Tách Curcumin Từ Củ Nghệ Vàng (Curcuma Longa): Nghiên Cứu và Ứng Dụng

Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu tốt nghiệp hóa học tách curcumin từ củ nghệ vàng curcumalongal, vận dụng lý thuyết vào thực tế, đề xuất giải pháp cụ thể cho vấn đề hóa học.

• Tác giả: Nguyễn Thanh Loan
• Người hướng dẫn: TS. Đỗ Văn Hué
• Trường học: Đại học Sư Phạm
• Chuyên ngành: Hóa học
• Đề tài: Tách Curcumin Từ Củ Nghệ Vàng
• Loại tài liệu: Khoá luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về nghệ
• 1.2. Hoa nghệ
• 1.3. Phân bố, sinh thái
• 1.4. Cách trồng
• 1.5. Bộ phận dùng
• 1.6. Dạng chế biến
• 1.7. Thành phần hoá học
• 1.8. Tác dụng dược lý
• 2. CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM
• 2.1. Tách curcumin bằng phương pháp Soxhlet
• 2.2. Kết tinh, lọc, kết tinh lại
• 2.3. Tách curcumin tinh khiết
• 2.4. Xác định nhiệt độ nóng chảy và các tính chất phổ pha sắc
• 3. CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Tách curcumin thu được từ củ nghệ
• 3.2. Sắc ký bản mỏng
• 3.3. Biện luận cấu trúc của curcumin
• 3.4. Phổ cộng hưởng từ proton NMR của curcumin
• 4. CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Tách Curcumin Từ Củ Nghệ Vàng

Curcumin, hoạt chất chính trong củ nghệ vàng (Curcuma longa), đã được nghiên cứu rộng rãi về lợi ích sức khỏe. Nghiên cứu cho thấy curcumin có khả năng kháng viêm, chống oxy hóa và hỗ trợ điều trị nhiều bệnh lý. Việc tách curcumin từ củ nghệ vàng không chỉ giúp bảo tồn các hoạt chất quý giá mà còn mở ra nhiều ứng dụng trong y học và thực phẩm.

1.1. Curcumin Là Gì Và Tại Sao Quan Trọng

Curcumin là một polyphenol có màu vàng, được chiết xuất từ củ nghệ vàng. Nó có nhiều lợi ích cho sức khỏe, bao gồm khả năng chống viêm và chống oxy hóa. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng curcumin có thể hỗ trợ điều trị bệnh Alzheimer và ung thư.

1.2. Lịch Sử Nghiên Cứu Về Curcumin

Nghiên cứu về curcumin bắt đầu từ thế kỷ 19, khi nó được phân lập lần đầu tiên. Kể từ đó, hàng trăm nghiên cứu đã chỉ ra các hoạt tính sinh học của curcumin, từ khả năng chống viêm đến tác dụng bảo vệ tế bào.

II. Vấn Đề Trong Việc Tách Curcumin Từ Củ Nghệ Vàng

Việc tách curcumin từ củ nghệ vàng gặp nhiều thách thức, bao gồm sự phân hủy của curcumin trong quá trình chiết xuất và sự khó khăn trong việc thu hồi các hợp chất tinh khiết. Các phương pháp chiết xuất truyền thống thường không hiệu quả và có thể dẫn đến tổn thất hoạt chất.

2.1. Những Thách Thức Trong Quá Trình Chiết Xuất

Quá trình chiết xuất curcumin thường gặp khó khăn do nhiệt độ cao và thời gian chiết kéo dài. Điều này có thể dẫn đến sự phân hủy của curcumin, làm giảm hiệu quả của sản phẩm cuối cùng.

2.2. Tác Động Của Các Yếu Tố Môi Trường

Các yếu tố như pH, nhiệt độ và thời gian chiết xuất có thể ảnh hưởng lớn đến hiệu suất tách curcumin. Việc tối ưu hóa các điều kiện này là rất quan trọng để đạt được sản phẩm curcumin tinh khiết.

III. Phương Pháp Tách Curcumin Hiệu Quả Từ Củ Nghệ Vàng

Có nhiều phương pháp tách curcumin từ củ nghệ vàng, bao gồm chiết xuất bằng dung môi, phương pháp Soxhlet và siêu âm. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng, và việc lựa chọn phương pháp phù hợp là rất quan trọng.

3.1. Phương Pháp Chiết Xuất Bằng Dung Môi

Chiết xuất bằng dung môi là phương pháp phổ biến nhất để tách curcumin. Dung môi như ethanol hoặc methanol thường được sử dụng để tối ưu hóa hiệu suất chiết xuất.

3.2. Phương Pháp Soxhlet Trong Tách Curcumin

Phương pháp Soxhlet cho phép chiết xuất curcumin hiệu quả hơn bằng cách sử dụng nhiệt và thời gian chiết dài. Phương pháp này giúp thu hồi curcumin với độ tinh khiết cao hơn.

3.3. Ứng Dụng Siêu Âm Trong Chiết Xuất

Phương pháp siêu âm đã được chứng minh là có thể tăng cường hiệu suất chiết xuất curcumin. Sóng siêu âm giúp phá vỡ cấu trúc tế bào, từ đó giải phóng curcumin dễ dàng hơn.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Curcumin Trong Y Học

Curcumin đã được chứng minh có nhiều ứng dụng trong y học, từ điều trị bệnh viêm đến hỗ trợ điều trị ung thư. Nghiên cứu cho thấy curcumin có thể cải thiện sức khỏe tổng thể và giảm nguy cơ mắc bệnh.

4.1. Curcumin Trong Điều Trị Viêm

Curcumin có khả năng ức chế các yếu tố gây viêm, giúp giảm triệu chứng viêm khớp và các bệnh lý viêm khác. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng curcumin có thể thay thế một số loại thuốc chống viêm.

4.2. Tác Dụng Chống Ung Thư Của Curcumin

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng curcumin có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư. Curcumin có thể làm giảm sự hình thành khối u và tăng cường hiệu quả của các phương pháp điều trị ung thư.

V. Kết Luận Về Tách Curcumin Từ Củ Nghệ Vàng

Việc tách curcumin từ củ nghệ vàng không chỉ mang lại lợi ích sức khỏe mà còn mở ra nhiều cơ hội nghiên cứu và ứng dụng trong y học. Tương lai của curcumin hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển với nhiều nghiên cứu mới.

5.1. Tương Lai Của Nghiên Cứu Curcumin

Nghiên cứu về curcumin vẫn đang tiếp tục, với nhiều ứng dụng tiềm năng trong y học và thực phẩm. Các nhà khoa học đang tìm kiếm cách tối ưu hóa quá trình chiết xuất và tăng cường hiệu quả của curcumin.

5.2. Khuyến Khích Sử Dụng Curcumin Trong Thực Phẩm

Việc sử dụng curcumin trong thực phẩm không chỉ mang lại lợi ích sức khỏe mà còn làm tăng giá trị dinh dưỡng. Khuyến khích sử dụng curcumin trong chế độ ăn uống hàng ngày có thể giúp cải thiện sức khỏe cộng đồng.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Nghệ vàng (Curcuma longa L.) là loài cây thảo thuộc họ Gừng (Zingiberaceae), từ lâu đã được sử dụng phổ biến trong y học cổ truyền và đời sống ẩm thực tại Việt Nam cũng như nhiều quốc gia châu Á. Hoạt chất tạo nên màu vàng đặc trưng và mang lại các giá trị dược lý quan trọng nhất của củ nghệ là curcumin. Các nghiên cứu hóa thực vật và y sinh học hiện đại đã chứng minh curcumin sở hữu phổ hoạt tính sinh học đa dạng: kháng viêm, kháng oxy hóa, ức chế nhiều dòng tế bào ung thư theo cơ chế kích hoạt quá trình tự hủy tế bào (apoptosis), chống đông máu, hỗ trợ bảo vệ gan, làm lành vết thương dạ dày và can thiệp ức chế các enzym chủ chốt trong quá trình nhân bản của virus HIV (như HIV-1 integrase và HIV-1 protease). Đáng chú ý, curcumin được ghi nhận không gây độc tính tế bào đối với cơ thể người ngay cả ở liều lượng sử dụng cao.

Xuất phát từ tiềm năng dược chất của nguồn dược liệu tự nhiên sẵn có trong nước, khóa luận tốt nghiệp cử nhân hóa học của tác giả Nguyễn Thanh Loan (thực hiện năm 2010 tại Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Đỗ Văn Huê và TS. Nguyễn Tiến Công) đã triển khai đề tài: "Tách curcumin từ củ nghệ vàng (Curcuma longa L.)".

Khóa luận xác định 2 nhiệm vụ nghiên cứu trọng tâm:

1. Tách và tinh chế hoạt chất curcumin từ củ nghệ vàng thu hái tại Việt Nam.
2. Nghiên cứu và biện luận cấu trúc hóa học của curcumin thu được bằng các phương pháp phổ nghiệm hiện đại.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Thân rễ củ nghệ tươi (Curcuma longa L.) trồng tại tỉnh Bình Dương, được thu hoạch vào giai đoạn tháng 1 – tháng 2.
• Phạm vi không gian và thời gian: Nghiên cứu thực nghiệm được thực hiện tại các phòng thí nghiệm chuyên ngành thuộc Khoa Hóa học – Trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh, kết hợp đo đạc phổ cộng hưởng từ hạt nhân tại Phòng phổ Cộng hưởng từ hạt nhân – Viện Hóa học (thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam), hoàn thành vào năm 2010.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và hợp phần hóa học

Khóa luận xây dựng trên nền tảng lý thuyết về hóa học các hợp chất thiên nhiên nhóm polyphenol, cụ thể là phân lớp curcuminoid có trong củ nghệ:

• Curcuminoid: Hỗn hợp chất màu tự nhiên gồm 3 thành phần chính:
  1. Curcumin (chiếm khoảng 77% tổng lượng curcuminoid): Tên danh pháp IUPAC là (1E, 6E)-1,7-bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)hepta-1,6-dien-3,5-dion (còn gọi là diferuloylmethane), công thức phân tử $\text{C}{21}\text{H}{20}\text{O}_6$, khối lượng phân tử $M = 368{,}38\text{ g/mol}$, nhiệt độ nóng chảy khoảng $179 - 183^\circ\text{C}$. Hợp chất tồn tại ở dạng hỗ biến keto-enol, trong đó dạng enol có độ bền năng lượng cao hơn ở cả pha rắn lẫn dung dịch.
  2. Demethoxycurcumin (chiếm khoảng 17%): Công thức phân tử $\text{C}{20}\text{H}{18}\text{O}_5$, $M = 338\text{ g/mol}$.
  3. Bisdemethoxycurcumin (chiếm khoảng 3%): Công thức phân tử $\text{C}{19}\text{H}{16}\text{O}_4$, $M = 308\text{ g/mol}$.
• Hóa tính đặc trưng của curcumin: Khả năng tạo phức chelate bền với các ion kim loại ($\text{Zn}^{2+}$, $\text{Sn}^{2+}$, $\text{Al}^{3+}$...) tại cầu nối $\beta$-diketon; phản ứng cộng hydro tạo các dẫn xuất dihydrocurcumin, tetrahydrocurcumin, hexahydrocurcumin; phản ứng chuyển hóa nhóm phenoxyl và methylen tạo gốc tự do bền; sự phân hủy quang hóa dưới ánh sáng tạo vanilin, acid vanilic, 4-vinylguaiacol; sự phân hủy nhanh trong môi trường kiềm thành acid ferulic, feruloylmethane và aceton; cùng các phản ứng tổng hợp dị vòng isoxazol, pyrazol khi phản ứng với hydroxylamin hoặc hydrazin.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Nghiên cứu áp dụng quy trình thực nghiệm hóa học hữu cơ chuẩn mực qua các giai đoạn:

Giai đoạn	Phương pháp / Kỹ thuật áp dụng	Thiết bị / Hóa chất sử dụng	Mục tiêu kỹ thuật
Sơ chế mẫu	Rửa, gọt vỏ, thái lát mỏng, sấy khô, xay mịn	Tủ sấy, máy xay chuyên dụng	Thu bột nghệ khô đồng nhất từ củ nghệ tươi
Trích ly	Chiết liên tục Soxhlet bằng dung môi hữu cơ	Bộ chiết Soxhlet, dung môi Ethanol	Rút kiệt curcuminoid và hoạt chất tan trong cồn từ bột nghệ
Cô đặc & Tinh chế thô	Cô quay hạ áp, kết tinh phân đoạn, lọc nóng, kết tinh lại	Máy cô quay chân không, bộ lọc hút chân không, dung môi Ethanol	Loại bớt tạp chất nhựa, dầu béo; thu nhận cao curcumin thô
Định tính	Sắc ký lớp mỏng (TLC)	Bản mỏng Silica gel 60G $\text{F}_{254}$ (Merck), hệ dung môi Dichloromethane : Methanol (98 : 2), đèn soi UV	Kiểm tra thành phần vết chất màu, xác định giá trị $R_f$
Phân lập tinh khiết	Sắc ký cột cổ điển (Column Chromatography)	Cột thủy tinh, pha tĩnh Silica gel 60G (kích thước hạt 0,04 – 0,063 mm), pha động Dichloromethane 100%	Phân tách riêng biệt curcumin đơn chất tinh khiết khỏi hỗn hợp curcuminoid
Xác định tính chất & Biện luận cấu trúc	Đo điểm nóng chảy, Phổ hồng ngoại (FT-IR), Phổ cộng hưởng từ proton ($^1\text{H-NMR}$)	- Máy đo điểm nóng chảy - Máy FTIR 8400S (Shimadzu), ép viên KBr - Máy Bruker AC 500 MHz, dung môi $\text{MeOD}$, chất chuẩn nội TMS	Xác định độ tinh khiết và chứng minh công thức cấu tạo của phân tử curcumin thu được

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Tổng quan

Chương I hệ thống hóa toàn diện các tư liệu khoa học về cây nghệ và hoạt chất curcumin:

• Thực vật học và sinh thái: Mô tả hình thái thực vật của cây nghệ vàng (Curcuma longa L.), nguồn gốc từ Ấn Độ, điều kiện sinh thái ưa ẩm, ưa sáng, khả năng thích nghi khí hậu từ vùng đồng bằng ven biển đến vùng núi cao trên 1500 m ở Việt Nam (Quản Bạ, Yên Minh, Đồng Văn). Kỹ thuật nhân giống vô tính bằng thân rễ, thời vụ trồng trọt (tháng 2 – tháng 3) và thu hoạch vào mùa đông khi thân lá tàn lụi, cho năng suất trung bình 11 – 12 tấn củ tươi/ha.
• Thành phần hóa học củ nghệ: Bên cạnh nhóm chất màu curcuminoid, thân rễ nghệ còn chứa tinh dầu (với các sesquiterpen ceton chủ chốt như arturmeron, $\alpha$-turmeron, $\beta$-turmeron, curlon, zingiberen), các polysaccharid có tính acid (Ukon A, B, C) và trung tính (Ukon D), peptid tan trong nước (turmenin), cùng các hợp chất phenol chống oxy hóa ($\text{Pry}_1$, $\text{Pry}_2\text{A}$).
• Dược lý học và ứng dụng: Tổng hợp các tác dụng sinh học theo y học cổ truyền (tính vị cay đắng, tính ấm, hành khí, phá ứ, tiêu mủ, liền sẹo) và y học thực nghiệm hiện đại (chống loét dạ dày tá tràng, giảm tiết dịch vị, kháng trực khuẩn lao, tụ cầu vàng Staphylococcus aureus, chống độc hại gan do $\text{CCl}_4$, làm giảm lipid và cholesterol toàn phần trong máu).
• Hóa học phân tử Curcumin: Đi sâu vào cấu trúc đối xứng diferuloylmethane, phổ hấp thụ cực đại (430 nm trong methanol), các phản ứng biến đổi hóa học trên nhóm hydroxyl phenol, liên kết đôi liên hợp và hệ $\beta$-diketon, cũng như các cơ chế phân hủy quang hóa và phân hủy trong môi trường kiềm ($\text{pH} > 7{,}5$).

Chương II: Thực nghiệm

Chương II trình bày chi tiết quy trình thao tác và thông số kỹ thuật thực nghiệm:

• Chuẩn bị nguyên liệu: 3 kg nghệ tươi sau khi rửa sạch đất cát, loại bỏ phần thối hỏng, cạo vỏ, thái mỏng, sấy khô và xay nhuyễn thu được 400 g bột nghệ khô.
• Trích ly Soxhlet: Đưa 400 g bột nghệ vào túi vải đặt trong trụ chiết Soxhlet, sử dụng 2 lít dung môi ethanol trong bình cầu đáy tròn, đun hồi lưu liên tục cho đến khi dung môi chảy qua trụ chiết chuyển sang màu vàng rất nhạt thì dừng quá trình.
• Cô đặc và kết tinh lại: Dịch chiết ethanol được cô quay loại bỏ dung môi thu hồi cồn và nhận được dịch cô đặc dạng sệt. Để yên cho dung dịch kết tinh, lọc hút chân không thu curcumin thô. Tiến hành kết tinh lại curcumin thô bằng cách hòa tan trong ethanol nóng, lọc nóng để tách lớp tạp chất dầu/nhựa, sau đó làm nguội từ từ để tinh thể tái kết tinh, lọc rửa tủa bằng ethanol lạnh và làm khô tự nhiên.
• Sắc ký lớp mỏng (TLC): Mẫu curcumin thô được hòa tan trong methanol, chấm lên bản mỏng silica gel 60G kích thước chuẩn, triển khai trong hệ dung môi dichloromethane : methanol (98 : 2 thể tích). Quan sát dưới ánh sáng thường và đèn tử ngoại bước sóng ngắn/dài để nhận diện 3 vết tách biệt tương ứng với 3 hợp phần curcuminoid.
• Sắc ký cột phân lập: Sử dụng 80 g silica gel 60G nạp vào cột thủy tinh, cân chính xác $m_0 = 3{,}583\text{ g}$ mẫu curcumin thô hòa tan trong lượng tối thiểu dichloromethane để nạp lên đỉnh cột. Quá trình rửa giải sử dụng hệ dung môi dichloromethane 100%. Dịch giải ly được hứng vào các bình tam giác (erlen), kiểm tra độ tinh khiết liên tục bằng TLC. Gộp các phân đoạn chứa vết đơn nhất của curcumin, cô quay thu hồi dung môi thu được tinh thể curcumin tinh khiết.
• Phân tích phổ nghiệm: Mẫu tinh khiết được đo điểm nóng chảy tại phòng thí nghiệm Hóa hữu cơ – ĐH Sư phạm TP.HCM; đo phổ hồng ngoại FT-IR (4000 – 400 $\text{cm}^{-1}$) trên máy FTIR 8400S (Shimadzu) bằng phương pháp ép viên với KBr; và đo phổ $^1\text{H-NMR}$ trên thiết bị Bruker AC 500 MHz sử dụng dung môi deutero-methanol ($\text{MeOD}$) có chất chuẩn nội tetramethylsilan (TMS).

Chương III: Kết quả và thảo luận

Chương III trình bày kết quả phân tách và phân tích dữ liệu phổ học:

• Kết quả tách chiết thô: Đánh giá định lượng quá trình chuyển dịch từ 3 kg nghệ tươi nguyên liệu ban đầu, qua công đoạn sơ chế thu 400 g bột khô và trích ly Soxhlet cho ra lượng cao curcumin thô.
• Kết quả sắc ký lớp mỏng (TLC): Xác định sự xuất hiện rõ ràng của 3 vết màu vàng nhạt trên bản mỏng silicagel với thứ tự di chuyển và giá trị $R_f$ khác nhau:
  1. Vết 1 ($R_f$ lớn nhất): Curcumin (diferuloylmethane) – thành phần phân cực kém nhất trong 3 chất do có hai nhóm $-\text{OCH}_3$.
  2. Vết 2: Demethoxycurcumin – có độ phân cực trung bình (mất 1 nhóm $-\text{OCH}_3$).
  3. Vết 3 ($R_f$ nhỏ nhất): Bisdemethoxycurcumin – phân cực mạnh nhất do không có nhóm $-\text{OCH}_3$, tương tác mạnh với pha tĩnh silica gel.
• Kết quả sắc ký cột: Quá trình rửa giải 3,583 g curcumin thô trên 80 g pha tĩnh silica gel với pha động dichloromethane 100% cho phép phân tách hoàn toàn phân đoạn curcumin tinh khiết dạng đơn chất.
• Biện luận cấu trúc hóa học của Curcumin:
  • Phổ hồng ngoại (FT-IR): Xuất hiện các dải hấp thụ đặc trưng chứng minh các nhóm chức chính: dải rộng của liên kết $\text{O}-\text{H}$ phenolic liên kết hydro, dải dao động hóa trị của nhóm carbonyl $\text{C}=\text{O}$ liên hợp trong hệ $\beta$-diketon/enol, dải dao động của liên kết đôi $\text{C}=\text{C}$ mạch hở và vòng thơm benzene, cùng tín hiệu dao động liên kết $\text{C}-\text{O}$ của nhóm methoxy ($-\text{OCH}_3$).
  • Phổ cộng hưởng từ proton ($^1\text{H-NMR}$, 500 MHz, $\text{MeOD}$): Biện luận tính đối xứng cao của phân tử curcumin. Các tín hiệu proton trên phổ phản ánh đầy đủ: proton của vòng thơm (với hệ ghép spin đặc trưng cho vị trí thế 1,3,4 trên vòng benzen: các vân bội của proton gắn tại C-2, C-5, C-6), cặp proton trans-olefinic $(-\text{CH}=\text{CH}-)$ với hằng số tương tác spin-spin $J$ lớn (khoảng 15 – 16 Hz, khẳng định cấu hình E, E), tín hiệu singlet của nhóm methoxy ($-\text{OCH}_3$) gắn trên vòng thơm, và tín hiệu proton olefinic $-\text{CH}=$ của dạng hỗ biến enol bền vững liên kết hydro nội phân tử.

Chương IV: Kết luận và đề xuất

• Kết luận: Tác giả đã hoàn thành các mục tiêu đề ra: xây dựng thành công quy trình công nghệ phòng thí nghiệm chiết tách curcumin từ nghệ vàng thu hoạch tại Bình Dương bằng phương pháp Soxhlet (dung môi ethanol), tinh chế thô bằng kết tinh lại, phân lập đơn chất bằng sắc ký cột silica gel (dung môi dichloromethane), và xác thực cấu trúc chuẩn xác của curcumin qua phổ FT-IR và $^1\text{H-NMR}$ 500 MHz.
• Đề xuất: Mở rộng nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất của curcumin (như dẫn xuất dị vòng pyrazol, isoxazol, phức chất kim loại) nhằm nâng cao hoạt tính sinh học; khảo sát tối ưu hóa dung môi chiết tách thân thiện môi trường; và nghiên cứu dạng bào chế nâng cao độ tan cùng sinh khả dụng của hoạt chất.

---

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã hệ thống hóa và lượng hóa thành công các bước trong quy trình tách chiết hóa thực vật:

Thông số thực nghiệm	Giá trị ghi nhận trong nghiên cứu
Khối lượng củ nghệ tươi nguyên liệu	3 kg (thu hái tại Bình Dương, tháng 1 – 2)
Khối lượng bột nghệ khô sau sơ chế	400 g
Dung môi trích ly Soxhlet	Ethanol (thể tích: 2 lít)
Phương pháp tinh chế thô	Kết tinh lại trong Ethanol nóng kết hợp lọc nóng loại tạp dầu
Hệ dung môi sắc ký lớp mỏng (TLC)	Dichloromethane : Methanol (98 : 2 thể tích)
Khối lượng curcumin thô nạp sắc ký cột ($m_0$)	3,583 g
Khối lượng pha tĩnh Silica gel 60G	80 g
Dung môi rửa giải sắc ký cột	Dichloromethane 100%
Kỹ thuật xác định cấu trúc	Nhiệt độ nóng chảy, Phổ FT-IR (KBr), Phổ $^1\text{H-NMR}$ (500 MHz, $\text{MeOD}$)

Đóng góp khoa học và thực tiễn:

• Khẳng định tính khả thi của quy trình chiết xuất Soxhlet kết hợp sắc ký cột cổ điển sử dụng hệ dung môi hữu cơ thông dụng để thu nhận curcumin tinh khiết từ nguồn nghệ vàng nội địa.
• Cung cấp tập dữ liệu thực nghiệm chi tiết về thông số sắc ký và dữ liệu phổ nghiệm ($^1\text{H-NMR}$ 500 MHz, FT-IR) của phân tử curcumin ở dạng tautome enol, đóng góp tài liệu tham khảo cho chuyên ngành Hóa học các hợp chất thiên nhiên.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Nghiên cứu chỉ dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm nhỏ (chiết 400 g bột nghệ khô); chưa tiến hành khảo sát tối ưu hóa đa biến các thông số chiết (như tỷ lệ dung môi, nhiệt độ, thời gian chiết tối ưu); chưa thực hiện thử nghiệm hoạt tính sinh học in vitro trực tiếp trên sản phẩm curcumin sau khi phân lập.
• Hướng nghiên cứu tiếp theo:
  • Nghiên cứu biến tính hóa học khung phân tử curcumin thu được để tổng hợp các dẫn xuất có hoạt tính sinh học cao hơn (như các dị vòng pyrazol, isoxazol hoặc phức chất nano/kim loại).
  • Khảo sát các công nghệ chiết xuất tiên tiến (chiết siêu âm, chiết vi sóng, chiết chất lỏng siêu tới hạn $\text{CO}_2$) nhằm tăng hiệu suất thu hồi và giảm thiểu dung môi hữu cơ độc hại.

---

Giá trị tham khảo

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Thanh Loan là tài liệu tham khảo chuyên môn phù hợp cho:

• Sinh viên, học viên ngành Hóa học, Hóa dược và Dược học: Cung cấp tài liệu thực hành chi tiết về kỹ thuật chiết tách Soxhlet, kỹ thuật nhồi và vận hành sắc ký cột hấp phụ pha thường (silica gel), kỹ thuật sắc ký lớp mỏng phân tích hỗn hợp polyphenol.
• Người nghiên cứu hợp chất thiên nhiên: Cung cấp khung lý thuyết tổng quan sâu sắc về hóa tính, cơ chế hỗ biến keto-enol, phản ứng tạo gốc tự do và phương pháp biện luận phổ FT-IR, $^1\text{H-NMR}$ của nhóm hợp chất curcuminoid.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận sử dụng nguồn nguyên liệu nghệ vàng từ địa phương nào và quy trình sơ chế ra sao?
Nghiên cứu sử dụng 3 kg củ nghệ tươi trồng tại tỉnh Bình Dương, thu hoạch vào tháng 1 – tháng 2. Củ nghệ tươi được rửa sạch, loại bỏ củ hỏng, gọt bỏ vỏ, thái lát mỏng, sấy khô và xay mịn, thu được 400 g bột nghệ khô làm nguyên liệu chiết tách.

2. Hỗn hợp curcuminoid trong củ nghệ gồm những hợp chất nào và tỷ lệ phân bố ra sao?
Theo cơ sở lý thuyết được tổng quan trong tài liệu, hỗn hợp curcuminoid gồm 3 chất chính: curcumin (chiếm khoảng 77%, $M = 368\text{ g/mol}$), demethoxycurcumin (chiếm khoảng 17%, $M = 338\text{ g/mol}$) và bisdemethoxycurcumin (chiếm khoảng 3%, $M = 308\text{ g/mol}$).

3. Phương pháp nào được sử dụng để phân lập curcumin tinh khiết từ hỗn hợp curcumin thô?
Tác giả sử dụng phương pháp sắc ký cột cổ điển với pha tĩnh là 80 g Silica gel 60G, nạp 3,583 g mẫu curcumin thô và dùng dung môi rửa giải là dichloromethane 100%, theo dõi các phân đoạn giải ly bằng sắc ký lớp mỏng (TLC) để gom phân đoạn curcumin đơn chất.

4. Dữ liệu phổ nào đã được sử dụng để chứng minh cấu trúc của curcumin thu được?
Cấu trúc phân tử curcumin được xác định thông qua phổ hồng ngoại FT-IR (ghi trên máy FTIR 8400S Shimadzu ép viên KBr) và phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton $^1\text{H-NMR}$ (ghi trên máy Bruker AC 500 MHz sử dụng dung môi $\text{MeOD}$ và chất chuẩn nội TMS), kết hợp với phép đo nhiệt độ nóng chảy thực nghiệm.

---

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp "Tách curcumin từ củ nghệ vàng (Curcuma longa L.)" của tác giả Nguyễn Thanh Loan đã hoàn thành trọn vẹn mục tiêu chiết xuất, tinh chế và xác định cấu trúc của hoạt chất curcumin từ nguồn củ nghệ tươi Bình Dương. Quy trình thực nghiệm được xây dựng chặt chẽ qua các bước chiết Soxhlet bằng ethanol, kết tinh phân đoạn loại tạp và tinh chế đơn chất bằng sắc ký cột silica gel. Kết quả phân tích phổ FT-IR và $^1\text{H-NMR}$ 500 MHz đã chứng minh chuẩn xác cấu trúc phân tử diferuloylmethane dạng hỗ biến enol của sản phẩm tinh chế, tạo tiền đề tư liệu khoa học hữu ích cho các nghiên cứu ứng dụng và chuyển hóa dẫn xuất tiếp theo.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIAO DLC VA DAO TAO IRUONG DALHOG SU PHAM EPHOM KHOA HOA HOC OPH KHOA LUAN TOT NGHIEP CU NHAN HOA HOC (CURCUMA LONGA Người hwéng dan khoa học: TS Đỗ Văn Hué TS Nguyễn Tiến Công Người thực hiện: Nguyễn Thanh Loan Thành pho Hồ Chí Minh 2010 Khoá luận tốt nghiệp Người hướng dẫn khoa học: TS Đỗ Văn Huê TS Nguyễn Tién Công LỜI CẢM ƠN Hoan thánh luận văn nảy, em xin chan thành cảm ơn: > Thay Đỗ Văn Huê. thay Nguyễn Tién Công đã tận tình chi bảo. hướng dẫn cùng như động viên em trong suốt quá trình thực hiện đẻ tài. > Thầy Mai Anh Hùng, thầy Nguyễn Trung Kiên.

thầy Nguyễn Thụy Vũ đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để em có thẻ hoản thành tốt luận văn. > Quý thay cô Khoa Hoá trường Đại học Sư Phạm Thành phổ Hè Chi Minh đã day dé em trong suốt quá trình học tập tại trường. Vv Cha mẹ. bạn bè đã luôn luôn động viên.

cô vũ tinh than giúp em vượt qua mọi khó khăn. Trong quá trình thực hiện dé tải không tránh khỏi những thiểu sót, rất mong được sự góp ý của thay cô và các bạn dé dé tài có thể hoàn thiện hơn. Thành phố Hô Chí Minh 2010 Nguyễn Thanh Loan B a - H o c S u - P na r T rong TE. HO-CHEMING Người thực hiện: Nguyễn Thanh Loan l Khoá luận tốt nghiệp Người hướng dẫn khoa học: TS Đỗ Van Hué TS Nguyễn Tién Công MỤC LỤC LỐI CÀ MÔN gcg i46) cB all ccc ! MUC Bộ 2s.

3 Pee EN | a a ae 4 Se “Re SE nserver ecnemmanennnenicisiaumecenmenamnne eurcmmemnnenese! 5 Lis LD Be 7 e. ốc cG TH hổ pin gục 5 ee | a ee 6 3: /Cíph |trỒN:csccecctuacitckcccsiSDi0t000023056áAic16cid00026. Bộ phận dùng.-iecee § 5; Thành phiền hot họCh(4(i0624010/4/041iL2G0000-000A/ảdcda6 9 6. TOG AU US searaeneesseeseiAAes6026 <avpabaniansesss 14 7.

Tính vị, công năng.Song GA02/009%)01/000000000000950081574040059059590547779177505/005759015 19 II. Tìm hiểu về curcumin.- s6 2 SE SZ Sex zzczzcxezzz- 24 1. EY HữNsssoeede»eebiiiooc6bbkckke6e406680x144saao4e45090609389%0/1110/ 0/2086 66s 24 áo RG UN cscrcecscsiiiiccicommmmniniiinaammnnaakinnnmaamits 24 1. ROC CU CRM GROUT cseccccecce seis ich tectum i aNacaaicaaatil 34 CHUTING Ti: THUG NGHIEMis 4k.

39 Ì SƯ ÔN: G44 2102122 22 GaNtiicctaeSes 40 N,: Tine nghi ss ee se.! HN ND ONAGOO0N6/. Trích ly curcumin bằng phương pháp Soxhiet. Kếttinh, lọc, kết tỉnh lại. Tach curcumin tỉnh khiết.

s55 5 SE 823cc zcczecsz 44 5. Xác định nhiệt độ nóng chảy vả các tính chất phỏ pase 4449ÿ924G956.006106 47 CHƯƠNG III: KET QUA VÀ THẢO LUẬN. Tach curcumin thé từ củ nghệ. 49 l- en Tia cases S7 S.

49 6c TH CUTDWNRHD SG 6L0(0(46àiti Gia 49 II. Tach curcumin tỉnh khiết. Sắc ký bản mông.s- 252 S2222222Sczecvscrrprrvrrrrrsrrrrccee 49 a ALLL 49 IH. Biện luận cầu trúc của curCumin.

Phd hồng NI 0 quan eccgneseitpnosoouec6steo¿arsooaesaeae 50 2. Phd cộng hưởng từ proton NFA cu xueseoanaueoseen 51 CHƯƠNG IV: KET LUẬN VA DE XUÁT. 54 TAL LIEU THẤM KHAÔ cua ácGkLáL2 GốcLá(202ã000%3u0i(ãi0i/A68-xags6 56 PHÙ EY 0. Gá1cit04 60016 iá66tiytAGAlbd6d2G0S0NL40iảudGk 59 Người thực hiện: Nguyễn Thanh Loan t2 Khoá luận tốt nghiệp Người hướng dẫn khoa học: TS Đỗ Văn Huê TS Nguyễn Tiến Công LỜI NÓI ĐẦU Từ xa xưa.

củ nghệ đã được biết đến như một loại gia vị. thuốc gia truyền chữa nhiều bệnh. Tác dung kim ham sự phát triển của tế bao ung thư và điều trị nhiều bệnh của nghệ là đo trong củ nghệ có hoạt chất curcumin. Curcumin lả thành phản đặc biệt va là hoạt chất chính tạo nên mau vang đặc trưng cho củ nghệ.

Nhiéu công trình nghiên cứu gan đây đã chứng tỏ curcumin có nhiều hoạt tính sinh học quan trọng như: kháng oxy hod, kháng viêm, kháng nhiều chủng tế bảo ung thư, chống đột biến. chống đông máu, chữa được một số bệnh như: Alzheimer. đặc biệt là HIV - AIDS.Mat khác curcumin lại là hoạt chat không gây độc cho người và động vật ngay cả khi ding với liễu lượng lớn. Chính vì những đặc tính trên của curcumin mà chúng tôi đã thực hiện đẻ tai: “TÁCH CURCUMIN TU CU NGHỆ VÀNG (CURCUMA LONGA L)" Nhiệm vụ chính của đẻ tài: > Tach curcumin từ củ nghệ.

> Nghiên cửu cấu trúc của curcumin thu được. 3 Người thực hiện: Nguyễn Thanh Loan 3 Khoá luận tốt nghiệp Người hướng dẫn khoa học: TS Dd Văn Hué TS Nguyễn Tiền Công CHƯƠN GI: TONG QUAN Người thực hiện: Nguyễn Thanh Loan 4 Khoá luận tết nghiệp Người hướng dẫn khoa học: TS Đỗ Văn Hué TS Nguyễn Tiến Công I. Tổng quan về nghệ Lên đồng nghĩa: Curcuma longa L. én khác: Nghệ vàng, khương hoàng, uất kim, co hem, co khan min (Thái), khing lương (Tay).

lên nước ngoài: Common turmeric, long turmeric (Anh); safran des Indes (Pháp). Mô ta Nghệ thuộc loại cây thảo, cao 0. Thân rễ to, có ngắn, phân nhánh thành nhiều cú hình bau dục, màu vàng sam đến vàng đỏ, rat thơm. Lá mọc thăng từ than rễ, gốc thuôn hẹp, đầu hơi nhọn, dai 30-40 cm, rộng 10-15cm, hai mặt nhãn cùng màu lục nhạt, mép nguyên uốn lượn, bẹ lá rộng và dài.

lục hoặc trắng nhạt, những lá gần ngọn không mang hoa hẹp hon va pha màu hồng ớ dau lá; đài có 3 răng không déu; tràng có ông đài, cánh giữa dai hơn các cánh bên, màu vàng: nhị có bao phan có cya đo một phan Idi ra của trung đới ở dưới các 6; nhị lép đài hơn các bao phan; cánh môi gan hình mắt chim, hơi chia 3 thuy; bau có lông. Người thực hiện: Nguyễn Thanh Loan 5 Khoá luận tốt nghiệp Người hướng dẫn khoa học: TS Đỗ Văn Huê TS Nguyễn Tiến Công Hoa nghệ Quả nang, 3 ô, mở bằng van; hạt có áo. Mùa hoa quả: tháng 3-5. Ở miền Nam, loài nghệ vàng (Curcuma xanthorrhiza Roxb) được dùng phô biến hơm.

Phân bố, sinh thái Nghệ có nguồn gốc nguyên thuỷ có lẽ từ Án Độ. Từ thời xa xưa, cây đã được trồng ở nhiều nơi về sau trở nên hoang đại, trước hết là ở Trung Quốc. Vào thế ky thứ 7 đến thế kỷ thứ 8, cây được du nhập sang Đông Phi; đến thé ky 13, sang vùng Tây Phi vả thế kỷ 18 người đân Jamaica mới tiếp xúc với cây nghệ. Ngày nay, nghệ là một cây trồng quen thuộc ở khắp các nước vùng nhiệt đới, từ Nam A đến Đông - Nam A và Đông A.

Ở Việt Nam, nghệ cũng được coi là một cây trồng cổ ở khắp các địa phương, từ vùng đồng bằng ven biển đến vùng núi cao trên 1500m như: một số nơi thuộc Người thực hiện: Nguyễn Thanh Loan 6 Khoá luận tết nghiệp Người hướng dẫn khoa học: TS Đổ Văn Hué TS Nguyễn Tiến Công huyện Quan Ba, Yên Minh, Déng Van.Chinh loài nghệ nay đã trở nên hoang dai hoá ở các ruộng ngõ. Nghệ là cây ưa âm. ưa sang và có thé hơi chịu bóng: cây có biên độ sinh thai rộng. thích nghi được với nhiêu kiểu vùng khí hậu khác nhau.

Từ nơi có khí hậu nhiệt đới điển hình, nhiệt độ trung binh đến 25-26°C các tính phía Nam không có mùa đông lạnh đến những nơi có khi hậu cận nhiệt đới núi cao phía bắc. nhiệt độ trung bình dưới 20°C. với mùa đông lạnh kéo dải nghệ vẫn tôn tại, sinh trưởng va phat triển tốt. Toàn bộ phản trên mặt đất tan lụi vào mùa đông ở các tỉnh phía bắc vả vào mùa khô ở các tính phía nam.

Cây mọc lại vào giữa mùa xuân, có hoa sau khi đã ra lá. Hoa mọc trên những thân của những chỗi năm trước. Những thân đã ra hoa thi năm sau không mọc lại nữa và phan thân rễ của chúng trở thành những "củ cái” già, sau | - 2 năm bị thối, cho những nhánh non nảy chdi thành các cả thể mới. Trên một cụm hoa, các hoa phía gốc nở trước vả thời gian hoa nở kéo dài 3 - 4 ngày.

Hoa tự thụ phan hoặc nhờ côn trùng. Nghệ có trừ lượng khá doi đào ở Việt Nam. Bên cạnh nguồn cung cap do trồng trong nhân dân, một số địa phương phía Bắc, nghệ mọc hoang đại hoá ước tính trữ lượng tới 1000 tấn. Người dân tộc H'Mông.cho biết nghệ mọc hoang tràn lan ở ruộng ngô hiện nay là do trồng trọt còn sót lại, toàn bộ phần thân lá và củ già khi tàn lụi là nguồn phân bón cho ngô.

Vi vay, trong quá trình canh tác, họ không loại bỏ nghệ ra khỏi ruộng ngô. Cách trồng Nghệ được trồng phỏ biến ở nhiều nơi, vừa làm gia vị vừa làm thuốc. Cây không kén đất. chịu bỏng nhưng không chịu được ung.

Những nơi có khi hậu nóng hoặc vùng mát mẻ quanh năm đều thích hợp cho việc trồng nghệ. Vào mùa đông. cấy tản lui, sang xuân lại tái sinh. Người ta trồng nghệ bang rễ củ.

Sau khi thu hoạch chọn những củ to. khoẻ, có nhiều nhánh mang mam dé riêng nơi ram mát. Trước khi trồng. tách lấy những nhánh mắm.

nặng trên dưới 10g dé làm giếng. Một hecta cần chừng | - 1.5 tấn mắm giống. Người thực hiện: Nguyễn Thanh Loan 7 Khoá luận tốt nghiệp Người hướng dẫn khoa học: TS Dd Văn Hué TS Nguyễn Tiến Công O Việt Nam. nghệ thường được trông vào cudi thang 2 đến hét tháng 3.

Chọn đất thịt nhẹ. đất pha cát hoặc đất đôi. Dat được cay bừa kỹ. Ở dat bảng, can lên thành luỗống, ở dat dốc có thé trông thánh lô.

Khoảng cách trong là 25 x 30cm hoặc 30 x 30cm. Mật độ cây trồng và phân bón có liên quan mật thiết đến năng suất nghệ. Mỗi hecta can đảm bảo trồng 110.000 cây, bón 20 - 25 tắn phân chuông. 250 - 300 kgN, 200 - 300kg P;O, va 100 - 150kg K;O.

Phân chuông, phan lân, 1/3 phân đạm vả 1/3 phân kali bon lót. Số phân đạm va kali côn lại dùng dé bón thúc vào các thời ky cây ra mâm va phát triển than lá. Có thé ding nước phan chuông. nước giải vả tro dé thay thé một phản phân đạm va kali.

Sau khi đặt mam, lắp dat sâu 3 - 5 em vả phú rom ra, tưới giữ âm. Lúc cây còn nhỏ, cần làm cỏ. Cây đã lớn có thé lan áp cỏ đại. Trong suốt quá trình sinh trưởng.

giữ cho đất luôn 4m nhưng phải tháo nước kịp thời sau khi mưa ngập. Nghệ sống khoẻ, ít bị sâu bệnh phá hoại. cần dé phòng bệnh thối củ khi bị úng. Nghệ thu hoạch vào mùa đông khi thân lá tàn lụi.

Có thể để 2 nằm, nhưng không nên thu vào lúc cây ra mim. Năng suất trung bình đạt 11 - 12 tắn củ tươi một hecta. Bộ phận dùng Thân rễ được thu hái vào tháng 8 và 9, cắt bỏ rễ dé riêng. Muốn để lâu, người ta hấp nghệ trong 6 - 12 gid, để ráo nước rồi đem phơi nắng hay sấy khô.

Trong y học cé truyền. nghệ được chế biến như sau: Dạng thái phiến: Dem nghệ thái phiến. phơi hay sấy khô. Nếu 1a củ khô thi ngắm, rửa.

ủ mềm rỏi thái phiến, phơi khô. Dang sao với giấm: Nghệ (10kg), giấm (1.