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
THÀNH PHẨM
Họ và tên sinh viên: TRẦN NGUYỄN HỒNG BẢO
Ngành: BẢO QUẢN CHẾ BIẾN NÔNG SẢNTHỰC PHẨM
VÀ DINH DƯỠNG NGƯỜI
Niên khóa: 2005-2010
MỤC LỤC
MỤC LỤC 2
Chương 1: MỞ ĐẦU 2
Chương 2:TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
(Nguồn: Handbook of herbs and spices, Tập 1 Bởi K. V. Peter) 10
Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17
Chương 4 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22
Tài Liệu Tham Khảo 23
Frederick K. Goodwin,Kay R. Jamison, Manic-depressive illness: bipolar disorders
and recurrent depression, 5, 448-457(1953) 24
G. P. ELLIS – G. B. WEST, Progress in Medicinal Chemistry 10, J. Pharm. Soc.
Japan, 76, 154-157 (1956) 24
Curcumin and Omega-3 Compound May Fight Pancreatic Cancer, Archive for
January, 2009, http://www.happyhumanfoods.com/blog/2009/01/ 24
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
2.1 Cây nghệ
2.1.1 Phân loại khoa học
Hình 2.1: cây nghệ
(Nguồn:http://www.greenculturesg.com/forum/index.php?
showtopic=5743&view=new
http://www.theepochtimes.com/n2/content/view/18512/ )
Giới: Plantae
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 cam
sẫm.
Lá hình trái xoan thon nhọn ở hai đầu, hai mặt đều nhẵn dài tới 45cm, rộng tới
18cm.
Cuống lá có bẹ. Cụm hoa mọc từ giữa các lá lên, thành hình nón thưa, lá bắc hữu
thụ khum hình máng rộng, đầu 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, chia thành ba thùy,
thùy trên to hơn, phiến cánh hoa trong cũng chia ba thùy, 2 thùy hai bên đứng và
phẳng, 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 được
a) Tinh dầu 3-5% gồm 25% cacbua tecpenic, chủ yếu là zingiberen và 65% xeton
sespuitecpenic, 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 một
hỗn 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 ( axit
ferulic 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 thành
phần tương tự tinh dầu cất từ củ nghệ, do phần vỏ dày từ 0.5-1mm trong đó trọng
lượng 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 đã
được 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 10
ngày, thấy lượng galactoza giảm xuống.
chuẩn bán trước. Chọn củ nghệ giá đều để làm giống.
(http://www.vietnamgateway.org/vanhoaxa/faq/index.php?
action=article&cat_id=001006&id=987)
2.1.5 Các sản phẩm của nghệ
Củ nghệ được con người biết đến và sử dụng từ lâu. Ngày nay, với tính chất ưu
việt của mình nghệ nên được con người chế biến thành rất nhiều dạng sản phẩm:
Dược phẩm: thuốc dạng viên, dạng bột
Mỹ phẩm
Phụ gia thực phẩm
Chất màu….
Ngoài ra, Nghệ cũng được chế biến và xuất khẩu ở nhiều dạng thành phẩm khác
nhau như là bột nghệ, nghệ khô, nghệ tươi…
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
Turmeric powder 6093.7 7385.9
Turmeric oil 0.3 0.1
Turmeric oleoresin 159.0 149.1
(Nguồn: Handbook of herbs and spices, Tập 1 Bởi K. V. Peter).
2.1.6 Bột nghệ
Bảng 2.2 : Tiêu chuẩn của bột nghệ
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)
2.2 Curcumin
2.2.1 Tổng quan về curcumin
Tên IUPAC: (1E, 6E) – 1,7 – bis (4 – hydroxyl – 3 – metoxyphenyl) –
1,6- heptadien – 3,5 – dion.
Công thức phân tử: C
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 độ
cao và trong dung dịch acid, nhưng không ổn định trong những hợp chất kiềm và sự có
mặt 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 kí
hiệu 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 từng
bước các tế bào ác tính. Chúng làm vô hiệu hóa tế bào ung thư và ngăn chặn không
cho hình thành các tế bào ung thư mới. Trong khi đó, các tế bào lành tính không bị ảnh
hưởng. 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 các
loại 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 các
loại 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 lực
cho 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 trợ
điều 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 phẩm
điều trị gần 20 loại ung thư khác nhau.
Curcumin có tác dụng trên nhiều bệnh ở người. Curcumin hoạt động như một
cần ly trích mà thời gian sẽ dài hay ngắn), ta đem bình cầu có chứa dung môi và chất
cần 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 một
cột 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 sử
dụng các hạt có kích thướt nhỏ trong cột hấp phụ và làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa pha
tĩnh và các phân tử đi qua nó. Điều này sẽ tăng cường khả năng phân tích các chất có
trong hỗn hợp. Có nhiều phương pháp để nhận biết các thành phần trong hỗn hợp khi
đưa qua cột. Phương pháp hay được áp dụng là phương pháp hấp thụ tia cực tím (tia
UV). Các hợp chất hữu cơ thường hấp thụ tia UV, mỗi chất hấp thụ mạnh nhất đối với
một bước sóng nhất định. Chiếu tia UV xuyên qua dòng hỗn hợp ở đầu ra, ở phía đối
diện đặt một máy dò có thể đo mức độ hấp thụ tia UV. Từ đó có thể tính toán nồng độ
các chất. Dung môi cũng hấp thụ tia UV, vì vậy nên lựa chọn các bước sóng sao cho
thích hợp.
Kết quả ra thường gồm một dãy peak, mỗi peak đại diện cho một hợp chất trong
hỗn hợp đi qua cột hấp phụ và hấp thụ tia UV. Ta có thể điều khiển điều kiện của cột
hấp phụ và thời gian lưu để xác định sự có mặt của các hợp chất. Những tham số điều
khiển này đã được đo trước với các mẫu thử. Tuy nhiên, từ các peak này còn có thể
định lượng được các hợp chất. Từ đó có thể xác định được thời gian lưu cũng như
tương ứng giữa khối và hình ảnh của peak. Diện tích bên dưới peak ứng với số lượng
chất đi qua máy dò và diện tích có thể được nhờ máy tính nối với màn hình ( Anh
Quân, 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 do
chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu, hay nói cách khác do chênh lệch áp suất
hơi riêng phần ở bề mặt vật liệu và môi trừong xung quanh (Trương Vĩnh – Phạm
Tuấn Anh, 1999).
2.3.3.2 Biến đổi hóa lý
Khuyếch tán ẩm: Trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, ẩm khuyếch tán từ lớp ngoài
vào trong vật liệu do giãn nở vì nhiệt. Đây là thời gian ẩm gây nên độ chênh lệch các
phần khác nhau của vật liệu sấy (gradient nhiệt độ). Quá trình này được thực hiện dưới
tác dụng của nhiệt khuyếch tán và do kết quả co giãn của không khí trong các mao
quản, nhiệt chuyển dời theo hướng có nhiệt độ thấp hơn, tức là bề mặt nóng nhất bên
ngoài vào sâu trong vật liệu và kèm theo ẩm. Hiện tượng dẫn nhiệt làm cản trở chuyển
động của ẩm trong vật liệu ra ngoài bề mặt, tức là cản trở quá trình sấy.
Sau khi có hiên tượng bay hơi nước ở bề mặt, ẩm chuyển dời từ bề mặt vật liệu đến tác
nhân sấy, luợng ẩm chuyển dời đó được bù vào bằng lượng ẩm bên trong vật liệu ra
đến bề mặt, nếu không trên bề mặt vật liệu nóng quá sẽ phủ kín bằng lớp vỏ cứng,
ngăn cản quá trình thoát ẩm dẫn đến sấy khô không đều, vật liệu bị nứt.
Việc bốc hơi từ bề mặt tạo ra sự chênh lệch ẩm giữa lớp bề mặt và các lớp bên trong
vật liệu, kết quả làm ẩm chuyển từ lớp bên trong ra đến bề mặt.
Ngoài ra còn có hiện tượng chuyển pha từ lỏng sang hơi của ẩm và ảnh hưởng của hệ
keo trong quá trình sấy, tùy theo tính chất của vật liệu có chứa keo háo nước hoặc kỵ
nước. Nếu kỵ nước liên kết lỏng lẻo, dễ khuyếch tán.
Trong quá trình sấy còn có thể tạo ra lớp màng ngoài vật liệu có tính chất keo, hạn chế
sự khuyếch tán ẩm.
2.3.3.3 Biến đổi hóa học
Trong quá trình sấy, các biến đổi hóa học xảy ra theo 2 khuynh hướng:
- Tốc độ phản ứng hóa học tăng lên do nhiệt độ vật liệu tăng như phản ứng oxy hóa,
phản ứng maillard hay phản ứng melanoid là phản ứng tạo tạo màu phi enzyme của
protein giảm khả năng thích nghi với sự tách nước. Do đó người ta dùng các biện pháp
ức chế hoạt động của những phản ứng này như chần, hấp…
- Tốc độ phản ứng chậm đi do môi trường nước bị giảm dần như 1 số phản ứng thủy
phân.
Hàm ẩm giảm dần trong quá trình sấy. Thường ẩm phân bố không đều trong vật liệu
nhất là các vật liệu có kích thước lớn. Vì vậy cần làm giảm kích thước vật liệu trước
khi sấy và vật liệu đem sấy cùng chế độ nên có sự đồng đều về kích thước.
Các trang thiết bị: các trang thiết bị cần dùng trong quá trình làm thí nghiệm.
3.3 Nội dung thí nghiệm
3.3.1 Quy trình khảo nghiệm chế biến bột nghệ
3.3.1.1 Qui trình
Củ nghệ nguyên liệu
Định hình nguyên liệu
Bột thành phẩm
Làm Sạch
Luộc nghệ
Sấy khô
Nghiền mịn
Đóng gói
Để khô bề mặt
Hình 3.1: Qui trình khảo nghiệm chế biến bột nghệ
3.3.1.2 Mô tả qui trình kỹ thuật khảo nghiệm
- Nguyên liệu: chọn củ nghệ có chất lượng tốt
- Làm sạch: Củ nghệ được ngâm và rửa kỷ, loại sạch đất cát và tạp chất. Rửa
xong nghệ được tráng lại bằng nước sạch. Loại bỏ những phần bị tổn thương.
Ở đây củ nghệ được giữ nguyên vỏ.
- Định hình nguyên liệu: Củ nghệ được định hình ở nhiều dạng khác nhau như
để nguyên trạng hoặc cắt thành từng khoanh tròn có bề dày cần cho việc khảo nghiệm.
- Luộc nghệ: Củ nghệ đựợc đặt vào nồi và đổ vừa ngập nước. Nghệ được luộc
với mục đích:
Biến tính các enzyme gây ra những phản ứng không mong muốn như
ezyme nâu hóa và oxy hóa trong quá trình chế biến và tồn trữ.
Làm sạch bề mặt sản phẩm.
Loại bỏ không khí trong tế bào.
Làm cho củ nghệ có cấu trúc lỏng lẻo hơn, cắt đứt các liên kết hóa học
trong các thành phần của nghệ, giúp hấp thụ dễ dàng hơn khi sử dụng.
Giúp tốc độ sấy khô diễn ra nhanh hơn.
Thời gian C: 45 phút.
Mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần, mỗi đơn vị thí nghiệm là 0.5 kg
Số đơn vị thí nghiệm là: 3 * 3 = 9.
Phương pháp tiến hành:
Nguyên liệu sau xử lý được luộc ở khoảng thời gian khác nhau cố định chiều dày lát
cắt khoảng 2mm, tốc độ gió 1.5 m/s, ẩm độ đạt 7% wb.
cắt với các kích thướt định hình theo các nghiệm thức đã
Cố định nhiệt độ sấy là 70
0
C, vận tốc gió là 1.8 m/s, ẩm độ nghệ sau sấy 6%.
Các chỉ tiêu theo dõi:
Ẩm độ bột.
Hàm lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine
Thí nghiệm cần đạt được:
Xây dựng đường cong giảm ẩm cho từng thời gian luộc.
Xác định hàm lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine, từ đó chọn ra thời gian
luộc tốt nhất tiến hành thí nghiệm sau.
3.3.2.2 khảo sát ảnh hưởng của kích thướt định hình nguyên liệu củ nghệ đến
hàm lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine.
Mục đích thí nghiệm: Xác định được kích thướt định hình nghệ để bột nghệ có
chất lượng tốt nhất.
Bố trí thí nghiệm:
Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên 1 yếu tố:
Yếu tố thí nghiệm: Kích thước định hình nguyên liệu củ nghệ:
Kích thước định hình 1:nguyên dạng.
Kích thước định hình 2: cắt bề dày 2 mm.
Kích thước định hình 3: cắt bề dày 4 mm.
Kích thước định hình 4: cắt bề dày 6 mm.
Mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần.
Số đơn vị thí nghiệm là: 4 * 3 = 12
sấy. Trong 1 giờ đầu ta thấy khả năng giảm ẩm của nghệ luộc ở 45 phút chậm hơn luộc
40 phút nhưng đềù nhanh hơn so với nghệ không luộc. Tuy nhiên khả năng giảm ẩm
của nghệ luộc 45 phút nhanh hơn trở về sau, nghệ không luộc khả năng giảm ẩm chậm
nhất.
Tài Liệu Tham Khảo
GS. TS Đỗ Tất Lợi, Cây thuốc và vị thuốc Việt Nam, NXB ĐH Y dựơc 2004.
PGS.TS Nguyễn Thọ, Thí nghiệm công nghệ thực phẩm,
(http://www.ebook.edu.vn/?page=1.18&view=9832)
PGS. TS Hoàng Minh Châu, Công nghệ bào chế dược phẩm, NXB Giáo Dục.
PGS. TS Lê Quang Nhiệm – TS. Huỳnh Văn Hóa, Bào chế và sinh dược học
(Tập 2), NXB Giáo Dục.
GV. Nguyễn Khánh Hoàng, Các quá trình trong chế biến công nghệ thực phẩm,
Khoa công nghệ hóa, Trừờng ĐH Công Nghiệp Tp. Hồ Chí Minh.
Đào Hùng Cường & NCS Nguyễn Đình Anh, Đại học Đà Nẵng, Xác định các chất
màu có trong curcumin thô chiết xuất từ củ nghệ vàng ở miền trung, Tạp chí khoa học
http://www.nimm.org.vn
Curcuma longa - Turmeric – Monograph, Alternative Medicine Review, Sept, 2001,
http://findarticles.com/p/articles/mi_m0FDN/is_2001_Sept/ai_80532262/?
tag=content;col1.
PN Ravindran, KN Babu, K Sivaramanen, Turmeric: The genus Curcuma
(Medicinal and Aromatic Plants - Industrial Profiles), 2007-07-11 12:17.
Bharat B. Aggarwal, Ph.D, Anticancer potential of curcumin, Cytokine Research
Section, Department of Bioimmunotherapy,The University of Texas M.D. Anderson
Cancer Center, Houston, Texas, U.S.A.
Frederick K. Goodwin,Kay R. Jamison, Manic-depressive illness: bipolar disorders
and recurrent depression, 5, 448-457(1953).
G. P. ELLIS – G. B. WEST, Progress in Medicinal Chemistry 10, J. Pharm. Soc.
Japan, 76, 154-157 (1956).
Reema F. Tayyem, Dennis D. Heath, Wael K. Al-Delaimy, and Cheryl L. Rock,
Curcumin Content of Turmeric and Curry Powders, NUTRITION AND CANCER,