Nghiên cứu chiết xuất curcumin từ nghệ vàng bằng dung môi xà phòng

Một trong những chất màu được giới khoa học quan tâm cũng như việc sừ dụng rộng rãi nó ở trong dân gian dạng bột chưa dược sử lý - bột nghệ là Curcumin.. Được sự cho phép cùa nhà trường

B ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRỨỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA CHÉ BIÊN

Nguyễn Đại H ung Thạnh

NGHIÊN CỨU C H IẾT SUẤT CURCUMIN TỪ NGHỆ VÀNG BẰNG DUNG M Ô I XÀ PHÒNG

MSSV: 48134303

GVHD: TS Vũ Duy Đô

KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP

Lòi cảm ơn

Sau quá trình tìm hiểu và nghiên cứu, tôi đã hoàn lất phần thí nghiệm

và bài báo cáo cùa đề tài tốt nghiệp

Tôi xin bày tó lòng cám cm đến Ban giám hiệu trường ĐH Nha Trang

và Ban chu nhiệm khoa chế biến, đã tạo mọi điều kiện về cơ sở vật chất, đề tôi có thề hoàn thành đề tài tốt nghiệp này Đồng thời, tôi cùng xin trân trọng cảm ơn quý thầy cô giáo đã tận tình hướng dẫn về kiến thức chuyên ngành, các cán bộ phòng thí nghiệm đã hết sức tạo điều kiện trong quá trinh tôi nghiên cứu Đặc biệt, tôi xin dành lời cảm ơn chân thành tới Ts Vù Duy Đô

đã hướng dần nhiệt tình đc tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu này

Nha Trang, tháng 6 năm 2010 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Đại Hưng Thạnh

MỤC LỤC

Lời cảm ơ n i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC BÁNG V DANH MỰC HÌNH vi

MỜ ĐÀU 1

CHƯƠNG I: TÒNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 3

1.1 Tồng quan về chất màu 3

1.2 Tồng quan về cây nghệ 5

1.2.1 Một số loại nghệ, đặc điểm và ứng dụng 5

1.2.2 Nghệ vàng 6

1.2.3 Curcumin 9

1.2.4 Dầu thực vật 14

1.3 Các phương pháp chiết tách các hợp chất hữu cơ 15

1.3.1 Phương pháp chiết chất lỏng 15

1.3.2 Phươmg pháp chiết chất rắn 17

1.4 Một số phương pháp chiết Curcumin đã được nghiên cứu 17

1.4.1 Chiết bằng dung môi thực phấm 17

1.4.2 Chiết bàng dung môi hữu cơ 17

1.5 Mục tiêu nghiên cứu 18

1.6 Tính cấp thiết cùa đề tài 18

1.7 Ý nghĩa và khá năng ứng dụng của đề tài 18

1.8 Nội dung nghiên cứu 19

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

2.1 Đối tượng nghicn cứu 19

2.1.1 Vật liệu chính 19

2.1.2 Vật liệu phụ 19

2.1.3 Hóa chất và dung mỏi xà phòng 19

2.1.4 Dụng cụ và thiết b ị 20

ii

2.2 Phương pháp nghiên cứu 20

2.2.1 Sơ đồ qui trình dự kiến chiết xuất Curcumin từ nghệ vàng bang dung môi xà phòng 20

2.2.2 Sơ dồ bố trí thí nghiệm xác định thông số cùa dung môi xà phòng dung chiết curcumin 23

2.2.3 Phương pháp chiết và đánh giá 30

CHƯƠNG III: KÉT QUẢ NGHIÊN c ứ u VÀ THÁO LUẬN 31

3.1 icết quả thí nghiệm xác định độ ẩm của nghệ tươi 31

3.2 Xác định các thông số kỹ thuật của qui trinh sản xuất 31

3.2.1 Kết quả xác định loại dầu điều chế xà phòng dê chiết curcumin thô 31

3.2.2 Ket quá thí nghiệm xác định nồng độ kiềm điều chế xà phòng đế chiết curcumin 33

3.2.3 Kct quá thí nghiệm xác định kích thước hạt nghệ đến hiệu suất chiết curcumin thô 35

3.2.4 Kết quá thí nghiệm xác định độ ẩm của bột nghệ 36

3.2.5 Ket quá thí nghiệm xác dịnh nhiệt độ trong quá trình chiết curcumin 37

3.2.5 Kết quá thí nghiệm xác định thời gian trong quá trình chiết curcumin 39

3.3 Đe xuất qui trình chiết suất curcumin từ nghệ vàng bàng duns môi xà phòng 41

3.3 Sàn xuất thừ nghiệm 44

3.4 Tính toán chi phí nguycn vật liệu cho lOOg sản phẩm 45

Kết luận và đề xuất ý kiến 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO 47

PHỤ LỤC 48

iii

IV

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của tinh dầu nghệ vàng Việt Nam 8

Bảng 3.1 Hàm lượng ẩm cùa nghệ tươi 31

Bảng 3.2 Mô tả chất lượng cảm quan sản phẩm theo loại dầu điều chế dung môi xà phòng 32

Bảng 3.3 Mỏ tả chất lượng cảm quan sản phẩm theo nồng độ kiềm đề sàn xuất xà phòng đến hiệu suất chiết 34

Bảng 3.4 Mô tả chất lượng cảm quan sản phẩm theo nhiệt độ chiết 38

Bảng 3.5 Mô tả chất lượng cảm quan sản phẩm theo thời gian chiết 39

Bảng 3.6 Các tính chất của curcumin 44

Bảng 3.7 Chi phí nguyên vật liệu đế sản xuất lOOg sản phẩm curcumin thô.45

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình dự kiến 20

Hình 2.2 Sơ đồ thí nghiệm xác định loại dầu 23

Hình 2.3 Sơ đồ thí nghiệm xác định nồng độ kiềm 24

Hình 2.4 Sơ đồ thí nghiệm xác định kích thước hạt nghệ 25

Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định độ ẩm của bột nghệ 27

Hình 2.6 Sơ đồ thí nghiệm xác định nhiệt độ chiết thích h ợ p 28

Hình 2.7 Sơ đồ thí nghiệm xác định thời gian chiết thích hợp 29

Hình 3.1 Ảnh hưởng loại dầu điều chế xà phòng hiệu suất chiết Curcumin thô 32

Hình 3.2 Ánh hường của nồng độ kiềm đế sán xuất xà phòng dến hiệu suất chiết 34

Hình 3.3 Ánh hưởng của kích thước hạt nghệ đến hiệu suất chiết curcumin36 Hình 3.4 Ánh hương của độ ẩm bột nghệ đén hiệu suất chiết curcumin thô 37 Hình 3.5 Ánh hường của nhiệt độ chiết đến hiệu suất chiết curcumin 38

Hình 3.6 Ảnh hướng của thời gian đến hiệu suất chiết curcumin 39

Hình 3.7 Sơ đồ quy trình chiết curcumin thô 41

MÓ ĐÂU

Xã hội ngày càng phát triền, nhu cầu mọi mặt cùa con người do đó mà cũng tăng theo Yêu cầu về thực phẩm ngày càng gắt go hem cá về mặt chất lượng cũng như hình thức Chính vì thế nên các chi tiêu cám quan trờ thành chi

số đánh giá thực phấm Trong đó, màu sắc là yêu cầu rất quan trọng vì dể làm kích thích thị hiếu con người Do đó việc sử dụng màu đe làm tăng tính cảm quan ngày càng được quan tâm

Xu hướng trên thế giới hiện nay cũng như khuyến cáo cùa các tố chức y tế, dần dần sứ dụng phẩm màu tự nhiên đe thay thế phấm màu tồng hợp nhằm đàm bảo sức khởe của con người

Một trong những chất màu được giới khoa học quan tâm cũng như việc sừ dụng rộng rãi nó ở trong dân gian (dạng bột chưa dược sử lý - bột nghệ) là Curcumin Curcumin là chất có nhiều trong nghệ vàng có tên khoa học là Curcuma Long Linn Nó được sử dụng trong các sán phẩm thực phẩm như dầu

ăn, bánh, keo, bơ, phomát Đồng thời là hợp chất tự nhiên có ý nghĩa lớn về mặt

y học vì có khá năng oxy hoá rất lớn Do đó nó tiêu diệt các gốc tự do là nguyên nhân gây lão hóa các tế bào.Curcumin có nhiều ưu điểm : màu sắc thay đối theo

pH môi trường, bền màu

Tuy nhiên nếu sử dụng dạng bột nghệ khô vào trong thực phẩm lại có quá nhiều khuyết điểm Đó là mùi vị lạ, dể làm thay đối trạng thái cùa sản phẩm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

Bắt nguồn từ những nguyên nhân trên mà đòi hỏi cần có những công trình nghiên cứu chiết tách các chất màu tự nhiên nói chung và curcumin nói riêng Hiện nay trên the giới cũng như trong nước đã có những công trình nghiên cứu chiết tách Curcumin để ứng dụng trong thực phẩm, dược, mỹ phẩm Dã có nhiều phưcmg pháp chiết tách curcumin Mồi phương pháp có những ưu, nhược điểm riêng Được sự cho phép cùa nhà trường và khoa chế biến, dưới sự hướng dần của Ts Vù Duy Đô, tôi đã quyết định thự hiện đề tài:” Nghiên cứu chiết xuất Curcumin từ nghệ vàng bàng dung môi xà phòng” với mục đích tạo ra sàn phẩm

độc đáo, có giá trị kinh tế,có giá trị dinh dưỡng cao, an toàn cho người sử dụng

Đe tài gồm có những nội dung chính sau:

-Chưcrng I : Tông quan

-Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

-Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thào luận

-Chương 4: Kct luận và đề xuất ý kiến

Do bước đầu làm quen với việc nghiên cứu, thời gian có hạn và tài liệu nghiên cứu không nhiều, nên đề tài chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót Tôi rất mong nhận dược sự chỉ bão của quí thầy cô giáo, cũng như những ý kiến đóng góp của bạn đọc, với sự trân trọng và lòng biết ơn sâu sắc

Nha Trang, tháng 6 năm 2010 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Đại Hưng Thạnh2

Ta biết, chất lượng các sán phấm thực phấm bao gồm cá giá trị dinh dưỡng

và giá trị cảm quan cùa chúng Màu sắc là chi số cảm quan rất quan trọng Ngoài giá trị hình thức nó còn có tác dụng sinh lý rất mạnh Màu sắc thích hợp sẽ giúp cho cơ thế đồng hoá thực phấm dỗ dàng gây cảm giác thích dùng hơn Do vậy trong sản xuất thực phấm việc tạo ra màu cho thích hợp với trạng thái và tính chất của sán phẩm là rất quan trọng

Đề đàm bão yêu cầu trên trong quá trình gia công chế biến có thề thực hiện bàng những cách sau:

+ Giữ tối đa màu sắc nguyên liệu trong quá trình gia công chế biến trong khá năng có thể

+ Chiết tách, cô đặc và bảo quản chất màu có từ nguyên liệu thực vật sau

đó bồ sung trở lại cho nguyên liệu một cách hợp lý

+ Tông hợp màu nhân tạo giong với màu tự nhiên của sàn phẩm thực phẩm rồi dùng chúng nhuộm màu lại cho sán phẩm khác mà ờ dạng tự nhiên màu không đù mạnh hoặc bị mất màu trong quá trình gia công chế biến

+ Tạo ra màu mới từ những hợp phần có trong nguyên liệu bằng các biện pháp kỹ thuật thích hợp

Trong thực phẩm có thể sử dụng 3 nhóm màu sau đây:

+ Phẩm màu vô cơ: Thường có cấu tạo đơn giản là muối hoặc oxit kim loại: PbCr04, HgS đỏ, vàng chanh ZnCr04 + K6Cr207

Các chất màu vô cơ ré, bền với nhiệt và ánh sáng, kém bền với axit, bazơ, cường độ màu không cao dùng de chế tạo sơn, mực in công nghiệp, màu cho thuý tinh, đồ sứ, cao su

4+ Phấin màu hữu cơ:

- Phẩm màu hữu cơ thicn nhicn: Ngày nay các chất màu hữu cơ sử dụng rộng rãi và đa dạng, nhiều chủng loại màu sắc tươi đẹp, cường độ màu cao, được

sử dụng nhiều trong các lãnh vực kinh tế khác nhau

Các chất màu thiên nhiên thường có sẵn trong thực vật

Ví dụ: Màu xanh indigo: có trong cày chàm Trong cây chàm có chứa indican, thuỷ phân indican được indixil, oxi hoá indixil được indigo

Vó măng cụt chứa 7-> 13% tanin và nhựa nangostin C23H2406 màu vàng tươi, tan nhiều trong trong kiềm và ete, không tan trong nước

Màu nghệ: cù nghệ chứa 3-4 4% chất màu vàng Curcumin Đcm củ nghệ nghiền nhó trích với ligroin loại các chất hữu cơ Sau đó trích ete và kết tinh lại trong benzen được Curcumin

Màu đỏ quà điều, mặc nưa (chứa chất Diospirol 2% có thể trích bàng ete ancol, dùng đế nhuộm màu đen)

Đây là phấm màu được giới khoa học khuyến cáo nên dùng

- Tổng hợp: là loại phẩm màu khi sứ dụng phải qua kiểm duyệt của các

cơ quan có thẩm quyền

Theo kiểm nghiệm chất lượng và thanh tra an toàn thực phấm liều lượng

sử dụng một số chất màu tự nhiên cho người như sau:

Indigo ( xanh lam)

Màu vàng của măng cụt

1.1 TỐNG QUAN VỀ CÂY NGHỆ

1.2.1 M ột so loại nghệ, dặc diêm và ứng d iw g /lj

ơ nước ta có rât nhiêu loại nghệ chủng loại khác nhau về đặc diêm hình dạng, tính chất, công dụng, thành phần

Một số loại nghệ ở Việt Nam :[ 1 ]

ỉ) Cúrcuma longa Linn (Nghệ Vàng, u ẩ t Kim): Là loại nghệ được trồng

phố biến nhất Thường trồng đế lấy thân rề làm gia vị hoặc làm thuốc Trong nhân gian thường sử dụng nghệ vàng dưới dạng bột khồ

2) Cúrcuma aromática Saỉish (Nghệ Trang): Mọc hầu hết khắp vùng trên

3) Cúrcuma zedoaria Roscoe (Nghệ Đen): Là loại nghệ khá phô biên Cây

thảo cao l,5m Thân rễ hình nón có khía chạy dọc mang nhiều củ có thịt màu vàng tái Lá có đốm đỏ ở gân chính Hoa màu vàng

Trong củ chứa 1,5% tinh dầu, sánh, có mùi giống long não, 3,5% chất nhựa và chất nhầy

4) Curcuma aeruginosa Roxb (Nghệ Xanh): Trồng ở TP Hồ Chí Minh và

một số tinh phía Bắc

Là loại cây thảo sống nhiều năm cao 1 -r 2m Thân củ cho cù tròn hình chuỳ, rộng 2 -ỉ- 3 cm, thịt màu xanh Lá hình trái xoan thon, gân chính màu tía hay nâu, cuống lá màu lục Hoa có lá dài màu ngà, tràng đó ở các phiến, màu cam ở ống

5) Cúrcuma xanthorhiza Roxh (Nghệ rễ Vàng, Nghệ Cà Ri): Được trồng ờ

Cần Thơ

5

Ngoài ra còn có một số loại nghệ như.

6) Curcuma alismatifolia Gagnep (Nghệ lá): Mọc hoang ờ Châu Đốc.

7) Curcuma graciỉlina Gagnep (Nghệ Mảnh): Mọc hoang ớ Miền Trung.

8) Curcuma thoreiu Gagnep (Nghệ Thorell): Mọc hoang ớ Châu Đốc và

biên giới Việt Lào

9) Curcumapierreana Gagnep (Nghệ Pierre): Mọc hoang ờ chân Đèo Cả 10) Curcuma cochinchinesis Gagnep (Nghệ Nam Bộ): Mọc hoang ở Bà Rịa 11) Curcuma angustifolia Roxb (Nghệ tá hẹp).

12) Curcuma elata Roxh (Nghệ lá hẹp).

13) Curcuma harmandii Gagnep.

14) Curcuma parvißora Wall (Ngệ hoa nhỏ).

15) Curcuma rubens ( Ngải tía).

16) Curcuma singularis Gegnep.

17) Curcuma sparganifolia Gagnep.

18) Curcuma stenochiìa Gagnep.

1.2.2 Nghệ vàng : ¡2j

Nghệ Vàng còn được gợi là Khương Hoàng,

Ngọc Kim, Uất Kim Tên khoa học là Curcuma longa

Linn, thuộc chi Curcuma, họ Zingiberacae Là loại

nghệ được trồng phổ biến ờ khẳp nơi trên nước ta

1.2.2.1 Mô tả : Cây tháo sống nhiều năm, cao khoảng lm Thân rễ phát triển thành củ hình khối, trên đó sinh ra nhiều rễ trụ có màu vàng cam Rễ to,mọc từ rễ củ, đoạn cuối luôn phình to ra thành hình thoi Lá mọc so le, có bẹ, hình dái rộng Hoa màu vàng xếp thành bông hình trụ ỡ ngọn thân; lá bấc màu lục hay màu tráng nhạt pha hồng ở chóp lá Quá hình càu, có 3 ô

Từ gốc cú cầy nghệ hình thành cù cái, củ này hình chùy và nhiều chất xơ Những củ con được phát trien từ thân củ cái này và những củ con này có the được gọi là củ chính vì trong quá trình chiết xuất cũng như trong nhân gian (làm bột) chi dùng củ này Từ thân cú chính lại này chồi phát triển thành những củ non

Đặc điểm củ: củ chắc, năng, dài khoảng 2 -ỉ- 9cm, đường kính củ từ I + 2,5cm tuỳ theo chế độ dinh dường và tuổi của nó Mặt ngoài của củ có màu xám, không nhẵn và có đốt

Khi cắt ngang cú nghệ thấy rõ 2 vùng

riêng biệt Lõi ỡ trong có màu vàng cam, lõi

này chạy dọc theo chiều dài cú và có đường

kính trụ chiếm 2/3 đường kính củ Vùng

ngoài vó thịt, có màu vàng Giữa vùng ngoài

và trụ giữa có lóp xơ ngăn cách Khi cũ nghệ già thì phân biệt màu giữa vùng ngoài và vùng lõi không còn rõ rệt nữa Nghệ củ có thế bão quán được 1 năm.1.2.2.2 Noi sống và thu hái : Gốc ờ Àn Độ, dược trồng lấy thân rễ làm gia vị và làm thuốc Thân rễ thường được thu hái tháng 8, tháng 9, cắt bỗ hết rễ

để riêng Muốn đế lâu, phái hấp trong 6-12 giờ, sau đó đề ráo nước đem phoi nấng hay sấy khô

+ Kim loạiHàm lượng các chất có thể khác nhau tuỳ theo điều kiện thồ nhưỡng, thời gian thu hoạch, độ già của củ.

I.2.2.4 Tính vị, tác dụng:

Nghệ có vị đắng, cay, mùi thơm, tính ấm; có tác dụng thông kinh diệt thống, tiêu mu lên da non, thông mật, làm tăng sự bài tiết của mật của tế bào gan, kháng khuẩn

Nghệ có tác dụng chống oxy hoá cho thực phẩm bằng cách ngăn cán sự hình thành các peroxide Do đó cho nghệ vào thực phẩm vừa để tạo màu, tạo hương vị và kéo dài thời gian bão quàn

Ngoài ra hiện nay trên thị trường có nhiều sản phấm được chiết xuất từ nghệ hoặc có bố sung nghệ để làm mỹ phẩm

1.2.3 Curcmnin.il31

Curcumin là hợp chất tự nhiên được chiết tách chú yếu từ cù nghệ vàng có nhiều ở nước ta Có những tên gọi khác nhau: Curcumine, Turrmeric yellow, Diferoylmethane Cl Natural Yellow 3

Curcumin là hỗn hợp gồm 3 chat: Curcumin 1 60%, Curcumin 11 24%, Curcumin III 14% tính theo tồng hàm lượng Curcumin Đây là kết quả nghiên cứu của Srinivasan K.R thực hiện năm 1953

ỉ.2.3.1 Công thức hoá học, khối lượng phân tử, công thức cấu tạo.Ị3Ị

- Công thức hoá học, khối lượng phân tứ (M).

1.7- Bis( 4- hydroxyphenyl)- hepta- 1,6-diene 3,5- 3,5- dione.

- Công thức cấu tạo:

IICurcumin cũng có thể kết tinh lại từ những dung môi dùng đế chiết nó như: axcton diclomêtan, dicloctylen, mctanol, ctanol [3]

Trong môi trường kiềm cho dung dịch màu đó Ờ pH = 9 dung dịch có màu vàng cam Trong dung môi có tính axit, Curcumin có màu vàng chanh.Curcumin bền ở nhiệt độ và mẫn cám với ánh sáng Tuy nhiên trong điều kiện nhiệt độ nóng âm ờ nước ta dễ làm suy giảm chất lượng Curcumin.[6]

Curcumin là chất dề bị oxy hoá Chính tính chất này mà nó được ứng dụng nhiều trong y học cùng như trong thực phẩm

* Curcumin dược nhận biết bàng phản ứng màu sau [7]

- Hoà tan một lượng mẫu trong etanol ta dược màu vàng tinh khiết và phát sáng huỳnh quang màu xanh lục

- Hoà tan mẫu trong etanol 95% đố lên giấy lọc khô, trên giấy lọc còn lại một vết màu vàng Thêm hai giọt dune dịch axit Boric 3%, axit hoá nhẹ bằng dung dịch axit clohydric 10%, màu vàng sẽ biến thành màu nâu Sau đó thêm 3 giọt dung dịch amoniac 50%, màu nâu sẽ chuyến sang màu lục xám

- Hoà tan lượng mẫu trong lOml etanol 95% lắc cho tan

+ Lấy 0,5ml dung dịch thcm 1 giọt dung dịch axit H2SO4 10% dung dịch chuyền sang màu đò tím

+ Lấy 0,5ml dung dịch, thcm I giọt dung dịch K.OH 30%, dung dịch chuyển sang màu đỏ sẫm

12+ Lấy 0,5ml dumz dịch, thêm một giọt dung dịch NaOH 30%, dung dịch chuyền sang màu đỏ máu.

— Dưới tia cực tím, phát quang màu vàng tươi

1.2.3.4 Tác dụng dược và ứng dụng của Curcumin: |4|

a) Tác dụng dược lý:

Trước hết cần xcm xct tính an toàn của Curcumin Nhiều thí nghiệm được thực hiện ớ Việt nam cũng như nước ngoài đã chứng minh rằng nehệ không có tính độc

Qua nhiều thí nghiệm các nhà khoa học đưa ra những kết quá sau:

+ Giới hạn sử dụng nghệ cho chuột cống 5g/kg cơ thế

+ Chuột Lang giới hạn sứ dụng nghệ là < 2,5g/kg cơ thể

+ Với khi nghệ gây độc với liều lượng trên 30g/kg

+ Với chuột Nhắt tráng không có sự thay đồi về tc bào tuý xương và sự biến dạng cúa NST khi sừ dụng nghệ

+ Với người khi sử dụne nghệ với liều lượng cao (gấp 1,25 -í- 125 lần so với khi) vẫn không nhận thấy sự thay đôi về bạch cầu, hồng cầu cùng như công thức máu

Các nhà khoa học chứng minh lăng Curcumin là hoạt chất chống dông máu Do đó với những người có rối loạn sự đông máu thì không nên dùng nghệ.Sau đây là những tác dụng của nghệ đối với các cơ quan, tế bào cơ the

— Với hộ thống tiêu hoá :

Curcumin có tác dụng chống độc đối với gan, giúp gan chống lại sự tấn công của gốc tự do Nó còn có tính chất thông mật, gây co bóp túi mật, giảm tỷ

lệ sỏi cholesterol trong mật

— Với hệ tuần hoàn :

Curcumin có tác dụng chống đông máu, đồng thời giảm lượng cholesterol trong máu

- Khả năng chống viêm, kháng khuẩn, kháng nấm Curcumin có khã năng làm tăng cơ chế chống viêm cúa cơ thể, mặt khác nó không có tác dụng phụ hại như những loại thuốc khác Nó có khả năng ức chế được vi khuẩn Gram(-) tuy nhiên khá năng này không thể so sánh với các thuốc kháng sinh thông thường.Curcumin 1 có tác dụng ngăn ngừa sự phát triền của vi trùng lao Mycobacterium tuberculosis, nó cũng có hiệu lực với Salmonella paratyphi, Staphyllococcus aureus, nấm Trychophyton gypcum

— Khã năng chổng ung thư :

Curcumin được biết là chất dề bị oxy hoá Nó tiêu diệt các gốc tự do là tác nhàn gây lão hoá tế bào và ung thư Nhiều nhà khoa học đà dưa ra những kết luận về khá năng này của Curcumin

Sự kết hợp giữa Curcumin và gcnistcin có tác động ức chế sự phát triển của tế bào MGF-7 của bệnh ung thư vú ở người Ngoài ra Curcumin thuộc thế hệ mới chống ung thư theo cơ chế huỷ diệt từ từ các tế bào ung thư, trong khi các tế bào lành tính vẫn được bào vệ

Curcumin còn có tác dụng lên nhiều bệnh ung thư khác như: ung thư kết tràng, ung thư bạch cầu

— Khà năng chống oxy hoá :

Curcumin báo vệ chống lại các tác hại do oxy hoạt động gây ra Curcumin chống sự oxy hoá mạnh hơn tỏi, hành Nó còn bảo vệ tế bào tránh sự phân huý cùa tác nhân oxy hoá

Ngoài những tác dụng kể trên, Curcumin còn dược phát hiện là chất có khă năng kháng virus HIV

Với những tác dụng trên giới khoa học khuyến cáo sử dụng Curcumin (như chất màu) đc bồ sung vào dầu ăn, bánh kẹo, sữa, phomat

b) ứng dụng:

- Trong y học:

14Trong dân gian, nghệ đã được tin dùng như phương thuốc hữu hiệu đế trị

tụ huyết, máu cam, làm cao dán nhọt, thoa chống vết thương tụ máu, làm mau lành sẹo, trị viêm gan, vàng da, đau dạ dày, ghé lở, mụn nhọt

Việc tận dụng nghệ, một nguồn dược liệu rẻ tiền, phong phú trong nước

và áp dụng kỹ thuật bào chế Tây y hiện dại sẽ tạo ra nguồn dược, mỹ phấm nội địa, vừa kế thừa vừa phát huy tiềm năng y học cồ truyền, góp phần bão vệ hữu hiệu sức khóe

- Trong Đông y, thân rễ nghệ gọi là khương hoàng, rễ con gọi là uất kim thường dùng trị phong hàn, chậm có kinh, băng huyết, trị đau bao tử do thiếu axit, trị loét dạ dày

- Trong mỹ phẩm: trên thị trường hiện nay nghệ thường được thêm vào mỹ phẩm kết hợp với vitamin A, E để thành kem nghệ, sữa rửa mặt hạt nghệ

- Trong công nghiệp màu thực phẩm, dược phẩm:

Chất màu thiên nhiên đóng vai trò quan trọng trong hai nền công nghiệp lớn: công nghiệp dược phấm và công nghiệp thực phấm

Một trong những nguyên nhân thường gây ra ngộ dộc thực phẩm là sử dụng chất màu công nghiệp tạo nên những màu sắc loè loẹt và rè tiền để nhuộm thức ăn Vì thế việc sử dụng những chất màu thicn nhiên, không độc đáp ứng tiêu chuẩn y tế trong việc nhuộm màu thực-dược phẩm đóng vai trò quan trọng trong việc báo vệ sức khoe người ticu dùng

Màu vàng cùa nghệ là chất màu thiên nhiên được Dược điển công nhận với mã số E 100 đế nhuộm màu dược phẩm thay thế dần những chất màu tổng hợp như Tartrazine E 102 Chi riêng việc khai thác nghệ đề chế biến thành chất màu dùng trong thực-dược phấm cũng đủ mờ ra một hướng đi khá thi với nguồn tài nguyên nghệ phong phú của Việt Nam

1.2.4 Dầu thực vật.Ị 121

Chất bco lấy từ nguyên liệu thực vật được gọi là dầu thực vật

Lipit là thành phần quan trọng và chủ yếu cùa nguyên liệu dầu, nó quyết định giá trị sử dụng trong công nghiệp cùa nguycn liệu dầu Thành phần chù yếu

15cúa lipit là triglyxcrit, chiếm 95 + 98% trong nguycn liệu dầu Các axit của triglyxerit thường là mạnh thăng, các axit này có thế chứa 1,2,3 nối đôi và có số lượng nguyên tử cacbon từ 16 + 22 Thông thường số cacbon tù 16 -ỉ- 18 Màu sắc và mùi vị khác nhau cùa dau thực vật phụ thuộc vào tính ốn định cùa các chất kèm theo thoát ra từ nguyên liệu dầu cùng với triglyxerit

1.2.4.1 Dầu lạc.

Hàm lưựng lipit trong nhân hạt lạc từ 40 -ỉ- 60% tính theo chất khô Trong dầu lạc thành phần axit béo không no chủ yếu là oleic (0 8 :1 ) 50 + 60%, linolic (0 8 :2 ) 13 +33% và một số axit béo không no như panmitic (0 6 :0 ) 6 + 11%, vỉ thế dầu lạc có thể lóng ờ nhiệt dộ thường

Ti trọng cùa dầu lạc 0,910 + 0,929, chi số xà phòng 185 + 194, 1.1 82 +

92, nhiệt độ đông đặc - 2,5 + - 3°c

1.2.4.2 Dầu dậu nành.

Tồng hàm lượng lipit có trong đậu nành là 30% Trong dầu đậu nành có các axit béo như: axit linolic (0 8 :2 ) 51+ 57%, oleic (0 8 :1 ) 23 + 29%, linoleic (0 8 :3 ) 3+6%, panmitic(C16:0) 3 + 6%, stearit (0 8 :0 ) 5 + 7%

Tì trọng của dầu nành là 0,922 +0,934, chì số xà phòng 190 + 193,1.1 120 +141 nhiệt độ nóng chảy-15 + -18°c

1.3 Các phuoìig pháp chiết tách các họp chất hữu C0.Ị2]

Chiết là quá trinh rút chất hòa tan trong chất lỏng hay chất ran bằng một chất lỏng khác Chiết chất hòa tan trong chất lòng gọi là chiết chất lõng, còn chiết chất hòa tan trong chất rắn gọi là chiết chất rắn

1.3.1 Phưong pháp chiết chất lỏng:

Cơ sờ cùa phương pháp là định luật Nemst

Ở một nhiệt độ không đối, chất hòa tan sẽ phân bố vào hai lớp chất lòng (hai dung môi) hoàn toàn không hòa tan vào nhau theo một tỷ số nồng độ không đổi

K : hàng số phân bố

C|, C2 : nồng độ của chất tan trong dung môi 1,2

Định luật này đúng cho trường hợp nồng độ nhó và chất hòa tan có trạng thái như nhau trong cả hai chất lỏng 1, 2 Dung môi đem chiết phái hòa lốt chất chiết hơn so với dung môi mà nó tồn tại

Quá trình chiết chi được thực hiện khi K * 1 và neu K >100 thỉ có thể

chiết một lần, K.<100 phái chiết nhiều lan hoặc chiết liên tục

Với một lượng dung môi chia ra nhiều lần chiết cho kết quả tốt hơn là chiết một lần Đây là kết quả được chứmi minh bàng toán học

Yêu cẩu với dung môi: dung môi có khả năng hòa tan chất chiết lớn hơn dung môi mà nó tồn tại Dễ tách khi tinh chế, khác nhau về tỷ khối so với dung môi cũ, ít có khả năng tạo nhũ tương, ít nguy hiểm

Dung môi thường dùng là ete etylic, ete dầu hóa, xăng, benzen, cloroform

Dụng cụ chiết là phểu chiết Đồ dung dịch vào phếu rồi cho dung môi vào sao cho chi chiếm 2/3 thể tích phếu, lượng dung môi thường chiếm 1/5 -ỉ- 1/3 thế tích dung dịch Đậy nút, một tay giữ nút và phêu, một tay giữa khóa phều, lắc nhẹ cấn thận, đào ncược nhiều lần Lắc xong để yên trên giá cho dung dịch tách

ra thành hai lớp Mở nút phểu chiết, từ từ mớ khóa vòi cho chất lòng ờ lớp dưới chảy xuống, còn lớp trên lấy ra bằng cách đố qua miệng phếu

Sau khi thu được dịch chiết, làm khô bằng chất làm khô rồi đem tinhchế

Sự hòa tan chất chiết vào dung môi mới phụ thuộc vào bàn chất cùa chất tan, bàn chất của dung môi, nhiệt độ, phụ thuộc vào bề mặt tiếp xúc Do đó trong quá trinh chiết lác càng kỹ càng tot Neu trong khi chiết tạo nhú tương do tạo thành một lượng kết tủa trên bề mặt phân chia hai tướng lóng thì cần phái lọc, nếu do sức căng bề mặt thì cho thêm rượu đề phá sức căng bề mặt ờ trên bề mặt phân chia hai tướng đó, nếu do sự khác nhau về tý khối giữa hai chất lỏng không lớn thì them dung dịch muối bão hòa đe tăng tý khối của nước Nhưng biện pháp tốt nhất là đề lắng trong thời gian lâu

1.3.2 Phươmg pháp chiết chất rắn:

Độ hiệu dụng cùa chiết chất rắn bàng chất lóng phụ thuộc vào độ hòa tan

và tốc độ chuyển từ tướng này sang tướng khác Tính tan phụ thuộc vào dung môi lựa chọn Có thê tăng tốc độ chuyến tướng bàng cách làm tăng bề mặt tiếp xúc bàng cách nghiền chất rắn càng nhỏ càng tốt trước khi chiết, khuấy Có thề chiết bang cách hoà tan chất trong dung môi rồi gạn lọc

Thực hiện chiết liên tục trên máy chiết Soxlet Đun nóng dung môi trong bình cầu cho hơi dung môi đi lên bình chiết chứa chất qua ống sinh hàn neược rồi ngưng tụ Dung môi dược chọn phải là hòa tan chất hữu cơ nghiên cứu hoặc hòa tan chất phụ rồi qua ốna chảy nhánh chảy trớ lại bình cầu

• Neu dung môi hòa tan chất phụ thỉ chất hữu cơ rắn còn lại trên binh chiết, lấy ra và làm khô

• Neu dung môi hòa tan chất hữu cơ thì thu được dung dịch chất hữu cơ trong bình cầu và đem tinh chế như cô, cho kết tủa hoặc cho kết tủa bàng dung môi thứ hai

1.4 Một số phương pháp chiết Curcumin đã đưọc nghiên cứu:

1.4.1 Chiết bang dung môi thực phânv.ỊÌỊ

Việc chiết Curcumin dược thực hiện bàng phương pháp chưng ninh Dung môi chiết là dầu mỡ như: dầu tông hợp, dầu lạc, dầu dừa, mỡ heo

Sau khi kết thúc quá trình chưng ninh hỗn hợp gồm dung môi và nghệ, bàng cách gạn lọc tách dầu và bà nghệ thành hai phần riêng biệt Sau đó, Curcumin được loại khói dung môi (dầu) bằng NaOH sẽ thu được dung dịch màu

đò sẫm, đó là dune dịch phenolat Tiếp đó trung hòa NaOH bàng HC1, lúc này sẽ xuất hiện lớp kết tủa lăng xuống dưới, lọc kết tủa này qua phểu lọc, rứa lại bàng nước cất cho hết axit sẽ thu được Curcumin có màu vàng cam

1.4.2 Chiết hằng dung môi hữu cơ:[3]

Trước khi chiết cần loại tinh dầu ra khỏi nguyên liệu nghệ nhàm làm cho quá trình chiết Curcumin dỗ dàng hơn và sàn phẩm không có mùi tinh dầu nghệ Đồng thời cũng loại bõ phần lớn nhựa nghệ tạo điều kiện tinh chế Curcumin.Tách tinh dầu ra khói nguyên liệu bàng dung môi ele dầu hòa, ớ nhiệt dộ 60°c, thời gian là 6h, trên binh chiết Soxhlet

Việc chiết Curcumin cũng diễn ra trên bộ chiết soxhlet, dung môi chiết

là hốn hợp dung môi Axeton - Etyl Axetat Tác dụng cùa từng dung môi trong hỗn hợp là khác nhau Curcumin hòa tan nhiều trong dung môi Etyl Axctat nhưng dung môi này lại hòa tan nhiều chất khác, còn Axeton hòa tan vừa phải Curcumin nhưng ít hòa tan hợp chất khác Hai chất này hồ trợ cho nhau trong quá trình chiết Curcumin đế hiệu suất cao hơn

Quá trình tinh chế được thực hiện qua hai bước :

+ Lọc tạp chất rắn: dùng ete dầu hỏa và Etyl Axetat để hòa tan Curcumin thô, sau đó lọc hồn hợp qua giấy lọc, dung dịch lọc thu được cho bốc hơi dung môi.+ Ket tinh: kết tinh Curcumin trong cồn tuyệt đối, gạn lấy phần kết tinh phía dưới sấy khô, sàn phẩm có màu vàng cam

1.5 Mục tiêu nghicn cứu:

Đưa ra được quy trinh công nghệ chiết xuất Curcumin từ nghệ vàng bằng dung môi xà phòng

1.6 Tính cấp thiết của dề tài:

Nguồn nguyên liệu nghệ trong nước rất dồi dào nhưng giá trị sử dụng chưa cao và thiếu tính đa dạng

Thực tế sàn xuất các sán phám từ nghệ vẫn chưa tận dụng tối đa các thành phần cùa nó, gây lãng phí nguyên liệu, thiếu tính hấp dẫn

Do đó, sán phẩm curcumin được chiết từ nghệ vàng bàng du nu môi xà phòng sẽ nâng cao hàm lượng, là sản phẩm an toàn, có tính kinh tế cao, và dề ứng dụng vào trong sán xuất công nghiệp

1.7 Ý nghĩa và khả năng ứng dụng của đề tài:

Đưa ra dược giải pháp chiết curcumin bàng dung môi xà phòng, góp phần phát triển công nghệ chiết tách sau khi nghiên cứu thành công

Tận dụng tối đa nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước, nâng cao giá trị sừ dụng cho nguyên liệu, cài thiện đời sống vật chất cho người nông dân, góp phần phát triển kinh tc xã hội

Tạo ra sản phẩm ứng dụng vô cùng to lớn như thực phẩm chức năng, thực phẩm chống dị ứng, chất bào quán thực phẩm, chất màu trong thực phẩm

18

Sán phấm phù họp với nhiều người, có thề dùng chữa bệnh, làm mỹ phẩm Đặc biệt curcumin sẽ ứng dụng vào công nghệ chế biến thành chất màu dùng trong thực pham cũng đủ mờ ra một hướng đi khà thi với nguồn tài nguyên nghệ phong phú của Việt Nam.

1.8 Nội dung nghiên cứu :

- Xác định các yếu tố điều chế dung môi xà phòng chiết curcumin phù họp

- Xác định các thông số kỹ thuật của quá trình chiết curcumin

CHƯƠNG 11: ĐỚI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CƯU

2.1 Đối tượng nghiên cứu:

2.1.1 Vật liệu chính:

Nguycn liệu sử dụng trong đề tài là nghệ vàng được thu mua ớ địa bàn Nha trang nhưng có nguồn gốc Đaklak Nghệ được lựa chọn là củ nghệ to để dễ dàng cho việc làm sạch

■

2.1.2 Vật liệu phụ:

- Dầu Lạc thô, dầu Nành: Được mua ờ chợ Vĩnh Hải

- Dầu Marvella: Được mua ờ chợ Vĩnh Hái do công ty dầu ăn golden hope nhà bè sản xuất

- Dầu Neptune: Được mua ờ chợ Vĩnh Hải do công ty dầu thực vật Cái Lân sản xuất

2.1.3 Hóa chất và dung môi xà phòng:

2.1.3.1 Axit clohydrit (HC1): Axit clohydrit dạng đậm đặc nồng độ 36,42%.2.1.3.2 Natri Hydroxit (NaOH): NaOH dạng tinh thể

2.2 Phương pháp nghicn cứu:

2.2.1 Sơ đồ qui trình dự kiến chiết xuất Curcumin từ nghệ vàng bằng dung môi xà phòng:

Hình 2.1 So đồ quy trình dự kiến

* Giải thích quy trình:

+ Nguyên liệu :

Nghệ tươi được mua tại địa bàn thành phố Nha Trang Chọn củ nghệ không

nẩy mầm, hư thối, v ỏ ngoài của củ có màu vàng xám, củ càng già vỏ ngoài có

màu càng sẩm Khi cát củ nghệ ra làm đôi bên trong có hai phần riêng biệt là lồi

và vỏ thịt Lõi có màu vàng cam, vỏ thịt có màu nhạt hơn Củ càng già màu của

lồi và vỏ càng đậm và khó phân biệt.

+ Làm sạch, thái l á t :

Nghệ tươi sau khi rửa sạch, dùng dao làm sạch lớp vò ngoài và thái lát

mỏng.

Mục đích:

- Làm sạch là loại bò những tạp chất có trong nguyên liệu.

- Thái lát là đế rút ngan thời gian sấy.

+ Sấy khô :

Nghệ sau khi thái lát, đế ráo thì đưa đi sấy.

Mục đích: làm giảm ẩm, tạo điều kiện thuận lợi cho việc xay nhò lát nghệ

sau này.

+ Nghiền :

Nghệ sau khi được sấy khô và làm sạch, được đưa nghiền nhỏ.

Mục đích của công đoạn này là nghiền nhỏ nguyên liệu đé tăng diện tích tiếp xúc giừa chất chiết và dung môi giúp cho quá trình chiết nhanh chóng và

hiệu quả hơn Kích thước nhỏ thì diện tích tiếp xúc lớn, tuy nhiên kích thước quá

nhỏ sẽ làm cho việc lọc dịch chiết khó khăn và nước chiết dục.

+ Chiết C urcum in :

Đây là cồng doạn rất quan trọng trong quá trình chiết xuất Dung môi sử

dụng là xà phòng được điều chế tại phòng thí nghiệm (phụ lục 7) bằng các loại

dầu thực vật thô và tinh chế.

2 2Điều chế xà phòng: xà phòng được điều chế tại phòng thí nghiệm Tuỳ thuộc vào thí nghiệm mà có thể hoặc là thay đôi nồng độ kiềm hoặc là thay đôi

loại dằu điều chế.

Cho bột nghệ đâ biết chính xác độ ấm và xà phòng, dạng lỏng có vào cốc

thuỷ tinh.

Đun cách thuỷ hỗn hợp trên bếp điện, trong quá trình đun phải khuấy đều

hồn hợp bàng đũa thuỳ tinh Nhiệt độ lớn nhất của hỗn hợp trong quá trình gia

nhiệt phụ thuộc vào cách bố trí thí nghiệm.

Lọc hồn hợp qua phễu lọc có lót vải lọc Quá trình chiết được lặp lại cho

mồi thí nghiệm.

Axit hoá nước chiết bàng axit HC1 cho đến khi dung dịch nước chiết xuất

hiện kết tủa màu vàng hơi cam Phần kết tủa cùng dung dịch cho qua phễu có

giấy lọc Ket tủa thu được trên giấy lọc tiếp tục rửa lại nhiều lần bàng nước ấm

cho dến khi không còn axit nữa thì dừng Lúc này ta thu được curcumin thô có

màu vàng nâu sáng, đem sấy khô.

Mục dích của quá trình này là hoà tan hạt màu vào trong dung dịch xà

phòng.

+ Sấy và bảo quản :

Kết tủa sau khi được rửa sạch, đem sấy khô và bảo quản.

Mục đích:

- Tăng thời gian bảo quản cho sản phẩm.

- Làm giảm khối lượng của sản phẩm.