Luận án tiến sĩ: Quy trình tách chiết và đánh giá hoạt tính tinh dầu, curcumin từ nghệ vàng Curcuma Longa L. tại Bình Dương

• Tác giả: Phan Thị Hoàng Anh
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Thị Việt Hoa
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ hóa học các chất hữu cơ
• Đề tài: Nghiên cứu quy trình tách chiết, tổng hợp dẫn xuất và xác định tính chất, hoạt tính của tinh dầu và curcumin từ cây Nghệ vàng (Curcuma longa L.) Bình Dương
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về Curcumin
• 1.2. Một số tính chất hóa học của curcumin
• 1.3. Hoạt tính sinh học của Curcumin
• 1.4. Tính khả dụng sinh học của Curcumin
• 1.5. Các phương pháp cải thiện tính khả dụng sinh học của curcumin
• 1.6. Các nghiên cứu về tổng hợp và hoạt tính sinh học của dẫn xuất curcumin
• 1.6.1. Các phương pháp tổng hợp một số dẫn xuất của curcumin
• 1.6.2. Hoạt tính sinh học của các dẫn xuất curcuminoid
• 1.7. Giới thiệu về tinh dầu và các phương pháp trích ly curcuminoid và tinh dầu từ củ Nghệ vàng
• 1.7.1. Giới thiệu về tinh dầu củ Nghệ vàng (Curcuma longa L.)
• 1.7.2. Tổng quan một số nghiên cứu về trích ly curcuminoid từ củ Nghệ
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.2. Nguyên liệu, hóa chất, thiết bị
• 2.3. Nội dung thực hiện
• 2.3.1. Nghiên cứu trích ly curcuminoid và tinh dầu từ củ Nghệ vàng (Curcuma longa L.)
• 2.3.2. Nghiên cứu phân lập 3 thành phần curcumin, DMC và BDMC từ hỗn hợp curcuminoid
• 2.3.3. Tổng hợp dẫn xuất pyrazole và isoxazole của curcuminoid
• 2.3.4. Xác định hoạt tính sinh học của tinh dầu, curcuminoid và các dẫn xuất curcuminoid tổng hợp được
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ - BÀN LUẬN
• 3.1. Kết quả nghiên cứu trích ly curcuminoid và tinh dầu từ củ Nghệ vàng
• 3.1.1. Kết quả khảo sát quy trình trích ly curcuminoid và tinh dầu từ củ Nghệ vàng
• 3.1.2. Kết quả phân tích hàm lượng và thành phần tinh dầu, curcuminoid thu được bằng phương pháp GC-MS, HPLC và LC-MS
• 3.1.3. Kết quả khảo sát trích ly curcuminoid bằng phương pháp đun hồi lưu trực tiếp có sự hỗ trợ của vi sóng
• 3.2. Kết quả nghiên cứu phân lập 3 thành phần curcumin, DMC và BDMC từ hỗn hợp curcuminoid
• 3.2.1. Kết quả quá trình kết tinh lại
• 3.2.2. Kết quả sắc cột phân lập 3 thành phần curcuminoid
• 3.2.3. Kết quả xác định một số tính chất hóa học các thành phần curcuminoid
• 3.2.4. Kết quả nhận dạng và xác định cấu trúc các thành phần curcuminoid
• 3.3. Kết quả tổng hợp dẫn xuất của curcuminoid
• 3.3.1. Nhận xét chung về quá trình tổng hợp
• 3.3.2. Kết quả định danh, xác định cấu trúc các dẫn xuất
• 3.4. Kết quả khảo sát hoạt tính sinh học của tinh dầu, curcuminoid và dẫn xuất tổng hợp
• 3.4.1. Kết quả khảo sát hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm và kháng oxy hóa của tinh dầu Nghệ vàng
• 3.4.2. Kết quả khảo sát hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của curcuminoid và dẫn xuất
• 3.4.3. Kết quả khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa của curcuminoid và dẫn xuất
• 3.4.4. Kết quả khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của curcuminoid và dẫn xuất
• KẾT LUẬN
• CÁC TÀI LIỆU CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC ĐỒ THỊ
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

I. Nghiên cứu quy trình tách chiết tinh dầu và curcumin từ nghệ vàng Curcuma Longa L

Nghiên cứu này tập trung vào việc xác định quy trình tách chiết hiệu quả tinh dầu và curcumin từ củ nghệ vàng (Curcuma Longa L.) tại Bình Dương. Quy trình bao gồm các bước như trích ly, phân lập, và tinh chế các thành phần hoạt chất. Phương pháp chiết xuất kết hợp giữa đun hồi lưu và hỗ trợ vi sóng được áp dụng để tối ưu hóa hiệu suất thu hồi. Kết quả cho thấy quy trình này không chỉ giảm thiểu lượng dung môi hữu cơ mà còn đảm bảo độ tinh khiết cao của curcuminoid và tinh dầu. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc phát triển các ứng dụng công nghiệp và y học từ thảo dược này.

1.1. Phương pháp trích ly và phân lập

Quy trình trích ly được thực hiện bằng cách sử dụng dung môi ethanol và nước, kết hợp với hỗ trợ vi sóng để tăng hiệu suất. Phân lập các thành phần curcumin, demethoxycurcumin, và bisdemethoxycurcumin được thực hiện thông qua sắc ký cột. Kết quả phân tích bằng HPLC và GC-MS cho thấy hàm lượng curcuminoid đạt khoảng 2-8%, trong đó curcumin chiếm tỷ lệ cao nhất (77%).

1.2. Tối ưu hóa quy trình

Quy trình được tối ưu hóa bằng cách điều chỉnh các thông số như nhiệt độ, thời gian, và tỷ lệ dung môi. Kết quả cho thấy việc sử dụng vi sóng giúp rút ngắn thời gian trích ly từ 6 giờ xuống còn 2 giờ, đồng thời tăng hiệu suất thu hồi lên 15%. Điều này chứng minh tính khả thi của quy trình trong việc áp dụng ở quy mô công nghiệp.

II. Hoạt tính sinh học của tinh dầu và curcumin

Hoạt tính sinh học của tinh dầu và curcumin từ nghệ vàng được đánh giá thông qua các thử nghiệm kháng khuẩn, kháng nấm, kháng oxy hóa, và kháng ung thư. Kết quả cho thấy curcumin và các dẫn xuất của nó thể hiện hoạt tính mạnh trong việc ức chế sự phát triển của tế bào ung thư tuyến tiền liệt PC3. Đặc biệt, dẫn xuất 19 có hoạt tính cao gấp 38 lần so với curcumin, với chỉ số chọn lọc SI = 26, đáp ứng quy tắc số 5 của Lipinski, mở ra tiềm năng lớn trong nghiên cứu phát triển dược phẩm.

2.1. Hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm

Các thử nghiệm kháng khuẩn và kháng nấm được thực hiện trên các chủng vi khuẩn và nấm phổ biến. Kết quả cho thấy tinh dầu và curcuminoid có khả năng ức chế sự phát triển của các chủng vi khuẩn như E. coli và nấm Candida albicans. Điều này khẳng định tiềm năng của nghệ vàng trong việc phát triển các sản phẩm kháng khuẩn tự nhiên.

2.2. Hoạt tính kháng oxy hóa và kháng ung thư

Curcumin và các dẫn xuất của nó được đánh giá về hoạt tính kháng oxy hóa thông qua phương pháp DPPH. Kết quả cho thấy curcumin có khả năng trung hòa gốc tự do mạnh, với giá trị IC50 thấp. Ngoài ra, các dẫn xuất như dẫn xuất 19 thể hiện hoạt tính kháng ung thư mạnh, đặc biệt là trên dòng tế bào ung thư tuyến tiền liệt PC3, mở ra hướng nghiên cứu mới trong điều trị ung thư.

III. Ứng dụng y học và công nghiệp

Nghiên cứu này không chỉ mang lại giá trị khoa học mà còn có tiềm năng ứng dụng cao trong y học và công nghiệp. Curcumin và tinh dầu từ nghệ vàng có thể được sử dụng trong sản xuất dược phẩm, thực phẩm chức năng, và mỹ phẩm. Đặc biệt, các dẫn xuất mới được tổng hợp trong nghiên cứu này có thể trở thành các hợp chất tiềm năng trong điều trị ung thư và các bệnh liên quan đến oxy hóa.

3.1. Ứng dụng trong dược phẩm

Các dẫn xuất của curcumin như dẫn xuất 19 có tiềm năng lớn trong việc phát triển các loại thuốc kháng ung thư. Với hoạt tính mạnh và độ chọn lọc cao, các hợp chất này có thể được nghiên cứu sâu hơn để ứng dụng trong điều trị các bệnh ung thư, đặc biệt là ung thư tuyến tiền liệt.

3.2. Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm và mỹ phẩm

Tinh dầu và curcumin từ nghệ vàng có thể được sử dụng làm chất bảo quản tự nhiên, chất tạo màu, và thành phần chống oxy hóa trong thực phẩm và mỹ phẩm. Điều này không chỉ nâng cao giá trị kinh tế của nghệ vàng mà còn góp phần phát triển các sản phẩm an toàn và thân thiện với môi trường.