Tài liệu Nghiên cứu chiết xuất curcuminoid từ củ nghệ vàng việt nam (curcuma longa l.) ứng dụng làm chất màu thực phẩm

B ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CHẾ B1ÉN NGHIÊN CỬU CHIẾT XUẤT CURCUMINOID TỪ CỦ NGHỆ VẢNG VIỆT NAM ( CURCUMA LONGA L) ỨNG DỤNG LÀM CHÁT MÀU THỤC PHẨM Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện : M SSV: TS. 1/oàníỊ Thị H uệ An H uỳnh Thị Ngọc Hạnh 48134092 1 LỜI CẢM ƠN Qua một thời gian nghiên cứu và thực tập tại phòng thí nghiệm trường Đại học Nha Trang, em đà hoàn thành đồ án tót nghiệp của mình. Đê đạt được kết quà đó, bẽn cạnh sự no lực cùa bàn thân là sự giúp đờ vô cùng quý báu cùa thầy cô, bạn bè và gia đình. Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới cô HOÀNG TI IỊ HUỆ AN, người đà từng trực tiếp giảng dạy. truyền đạt kiến thức cho chúng em và trực tiếp hưởng dan em thực hiện dô án này. Em xin đồng kính gửi lời cảm ơn tới quỷ thầy cô trong Khoa Chế biến, bộ môn Hóa và các cản bộ phòng thỉ nghiệm đà tận tình giáng dạy, chi bào và tạo mọi điều kiện tốt nhắt cho em trong quả trình thực tập. Em cùng xin gửi lời cảm ơn chân thành nhắt tới gia đình và bạn bè, những người luôn bên cạnh động viên, quan tâm, chia sè. giúp đờ em trong suốt quá trình học tập cùng như trong quá trình làm đồ án này. Nha Trang, tháng 06 năm 2010 Sinh viên thực hiện đề tài HUỲNH THỊ NGỌC HẠNH ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN........................... i DANH MỤC CÁC TỪ VIÉT TẮT................................................................iv DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................... V DANH MỤC CÁC HÌNH............................................................................... vi 1. Lý do chọn đề tài..................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu..................................................................................1 3. Nội dung nghiên cứu................................................................................ 1 Phần 1. TỒNG QUAN..................................................................................... 3 1.1. Tồng quan về cây nghệ......................................................................3 1.1.1 Tên gọi............................................................................................3 1.1.2 Đặc điềm hình th á i......................................................................... 3 1.1.3 Đặc điểm sinh trưởng....................................................................... 3 1.1.4 Phân loại ........................................................................................ 4 1.1.5 Một số cây nghệ được trồng phố biến ở Việt N am ........................4 1.1.6. Thành phần hóa học của nghệ ...................................................... 5 1.1.7. Công dụng cùa nghệ....................................................................... 5 1.2. Tống quan về curcumin.......................................................................6 1.2.1 Cấu trúc phân tử cùa các phân tử curcuminoid.............................6 1.2.2. Tính chất lý-hóa của curcumin...................................................... 8 1.2.2.1 Sự hấp thụ ánh sáng ................................................................8 1.2.2.2 Tác dụng với kiềm....................................................................8 1.2.2.3 Tính tanT...... ..............................................................................9 1.2.2.4 Tính không bền......................................................................... 9 1.2.3. Chức năng sinh học cùa curcumin ............................................... 9 1.2.4. ứng dụng của curcumin...............................................................11 1.3. Các phương pháp chiết chất màu tự nhiên......................................... 11 1.3.1. Phương pháp ngâm chiết.............................................................. 11 1.3.2. Phương pháp dùng Soxhlet .......................................................... 12 1.3.3. Chiết nhờ siêu âm (Ultrasound-assisted extraction) ...................12 1.3.4. Chiết dưới áp suất (PFE : Pressurized Fluid Extraction) .............12 1.3.5. Chiết sicu tới hạn (SFE: Supercritical Fluid Extraction) .............12 1.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến đề tài........ 13 1.4.1. Tinh hình nghicn cứu ngoài nước.................................................13 1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước..................................................14 Phần 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP.................................................. 15 NGHIÊN CỨU................................................................................................15 2.1. Đối tượng nghicn cứu....................................................................15 2.1.1 Nguyên liệu....................................................................................15 iii 2.1.2 Hóa chấl và thiết bị dụng cụ ......................................................15 2.1.2.1 Hóa chất........ ....................................................................... 15 2.1.2.2 Dụng cụ................................................................................. 15 2.1.2.3 Tliiết b ị.................................................................................. 15 2.2 Phương pháp nghiên cứu................................................................... 15 2.2.1 Phương pháp xù lý nguycn liệu................................................... 15 2.2.2. Xác định một số thành phần hóa học cùa nghệ nguyên liệu.........16 2.2.3. Quy trình dự kiến chiết chất màu curcuminoid từ bột nghệ..........17 2.2.4. Xây dựng quy trình chiết xuất curcumin từ bột nghệ................. 18 2.2.4.1. Chọn dung môi chiết............................................................ 18 2.2.4.2. Chọn tỷ lệ dung môi/nguyên liệu......................................... 19 2.2.4.3. Xác định điều kiện chiết bàng phương pháp ngâm chiết........19 2.2.4.4. Xác định điều kiện chiết bằng phương pháp siêu âm............ 21 2.2.4.5. Xác định điều kiện chiết bằng Soxhlet..................................23 2.2.5. Tinh chế sản phẩm....................................................................... 24 2.2.6. Phương pháp đánh giá chất lượng sán phầm............................... 24 2.2.7. Phương pháp xử lý so liệu...........................................................24 Phần 3. KẾT QUA VÀ THÀO LUẬN......................................................... 25 3.1. Xác định một số thành phần chính cúa bột nghệ................................25 3.2. Nghiên cứu điều kiện thích hợp chiết xuất curcuminoid từ bột nghệ.. 25 3.2.1. Chọn dung môi chiết.................................................................... 25 3.2.2. Chọn tý lệ dung môi/nguyên liệu................................................ 26 3.2.3. Xác định điều kiện chiết bang phương pháp ngâm chiết............ 27 3.2.3.1. Xác định thời gian chiết....................................................... 27 3.2.3.2. Xác định số lần ngâm chiết.................................................. 28 3.2.4. Xác định điều kiện chiết bàng phương pháp siêu âm.................. 29 3.2.4.1. Xác định thời gian siêu âm................................................... 30 3.2.4.2. Xác định số lần siêu â m ........................................................30 3.2.5. Xác định điều kiện chiết bằng Soxhlet........................................ 31 3.3. Chọn phương pháp chiết curcuminoid............................................... 31 3.4. Đề xuất quy trình chiết xuất chất màu curcuminoid từ nghệ..............33 3.5. Thử nghiệm quy trình- Đánh giá chất lượng sản phâm......................36 3.5.1. Thử nghiệm quy trình tách chiết và tinh chế lutein:................... 36 3.5.2. Đánh giá chất lượng sản phâm curcumin tinh chế.......................36 KẾT LỤẬN VÀ ĐỀ XUÁT Ý KIẾN............................................................36 I. Kết luận...... ............................................................................................ 36 II. Ý kiến đề xuất........................................................................................ 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................. 38 IV DANH MUC CAC TlT VIET TAT Viet tat Tieng Anh Tieng Viet A-max Wavelength of maximum absorption Cyc dyi hap thy A Absorbance Dq hap thy Dctccta PDA Photodiode Array Detector (Diode Array Dctccta d3y diot quang (hay DAD) Detector) (Detecta day diot) FDA Food and Drug Administration Cue Quan ly Thuc pham va Dirge pham GC Gas Chromatography Sac ky khi h hour gfo HPLC High-Performance Liquid Sac ky long hieu nang cao (hay: LC) Chromatography L Length o f chrom atographic Chieu dai cgt sac ky colum n n2 Nitrogen gas Khi nita FDA Food and Drug Administration Cue Quan ly Thuc pham va Dugc pham rpm round per minute vong/'phut SD Standard Deviation Dp lpch chuan UV-Vis Ultra violet-Visible Tu ngoai-kha kien v/w volume/weight the tich/khoi lupng min minute phut DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Thành phần hóa học cùa n g h ệ ......................................................... 5 Báng 3 .1. Một số thành phần chính nghệ nguyên liệu ...................................25 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Xừ lý nghệ thành bột nghệ......................................................16 Hình 2.2. Sơ đồ quy trình dự kiến chiết chất màu curcuminoid từ bột nghệ......................................................................................................... 17 Hình 2.3. Sư đồ bố trí thí nghiệm chọn dung môi chiết..........................18 Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn ti lệ dung môi/nguyên liệu.......19 Hình 2.5. Sư đồ bố trí thí nghiệm chọn thời gian ngâm chiết................ 20 Hỉnh 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn số lần ngâm chiết..................... 21 Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chon thời gian siêu âm ..................... 22 Hình 2.8. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn số lần chiết bàng siêu âm...... 23 Hình 3.1. Ảnh hướng của dung môi đến hiệu suất chiết curcuminoid ...26 Hình 3.2. Ánh hường của tỷ lộ dung môi/nguyên liệu đốn hiệu suất chiết curcuminoid............................................................................................ 27 Hình 3.3. Ảnh hương của thời gian ngâm chiết đến hiệu suất chiết curcuminoid............................................................................................ 28 Hình 3.4. Ánh hưởng của số lần ngâm chiết đến hiệu suất chiết curcuminoid............................................................................................ 29 Hỉnh 3.5. Ảnh hường của thời gian siêu âm đến hiệu suất chiết curcuminoid............................................................................................ 30 Hình 3.6. Ánh hường cùa số lần siêu âm đến hiệu suất chiếtcurcuminoid .................................................................................................................31 Hình 3.7. Sơ đồ quy trình sản xuất chất màu curcuminoid từnghệ........34 M ó ĐÂU 1. Lý do chọn đề tài Màu sấc là một trong nhừng yếu tố quan trọng tạo nên sức hấp dần cho các loại thực phẩm. Từ lâu, con người đà biết sử dụng nhiều loại chất màu tự nhiên hay tổng hợp trong chế biến thực phẩm. Tuy nhiên, gần dây dã có nhiều bằng chứng khoa học cho thấy ràng một số chất màu tồng hợp cỏ thể không an toàn cho người sứ dụng. Vi vậy, việc nghiên cứu tìm ra các chất màu tự nhiên không độc hại dùng trong chế biến thực phẩm thay thế cho các chất màu tông họp ngày càng dược nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm. Cây nghệ được sử dụng rất nhiều trong cuộc sống cùa chúng ta, nó chu yểu được con người sử dụng dưới dạng bột nghệ thô để bố sung vào trong thực phẩm. Nhưng ít ai biết được trong cũ nghệ có chứa curcumin là một hoạt chất có khá năng chống ung thư, chừa chứng loét dạ dày, có đặc tính kháng viêm vượt trội... Bên cạnh đó, với điều kiện khí hậu nhiệt đới như ừ Việt Nam, nghệ phát triển rất tốt và cho sản lượng nghệ cù rất cao. Do vậy, có thề nói Việt Nam cỏ một nguổn nguồn nguyên liệu rất dồi dào đổ sản xuất curcumin ứng dụng làm chất màu thực phẩm hav dùng làm nguyên liệu sản xuất các chế phàm cỏ giá trị cao dùng trong công nghệ dược phấm, mỳ phấm. Nham góp phần khai thác cây nghệ ứng dụng trong công nghiệp, chúng tôi đà tiến hành đề tài “Nghiên cứu chiết xuất curcuminoid từ cú nghệ vàng Việt Nam (Curcuma longa L.) ứng dụng làm chất màu thực phẩm”. 2. Mục tiêu nghiền cứu Mục tiêu chính của để tài là xây dựng quy trình công nghệ khả thi trong điều kiện Việt Nam cho phép chiết xuất curcuminoid với hiệu suất cao và đạt yêu cầu làm chất màu thực phẩm. 3. Nội dung nghiên cứu Đe tài gom các nội dung chính sau : ❖ Xác định điều kiện thich hợp chiết xuất curcuminoid từ bột nghệ bãng các phương pháp khác nhau (ngâm chiết, siêu âm. dùng Soxhlct) 2 ❖ So sánh ưu-nhược điểm cùa các phương pháp chiết. Đe xuất quy trình thích hợp chiết xuất curcuminoid từ bột nghệ. ❖ Sản xuất thử nghiệm chất màu curcuminoid - Đánh giá chất lượng và khả năng ứng dụng của sàn phẩm. 3 Phần 1. TÓNG QUAN 1.1. Tổng q u a n về cây nghệ 1.1.1 Tên gọi • Tên Việt Nam: nghệ • Tên khác: nghệ vàng, khương hoàng, uất kim, co khán min (Thái), khinh lương (Tày) • Họ: Gừng (Zingiberace) • Tên khoa học: Curcuma spp. • Tên nước ngoài: Common turmeric, long turmeric (Anh); Safran des Indes (Pháp). /. 1.2 Dặc điếm hình thái [11] Niĩhệ là một loại cây thân cò cao 0,60 den 01 m. Thân rề thành cù hình trụ hoặc hơi dẹt, khi bè hoặc cắt ngang có màu vàng cam sẫm do cỏ chửa chất màu curcumin. Lá hình trái xoan thon nhọn ỡ hai đầu, hai mặt đều nhằn dài tới 45 em, rộng tới 18 em, lá khum hình máng rộng, đầu tròn màu xanh lục nhạt, lá non hẹp hơn, màu hơi tím nhạt. Hình 1.1. Cây nghệ 1.1.3 Dặc diêm sinh truớng Nghệ là cây ưa ẩm, ưa sáng và có thồ hơi chịu bóng, cây cỏ bien độ sinh thái rộng, thích nghi dược với nhiều tiểu vùng khí hậu khác nhau, sống dược ở nơi có khí hậu nhiệt đới điển hình như Việt Nam. 4 Ở miền Bắc nghệ được trồng vào mùa xuân, khi tiết trời có mưa phùn, đất đà đù ấm, khoáng tháng 2- 4. Ò miền Nam nghệ được trồng vào đầu mùa mưa, từ tháng 5-8, tùy vào từng vùng. Nghệ là cây không kén đất, chịu bóng râm nhưng không chịu được úng. Nghệ được trồng bang rề cù. Sau khi thu hoạch, chọn nhừng củ to, khoẻ, có nhiều nhánh mang mầm đẻ riêng nơi râm mát dc làm giống giâm trồng cho vụ tiếp. 1.1.4 Phân loại [12] ơ Việt Nam có chừng 18 loài nghệ gồm các loài: Curcuma aromatica, cochinchinensis, angustifoHa, c. thrichosantha, c. domestica, c. aeruginosa, c. pierreanna, c. c. c. c. zedoaria. c. xanthorhiza, c. elata Roxh., c. rubescens. c. singuỉaris, c. paniýỉora. Nhiều loài nghệ trong sổ này đà được phát hiện và Curcuma harmơndii, nghicn cứu ở Việt Nam. Một số loài tuy có tcn trong sách phân loại nhưng hiện nay không tìm thay. Ngược lại, một sổ loài nghệ khác được tìm thấy nhưng chưa được định danh. /. 1.5 Một sổ cây nghệ được trồng pho hiến ở Việt Nam f 12] ơ Việt Nam nói chung và ở miền Trung nói riêng rất thích hợp với sự sinh trường cũ nghệ. • Curcuma aromatica: Nghệ rừng hay nghệ trang, có ờ Ọuàng Bình. Nghệ có hoa màu hồng nhạt, thân cao từ 20 24 cm. Khi cây trưởng thành có thé cao khoảng 91cm, tán lá rộng hình elip dài 90 - lOOcm và rộng 20cm. Cây sinh trường và phát triển tốt nhất vào mùa hè. Hình 1.2. Củ nghệ Cúrcuma aromática • Cúrcuma longa Linn. hay Hình 1.3. Cây nghệ Cúrcuma aromática c. domestica Valeton: Nghệ, uất kim, khương hoàng. Một sổ tài liệu cho đây là hai loài nghệ khác nhau. Ớ Việt nam có hai loài nghệ trồng khác nhau, thường gọi là nghệ nếp và nghệ tè. Tại Việt Nam có ờ Quàng Binh, Quãng Nam, Đắc 5 Nông... Loài nghệ nhà đà được sừ dụng từ lâu, đặc biệt tại các nước vùng Đông Nam Á và Án Độ . Hình 1.4. Hoa, củ và lá của cây nghệ (Curcuma longa Linn) • Curcuma pierreana Gagnepain (tức Bình tinh chét) có ở Huế, Quáng Trị, Ọuáng Bình, Quàng Nam (Việt Nam). Curcuma pierreana có thân rề rất nhò, cụm hoa màu cam, cách môi vàng mọc giữa thân có lá. Tinh dầu thân rề loài nghệ này có chứa borneol. 7.7.6. Thành phần hỏa học cùa nghệ [ 13] Bâng 1.1. Thành phần hóa học cua nghệ Thành phần Hàm lượng (%) Nước 85 Protit 0,3 Gluxit 5,2 Tinh dầu Curcumin 3 -5 0,3 7.7.7. Công dụng của nghệ - T ro n g Đ ỏ n g y: Nghệ có vị đắng, cay, tính ấm, có tác dụng hành khi, phá huyết ứ, thông kinh lạc. - Trong công nghiệp thực phẩm vờ dược phẩm: Củ nghệ có chứa curcumin có màu vàng rất đẹp. Do đó, nghệ được dùng đế chế biến chất màu thực phẩm dưới dạng thô (bột 6 nghệ: turm eric pow der) hay dưới dạn« đà tinh chế (curcum in). Nó cùng là nguyên liệu quan trọng đ ể sản xuất curcum in dùng trong công nghiệp m ỳ phẩm vả dược phấm . 1. 2. Tổng quan về curcumin 1.2. 1 cấ u trúc phân từ của các phân tử curcuminoid [ 14],[ 15] Curcuminoid là các polyphenol và là chắt tạo màu vàng cho củ nghệ. Thành phần chính cùa curcuminoid là curcumin (I), neoài ra còn có 2 loại curcuminoid khác là desmethoxycurcumin (II) và bis- desmethoxycurcumin (III). Curcumin có thể tồn tại ít nhất ở 2 dạng tautome là keto và enol. cấu trúc dạng enol ôn định hơn về mặt năng lượng ờ pha ran và dạng dung dịch. HO RI o o Dạng keto Dạng enol (I) Curcumin: Ri = R: = OCH3 (II) Desmethoxycurcumin: R| = OCH 3, R: = H (III) B is—desmethoxycurcumin: R| = R: = OCH3 a. Curcumin 7 H H,CO ,OCH, OH HO - Danh pháp IUPAC: 1,7-bis(4-hydroxy-3-methoxyphenvl)-1,6-heptadiene 3.5-dione - Tên khác: curcumin, diteruloylmethan, Natural Yellow 3 - Công thức phân tứ C21H20O6 . Phân tứ gam: 368,38 g/mol. - Be ngoài: Bột màu vàng cam tươi - Điểm nóng chảy: 183 °c (36I°K) h. Desmetho.xycurcumin - Danh pháp IUPAC: l-(4-Hydroxyphenyl)-7-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-hepta-l,6-diene-3,5-dione - Tên khác: p-hydroxycinnamoyl feruloylmethane - Công thức phân tứ : CịoH isOs, - Phân tử gam : 338 g/mol c. Bis-desmethoxycurcumin - Danh pháp IUPAC : 1,7-Bis-(4-hydroxyphenyl)-hepta-l .6-diene-3,5-dione - Tên khác: p,p-dihidroxydicinnamoylmethane - Công thức phân tứ : C 19HK1O4, Phăn từ gam : 308 g/mol Ngoài ra, dựa vào phương pháp quang phổ uv người ta đâ phát hiện được các dạng đồng phân cis- của curcumin. Các dạng đồng phàn này có điểm nóng cháy và độ bền thấp hơn so với dạng binh thường (dạng trans-) OCH, C H ,0 O il 8 Don« phan c/.v-curcumin 1.2.2. Tinh chat ty-hoa ciia curenmin 1.2.2.1 Sic hap thu anh sang [8],[ 15] Cac phiin tir curcuminoid co kha nang hap thy hue xa kha kien, tao ra mau vang. Tinh chat hap thu anh sang cua chung gan giong nhau veVi cure dai hap thu khac nhau rat it: 429 nm d6i vai curcumin; 424 nm vai dcmcthoxycurcumin va 419 nm vai bisdcmethoxycurcumin. - Chung co kha nang phat huynh quang (520 nm) khi hap thu hire xa tir ngoai co biroc song 350 nm (Jentzsch et al.. 1959; Maheswari va Singh. 1965). 1.2.2.2 Tac dying vai kiem Trong moi tnrdng kiem, curcumin de dang bj phan huy tao thanh cac chat nhir vanillic acid, vanillin, and fcrulic acid. vanillin aceton 9 1.2.2.3. Tỉnh tan - Curcumin là một sắc tố tan được trong dầu. - Curcumin có nhóm hydroxyl trong phân tứ nên làm cho curcumin có tính phân cực nên dề dàng hòa tan trong các dung môi phân cực (aceton, etanol, acetat etyl...) nhưng không hòa tan trong các dung môi không phân cực như (cter, hcxan, benzen...). - Curcumin không tan được trong nước có pH acid và trung tính nhưng tan được trong kiềm. Khi hòa tan trong nước xày ra sự hồ biến kcto-cnol trong các phân tử curcumin. Mức độ hồ biến phụ thuộc vào dung môi (thường thì trên 95% curcumin tồn tại dưới dạng enol) Màu sắc cua chúng trong nước thay đổi theo pH như sau: Môi trường acid : màu vàng chanh (ánh xanh) Môi trường pH 1-7: màu vàng Môi trường kiềm: màu đò. 1.2.3.4. Tỉnh không bền a) Sự oxy hóa: - Curcumin dễ bị oxy hóa bởi oxy không khí, oxy nguyên từ, các gốc tự do (ví dụ: gốc peroxit) dần đến sự phá hũy các nhóm mang màu trong phân tử và làm mất màu vàng . - Curcumin bị oxy hóa với KMnOa tạo ra vanillin trong khi đó sự hydro hóa tạo ra hỗn hợp các dần xuất tetrahydro- và hexahydro-. b) Tác dụng bời nhiệt, ánh sáng: Curcumin ít bền với nhiệt và ánh sáng. Vi vậy khi tiến hành tinh chế curcumin thi nên tiến hành trong phòng tối hoặc có ánh sáng mờ, tránh tiếp xúc với axit, khi cô đuổi chân khòng ncn cô ở nhiệt độ 40°c dc đảm bào curcumin không bị biến tính 1.2.3. Chức năng sinh học của curcumin [ 16],[ 17] Curcumin là một chất chống oxy hóa khá mạnh, có tác dụng bao vệ tế bào và các mô trong cơ thê khỏi tác hại của bức xạ tử ngoại, các gốc tự do. Đặc biệt, sự cỏ mặt của 2 nhóm -OH ở 2 vòng đầu mạch làm cho curcumin có tinh ưa nước hơn . Nhờ đó, phân từ 10 curcumin có thế xâm nhập không chỉ vào màng tế bào (vùng kỵ nước) mà cá phần bèn trong tế bào (vùng ưa nước), do đó có tác dụng chổng oxy hỏa càng hiệu quá hưn . Những nghicn cứu thực hiện trcn các mô hình nuôi cấy tc bào, trên dộng vật cũng như trên cơ the con người đà cho thấy vai trò của curcumin trong việc loại bo các gốc tự do gây ung thư, đặc biệt là các bệnh liên quan đến sự thoái hóa và đột biến tế bào. a. Hoạt tính chống ung th ư Curcumin là chất húy diệt tế bào ung thư vào loại mạnh nhất theo cơ chế hủy diệt từng bước, ức chể hoạt hóa tín hiệu NF-Kappa B. Đây là yếu tố đóng vai trỏ quan trọng trong giai đoạn khới phát và tiến triển của ung thư. Chính vi vậy mà nó có tác dụng kim hãm tế bào ung thư ờ cá ba giai đoạn khởi phát, tiến triển và giai đoạn cuối. Ket quà là các tế bào ung thư bị vô hiệu hóa nhưng không gây ảnh hường đen tế bào lành tính, đong thời ngăn ngừa sự hình thành tc bào ung thư mới. Ngoài ra, curcumin còn có tác dụng loại bó các men gây ung thư, săn lùng các gốc tự do là các nguyên nhân gây ung thư. Bởi vậy, curcumin có thê giúp cơ thể vừa phòng ngừa vừa chống ung thư một cách tích cực (thế hệ thuốc cũ không có tác dụng phòng ngừa). Curcumin rất cần cho người cao tuôi, người thê trạng kém, phụ nừ sau khi sinh... h. Khả năm» kháng viêm vượt trội - Tiêu diệt gốc tự do xấu nhất: Nghiên cứu cũa Đại học Dược khoa Ấn Độ cho biết, curcumin có hoạt tính kháng viêm rất mạnh, nó có thể tiêu diệt các gốc tự do xấu nhất như các gốc tự do thuộc nhóm superoxide. Ngoài ra, khi dùng với liều cao, curcumin sè kích thích tuyến thượng thận bài tiết cortisone, mà cortisone là chất có hiệu lực rất mạnh dc ức chế phản ứng vicm. - Điều trị cơn đau: curcumin sẽ ức chế tạo thành prostaglandin, chất này trong cơ thê cỏ liên quan đen cơn đau do viêm gây ra. - Điều trị viêm kết mạc\ trong một nghiên cứu về vi khuẩn học, thuốc nhò mắt Haridra làm từ nguyên liệu cù nghệ, có khả năng kháng khuân với trực khuần E. coỉi, Staphylococcus aureus, Klebsiella và Pseudomonas... - Điều trị viêm khớp: Nghicn cứu cùa Dại học Y Dược Gandhi, dùng curcumin dạng uống cùng với cortisone acetate dạng tiêm điều trị cho chuột bị viêm khớp. Hiệu nghiệm của nghệ đen từ hoạt tính chống histamine. Hoạt tính chong viêm của curcumin không thua kém nhiều so với cortison, nỏ cỏ thồ giảm nhẹ phàn ứng viêm trong cơ the dộng vật, cùng có thể giam nhẹ triệu chứng viêm của bệnh viêm đa khớp dạng thấp (ơ người). 11 - Điều trị tốn thương gan: theo kết quả nghiên cứu trên người và ngoài cơ thê thuộc Đại học Tohoku (Nhật Bản) thì tinh chất từ nghệ quá thật phòng ngừa được nhừng tổn thương do carbon tetrachloride (CC14) gây ra trên gan. Đây là một chất hóa học độc hại, có mùi hôi như clo, nó thường được dùng trong chất tan công nghiệp và chất đông lạnh. c. Các chức năng sinh học khác : Curcumin cỏ khả năng giải dộc và bào vệ gan, bảo vệ và làm tăng hồng cầu, loại bò cholesterol xấu, điều hòa huyết áp, hạ mờ máu, ngăn chặn béo phì, xóa bó tàn nhang, đồi mồi, trứng cá (mùi đò), chống rụng tóc (hói ), giúp mau chóng mọc tóc, làm cho da dẻ hồng hào. tăng cường sắc đẹp (mỳ phẩm hồi sinh), sức lực và cá tuồi thọ... 1.2.4. ứng dụng của cureumin a. Trong công nghiệp thực phàm: Hiện nay, nhừng quy dịnh về sử dụng chất màu thực phấm tông hợp rất nghiêm ngặt. Điều này đà thúc đây sự phát triển của nền công nghiệp sản xuất và ứng dụng các chất màu tự nhiên làm phụ gia tạo màu cho thực phâm. Curcumin đà được các tổ chức FDA ờ Mỳ, Canada và EƯ cho phép sử dụng làm chất màu (mã so E100) để tạo màu vàng hay vàng cam cho nước giai khát, pho mát, càry, mù tạt... Liều lượng sứ dụng cho phép là 0 - 0,5 mg/kg thế trọng. b. Trong công nghiệp mỹ phàm và dược phẩm: Hiện nay, curcumin ờ nhiều nước trên the giới được coi như vừa là thuốc vừa là thực phâm chức năng giúp phòng ngừa và hồ trợ điều trị ung thư, viêm loét dạ dày tá tràng, giải độc gan, tăng sức de kháng của cơ the. Nó được dùng dưới nhiều dạng: bột, viên ép, viên con nhộng, dạng trà, dạng thuốc tinh chất dồ tăng them việc tiêu hoá và chức năng gan, de giảm đau khớp và điêu hoà kinh. Vì nghệ có nhiều ứng dụng trong y học nên nó đà được nhiều nhà sản xuất quan tâm và cho ra nhiều sản phâm trên thị trường như Biocurmin cùa công ty TNHH Dược phẩm Châu Á (Biocurmin là sự kết hợp giừa nghệ và tiêu giúp cho việc hấp thụ nghệ trong dạ dày nhanh hơn); sản phâm Bách phụ khang của Công ty TNHH TM Mediproducts (đây là sự kết hợp giừa curcumin và trinh nừ hoàng cung giúp điểu trị bệnh u xơ tử cung).... 1.3. Các phuong pháp chiết chất màu tự nhiên 1.3.1. PhirơMỊ pháp ngâm chiết [18] 12 Nguyên lý : Phirơng pháp hoá học dùng đẽ tách một hoặc nhiều cấu tử ra khỏi một hồn hợp bang cách ngâm hồn htrp vào một dung môi thích hợp đê hoà tan cấu từ định tách trước khi chiết. Ưu điểm : Phương pháp này được áp dụng rộng rãi trong hoá dược để tách các hoạt chất từ các vị thuốc cỏ nguồn gốc động, thực vật. 1.3.2. Phương pháp dùng Soxhỉeí [ 19] Phương pháp này dùng đê tách các họp chất mong muốn có giới hạn độ hòa tan trong một dung môi và các tạp chất không hòa tan trong dung môi. Nguyên lý: dùng dung môi ấm đc hòa tan các chất màu ra khỏi nguyên liệu rán. Ưu điểm: ít tốn dung môi vì dung môi được sứ dụng lại 1.3.3. Chiết nhờ siêu ăm (Ultrasound-assisted extraction) [3] Nguyên liệu được trộn với dung môi thích hợp rồi chiết bằng siêu âm. Nhiều nghicn cứu cho thấy ràng siêu âm có khá năng phá vở màng tế bào cùa nguyên liệu, do đó giúp cho xâm nhập cùa dung môi vào bên trong tế bào dề dàng hơn. Ngoài ra, siêu âm còn có tác dụng khuấy trộn mạnh dung môi, do dó gia tăng sự tiếp xúc cùa dung môi với chất cần chiết vả cái thiện đáng kê hiệu suất chiết. 1.3.4. Chiết dưới áp suất (PFE : Pressurized Fluid Extraction) [9] Đây cùng là một phương pháp chiết mới, cho phép chiết rất nhanh, tự động hóa, hiệu quã và tiết kiệm dung môi. Nguyên tắc của nó tương tự như phương pháp chiết Soxhlet cổ điển, ngoại trừ việc quá trình chiết được thực hiện ở nhiệt độ và áp suất cao (nhưng vẫn dưới điềm tới hạn cùa dung môi sử dụng). 1.3.5. Chiết siêu tới hạn (SFE: Supercritical Fluid Extraction) [10] Đây là phương pháp chiết được quan tâm nhiều nhất hiện nay trong lĩnh vực chiết các họp chất có hoạt tính sinh học từ nguyên liệu tự nhiên nhầm ứng dụng trong công nghiệp dược phẩm và thực phẩm. Phương pháp này cho phép tự động hóa quá trình chiết và hạn chế việc sư dụng các dung môi hữu cơ độc hại. Dung môi chiết là một chất long ờ trạng thái siêu tới hạn1. Ở trạng thái này, chất lòng cỏ nhừng tính chất đặc biệt như cỏ tính chịu ncn cao, khuếch tán nhanh, độ nhớt và sức cãng bề mặt thấp... Do đó. nó có khả nâng khuếch tán mạnh vào nền nguyên liệu tốt hơn nhiều so với các dung môi thông thường, vì the làm tăng hiệu suất chiết lên nhiều lan. Trong phương pháp này, thường dùng CO2 trạng tức lả ữ nhiệt độ và áp suẩt cao hon điểm tỏi hạn cũa nó 13 thái siêu tới hạn làm dung môi chiết (đôi khi trộn với vài % dung môi phân cực nào đó nhu etanol, metanol, 2-propanol để làm tâng kha năng hòa tan carotenoit của CO 2 ) do nó cho phcp chiết nhanh, chọn lọc. không làm oxy hóa carotcnoit và an toàn trong vận hành. 1.4. Tình hình nghiên cửu trong và ngoài nước Hên quan đến đề tài 1.4.1. Tinh hình nghiên cứu ngoài nước Hiện nay trên thế giới có rất nhiều nghiên cứu về chiết xuất curcumin - Người đầu tiên nghiên cứu về chiết xuất curcumin là ông Taguchi (Nhật Bàn)[4]. Taguchi đã dùng phương pháp siêu âm để chiết xuất curcumin và ông cùng đã các định được các thông số tối ưu: dung môi cồn 70ft, pH = 3, chiết trong 15 phút. Ỏng nhận thấy rang chiết bàng phương pháp siêu âm thì sẽ cho hiệu suất cao và chất lượng curcumin tốt hơn. - Khoa Hóa và Sinh hóa ứ n g dụng thuộc Đại học Kumamoto, Nhật Bán (2000) [20] đâ dùng carbon dioxyt siêu tới hạn đê chiết dầu nghệ. - Năm 2007, Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Dược liệu thuộc Đại học Banaras Hindu (An Độ) [21] đã tiến hành chiết curcumin sử dụng lò vi sóng đe hiệu suất chiết curcumin cao hơn. Aceton được chọn làm dung môi chiết bời vi nó có thể hòa tan tot curcumin. Điều kiện chiết xuất (tần số bức xạ vi sóng sử dụng, thời gian chiểu xạ, kích thước hạt nguyên liệu) đâ được tối ưu hóa. Curcumin chiết ra được định lượng bang phương pháp HPLC và sắc ký bản móng. Các điều kiện chiết curcumin tối ưu như sau: 20% năng lượng vi sóng, 4 phút chiếu xạ. Việc chiết curcumin nhờ sự hồ trợ của vi sóng cho hiệu suất chiết cao hơn và giảm đáng ké thời gian chiết trong diều kiện chiết tối ưu khi so sánh với phương pháp chiết thông thường.