Đồ án chiết xuất tinh dầu nghệ từ củ nghệ vàng việt nam

Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vng Vit Nam Lời cảm ơn Bản đồ án đợc hoàn thành Phòng Hoá thực vật - Viện Hóa Công nghiệp Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin bày tỏ lòng biết ơn thầy giáo Th.S Vũ Hồng Sơn - Dại học Bách Khoa Hà Nọi ngời đà hớng dẫn giới thiệu em làm nghiên cứu Viện Hóa học Công nghiệp, TS Lu Hoàng Ngọc - Phã ViƯn trëng, ViƯn Hãa häc c«ng nghiƯp ngêi đà tận tình hớng dẫn tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn T.S Trần Bạch Dơng, Th.S NguyễnNgọc Thanh, Th.S Nguyễn Thị Hoài Anh, KS Nguyễn Mai Cơng, KS Lê Đăng Quang CN Lê Ngọc Thức đà giúp đỡ em trình làm đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo, bạn lớp Thực phẩm Nhiệt ®íi K46, bé m«n C«ng nghƯ Thùc pÈm NhiƯt ®íi -Viện Công nghệ sinh học công nghệ Thực phẩm - trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội đà động viên, khích lệ giúp đỡ suốt trình học tập hoàn thành đồ án Hà nội ngày 30 tháng năm 2006 Sinh viên NguyÔn Ngäc Anh Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam MôC LôC Lời mở đầu nhiệm vụ đồ án Chương I: Tổng quan 1.1 Vài nét Nghệ sản phẩm từ củ Nghệ vàng 1.2 Tinh dầu Nghệ 1.2.1 Thành phần tinh dầu Nghệ 1.2.2 Hoạt tính tinh dầu Nghệ 1.3 Curcumin 1.3.1 Thành phần hoá học 1.3.2 Hoạt tính Curcumin 14 1.4 Công nghệ chiết xuất tinh dầu Nghệ 17 1.5 Công nghệ chiết xuất Curcumin 17 Chương II : Đối tượng phương pháp nghiên cứu 19 2.1 Đối tượng nghiên cứu 19 2.2 Phương pháp nghiên cúư .19 2.2.1 Chưng cất lôi nước .19 2.2.2 Chiết bột Nghệ dung môi hữu .20 2.2.3 Sắc ký mỏng 21 2.2.4 Sắc ký cột 21 2.2.5 Các phương pháp phân tích 22 Chương III Kết thực gnhiệm thảo luận .23 3.1 Chưng cất lôi tinh dầu Nghệ 23 3.1.1 Chưng cát tinh dầu 23 3.1.2 Phân tích thành phần tinh dầu Nghệ 24 3.1.3 Kết đánh giá .25 Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam 3.2 Phân tích Curcumin khảo sát cấu trúc 27 3.2.1 Phân tích cao dịch chiết Nghệ sắc ký lớp mỏng (TLC) 28 3.2.2 Phân lập Curcumin sắc ký cột (LC) 31 3.2.2.1 Sắc ký cột thô 31 3.2.2.2 Sắc ký cột tinh 33 3.2.2.3 Khảo sát cấu trúc phân tích cấu trúc Curcumin 35 3.3 Quá trình triển khai sản xuất Curcumin Viện Hố cơng nghiệp 36 Kết luận .47 Tài liệu tham khảo .37 Phụ lục 39 Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHIẾT XUẤT CURCUMIN VÀ TINH DẦU TỪ CỦ NGHỆ VNG VIT NAM Lời mở đầu nhiệm vụ đồ ¸n Nghệ vàng (Curcuma longa L.) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae) phân bố rộng rãi khắp nước nhiệt đới cận nhiệt đới, đặc biệt Việt Nam, Trung Quốc, Ấn Độ vùng Đông Nam Á Củ Nghệ (Turmeric) phần thân rễ loài sử dụng từ lâu nhiều ăn dân tộc, loại bột carry súp loại phẩm màu thực phẩm gia vị Trong y học dân tộc phương Đơng phát tính chất giảm đau, chống viêm diệt trừ khối u Nghệ áp dụng thuốc dân gian nhằm trị viêm loét nội tạng ung bướu Với phát triển hóa học hữu công nghệ Sinh học, đặc biệt nghiên cứu hóa thực vật sinh học phân tử giới, Curcumin - hoạt chất thu nhận chiết dung môi hữu từ củ Nghệ vàng nhiều lồi Curcuma khác tìm khẳng định hoạt tính kháng viêm ức chế khối u thể carcinogen Từ Curcumin chiết xuất, ghi vào dược điển Merck áp dung rộng rãi giới để bào chế thuốc hỗ trợ điều trị viêm loét hành tá tràng hỗ trợ điều trị số bệnh ung thư Viện Hóa học Cơng nghiệp nghiên cứu hồn thiện cơng nghệ chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ chất lượng cao, tiến tới tổ chức sản xuất sản phẩm từ củ Nghệ qui mô công nghiệp Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam Trong trình thực tập tốt nghiệp kỹ sư cơng nghệ phịng Hóa thực vật - Viện Hóa học Cơng nghiệp, nhằm góp phần tiếp tục nghiên cứu hồn thiện cơng nghệ xây dựng tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm Trung tâm Nhiệm vụ nghiên cứu đồ án đề xuất sau: - Chưng cất tinh dầu từ củ Nghệ vàng Việt Nam; - Phân lập khảo sát cấu trúc Curcumin từ củ Nghệ vàng; - Nghiên cứu công nghệ chiết xuất curcumin từ củ nghệ vàng Việt Nam; - Xác định thành phần tinh dầu nghệ hàm lượng curcumin sản phẩm; - Sản xuất thử nghiệm lượng nhỏ sản phẩm; - Triển khai sản xuất curcumin dây chuyền công suất 500 kg nguyên liệu/mẻ Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam Chương I: Tổng quan 1.1 Vài nét Nghệ sản phẩm từ củ Nghệ vàng Nghệ vàng Curcuma Longa L (Curcuma domestica Lour),còn có tên Khương Hồng (Rhizoma Curcuma longae) Nghệ thân thảo cao từ 0,6 m đến m, thân rễ phình thành củ hình trụ dẹt, bẻ hay cắt ngang có màu vàng cam sẫm Lá hình trái xoan thon nhọn hai đầu, hai mặt nhẵn dài tới 45 cm, rộng 18 cm Cuống có bẹ Cụm hoa mọc từ lên, thành hình nón thừa, Bắc hữu thụ khum hình máng rộng, đầu trịn màu xanh lục nhạt, Bắc hấp thụ hẹp hơn, màu tím nhạt Tràng có phiến, cánh hoa ngồi màu xanh lục vàng nhạt, chia thành ba thùy, thùy to hơn, phiến cánh hoa chia thành ba thùy, hai thùy hai bên đứng phẳng, thùy hõm thành máng sâu Quả nang ba ngăn, mở ba van Hạt có áo hạt [1] Nghệ trồng khắp nơi nước Nam Á Ấn Độ, Indonesia, Campuchia, Lào, Trung Quốc …[1] Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam Củ nghệ phần thân rễ sử dụng từ lâu loại phẩm màu thực phẩm gia vị nhiều ăn dân tộc, loại bột carry súp [3] Củ Nghệ thu hoạch vào mùa thu mùa đông Dân gian thường hay đồ hấp đến 12 giờ, sau để nước phơi nắng sấy khô Nghệ sau chế biến giữ lâu dùng để làm thuốc [1] Trong Y học dân tộc phương Đơng, tính giảm đau, chống viêm diệt trừ khối u Nghệ phát hiện, áp dụng thuốc dân gian nhằm điều trị viêm loét nội tạng ung bướu [3] Nghệ vàng có vị đắng, tính bình, có tác dụng hành khí, hoạt huyết, làm tan máu đọng giảm đau [4] Dân gian dùng nghệ bôi lên mụn khỏi để đỡ sẹo, nghiền thành bột trộn với mật ong hoà với nước uống chữa bệnh đau dày, vàng da, đau bụng sau sinh nở [4] 1.2 Tinh dầu Nghệ 1.2.1 Thành phần tinh dầu Nghệ Củ nghệ Vàng chứa - 10% nước, - % chất vô cơ, 40-50 % tinh bột [1] Vào cuối kỷ XIX, từ củ Nghệ người ta phân lập tinh dầu (turmeric oil) chất rắn kết tinh Chất rắn hỗn hợp loạt dẫn xuất Feruloyl, lúc gọi curcuminoid, cách gọi nhiều tác giả sử dụng ngày [1] Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam Tinh dầu Nghệ thường thu nhận cách chưng cất lôi nước trực tiếp từ bột Nghệ, chiết dung mơi hữu phân cực n- hexan, ete dầu hoả, … Bằng phân tích sắc ký khí phương pháp phân tích cấu trúc đại, thành phần hoá học tinh dầu Nghệ nghiên cứu xác định gồm khoảng 20 hợp chất tecpen khác [5] Dưới nêu số thành phần tiêu biểu phát tinh dầu Nghệ H3C 1,8 - Cineol mp = 1,5oC bp = 176-177oC nD20= 1,4550 H O H CH2 trans-Caryophyllen bp14 = 129 - 130oC [α]D15 = - 5,2 nD17 = 1,5009 d417= 0,9052 H α - Zingiberen Bp11 = 128 - 130oC αD20 = - 61,7 (CHCl3) α -Curcumen Bp17= 137oC [α]D = -34,3 CH3 H3C O α - Pinen mp = - 50oC bp = 155-156oC d420= 0,86 [α]D23= - 51,5 nD20 = 1,4658 H H β - Bisabolen nD20 = 1,4879 [α]D20= + 75 O O ar- Turmeron bp10 = 159-160oC OH [α]D20= + 82,21 (Ε) −α - Altanton bp =141-142oC [α]D= +1,2 O (Z)-α - Atlanton bp = 141-142oC nD=1,5228 O H Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN 1-epi-Cubenol o bp2,5= 170-180 C [α]D30= - 30,6 6S, 7R-Bisabolon bp0,18=120oC [α]D24= -9,7o Dihydro-ar-turmeron bp = 115oC [α]D = +31o Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam O O HO Humulen Bp10 = 123o C Terpinen ol bp = 208-210oC [α]D39 = -36o Curdiol mp = 61 - 62o C [α]D25 = + 26 (CHCl3) H CH(CH3)2 CH3 O O - Cymen mp = 71,54o C bp = 178,15o C β - Sesquiphellandren Bp1 = 90o C [α]D20 = - 3,99 ar - Turmeron HO O O α − Turmeron O β − Turmeron 1.2.2 Hoạt tính tinh dầu Nghệ Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN Curcumenol mp = 119o C [α]D = + 397 (CHCl3) Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam Hoạt tính sinh học thành phần tinh dầu Nghệ nghiên cứu từ lâu áp dụng công nghệ thực phẩm, hương liệu Y học đại [7] Dưới số ví dụ tiêu biểu Tinh dầu Nghệ có tác dụng diệt nấm sát trùng bệnh nấm, ví dụ Staphylococus số chủng vi sinh vật vi sinh vật khác, chủng Candida [9] Tinh dầu Nghệ cịn có tác dụng giúp tiêu hố, tính chất kích thích tiết mật tế bào gan tác dụng thông mật [7] Tinh dầu có khả thấm qua màng tế bào, đặc biệt nhạy cảm vỏ sáp vi khuẩn lao vi khuẩn gây thối rữa [15] Đặc biệt, sesquiterpen tinh dầu Nghệ có hoạt tính điều khiển vận chuyển oxi huyết, gluco huyết nghiên cứu áp dụng chữa bệnh tiểu đường Typ II [14] ar-Turmeron có tác dụng làm giảm lượng cholesterol máu, hoạt tính tinh dầu Nghệ ứng dụng nhiều thực phẩm chức [12] Trong tinh dầu Nghệ, thành phần hoạt chất đặc trưng Turmeron, ar – Turmeron quan tâm nhiều [12] O O O ar - Turmeron α − Turmeron Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN 10 β − Turmeron Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam Tác giả Phan Tống Sơn cộng nghiên cứu chuyển hoá turmeron thành ar-turmerol [5] Dưới xúc tác CrO 3/CH3COOH CH3COOC2H5 Turmeron chuyển hoá thành ar – Turmeron, hiệu suất 70 % [5] O O H3CO OCH3 HO O OH Curcumin O O O H3CO ar- turmeron turmeron HO OH Cuối cùng, ar - turmerol thu nhận từ việc khử nhóm C=O demetoxy-Curcumin ar-turmeron cách chọnO lọc Obằng NaBH4/CH3OH với hiệu suất 73 % [5] HO OH bis-demethoxy-Curcumin HO O H3CO OCH3 O HO O ar - Turmeron Curcumin I 1.3 Curcumin OH ar -Turmerol OCH3 1.3.1 Thành phần hoá học HO O O OH Trong phần chất rắn kết tinh từ dịch chiết củ Nghệ vàng Curcumin II người ta phân lập Curcumin (1) số hợp chất tương tự Cấu trúc số hợp chất tiêu biểu nêu O HO O OH Curcumin III O O H3CO Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN HO 11 Dihidro-curcumin OCH3 OH Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN 12 Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam OH O O OCH3 H3CO HO OH OCH3 O H3CO HO OH Curcumin dimer I OH OH OCH3 O O H3CO OH OH HO OCH3 OCH3 Curcumin dimer II OH OCH3 O OH OCH3 O OCH3 O OH OH H3CO HO Curcumin dimer III Curcumin chất kết tinh màu vàng cam, điểm chảy 183 o C, dễ hoà tan trong dầu béo Curcumin không tan nước ete etylic Tan etanol axit axetic băng [11] Curcumin không tan dung dịch nước có pH axit trung tính, tan mơi truờng kiềm (pH>7) [11] Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN 13 Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam Các tác giả Tonnesen Karlsen sử dụng sắc ký lỏng hiệu lực cao nghiên cứu chế động học phản ứng solvat hoá Curcumin, với khoảng pH từ đến 11 Với pH < 1, dung dịch nước diferuloylmetan curcumin có màu đỏ, nhận biết qua tạo thành H4A+ (A Curcumin) Tại pH = 1-7, diferuloylmetan curcumin dung dịch dạng trung tính H 3A, tan nước, cho dung dịch màu vàng Nếu pH > 7,5 dung dịch chuyển sang màu đỏ Có thể phân biệt tồn ion H2A, HA2-, A3- có pKa tương ứng 7,8; 8,5 9,0 [23] H4A+ OH+ HO OCH3 H3CO OH OH H3A HO OH H3CO OCH3 O OH H2AHO OH H3CO OCH3 O - O HA2 O- HO H3CO OCH3 O Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN 14 - O Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam A3- O- O H3CO OCH3 - O O Hiện tượng solvat hố curcumin mơi trường nước có tính axit kiềm, giải thích cân [11] HO OH H3CO OCH3 O OCH3 O OH H3CO OH H3CO O HO [ OH-] OCH3 O HO [ H +] OH HO OH H3CO O OCH3 O O- Curcumin chất màu tương tự bền môi trường axit, môi trường kiềm chất nhanh chóng bị phân huỷ Trong nghiên cứu Tonnesen Karlsen phân huỷ curcumin pH = ÷ 10 (curcumin bị phân huỷ giá trị pH = 10,2), sản phẩm phân huỷ xác định sắc ký lỏng cao áp ( HPLC), sau phút curcumin bị phân huỷ, tạo thành Ferulic axit feruloyl metan, feruloyl metan nhanh chóng tạo thành sản phẩm ngưng tụ màu đỏ tím Sản phẩm thuỷ phân Feruloyl metan vanillin axeton, lượng chất tăng thời gian kéo dài [23] Sơ đồ phản ứng: Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN 15 Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam O O HO OH OCH3 OCH3 Bức xạ OH- Sản phẩm ng ng tô O O HO HO OH OCH3 OCH3 axit Ferulic Feruloyl metan CHO + O HO OCH3 Vanillin Axeton Trong nghiên cứu khác Wang cộng sự, năm 1997, Curcumin ủ dung dịch đệm photphat 0,1 M, pH = 7,2, điều kiện 37°C Trong vòng 30 phút, 90% curcumin bị phân huỷ, sản phẩm trans - 6- (4 – hydroxy – - methoxyphenyl) - 2,4 – dioxo – - hexenal, sản phẩm phụ vanilin axit ferulic, feruloyl metan [11] Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN 16 Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam Trong dung dịch, Curcumin chất màu tương tự không bền điều kiện ánh sáng, Curcumin bị phân huỷ tạo thành sản phẩm vòng, axit vanilic, vanilin, axit ferulic Do đó, sản phẩm có chứa curcumin thị trường khuyến cáo phải tránh ánh sáng mặt trời [11] 1.3.2 Hoạt tính Curcumin Trước đây, nghiên cứu curcumin chủ yếu để ứng dụng lĩnh vực thực phẩm Curcumin bền thực phẩm khô, tương đối bền nhiệt, sử dụng làm chất màu cho thực phẩm khô cần xử lý nhiệt [11] Khi cho vào thực phẩm, curcumin tạo thành muối với thành phần thực phẩm, dạng citrat Các thành phần Curcumin trơ clo, photphat cacbonat [11] Curcumin có tác dụng chống oxi hoá thực phẩm, đặc biệt ứng dụng để chống hố dầu ăn Hoạt tính giải thích nhóm hidroxyl liên kết với vịng phenyl vị trí para, với vị trí liên kết 1,5 heptadien,3,5 dion [23] Nghiên cứu Reddy Lokesh (1992) cho thấy, hoạt tính chống oxi hoá Curcumin gấp lần vitamin E, mạnh chất chống oxi hoá tổng hợp BHT (Butyl Hidroxyl Toluen) [11] Theo nghiên cứu Majeed cộng năm 2000, dung dịch chất chống oxi hoá tổng hợp BHT (Butyl Hidroxyl Toluen, BHA (Butylen Hidroxyl Anizol) khơng có khả hấp thụ gốc tự Curcumin Đây củng chế chống vi khuẩn quan trọng [11] Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN 17 Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam Cơ chế chống oxi hoá dựa tác dụng ức chế enzym peroxy hoá lipit enzym thuộc nhóm HIF Hoạt tính chống oxi hố, chống lại cản trở vận chuyển oxi huyết enzym peroxy hoá lipit hoạt động [20] Ngày nay, với phát triển khoa học kỷ thuật nhu cầu sử dụng sản phẩm dược liệu có nguồn gốc thiên nhiên để điều trị bệnh nâng cao sức khoẻ người, nhiều hoạt tính sinh học Curcumin chất tương tự củ Nghệ vàng nghiên cứu tương đối đầy đủ [11], cụ thể là: Curcumin gây co bóp mật tiết chất paratolyl metyl cacbinol làm kích thích q trình khử độc gan, Curcumin sử dụng chữa trị bệnh gan [16,17] Curcumin có tác dụng ngăn cản phát triển vi trùng lao Mycobacterium tuberculsis H37 RV nồng độ µg / ml; ức chế Baccilus Subtilis, Candida albicans pyocyaneum Streptococus hemolyticus [19] Năm 1991, Huang cộng nghiên cứu cho thấy: Curcumin có khả ức chế hoạt động trao đổi chất biểu bì , cách kìm hãm enzym thuộc màng não lipoxigenaza cycloxigenaza Họ chứng minh rằng, khả chống ung thư Curcumin mối liên quan nhóm carbonyl olephin [13] Curcumin áp dụng thí nghiệm gây độc tế bào điều khiển trình nhân gen [16] Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN 18 Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam Khả chống khối u Curcumin dựa sở ức chế tác nhân NF- κB, ngăn chặn phát triển tế bào ung thư [21] Curcumin có hoạt tính chống đột biến nhiều lồi động vật q trình ni cấy tế bào [13] Hoạt tính chống khối u Curcumin tạm thời giải thích liên hợp nhóm hidroxyl với vịng phenyl liên hợp liên kết C = O với liên kết đơi liền kề [13] Các hoạt tính kích thích thần kinh Curcumin thí nghiệm động vật, dung dịch Nghệ 50 % có tác dụng gây hưng phấn tử cung chuột bạch chuột nhắt, dung dịch clohydrat cao Nghệ gây co bóp đặn tử cung thỏ, thời gian tác dụng thường kéo dài – 7h [18] Khi tiêm ml dung dịch clohydrat cao Nghệ vào chó gây mê thấy tác dụng xúc tiến tiết nước mật, tiêm tới 15-20 ml, dẫn đến ngưng hơ hấp hạ huyết áp [18] Cho đến nay, hoạt tính Curcumin nghiên cứu cách sâu sắc, ứng dụng Curcumin khơng cịn bị bó hẹp lĩnh vực thực phẩm mà hướng sử dụng ứng dụng y học để điều trị bệnh, cụ thể là: * Điều trị ung thư dày bệnh liên quan đến dày * Điều trị khối viêm nhiễm * Điều trị viêm loét hành tá tràng * Hỗ trợ điều trị bệnh gan Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN 19 Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam 1.4 Công nghệ chiết xuất tinh dầu Nghệ 1.4.1 Cất lôi theo nước Cho đến tinh dầu Nghệ thu nhận chủ yếu phương pháp chưng cất lôi nước [5,12] Thành phần chất lượng tinh dầu Nghệ đánh giá màu sắc, mùi vị, số hoá lý Kết phân tích sắc ký khí mao quản liên hợp khối phổ theo điều kiện tiêu chuẩn hố: Chương trình nhiệt độ 40 – 230o C, nhiệt độ buồng bơm mẫu 240oC [18] Tinh dầu Nghệ thương phẩm thông thường chưng cất từ tinh dầu Nghệ thô nhiệt độ 150 - 160oC, 10 mmHg, có hàm lượng Turmeron 37 % ar - Turmeron 38 % [5] Hiện nay, để nâng cao chất lượng hiệu suất thu nhận tinh dầu, phương pháp chiết thu nhận tinh dầu CO2 siêu tới hạn nghiên cứu bước đầu đưa vào áp dụng [13] Mendes cộng sử dụng SCO với hỗ trợ etanol làm dung môi chiết bột củ Nghệ, kết nghiên cứu cho thấy hiệu suất thu nhận tinh dầu Nghệ cao chiết điều kiện nhiệt độ 45 oC áp suất 300 bar [13] 1.5 Công nghệ chiết xuất curcumin Trên giới, có nhiều phương pháp chiết xuất Curcumin từ củ Nghệ dung môi hữu cơ, tuỳ thuộc vào loài Nghệ làm nguyên liệu khả công nghệ nước Hiện nay, công nghệ chưa công bố, yếu tố công nghệ chủ yếu thể qua dư lượng dung môi sản phẩm đăng ký với WHO FAO Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN 20 Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam Có thể sử dụng nhiều kỹ thuật khác để chiết Nghệ, dùng Soxhlet, chiết SCO2, , hiệu suất thu nhận sản phẩm Curcumin phương pháp khác [13] Với thiết bị chiết Soxhlet, hiệu suất thu %, với tỷ lệ nguyên liệu dung môi (Nghệ : Ethanol) : 100 [13] Đối với phương pháp chiết dung môi hữu cơ, dung môi hữu sử dụng để chiết xuất tinh chế Curcumin metanol, etanol, etyl axetat, isopropylnol, axeton, … [13] Các dung mơi sử dụng cơng đoạn khác q trình sản xuất curcumin [11] Ngoài ra, phương pháp chiết dầu thực vật nghiên cứu Có thể sử dụng dầu lạc để chiết thu nhận sản phẩm màu đỏ cam phối hợp với phẩm màu thực phẩm khác [4] Gần đây, phương pháp chiết Curcumin CO trạng thái siêu tới hạn nghiên cứu Phương pháp có ưu điểm: cho sản phẩm chất lượng cao, khơng có dư lượng dung mơi sản phẩm Tuy nhiên hiệu suất không cao, giá thành đầu tư trang thiết bị đắt, đó, áp dụng phịng thí nghiệm [13] 1.6 Lựa chọn phương án cơng nghệ Với mục đích thu nhận tinh dầu nghệ curcumin, qua tài liệu tham khảo khảo sát sơ nhận thấy: Khi chưng cất thu hồi tinh dầu nghệ nước bão hòa, chất lượng tinh dầu nghệ tốt, mùi thơm, nhiên bị gia nhiệt môi trường nước nên bã sau cất tinh dầu có màu nâu, kiểm tra TLC cho thấy hàm lượng curcumin bị suy giảm mạnh, có nhiều sản phẩm phân hủy xuất Khi Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN 21 Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam chiết tinh dầu nghệ dung môi hữu (n - hexan, xăng), tinh dầu có dư lượng dung mơi nhiều tạp chất khác, chi phí cho q trình sản xuất cao Do vậy, để vừa thu hồi tinh dầu, vừa chiết xuất curcumin lựa chọn phương án cất thu hồi tinh dầu nhiệt Bột nghệ sau cất tinh dầu chiết hệ dung môi để tách thu nhận curcumin Dịch chiết cô loại dung môi, kết tinh curcumin Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN 22 Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam Chương II: Đối tượng phương pháp nghiên cứu 2.1 Đối tượng nghiên cứu Củ Nghệ vàng – Curcuma longa L, thu hái Hưng Yên, tháng 11 – 12 năm 2005 Củ Nghệ rửa sạch, thái lát mỏng, sấy khô (w = 10 – 12 %), nhiệt độ 50 – 60oC Nghệ khô nghiền thành bột mịn, cỡ hạt 0,2 mm Từ 10 kg củ Nghệ tươi, sau xử lý trên, thu 1,6 kg bột Nghệ khô Tỷ lệ mẫu khô/ mẫu tươi 16 % Tải FULL (file word 46 trang): bit.ly/36Yy6y3 2.2 Hóa chất thiết bị Dự phịng: fb.com/TaiHo123doc.net 2.2.1 Hóa chất Cồn, axeton, n - hexan, etyl axetat, xăng công nghiệp, muối ăn 2.2.2 Thiết bị Bộ tạo nhiết, thiết bị chưng cất tinh dầu, bình lít, máy quay Buchi, phễu chiết, sinh hàn hồi lưu, bếp cách cát, cốc 250, 500ml 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Chưng cất tinh dầu nghệ nhiệt 500 g bột nghệ khô nạp vào bình dung tích lít, đáy bình có lắp xục nhiệt Hơi nhiệt xục trực tiếp vào lòng khối nguyên liệu nhiệt độ 1100C, đồng thời gia nhiệt cho bình cất qua bếp cách cát Hơi nước tinh dầu qua sinh hàn, ngưng tụ dẫn vào cột chứa dung môi, tinh dầu nhẹ, bề mặt, nước tháo liên tục để trì mức ổn định cột chứa Tinh dầu sau làm khan muối ăn Quá trình cất tiến hành Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN 23 Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam 2.3.2 Chiết xuất curcumin dung môi hữu Bộ chiết curcumin 500 g bột nghệ sau tách tinh dầu nạp vào bình chiết dung tích lít, nạp lít dung mơi chiết, gia nhiệt có hồi lưu nồi cách thuỷ Dịch chiết tháo kiệt khỏi bình chiết cất thu hồi dung mơi Q trình chiết lặp lại chiết triệt để curcumin Bổ xung hệ dung môi axeton/n - hexan vào cặn cô để kết tinh thu curcumin, rửa tinh thể hệ dung môi này, sản phẩm sấy khô nhiệt độ 800C đóng vào túi nilon 2.3.3 Sắc ký lớp mỏng (TLC) Phân tích sắc ký lớp mỏng thực lớp mỏng Silica Gel Merck F254, theo điều kiện sau: - Tuyến xuất phát (Start): cách chân lớp mỏng 1,2 cm; - Tiền tuyến dung môi (Front): cách tuyến xuất phát cm, đoạn chạy triển khai sắc ký; Tải FULL (file word 46 trang): bit.ly/36Yy6y3 Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN 24 Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam - Hệ dung môi triển khai: Ete dầu hoả/Etyl axetat/Axeton, : : 0,2, v/v; - Hiện màu: H2SO4 10 % CH3OH/H2O, : 1, v/v 2.3.4 Sắc ký cột (LC) Curcumin chiết xuất từ cao dịch chiết metanol bột Nghệ phương pháp sắc ký lỏng - ảnh 2.1 Ảnh 2.1 Sắc ký cột Cột thô có kích thước: chiều dài 50 cm, đường kính cm Cột tinh chế có kích thước: chiều dài 20 cm, đường kính cm Các điều kiện phân tách sắc ký mô tả chi tiết phần kết thảo luận 3553563 Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN 25 ... Bách Khoa HN Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHIẾT XUẤT CURCUMIN VÀ TINH DẦU TỪ CỦ NGHỆ VÀNG VIỆT NAM Lời mở đầu nhiệm vụ đồ án Ngh vàng (Curcuma... cứu đồ án đề xuất sau: - Chưng cất tinh dầu từ củ Nghệ vàng Việt Nam; - Phân lập khảo sát cấu trúc Curcumin từ củ Nghệ vàng; - Nghiên cứu công nghệ chiết xuất curcumin từ củ nghệ vàng Việt Nam; ... Dihidro-curcumin OCH3 OH Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam Nguyễn Ngọc Anh - ĐH Bách Khoa HN 12 Chiết xuất Curcumin tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam OH O O OCH3 H3CO