Nghiên cứu ly trích curcumin từ củ nghệ vàng

Nghiên cứu ly trích curcumin từ củ nghệ vàng

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa i

Lời cam ñoan ii

Lời cảm ơn iii

Mục lục 1

PHẦN MỞ ðẦU 3

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Tìm hiểu về nghệ 5

1.1.1 Mô tả thực vật 5

1.1.2 Thành phần hóa học 6

1.1.3 Dược tính 7

1.2 Tìm hiểu về curcumin 9

1.3 Phương pháp tách biệt và tinh chế hợp chất hữu cơ 11

1.3.1 Phương pháp chiết 11

1.3.2 Phương pháp kết tinh lại 14

1.4 Tìm hiểu về HPLC (sắc kí lỏng hiệu năng cao) 17

1.4.1 Giới thiệu phương pháp HPLC 17

1.4.2 Tìm hiểu về hệ thống HPLC 17

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 2.1 Chuẩn bị dụng cụ, hóa chất, nguyên liệu 22

2.1.1 Dụng cụ 22

2.1.2 Hoá chất 22

2.1.3 Nguyên liệu 22

2.2 Thực nghiệm 23

2.2.1 Chiết curcumin 23

2.2.2 Kết tinh curcumin 24

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết tinh bằng cồn 900 25

3.2 Kết tinh bằng ñietylete 25

PHẦN KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 27

TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 PHỤ LỤC

ựiều trị vết thương, chống viêm khớp, dị ứng, nấm, chống vi khuẩn có hiệu lực

Cách ựây 5000 năm củ nghệ ựược biết ựến như một loại gia vị, thuốc gia truyền chữa ựược rất nhiều bệnh, chữa liền sẹo,Ầ Tác dụng kiềm hãm sự phát triển của tế bào ung thư và ựiều trị nhiều bệnh của nghệ là do hoạt chất trong củ nghệ gọi là curcumin Curcumin là thành phần ựặc biệt và là hoạt chất chắnh tạo nên màu vàng ựặc trưng cho

củ nghệ Trong ựó lượng curcumin chỉ chiếm khoảng 0,3 - 1% về khối lượng củ nghệ Chỉ có curcumin tự nhiên trong củ nghệ mới có khả năng phòng và chống lại sự phát triển của tế bào ung thư và các bệnh khác cao

Việt Nam là một nước nông nghiệp nhiệt ựới nóng ẩm ở vùng đông nam Châu

Á, chắnh ựiều kiện trên rất phù hợp với loại cây lấy củ như: gừng, nghệ, tỏi, hành,Ầ Trong ựó cây nghệ ựược cấy trồng rộng rãi ở một số nước tại Châu Á như Ấn độ, Trung Quốc và Việt Nam cũng không ngoại lệ Ở nước ta nói chung và tỉnh đồng Tháp nói riêng thì cây nghệ ựược trồng rất phổ biến với nhiều chủng loại ựa dạng và phong phú Với nguồn nguyên liệu dồi dào và phong phú nói trên cùng với mục ựắch là vận dụng những kiến thức ựã học cộng thêm những thao tác thắ nghiệm ựã ựược học trong các môn thực nghiệm hóa học Do ựó tôi tiến hành ly trắch curcumin từ củ nghệ vàng

với tên ựề tài khóa luận tốt nghiệp là: ỘNghiên cứu ly trắch curcumin từ củ nghệ vàngỢ

2 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu ly trắch curcumin từ củ nghệ vàng tại thành phố Cao Lãnh tỉnh đồng Tháp

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Tìm hiểu thành phần, ứng dụng của củ nghệ và hoạt chất curcumin

Nghiên cứu ly trích curcumin

Tìm hiểu về HPLC

ðịnh danh và ñịnh lượng curcumin bằng HPLC

4 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu các tài liệu có liên quan ñến ñề tài

Tự tìm tòi, tự nghiên cứu

Nghiên cứu thực nghiệm

5 ðối tượng nghiên cứu

Củ nghệ thu ñược từ cây nghệ vàng trồng tại ñịa bàn thành phố Cao Lãnh, tỉnh

ðồng Tháp

6 Lịch sử nghiên cứu

Hiện nay có rất nhiều ñề tài nghiên cứu về curcumin cũng như tác dụng của curcumin ñến ñến việc phòng chống bệnh ung thư và các bệnh về tim mạch khác,… Tuy nhiên chưa có ñề tài nào nghiên cứu ly trích curcumin từ củ nghệ vàng tại ñịa bàn thành phố Cao Lãnh tỉnh ðồng Tháp

Ở nước ngoài cũng có một số ñề tài tổng hợp thành công curcumin từ vanilin

nhưng curcumin tự nhiên trong củ nghệ thì có tác dụng cao ñối với sức khỏe con người

PHẦN NỘI DUNG

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Tìm hiểu về nghệ.[1], [2], [4], [6]

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

- Tên khoa học Curcuma longa L (Curcuma domestica Lour)

ñều nhẵn dài tới 45cm, rộng tới 18cm Cuốn lá có bẹ, cụm hoa mọc từ giữa các lá lên,

thành hình nón thưa, lá bắc hữu thụ khum hình máng rộng, ñầu tròn màu xanh lục nhạt,

lá bắc bất thụ hẹp hơn, màu hơi tím nhạt Tràng có phiến, cánh hoa ngoài màu xanh lục vàng nhạt, chia thành ba thùy, thùy trên to hơn, phiến cánh hoa trong cũng chia thành

ba thùy, 2 thùy hai bên ñứng và phẳng, thùy dưới hõm thành máng sâu Quả nang 3 ngăn, mở bằng 3 van Hạt có áo hạt

ðược trồng khắp nơi trong nước ta ñể làm gia vị và làm thuốc ngoài ra còn mọc và ñược trồng ở các nước Ấn ðộ, Inñônêxia, Campuchia, Lào, Trung Quốc, và các nước

nhiệt ñới

Nghệ thường ñược thu hoạch vào mùa thu

Hình 1.1: Thân, hoa, củ nghệ

1.1.2 Thành phần hóa học

Trong nghệ, người ta ñã phân tích ñược:

- Chất màu curcumin 0,3%- 1%, tinh thể nâu ñỏ ánh tím, không tan trong nước, tan trong rượu, ete, clorofoc, dung dịch có huỳnh quang màu xanh lục Công thức curcumin ñược xác ñịnh như sau:

+ Các chất màu vàng gọi chung là curcumin Vào ñầu thế kỉ XIX người ta ñã chiết ñược curcumin tinh thể không tan trong nước, tan trong cồn, ete, dầu béo Nhưng năm 1953 Srinivasan K R ñã chứng minh bằng sắc kí cột silic rằng ñó là hỗn hợp:

+ Curcumin chính thức (còn gọi là curcumin I) chiếm 60% ñây là một

ñixeton ñối xứng không no có thể coi như là diferuloyl-metan (axit ferulic là axit

hydroxy-4-metoxy-3-xinamic)

+ Curcumin II hay demetoxy-curcumin chiếm 24% và curcumin III hay demetoxy-curcumin chiếm 14% trong ñó 1 hay 2 hydroxyxinamic thay cho axit ferulic Nếu dùng sắc kí trên giấy sẽ thấy các chất curcumin khác nữa nhưng với lượng rất nhỏ

bis-+ Năm 1977, Nguyễn Khang (ðại học Dược Hà Nội) ñã chiết từ bột củ nghệ sau khi ñã cất lấy hết tinh dầu bằng bezen, sau ñó thu hồi dung môi trong áp lực giảm

và kết tinh bằng cồn etylic cho tới khi có ñộ chảy không thay ñổi và một vết trên sắc kí lớp mỏng ñã thu ñược 0,76 – 1,1% curcumin I tinh khiết, ñộ chảy 182 -183oC Nếu chọn củ nghệ thu vào tháng 1, tháng 2 có thể ñạt tới 1,5% curcumin

- Tinh dầu 1 – 5% có màu vàng nhạt, thơm Trong tinh dầu gồm có 25% cacbua tecpenic, chủ yếu là zingiberen và 65% xeton sespuitecpenic, các chất tumeron, curcumen C15H24 một cacbon không no

Theo hội ñồng nghiên cứu Trung ương, củ nghệ có thể chữa ñược nhiều bệnh Củ nghệ có thể chữa bệnh hen suyễn, ho, trị cảm, nghiện rượu, mụn và các bệnh ngoài da,

củ nghệ có thể giảm viêm nhiễm, trị to gan và nhiễm trùng bàng quang, rối loạn kinh

nguyệt, tăng cường sức khỏe cho tim Củ nghệ ngâm với nước và mật ong giúp lợi tiểu, hoặc nghiền nghệ với bơ ñã qua lọc sạch có thể chữa hiệu quả bệnh tiểu ñường

Ngoài ra củ nghệ còn giúp trị ñau răng và ngừa sâu răng, giảm ñau bao tử, giúp tiêu hóa và tạo cảm giác thèm ăn Nhỏ nước nghệ ñã ñun sôi vào mũi giúp chữa ñau ñầu và chứng mất ngủ

Củ nghệ không chỉ có công dụng giúp liền sẹo như nhiều người ñã biết, mà còn mang lại rất nhiều tác dụng hữu ích, ñặc biệt ñối với sức khỏe con người

Giúp giảm cân, lưu thông và lọc máu; giúp cơ thể chống lại các vi khuẩn sống ký sinh trong ruột, ñặc biệt tốt cho hệ tiêu hóa; mới ñây người ta ñã chứng minh ñược rằng

có thể sử dụng nghệ ñể chống ung thư và nghệ có khả năng kháng viêm, giảm nguy cơ nhiễm trùng; có thể dùng nghệ ñể khử trùng và làm mau lành vết thương

Khi gặp rắc rối về tiêu hóa, nghiên cứu cho thấy, nghệ có thể kích thích tiêu hóa và giải phóng các enzim tiêu hóa, phá vỡ liên kết cacbonhydrat và các chất béo Chính vì thế, trong trường hợp bị ñau bụng, một cốc trà nghệ sẽ giúp ích rất nhiều

Chất curcumin có tự nhiên trong củ nghệ từng ñược các nhà khoa học chứng minh là một chất chống oxy hóa cực mạnh có lợi cho sức khỏe, có lợi cho tim mạch, chống cholesterol và ung thư

Nghệ có thể làm giảm hàm lượng cholesterol ñộc hại trong máu và có khả năng chống lại chứng xơ vữa ñộng mạch, curcumin có trong nghệ cho phép giảm nguy cơ mắc bệnh nhồi máu cơ tim, ñặc biệt là ở những người hay ngáy ngủ Nếu chất curcumin

ñược ứng dụng thành công ñối với con người, nó sẽ mở ra một hướng ñi mới cho cách

phòng và ñiều trị bệnh nhồi máu cơ tim ñồng thời bảo vệ sức khỏe tim mạch của chúng

ta Khác với hầu hết các hợp chất tự nhiên khác với hiệu quả hạn chế, chất curcumin có tác dụng trực tiếp lên nhân tế bào bằng cách ngừa ngừa việc sản sinh quá nhiều protein bất thường Tuy nhiên, các chuyên gia cũng khuyên nên ăn nghệ ở mức ñộ vừa phải vì

có ăn quá nhiều cũng không giúp tăng hiệu quả của trị bệnh của nghệ

Curcumin có tác dụng kháng ung thư, cô lập và tiêu hủy tế bào ung thư Curcumin

là một thành phần ñặc biệt làm nên màu vàng ñặc trưng của nghệ có khả năng tiêu diệt hai loại protein trong các tế bào ung thư, các protein này chính là nguồn duy trì sự tồn

tại của chúng Nghệ cũng giúp ngăn chặn không cho tế bào ung thư lan tràn ñi khắp nơi trong cơ thể (chống di căn) Ngoài ra nghệ cũng rất an toàn và không có phản ứng phụ Các bác sĩ ở bệnh viện University of Texas MD Anderson Cancer Center, một bệnh viện chuyên về chữa trị các bệnh ung thư vào bậc lớn nhất thế giới, sau khi ñã bỏ ra nhiều năm nghiên cứu và thử nghiệm, ñều ñồng thanh xác nhận rằng: thuốc bào chế bằng củ nghệ có tác dụng trực tiếp giết chết các tế bào ung thư, ñồng thời củ nghệ cũng

là một loại chống oxi hóa cực mạnh rất công hiệu ñể chống lại sự phá hoại của gốc tự

do và giúp tăng cường hệ thống miễn nhiễm cho nên họ ñã khuyên bệnh nhân ung thư nên dùng nghệ hằng ngày

Tuy nhiên, không nên xem ñây là thần dược, vì nó chỉ có tác dụng khi uống ñều ñặn

và vừa phải trong một thời gian dài

Demetoxy curcumin + Bis-demetoxy-curcumin chiếm 14%:

Bis-demetoxy curcumin + Và một hợp chất mới phát hiện là xiclocurcumin chiếm khoảng 1%:

bị ảnh hưởng Curcumin ñược coi là chất tiêu biểu nhất cho thế hệ mới các chất chống

ung thư vừa rất hiệu lực, vừa an toàn, không gây tác dụng phụ Curcumin có khả năng loại bỏ các loại men gây ung thư như 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 ñộc hại cũng như do các loại sốc thần kinh, thể lực…, các ñộc tố hóa học (dioxin, furan…)

+ Curcumin có khả năng mạnh mẽ giải ñộc và bảo vệ gan, bảo vệ và làm tăng hồng cầu, loại bỏ cholesterol xấu, ñiều hòa huyết áp, hạ mỡ máu, ngăn chặn béo phì, xóa bỏ tàn nhang, ñồi mồi, trứng cá chống rụng tóc giúp mau chóng mọc tóc, làm cho da dẻ hồng hào, tăng cường sắc ñẹp, sức lực và cả tuổi thọ…

+ Curcumin là một trong những chất chống viêm, chống ôxi hóa ñiển hình Nó không chỉ ñiều trị ñắc lực cho các bệnh ung thư, loét dạ dày, hành tá tràng, ñại tràng, yếu gan mật, viêm gan B, C, sơ gan cổ chướng…mà còn ñiều trị vừa nhẹ nhàng vừa hiệu quả cao các bệnh rối loạn hệ miễn dịch như viêm toàn thân, viêm ña khớp, viêm lõi cầu khớp, bệnh ña sơ cứng, bệnh cứng bì, loãng xương, viêm cơ, vảy nến, ban

ñỏ hệ thống, ñau hệ tiêu hóa, rối loạn tuyến giáp, u máu, suy giảm trí nhớ,…hỗ trợ ñiều

1.3 Phương pháp tách biệt và tinh chế hợp chất hữu cơ [3]

1.3.1 Phương pháp chiết

1.3.1.1 ðịnh nghĩa

Phương pháp chiết dùng ñể tách chất ra khỏi hỗn hợp chất rắn hoặc dung dịch hoặc huyền phù bằng dung môi thích hợp ở nhiệt ñộ phòng hoặc nhiệt ñộ sôi của dung môi Cơ sở vật lí của phương pháp là dựa vào ñịnh luật phân bố Nernst:

Khi thêm một cấu tử thứ ba vào hệ dung dịch có hai cấu tử không tan hoàn toàn vào nhau hoặc tan có giới hạn thì sự hoà tan của cấu tử này vào hai cấu tử theo một tỉ lệ nhất ñịnh ở nhiệt ñộ không ñổi, gọi là hằng số phân bố Nernst K:

2 1 2

1

C

C S

S

K = =

C1, C2 là nồng ñộ của các cấu tử trong dung môi

S1, S2 là ñộ tan của hai cấu tử

Cùng một lượng dung môi ñể chiết, cần phải chia nhiều lần chiết Có thể tính

ñược lượng chất còn lại sau lần chiết thứ n dựa vào hằng số Nernst:

n

n

S kV

kV G

= 0

Gn là lượng chất còn lại sau n lần chiết

G0 là lượng chất ban ñầu có trong thể tích V

S là số ml thể tích dung môi cho vào

Như vậy, muốn Gn càng nhỏ thì n phải lớn và S phải nhỏ, nghĩa là chất ñịnh chiết ra còn lại trong ñịnh chiết ra còn lại trong dung dịch càng nhỏ thì cùng một lượng dung môi cần phải chiết nhiều lần

1.3.1.2 Lựa chọn dung môi khi chiết

Dung môi chiết phải ñảm bảo các yêu cầu sau:

- Dung môi chiết phải hòa tan chất ñịnh chiết lớn hơn dung môi cũ

- Không trộn lẫn với dung môi cũ, nghĩa là có tỉ khối khác nhiều với dung môi

1.3.1.3 Kĩ thuật chiết chất lỏng

Dụng cụ ñể chiết là phễu chiết

Trước khi chiết phải kiểm tra lại khóa và bôi vazơlin vào khóa phễu ðổ dung dịch vào phễu chiết, thêm dần dung môi vào sao cho thể tích chỉ chiếm khoảng 2/3 thể tích của phễu Lượng dung môi cho vào khoảng 1/5 ñến 1/3 thể tích dung dịch ðậy nút, một tay giữ nút và phễu, một tay giữ khóa phễu, cẩn thận lắc nhẹ và dốc lên dốc xuống phễu nhiều lần Khi lắc thường làm tăng áp suất trong phễu, do ñó phải ñể ngược phễu,

mở khóa phễu cho cân bằng với áp suất bên ngoài rồi ñóng khóa phễu, lắc mạnh tiếp khoảng 1 – 2phút Lắc xong, cặp phễu vào giá ñể yên một lúc cho phân lớp hai chất lỏng Sau ñó mở khóa phễu và tách lấy các phần khác nhau tuỳ thuộc vào tỉ khối của dung dịch Nếu lớp dưới là dung dịch cần lấy thì ñể lại một ít trong phễu, nếu lấy lớp trên thì cho chảy quá một ít chất lỏng

Khi chiết những chất dễ tạo thành nhũ tương phải chú ý lắc nhẹ Nếu nhũ tương tạo thành do một lượng kết tủa tạo thành trên bề mặt phân chia hai pha lỏng thì phải lọc, nếu do sức căng bề mặt thì thường thêm rượu etylic ñể phá sức căng bề mặt phân chia giữa hai pha

Nếu do sự khác nhau về tỉ khối của hai chất lỏng không lớn lắm thì thường thêm dung dịch NaCl bão hòa ñể tăng tỉ khối của dung dịch nước

Tốt nhất là ñể yên lắng trong một thời gian lâu

Khi chiết những chất tan trong nước nhiều hơn tan trong dung môi hữu cơ có thể dùng chiết liên tục trên dụng cụ chiết chất với tỉ khối khác nhau so với nước

Nếu chiết với chất rất ít, có thể dùng ống nghiệm hơi nhọn ñầu rồi thêm dung môi vào bằng một pipet nhỏ ðể yên cho tách lớp, dùng pipet sạch ñể tách lấy lớp dung dịch ñã hòa tan chất ñịnh chiết

1 3.1.4 Chiết các chất rắn

Phương pháp ñơn giản là ngâm chiết chất rắn trong dung môi hoặc hòa tan trong dung môi ở nhiệt ñộ thường hay ở nhiệt ñộ sôi của dung môi, sau ñó lọc hoặc gạn lấy dung dịch Muốn lấy chất từ dung dịch thì cất ñuổi dung môi ở máy cô quay chân không hoặc bằng các phương pháp thông thường Sự chiết chất trong hỗn hợp rắn phụ

thuộc nhiều vào ñộ hòa tan của các chất vào dung môi lựa chọn và bề mặt tiếp xúc của chất rắn với dung môi và nhiệt ñộ ðể tăng khả năng chiết, người ta thường phải nghiền nhỏ chất rắn rồi ngâm chiết ở nhiệt ñộ thường hoặc nhiệt ñộ sôi của dung môi

Trong phòng thí nghiệm thường chiết bằng bộ chiết Soklet ñể chiết liên tục Chất rắn ñịnh chiết ñã nghiền nhỏ ñược gói trong giấy lọc (túi vải) ñặt vào phần hình trụ trên bình cầu của máy chiết Cho dung môi vào bình cầu (tùy thuộc vào lượng chất chiết mà cho lượng dung môi khoảng 1/2 thể tích bình cầu), lắp ống sinh hàn hồi lưu ở trên rồi

ñun cho sôi dung môi Hơi dung môi bay lên và hòa tan chất rắn trong bọc giấy lọc rơi

xuống bình cầu trong ống dẫn hơi ngưng tụ Cứ như vậy nồng ñộ của chất tan trong dung môi tăng dần theo thời gian ñun hồi lưu Nếu chất tinh chế hòa tan vào dung môi thu ñược dung dịch chất tinh chế trong bình cầu, cô quay ñuổi dung môi rồi kết tủa lại chất rắn Nếu trong hỗn hợp chất rắn, các chất bẩn hòa tan vào dung môi thì phần chất rắn sẽ ñược là chất sạch Nếu chất tan là chất phụ và chất tinh chế sẽ còn lại trong bình chiết chỉ việc lấy chất rắn trong giấy lọc ra, làm khô sẽ thu ñược chất sạch

1.3.2 Phương pháp kết tinh lại

1.3.2.1 ðịnh nghĩa

ðây là phương pháp quan trọng nhất ñể tinh chế các chất rắn Cơ sở lí thuyết của

phương pháp là dựa vào sự khác nhau về ñộ tan của các chất trong một dung môi hay

hệ dung môi ở các nhiệt ñộ khác nhau, cũng như sự khác nhau về ñộ tan vào dung môi của chất tinh chế và chất bẩn ở cùng một nhiệt ñộ Quá trình chung là hòa tan chất rắn thành dung dịch bão hòa ở nhiệt ñộ sôi của dung môi và khi ñể lạnh thì chất rắn kết tinh lại dưới dạng tinh khiết

1.3.2.2 Chọn dung môi

Người ta phải chọn dung môi hay hệ dung môi thích hợp ñể hòa tan chất tinh chế

ở nhiệt ñộ sôi và không hòa tan hoặc hòa tan ít ở nhiệt ñộ lạnh, còn tạp chất thì hiện

tượng ngược lại Sau khi lọc nóng loại bỏ tạp chất thì chất rắn sẽ kết tinh lại sạch hơn

Việc lựa chọn dung môi kết tinh rất quan trọng Dung môi kết tinh phải không tương tác hóa học với chất kết tinh ở nhiệt ñộ thường cũng như ở nhiệt ñộ sôi Dung môi phải có nhiệt ñộ sôi thấp hơn nhiệt ñộ nóng chảy của chất tinh chế ít nhất là 100C