Tài liệu Luận văn tốt nghiệp "Khảo sát định hình nghệ nguyên liệu lên hàm lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine trong hàm lượng bột nghệ thành phẩm" docx

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT SƠ BỘ PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH HÌNH NGUYÊN LIỆU CỦ NGHỆ LÊN HÀM LƯỢNG CÁC HỢP CHẤT PHENOL CÓ CHỨ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT SƠ BỘ PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH HÌNH NGUYÊN LIỆU CỦ NGHỆ LÊN HÀM LƯỢNG CÁC HỢP CHẤT PHENOL CÓ CHỨA CURCUMINE TRONG BỘT NGHỆ

MỤC LỤC

Chương 1: MỞ ĐẦU 2

Chương 2:TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

Chương 4 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22

Tài Liệu Tham Khảo 23

Chương 1: MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Nghệ vàng ( Curcuma Longa L) là nguồn cung cấp curcumin và tinh dầu nghệ, là những thành phần có giá trị cao trong công nghệ sản xuất dược phẩm, thực phẩm và

mỹ phẩm Cây nghệ được trồng và sử dụng rộng rãi ở nước ta để làm gia vị và thuốc Ngày nay, với rất nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới cho thấy rằng nghệ mang lại rất nhiều tác dụng hữu ích, đặc biệt là đối với sức khỏe con người Nghệ có tính năng chống ôxy hóa, kháng viêm cực mạnh, có khả năng ức chế các tế bào ung thư và rất nhiều tác dụng quí báu khác

Ngày nay, sản phẩm bột nghệ ngoài được sử dụng rất phổ biến như chất phụ gia còn được sử dụng trong dược phẩm Có rất nhiều phương pháp để chế biến bột nghệ,

và chắc chắn rằng các phương pháp chế biến khác nhau sẽ ảnh hưởng khác nhau đến chất lượng của bột nghệ

Nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới đã cho thấy hoạt chất curcumine có trong củ nghệ có tác dụng vô cùng hữu ích trong việc phòng chống và điều trị được nhiều căn bệnh nhưng vô cùng an toàn cho sức khỏe Chính vì thế, curcumine ở nhiều nước trên thế giới được coi như vừa là thuốc vừa là thực phẩm điều trị gần 20 loại ung thư khác nhau.

Việc định hình cho củ nghệ trong quá trình chế biến bột nghệ thì rất phong phú Nhất định các phương pháp định hình khác nhau sẽ để lại kết quả khác nhau lên hàm lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine

Với nhận định trên, cùng với sự hướng dẫn của cô Lương Thị Hồng, Chúng tôi

tiến hành thực hiện đề tài: “ Khảo sát sơ bộ phương pháp định hình nguyên liệu củ nghệ lên hàm lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine trong bột nghệ thành phẩm”.

1.3 Yêu cầu

 Xây dựng được quy trình chế biến bột nghệ từ củ nghệ nguyên liệu

 Tiến hành xác định các thông số tốt nhất để chế biến bột nghệ có hàm lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine cao nhất

Chương 2:TỔNG QUAN TÀI LIỆU

 Bộ: Zingiberales

 Họ: Zingiberaceae (họ gừng)

 Chi: Curcuma

 Loài: C longa

Nghệ còn có tên là uất kim, khương hoàng, safran des Indes

Tên khoa học Curcuma longa L (Curcuma somestica Lour.).

Ta dùng thân rễ cây nghệ gọi là khương hoàng (Rhizomae longae) và rễ củ gọi là uất kim (Radix Curcumae longae).

2.1.2 Đặc điểm hình thái

Nghệ là một loại cây cỏ cao 0.60m đến 1m

Thân rễ thành củ hình trụ hoặc hơi dẹt, khi bẻ hoặc cắt ngang có màu vàng camsẫm

Lá hình trái xoan thon nhọn ở hai đầu, hai mặt đều nhẵn dài tới 45cm, rộng tới18cm

Cuống lá có bẹ Cụm hoa mọc từ giữa các lá lên, thành hình nón thưa, lá bắc hữuthụ khum hình máng rộng, đầu tròn màu xanh lục nhạt, lá bắc bất thụ hẹp hơn, màuhơi tím nhạt.Tràng có phiến, cánh hoa ngoài màu xanh lục vàng, chia thành ba thùy,thùy trên to hơn, phiến cánh hoa trong cũng chia ba thùy, 2 thùy hai bên đứng vàphẳng, thùy dưới hõm thành máng sâu Quả nang 3 ngăn, mở bằng 3 van

Hình 2.2: một vài hình ảnh về nghệ

(Nguồn: http://www.eshop-vietnam.com/667;5868)

2.1.3 Đặc tính sinh học của cây nghệ

Được trồng ở khắp trong nước ta để làm gia vị và làm thuốc Còn mọc và đượctrồng ở các nước Ấn Độ, Inđônêxya, Cămpuchia, Lào, Trung Quốc và các nước nhiệtđới.

Thu hoạch vào mùa thu Cắt bỏ hết rễ để riêng, thân để riêng Muốn để được lâuphải đồ hoặc hấp trong 6 – 12 giờ, sau đó đợi ráo nước, đem phơi nắng hoặc sấy khô.Thân rễ gọi là khương hoàng, rễ gọi là uất kim

2.1.3 Thành phần hóa học trong nghệ

2.1.3.1 Các thành phần trong nghệ

Trong nghệ, người ta đã phân tích được:

a) Chất màu curcumin 0.3%, tinh thể nâu đỏ, ánh tím, không tan trong nước, tantrong rượu, ête, clorofoc

Tan trong axit (màu đỏ tươi), trong kiềm (màu đỏ rồi ngả tím), trong chất béo (dùng đểnhuộm các chất béo)

Công thức curcumin được xác định như sau:

Hình 2.3: Công thức cấu tạo curcumin (Nguồn: http://vi.wikipedia.org/wiki/Curcumin)

Hình 2.4: công thức cấu tạo dạng keto của curcumin

(Nguồn: http://vi.wikipedia.org/wiki/Curcumin)

Hình 2.5: công thức cấu tạo dạng enol của curcumin

(Nguồn: http://vi.wikipedia.org/wiki/Curcumin)

b) Tinh dầu 1-5% màu vàng nhạt, thơm Trong tinh dầu có chứa curcumen (C15H24)một carbon không no, 5% paratolymetyl cacbinol và 1% long não hữu tuyến Hai chấtsau chỉ thấy có tinh dầu Curcuma xanthorriza Roxb.

c) Tinh bột, canxi oxalat, chất béo

Củ nghệ chứa 8-10% nước, 6-8% chất vô cơ, 40-50% tinh bột nhựa.( Theo R R Paris

và H Moyse, 1967)

2.1.3.2 Hoạt chất củ nghệ

a) Tinh dầu 3-5% gồm 25% cacbua tecpenic, chủ yếu là zingiberen và 65% xetonsespuitecpenic, các chất turmeron (do tiếng anh củ nghệ là tumeric)

b) Các chất màu vàng(gọi chung là curcumin) Vào đầu thế kỷ XIX người ta chiết

được curcumin tinh thể không tan trong nước, tan trong cồn, ête, dầu béo Nhưng năm

1953 – Srinivasan K R (J Pharm Pharmacol 19953) đã chứng minh rằng đó là mộthỗn hợp (Đỗ Tất Lợi, 2004):

 Curcumin chính thức ( còn gọi là curcumin I) chiếm 60% đây là một

dixeton đối xứng không no có thể coi như là diferuloyl – metan ( axitferulic là axit hydroxy – 4 – metoxy – 3 – xinamic)

 Curcumin II hay monodesmetoxy – curcumin chiếm 24% và curcumin III hay didesmetoxy – curcumin chiếm 14% trong đó 1 hay 2 axit

hydroxycinamic thay cho axit ferulic

Nếu dùng sắc ký trên giấy sẽ thấy các chất curcumin khác nữa nhưng với lượng

nhỏ

Từ vỏ củ nghệ ( vẫn cạo bỏ đi) đã cất được từ 1,5 đến 2,1% tinh dầu có thànhphần tương tự tinh dầu cất từ củ nghệ, do phần vỏ dày từ 0.5-1mm trong đó trọnglượng lớp vỏ mỏng không đáng kể, còn phần củ dính vào chiếm chủ yếu

2.1.3.3 Tác dụng dược lý của nghệ

Nghệ có rất nhiều tác dụng như là: ( Đỗ Tất Lợi, 2004)

Nghệ có công dụng kích thích sự bài tiết mật của tế bào gan là do chất paratoly

metylcacbinol, còn chất curcumin có tính chất thông mật nghĩa là gây co bóp túi mật Chất curcumen có tác dụng phá cholesterol trong máu Toàn tinh dầu pha loãng cũng

có tác dụng diệt nấm và sát trùng đối với bệnh nấm, với Staphylococ và vi trùng khác.

Những chất lấy ra ở nghệ bằng ête etylic có tác dụng tăng sự bài tiết mật và chất

curcumin có tính chất co bóp túi mật

Theo Vũ Điền tân dược lập, bản thứ 4 một số tác dụng dược lý của củ nghệ đãđược nghiên cứu như sau:

 Tác dụng tăng cơ năng giải độc của gan

 Đối với bệnh nhân bị bệnh galactoza niệu sau khi uống thuốc có nghệ 10ngày, thấy lượng galactoza giảm xuống

 Dùng nghệ trong những bệnh về gan và đường thì thấy chóng hết đau.Nhưng trong những trường hợp sỏi mật cấp tính thì kết quả chậm, chỉ cótác dụng từ từ

Tác dụng kháng sinh M M Semiakin và cộng sự ( Khimia antibiotikop, xuất bản

lần, 1, 278, Nga Văn) đã chứng minh curcumin I có tác dụng ngăn cản sự phát triển của vi trùng lao Mycobacterium, ngoài ra curcumin I còn có hiệu lực đối với

Salmonella paratyphi, Staphyllococus aureus, nấm Trychophyton gypcum.

Ngoài ra, các xeton α-β etylenic trong hệ thống vòng có khả năng khóa nhóm –

SH của men, làm rối loạn chuyển hóa của men trong cơ thể vi trùng nói chung và vi

trùng lao Mycobacterium tuberculosis nói riêng Các xeton loại này có nhiều trong

nghệ (J Pharm Soc Japan 1956, 76, 154-157)

Độc tính của tinh dầu nghệ DL50 của tinh dầu nghệ lên chuột nhắt trắng là 9,2 ml/

kg thể trọng (Bộ môn dược lý – Đại học Quân y Hà Nội 1977)

2.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng lên chất lượng củ nghệ nguyên liệu

2.1.4.2 Thu hoạch, bảo quản.

Thường nghệ trồng vào vụ Đông - Xuân, tháng 11 - 12 (miền Nam), ở miền Bắc

có thể trồng muộn hơn, và sẽ thu hoạch rải rác từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, tuỳ nhu cầu sử dụng đất mà quyết định Khi cây nghệ ngừng phát triển lá non, lá già đã bắt

đầu khô ở mép, ngả vàng nhạt, đào gốc nghệ thấy vỏ củ có màu vàng sẫm (da bóng, đầu củ cũng có màu vàng sẫm) là đến lúc thu hoạch.

Thường dùng cuốc (nếu thu hoạch ít) Nếu nhiều, dùng cày cày chếch bên hàng nghệ cho bật gốc lên, nhổ lấy cả cây, rũ đất mang cả cây về, cắt lấy gốc, bỏ thân lá đi

Để nghệ vào chỗ khô ráo, mát mẻ có thể bảo quản được lâu Chọn củ nghệ kém tiêu chuẩn bán trước Chọn củ nghệ giá đều để làm giống

Bảng 2.1 : Xuất khẩu nghệ ở Ấn Độ từ năm 1994 – 1996

Item 1994–95 Quantity (t) 1995–96 Quantity (t)Turmeric dry 16,727.9 19,189.5

Turmeric fresh bulk 5964.1 800.9

Với tiêu chuẩn 1: loại bột nghệ với độ mịn của nó đi qua một cái rây 300 micron.Với tiêu chuẩn 2: loại bột nghệ với độ mịn của nó đi qua một cái rây 500 micron.(Nguồn: http://www.fao.org/inpho/content/compend/text/ch29/ch29_02.htm)

Hình 2.7: Demetoxy – curcumin

+ Bis – demetoxy – curcumin chiếm 14%:

1

2

Hình 2.8: Bis – demetoxy – curcumin

+ Và một hợp chất mới phát hiện xiclocurcumin chiếm khoảng 1%:

Curcumin là một hợp chất thứ cấp có màu vàng Curcumin có thể tồn tại ở hai

dạng chuyển đổi là keton và enol Dạng enol thì ổn định hơn ở pha rắn và pha lỏng

Curcumin là một sắc tố hòa tan được dầu, trên thực tế không hòa tan được trong

nước ở pH trung tính hay acid, hòa tan trong dung dịch kiềm Nó ổn định ở nhiệt độcao và trong dung dịch acid, nhưng không ổn định trong những hợp chất kiềm và sự cómặt của ánh sáng

Trạng thái tự nhiên của curcumin là bột kết tinh màu vàng cam Curcumin có thể

được sử dụng như là một màu thực phẩm Là một chất phụ gia thực phẩm, nó được kíhiệu là E100 Nó có mặt trong bột và nước sốt càri (Ivan, 2004)

Dược tính

Curcumin là chất hủy diệt ung thư vào loại mạnh nhất theo cơ chế hủy diệt từngbước các tế bào ác tính Chúng làm vô hiệu hóa tế bào ung thư và ngăn chặn khôngcho hình thành các tế bào ung thư mới Trong khi đó, các tế bào lành tính không bị ảnhhưởng Curcumin được coi là chất tiêu biểu nhất cho thế hệ mới các chất chống ung

thư vừa hiệu lực an toàn, không gây tác dụng phụ Curcumin có khả năng loại bỏ cácloại men gây ung thư COX-1, COX-2 có trong thức ăn, nước uống vô hiệu hóa các gốc

tự do hình thành trong quá trình tự vệ của cơ thể, do bức xạ độc hại cũng như do cácloại sốc thần kinh, thể lực…, các độc tố hóa học ( dioxin, furan…)

Curcumin có khả năng mạnh mẽ giải độc và bảo vệ gan, loại bỏ cholesterol xấu,điều hòa huyết áp, hạ mỡ máu, ngăn chặn béo phì, xóa bỏ tàn nhang, đồi mồi, mụn,chống rụng tóc, làm cho da dẻ hồng hào…

Curcumin là một trong những chất chống viêm Nó không chỉ điều trị đắc lựccho các bệnh ung thư, loét dạ dày, hành tá tràng, đại tràng, yếu gan mật, viêm gan B,

C, sơ gan cổ chướng, bệnh cứng bì, đau hệ tiêu hóa, u máu, suy giảm trí nhớ,… hỗ trợđiều trị bệnh Parkison, nhũn não

Curcumin có khả năng kháng nấm, kháng khuẩn như virut HP, viêm gan B, C…rất cao

Curcumin ở nhiều nước trên thế giới được coi như vừa là thuốc vừa là thực phẩmđiều trị gần 20 loại ung thư khác nhau

Curcumin có tác dụng trên nhiều bệnh ở người Curcumin hoạt động như một

gốc tự do và chống oxy hóa, ngăn chặn quá trình oxy hóa lipid và oxy hóa gây hư hại

DNA Curcumin cảm ứng cho sự hoạt động của enzyme glutathone S-transferase và là

những chất ức chế mạnh mẽ cytochrome P450 Năm 2008, nhiều thử nghiệm lâm sàng

trên con người đã tiến hành, nghiên cứu hiệu quả của curcumin trên nhiều bệnh bao

gồm bệnh ung thư máu, ung thư tụy, hội chứng rối loạn sự hình thành tế bào tủyxương, ung thư ruột kết, bệnh vảy nến, bệnh Alzheimer (Hatcher và ctv, 2008).Có bốn

loại curcuminoid là curcumin, tetrahydrodesmethoxycurcumin, dihydrocurcumin và

tetrahydrobisdesmethoxycurcumin.

2.2.2 Ly trích và xác định thành phần curcumin

2.2.2.1 Ly trích curcumin

a) Phương pháp dung môi

Curcumin được ly trích từ nguyên liệu củ nghệ khô Quá trình ly trích đòi hỏi

nguyên liệu thô dạng bột, dung môi phải được chọn lọc kĩ để có thể hòa tan hết

curcumin Hỗn hợp dung môi và nguyên liệu được ngâm liên tục trong nhiều giờ (6

giờ trở lên) trên hệ thống lắc Có khoảng 90% curcumin trong dung dịch chiết nếu sử

dụng phương pháp này, 10% còn lại là tinh dầu và nhựa tự nhiên (Ivan, 2004)

Các dung môi có thể hòa tan được curcumin là aceton, carbon dioxide, ethyl

acetate, dichloromethane, n-butanol, methanol, ethanol, và hexane

b) Phương pháp Soxhlet

Hình 2.6: Hệ thống Soxhlet

Phương pháp này sử dụng hệ thống Soxhlet, hệ thống này bao gồm bình Soxhlet( hình 2.6), ống ngưng tụ hơi dung môi, bình cầu đựng dung môi và chất cần ly trích,bếp để làm sôi dung môi Nguyên liệu sấy khô và xay thành bột Cho nguyên liệu khôvào khoang chứa nguyên liệu rồi đổ dung môi vào sao cho ngập được nguyên liệu,ngâm khoảng 30 phút trước khi cung cấp nhiệt độ Dung môi sẽ sôi, bay hơi rồi ngưng

tụ lại nhờ vào hệ thống làm lạnh phía trên Hơi dung môi nóng ngưng tụ lại thành danglỏng rồi chạy ngược lại vào khoang chứa nguyên liệu Ở đây dung môi hòa tan hòa tanchất cần trích ly sau đó chạy ngược lại vào bình cầu (theo nguyên tắc bình thôngnhau) Hệ thống được lặp đi lặp lại nhưng chỉ có dung môi bay hơi, chất cần ly tríchvẫn ở trong bình cầu Sau khi hết thời gian ly trích (tùy thuộc vào nguyên liệu và chấtcần ly trích mà thời gian sẽ dài hay ngắn), ta đem bình cầu có chứa dung môi và chấtcần ly trích cô cạn ở nhiệt độ mà dung môi bay hơi, thu được chất cần ly trích

2.2.2.2 Xác định thành phần curcumin

Curcumin được xác định thành phần bằng phương pháp HPLC HPLC là phương

pháp sắc ký được phát triển dựa trên sắc ký cột Thay vì để dung môi nhỏ giọt qua mộtcột ghi sắc ký dưới tác dụng của trọng lực, người ta đặt lên dung môi áp suất khoảng

400 at để sự dịch chuyển xảy ra nhanh hơn Phương pháp này cho phép chúng ta sửdụng các hạt có kích thướt nhỏ trong cột hấp phụ và làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa phatĩnh và các phân tử đi qua nó Điều này sẽ tăng cường khả năng phân tích các chất cótrong hỗn hợp Có nhiều phương pháp để nhận biết các thành phần trong hỗn hợp khiđưa qua cột Phương pháp hay được áp dụng là phương pháp hấp thụ tia cực tím (tiaUV) Các hợp chất hữu cơ thường hấp thụ tia UV, mỗi chất hấp thụ mạnh nhất đối vớimột bước sóng nhất định Chiếu tia UV xuyên qua dòng hỗn hợp ở đầu ra, ở phía đốidiện đặt một máy dò có thể đo mức độ hấp thụ tia UV Từ đó có thể tính toán nồng độcác chất Dung môi cũng hấp thụ tia UV, vì vậy nên lựa chọn các bước sóng sao chothích hợp

Kết quả ra thường gồm một dãy peak, mỗi peak đại diện cho một hợp chất tronghỗn hợp đi qua cột hấp phụ và hấp thụ tia UV Ta có thể điều khiển điều kiện của cộthấp phụ và thời gian lưu để xác định sự có mặt của các hợp chất Những tham số điềukhiển này đã được đo trước với các mẫu thử Tuy nhiên, từ các peak này còn có thểđịnh lượng được các hợp chất Từ đó có thể xác định được thời gian lưu cũng nhưtương ứng giữa khối và hình ảnh của peak Diện tích bên dưới peak ứng với số lượngchất đi qua máy dò và diện tích có thể được nhờ máy tính nối với màn hình ( AnhQuân, 2008)

2.3 Quá trình sấy

2.3.1 Bản chất của quá trình sấy

Sấy là sự bốc hơi nước của sản phẩm ở nhiệt độ bất kỳ, là quá trình khuyếch tán dochênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu, hay nói cách khác do chênh lệch áp suấthơi riêng phần ở bề mặt vật liệu và môi trừong xung quanh (Trương Vĩnh – PhạmTuấn Anh, 1999)

2.3.2 Phân loại

Theo phương pháp truyền nhiệt từ tác nhân vào vật liệu ẩm thì có 3 cách sau:

Đối lưu: Tác nhân truyền nhiệt thường là không khí hoặc hơi đốt từ lò tiếp xúc trựctiếp với vật liệu ẩm