MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i MỤC LỤC ......................................................................................................... ii Danh mục các bảng .......................................................................................... iii Danh mục các hình, biểu đồ ............................................................................. iv Danh mục các từ viết tắt .................................................................................... v MỞ ĐẦU .......................................................................................................... vi Chƣơng 1:TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU ........................................................ 11 1.1. Giới thiệu chung về nghệ ......................................................................... 11 1.1.1. Đặc điểm, phân bố, phân loại thực vật chi Curcuma, họ Zingiberaceae ......................................................................................................................... 11 1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc và ngoài nƣớc .................................. 13 1.2. Công dụng của nghệ ................................................................................. 14 1.3. Thành phần hóa học ................................................................................. 15 1.4. Tổng quan về curcumin ............................................................................ 16 1.4.1. Curcuminoid .......................................................................................... 16 1.4.1.1. Cấu trúc của các dẫn xuất curcuminoid ............................................. 16 1.4.1.2. Phân lập các dẫn xuất curcuminoid.................................................... 16 1.4.2. Curcumin ............................................................................................... 18 1.4.2.1. Lý tính ................................................................................................ 18 1.4.2.2. Hóa tính .............................................................................................. 19 1.5. Hoạt tính sinh học của curcumin .............................................................. 25 1.5.1. Hoạt tính kháng ung thƣ ........................................................................ 25 1.5.2. Hoạt tính kháng oxy hóa ....................................................................... 26 1.6. Các phƣơng pháp chiết xuất ..................................................................... 27 1.6.1. Chiết xuất bằng phƣơng pháp ngấm kiệt .............................................. 27 1.6.2. Chiết xuất bằng phƣơng pháp ngâm dầm ............................................. 27 1.6.3. Chiết xuất bằng phƣơng pháp ngâm kiệt ngƣợc dòng .......................... 27 4 1.6.4. Chiết bằng Soxhlet ................................................................................ 27 1.6.5. Chiết bằng cách đun hoàn lƣu ............................................................... 28 1.6.6. Chiết bằng phƣơng pháp lôi cuốn hơi nƣớc .......................................... 28 1.6.7. Lựa chọn dung môi ............................................................................... 28 1.6.8. Kết tinh lại ............................................................................................. 28 1.6.8.1. Chọn dung môi ................................................................................... 28 1.6.8.2. Cách xác định độ hòa tan của một chất đối với dung môi ................. 29 1.6.8.3. Cách hòa tan nóng .............................................................................. 29 1.6.8.4. Gạn lấy tinh thể và làm khô ............................................................... 29 1.7. Xác định điểm chảy .................................................................................. 30 1.8. Phân tích trọng lƣợng ............................................................................... 30 1.9. Các phƣơng pháp phân tích vật lý ............................................................ 30 1.9.1. Phép đo quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) ...................................... 30 1.9.2. Phƣơng pháp xác định phổ hồng ngoại (IR) ......................................... 31 1.9.3. Phƣơng pháp đo quang phổ hấp thụ phân tử UVVIS .......................... 31 1.9.4. Phƣơng pháp đo quang phổ cộng hƣởng từ hạt nhân NMR (Nucear Magnetic Resonance) ...................................................................................... 32 Chƣơng 2: THỰC NGHIỆM ........................................................................... 33 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu............................................................................... 33 2.1.1. Nguyên liệu chính ................................................................................. 33 2.1.2. Hóa chất................................................................................................. 34 2.1.3. Thiết bị và dụng cụ ................................................................................ 34 2.2. Phƣơng pháp thực nghiệm ....................................................................... 34 2.2.1. Xử lý nguyên liệu .................................................................................. 34 2.2.2. Sơ đồ nghiên cứu ................................................................................... 35 2.2.3. Khảo sát các điều kiện ảnh hƣởng đến quá trình chiết tách tinh nghệ.. 36 2.2.3.1. Khảo sát nồng độ dung môi ............................................................... 36 2.2.3.2. Khảo sát nồng độ dung môi KOH ...................................................... 36 5 2.2.3.3. Khảo sát tỉ lệ rắnlỏng ........................................................................ 37 2.2.3.4. Khảo sát pH để kết tủa lớn nhất ......................................................... 37 2.2.4. Nhận danh curcumin trong tinh nghệ bằng phƣơng pháp UVVIS ...... 37 Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................ 38 3.1. Ảnh hƣởng của dung môi đến quá trình chiết tách .................................. 38 3.2. Ảnh hƣởng của nồng độ dung môi đến quá trình chiết tách .................... 39 3.3. Ảnh hƣởng của tỉ lệ rắnlỏng .................................................................... 41 3.4. Ảnh hƣởng của pH đến khối lƣợng kết tủa .............................................. 43 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 47 1. Kết luận ....................................................................................................... 47 2. Kiến nghị ..................................................................................................... 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 48
1 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA HÓA NGUYỄN THỊ THANH THỦY NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT TINH NGHỆ BẰNG PHƢƠNG PHÁP KIỀM HÓA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SƢ PHẠM Đà Nẵng, 5/2016 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực đề tài hƣớng dẫn, dƣới hƣớng dẫn tận tình giảng viên hƣớng dẫn, có trình nghiên cứu, tìm hiểu học tập nghiêm túc để hoàn thành đề tài Kết thu đƣợc nổ lực riêng cá nhân mà có giúp đỡ quý thầy cô, gia đình bạn bè Với lòng kính trọng biết ơn sâu sắc, xin đƣợc bày tỏ lòng chân thành đến: GS.TS Đào Hùng Cƣờng, giảng viên trực tiếp hƣớng dẫn hoàn thành đề tài khóa luận Ban đầu bỡ ngỡ việc lựa chọn thực đề tài, có phần lơ chán nản Nhƣng tất tâm huyết, tận tình trách nhiệm ngƣời hƣớng dẫn, thầy khuyên nhủ, bảo li tí để hoàn thành tốt đề tài Thầy Nguyễn Văn Din, Cô Võ Thị Kiều Oanh tất quý thầy cô phụ trách phòng thí nghiệm khoa Hóa - Trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại học Đà Nẵng tạo điều kiện thuận lợi để tiến hành thực nghiệm, hoàn thành đề tài hạn Quý thầy cô khoa Hóa - Trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại học Đà Nẵng, ngƣời lái đò tâm huyết truyền đạt khối lƣợng kiến thức quý báu cho suốt quãng thời gian học tập trƣờng Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến toàn thể gia đình bạn bè, ngƣời bên cạnh tôi, cổ vũ, động viên tinh thần chỗ dựa vững suốt thời gian, giúp vƣợt qua lúc khó khăn trình thực đề tài Mặc dù, cố gắng hết sức, tìm tòi nghiên cứu, dồn tất tâm huyết vào đề tài nhƣng thân hạn chế kiến thức kinh nghiệm nên đề tài hẳn không tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận đƣợc đóng góp quý thầy cô bạn để đề tài hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii Danh mục bảng iii Danh mục hình, biểu đồ iv Danh mục từ viết tắt v MỞ ĐẦU vi Chƣơng 1:TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU 11 1.1 Giới thiệu chung nghệ 11 1.1.1 Đặc điểm, phân bố, phân loại thực vật chi Curcuma, họ Zingiberaceae 11 1.1.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc nƣớc 13 1.2 Công dụng nghệ 14 1.3 Thành phần hóa học 15 1.4 Tổng quan curcumin 16 1.4.1 Curcuminoid 16 1.4.1.1 Cấu trúc dẫn xuất curcuminoid 16 1.4.1.2 Phân lập dẫn xuất curcuminoid 16 1.4.2 Curcumin 18 1.4.2.1 Lý tính 18 1.4.2.2 Hóa tính 19 1.5 Hoạt tính sinh học curcumin 25 1.5.1 Hoạt tính kháng ung thƣ 25 1.5.2 Hoạt tính kháng oxy hóa 26 1.6 Các phƣơng pháp chiết xuất 27 1.6.1 Chiết xuất phƣơng pháp ngấm kiệt 27 1.6.2 Chiết xuất phƣơng pháp ngâm dầm 27 1.6.3 Chiết xuất phƣơng pháp ngâm kiệt ngƣợc dòng 27 1.6.4 Chiết Soxhlet 27 1.6.5 Chiết cách đun hoàn lƣu 28 1.6.6 Chiết phƣơng pháp lôi nƣớc 28 1.6.7 Lựa chọn dung môi 28 1.6.8 Kết tinh lại 28 1.6.8.1 Chọn dung môi 28 1.6.8.2 Cách xác định độ hòa tan chất dung môi 29 1.6.8.3 Cách hòa tan nóng 29 1.6.8.4 Gạn lấy tinh thể làm khô 29 1.7 Xác định điểm chảy 30 1.8 Phân tích trọng lƣợng 30 1.9 Các phƣơng pháp phân tích vật lý 30 1.9.1 Phép đo quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 30 1.9.2 Phƣơng pháp xác định phổ hồng ngoại (IR) 31 1.9.3 Phƣơng pháp đo quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS 31 1.9.4 Phƣơng pháp đo quang phổ cộng hƣởng từ hạt nhân NMR (Nucear Magnetic Resonance) 32 Chƣơng 2: THỰC NGHIỆM 33 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 33 2.1.1 Nguyên liệu 33 2.1.2 Hóa chất 34 2.1.3 Thiết bị dụng cụ 34 2.2 Phƣơng pháp thực nghiệm 34 2.2.1 Xử lý nguyên liệu 34 2.2.2 Sơ đồ nghiên cứu 35 2.2.3 Khảo sát điều kiện ảnh hƣởng đến trình chiết tách tinh nghệ 36 2.2.3.1 Khảo sát nồng độ dung môi 36 2.2.3.2 Khảo sát nồng độ dung môi KOH 36 2.2.3.3 Khảo sát tỉ lệ rắn/lỏng 37 2.2.3.4 Khảo sát pH để kết tủa lớn 37 2.2.4 Nhận danh curcumin tinh nghệ phƣơng pháp UV-VIS 37 Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 38 3.1 Ảnh hƣởng dung môi đến trình chiết tách 38 3.2 Ảnh hƣởng nồng độ dung môi đến trình chiết tách 39 3.3 Ảnh hƣởng tỉ lệ rắn/lỏng 41 3.4 Ảnh hƣởng pH đến khối lƣợng kết tủa 43 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47 Kết luận 47 Kiến nghị 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Từ xa xƣa nghệ đƣợc biết đến nhƣ loại gia vị, loại thuốc gia truyền chữa nhiều bệnh, chữa liền sẹo Các kết nghiên cứu nƣớc giới củ nghệ có thành phần curcumin, tinh dầu tinh bột Trong đó, curcumin hoạt chất tạo nên màu vàng củ nghệ Curcumin có hoạt tính sinh học độc đáo nhƣ kháng nấm, kháng khuẩn, làm lành vết thƣơng, điều trị ung thƣ bệnh AIDS Tuy nhiên, hàm lƣợng curcumin củ nghệ nhỏ, chiếm 0,3 – 1% khối lƣợng củ nghệ Nhƣ vậy, curcumin tinh khiết đƣợc bán thị trƣờng với giá đắt đỏ Hiện nay, thị trƣờng xuất nhiều thƣơng hiệu tinh bột nghệ với chất lƣợng nhƣ giá thành khác nhau, dao động từ 100000 – 1000000VNĐ/kg, gồm tinh bột nghệ vàng tinh bột nghệ đen Trong đó, tinh bột nghệ vàng đƣợc ƣa chuộng Tuy nhiên, thị trƣờng tồn số thƣơng hiệu giả, gây hoang mang tâm lý khách hàng Với mong muốn nghiên cứu chiết tách tinh bột nghệ với hàm lƣợng curcumin cao giá thành hợp lý, đáp ứng nhu cầu ngƣời tiêu dùng Tôi lựa chọn thân rễ nghệ vàng quê hƣơng (huyện Hòa Vang, TP Đà Nẵng) làm nguyên liệu, sử dụng KOH làm dung môi để chiết tách KOH tạo muối phenolat với gốc phenol curcumin, dễ tan nƣớc kiềm tạo điều kiện thuận lợi, tăng hiệu suất cho trình chiết tách Với tất lý trên, chọn đề tài cho luận văn “Nghiên cứu sản xuất tinh nghệ phương pháp kiềm hóa” nhằm đƣa quy trình sản xuất đơn giản với điều kiện tối ƣu, tạo sản phẩm tinh bột nghệ hoàn hảo Đối tƣợng nghiên cứu Thân rễ nghệ vàng thu hái huyện Hòa Vang, TP Đà Nẵng Mục đích nghiên cứu phạm vi nghiên cứu 3.1 Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu quy trình sản xuất tinh bột nghệ từ thân rễ nghệ vàng huyện Hòa Vang, TP Đà Nẵng - Xác định điều kiện chiết tối ƣu dung dịch kiềm KOH 3.2 Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu điều kiện nồng độ dung dịch kiềm, tỉ lệ rắn lỏng, nhiệt độ pH dung dịch để chiết tách tinh nghệ dung dịch kiềm KOH Phƣơng pháp nghiên cứu 4.1 Nghiên cứu lý thuyết - Thu nhập, tổng hợp tài liệu, tƣ liệu nguồn nguyên liệu, phƣơng pháp nghiên cứu hợp chất tự nhiên, thành phần hóa học ứng dụng thân rễ nghệ vàng - Tìm hiểu phƣơng pháp chiết lỏng - rắn dung dịch kiềm - Tìm hiểu phƣơng pháp lấy mẫu, chiết tách xác định thành phần hóa học chất từ thực vật 4.2 Nghiên cứu thực nghiệm - Phƣơng pháp lấy mẫu, thu hái xử lý mẫu - Phƣơng pháp phân tích trọng lƣợng để xác định thông số hóa lý xác định điều kiện chiết tách tối ƣu - Dùng phƣơng pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS để đánh giá khảo sát điều kiện tối ƣu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Nghiên cứu điều kiện tối ƣu để chiết tách tinh bột nghệ từ thân rễ nghệ vàng huyện Hòa Vang, TP Đà Nẵng nhằm đƣa quy trình sản xuất tinh bột nghệ đơn giản hiệu DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang 1.1 Cấu trúc thành phần curcuminoid 1.2 Các thông số hóa lý dẫn xuất curcuminoid 1.3 Ảnh hƣởng pH lên màu dạng tồn Cur 3.1 3.2 3.3 3.4 Kết khảo sát ảnh hƣởng dung môi đến khối lƣợng tinh nghệ mật độ quang Kết khảo sát ảnh hƣởng nồng độ dung môi đến khối lƣợng tinh nghệ mật độ quang Kết khảo sát ảnh hƣởng tỉ lệ rắn/lỏng đến khối lƣợng tinh nghệ mật độ quang Kết khảo sát ảnh hƣởng pH đến khối lƣợng tinh nghệ mật độ quang 27 29 31 33 DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ Hình 1.1 Công thức hóa học chung curcuminoid Hình 1.2 Kết HPLC tƣơng ứng Cur, DMC, BDMC Hình 1.3 Các dạng ion Cur theo pH Hình 1.4 Sự phân hủy Cur môi trƣờng kiềm 10 Hình 1.5 Phản ứng cộng H2 Cur 12 Hình 1.6 Cấu trúc dẫn xuất isoxazole pyrazole Cur 12 Hình 1.7 Sự hổ biến Cur dung dịch 13 Hình 1.8 Phức Cur với kim loại 13 Hình 2.1 Thân, lá, hoa nghệ vàng 22 Hình 2.2 Thân rễ nghệ vàng 22 Hình 2.3 Thân rễ cắt ngang 23 Hình 2.4 Thân rễ sau gọt vỏ 23 Sơ đồ 2.1 Quy trình chiết tách tinh nghệ thô từ thân rễ nghệ vàng 24 Hình 3.1 Phổ UV-VIS tinh nghệ chiết tách từ dung môi nƣớc 27 Hình 3.2 Phổ UV-VIS tinh nghệ chiết tách từ dung môi KOH 0,05M 28 Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng nồng độ KOH đến khối lƣợng tinh nghệ 29 Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng KOH đến mật độ quang 29 Hình 3.5 Phổ UV-VIS tinh nghệ chiết tách từ KOH 0,1M 30 Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng thể tích dung môi đến khối lƣợng tinh nghệ 31 Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng thể tích dung môi đến mật độ quang 31 Hình 3.8 Phổ UV-VIS tinh nghệ chiết tách từ 300ml KOH 0,1M 32 Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng pH đến khối lƣợng tinh nghệ 33 Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng pH đến mật độ quang 33 Hình 3.11 Phổ UV-VIS tinh nghệ chiết tách từ KOH 0,1M pH=5,5 33 Hình 3.12 Hỗn hợp chiết thu đƣợc sau lọc H2O 34 10 Hình 3.13 Hỗn hợp chiết thu đƣợc sau lọc KOH 34 Hình 3.14 Dịch chiết tinh nghệ thu đƣợc trƣớc axit hóa 35 Hình 3.15 Dịch chiết tinh nghệ thu đƣợc sau axit hóa 35 Hình 3.16 Tinh nghệ thô thu đƣợc chiết tách từ nƣớc 35 Hình 3.17 Tinh nghệ thô thu đƣợc chiết tách từ KOH 35 34 2.1.2 Hóa chất - KOH tinh thể - HCl tinh khiết - Acetone tinh khiết - Nƣớc cất 2.1.3 Thiết bị dụng cụ - Máy xay sinh tố - Máy quay li tâm - Máy đo phổ UV-VIS - Máy sấy - Máy đo pH - Cốc thủy tinh, phễu, giấy lọc, vải lọc, đũa thủy tinh, bình định mức, ống đong - Cân phân tích 2.2 Phƣơng pháp thực nghiệm 2.2.1 Xử lý nguyên liệu Thân rễ nghệ vàng sau thu nhận lựa chọn củ to, mập, cắt bỏ nhánh nhỏ xung quanh (hình 2.3) Sau đem gọt vỏ, rửa sạch, nƣớc thái thành lát mỏng (hình 2.4) Hình 2.3 Thân rễ cắt ngang Hình 2.4 Thân rễ sau gọt vỏ 35 2.2.2 Sơ đồ nghiên cứu Cân 100g nghệ tƣơi thái lát mỏng cân phân tích cho vào máy xay sinh tố với dung môi Xay nhuyễn nghệ tƣơi với dung môi sử dụng màng lọc để lọc, thu đƣợc dịch chiết cốc.Lắng khoảng giờ, sau đem ly tâm lọc lấy kết tủa Sấy kết tủa nhiệt độ 600C đến khối lƣợng không đổi đem cân phần tinh nghệ thô thu đƣợc Nhận danh curcumin phổ UV-VIS (Sơ đồ 2.1) H2O Nghệ tƣơi Xay nhuyễn KOH Lọc Dịch chiết Axit hóa Quay li tâm Kết tủa ∆m > Quay li tâm Hỗn hợp chiết Sấy Cân ∆m ≈ Tinh nghệ thô Đo phổ UV-VIS Sơ đồ 2.1 Quy trình chiết tách tinh nghệ thô từ thân rễ nghệ vàng 36 2.2.3 Khảo sát điều kiện ảnh hưởng đến trình chiết tách tinh nghệ 2.2.3.1 Khảo sát nồng độ dung môi a Dung môi nƣớc cất Cân 100g nghệ tƣơi thái lát mỏng cân phân tích cho vào máy xay sinh tố với 250ml nƣớc cất Xay nhuyễn phần nghệ tƣơi với nƣớc sử dụng màng lọc để lọc, thu đƣợc dịch chiết cốc Lắng khoảng giờ, sau đem ly tâm lọc lấy kết tủa Sấy kết tủa nhiệt độ 600C đến khối lƣợng không đổi đem cân phần tinh nghệ thô thu đƣợc Đo phổ UVVIS xác định mật độ quang b Dung môi KOH 0,05M Cân 100g nghệ tƣơi thái lát mỏng cân phân tích cho vào máy xay sinh tố với 250ml KOH 0,05M Xay nhuyễn nghệ tƣơi với KOH sử dụng màng lọc để lọc, thu đƣợc dịch chiết cốc Sau trung hòa KOH HCl 0,01M đến khoảng pH=6,5 Lắng khoảng đem ly tâm lọc lấy kết tủa Sấy kết tủa nhiệt độ 600C đến khối lƣợng không đổi đem cân phần tinh nghệ thô thu đƣợc Đo phổ UV-VIS xác định mật độ quang 2.2.3.2 Khảo sát nồng độ dung môi KOH Cân 100g nghệ tƣơi thái lát mỏng cân phân tích cho vào máy xay sinh tố với 250ml KOH có nồng độ lần lƣợt 0,01M; 0,05M; 0,1M; 0,02M; 0,3M Xay nhuyễn nghệ tƣơi với KOH sử dụng màng lọc để lọc, thu đƣợc dịch chiết cốc Sau trung hòa KOH HCl 0,01M đến khoảng pH=6,5 Lắng khoảng đem ly tâm lọc lấy kết tủa Sấy kết tủa nhiệt độ 600C đến khối lƣợng không đổi đem cân phần tinh nghệ thô thu đƣợc Đo phổ UV-VIS xác định mật độ quang 37 2.2.3.3 Khảo sát tỉ lệ rắn/lỏng Cân 100g nghệ tƣơi thái lát mỏng cân phân tích cho vào máy xay sinh tố với KOH 0,1M tích lần lƣợt 100ml ; 200ml ; 250ml ; 300ml ; 400ml Xay nhuyễn nghệ tƣơi với KOH sử dụng màng lọc để lọc, thu đƣợc dịch chiết cốc Sau trung hòa KOH HCl 0,01M đến khoảng pH=6,5 Lắng khoảng đem ly tâm lọc lấy kết tủa Sấy kết tủa nhiệt độ 600C đến khối lƣợng không đổi đem cân phần tinh nghệ thô thu đƣợc Đo phổ UV-VIS xác định mật độ quang 2.2.3.4 Khảo sát pH để kết tủa lớn Cân 100g nghệ tƣơi thái lát mỏng cân phân tích cho vào máy xay sinh tố với 300ml KOH 0,1M Xay nhuyễn nghệ tƣơi với KOH sử dụng màng lọc để lọc, thu đƣợc dịch chiết cốc Sau trung hòa KOH HCl 0,01M, sử dụng máy đo pH cho pH dịch chiết cuối lần lƣợt 4,5 ; ; 5,5 ; ; 6,5 Lắng khoảng đem ly tâm lọc lấy kết tủa Sấy kết tủa nhiệt độ 600C đến khối lƣợng không đổi đem cân phần tinh nghệ thô thu đƣợc Đo phổ UV-VIS xác định mật độ quang 2.2.4 Nhận danh curcumin tinh nghệ phương pháp UVVIS Nhận thấy curcumin tan tốt dung môi hữu cơ, nên chọn acetone để hòa tan phần tinh nghệ thu đƣợc Cân 0,1g tinh nghệ vào 25ml dung môi acetone đem đo UV-VIS để xác định mật độ quang, suy điều kiện tối ƣu cho trình chiết tách 38 Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Ảnh hƣởng dung môi đến trình chiết tách Tiến hành thí nghiệm 2.2.3.1 Thay đổi dung môi nƣớc KOH 0,05M, khối lƣợng nguyên liệu thể tích dung môi không thay đổi Saukhi thu đƣợc tinh nghệ thô, tiến hành đo phổ UV-VIS nhƣ mục 2.2.4 để xác định mật độ quang Kết thu đƣợc trình bày bảng 3.1 hình 3.1, 3.2 Bảng 3.1 Kết khảo sát ảnh hƣởng dung môi đến khối lƣợng tinh nghệ (g) mật độ quang mnghệ (g) 100 Dung môi H2O KOH 0,05M m1 (g) 14,380 28,458 m2 (g) 14,979 28,051 m3 (g) 14,521 28,744 mtb (g) 14,627 28,418 D 3,4154 3,8417 5.00 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 A 2.0 1.5 1.0 0.5 0.00 400.0 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700.0 nm Hình 3.1 Phổ UV-VIS tinh nghệ chiết tách từ dung môi nước 39 5.00 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 A 2.0 1.5 1.0 0.5 0.00 400.0 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700.0 nm Hình 3.2 Phổ UV-VIS tinh nghệ chiết tách từ dung môi KOH 0,05M Nhận xét: Từ kết bảng 3.1 hình 3.1, 3.2, thay đổi dung môi từ nƣớc thành KOH khối lƣợng tinh nghệ nhƣ mật độ quang tăng Bởi curcumin không tan nƣớc nên thất thoát trình lọc chiết Còn dung môi KOH, gốc phenol curcumin tạo muối dễ tan nƣớc kiềm Do kết tủa tinh nghệ, hàm lƣợng curcumin thu đƣợc lớn Ta chọn dung môi thích hợp cho trình chiết tách KOH 3.2 Ảnh hƣởng nồng độ dung môi đến trình chiết tách Tiến hành thí nghiệm 2.2.3.2 Thay đổi lần lƣợt nồng độ KOH 0,01M; 0,05M; 0,1M; 0,2M; 0,3M; khối lƣợng nguyên liệu thể tích dung môi không thay đổi Sau thu đƣợc tinh nghệ thô, tiến hành đo phổ UV-VIS nhƣ mục 2.2.4 để xác định mật độ quang Kết thu đƣợc trình bày bảng 3.2 hình 3.3, 3.4, 3.5 40 Bảng 3.2 Kết khảo sát ảnh hƣởng nồng độ dung môi đến khối lƣợng tinh nghệ (g) mật độ quang mnghệ (g) 100 0,01 0,05 0,1 0,2 0,3 m1 (g) 27,424 28,832 32,095 30,539 29,458 m2 (g) 27,433 28,933 32,288 30,047 29,657 m3 (g) 27,715 28,825 32,589 30,722 29,575 mtb (g) 27,524 28,863 32,324 30,436 29,563 D 3,7987 3,8042 3,8228 3,8143 3,8125 Khối lƣợng tinh nghệ (g) CKOH (M) 32.324 33 32 30.436 31 29.563 30 28.863 29 28 27.524 27 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 Nồng độ KOH (M) 0.3 0.35 Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ KOH đến khối lượng tinh nghệ 3.8228 3.825 Mật độ quang D 3.82 3.8143 3.815 3.8105 3.81 3.8042 3.805 3.8 3.7987 3.795 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 Nồng độ KOH (M) 0.3 0.35 Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng KOH đến mật độ quang D 41 5.00 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 A 2.0 1.5 1.0 0.5 0.00 400.0 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700.0 nm Hình 3.5 Phổ UV-VIS tinh nghệ chiết tách từ KOH 0,1M Nhận xét: Từ kết bảng 3.2 hình 3.3, 3.4, 3.5, ta thấy tăng nồng độ dung môi KOH mật độ quang tăng lên, đạt giá trị cao nồng độ 0,1M, tiếp tục tăng nồng độ lên 0,2M 0,3M mật độ quang giảm xuống Do nồng độ kiềm cao, số cấu tử bị phân hủy thành chất khác làm thay đổi mật độ quang Nhƣ vậy, ta chọn nồng độ KOH tối ƣu cho trình chiết tách 0,1M 3.3 Ảnh hƣởng tỉ lệ rắn/lỏng Tiến hành thí nghiệm 2.2.3.3 Thay đổi lần lƣợt thể tích KOH 100ml; 200ml; 250ml; 300ml; 400ml; khối lƣợng nguyên liệu nồng độ dung môi không thay đổi Sau thu đƣợc tinh nghệ thô, tiến hành đo phổ UV-VIS nhƣ mục 2.2.4 để xác định mật độ quang Kết thu đƣợc trình bày bảng 3.3 hình 3.6, 3.7 42 Bảng 3.3 Kết khảo sát ảnh hƣởng tỉ lệ rắn/lỏng đến khối lƣợng tinh nghệvà mật độ quang mnghệ (g) 100 VKOH (ml) 100 200 250 300 400 m1 (g) 32,344 32,714 33,336 33,268 32,571 m2 (g) 32,034 32,919 33,102 32,817 32,909 m3 (g) 32,835 32,122 32,514 33,396 33,064 mtb (g) 32,071 32,585 32,984 33,160 32,848 D 3,7257 3,7484 3,7782 3,8591 3,8082 33.4 33.16 Khối lƣợng tinh nghệ (g) 33.2 32.984 33 32.848 32.8 32.585 32.6 32.4 32.071 32.2 32 100 200 300 Thể tích dung môi KOH 400 500 Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thể tích dung môi đến khối lượng tinh nghệ 3.8591 Mật độ quang D 3.88 3.84 3.8082 3.7782 3.8 3.7484 3.76 3.7257 3.72 3.68 100 200 300 Thể tích dung môi KOH 400 500 Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thể tích dung môi đến khối lượng tinh nghệ 43 5.00 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 A 2.0 1.5 1.0 0.5 0.00 400.0 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700.0 nm Hình 3.8 Phổ UV-VIS tinh nghệ chiết tách từ 300ml KOH 0,1M Nhận xét: Từ kết bảng 3.3 đồ thị 3.3, 3.4, với khối lƣợng nguyên liệu 100g Khi thể tích dung môi KOH tăng khối lƣợng tinh nghệ thu đƣợc nhƣ mật độ quang tăng lên Đến tỉ lệ 100g nguyên liệu/300ml dung môi lƣợng chất thu đƣợc lớn Khi tăng thể tích dung dịch lên 400ml mật độ quang lại giảm xuống Điều tồn chất khó phản ứng tiếp cận với KOH, làm cản trở phản ứng curcumin với dung môi,tạo tạp chất gây nhiễu mật độ quang Nhƣ vậy, ta chọn tỉ lệ rắn lỏng tối ƣu cho trình chiết tách 100g nguyên liệu/300ml dung môi 3.4 Ảnh hƣởng pHđến khối lƣợng kết tủa Tiến hành thí nghiệm 2.2.3.4 Sử dụng máy đo pH thay đổi pH dịch chiết lần lƣợt 4,5; 5; 5,5; 6; 6,5; khối lƣợng nguyên liệu không thay đổi, thể tíchvà nồng độ dung môi tối ƣu thí nghiệm 2.2.3.1 2.2.3.2 Sau thu đƣợc tinh nghệ thô, tiến hành đo phổ UV-VIS nhƣ mục 2.2.4 để xác định mật độ quang suy pH tối ƣu Kết thu đƣợc trình bày bảng 3.3 hình 3.9, 3.10, 3.11 44 Bảng 3.4 Kết khảo sát ảnh hƣởng pH đến khối lƣợng tinh nghệ (g) mật độ quang mnghệ (g) 100 4,5 5,5 6,5 m1 (g) 31,761 32,151 33,924 33,431 32,078 m2 (g) 31,903 32,074 33,885 33,305 32,660 m3 (g) 31,023 32,507 33,389 33,618 32,754 mtb (g) 31,562 32,244 33,733 33,451 32,299 D 3,9421 3,9607 3,9868 3,9811 3,9639 Khối lƣợng tinh nghệ (g) pH 33.733 34 33.451 33.5 33.299 33 32.244 32.5 32 31.562 31.5 31 4.5 5.5 pH 6.5 Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng pH đến khối lượng tinh nghệ 3.9868 3.9811 Mật độ quang D 3.98 3.9639 3.9607 3.96 3.9421 3.94 3.92 3.9 4.5 5.5 pH 6.5 Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng pH đến mật độ quang D 45 5.00 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 A 2.0 1.5 1.0 0.5 0.00 400.0 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700.0 nm Hình 3.11 Phổ UV-VIS tinh nghệ chiết tách từ KOH 0,1M pH=5,5 Nhận xét: Từ kết bảng 3.3 đồ thị 3.5, 3.6, ta thấy pH giảm từ 6,5 đến 5,5 khối lƣợng tinh nghệ nhƣ mật độ quang tăng Tại pH = 5,5 mật độ quang đạt giá trị cao curcumin bền môi trƣờng acid Tiếp tục giảm pH xuống mật độ quang lại giảm xuống Điều số hợp chất gây màu bị phân hủy thành chất khác làm thay đổi mật độ quang Nhƣ vậy, ta chọn pH tối ƣu cho trình chiết tách 5,5 Sau hình ảnh thu đƣợc từ thực nghiệm: Hình 3.12 Hỗn hợp chiết thu sau lọc H2O Hình 3.13 Hỗn hợp chiết thu sau lọc KOH 46 Hình 3.14: Dịch chiết tinh nghệ Hình 3.15 Dịch chiết tinh nghệ thu đƣợc trƣớc axit hóa thu đƣợc sau axit hóa Hình 3.16 Tinh nghệ thô Hình 3.17 Tinh nghệ thô thu đƣợc chiết tách từ nƣớc thu đƣợc chiết tách từ KOH 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau trình nghiên cứu quy trình sản xuất tinh bột nghệ từ thân rễ nghệ vàng huyện Hòa Vang - TP Đà Nẵng, đạt đƣợc kết định đƣa số điều kiện tối ƣu cho trình sản xuất - Dung môi thích hợp: KOH 0,1M - Tỉ lệ rắn lỏng thích hợp: 100g nguyên liệu/300ml dung môi - pH tối ƣu: 5,5 Kiến nghị - Sử dụng phƣơng pháp phân tích vật lý để khảo sát hàm lƣợng kim loại nặng sản phẩm tinh nghệ thô mà thu đƣợc Từ đó, nghiên cứu chiết tách tinh nghệ tinh khiết đảm bảo chất lƣợng sản phẩm cho ngƣời tiêu dùng - Tiếp tục nghiên cứu sản xuất tinh nghệ từ thân rễ nghệ vàng với quy mô lớn hơn, phục vụ ngƣời tiêu dùng nƣớc 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đình Anh, Đào Hùng Cƣờng (2008), “Xác định chất màu curcumin thô chiết từ củ nghệ vàng miền Trung”, Tạp chí khoa học công nghệ Đà Nẵng số 2.Nguyễn Đình Anh, Đào Hùng Cƣờng, Lê Văn Hoàng (2007), “Ảnh hưởng điều kiện sấy đến hàm lượng curcumin củ nghệ vàng”, Tạp chí hóa học ứng dụng, tập 67, trang 48-50 Bộ Y tế (1972), Dược liệu Việt Nam, NXB Y học Võ Văn Chi, Từ điển thuốc Việt Nam, NXB Y học, tr.928 Đào Hùng Cƣờng (2003), “Chiết tách curcumin từ củ nghệ dung môi thực phẩm”, Đại học Đà Nẵng, tr.36-40 Nguyễn Văn Đàn, Nguyễn Viết Tựu (1985), Phương pháp nghiên cứu hóa học thuốc, NXB Y học – TP Hồ Chí Minh Đỗ Tất Lợi (2006), Những thuốc vị thuốc Việt Nam, NXB Y học Hồ Viết Quý (2007), Các phương pháp phân tích công cụ hóa học đại, NXB Đại học Sƣ phạm Hà Nội Nguyễn Đình Triệu (2006), Các phương pháp vật lý ứng dụng hóa học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 10 https://vi.wikipedia.org 11 http://vncreatures.net [...]... 14 Nghệ đƣợc sử dụng làm thuốc và gia vị, nhuộm màu Gần đây, các công trình nghiên cứu về thành phần hóa học, hoạt tính sinh học của các hợp chất trong các loại nghệ đã đƣợc công bố rất nhiều Năm 1996, Nguyễn Xuân Dũng và các cộng sự nghiên cứu về tinh dầu loài Nghệ Nam Bộ Tác giả Phan Tống Sơn và các cộng sự đã nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu, hoạt chất sinh học chiết từ các loài nghệ nhƣ: nghệ. .. kim loại độc trong cơ thể ngƣời 1.6 Các phƣơng pháp chiết xuất Phƣơng pháp chiết xuất gồm việc chọn dung môi, dụng cụ chiết và cách chiết 1.6.1 Chiết xuất bằng phương pháp ngấm kiệt Phƣơng pháp ngấm kiệt là một trong những phƣơng pháp trích ly đƣợc sử dụng phổ biến nhất Dụng cụ: một bình ngấm kiệt, hình trụ đứng, bằng thủy tinh, ở dƣới đáy bình là một van khóa để điều chỉnh vận tốc của dung môi chảy ra... Chiết xuất bằng phương pháp ngâm dầm Ngâm mẫu trong bình chứa bằng thủy tinh có nắp đậy Dung môi phủ lớp mẫu, để yên ở nhiệt độ phòng, dung môi sẽ thấm vào nguyên liệu và hòa tan các chất tự nhiên Sau 24 giờ, dung môi trong bình đƣợc rót ra và đổ dung môi mới vào 1.6.3 Chiết xuất bằng phương pháp ngâm kiệt ngược dòng Đây là sự kết hợp giữa phƣơng pháp ngấm kiệt và phƣơng pháp ngâm dầm Phƣơng pháp này... nghệ xanh, nghệ trắng, nghệ đen, nghệ vàng ở Việt Nam Nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu, một số cây thuộc chi Curcuma và họ Gừng, nghệ lá hẹp Đăk Lăk, ở Việt Nam đã đƣợc tác giả Trịnh Đình Chính, Nguyễn Thị Bích Tuyết cùng các cộng sự đã đƣợc công bố GS Phạm Đình Tỵ, Viện hóa học các hợp chất tự nhiên, đã chiết tách curcumin và đã đƣa vào sử dụng Việc chiết tách curcumin từ củ nghệ bằng dung... Việt Nam, ngƣời ta đã tìm thấy 27 loài nghệ gồm một số loài sau: Nghệ hay nghệ vàng, Curcuma longa L (Curcuma domestica Valet) Nghệ rễ vàng, Curcuma xanthorrhiza Roxb Nghệ trắng, Curcuma aromatic Salish Nghệ lá hẹp, Curcuma angustifolia Roxb Nghệ đen, Curcuma zedoaria Roecoe Nghệ xanh, Curcuma aeruginosa Roxb Nghệ Nam Bộ, Curcuma cochinchinenis Gapnep Nghệ tím, Curcuma rubens Roxb Uất... UV-VIS (Sơ đồ 2.1) H2O Nghệ tƣơi Xay nhuyễn KOH Lọc Dịch chiết Axit hóa Quay li tâm Kết tủa ∆m > 0 Quay li tâm Hỗn hợp chiết Sấy Cân ∆m ≈ 0 Tinh nghệ thô Đo phổ UV-VIS Sơ đồ 2.1 Quy trình chiết tách tinh nghệ thô từ thân rễ cây nghệ vàng 36 2.2.3 Khảo sát các điều kiện ảnh hưởng đến quá trình chiết tách tinh nghệ 2.2.3.1 Khảo sát nồng độ dung môi a Dung môi nƣớc cất Cân 100g nghệ tƣơi đã thái lát mỏng... DMC : Dimethoxylcurcumin BDMC : Bisdemethoxycurcumin m1 : Khối lƣợng tinh nghệ thu đƣợc lần thứ 1 m2 : Khối lƣợng tinh nghệ thu đƣợc lần thứ 2 m3 : Khối lƣợng tinh nghệ thu đƣợc lần thứ 3 mtb : Khối lƣợng tinh nghệ trung bình D : Mật độ quang UV-VIS : Quang phổ hấp thụ phân tử Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu chung về nghệ 1.1.1 Đặc điểm, phân bố, phân loại thực vật chi Curcuma, họ Zingiberaceae... Uất kim hƣơng Thái Lan, Curcuma alismatifolia Nghệ mảnh, Curcuma gracillima Nghệ sen, Curcuma petiolata 13 Nghệ leonid, Curcuma leonidii Mì tinh rừng, Curcuma elata Roxb Nghệ Quảng Tây, Curcuma kwangsiensis Bình tinh chét, Curcuma pierreane Gagnepain Gừng da cam, Curcuma roscoeana Nghệ lùn, Curcuma pygmaea Nghệ khô hạn, Curcuma arida Nghệ Sa Huỳnh, Curucma sahuynhensis Một số loài... một phƣơng pháp của phân tích hóa học định lƣợng dựa trên sự đo chính xác khối lƣợng của chất rắn cần xác định Các phƣơng pháp phân tích trọng lƣợng thƣờng gặp: - Các phƣơng pháp tách: cấu tử cần xác định đƣợc tách ra từ chất phân tích dƣới dạng tự do và đƣợc cân trên cân phân tích - Các phƣơng pháp kết tủa: kết tủa định lƣợng cấu tử cần xác định bằng phƣơng pháp hóa học dƣới dạng hợp chất hóa học ít... dạng dung dịch 33 Chƣơng 2 THỰC NGHIỆM 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 2.1.1 Nguyên liệu chính Thân rễ cây nghệ vàng thu nhận từ xã Hòa Nhơn, huyện Hòa Vang, TP Đà Nẵng (Hình 2.1 và 2.2) Hình 2.1 Thân, lá, hoa của cây nghệ vàng (Curcuma longa L.) Hình 2.2 Thân rễ của cây nghệ vàng (Curcuma longa L.) 34 2.1.2 Hóa chất - KOH tinh thể - HCl tinh khiết - Acetone tinh khiết - Nƣớc cất 2.1.3 Thiết bị và dụng cụ -