng, Nghệ rừng. Địa thực vật cao Im, củ và căn hành vàng, rất thơm. Lá có phiến dài 30 - 60 cm, rộng 15 cm; cuống ngắn. Phát hoa ở đất, cao 20 cm, rộng 7 cm; lá hoa trên hồng, cánh hoa hồng, dài 1 cm; môi tròn, bầu có lông. 1.13.3 - Curcuma aerugonosa Roxb. Tên Việt Nam: Nghệ ten đồng. Địa thực vật cao 1 - 2 m, củ tròn hình chùy, rộng 2 - 3 cm, nạc, màu xanh ten đồng. Lá to, xoan thon, 30 - 70 X 9 - 12 cm, gân chính tía hay nâu; cuống lục. Phát hoa ở đất, lá hoa lục tươi, chóp đỏ đậm; hoa có lá đài ngà; vành đỏ ở tai, màu cam ở ống đài dài 1 cm, 3 răng; bao phấn xoan; tiểu nhụy lép nhỏ, dài 1 cm, dính vào chỉ tiểu nhụy thụ; bầu có lông. 1.13.4 - Curcuma zedoaria (Berg.) Christm. Tên Việt Nam: Tam nại, Nga truật, Bồng truật, Ngải tím, Nghệ đen. Địa thực vật cao đến 1,5 m; củ có nạc vàng tái, củ non trắng. Lá có phiến, có đốm đỏ ở gân chính, thon, dài 30 - 60 cm. Rộng 7 - 8 cm. Phát hoa ở đất, thường trước khi có lá; lá hoa xanh dợt, viền đỏ ở mép, chóp vàng và màu đỏ, hoa vàng, môi lõm ở đầu; bầu có lông mịn. 1.13.5 - Curcuma xanthorrhiza Rorb. Tên Việt Nam: Nghệ rễ vàng. Địa thực vật căn hành cam đậm. Lá có phiến thưÒTig có đốm tía. Phát hoa cao 40 cm, có 2 bẹ; lá hoa xanh, chóp tía, lá hoa dính liền ở nửa dưới, cao 5 cm; lá đài trong; cánh hoa màu đỏ, cánh hoa trên có mũi; tiểu nhụy lép vàng; môi vàng nghệ, chẻ hai; bao phấn trắng; bầu có lông; 2 vòi nhụy lép. 1.1.3.6 - Curcuma rubens Tên Việt Nam: Ngải tím. Địa thực vật cao 1,5 m; củ to đến 8 cm, thom, đắng, nạc ngà giữa hơi sậm; rễ to 3 - 4 mm. Lá tía; phiến thon, to đến 60 X 17 cm; cuống dài. Phát hoa ở đất cao 15 cm, lá hoa tía, mang 3 - 4 hoa; đài hồng, cánh hoa đỏ hay tía; môi vàng. 1.13.7 - Curcuma thorrelii Gagnep. Tên Việt Nam: Nghệ Thorel. Địa thực vật nhỏ, cao 50 cm; căn hành vàng. Phiến lá tía ở ngoài mép, dài 20-30 cm. Phát hoa cùng với lá, cao 10-12 cm; lá hoa xanh, dính nhau thành túi, chóp trắng; hoa màu cánh sen, cánh hoa dài 1,5 cm 1.13.8 - Curcuma pỉerreana Gagnep. Tên Việt Nam: Nghệ Pierre. Địa thực vật cao 20 cm; căn hành to 1 cm, trắng. Phiến lá rộng 6 - 8 cm, dài 15 - 20 cm, mặt trên có đốm đỏ ở gân. Phát hoa giữa lá trên cọng ngắn; lá hoa hoe hoe, cuối có đốm đỏ; ống vành rộng ở trên, cánh hoa màu trắng, tiểu nhụy lép trắng ở dưới, hồng ở trên; môi bầu dục có màu trắng lẫn vàng ở giữa. 1.13.9 - Curcuma elata Rorb. Tên Việt Nam: Mì tinh rừng. Địa thực vật cao hơn 1 m; củ vàng, ở trong vàng đậm. Lá có phiến bầu dục thon, có thể rất to đến 100 X 30 cm, mặt dưới hơi nhung. Phát hoa ở đất trước lá, cao 20 cm; lá hoa xanh bầu dục rộng, dìa 5 - 6 cm, chóp tì*ắng, dưới màu tím; đài tìrắng, có 3 răng; vành có ống dài bằng 2 đài, cánh hoa hoa trắng hay hồng, dài 2,5 cm; bao phấn đáy có cựa dài; tiểu nhụy lép dìa 2 cm, dính vào chỉ; môi dài 2 cm, vàng, đầu lõm sâu. 1.13.10 - Curcuma cochinchinensỉs Gagnep. Tên Việt nam: Nghệ Nam bộ. Địa thực vật cao 40 - 60 cm. Lá 2 - 3; phiến to 12 - 25 X 5 - 10 cm, mặt dưới có lông như nhung mịn; cuống dài 30 cm, rộng dần thành bẹ; mép ngắn. Phát hoa nhỏ khoảng 3-4x3 cm, lá hoa ít, xoan thon, to 3 X 1,5 cm, hồng ngoài rìa đỏ; đài 1,5 cm, răng ngắn; cánh hoa tròn dài; bao phấn có cựa nhỏ ở đáy; môi như vuông dài, hai bên là tiểu nhụy lép, to gần bằng. 1.1.3.11 - Curcuma alismataefolia Gagnep. Tên Việt Nam: Nghệ lá, Từ cô. Địa thực vật cao 50 cm. Lá thưòng có 3, có phiến hẹp dài 20 X 2,5 cm. Phát hoa cao bằng lá, xuất hiện sau lá; phần thụ cao 10 cm, lá hoa trên to hơn, hồng hay màu cámh sen; hoa tím có sọc trắng, nhỏ; môi dài 17 mm, có cạnh ở giữa; bầu có lông. 1.13.12 - Curcuma angustifolia Rosb. Tên Việt Nam: Nghệ lá hẹp. Địa thực vật có củ hình bông, nạc trắng, ngoài vàng; rễ to, rộng 1,5 mm, mang nhiều củ ở cuối. Lá có phiến thon hẹp, to 15x5-7 cm, cuống dài đến 15 cm. Phát hoa trước lá, cao 15 cm, trên cọng 5-15 cm; lá hoa tròn dài, dài đến 2,5 cm, lá hoa dưới lục, đầu đỏ hay tím; đài 1 cm, có lông; vành có ống, có lông, cánh hoa dài 1,5 cm; bao phấn có 2 móng nhỏ; tiểu nhụy lép dài 2mm; môi bầu dục dài 11 cm, chẻ 1/4. 1.1.3.13 - Curcuma parviflora Wall. Tên Việt Nam: Nghệ hoa nhỏ. Địa thực vật cao 40 cm, có củ vào 1 cm, có vảy. Lá có 3 - 5; phiến hình bầu dục, to 15-23 x 6 - 8 cm, không có lông hai mặt; cuống dài 10 - 20 cm; mép ngắn. Phát hoa giữa lá, cao 4 - 6 cm; lá hoa 3 X 1 - 1,2 cm, lá hoa tì*ên hơi khác màu; đài 8mm, 3 răng; vành có ống 2 lần dài hơn, cánh hoa 7 mm; bao phấn không móng; tiểu nhụy lép , trắng, thon, dài hơn cánh hoa; môi dài bằng ngang, màu tím có sọc trắng. 1.1.3.14 - Curcuma gracillima Gagnep. Tên Việt Nam: Nghệ mảnh. Địa thực vật nhỏ, cao 30 cm; củ thom nhỏ. Lá đứng; phiến thon, hẹp, cao 20cm, rộng 1 - 3 cm. Phát hoa trên cọng dài giữa lá, phần thụ dài 3 - 5 cm, lá hoa đỏ chói, cao 1 cm; hoa trắng, thơm ;cánh hoa dài 5 mm; môi tì*òn, chẻ đến giữa; bầu không lông. Những năm gần đây theo GS. Phạm Thanh Kỳ và cộng sự [16], [17] đã nghiên cứu, ở Việt nam so với thực vật chí Đông dương chi Curcuma L. có thêm 2 loài là loài Curcuma harmandii Gagnep. phân bố ở Đà Bắc, Hòa Bình và loài Curcuma trichosantha Gagnep. phân bố ở Hòa An, Cao Bằng. Theo tài liệu [21] ở Việt Nam còn có loài Curcuma singulasis Gagnep., loài Curcuma sparganifolia Gagnep. và loài Curcuma stenochila Gagnep [...]... sau: - Xây dựng quy trình chiết xuất nhóm chất màu curcuminoid từ câyNghệ vàng (Curcuma longa L.) - Khảo sát các hệ dung môi khác nhau để định tính nhóm chất màu curcuminoid bằng sắc ký lớp mỏng Kết quả này là cơ sở để chọn lựa hệ dung môi thích hợp (Chloroform và Methanol) để phân lập nhóm chất màu curcuminoid - Bằng phương pháp sắc ký cột mở, chúng tôi đã phân lập nhóm chất màu curcuminoid gồm có 3 chất,... chất phân lập được - Xác định cấu trúc các chất phân lập được bằng phương pháp phổ khối và phổ cộng hưởng từ hạt nhân 14 2.2 - KẾT QUẢ THựC NGHIỆM VÀ NHẬN XÉT 2.2.1 - Xử lý nguyên liệu Thân rễ (củ) Nghệ vàng sử dụng nghiên cứu được thu hái tại huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng Sau khi thu hái dược liệu được rửa sạch, bỏ rễ nhỏ, cắt thành lát mỏng 2-3 mm, sấy ở 60 °c cho đến khi đạt độ ẩm dưới 10 % Nghệ khô... Công nghệ Việt Nam - Đo phổ cộng hưỏng từ hạt nhân trên máy NMR - BRUKER 500 MHz tại phòng Cộng hưỏng từ hạt nhân - Viện hóa học - Viện Khoa Học - Công nghệ Việt Nam 2.1.3 - Phương pháp nghiên cứu - Dùng phương pháp chiết nguội để chiết xuất dược liệu [2] - Phân lập và tinh chế nhóm chất Curcuminoid bằng phương pháp sắc ký cột mở - Dùng phương pháp sắc ký lớp mỏng để định tính nhóm chất curcuminoid và. .. ô mở bằng 3 van Hạt có áo hạt Hoa nở vào tháng 8 7 1.3 - THÀNH PHẦN HÓA HỌC Thành phần hóa học cây Nghệ vàng (Curcuma longa L.) gồm những nhóm chất sau: - Nhóm chất màu Curcuminoid (3 - 5%): là dẫn chất của dicinnamoylmethane hay còn gọi diarylheptan [33] Curcuminoid là nhóm chất màu vàng, không cất kéo theo hơi nước Curcuminoid là hỗn hợp của 3 chất trong đó curcumin là chất chính, chiếm 77 % Curcumin. ..Như vậy ở Việt Nam có 19 loài trong đó loài Curcuma longa L được trồng phổ biến ở nhiều địa phương miền Bắc nước ta 1.1.4 - Đặc điểm thực vật loài Curcuma longa L [13]; [18]; [32] Cây Nghệ vàng Curcuma longa L thuộc chi Curcuma L nằm trong họ Gừng - Zingiberaceae Cây Nghệ vàng là loại cây thảo cao từ 0,6 - Im, thân rễ khỏe, củ không cuống, hình trụ hoặc hơi dẹt; khi bẻ hoặc cắt ngang có màu vàng cam... dụng của Curcumin , Tạp chí Dược học, số 2/2006, trang 88- 95 7 Nguyễn Thị Quế Chi (2004), Nghiên cứu xây dựng tiêu chuẩn của bột nghệ Curcuminoid chiết xuất từ nghệ và bào chế, Khóa luận tốt nghiệp dược sỹ đại học khóa 2000-2004 8 Võ Văn Chi (1997), Từ điển cây thuốc Việt Nam, BXN Y học, trang 836-837 9 Nguyễn Minh Chính, Phạm Văn Vượng, Nguyễn Hữu Long, Nguyễn Xuân Long (2003), ‘Tách chiết và nghiên... chất QLI - Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (^H-NMR, DMSO, 500 MHz) Phổ cộng hưởng từ proton chất QLI được đo trong DMSO cho thấy tín hiệu của 20 proton, đúng bằng số proton có mặt trong curcumin (C21H20O6) ở 20 vùng trường cao từ 1,2 ^ 3,8 ppm có (s) có độ lớn 6 8 tín hiệu proton, trong đó một pic đon proton ở độ dịch chuyển hóa học 3,82 ppm là tín hiệu của 2 nhóm methoxy (-OCH 3) và một pic đofĩi (s)... là vùng dịch chuyển hóa học của các proton nhân thơm và olefin (liên kết đôi) Cấu trúc hóa học của curcumin rất đặc biệt Phân tử curcumin có tính đối xứng qua nhóm methylene (-CH2) ở vị trí carbon số 4 Bởi vậy trên phổ chỉ xuất hiện tín hiệu một nửa phân tử nhưng với độ lớn tín hiệu (số proton) cho 21 cả phân tử Mỗi nhân thơm bị thế của phân tử curcumin cho tín hiệu của 3 proton, đó là; - 1 tín hiệu... Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (^H-NMR, DMSO, 500 MHz) 24 ' i'i Phổ cộng hưỏng từ proton chất QLII được đo trong DMSO cho thấy tín hiệu của 18 proton, đúng bằng số proton có mặt trong phân tử desmethoxycurcumin (C20H 18O5) ở vùng trưòfng cao từ 1,7 ^ 3,8 ppm có 5 tín hiệu proton, trong đó một pic đơn (s) có độ lớn 3 proton ở độ dịch chuyển hóa học 3,79 ppm là tín hiệu của nhóm methoxy (-OCH3) và một pic... chất chính, chiếm 77 % Curcumin là một hợp chất polyphenol và chính là chất tạo nên màu vàng của nghệ Curcumin có thể tồn tại dưới dạng đồng phân tương hỗ, enol và keto Đồng phân keto tồn tại ở dạng rắn còn đồng phân enol tồn tại trong dung dịch Curcumin có tên khoa học là (l£',6£')-l,7-bis(4-hydroxy- 3-methoxyphenyl)-1,6-heptadiene-3,5-dione Curcumin còn có tên gọi khác là diíeruloylmethane, có công . chuẩn cây Nghệ ở Cao Bằng, trong khuôn khổ khóa luận tốt nghiệp, chúng tôi thực hiện đề tài Chiết xuất và phân lập Curcumin từ cây Nghệ Curcuma longa L. Zìngiberaceae ở Cao Bằng . Đề tài được. Xuất phát từ nhu cầu sử dụng nghệ hiện nay, một số nơi đã có dự án mở rộng diện tích trồng Nghệ để xuất khẩu như huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng. Nhằm góp phần xây dựng tiêu chuẩn cây Nghệ ở Cao. chiết nguội để chiết xuất dược liệu [2]. - Phân lập và tinh chế nhóm chất Curcuminoid bằng phương pháp sắc ký cột mở. - Dùng phương pháp sắc ký lớp mỏng để định tính nhóm chất curcuminoid và