Cải tiến phương pháp chiết xuất curcuminoid từ nghệ

Bộ YTẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Dược HÀ NỘI • • • • NGUYỄN KIM LIÊN CẢI TIÉN PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT CURCUMINOID TỪ NGHỆ KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP Dược sĩ Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Hân Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp Dược I R U O N íí ị ) ! Ì k)C í i À N Ộ I I HÀ N Ộ I-2011 LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện đề tài khóa luận này, em đã nhận được sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình về mọi mặt từ các thầy cô, bạn bè. Em xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết on sâu sắc tới : TS.Nguyễn Văn Hân Thầy đã luôn chỉ bảo hướng dẫn giúp em hoàn thành tốt khóa luận. Em cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo, anh chị kỹ thuật viên ở Bộ môn Công nghiệp Dược, các thầy cô trong Ban giám hiệu, Phòng đào tạo cùng toàn thể các thầy cô, cán bộ trong trường đại học Dược Hà Nội. Xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên, hỗ trợ em trong suốt quá trình học tập và thực hiện khóa luận này Hà Nội, tháng 05 năm 2011 Sinh viên Nguyễn Kim Liên MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH ĐẶT VẤN ĐÈ: 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2 1.1. Nghệ vàng 2 1.1.1. Mô tả cây 2 1.1.2. Phân bố 2 1.1.3. Thành phần 2 1.2. Curcuminoid 3 1.2.1. Độ tan 4 1.2.2. Tính chất hóa học 4 1.2.3. Độ ổn định 6 1.2.4. Tác dụng dược lý 7 1.3.Một số nghiên cứu về chiết xuất curcuminoid từ củ nghệ vàng 8 CHƯƠNG 2 : ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 10 2.1. Nguyên liệu và thiết bị 10 2.1.1. Nguyên vật liệu và hóa chất 10 2.1.2. Máy móc, thiết bị 10 2.2. Nội dung nghiên cứu 11 2.3.1. Phương pháp xử lý nguyên liệu 11 2.3.2. Phương pháp định lượng 11 2.3.3. Xác định một số thông số chiết xuất 13 2.3.4. Phương pháp tinh chế 14 CHƯƠNG 3 : TH ựC NGHIỆM, KÉT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 15 3.1. Khảo sát phưong pháp xử lý dược liệu 15 3.2. Khảo sát dung môi chiết 16 3.3. Xây dựng phương pháp tinh chế 20 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 2.3. Phương pháp thực nghiệm 11 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: So sánh một số tính chất vật lý của các curcuminoid 3 Bảng 2: Đặc điểm bột nghệ chế bằng 2 phương pháp 15 Bảng 3: Hiệu suất curcuminoid chiết được theo thời gian của NL1,NL2 trong các dung môi ethanol 96%, aceton 17 Bảng 4 : So sánh một số thông số khi chiết NLl, NL2 với ethanol 96%, aceton 19 Bảng 5 : So sánh 2 phương pháp tinh chế để thu được curcuminoid thô 21 Bảng 6 : Sản phẩm curcuminoid kết tinh trong các dung môi khác nhau 24 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1 : Công thức cấu tạo của curcuminoid 3 Hình 2: Curcumin trong dung dịch 4 Hình 3: Phản ứng amin hóa ß- diceton của curcumin 5 Hình 4: Các dạng tồn tại của curcumin theo pH dung dịch 6 Hình 5: Sản phẩm phẩm hủy của curcumin 7 Hình 6: Đồ thị biểu diễn hiệu suất chiết theo thời gian của NLl trong các dung m ôi 18 Hình 7: Đồ thị biểu diễn hiệu suất chiết theo thời gian của NL2 trong các dung m ôi 18 Hình 8: sắc ký đồ của sản phẩm thô 1 và thô 2 22 Hình 9 : sắc ký đồ của curcuminoid chuẩn 25 Hình 10 : sắc ký đồ các mẫu kết tinh trong ethyl acetat 25 ĐẶT VẤN ĐÈ Nghệ từ lâu đã được dùng không chỉ như một gia vị, chất màu thực phẩm mà còn được sử dụng trong chữa bệnh và làm đẹp.Các nghiên cứu khoa học đã tìm ra hoạt chất quan trọng có tác dụng trong củ nghệ đó là curcuminoid. Curcuminoid được chỉ ra rằng có khả năng chống viêm, kháng khuẩn, kháng virus, chống oxy hóa, .có vai trò to lớn trong việc phòng và điều trị nhiều bệnh đưÒTig tiêu hóa, tim mạch, thần kinh Trong đó, tác dụng đang được quan tâm là khả năng chống tế bào ung thư. Curcuminoid diệt các tế bào ác tính, vô hiệu hóa tế bào ung thư và ngăn chặn hình thành tế bào ung thư mới mà không làm ảnh hưởng đến các tế bào lành tính. Từ đó mở ra triển vọng trong chữa trị ung thư. Nước ta có nguồn nguyên liệu nghệ phong phú là tiềm năng cho việc chiết xuất curcuminoid. Đã có nhiều nghiên cứu về chiết xuất curcuminoid cả trong và ngoài nước. Song việc nghiên cứu để tìm ra những điều kiện chiết xuất tốt hơn, đơn giản hofĩi vẫn luôn là cần thiết. Trong khuôn khổ khóa luận, chúng tôi thực hiện đề tài “ Cải tiến phương pháp chiết xuất curcuminoid từ nghệ” với những nội dung nghiên cứu: - Khảo sát phương pháp xử lý dược liệu. - Khảo sát lựa chọn dung môi chiết. - Xây dựng phương pháp hiệu quả để tinh chế. 1.1. Nghệ vàng Tên khoa học: Curcuma ỉonga Họ Gừng Zingiberaceae. 1.1.1. Mô tả cây Cây thảo, cao 0,6 - Im. Thân rễ thành củ hình trụ hoặc hơi dẹt, khi cắt ngang có màu vàng sẫm. Lá hình trái xoan thon nhọn ở hai đầu, hai mặt đều nhẵn dài tới 45 cm, rộng tới 18 cm.Cuống lá có bẹ. Cụm hoa mọc từ giữa các lá lên thành hình nón thưa, lá bắc hữu thụ khum hình máng rộng, đầu tròn màu xanh lục nhạt, lá bắc bất thụ hẹp hơn, màu hơi tím nhạt. Tràng có phiến, cánh hoa ngoài màu xanh lục vàng nhạt, chia thành ba thùy, thùy trên to hơn, phiến cánh hoa trong cũng chia ba thùy, hai thùy hai bên đứng và phẳng, thùy dưới hõm thành máng sâu. Quả nang ba ngăn, mở bằng ba van. Hạt có áo hạt. [3]. 1.1.2. Phăn bố Mọc và trồng ở Ấn Độ, Trung Quốc, Lào, Campuchia, Indonesia và các nước nhiệt đới. ở nước ta nghệ vàng trồng khá phổ biến. Một số địa phương hình thành các vùng chuyên canh như Xuân Lộc (Đồng Nai), Chí Tân ( Khoái Châu, Hưng Yên), Nghệ An. 1.1.3. Thành phần Tinh dầu Chiếm 3-5% [3], thành phần gần 100 hợp chất hóa học hầu hết là các sesquiterpen. Trong số đó, a-turmeron và turmeron chiếm gần 50%. Ngoài ra còn 1 lượng nhỏ alcol mạch ngắn, các ceton, acid béo. [\T. Nhóm chất màu Curcumỉnoỉd: thành phần có tác dụng quan trọng nhất của củ nghệ vàng chủ yếu gồm 3 chất: Curcumin (Curcumin I), Chương 1. TỔNG QUAN Demethoxycurcumin ( Curcumin II), Bisdemethoxycurcumin (Curcumin III). Trong đó curcumin chiếm chủ yếu. Các hơp chất khác: protein, chất béo, chất khoáng, nước, tinh bột, nhựa 1.2. Curcuminoid Hình 1 : Công thức cấu tạo của curcuminoid Bảng 1: Tính chất vật lý của các curcuminoid Curcum in I Curcum in I I Curcumin I I I Ri 0CH3 0CH3 H R2 0CH3 H H Tên khoa học l, 7-Bis-(4- hydroxy-3- methoxyphen yl)-hepta-l,6- dien-3,5-dion l- (4- hy droxypheny 1)- 7 - (4-hydroxy-3- methoxyphenyl)hept a-1,6-dien-3,5-dion l,7-Bis-(4- hydroxyphenyl)- hepta-l,6-dien-3,5- dion CTPT C21H20O 6 C20H18O5 C19H16O4 PTL 368 338 308 Dạng thù hình[5] Tinh thê hình kim, màu vàng Tinh thê hình kim,màu vàng cam Tinh thê hình kim, màu vàng cam tím. Điêm chảy (° C)[12], [15] 184 172 222 Điểm chảy của curcuminoid: 172-178 1.2.1. Đô tan Không tan trong nước ở pH acid và trung tính, ether xăng, Tan trong cồn etylic, acid acetic băng, propylen glycol, kiềm, aceton và ethyl ether [10], [17]. Curcumin và các dẫn chất tồn tại trong dung dịch trong hỗn họp cân bằng của dạng diceton cân đối và dạnghỗ biến keto-enol được ổn định bằng liên kết H nội phân tử [17’. Hình 2; Curcumin trong dung dịch 1.2.2. Tính chất hóa học Tỉnh chất của nhóm polyphenol - Tan trong kiềm. - Tác dụng với tác nhân oxy hóa: nhóm -OH hoạt hóa nhân thơm đối với các tác nhân oxy hóa nên curcuminoid rất dễ bị oxy hóa. - Thế ái điện tử: hưÓTig nhóm thế vào vị trí ortho, para. - Thế ái nhân. - Tác dụng với dung dịch muối kim loại tạo phức chất có màu: với tạo muối màu xanh đen, với Sn, Zn, Cu, Ca, Mg tạo hợp chất màu vàng cam đến nâu đen. [...]... 2.2.1 Khảo sát phương pháp xử lý dược liệu: loại tinh bột và không loại tinh bột 2.2.2.Khảo sát lựa chọn dung môi chiết: ethanol 96% , aceton 2.2.3.Xây dựng phương pháp hiệu quả để tinh chế curcuminoid 2.3 Phương pháp thực nghiệm 2.3.1 Phương pháp xử lý nguyên liệu Phương pháp 1 Nghệ tươi rửa sạch, thái lát mỏng, sấy trong tủ sấy ở 60°c đến khô Xay thành bột thô (NLl) Phương pháp 2 Nghệ tươi rửa sạch,... Xác đinh hàm lương curcuminoid trong cắn L^Ị, Xa X Ff - (% ) 2.3.4 Phương pháp tinh chế - Sử dụng các dung môi thích họp để loại bớt tạp chất và kết tinh sản phẩm - Loại tạp chất màu bằng than hoạt 15 Chương 3 THựC NGHIỆM, KỂT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 Khảo sát phương pháp xử lý dược liệu Các quy trình chiết curcumin từ nghệ trong các tài liệu thưÒTig chiết từ nguyên liệu là bột thô của củ nghệ vàng Nhận thấy... 27,16 curcuminoid trong cắn (%) Nhân xét: - Thời gian cân bằng: Các nguyên liệu chiết bằng aceton đạt thời gian cân bằng nhanh hơn khi chiết bằng ethanol 96% - Hiệu suất chiết: Cùng một nguyên liệu, chiết bằng aceton đạt hiệu suất chiết cao hơn so với chiết bằng ethanol 96% - Hàm lượng curcuminoid trong cắn 20 Cùng một nguyên liệu, chiết với aceton cho hàm lượng curcuminoid trong cắn cao hơn khi chiết. .. kết tinh từ một dung môi có hàm lượng curcuminoid cao hơn sản phẩm kết tinh từ hỗn hơp dung môi tuy nhiên lại kết tinh được ít hơn do lượng curcuminoid bị tan vào dung môi nhiều hơn 27 KỂT LUẬN VÀ KIÉN NGHỊ Kết luận Từ những kết quả thực nghiệm, chúng tôi rút ra các kết luận sau: 1 Đã cải tiến phương pháp xử lý dược liệu trước khi chiết Việc loại tinh bột đã thu được dược liệu trước khi chiết có hàm... phần củ nghệ ngoài curcuminoid ( chỉ chiếm khoảng trên 3% khối lượng khô) còn có những thành phần khác như tinh bột, chất béo, tinh dầu, nhựa, đặc biệt là tinh bột nếu tách được ra rất có thể giúp tăng hiệu quả chiết và tinh chế Tiến hành: - Xử lý nguyên liệu: Từ 1 kg nghệ tươi, tiến hành xử lý nguyên liệu theo 2 phương pháp theo mục 2 3.1 - Xác định hiệu suất xử lý nguyên liệu và hàm lượng curcuminoid. .. Bảng 2: Đặc điểm bột nghệ chế bằng 2 phương pháp NL2 NLl (loại tinh bột) (không loại tinh bột) Khôi lượng nghệ tươi (g) 1000 Hàm lượng curcuminoid 0,86 trong nghệ tươi (g) Khôi lượng bột nghệ khô (g) 203,83 Cảm quan bột màu sẫm 109,85 bột màu vàng sáng Hàm lượng curcuminoid (%) 4,11 7,23 % curcuminoid hư hao trong 2,59 7,65 quá trình xử lý 16 Nhân xét: - So với N L1, NL2 có hàm lượng curcuminoid cao hơn... một lượng curcuminoid 3.2 Khảo sát dung môi chiết 3.2.1 Xác định khả năng hòa tan curcuminoid của dung môi Tiến hành: theo phương pháp ghi ở mục 2.3.3 Kết quả: - Độ tan của curcuminoid trong 1 ml ethanol 96% là; 2,21 mg/ml - Độ tan của curcuminoid trong 1 ml aceton là; 15,67 mg/ml Nhân xét: Như vậy, dung môi aceton hòa tan curcuminoid tốt hơn ( trên 7 lần) 3.2.2 Xác định một số thông số chiết của dung... lấy chính xác một thể tích dịch chiết đem pha loãng ft lần và định lượng hàm lượng curcuminoid chiết được theo thời gian bằng HPLC Từ đó tính được hiệu suất chiết curcuminoid theo thời gian Hiệu suất chiết curcumỉnoỉd theo thời gian: SịXC.xũxV 5^ X a X _ 14 Thời điểm cân bằng là thời điểm hiệu suất chiết curcuminoid không tăng thêm (Lcb) Xác đinh khối lương cắn Dịch chiết thu được đem cô đến cắn cắn... lượng cắn ít hơn chiết với ethanol 96% Do đó chiết bằng aceton tính chọn lọc cao hơn Cùng một dung môi chiết, NL2 cho hàm lượng curcuminoid trong cắn cao hơn N L l Điều này cho thấy, tạp trong NL2 ít hơn trong NLl 3.3 Xây dựng phương pháp tinh chế 3.3.1 Điều chế cao nghệ Cân khoảng 100 g NL2 cho vào bình chiết Cho khoảng 500 ml aceton, khuấy bằng máy khuấy từ khoảng 4 giờ Hút kiệt dịch chiết bằng máy... Hùng Cường, Nguyễn Đình Anh chiết curcumin thô bằng dung dịch xà phòng 42,5% được tạo từ dầu lạc, nhiệt độ chiết 90° c Hiệu suất chiết curcumin thô là 44,58% [ r Dandekar và Gaikar (2002) nghiên cứu kỹ thuật chiết sử dụng vi sóng Kỹ thuật này có ưu điểm là chiết curcuminoid có tính chọn lọc và nhanh Bột nghệ được chiếu vi sóng 2-4 phút cho hiệu quả chiết ngang với việc chiết bằng aceton trong 60 phút . tài “ Cải tiến phương pháp chiết xuất curcuminoid từ nghệ với những nội dung nghiên cứu: - Khảo sát phương pháp xử lý dược liệu. - Khảo sát lựa chọn dung môi chiết. - Xây dựng phương pháp hiệu. curcuminoid. 2.3. Phương pháp thực nghiệm 2.3.1. Phương pháp xử lý nguyên liệu Phương pháp 1 Nghệ tươi rửa sạch, thái lát mỏng, sấy trong tủ sấy ở 60°c đến khô. Xay thành bột thô (NLl). Phương pháp 2 Nghệ. nghệ phong phú là tiềm năng cho việc chiết xuất curcuminoid. Đã có nhiều nghiên cứu về chiết xuất curcuminoid cả trong và ngoài nước. Song việc nghiên cứu để tìm ra những điều kiện chiết xuất