Nghiên cứu công nghệ tách và tinh chế curcumin từ bột nghệ

,, Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hà nội Luận văn thạc sĩ hoa học Ngành: trình thiết bị & công nghệ hoá học Nghiên cứu công nghệ tách tinh chế curcumin từ bột nghệ Phạm tiến đạt Hà Nội 2006 Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hà nội Luận văn thạc sĩ hoa học Nghiên cứu công nghệ tách tinh chế curcumin từ bột nghệ Ngành: trình thiết bị & công nghệ hoá học Phạm tiến đạt Người hướng dẫn khoa học: GS.TS PHạM VĂN Thiêm Hà Nội 2006 Đại học Bách khoa Hà nội Bô môn QTTBCNHH&TP mở đầu Từ xa xưa, Ông cha ta đà biết sử dụng loài thảo dược để chữa bệnh Ngày nay, với phát triển khoa học nhà nghiên cứu chiÕt xt nhiỊu chÊt cã ho¹t tÝnh quan träng phơc vô cho y häc nh­: Tõ Aphiện chiÕt mocphin, codein, từ hao hoa vàng (Artemisia anua) chiết Artemisinin chống sốt rét, từ dừa cạn catharantus rosseus chiết Vinciristin, Vinblastin thuốc chống ưng thư máu tiếng nhiều khác có hoạt chất quý Khi nghiên cứu phát triển thuốc có nguồn gốc thiên nhiên 15 năm từ 1959 - 1983, Farnsworth Morris đà tổng kết 25% thuèc cã nguån gèc tõ thùc vËt, 13,3% cã nguồn gốc động vật có 2,7% có nguồn gốc vi sinh vật [22],[23] lượng lớn loại thuốc có nguồn gốc từ thiên nhiên dùng để chống ung thư [24] Trong thời gian này, người ta đà phân lập 15 chất làm thuốc từ 90 loài thực vật khác mà hầu hết chúng (77%) thuốc dân tộc (traditional medicire) [25] Như vậy, thuốc dân tộc có cha nhiu hot tính chng ung thư Điều có ý nghĩa lớn nước ta nước ta ë vïng nhiƯt ®íi giã mïa, m­a nhiỊu, ®é Èm cao nên thảm thực vật phong phú đa dạng Từ nguồn nguyên liệu sẵn có thiên nhiên nhà khoa học nước giới đà quan tâm tới việc nghiên cứu tìm kiếm chất có hoạt tính sinh học cao để phục vụ cho ngành y dược Do thuốc từ thảo mộc thường cã Ýt t¸c dơng phơ so víi c¸c chÊt tỉng hợp nên an toàn cho người sử dụng Vì loại thảo mộc có hoạt tính sinh học chiếm vị trí quan trọng việc tìm kiếm thuốc phòng ngừa điều trị bệnh hiểm nghèo thời điểm nghệ vàng (Curcuma longa L) lên vấn đề thời khoa học sôi Hàng năm có hàng chục công trình khoa học công Luận văn Thạc sỹ Pham Tiến Đạt Đại học Bách khoa Hà nội Bô môn QTTBCNHH&TP bố tạp chí chuyên ngành có liên quan đến nghệ vàng Ví dụ hai năm 2004 2005 năm có tới 50 công trình Hầu hết công trình tập trung nghiên cứu chất màu nghệ vàng để làm chất màu thực phẩm đặc biệt lm thuốc chữa bệnh ung thư, chống oxi hoá, chống viêm nhiễm [38] Trong chất màu củ nghệ vàng (Tumeric), curcumin thành phần chính, có tác dụng chống ung thư invitro ung thư rt giµ [39], ung th­ gan [40], ung th­ phỉi [41], ung th­ da [42] vµ ung th­ vó [43] Chính Chính phủ Mỹ cho phép sử dụng curcumin để điều trị ung thư ruột già lâm sàng [44] Mục đích nghiên cứu đề tài: - Xác định công thức cấu tạo tumeric - Xây dựng quy trình công nghệ tách tinh chế curcumin - xác định chế độ công nghệ thích hợp cho trinh tinh chế curcumin Với mục tiêu đạt hiệu xuất cao Đối tượng nghiên cứu đề tài: Curcumin tách tinh chế từ loại nghệ vàng có nguồn ngốc từ vùng Khoái Châu Hưng Yên Nội dung đề tài: - Nghiên cứu cấu trúc thành phần hóa học nguyên liệu nghệ - Lựa chon phương pháp tách chiết curcumin thích hợp - Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình trích ly lỏng rắn, láng – láng c«ng nghƯ tinh chÕ curcumin Ln văn Thạc sỹ Pham Tiến Đạt Đại học Bách khoa Hà nội Bô môn QTTBCNHH&TP Chương I: Tổng quan I.1 Vµi nÐt chung vỊ chi nghƯ (Curcuma) [1,5,7,9] NghƯ loại thảo dược thuộc họ gừng (Zingiberaceae) họ thảo mộc sống lâu năm với thân rễ ngang bao gồm có 47 chi với 1000 loài Họ phân bố vùng nhiệt đới cận nhiệt đới, nam đông nam Châu Việt Nam phát khoảng 20 chi bao gồm khoảng 100 loài Nhiều loài dùng làm phẩm nhuộm, gia vị, cảnh vị thuốc quan trọng Các chi thường gặp Stahlianthus, Kaemferia, Curcuma, Hedychium, Zingiber, Alpinia, Amomum, Costus Chi nghƯ (Curcuma) rÊt phong phó vỊ loµi Cho đến giới có 48 loài Curcuma phát Các loài mọc tập trung vùng Đông Nam á, n Độ, Trung Quốc, Đài Loan, Pakistan số nước nhiệt đới khác Việt Nam có 16 loài có loài mà dân gian hay sử dụng để làm thuốc Đó là: Nghệ vàng(C.longa Linn), nghệ đen(C.zedoaria (Berg) Roscoe)), nghệ trắng(C aromatica Salisb), nghƯ Pierre(C.pierrena Gagn), nghƯ rƠ vµng(C.xanthorrhiza Roxh), nghƯ ten đồng(C aeruginosa Roxb) I.1.1 Một số loài Curcuma thường thÊy ë ViÖt Nam I.1.1.1 Curcuma longa Linn (C.domestica Val) Tên Việt Nam: Nghệ trồn, nghệ vàng Nguồn gốc loài n Độ trồng để làm thuốc gia vị Việt Nam, nghệ vàng mọc hoang mà trồng theo vùng chuyên canh Phú Thuỵ (Hà Nội), Khoái Châu (Hưng Yên) Thân rễ nghệ vàng Đông y gọi Khương Hoàng, rễ củ gọi Uất Kim Nghệ vàng dùng để chữa bệnh: kinh nguyệt không đều, ứ máu, viêm loét dày, ghẻ lở, ung nhọt, phong thấp, tay chân đau nhức, Luận văn Thạc sỹ Pham Tiến Đạt Đại học Bách khoa Hà nội Bô môn QTTBCNHH&TP I.1.1.2 Curcuma zedoaria (Berg) Roscoe Tên Việt Nam: NghƯ ®en NghƯ ®en cã ngn gèc Himalaya, Srilanca Nó mọc hoang dại, trồng lấy thân rễ, rễ củ để làm thuốc Thân rễ nghệ đen phơi khô gọi Nga Truật Việt Nam, nghệ đen mọc hoang vùng Việt Bắc, Tây Bắc nhiều nơi thuộc Đà Nẵng Thân rễ nghệ đen dùng Đông y để chữa khó tiêu, đầy bụng, ung thư da, vết bầm tím da, I.1.1.3 Curcuma aromatica Salisb Tên Việt Nam: Nghệ trắng, ngải trắng, ngải mọi, nghệ sùi Thân rễ nghệ trắng Đông y gọi Uất Kim Nghệ trắng loài nghệ Châu nhiệt đới, chúng phân bố hầu hết rừng nước ta trồng để lấy củ thơm Nghệ trắng dùng để chữa tức ngực, chướng bụng, nôn máu, chảy máu cam, tiểu máu, I.1.1.4 Curcuma xanthorrhiza Roxb Tên Việt Nam: Nghệ rễ vàng Loài nghệ phân bố Châu Âu nhiều nước Châu như: Inđonêxia, Nhật Bản, Triều Tiên Việt Nam, nghệ rễ vàng mọc hoang vùng như: Lai Châu, Hoà Bình trồng Cần Thơ Thân rễ nghệ vàng để điều trị thiểu gan xung huyết gan, viêm túi mật, viêm ống mật, vàng da, bí tiểu tiện, sỏi mật, I.1.1.5 Curcuma alismatifolia Gagnep Tên Việt Nam: Nghệ từ cô Cây phân bố vùng Châu Đốc Loại nghệ có hoa dùng để ăn Luận văn Thạc sỹ Pham Tiến Đạt Đại học Bách khoa Hà nội Bô môn QTTBCNHH&TP I.1.1.6 Curcuma thorrelii Gagnep Loài phân bố vùng Châu Thới biên giới Việt Lào I.1.1.7 Curcumapierreane Gagnep Loài phân bố nhiều vùng chân Đèo Cả I.1.1.8 Curcuma cochinchinessis Gagnep Tên Việt Nam: Nghệ gầy Cây mọc hoang vùng Bà Rịa Gần thấy Cao Bằng I.1.1.9 Curcuma gracillima Gagnep Tên Việt Nam: Nghệ mảnh Cây mọc hoang tỉnh miền Trung I.1.2 Nghệ vàng (curcuma longa L) I.1.2.1 Đặc điểm thực vật Nghệ (Curcuma longa L) lµ mét chi thùc vËt thuéc hä Gõng (Zingiberaceae) Chúng có đặc điểm sau [2]: Cây thảo, cao 0,60 -1m Thân rễ to, có ngấn, phân nhánh thành nhiều củ có hình bầu dục màu vàng sẫm đến vàng đỏ thơm Lá mọc thẳng từ thân rễ, gốc thuôn hẹp, đầu nhọn, dài 30-40cm, rộng 10-15cm, hai mặt nhẵn màu lục nhạt, mép nguyên uốn lượn, bẹ rộng dài Cụm hoa hình trụ hình trứng đính lên cán mập dài đến 20cm, mọc từ túm lá; bắc rời, màu nhạt, phía mang hoa sinh sản, màu lục trắng nhạt, gần không mang hoa, hẹp Luận văn Thạc sỹ Pham Tiến Đạt Đại học Bách khoa Hà nội Bô môn QTTBCNHH&TP pha màu hồng đầu lá; đài có không đều; tràng có ống dài, cánh dài cánh bên, màu vàng; nhị có bao phÊn cã cùa mét phÇn låi cđa trung đới ô; nhị lép dài bao phấn; bầu có lông Quả nang ô, mở van; hạt có áo Mùa hoa quả: tháng 3-5 Việt Nam, nghệ coi trồng lâu đời khắp địa phương, từ vùng ®ång b»ng ven biĨn ®Õn vïng nói cao trªn 1500m số nơi thuộc huyện Quản Ba, Yên Minh, Đồng Văn, Mèo Vạc (Hà Giang ), loài nghệ đà trở nên hoang dại hoá ruộng ngô, nương rẫy Dưới hình ảnh (Hình 1.1) củ nghệ vàng (Hình 1.2) Hình 1.1: Cây nghệ vàng Hình 1.2: Củ nghệ vàng I.1.2.2 Tác dụng dược lí nghệ vàng Nghệ có hoạt tính ức chế chống viêm cấp tính viêm mÃn tính mô gây phù bàn chân gây u hạt thực nghiệm chuột cốngtrắng, đồng thời có tác dụng thu teo tuyến ức chuột cống đực non Tinh dầu nghệ có hoạt tính chống viêm khớp thực nghiệm Một phân đoạn polisacharid chiết từ nghệ tiêm phúc mạc làm tăng khả thực bào chuột trắng thực nghiệm thải carbon dạng keo Luận văn Thạc sỹ Pham Tiến Đạt Đại học Bách khoa Hà nội Bô môn QTTBCNHH&TP Nghệ có hoạt tính chống loét dày loạn tiêu hoá Cao nước cao methanol cho thỏ uống làm giảm tiết dịch vị làm tăng lượng chất nhầy dịch vị Cho chuột cống trắng uống cao cồn làm giảm tiết dịch vị bảo vệ niêm mạc dày, tá tràng chống thương tổn gây thắt môn vị, strees gây hạ nhiệt -cầm giữ, nhịn đói, indomethacin, reserpin mercaptamin chất phá huỷ tế bào như: etanol 80%, axit clohidric 0,6 mol/ lÝt, natri hidroxit 0,2 mol/ lÝt vµ natri clorid 25% [26] NghƯ kÝch thÝch sinh s¶n chÊt nhầy thành phục hồi sulfid không protein chuột Curcumin dự phòng cải thiện thương tổn gây thực nghiệm dày kích thích sinh sản chất nhầy Tuy nhiên, viêm túc mạc cho uống curcumin gây loét dày chuột cống trắng Cho bệnh nhân uống bột nghệ, ngày lần ngày đà có hiệu tốt loạn tiêu hoá axit, loạn tiêu hoá đầy loạn tiêu hoá trương lực Hai thử nghiệm lâm sàng khác đánh giá tác dụng loét dày tá tràng cho thấy việc uống thuốc kích thích lành vết loét làm giảm đau bụng Nghệ có tác dụng kháng khuẩn nhờ vào số thành phần hoá học như: curcumin1 có tác dụng ức chế invitro sù ph¸t triĨn cđa trùc khn lao, Salmonella paratyphi Curcumin có tác dụng kháng virut ức chế protease cđa HIV-1 , HIV-2 [27] ChÊt artumeron tõ tinh dÇu dịch chiết từ n-hexan từ nghệ diệt ấu trùng , muỗi Aedesaegyptii Nước sắc nghệ cao nghệ lỏng toàn phần nghệ làm giảm cholesterol lipid toàn phần máu cách rõ rệt Trong điều trị bỏng, kem nghệ có tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm, loại trừ tổ chức hoại tử bỏng, có tác dụng kích thích tái tạo tổ chức liền sẹo Nhưng tượng kích thích tái tạo tăng sinh tế bào tổ chức liên kết xuất chậm thời gian lành vết bỏng kéo dài Tinh dầu nghệ cất từ thân rễ khô có tác dụng sát trùng yếu Nó thuốc Luận văn Thạc sỹ Pham Tiến Đạt Đại học Bách khoa Hà nội Bô môn QTTBCNHH&TP chống axit, với liều nhỏ gây trung tiện, dễ tiêu, làm ăn ngon bổ; với liều cao có tác dụng chống co thắt làm ức chế nhu đọng tăng mức ruột Cao chiết với dầu hoả nghệ cho chuột cống uống hàng ngày với liều lượng 100mg/kg, từ ngày thứ đến ngày thứ 7, đà có tác dụng ngừa thai với tỉ lệ tương ứng 80% 100% Cao nghệ chiết với cloroform 10% áp dụng chỗ vào vùng gây bệnh nấm tóc thực nghiệm bê Nghệ đà có hiệu điều trị tốt thuốc chống nấm tốt bệnh nấm da Curcumin với liều lượng 125mg/kg cho vào dày chuột làm tăng lưu lượng mật liều lượng 250mg/kg làm tăng hàm lượng cholesterol axit mật mật tiết Một công trình tập hợp kết nghiên cứu 15 nhóm tác giả cho thấy nghệ có tác dụng: kháng khuẩn, kháng nấm, chống co thắt phế quản, kháng histamin, chống viêm, long đờm Curcumin chiết từ nghệ có tác dụng ức chế u coi chất anticarcinogen có giá trị Hai mươi năm trước đây, nghệ đà nghiên cứu v đánh giá có liên quan đến việc ngăn ngừa ung thư Theo số nhà nghiên cứu Chế độ ăn giầu curcumin, chất tim thấy nghệ, giúp giảm tỷ lệ ung thư đại tràng Gần hơn, nghệ nghiên cứu để điều trị bệnh ung thư Theo nghiên cứu nghà khoa học Texas, M: Curcumin, thnh phần lm cho bột cà ri có mầu vàng, ức chế tăng trưởng tế bào u melanoma, chí làm cho tế bào chết thử nghiêm labo Tác giả Aggarwal céng sù cho r»ng, cã thÓ øc chÕ tăng trưởng tế bào u dùng đủ liều Các nhà nghiên cứu cho dòng tế bào kh¸c cđa melanoma tiÕp xóc víi curcumin, tiÕp xúc Luận văn Thạc sỹ 10 Pham Tiến Đạt Đại học Bách khoa Hà nội Z02= 65 + 45 = 55 B« m«n QTTBCNHH&TP ∆ Z2 = 65 − 45 = 10 LËp ma trËn trùc giao bËc B¶ng (III - 9) xj = Zj = Zjmax (møc trªn) xj = Zj = Zj0 ( t©m) xj = -1 Zj = Zjmin ( møc d­íi ) Ta cã k = Sè tỉ hỵp N = 2k ( sè thÝ nghiƯm) LËp ma trận kế hoạch kế hoạch 22 kết thực nghiệm, đồng thời thêm cột biến x0 =1 (b¶ng III-9) B¶ng III – BiÕn thùc BiÕn m· hãa HiÖu xuÊt (%) TT z1 z2 x0 x1 x2 x1x2 Y 45 + - - + 48,7 10 45 + + - - 54,4 65 + - + - 71,7 10 65 + + + + 78,9 55 + 0 78,7 55 + 0 78,9 Phương trình mô tả có dạng y = b0 + b1x1 + b2x2 + b3x1x2 TÝnh hÖ sè bj mô hình Với mô hình bặc mức tối ưu hệ số bj xác định b»ng c«ng thøc sau: bj = N N ∑ xijyi i =1 Thay số ta tính hệ số phương trình: b0= 63,425; Luận văn Thạc sỹ b1= 3,225; 71 b2= 11,875; b3= 0,375; Pham Tiến Đạt Đại học Bách khoa Hà nội Bô môn QTTBCNHH&TP Kiểm tra tính có nghĩa hệ số bj ã Giá trị trung bình tâm: y0tb = 78,8 ã Tính phương sai lặp (y Phương sai lặp: S 12 = u =1 − y u0 ) u = 0.002 Phương sai hệ sè: SL = 0,0707 N Sbj = ChuÈn sè Student cđa c¸c hƯ sè: t0= 896,965; t1= 45,608; t2= 167,938; t3= 5,303; Tra b¶ng Student víi møc cã nghÜa p = 0,05 với bậc tự lặp f2=1 được: ts=12.706 HÖ sè bj cã nghÜa khi: | bj | ≥ Sbjt1;0,05 = 0,0707 x 12.706 = 0.8983 ChØ cã hÖ số b3 nghĩa, hệ số có nghĩa phương trình hồi quy bậc I: b0= 63,425; b1= 3,225; b2= 11,875; Số hệ số nghĩa Phương trình có dạng: y = 63,425 + = 3,225x1 + 11,8752x2 (*) + KiĨm tra tÝnh t­¬ng hỵp N S 2d = ∑ (y i =1 − yˆi ) i N −1 N: Sè thÝ nghiÖm, N = l: sè hÖ sè cã nghÜa phương trình, l = Giá trị yi tính theo phương trình hồi quy: y1= 48.325; y2= 54.775; y3= 72.075; y4= 78.525; Thay số tính được: Sdư2 = 0,5625 Luận văn Thạc sỹ 72 Pham Tiến Đạt Đại học Bách khoa Hà nội F= Bô môn QTTBCNHH&TP S d2ư 0,56,25 = = 28,125 0,002 S ts2 Tra b¶ng chuÈn sè Fisher ë møc cã nghÜa α = 0,05, bËc tù d­ f1=1, f2=1: ta duoc F=16,4 Nh­ vËy F = 28.125 > F0,05(1,1) = 16,4 nghĩa mô hình tuyến tính (*)không tương hợp với tranh thực nghiệm Mặt khác ta có: |b0 y0| = |63,425 - 78,8| = 15.375 giá trị đáng kể nên kết luận mô hình phải phi tuyến có dạng : y = b0 + b1x1 + b2x2 + b12x1x2 + b11x’1 + b22x’2 Quy ho¹ch thùc nghiƯm bËc hai møc tèi ­u Ta chuyển biến thực sang biến mà hoá theo công thức: xj = z j − z 0j ∆z j TiÕn hành làm thêm thí nghiệm, ta ma trận kế hoạch thực nghiệm trực giao bậc hai để xác định thông số mô hình Bảng III 11 BiÕn thùc BiÕn m· ho¸ TT Z1 Z2 x0 X1 X2 x1x2 x'1 x'2 y 45 + - - + +1/3 +1/3 48,7 10 45 + + - - +1/3 +1/3 54,4 65 + - + - +1/3 +1/3 71,7 10 65 + + + + +1/3 +1/3 78,9 55 + - 0 +1/3 -2/3 71,3 10 55 + + 0 +1/3 -2/3 78,8 45 + - -2/3 +1/3 54,3 8 65 + + -2/3 +1/3 78,8 55 + 0 -2/3 -2/3 78,6 Luận văn Thạc sỹ 73 Pham Tiến Đạt Đại học Bách khoa Hà nội Bô môn QTTBCNHH&TP Căn vào ma trận kế hoạch ta xác định hệ số bj theo c«ng N thøc: bj = ∑x i =1 N yi ji ∑x i =1 ji b0= 68.388; b1= 3.4; b2= 12; b12= 0.37575; b11= -3.267; b22= -11.77; Các phương sai bình phương hệ số bj xác định theo c«ng thøc: S = bj S L2 N x i =1 ji Thay số tính được: Sb0= 0.00222; Sb1= 0.00333; Sb2= 0.00333; Sb12= 0.005; Sb11= 0.01; Sb22= 0.01; Chn sè Student cđa c¸c hƯ sè bj: t0= 1450.82; t1= 58.89; t2= 207.856; t12= 5.303; t11= -32.67; t22= -117.7; Tra bảng Student với mức có nghĩa p=0,05 f2=1 ta ts=12.706 Các hệ số có nghĩa phương trình hồi quy bậc II: b0= 68.388; b1= 3.4; b11= -3.267; b22= -11.77; b2= 12; Sè hƯ sè kh«ng có nghĩa Phương trình có dạng: Y = 68,388 + 3,4x1 + 12x2 – 3,267 x’1 – 11,77 x’2 (**) Thay x’1= x21 Vµ x’2=x22 - N N N ∑x i =1 N ∑x i =1 2i 1i = x21- 2/3 = x22- 2/3 Vào phương trình (*) có: Luận văn Thạc sỹ 74 Pham Tiến Đạt Đại học Bách khoa Hà nội B« m«n QTTBCNHH&TP y= 68,388 + 3,4x1 + 12x2 - 3,26 (x21- 2/3) – 11,77 (x22- 2/3) y = 78,41 + 3,4x1 + 12x2 - 3,26x21 – 11,77x22 (***) z j − z 0j Thay biÕn thùc víi xj = x1 = z1 − ; ∆z j x2 = z 55 ; 10 Giá trị yi tính theo phương trình hồi quy: y1= 47.977 y2= 54.77 y3= 71.977 y4= 78.777 y5= 71.744 y6= 78.544 y7= 54.644 y8= 78.644 y9= 78.411 Phương sai lập bình phương Sts= 0,002 Phương sai dư bình phương Sdu2= 0,299444 Chuẩn số Fisher tính toán F = 14.9722 Tra bảng chuẩn sè Student øng víi møc ý nghÜa α = 0,05, bËc tù d­ f1 = 5, bËc tù lặp f2 = 1, F =23,400 F < F0,05 Mô hình bậc II tương hợp Xác định bề mỈt biĨu diƠn Mn nhËn râ bỊ mỈt biĨu diƠn ta cần chuyển phương trình (**) dạng tắc Để thực điều cần khử biến tuyến tính cách rời hệ trục toạ độ tới gốc S có toạ độ x1s x2s xác định hệ phương trình: y = (a) x1 ∂y = (b) ∂x hc 2b11x1s + b12x2s = - b1 Luận văn Thạc sỹ 75 Pham Tiến Đạt Đại học Bách khoa Hà nội Bô môn QTTBCNHH&TP b12x1s + b22x2s = - b2 Tõ hµm: y = 78,41 + 3,4x1 + 12x2 - 3,26x21 – 11,77x22 (***) Ta cã: -2x3,26x1s + 0x2s = - 3,4 0x1s - 2x11,77x2s = -12 Từ (a,b) ta tính được: x1s = 0.521472 x2s = 0.509770 Thay vào phương trình (**) ta có: ys= 83,255 Phương trình (**) ứng với hệ toạ độ là: y - ys = - 3,265X21 – 11,77X22 Víi X1 = x1 – x1s vµ X2 = x2 - x2s Ta thÊy hÖ sè b11= -3,26; b22= - 11,77; Bề mặt biểu diễn có dạng parabol elip, tiết diện với mặt phẳng y = const elip tâm S(1,269, 0,512, 79,26) tâm S cực đại hệ số b11= -1,35; b22= - 12,3 âm Hiệu suất t¸ch chiÕt curcumin vïng thùc nghiƯm phơ thc phi tuyến vào nhiệt độ thời gian trích ly theo hàm hyperbol với điểm cực trị có toa độ S(1,269, 0,512, 79,2591) BiÕn thùc víi: Zj = xji ∆ Zj +Z0j Z1= (giê) Z2= 60 (0C) y = 79,26 Thực nghiêm với điểm (Z1,Z2) kết sau: Tiến hành thí nghiệm điểm Z1= (giờ); Z2= 60 (0C) Thu kết y = 79,45 Sai lệch: 79,26 - = 0,0023 79,45 Luận văn Thạc sỹ 76 Pham Tiến Đạt Đại học Bách khoa Hà nội Bô môn QTTBCNHH&TP Không đáng kể so với tính toán Phân tích kết sắc ký lỏng cao áp (HPLC) với chế độ Mẫu chuẩn: Độ tinh khiết 95,2% Dung m«i: etanol Tû lƯ pha C = 4mg/10ml MÉu thùc: C = 3,6mg/ 10ml ChÕ ®é pha ®éng: CH3CN: 50% CH3 COOH 2%: 45% CH3OH: 5% Tốc độ dòng: 1ml/phut NhiƯt ®é T0C: 480C B­íc sãng: 425 mm Cét: Supekosil TMLC 18 Hàm lượng curcumin xác định tổng độ cao pic Pic chuẩn thu chiỊu cao H = 11,627 víi C= 95,2% Pic mÉu thu chiều cao Luận văn Thạc sỹ H = 12,384 so s¸nh víi mÉu cã C = 98,5% 77 Pham Tiến Đạt Đại học Bách khoa Hà nội Luận văn Thạc sỹ Bô môn QTTBCNHH&TP 78 Pham Tiến Đạt Đại học Bách khoa Hà nội Luận văn Thạc sỹ Bô môn QTTBCNHH&TP 79 Pham Tiến Đạt Đại học Bách khoa Hà nội Bô môn QTTBCNHH&TP Kết luận Qua trình nghiên cứu curcumin rút kết luận sau: Đà chiết tinh dầu nghệ phương pháp chưng theo nước, phân tích xác định thành phần tinh dầu nghệ vàng sắc ký khối phổ GCMS Khảo sát Tumeric nontumeric sắc kí lớp mỏng Xác định cấu trúc cđa curcumin C1,C2,C3 Tèi ­u hãa thùc nghiªm b»ng kÕ ho¹ch thùc nghiƯm hai møc tèi ­u bËc hai: yếu tố ảnh hưởng nhiệt độ, thời gian ttrình trích ly Hàm tắc mô tả bỊ mỈt biĨu diƠn y - ys = - 3,265X21 – 11,77X22 HiƯu st t¸ch chiÕt curcumin vïng thực nghiệm phụ thuộc phi tuyến vào nhiệt độ thời gian trích ly theo hàm hyperbol với điểm cực trị có toa độ S(1,269, 0,512, 79,2591) Biến thực với: Z1= (giê) Z2= 60 (0C) y = 79,45 % Kiến nghị nghiên cứu tiếp theo: - Xác định ảnh hưởng số yếu tố khác như: tỷ lệ Rắn/Lỏng, tốc độ khuấy trộn, dung mội cho công đoạn tinh chế sản phẩm curcumin dể đạt ®é tinh kiÕt cao - cã thĨ chiĨn khai nghiªn cứu dang thiết bị Pilot Luận văn Thạc sỹ 80 Pham Tiến Đạt Đại học Bách khoa Hà nội Bô môn QTTBCNHH&TP Tài liệu tham khảo Nguyễn Công Bình (1995), Các loài số chi thuộc họ Gõng (Zingiberaceae Lindl 1835) ë ViƯt Nam”, T¹p chÝ sinh học, số 17(4), tr 135-137 Đỗ Huy Bích, Đặng Quang Chung, (2003) Cây thuốc động vật làm thuốc ë ViÖt Nam, NXB khoa häc & kü thuËt Đào Hùng Cường (2003), Chiết tách Curcumin từ củ nghệ dung môi thực phẩm, Hoá học ứng dụng, số 11, tr 36-40 Nguyễn Minh Chính, Phạm Văn Vượng, Nguyễn Hữu Long, Nguyễn Xuân Long (2003), Tách chiết nghiên cứu số thông số hoá lý Curcumin từ củ nghệ vàng (Curcuma longa L), Tạp chí Y- Dược học quân sự, số 6, tr 5-9 Võ Văn Chi (1997), Từ điển thuốc Việt Nam, NXB Y häc, Hµ Néi vµ Thµnh Hå ChÝ Minh Phan Minh Giang,Văn Ngọc Hướng, Phan Tống Sơn (1997), Đóng góp vào việc nghiên cứu Sesquiterpene thân rễ nghệ đen (Curcuma zedoaria(Berg.)Rosc.), Hoá học công nghệ hoá chất, số 4, tr - 11,26 Phạm Hoàng Hộ (1993), Cây cỏ Việt Nam (An Illustrated Flora of Viet nam), NXB trẻ, tập II Lưu Thị Huế, Nguyễn Văn Xá, Phạm Văn Thiêm (2002) Nghiên cứu thành phần hoá học tinh dầu nghệ trắng tách chiết Curcumin từ củ nghệ trắng Cao Bằng, Hoá học ứng dụng, số 12, tr 25-30 Đỗ Tất Lợi (1991), Những thuốc Việt Nam, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 10 Giang Thị Sơn Cộng (2002), Nghiên cứu thành phần hoá học va tách Curcumin từ củ nghệ miền bắc (Curcuma longa L), Tạp chí dược học, số 1, tr 15 -17 Luận văn Thạc sỹ 81 Pham Tiến Đạt Đại học Bách khoa Hà nội Bô môn QTTBCNHH&TP 11 Nguyễn Thị Bích Tuyết, Trịnh Đình Chính, Đỗ Đình Răng Nguyễn Xuân Dũng (2001), Thành phần hoá học tinh dầu nghệ hẹp Đắc Lắc, Việt Nam Hoá học công nghệ hoá chất, số 5, tr 11-14 12 Phạm Xuân Trường, Phạm Thanh Kỳ, Nguyễn Xuân Dũng (1998), Kết nghiên cứu tinh dầu rễ, thân rẽ, thân loài Curcuma elata Roxb Zingiberaceae Yên Bái, Tạp chí dược học, số 11, tr 12-14 13 Châu Vĩnh Thị cộng (2004), Xây phương pháp định lượng Curcumin viên nén thuốc mỡ có chứa nghệ phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao, Tạp chí d­ỵc häc, sè 8, tr 22 – 25 14 Ngn Minh Tuyển, Phạm Văn Thiêm (2005), kỹ thuật hệ thống công nghệ hoá học, tập 1, NXB Khoa học & Kỹ thuật 15 Nguyễn Minh Tuyển (1981), Mô hình hoá tối ưu hoá công nghệ hoá học, Đại học bách khoa, Hà nội 16 Quách Tuấn Ngọc (1992), ngôn ngữ lập trình pascal, NXB Khoa học & Kỹ thuật 17 Đỗ Văn Đài, Nguyễn Trọng Khuông, Trần Quang Thảo, Võ Thị Ngọc Tươi, Trần Xoa, sở trình thiết bị công nghệ hoá học, tập 2, Trường Đại học Bách khoa Hà nội 18 Viện Dược liệu Công trình nghiên cứu khoa học 1972-1986 ,CA, 124, 140-946s 19 Phan Minh Giang, Phan Tong Son (2002), “Study on Sespuiterpeneoids from Curcuma conchinchinensis gagnep., zingiberaceae” Jounal of chemistry, vol 40,No 2,Page 108 – 112 20 Ngun Minh Tun, Phạm Văn Thiêm (2005), kỹ thuật hệ thống công nghệ ho¸ häc, tËp 1, NXB Khoa häc & Kü thuËt 21 Gordon M.Gragg , David J.Newman et al.J.J.Nat.pord.1976,60,52-60 22 Farmsworth N R ; Fadrris R.W Aarm J.Par, 1976 , 148 , 46-52 Luận văn Thạc sỹ 82 Pham Tiến Đạt Đại học Bách khoa Hà nội Bô môn QTTBCNHH&TP 23 Gallo V.P (1994), The discovery of national products with therapeutic potential; Buterworth Helnemaum Boston 24 Peptit G.R (1994), et al Auti-Cancer drug from animal , plants and microorganism John Wiley Sons , NewYork 25 Fasnaworth N.R.et all Z Bull WHO 1985,63,965-981 26 S Rafatullah, M A Al.-Yahya, J S Mossa and A M Ageel Journal of Ethnopharmacology Vol 129, Issue 1, April 1990, 25-34 27 Zhihua Sui, Rafael Salto, Jia Li, Charles Craik and Paul R (1993) ” Ortiz de Montellano ”, Bioorganic & Medicinal Chemistry, Vol 1, Issue 6, December , 415-422 28 Raina, VK, Srivastava, SK, Syamsundar, KV Journal of Essential oil Research, Sep/Oct 2005 29 N X Dung, N T B Tuyet and P A Leclercq J Essent Oil Res., 7, 701-703(1995) 30 B O Oguntimein, P Weyerstahl and H Marrschall- Weyerstahl J Fav Fragr., 1990 5, 89-90 31 H Fang, J Yu Y Chen and Q Hu, Yaoxue Xuebao, 17, 441-447(1982) 32 Imail , shinzuke-Morikiyo-Maimi-CA,114,1991,57975y 33 Sero , Hiartro , Hayakawa Yolchi CA ,116 ,1992 , 104817b 34 Uahara, Shiniki, Yasuda Ichiro, CA 117, 1992, 258029d 35 Futagami Yoko Shing CA ,126 ,1997 , 3410257f 36 Kyoritsu , Gonda , Ryoko ;Tomoda Masahi CA-113,1990,74779j 37 Gonda Ryoko, Takeda Kenji, CA, 116, 1992, 241794f 38 Sarto Y E Thutal Res 1999, 428, 305-327 39 Kawareoi T Et al Comcer 59, 1999, 597-601 40 Chomy SE Et al Carcinogenesis 21, 2000, 331-335 41 Menor LG Et al Cancer Lelt 14, 1999, 159-163 42 Huong MT Et al Carcinogenesis 18, 1997, 83-88 43 Despead SS Et al Cancer Lelter 123, 1998, 35-40 44 Green Wald P Et al.Ear J Cancer 37, 2001, 948-965 Luận văn Thạc sỹ 83 Pham Tiến Đạt Đại học Bách khoa Hà nội Bô môn QTTBCNHH&TP Mục lục mở đầu Ch­¬ng I: Tỉng quan I.1 Vµi nÐt chung vỊ chi nghƯ (Curcuma) I.1.1 Mét sè loµi Curcuma th­êng thÊy ë ViÖt Nam I.1.2 NghÖ vµng (curcuma longa L) I.2 Thành phần hoá học 11 I.2.1 Tinh dÇu nghÖ 11 I.2.2 Chất mầu ( hợp chất curcumin ) 12 I.2.3 Độ hoà tan Curcumin dung môi 19 I.3 số phương pháp đà nghiên cứu 19 I.3.1 Phương pháp chiết suất dùng dung môi hữu 19 I.3.2 Phương pháp chiết suất dung môi thực phẩm 23 I.3.3 chiết phương pháp trạng thái siêu tới hạn 28 I.3.4 Một số nghiên cøu kh¸c 29 Chương II: Phương phương pháp nghiên cứu 31 II.1 khái niệm định nghĩa 31 II.2 TrÝch ly chÊt láng 32 II.2.1 sơ đồ nguyên tắc trích ly chất lỏng 32 II.2.2 TrÝch ly tiÕp xóc tõng bỈc 33 II.2.3 TrÝch ly tiÕp xóc liªn tơc 35 II.3 Các trình hoà tan trích ly rắn lỏng 36 II.3.1 Kh¸i niƯm 36 II.3.2 Cân tốc độ trình trích ly rắn lỏng 37 II.3.3 Sơ đồ trích ly rắn lỏng 39 II.4 Phương pháp trích ly curcumin từ nghệ vàng 41 II.5 Một số phương pháp phân tích sắc ký 44 II.5.1 Các phương pháp sắc ký 44 II.5.2 Phân tích tinh dầu sắc ký khèi phæ 45 II.5.3 Phân tích định lượng curcumin sắc ký lỏng cao ¸p (HPLC) 46 II.6 mét sè ph­¬ng pháp kế hoạch hoá thực ghiệm 47 II.6.1 Kế hoạch toàn phương 47 II.6.2 Tối ưu hóa phương pháp leo dốc bề mặt mức 49 (bề mặt hồi qui) 49 II.6.3 Mô tả miền ổn ®Þnh (miỊn dõng cùc trÞ) 51 II.6.4 KÕ ho¹ch trùc giao bËc 53 Luận văn Thạc sỹ 84 Pham Tiến Đạt Đại học Bách khoa Hà nội Bô môn QTTBCNHH&TP Chương III: Phần thực nghiêm thảo luận kÕt qđa 56 III.1 Lùa chän nguyªn liƯu 56 III.1.1 Lùa chän nguyªn liƯu nghƯ 56 III.1.2 Dung môi thiết bị 57 III.2 c¸c kết nghiên cứu 57 III.2.1 Phân tích thành phần tinh dầu nghệ b»ng s¾c ký khèi phỉ CMS 57 III.2.2 Khảo sát Tumeric nontumeric sắc kí lớp mỏng 59 III.2.3 Phân lập chất tinh khiÕt tõ tumeric 60 III.2.4 X¸c định cấu trúc phân tử chất phân lập 62 III.4 Mô tả toán học trình trÝch ly curcumin 70 KÕt luËn 80 Tµi liƯu tham kh¶o 81 Phụ lục Luận văn Thạc sỹ 85 Pham Tiến Đạt ... định chế độ công nghệ thích hợp cho trinh tinh chế curcumin Với mục tiêu đạt hiệu xuất cao Đối tượng nghiên cứu đề tài: Curcumin tách tinh chế từ loại nghệ vàng có nguồn ngốc từ vùng Khoái Châu... tách tinh dầu, trước tách tách curcumin Hầu hết nghiên cứu trước chiết curcumin dạng dầu nhựa từ Curcuma longa (nghệ vàng) Sau phần dầu nhựa chứa curcumin chiết dung môi kết tinh lại để thu curcumin. .. Trường đại học bách khoa hà nội Luận văn thạc sĩ hoa học Nghiên cứu công nghệ tách tinh chế curcumin từ bột nghệ Ngành: trình thiết bị & công nghệ hoá học Phạm tiến đạt Người hướng dẫn khoa học: