Tối ưu quá trình chiết xuất chất cay trong dược liệu gừng zingiber officinale roscoe

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Tối ưu trình chiết xuất chất cay dược liệu gừng (Zingiber officinale Roscoe) ĐỖ THỊ THÙY LINH Ngành Kỹ thuật hóa học Giảng viên hướng dẫn: Cán hướng dẫn chính: TS Nguyễn Tuấn Hiệp Đơn vị: Viện Dược liệu Cán hướng dẫn phụ: GS TSKH Phan Đình Châu Đơn vị: Viện Kỹ thuật hóa học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Hà Nội, 06/2020 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Đỗ Thị Thùy Linh Đề tài luận văn: Tối ưu trình chiết xuất chất cay dược liệu gừng (Zingiber officinale) Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học Mã số SV: CB170093 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 08/07/2020 với nội dung sau: - Chỉnh sửa lỗi đánh máy, tả, tài liệu tham khảo - Bổ sung phần giới thiệu nhựa D101, tổng quan chiết xuất - Chỉnh sửa nội dung phần tổng quan chi gừng loài gừng Zingiber officinale - Bổ sung phần hiệu suất chiết tinh dầu hàm lượng shogaol sơ đồ hình 3.27 - Phần kết luận nêu cụ thể phần kết đạt luận văn Hà Nội, Ngày Giáo viên hướng dẫn tháng Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG năm LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn, nhận hướng dẫn, bảo tận tình thầy giáo, giúp đỡ, động viên bạn bè, đồng nghiệp gia đình Nhân dịp hồn thành luận văn, cho phép tơi bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới người hướng dẫn TS Nguyễn Tuấn Hiệp – Khoa Công nghệ Chiết xuất – Viện Dược liệu, GS.TSKH Phan Đình Châu – Bộ mơn Hóa Dược BVTV – Viện Kỹ thuật Hóa học, tận tình hướng dẫn, dành nhiều cơng sức, thời gian tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Dược liệu, Ban giám hiệu, phòng ban chức Trường Đại học Bách khoa Hà Nội thầy cô, cán Viện Đào tạo Sau đại học, Bộ mơn Hóa Dược BVTV – Viện Kỹ thuật Hóa học tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành luận văn, đặc biệt giúp đỡ động viên cán bộ, đồng nghiệp suốt thời gian học tập nghiên cứu TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Luận văn thực với mục tiêu đánh giá chất lượng đầu vào nguyên liệu, xây dựng quy trình chiết xuất chất cay từ củ gừng đảm bảo tính ổn định chất lượng cao bán thành phẩm Luận văn tiến hành Xác định hàm lượng tinh dầu gừng phương pháp lôi nước, xây dựng phương pháp phân tích hàm lượng 6- gingerol 6- shogaol gừng, nghiên cứu xây dựng quy trình chiết xuất tinh dầu chất cay quy mơ phịng thí nghiệm, nghiên cứu quy trình chiết xuất tinh dầu chất cay quy mô kg 20 kg dược liệu/mẻ Bên cạnh nghiên cứu ứng dụng phương pháp tinh chế sử dụng hạt nhựa D101 trình tinh chế làm giàu nhóm chất cay Do cịn hạn chế thời gian nghiên cứu trang thiết bị, nên đề tài chưa sâu đánh giá chất lượng sản phẩm Qua trình thực nghiệm, tác giả xin đề xuất số hướng phát triển đề tài: Nghiên cứu nâng cấp quy mô sản xuất chiết xuất tinh dầu chất cay quy mô lớn 100 kg/mẻ quy mô công nghiệp Bên cạnh phát triển quy hoạch ổn định vùng trồng nguyên liệu Nghiên cứu phát triển sản phẩm từ tinh dầu gừng chất cay HỌC VIÊN Đỗ Thị Thùy Linh MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan chi gừng 1.1.1 Giới thiệu loài gừng Zingiber officinale 1.1.2 Thành phần hóa học 1.1.3 Tác dụng dược lý 12 1.2 Tổng quan chiết xuất 17 1.2.1 Một số trình xảy trình chiết xuất 17 1.2.2 Những yếu tố ảnh hưởng tới trình chiết xuất dược liệu 18 1.3 Phương pháp đáp ứng bề mặt 19 1.3.1 Giới thiệu phương pháp đáp ứng bề mặt 19 1.3.2 Thiết kế thí nghiệm đáp ứng bề mặt 20 1.4 Giới thiệu hạt nhựa D101 22 1.5 Tình hình nghiên cứu quy trình chiết xuất chất cay nước 22 1.5.1 Tình hình nghiên cứu nước 22 1.5.2 Tình hình nghiên cứu giới 25 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1 Đối tượng nghiên cứu 28 2.1.1 Nguyên liệu 28 2.1.2 Hóa chất thiết bị nghiên cứu 28 2.2 Nội dung nghiên cứu 29 2.3 Phương pháp nghiên cứu 30 2.3.1 Xác định hàm lượng tinh dầu gừng phương pháp lôi nước 30 2.3.2 Xây dựng phương pháp phân tích hàm lượng 6-gingerol 6-shogaol 31 2.4 Tiến trình thực 34 2.4.1 Thuyết minh quy trình chiết 34 2.4.2 Nghiên cứu xây dựng quy trình chiết xuất tinh dầu quy mơ phịng thí nghiệm 35 2.4.3 Nghiên cứu xây dựng quy trình chiết xuất cao giàu chất cay quy mơ phịng thí nghiệm 36 2.4.4 Nghiên cứu quy trình chiết xuất tinh dầu chất cay quy mô kg 20 kg dược liệu/mẻ 44 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 46 3.1 Xây dựng phương pháp định lượng 6-gingerol 6-shogaol HPLC 46 3.1.1 Tối ưu hóa điều kiện chạy sắc ký lỏng hiệu cao 46 3.1.2 Thẩm định phương pháp 48 3.2 Ứng dụng phương pháp định lượng hoạt chất số mẫu gừng thu hái 53 3.3 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng tinh dầu thu 55 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng trình xử lý nguyên liệu đến hàm lượng tinh dầu 55 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ nước/ nguyên liệu đến lượng tinh dầu thu 55 3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian chưng cất đến hàm lượng tinh dầu 56 3.4 Nghiên cứu quy trình chiết xuất chất cay từ bã gừng quy mơ phịng thí nghiệm 57 3.4.1 Khảo sát lựa chọn dung môi chiết chất cay 57 3.4.2 Khảo sát tỉ lệ dược liệu/dung môi 58 3.4.3 Khảo sát thời gian chiết xuất 59 3.4.4 Tối ưu hóa quy trình chiết xuất RSM 61 3.4.5 Khảo sát số lần chiết 65 3.5 Nghiên cứu quy trình tinh chế chất cay từ dịch gừng quy mô PTN 66 3.5.1 Khảo sát điểm dừng trình nạp dịch qua cột nhựa D101 66 3.5.2 Nghiên cứu trình giải hấp phụ chất cay hạt nhựa D101 68 3.5.3 Khảo sát thể tích dung mơi rửa tạp 69 3.5.4 Ổn định quy trình tinh chế quy mơ phịng thí nghiệm 72 3.6 Nghiên cứu quy trình chiết xuất tinh dầu chất cay quy mô kg/mẻ 75 3.7 Kết nghiên cứu quy trình chiết xuất chất cay quy mô 20 kg/mẻ 77 CHƯƠNG KẾT LUẬN 82 4.1 Kết luận 82 4.2 Kiến nghị 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 PHỤ LỤC 88 Chữ viết tắt DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Nghĩa tiếng Việt ACN Acetonitrile AOAC Hiệp hội nhà hóa học phân tích (Association of official analytical chemists) BV Thể tích hạt nhựa chiếm chỗ cột sắc ký CCD Thiết kế tâm (Central Composite Design) CT Công thức EtOH Ethanol f Tốc độ dịng GC/MS Sắc ký khí ghép nối khối phổ (Gas Chromatography/Mass Spectrometry) HPLC Sắc ký lỏng hiệu cao (High Performance Liquid Chromatography) kl/tt Khối lượng/ thể tích LC/MS Sắc ký lỏng ghép nối khối phổ (Liquid Chromatography/Mass Spectrometry) MeOH Methanol PTN Phịng thí nghiệm RSM Phương pháp đáp ứng bề mặt (Response Surface Methodology) TLC Sắc ký lớp mỏng (Thin Layer Chromatography) UV-Vis Phổ tử ngoại khả kiến (Ultrasviolet-visible spectroscopy) V Thể tích tiêm mẫu Z.officinale Zingiber officinale Roscoe DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Gừng - Z.officinale Roscoe Hình 1.2 Cấu trúc chất định danh tinh dầu gừng Hình 1.3 Sơ đồ chuyển dịch 6-gingerol 6-shogaol Hình 1.4 Đồ thị thể chuyển đổi hàm lượng 6-gingerol 6-shogaol 80°C pH = 10 Hình 1.5 Cấu trúc mối liên quan cấu tử gừng 12 Hình 1.6 Q trình khuếch tán 18 Hình 1.7 Quy trình thiết kế thí nghiệm 19 Hình 1.8 Sơ đồ phương pháp RSM để thiết kế tối ưu 20 Hình 1.9 Hình ảnh thiết kế CCD với yếu tố 21 Hình 1.10 Quy trình cơng nghệ nhựa dầu gừng 23 Hình 1.11 Sơ đồ chiết xuất dầu gừng tinh dầu gừng 24 Hình 1.12 Sơ đồ quy trình sản xuất sản phẩm gừng 25 Hình 1.13 Quy trình chiết gingerol 27 Hình 2.1 Bộ chưng cất tinh dầu PTN 30 Hình 2.2 Sơ đồ quy trình chiết xuất tinh dầu chất cay 35 Hình 2.3 Khảo sát điểm dừng trình nạp dịch 41 Hình 2.4 Khảo sát dung môi rửa giải 42 Hình 2.5 Khảo sát thể tích dung mơi rửa tạp rửa giải 43 Hình 2.6 Quy trình tinh chế quy mơ phịng thí nghiệm 44 Hình 3.1 Phổ hấp thụ UV – gingerol – shogaol 46 Hình 3.2 Sắc ký đồ HPLC mẫu chuẩn (B), mẫu thử (A) mẫu trắng (C) 47 Hình 3.3 Sắc ký đồ mẫu thử (A), mẫu trắng (B) mẫu chuẩn (C) 49 Hình Đồ thị biểu diễn phụ thuộc diện tích pic nồng độ chất phân tích 50 Hình 3.5 Sắc ký đồ 6-gingerol nồng độ 0,1 µg/ml 51 Hình 3.6 Sắc ký đồ 6-shogaol nồng độ 0,1 µg/ml 51 Hình 3.7 Ảnh hưởng trình xử lý nguyên liệu đến hàm lượng tinh dầu 55 Hình 3.8 Ảnh hưởng tỷ lệ nước/ nguyên liệu đến lượng tinh dầu 56 Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn hiệu suất chiết tinh dầu gingerol theo thời gian 56 Hình 3.10 Ảnh hưởng nồng độ cồn đến hiệu suất hàm lượng 6-gingerol 57 Hình 3.11 Ảnh hưởng nồng độ cồn đến hiệu suất hàm lượng 6-shogaol 58 Hình 3.12 Ảnh hưởng tỷ lệ dược liệu/dung môi đến hiệu suất hàm lượng 6gingerol 58 Hình 3.13 Ảnh hưởng tỷ lệ dược liệu/dung môi đến hiệu suất hàm lượng 6shogaol 59 Hình 3.14 Ảnh hưởng thời gian chiết đến hiệu suất hàm lượng 6-gingerol 60 Hình 3.15 Ảnh hưởng thời gian chiết đến hiệu suất hàm lượng 6-shogaol 60 Hình 3.16 (A) Biểu đồ thực nghiệm dự đoán; (B) Biểu đồ phân bố ngẫu nhiên lần thí nghiệm 63 Hình 3.17 Đồ thị biểu diễn bề mặt đáp ứng hiệu suất chiết 64 Hình 3.18 Hiệu suất hấp phụ 6-gingerol thời điểm lấy mẫu 67 Hình 3.19 Hiệu suất hấp phụ 6-shogaol thời điểm lấy mẫu 67 Hình 3.20 Đồ thị biểu diễn trình rửa giải 6-gingerol độ cồn 69 Hình 3.21 Đồ thị biểu diễn trình rửa giải 6-shogaol độ cồn 69 Hình 3.22 Đường biểu diễn hiệu suất rửa tạp dung môi nước thời điểm 70 Hình 3.23 Đường biểu diễn q trình rửa tạp dung mơi cồn 10% 70 Hình 3.24 Quá trình giải hấp phụ 6-gingerol với cồn 60% 71 Hình 3.25 Quá trình giải hấp phụ 6-shogaol với cồn 60% 71 Hình 3.26 Quy trình tinh chế gingerol hạt nhựa D101 quy mơ phịng thí nghiệm 73 Hình 27 Quy trình chiết tinh dầu chất cay mẻ 20 kg dược liệu/mẻ 80 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Phân loại phân bố loài chi gừng Việt Nam Bảng 1.2 Thành phần tinh dầu gừng khô gừng tươi Bảng 1.3 Cấu trúc hóa học nhóm chất cay gừng Bảng 1.4 Thành phần chất cay nhựa dầu gừng 11 Bảng 1.5 Các phương pháp định lượng 6-gingerol HPLC 16 Bảng 1.6 Thông số vật lý hạt nhựa D101 theo nhà sản xuất 22 Bảng 1.7 Hiệu suất chiết tinh dầu thí nghiệm từ 1-5 26 Bảng 1.8 Kết định lượng gingerol phương pháp 27 Bảng 2.1 Thông số hạt cột thí nghiệm ổn định quy trình tinh chế 43 Bảng 3.1 Chương trình gradient dung môi ACN H O 47 Bảng 3.2 Kết thẩm định tính thích hợp hệ thống 48 Bảng 3.3 Nồng độ diện tích pic trung bình – gingerol 6- shogaol 50 Bảng 3.4 Giới hạn phát giới hạn định lương 6- gingerol 6- shogaol 51 Bảng 3.5 Kết đánh giá độ lặp lại phương pháp 52 Bảng 3.6 Kết đánh giá độ phương pháp 52 Bảng 3.7 Hàm lượng tinh dầu hoạt chất số dược liệu gừng 53 Bảng 3.8 Nhân tố mức độ bố trí theo mơ hình CCD 61 Bảng 3.9 Thiết kế thí nghiệm theo mơ hình CCD 61 Bảng 3.10 Phân tích thống kê ANOVA 62 Bảng 3.11 Các thơng số tối ưu q trình chiết xuất chất cay 65 Bảng 3.12 Hiệu suất chiết từ mơ hình thực nghiệm điều kiện tối ưu 65 Bảng 3.13 Kết khảo sát số lần chiết 65 Bảng 14 Kết trình nạp dịch qua cột thí nghiệm khảo sát điểm dừng q trình nạp dịch quy mơ phịng thí nghiệm 66 Bảng 3.15 Kết q trình thí nghiệm khảo sát dung mơi cồn rửa giải quy mơ phịng thí nghiệm 68 Bảng 3.16 Kết trình giải hấp phụ cồn 60% quy mơ phịng thí nghiệm 72 Bảng 3.17 Kết q trình nạp dịch quy mơ phịng thí nghiệm 73 Bảng 3.18 Kết trình rửa tạp quy mơ phịng thí nghiệm 74 Bảng 3.19 Kết trình giải hấp dung mơi cồn 60% c quy mơ phịng thí nghiệm 74 Bảng 3.20 Kết quy trình chiết tinh dầu cao gừng quy mô 5kg dược liệu/mẻ 76 Bảng 3.21 Kết trình chiết bã gừng mẻ kg 76 Bảng 3.22 Kết trình tinh chế dịch gừng mẻ 5kg 77 Bảng 3.23 Kết quy trình chiết tinh dầu chất cay quy mô pilot 20 kg/mẻ 78 Bảng 3.24 Kết trình chiết bã gừng mẻ 20 kg 78 Bảng 3.25 Kết trình tinh chế dịch gừng mẻ 20 kg 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 PN Ravindran, Ginger: the genus Zingiber CRC press, 2016 Đỗ Huy Bích, Cây thuốc động vật làm thuốc Việt Nam, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Tập 1, 2006 Nguyễn Quốc Bình, Nghiên cứu phân loại họ Gừng - Zingiberaceae Lindl Việt Nam, Luận án Tiến sĩ Sinh học, Viện Sinh thái Tài nguyên Sinh vật, Viện KH&CN, Hà Nội., 2011 Võ Văn Chi, Từ điển thuốc Việt Nam, tập 1, Nhà xuất Y học, Hà Nội, 2012 Bộ Y Tế, Dược liệu học tập Nhà xuất Y học, 2011 Võ Văn Chi, Sách tra cứu tên cỏ Việt Nam, Nhà xuất Giáo dục, tr.452, 2007 Wu T Larsen K , Flora of China 24, Zingiberaceae, tr.322-377 2000 Nguyễn Quốc Bình, Hình thái họ Gừng (Zingiberaceae Lindl.) Việt Nam đặc điểm nhận biết nhanh ngồi thiên nhiên, Tạp chí Sinh học, 17, 1995 GS Phạm Hoàng Hộ, Cây cỏ Việt Nam, tập 3, Nhà xuất Trẻ TP Hồ Chí Minh, p.444- 447, 2000 Đỗ Tất Lợi, Những thuốc vị thuốc Việt Nam: Y học, 2006 Lê Thanh Vân, Hương liệu mỹ phẩm thực phẩm, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2001 Juan J Araya, Identification of unprecedented purine-containing compounds, the zingerines, from ginger rhizomes (Zingiber officinale Roscoe) using a phase-trafficking approach, Phytochemistry, 72(9): p 935941, 2011 WHO, "WHO monographs on selected medicinal plants",1,1999 Ravindran P N., Ginger The Genus Zingiber, Medicinal and Aromatic Plants - Industrial Profiles, 2005 Yasodha Sivasothy, Essential oils of Zingiber officinale var rubrum Theilade and their antibacterial activities, Food Chemistry, 124(2): p 514517, 2011 Indu Sasidharan, Comparative chemical composition and antimicrobial activity fresh & dry ginger oils (Zingiber officinale Roscoe), International Journal of Current Pharmaceutical Research, 2(4): p 40-43, 2010 Nguyễn Xuân Dũng, Terpeneoids and applications monoand Sesquiterpeneoids, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội, 2005 Đỗ Đình Rãng, Nghiên cứu số thành phần hố học gừng (Zingiber officinale Rosc.) Văn Lâm-Hưng Yên, , Tạp chí Khoa học, Đại học Sư phạm Hà Nội, 4, 79-83, (2005) D A Balladin, High pressure liquid chromatographic analysis of the main pungent principles of solar dried West Indian ginger (Zingiber officinale Roscoe), Renewalbe Energy, 13(4): p 531-536, 1998 M Noor Azian, Changes of cell structure in ginger during processing, Journal of Food Engineering, 62: p 359-364, 2004 83 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 Rafael Zarate, Changes in the amounts of [6]-gingerol and derivatives during a culture cycle of ginger, Zingiber officinale, Plant science, 121: p 115-122, 1996 D A Balladin, Liquid chromatographic analysis of the main pungent principles of solar dried West Indian ginger (Zingiber officinale Roscoe), Renewalbe Energy, 18, 1999 D W Connell, A re-examination of ginerol, shogaol, and zingerone, the pungent principles of ginger (Zingiber officinale Roscoe), Australian Journal of Chemistry, 22(5): p 1033-1043, 1968 Govindarajan V S., Pungency: The Stimuli and Their Evaluation, Vol 115 1979 Divya Ramji, "Isolation of gingerols and shogaols from ginger and evaluation of their chemopreventive activity on prostate cancer cells and anti-inflammatory effect on 12-O-tetradecanoyl-phorbol-13-acetate (TPA)induced mouse ear inflammation",Doctor of Philosophy,(2007 Sushila Bhattarai, The stability of gingerol and shogaol in aqueous solutions, Journal of pharmaceutical sciences, 90(10): p 1658-1664, 2001 Chen JC, Ginger and its bioactive component inhibit enterotoxigenic Escherichia coli heat-labile enterotoxin-induced diarrhea in mice, Journal of Agric Food Chem, 55(21): p 8390-8397, 2008 Rajan I, Zingerone protects againts stannous chloride-induced and hydrogen peroxide-induced oxidative DNA damage in vitro, Biological trace element research, 155(3): p 455-459, 2013 Rajan I., Zingerone protects againts stannous chloride-induced and hydrogen peroxide-induced oxidative DNA damage in vitro, Biological trace element research, 155(3): p 455-459, 2013 Ministry of Healthy and Welfare of Tokyo, The Japanese Pharmacopoeia, 13th edition: The Pharmaceuticals and Medical Devices Agency, 1996 Chen Chu-Chin, Pungent Compounds of Ginger (Zingiber officinale Roscoe) Extracted by Liquid Carbon Dioxide, Journal of Agric Food Chem, 34: p 477-480, 1988 Sushila Bhattarai, The Stability of Gingerol and Shogaol in Aqueous Solution, Journal of Pharmaceutical Sciences, 90(10), 2006 Bhattarai S, Stability of [6]-gingerol and [6]-shogaol in simulated gastric and intestinal fluids, Journal oof pharmaceutical and biomedical analysis, 45(4): p 53, 2007 Harold McGee, On Food and Cooking: The Science and Lore of the Kitchen: Scribner in the United States, 2004 DA Balladin, Extraction and evaluation of the main pungent principles of solar dried West Indian ginger (Zingiber officinale Roscoe) rhizome, Renewable energy, 12(2): p 125-130, 1997 Andrew P Jarvis, Isolation of plant products by supercritical‐fluid extraction, Phytochemical Analysis: An International Journal of Plant Chemical and Biochemical Techniques, 8(5): p 217-222, 1997 Kawaljit Singh, Dehydration of ginger slices, 2001 84 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 Hans Wohlmuth, Phytochemistry and pharmacology of plants from the ginger family, Zingiberaceae, 2008 Bộ Y Tế, Dược cổ truyền, Nhà xuất Y học, 2014 Badreldin H Ali, Some phytochemical, pharmacological and toxicological properties of ginger (Zingiber officinale Roscoe): a review of recent research, Food and chemical Toxicology, 46(2): p 409-420, 2008 Daily JW, Efficacy of Ginger for Alleviating the Symptoms of Primary Dysmenorrhea: A systematic Review and Meta-analysis of Randomized Clinical Trials, Pain Medicine, 16(12): p 2243-2255, 2015 Shidfa F, The effect of ginger (Zingiber officinale) on glycemic markers in patients with type diabetes, Journal of complemetary and integrative medicine, 12(2): p 70, 2015 Konmun J., A phase II randomized double-blind placebo-controlled study of 6-gingerol as an anti-emetic in solid tumor patients receiving moderately to highly emetogenic chemotherapy, Medical oncology, 34(4): p 69, 2017 Lua P L., Effects of inhaled ginger aromatherapy on chemotherapyinduced nausea and vomiting and health-related quality of life in women with breast cancer, Complementary therapies in medicine, 23(3): p 396404, 2015 Wood C D., Comparison of efficacy of ginger with various antimotion sickness drungs, Clinical research practices and drug regulatory affairs, 6(2): p 129 - 136, 1988 Ralf Schmid, Comparison of Seven Commonly Used Agents for Prophylaxis of Seasickness, Journal of Travel Medicine, 1(4): p 203-206, 1994 Srivastava K C., Ginger (Zingiber officinale) in rheumatism and musculoskeletal disorders, Medical hypotheses, 39(4): p 8, 1992 Hiroe Kikuzaki, Antioxidant effects of some ginger constituents, Journal of Food Science, 58(6): p 1407 - 1410, 1993 Zia-ur-Rehman, Antioxidant activity of ginger extract in sunflower oil, Journal of Science of Food and Agriculture, 83: p 624-629, 2003 Ahmed R S., Influence of Dietary Ginger (Zingiber officinales Rosc) on Oxidative Stress Induced by Malathion in Rats, Food and Chemical Toxicology, 38, 2000 Min‐Hsiung Pan, 6‐Shogaol induces apoptosis in human colorectal carcinoma cells via ROS production, caspase activation, and GADD 153 expression, Molecular nutrition & food research, 52(5): p 527-537, 2008 Swarnalatha Dugasani, Comparative antioxidant and anti-inflammatory effects of [6]-gingerol,[8]-gingerol,[10]-gingerol and [6]-shogaol, Journal of ethnopharmacology, 127(2): p 515-520, 2010 Amritpal Singh, Experimental advances in pharmacology of gingerol and analogues, Pharmacy Global: International Journal of Comprehensive Pharmacy, 2(4), 2010 85 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 United States Pharmacopeial Convention, The Pharmocopeia of the United States of America, Thirty-Fifth Revision and The National Formulary, Vol 35 United States Pharmacopeial Convention, 2012 Ernest Jay V Cafino, A Simple HPLC Method for the Analysis of [6]gingerol produced by Multiple Shoot Culture of Ginger (Zingiber officinale), International Journal of Pharmacognosy and Phytochemical Research, 8(1): p 38 - 42, 2016 Ernest Jay V Cafino, A simple HPLC method for the analysis of [6]gingerol produced by multiple shoot culture of ginger (Zingiber officinale), Int J Pharmacogn Phytochem Res, 8: p 38-42, 2016 Pharmacopoeia Commision, Pharmacopoeia of the People's Republic of China: Chinese Pharmacopoeia Comission, 2015 Ministry of Food and Drung Safety, Korean Pharmacopoeia (Tenth Edition), Republic of Korea, 2012 Schwertner H A., High-performance liquid chromatographic analysis of 6gingerol, 8-gingerol, 10-gingerol, and 6-shoaol in ginger-containing dietary supplements, spices, teas, and beverages, Journal of chromatography B Analytical Technologies in the biomedical and life sciences, 856(1-2): p 41-47, 2007 Nguyễn Thượng Dong, Kỹ thuật chiết xuất dược liệu, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật, 2008 Ming Yuan Heng, Emerging green technologies for the chemical standardization of botanicals and herbal preparations, TrAC Trends in Analytical Chemistry, 50: p 1-10, 2013 Joseph B Schwartz, Optimization techniques in pharmaceutical formulation and processing, in Modern pharmaceutics, CRC Press, p, 921-950, 2002 Jannatul Azmir, Techniques for extraction of bioactive compounds from plant materials: A review, Journal of Food Engineering, 117(4): p 426436, 2013 André I Khuri, Response surface methodology, Wiley Interdisciplinary Reviews: Computational Statistics, 2(2): p 128-149, 2010 Nguyễn Thúy Hương, Tối ưu hóa sinh tổng hợp lactase từ Aspergillus oryzae sử dụng phương pháp đáp ứng bề mặt-phương án cấu trúc có tâm, VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, 29(3), 2013 Richard F Gunst, "Response surface methodology: process and product optimization using designed experiments",1996 Phan Thị Sửu, Nghiên cứu công nghệ sản xuất nhựa dầu gừng số gia vị chọn lọc Việt Nam (ớt, tỏi), Đề tài Độc lập cấp Nhà nước, 2005 PGS.TS Nguyễn Đức Vượng, Nghiên cứu sản xuất dầu gừng tinh dầu gừng từ củ gừng, Tạp chí thơng tin khoa học cơng nghệ Quảng Bình, số 3, 2016 Nguyễn Thị Minh Tú, Nghiên cứu thu nhận tinh dầu nhựa dầu từ chi gừng (Zingiber thuộc họ gừng (Zingiberaceae) ứng dụng công nghệ thực phẩm, 2018 86 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 Yadav Rahul, Microwave extraction of Ginger, International Journal of Scientific Engineering and Applied Science, 2, 2016 Wei Liu, Optimized microwave-assisted extraction of 6-gingerol from Zingiber officinale roscoeand evaluation of antioxidant activity in vitro, Acta Scientiarum Polonorum Technologia Alimentaria, 13(2): p 155-168, 2014 John E Farthing, Isolation of gingerols from powdered root ginger by countercurrent chromatography, Journal of liquid chromatography, 13(5): p 941-950, 1990 N Shoji, Cardiotonic principles of ginger (Zingiber officinale Roscoe), Journal of pharmaceutical sciences, 71(10): p 1174-1175, 1982 Trần Cao Sơn, Thẩm Định Phương Pháp Trong Phân Tích Hóa Học & Vi Sinh Vật, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật: Khoa Học Kỹ Thuật, 2010 Bộ Y Tế, "Dược Điển Việt Nam V",1179, 2017 Trần Thị Hương, Xây dựng quy trình định lượng [6]-Gingerol gừng sắc ký lỏng hiệu cao, Khóa luận tốt nghiệp Dược sĩ, Đại học Dược Hà Nội, 2018 Chinese Pharmacopoeia Commission, Pharmacopoeia of the people’s republic of China (Part one), China Medical Science Press, Beijing, IA: p 486-487, 2015 Douglas C Montgomery, Design and analysis of experiments: John wiley & sons, 2017 China Shanghai D101 Macroporous Adsorption Resin (Non-polarity) -Ion Exchange Resin 2008 Ying Zhang, Macroporous resin adsorption for purification of flavonoids in Houttuynia cordata Thunb, Chinese Journal of Chemical Engineering, 15(6): p 872-876, 2007 Aleksandra A Jovanović, Optimization of the extraction process of polyphenols from Thymus serpyllum L herb using maceration, heat- and ultrasound-assisted techniques, Sep Purif Technol., 179: p 369-380, 2017 Xinhui Tang, Optimization of extraction process and investigation of antioxidant effect of polysaccharides from the root of Limonium sinense Kuntze, Pharmacogn Mag., 7(27): p 186, 2011 Jun Xi, Optimization of pressure-enhanced solid-liquid extraction of flavonoids from Flos Sophorae and evaluation of their antioxidant activity, Sep Purif Technol., 175: p 170-176, 2017 Jelena Živković, Optimization of ultrasound-assisted extraction of polyphenolic compounds from pomegranate peel using response surface methodology, Sep Purif Technol., 194: p 40-47, 2018 87 PHỤ LỤC PL 1: Mẫu nguyên liệu gừng PL2: Thiết bị chiết 150 lít PL3: Thiết bị quay 20 lít 88 PL4: Hệ thống HPLC Shimadzu PL5: Sản phẩm cao gừng tinh dầu gừng 89 PL6 Tiêu chuẩn tinh dầu Chất lỏng trong, màu vàng nhạt, mùi thơm đặc trưng, Tính chất vị cay nóng Tỷ trọng Từ 0,865 đến 0,885 g/ml Chỉ số khúc xạ Từ 1,484 đến 1,494 Góc quay cực Từ -150 đến -480 Cắn sau bay < g/l Thành phần chất bay tinh dầu STT Định danh Thời gian lưu Diện tích pic Chiều cao pic (phút) (%) (%) Beta-myrcene 5,214 1,39 2,52 D-Limonene 6,120 3,03 4,85 Beta-phellandrene 6,162 14,79 23,62 Eucalyptol 6,205 5,05 9,06 Borneol 9,662 2,05 2,79 Cis-citral 11,369 4,43 5,77 Trans-citral 12,147 5,42 7,20 Alpha-curcumene 19,090 7,65 5,25 Zingiberence 19,786 33,93 23,54 10 Cis-bergamotene 19,935 2,49 1,41 11 Alpha-farnesene 20,271 4,32 3,15 12 Beta-bisabolene 20,407 4,94 3,48 13 Beta-farnesene 21,166 10,50 7,37 90 PL7 Tiêu chuẩn cao khơ gừng Tính chất Bột màu vàng nâu, vị cay, mùi thơm đặc trưng Hàm ẩm Không q 3,0 % DĐVN V Tro tồn phần Khơng q 24,0 % DĐVN V Hàm lượng > 10 % 6- gingerol Chỉ tiêu kim loại Chì: 0.6 mg/kg ICP-MS Cadimin: 0.025 mg/kg ICP-MS Arsenic: 0.11 mg/kg ICP-MS Thủy ngân: 0.012 mg/kg ICP-MS Tổng số vi sinh vật hiếu khí: KPH ISO 4833-1:2013 Tổng số nấm men mốc: KPH TCVN 8275-2:2010 Coliform: KPH TCVN 6848:2007 E.Coli: KPH TCVN 7924-2:2008 nặng Chỉ tiêu vi sinh > % 6- shogaol HPLC 91 PL8 Sắc ký đồ GC-MS phân tích thành phần tinh dầu Gừng PL9 Sắc ký đồ mẫu thử G1 92 PL10 Sắc ký đồ mẫu thử G2 PL11 Sắc ký đồ mẫu thử G3 93 PL12 Sắc ký đồ mẫu thử G4 PL13 Sắc ký đồ mẫu thử G5 94 PL14 Sắc ký đồ mẫu thử G6 PL15 Sắc ký đồ mẫu thử G7 95 PL16 Sắc ký đồ mẫu thử G8 uV(x100,000) Data1:SG 500.lcd PDA Ch1 280nm,4nm Data2:SG 400.lcd PDA Ch1 280nm,4nm 2.00 Data3:SG 200.lcd PDA Ch1 280nm,4nm Data4:SG 100.lcd PDA Ch1 280nm,4nm Data5:SG 50.lcd PDA Ch1 280nm,4nm Data6:SG 25.lcd PDA Ch1 280nm,4nm 1.75 Data7:SG 10.lcd PDA Ch1 280nm,4nm Data8:SG 5.lcd PDA Ch1 280nm,4nm 1.50 1.25 1.00 0.75 0.50 0.25 0.00 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 27.5 30.0 32.5 PL17 Sắc ký đồ dãy dung dịch chuẩn nồng độ – 500 µg/ml 96 PL18 Kết khảo sát độ cồn chiết gingerol STT Dung Khối lượng Hàm lượng Hiệu suất Hàm lượng Hiệu suất môi cao (g) gingerol chiết shogaol chiết cao gingerol cao shogaol (%) (%) (%) (%) Nước 0.225 ± 1.29 2.694 12.556 2.57 15.75 Cồn 10 0.317 ± 2.04 4.805 26.781 3.52 30.43 Cồn 30 0.325 ± 1.81 7.457 50.217 6.4 56.75 Cồn 50 0.341 ± 2.41 9.375 66.168 10.18 94.62 Cồn 70 0.334 ± 1.54 11.464 79.261 12.23 111.43 Cồn 80 0.310 ± 2.48 12.641 81.189 14 118.44 Cồn 90 0.262 ± 1.85 14.422 82.345 15.68 112.15 PL19 Ảnh hưởng tỷ lệ dược liệu/dung môi đến hiệu suất hàm lượng 6-gingerol STT Tỷ lệ Khối lượng Hàm lượng Hiệu suất Hàm lượng Hiệu suất DL/DM cao (g) gingerol gingerol shogaol chiết cao (%) cao shogaol (%) (%) (%) 1:10 0.244 ± 2.08 10.56 50.21 10.09 73.12 1:15 0.275 ± 1.16 12.96 69.74 11.78 88.34 1:20 0.285 ± 1.81 13.01 78.51 12.04 93.62 1:25 0.306 ± 2.39 12.96 79.95 11.75 98.12 1:30 0.338 ± 1.54 12.80 82.2 11.62 106.95 1:35 0.351 ± 2.15 12.46 85.68 11.13 106.62 97 ... nguồn nguyên liệu gừng nước chất lượng sản phẩm từ gừng Chúng tiến hành nghiên cứu đề tài: ? ?Tối ưu trình chiết xuất chất cay dược liệu Gừng (Zingiber officinale) ” CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng... phần hoạt chất tinh khiết 1.2.1 Một số trình xảy trình chiết xuất Trong trình chiết xuất dược liệu xảy số trình: khuếch tán, thẩm thấu, thẩm tích… Q trình khuếch tán q trình di chuyển vật chất từ... tiếp với Q trình tách chất hịa tan dược liệu dung mơi gọi q trình chiết xuất dược liệu gồm có khuếch tán phân tử khuếch tán đối lưu 17 Hình 1.6 Quá trình khuếch tán Quá trình thẩm thấu trình khuếch