Nghiên cứu xác định nano curcumin trong một số loại thực phẩm chức năng bằng phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao

ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM …… NGUYỄN THỊ QUỲNH CHI NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH NANO CURCUMIN TRONG MỘT SỐ LOẠI THỰC PHẨM CHỨC NĂNG BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ LỎNG HIỆU NĂNG CAO LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Thừa Thiên Huế, năm 2016 ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM …… NGUYỄN THỊ QUỲNH CHI NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH NANO CURCUMIN TRONG MỘT SỐ LOẠI THỰC PHẨM CHỨC NĂNG BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ LỎNG HIỆU NĂNG CAO CHUN NGÀNH: HĨA PHÂN TÍCH MÃ SỐ: 60440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGÔ VĂN TỨ Thừa Thiên Huế, năm 2016 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu kết nghiên cứu ghi luận văn trung thực, đƣợc đồng tác giả cho phép sử dụng chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Tác giả Nguyễn Thị Quỳnh Chi ii Lời cảm ơn Đầu tiên, xin đƣợc trân trọng bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS Ngơ Văn Tứ Cám ơn thầy giao đề tài, tận tình hƣớng dẫn giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận văn, đồng thời bổ sung cho nhiều kiến thức chuyên môn kinh nghiệm quý báu nghiên cứu khoa học Xin chân thành cảm ơn đến thầy giáo, cô giáo Trƣờng Đại học Sƣ phạm Huế, phòng Đào tạo Sau đại học giảng dạy, giúp đỡ tạo điều kiện cho suốt thời gian học Cao học thực luận văn Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn chân thành đến anh chị Trung tâm kiểm nghiệm Thuốc, Mỹ phẩm, Thực phẩm Thừa Thiên Huế nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành tốt luận văn Xin gửi lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè động viên, giúp đỡ tơi q trình học tập hồn thành luận văn Cuối cùng, tơi xin đƣợc kính chúc q thầy cơ, gia đình, anh chị bạn sức khỏe, thành công hạnh phúc Chân thành cảm ơn! Tác giả Nguyễn Thị Quỳnh Chi iii MỤC LỤC Trang phụ bìa i Lời cam đoan ii Lời cám ơn iii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG .5 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH MỞ ĐẦU .8 NỘI DUNG .11 CHƢƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT .11 1.1.Tổng quan thực phẩm chức 11 1.1.1 Khái niệm 11 1.1.2 Phân loại 13 1.1.2.1 Phân loại theo phƣơng thức chế biến 13 1.1.2.2 Phân loại theo dạng sản phẩm 13 1.1.2.3 Phân loại theo chức tác dụng 14 1.1.2.4 Phân loại theo phƣơng thức quản lý 14 1.1.2.5 Phân loại theo Nhật Bản 14 1.1.3 Vai trò ứng dụng 15 1.1.3.1 Phân biệt thực phẩm chức thực phẩm truyền thống .16 1.1.3.2 Phân biệt thực phẩm chức thuốc 17 1.1.4 Nhu cầu 18 1.1.5 Một số loại thực phẩm chức chứa Curcumin 19 1.2 Tổng quan Curcumin 21 1.2.1 Lịch sử phát 21 1.2.2 Cấu trúc hóa học .21 1.2.3 Tính chất 21 1.2.3.1 Tính chất vật lí 21 1.2.3.2 Tính chất hóa học .22 1.2.4 Tác dụng dƣợc lí .23 1.2.5 Nguồn cung cấp Curcumin .23 1.2.6 NanoCurcumin 24 1.3 Một số nghiên cứu định lƣợng Curcumin 27 1.4 Giới thiệu phƣơng pháp sắc kí lỏng hiệu cao HPLC 28 1.4.1 Nguyên tắc phƣơng pháp HPLC 28 1.4.2 Các giai đoạn chạy sắc ký HPLC .29 1.4.2.1 Giai đoạn tách 29 1.4.2.2 Giai đoạn phát xử lý kết phân tích 30 1.4.3 Detector HPLC 30 1.4.4 Phƣơng pháp định lƣợng HPLC .31 1.4.4.1 Diện tích chiều cao peak .32 1.4.4.2 Định lƣợng 32 CHƢƠNG NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 2.1 Nội dung nghiên cứu .34 2.2 Thiết bị, dụng cụ hóa chất 34 2.2.1 Thiết bị, dụng cụ .34 2.2.2 Hóa chất 35 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 35 2.3.1 Phƣơng pháp lấy mẫu bảo quản 35 2.3.2 Xây dựng qui trình phân tích Curcumin 35 2.3.2.1 Xử lý mẫu phân tích 35 2.3.2.2 Khảo sát điều kiện HPLC 35 2.3.3 Thẩm định phƣơng pháp phân tích 36 2.3.3.1 Khảo sát tính tƣơng thích hệ thống HPLC .36 2.3.3.2 Tính đặc hiệu 36 2.3.3.3 Khảo sát khoảng tuyến tính 37 2.3.3.4 Xác định giới hạn phát giới hạn định lƣợng 37 2.3.3.5 Độ lặp lại 39 2.3.3.6 Độ 39 2.3.4 Áp dụng phân tích Curcumin số mẫu thực phẩm chức đƣợc bán thị trƣờng Thừa Thiên Huế 40 2.3.5 Phƣơng pháp xử lý số liệu thực nghiệm 41 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .42 3.1 Xây dựng qui trình phân tích Curcumin 42 3.1.1 Xử lý mẫu phân tích 42 3.1.2 Khảo sát điều kiện phân tích sắc kí 42 3.1.2.1 Chuẩn bị dung dịch phân tích 42 3.1.2.1 Khảo sát ảnh hƣởng pH dung dịch đệm 43 3.1.2.2 Khảo sát ảnh hƣởng pha động .45 3.1.2.3 Khảo sát ảnh hƣởng tốc độ dòng 48 3.2 Thẩm định qui trình phân tích Curcumin .50 3.2.1 Khảo sát tính tƣơng thích hệ thống sắc ký .50 3.2.2 Tính đặc hiệu phƣơng pháp .51 3.2.3 Xác định khoảng tuyến tính phƣơng pháp định lƣợng 52 3.2.4 Giới hạn phát giới hạn định lƣợng .53 3.2.5 Xác định độ lặp lại phƣơng pháp .54 3.2.6 Xác định độ phƣơng pháp xây dựng 56 3.3 Xây dựng quy trình phân tích 58 3.4 Áp dụng qui trình phân tích 59 3.4.1 Áp dụng qui trình phân tích hàm lƣợng Nano Curcumin số loại thực phẩm chức đƣợc bán thị trƣờng Thừa Thiên Huế 59 3.4.2 Đánh giá kết phân tích hàm lƣợng NanoCurcumin số loại thực phẩm chức đƣợc bán thị trƣờng Thừa Thiên Huế 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC P1 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Tên tiếng anh Tên tiếng việt ACN Acetonitrile Acetonitril AcOH Acetyl hydroxit Axit axetic CAS Chemical Abstracts Service Hiệp hội hóa chất Hoa Kỳ DPL Dilution Độ pha loãng ĐKSK Chromatographic conditions Điều kiện sắc ký High performance liquid Sắc ký lỏng hiệu cao HPLC chromatography LOD Limit of detection Giới hạn phát LOQ Limit of quantitation Giới hạn định lƣợng MeOH Methanol Methanol 10 PDA Detector photodiode array Detector mảng điot phát quang 11 Ppb Part per billion Phần tỉ 12 Ppm Part per million Phần triệu 13 RSD Relative standard deviation Độ lệch chuẩn tƣơng đối 14 TPCN Functional food Thực phẩm chức DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG Tiêu đề STT Bảng Bảng 1.1 Bảng 1.2 Phân biệt TPCN thực phẩm truyền thống 16 Bảng 1.3 Phân biệt TPCN thuốc 17 Các nhóm sản phẩm phân loại theo phƣơng thức chế biến Trang 13 Một số nghiên cứu định lƣợng Curcumin Bảng 1.4 phƣơng pháp HPLCsử dụng detector PDA UV- 28 VIS Bảng 1.5 Diện tích peak nồng độ 33 Bảng 3.1 Cách pha dung dịch chuẩn 43 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Các thông số tốc độ dòng khác (n=3) 49 Bảng 3.4 Các thông số sắc ký peak Curcumin 50 10 Bảng 3.5 11 Bảng 3.6 Kết khảo sát độ lặp lại mẫu TPCN 55 12 Bảng 3.7 Độ lặp lại phƣơng pháp phân tích 55 13 Bảng 3.8 Kết diện tích peak khảo sát độ 57 14 Bảng 3.9 Kết khảo sát độ mẫu TPCN (n=3) 58 15 Bảng 3.10 Thông tin mẫu TPCN 60 16 Bảng 3.11 17 Bảng 3.12 18 Bảng 3.13 Hệ số đối xứng peak tỷ lệ hệ dung môi pha động Sự tƣơng quan diện tích peak nồng độ chất phân tích Kết phân tích hàm lƣợng Nano Curcumin số mẫu TPCN phƣơng pháp HPLC Kết TB (%) so với hàm lƣợng ghi nhãn 10 mẫu TPCN Kết kiểm tra hàm lƣợng NanoCurcumin mẫu TPCN 47 53 61 63 64 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH STT Hình Tiêu đề Trang Hình 1.1 Thực phẩm chức đƣợc sử dụng rộng rãi TG 11 Hình 1.2 Mối quan hệ thực phẩm, TPCN thuốc 15 Hình 1.3 Minh họa dạng sản phẩm TPCN chứa Curcumin 19 Hình 1.4 Một số loại TPCN chứa Curcumin 20 Hình 1.5 Một số loại TPCN chứa NanoCurcumin 20 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Cấu trúc hóa học Curcumin 21 Hình 1.9 Dạng keto enol Curcumin 22 10 Hình 1.10 Tác dụng phịng chống ung thƣ Curcumin 23 11 Hình 1.11 12 Hình 1.12 13 Hình 1.13 14 Hình 1.14 15 Hình 1.15 16 Hình 1.16 17 Hình 1.17 18 Hình 1.18 Hệ thống HPLC 30 19 Hình 1.19 Detector mảng Diot phát quang Agilent 31 Một số loại TPCN chứa Curcumin/NanoCurcumin với piperin Một số TPCN chứa Curcumin/NanoCurcumin hóa chất khác Một số loại củ nghệ (từ trái sang: nghệ đỏ, nghệ vàng, nghệ đen ) Nano Curcumin điều trị hiệu hầu hết bệnh mãn tính Tác dụng phịng chống ung thƣ Nano Curcumin Tính tan nƣớc Nano Curcumin Curcumin Minh họa độ hấp thu tốt Nano Curcumin Quy trình sản xuất Cumar Gold Nano Curcumin VN Minh hoạ trình tách chất A B cột tách sắc ký 20 20 23 24 25 25 26 26 29 piperin phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu cao”, Tạp chí Y – Dược học quân sự, (06-2014), 7-10 13 Trần Cao Sơn (2010), Thẩm định phương pháp phân tích hóa học vi sinh vật, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 14 Hoàng Nhƣ Tố (1970), Độc chất học, Nhà xuất Y học TDTT, Hà Nội 15 Ngô Văn Tứ (2011), Bài giảng phương pháp sắc kí, Trƣờng ĐHSP, ĐH Huế 16 Trần Huỳnh Gia Thảo(2013), Nghiên cứu chiết tách Curcumin từ thân rễ nghệ vàng tỉnh Bến Tre,Luận Văn Thạc Sĩ,Đại học Sƣ Phạm Huế Tiếng Anh 17 Ardi Nugroho, Abdul Rohman, Endang Lukitaning, Nuning Rakhmawati, Sudjadi (2015), “Analysis of Curcumin in Ethanolic Extract of Curcuma longa Linn and Curcuma xanthorriza Roxb Using High Performance Liquid Chromatography with UV-Detection”, Research Journal of Phytochemistry 2015, 9, pp.188-194 18 Abdul Rohman (2012), “Mini Review Analysis of Curcuminoids in food and pharmaceutical products”, International FoodResearch Journal, 19(1), pp 1927 19 C Moorthi, K Kathiresan (2013), “Simultaneous estimation of Curcumin and silibinin using validated RP-HPLC-PDA method and its application in pharmaceutical Nanoformulationon”, International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences,pp 475-478 20 Elizabeth Mudge, Michael Chan, Sylesh Venkataraman, Paula N Brown (2015), “Curcuminoids in Turmeric Roots and Supplements: Method Optimization and Validation”, Food Analytical Methods 2015 21 Gugulothu DB, Patravale VB (2012), “A New Stability-Indicating HPLC Method for Simultaneous Determination of Curcumin and Celecoxib at Single Wavelength: an Application to Nanoparticulate Formulation”, Pharmaceutica Analytica Acta Journal 3, pp 157 69 22 Jayaprakasha J.K (2002), “Improve HPLC method for determination of Curcumin, demethoxyCurcumin and bisdemethoxyCurcumin”, Journal of agriculture food chemistry 2002,50(13), pp.3668-3672 23 Kamran Ashraf, Mohd Mujeeb, Altaf Ahmad, Niyaz Ahmad, Mohd Amir (2015), “Determination of Curcuminoids in Curcuma longa Linn by UPLC/QTOF–MS: An Application in Turmeric Cultivation”, Journal of Chromatographic Science 2015, 53, pp.1346-1352 24 Krishna Veni Nagappan, Meyyanathan S N, Rajinikanth B Raja and Elango Kannan(2009), “A liquid chromatography method for the simultaneous determination of Curcumin and piperine in food products using diode array detection”, Asian Journal Research Chemistry, (2): April.-June, 2009, pp.115118 25 L Péret-Almeida, A.P.F Cherubino, R.J Alves, L Dufossé, M.B.A Glória (2005), “Separation and determination of the physico-chemical characteristics of Curcumin, demethoxyCurcumin and bisdemethoxyCurcumin”, Food Research International2005, 38 (8-9), pp.1039-1044 26 Miller J C and Miller J N (1988), Statistics For Analytical Chemistry- second edition, Ellis Horwood Limited, John Wiley and Sons, England 27 Nobuko Shibayama, Mark Wypyski, Elisa Gagliardi-Mangilli (2015), “Analysis of natural dyes and metal threads used in 16th -18th century Persian/Safavid and Indian/Mughal velvets by HPLC-PDA and SEM-EDS to investigate the system to differentiate velvets of these two cultures”, Heritage Science 2015, 28 Mulik, R.; Mahadik, M.; Paradkar (2009), “A Development ofCurcuminoids loaded poly(butyl) cyanoacrylate Nanoparticles: Physicochemical characterization and stability study”, European Journal of Pharmaceutical Sciences, 37, pp 395-404 29 Gugulothu DB, Patravale VB (2012), “A New Stability-Indicating HPLC Method for Simultaneous Determination of Curcumin and Celecoxib at Single Wavelength: an Application to Nanoparticulate Formulation”, Pharmaceutica Analytica Acta Journal 2012, Vol.3, No.4, pp.157 70 30 Pharmacopoeia of thepeople’s republic of china (2010), Volume 1, pp.139 31 Qingyan Zhang, Caihong Zhang, Zengbo Li, Jinyin Ge, Chenzhong Li, Chuan Dong, Shaomin Shuang (2015), “HPLC Method for Simultaneous Quantitative Detection of Quercetin and Curcuminoids in Traditional Chinese Medicines”, RSC Advances.2015, 5, pp 95054-95060 32 Xiu –Mei Wang, Qi – Zhi Zhang, Jian Yang, Rong – Hua Zhu, Jun Zhang, Li – Jing Cai and Wen – Xing Peng (2012), “Valideted HPLC – MS/MC Methoa for Simulneous Determination of Curcumin and Piperine in Human Plasma”, Tropeakal Journal of Pharmaceutical Research, 11(4), pp.621-629 33 Young-Jun Kim, Hyong Joo Lee, Han-Seung Shin, Youngjae Shin (2014), “Near-infrared Reflectance Spectroscopy as a Rapid and Non-destructive Analysis Tool for Curcuminoids”, Phytochemical Analysis2014, 25 (5), pp.445452 34 Yu-Shu Huang, Tusty-Jiuan Hsieh, Chi-Yu Lu (2015), “Simple analytical strategy for MALDI-TOF-MS and NanoUPLC–MS/MS: Quantitating Curcumin in food condiments and dietary supplements and screening of acrylamide-induced ROS protein indicators reduced by Curcumin”, Food Chemistry 2015, 174, pp.571-576 35 Yuling Long, Wenpeng Zhang, Fang Wang, Zilin Chen (2013), “Simulta neous determination of three Curcumin oids in Curcuma longa L by high performance liquid chromatography coupled with electrochemical detection”, Journal of Pharmaceutical Analysis 2013, Vol 4, No 5, pp 325 – 330 36 Ying X & al (2006), “Combinative method using HPLC quantitative and quanlitative analysis for quality “consistency assement of a herbal medicinal preparation”, Jounrnal of pharmacytical and biomedical analysis,43, pp 204212 37 Zhong Ming-Yuan, Quan Shan-Cong, Hu Jin-Hong, “Simultaneous determination of Curcumin and piperine in turmeric capsule method”, Pharmaceutical Care and Research, (1), pp.54-56 71 by HPLC Website 38 Biết tuốt (2015), “Năm 2020, thị trƣờng thực phẩm chức bùng nổ”, http://healthplus.vn, 16/08/2015 39 IMC (2015),“Thực phẩm chức gì?”, http://imc.net.vn, 05/2016 40 Lam Giang (2014), “Chữa viêm loét dày thảo dƣợc”, http://www.nhandan.com.vn, 03/03/2014 41 Linh Chi (2013), “5 cách phân loại thực phẩm chức năng”, http://healthplus.vn, 26/07/2013 42 NanoCurcumin CumarGold (2014), “NanoCurcumin – Công nghệ Nano, nâng tầm giá trị tinh chất nghệ Curcumin, http://cumargold.vn, 05/2014 43 NanoCurcumin CumarGold (2013), “NanoCurcumin trở thành tâm điểm nghiên cứu khoa học giới”,06/09/2013 44.Tinh bột nghệ - Tách tinh dầu (2014), “Curcumin gì?”,http://www.botnghe.com, 05/2014 45 Thực phẩm chức (2016), “Tổng quan thực phẩm chức (TPCN)”, http://vitaminsaustralia.com.vn,14/02/2016 46 PGS.TS Trần Đáng (2010), “Thực phẩm chức năng: phân loại quản lí”, http://thucphamvadoisong.vn, 13/08/2010 47 Y học cổ truyền Việt Nam (2015), “Tác dụng Curcumin – không đơn giản củ nghệ vàng”, http://www.yhoccotruyenvietnam.com, 05/2015 72 PHỤ LỤC Phụ lục Hệ thống sắc ký lỏng hiệu cao Phụ lục Màn hình phần mềm cài đặt hiển thị chƣơng trình HPLC (a) P1 (b) Phụ lục Sắc ký đồ phân tích mẫu chuẩn (a) Sắc ký đồ phân tích mẫu chuẩn1 P2 (b) Sắc ký đồ phân tích mẫu chuẩn2ppm; (c) Sắc ký đồ phân tích mẫu chuẩn 5ppm; (d) Sắc ký đồ phân tích mẫu chuẩn10ppm; P3 (e) Sắc ký đồ phân tích mẫu chuẩn 20ppm; (f) Sắc ký đồ phân tích mẫu chuẩn 25ppm; P4 (g) Sắc ký đồ phân tích mẫu chuẩn 50ppm P5 Phụ lục Khối lƣợng trung bình (mTB) viên mẫu TPCN STT KL 20 viên KL nan KLTB viên M01 12,5380 1,5060 0,5516 M02 26,5280 7,4000 0,9564 M03 15,2038 4,0700 0,55669 M04 11,4815 1,8185 0,48315 M05 12,6520 1,6090 0,55215 M06 15,6230 4,3785 0,562225 M07 13,0202 1,5640 0,57281 M08 12,7342 1,5994 0,55674 M09 25,9855 7,0023 0,94916 M10 12,7342 1,6994 0,55174 Phụ lục Sắc ký đồ phân tích Nano Curcumin số mẫu TPCN đƣợc bán thị trƣờng Thừa Thiên Huế M01 M01 P6 M02 M03 P7 M04 M05 P8 M06 M07 P9 M08 M09 P10 M10 P11 ... lƣợng số loại thực phẩm chức năng, thực đề tài ? ?Nghiên cứu xác định NanoCurcumin số loại thực phẩm chức phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao? ??với mục tiêu: Xây dựng quy trình phân tích định lƣợng NanoCurcumin... …… NGUYỄN THỊ QUỲNH CHI NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH NANO CURCUMIN TRONG MỘT SỐ LOẠI THỰC PHẨM CHỨC NĂNG BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ LỎNG HIỆU NĂNG CAO CHUYÊN NGÀNH: HÓA PHÂN TÍCH MÃ SỐ: 60440118 LUẬN VĂN THẠC... VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nội dung nghiên cứu Mục đích luận văn nghiên cứu xác định NanoCurcumin thực phẩm chức phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu cao dùng detector PDA Những nội dung nghiên cứu