BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

SESAVANH MENVILAY

NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN
HÓA HỌC TRONG THÂN RỄ CỦA BA LOẠI NGHỆ:
NGHỆ VÀNG (CURCUMA LONGA LINN.), NGHỆ ĐEN
(CURCUMA AERUGINOSA ROXB.) VÀ NGHỆ TRẮNG
(CURCUMA MANGGA VALETON & ZIJP.)
THU HÁI TẠI TỈNH CHAMPASACK, LÀO

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

Đà Nẵng - Năm 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

SESAVANH MENVILAY

NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN
HÓA HỌC TRONG THÂN RỄ CỦA BA LOẠI NGHỆ:
NGHỆ VÀNG (CURCUMA LONGA LINN.), NGHỆ ĐEN
(CURCUMA AERUGINOSA ROXB.) VÀ NGHỆ TRẮNG
(CURCUMA MANGGA VALETON & ZIJP.)
THU HÁI TẠI TỈNH CHAMPASACK, LÀO
Chuyên ngành: Hóa hữu cơ
Mã số: 62440114
LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

ii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

vi

DANH MỤC CÁC BẢNG

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH

xi

MỞ ĐẦU

1

1.

Đặt vấn đề

1

2.

Mục đích nghiên cứu

2


Giới thiệu về thực vật chi Curcuma, họ gừng

5

1.1.

Tìm hiểu về chi Curcuma họ gừng

5

1.2.

Đặc điểm thực vật, sự phân bố và thành phần hóa học của một số loại

6

nghệ
1.2.1. Curcuma aromatica Salisb.

6

1.2.2. Curcuma longa Linn.

8

1.2.3. Curcumina zedoaria Roscoe.

9

1.2.4. Curcuma xanthorhiza Roxb.

1.3.1. Curcuma longa Linn. (Nghệ vàng)

17

1.3.2. Curcuma aeruginosa Roxb. (Nghệ đen)

18

1.3.3. Curcuma mangga Valeton & Zijp. (Nghệ trắng)

18

1.3.4. Curcuma aromatica. (Nghệ trắng)

19

1.3.

1.4.

Công dụng của một số loại chi nghệ Curcuma

20

1.5.

Lịch sử nghiên cứu về cây nghệ

22


34

1.7.2. Trong công nghiệp

34

1.7.3. Một số bài thuốc dân gian sử dụng trong cuộc sống

35

1.7.4. Nano Curcumin

37

CHƢƠNG 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

40

2.1.

Nguyên liệu

40

2.2.

Phương pháp nghiên cứu

42


iv

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1.

Kết quả khảo sát một số chỉ tiêu hóa lý

53
53

3.1.1. Xác định độ ẩm, hàm lượng tro của các loại nghệ Lào

53

3.1.2. Xác định hàm lượng kim loại nặng

53

3.2.

Kết quả nghiên cứu tinh dầu nghệ Lào

54

3.2.1. Chưng cất lôi cuốn theo hơi nước

54

3.2.2. Đánh giá cảm quan tinh dầu thân rễ nghệ Lào


3.4.

Thành phần hóa học dịch chiết n-hexane nghệ Lào

74

3.4.1. Thành phần hoá học dịch chiết n- hexane của nghệ vàng

74

3.4.2. Thành phần hoá học dịch chiết n-hexane của nghệ đen

76

3.4.3. Thành phần hoá học dịch chiết n-hexane của nghệ trắng

78

3.5.

Thành phần hóa học dịch chiết dichloromethane của nghệ Lào

84

3.5.1. Thành phần hoá học dịch chiết dichloromethane của nghệ vàng

84

3.5.2. Thành phần hoá học dịch chiết dichloromethane của nghệ đen


104
104


v

3.7.2. Thành phần hoá học dịch chiết methanol của nghệ đen

106

3.7.3. Thành phần hoá học dịch chiết methanol của nghệ trắng

108

3.8.

Kết quả chiết tách, xác định cấu trúc curcumin bằng phương pháp kiềm

113

hóa
3.8.1. Ảnh hưởng của một số yếu tố đến hiệu quả chiết tách curcumin
3.9.

Kết quả phân lập và xác định cấu trúc của curcumin từ nghệ vàng

113
116

3.9.1. Kết tinh thu phẩm màu


PHỤ LỤC


vi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

AAS

Quang phổ hấp thụ nguyên tử

BYT

Bộ Y tế

BDMC

Bisdemethoxycurcumin

13

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon

C-NMR

C

Curcuma


Ester trung bình

GC

Sắc ký khí

GC-MS

Sắc ký khí ghép khối phổi

HPLC

Sắc ký lỏng hiệu năng cao

HR-ESI-MS

phổ khối có độ phân giải cao

HMBC

Heteronuclear Multiple Bond Correlation

HSQC

Heteronuclear Single Quantum Coherence

1

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton



Nhà xuất bản

ppm

Phần triệu (Parts per million)

R/L

Rắn/Lỏng

Rt

Thời gian lưu

Rf

Yếu tố lưu giữ ( hệ số di chuyển )( Retention factor)

SKLM

Sắc ký lớp mỏng

SKC

Sắc ký cột

s

Singlet (NMR)


Ký

Trang

hiệu
3.1

Kết quả khảo sát độ ẩm, hàm lượng tro thân rễ các loại nghệ Lào

53

3.2

Hàm lượng một số kim loại nặng trong các loại bột nghệ Lào

54

3.3

Thể tích và hàm lượng tinh dầu các loại nghệ Lào

54

3.4

Đánh giá cảm quan tinh dầu nghệ vàng, nghệ đen và nghệ trắng

55


62

3.10

So sánh thành phần và hàm lượng trong tinh dầu thân rễ nghệ vàng

65

Champasack, Lào với tinh dầu thân rễ nghệ vàng Kon Tum, Việt
Nam
3.11

So sánh thành phần và hàm lượng trong tinh dầu thân rễ nghệ đen

67

Champasack Lào với tinh dầu thân rễ nghệ xanh (nghệ đen) Hướng
Hóa – Quảng trị và một số loại nghệ ở các nước đã công bố
3.12

So sánh thành phần chính và hàm lượng trong tinh dầu thân rễ nghệ

71

trắng Champasack, Lào với tinh dầu thân rễ nghệ trắng Malaysia
3.13

Hàm lượng dịch chiết nghệ vàng bằng dung môi n-hexane

74



ix

3.19

Thành phần định danh dịch chiết n-hexane của các loại nghệ Lào

81

3.20

Hàm lượng dịch chiết nghệ vàng bằng dung môi dichloromethane

84

3.21

Thành phần hóa học dịch chiết dichloromethane của nghệ vàng Lào

85

3.22

Hàm lượng dịch chiết nghệ đen bằng dung môi dichloromethane

87

3.23


3.28

Thành phần hóa học của dịch chiết ethyl acetate nhệ vàng Lào

96

3.29

Hàm lượng dịch chiết nghệ đen bằng dung môi ethyl acetate

97

3.30

Thành phần hóa học dịch chiết ethyl acetate nghệ đen Lào

97

3.31

Hàm lượng dịch chiết nghệ trắng bằng dung môi ethyl acetate

99

3.32

Thành phần hóa học dịch chiết ethyl acetate nghệ trắng Lào

100


3.38

Hàm lượng dịch chiết nghệ trắng bằng dung môi methanol

108

3.39

Thành phần hóa học dịch chiết methanol của nghệ trắng Lào

109

3.40

Thành phần định danh dịch chiết methanol của các loại nghệ Lào

110

3.41

Kết quả biến đổi giá trị mật độ quang theo thời gian

113

3.42

Kết quả thay đổi giá trị mật độ quang theo nồng độ KOH

114



120

3.48

Phổ 13C-NMR (MeOD, 125MHZ)của chất M1

121


xi

DANH MỤC CÁC HÌNH
Ký

Tên hình

hiệu

Trang

1.1

Lá, hoa và thân rễ của Curcuma aromatica Salisb.

7

1.2

Lá , hoa và thân rễ của Curcuma longa Linn.


15

(Ở Quảng Trị)
1.8

Lá, hoa và thân rễ của Curcuma cochinchinensis Gagnep. (Ở

15

Huế)
1.9

Một số hình ảnh về cây Curcuma sp. aff. rubescens. ở tỉnh

16

Kon Tum
1.10

Lá, hoa và thân rễ của Curcuma longa Linn. Lào

17

1.11

Lá, hoa và thân rễ nghệ đen Curcuma aeruginosa Roxb. Lào

18



2.4

Thân rễ nghệ vàng Lào (Curcuma longa Linn.) sau khi sơ chế

41

2.5

Thân rễ nghệ đen (Curcuma aeruginosa Roxb.) Lào sau khi sơ

41

chế
2.6

Thân rễ nghệ trắng Lào (Curcuma mangga Valeton & Zijp.)
sau khi sơ chế

41


xii

2.7

Sơ đồ quy trình chiết tách tinh dầu

44



3.3

Phổ UV-VIS chất màu (A) và chất curcumin chuẩn (B)

117

3.4

Sắc ký đồ HPLC định lượng curcumin từ nghệ vàng

118

3.5

Phổ hồng ngoại (IR) của chất M1

119

3.6

Công thức cấu tạo của demethoxycurcumin (DMC)

120


1

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề

aeruginosa Roxb.) và nghệ trắng (Curcuma mangga Valeton & Zijp.) thu hái
tại tỉnh Champasack, Lào” để thực hiện nội dung luận án tiến sĩ.

2. Mục đích nghiên cứu
- Xây dựng quy trình chiết tách, xác định thành phần hóa học của các loại
nghệ Champasack, Lào bằng các phương pháp khác nhau;
- Xác định hàm lượng curcumin trong một số loại nghệ Lào;
- Phân lập, xác định cấu trúc curcumin bằng phương pháp phổ.

3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
* Đối tượng nghiên cứu
- Thân rễ cây nghệ vàng (Curcuma longa Linn.), thân rễ cây nghệ đen
(Curcuma aeruginosa Roxb.) và thân rễ cây nghệ trắng (Curcuma mangga Valeton
& Zijp.) thu hái tại tỉnh Champasack, Lào.
* Phạm vi nghiên cứu
- Xác định một số chỉ tiêu hóa lý của nguyên liệu như độ ẩm, hàm lượng tro,
thành phần và hàm lượng kim loại nặng;
- Chiết tách tinh dầu thân rễ nghệ vàng Lào, nghệ đen Lào và nghệ trắng Lào
bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn theo hơi nước;
- Xác định các hằng số vật lý và chỉ số hóa học của tinh dầu thân rễ nghệ vàng
Lào, nghệ đen Lào và nghệ trắng Lào;
- Chiết tách các cấu tử hữu cơ trong bột nghệ vàng Lào, bột nghệ đen Lào và
bột nghệ trắng Lào với dung môi n-hexane, dichloromethane, ethyl acetate và
methanol.
- Chiết tách các curcumin trong bột nghệ vàng với dung dịch KOH.
- Phân lập và xác định cấu trúc curcumin từ tinh thể phẩm màu từ nghệ vàng.

4. Phƣơng pháp nghiên cứu
* Phương pháp lý thuyết :
- Thu thập, tổng hợp các tài liệu, tư liệu về nguồn nguyên liệu, phương pháp

(HSQC, HMBC, 1H-1H COSY).

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
* Ý nghĩa khoa học
- Cung cấp các thông tin khoa học về quy trình và thành phần cấu tạo một số


4

hợp chất có trong thân rễ nghệ vàng, nghệ đen và nghệ trắng Lào.
- Định hướng ứng dụng một cách khoa học các loại nghệ Lào vào công nghiệp
và cuộc sống.

* Ý nghĩa thực tiễn
Xây dựng quy trình chiết tách curcumin trong thân rễ nghệ Lào quy mô công
nghiệp, tạo nên các sản phẩm curcumin có lợi cho sức khỏe trong y học cổ truyền
và y học hiện đại, vừa góp phần làm tăng tính thẩm mỹ và nhu cầu làm đẹp đang
ngày một bùng nổ trong thời đại hiện nay. Ngoài ra, trong quá trình chiết curcumin
còn thu được sản phẩm phụ như tinh dầu nghệ, bã nghệ, không gây ô nhiễm môi
trường, sản phẩm curcumin giúp cho doanh nghiệp trong nước Lào chủ động được
nguồn nguyên liệu cũng như hạn chế nhập khẩu từ nước ngoài. Luận án này sẽ góp
phần phát triển kinh tế xã hội, khi đi vào sản xuất quy mô công nghiệp sẽ nâng cao
thu nhập và giải quyết việc làm cho nhiều lao động, cây nghệ từ một loại cây dược
liệu được trồng tự phát sẽ trở thành cây dược liệu quý được trồng tập trung trong
một địa bàn của tỉnh Champasack và các vùng phụ cận tạo công ăn việc làm cho
người dân, chuyển dịch cơ cấu cây trồng, phát triển kinh tế ở những vùng khó khăn
của Lào.

6. Cấu trúc của luận án
Luận án gồm 136

Nepal có từ 10-15 loại, ở Philippin có từ 12-15 loại, ở Thái Lan có từ 30-40 loại. Do
đó nhìn chung chưa có sự thống nhất giữa các tài liệu về số lượng các loại trong chi
(Curcuma) [38].
Theo các tài liệu [6],[7],[8] đã cho thấy ở Lào và các nước Đông Dương, chi
nghệ ( curcuma) gồm có các loại sau:
1. Curcuma aeruginosa Roxb. (Nghệ xanh, nghệ đen, ngải tím)
2. Curcuma alismatifolia Gagnep. (Nghệ lá từ cô)
3. Curcuma angustifolia Roxb. (Nghệ lá hẹp)
4. Curcuma aromatica Salisb. (Nghệ trắng, nghệ rừng)
5. Curcuma cochinchinenis Gagnep. (Nghệ Nam Bộ)
6. Curcuma elata Roxb. (Mì tinh rừng)
7. Curcuma longa Linn. (Curcuma domestica Valet.): Nghệ nhà, uất kim,
khương hoàng, nghệ vàng.
8. Curcuma gracillima Gagnep. (Nghệ mảnh)
9. Curcuma harmandii Gagnep.
10. Curcuma parviflora Wall. (Nghệ hoa nhỏ)
11. Curcuma pierreana Gagnep. (Bình tinh chét, mì tinh tàu)
12. Curcuma rubens Roxb. (Ngải tía)


6

13. Curcuma singularis Gagnep.
14. Curcuma sparganifolia Gagnep.
15. Curcuma stenochila Gagnep.
16. Curcuma thorelii Gagnep. (Nghệ Thorel)
17. Curcuma trichosantha Gagnep.
18. Curcuma xanthorhiza Roxb. (Nghệ rễ vàng)
19. Curcuma zedoaria Rosc. (Tam nại, nga truật, nghệ đen)
20. Curcuma mangga Valeton.& ZijP. ( Nghệ trắng)

thường có ở Ấn Độ, Trung Quốc, Việt Nam, Campuchia, Lào [7].

Hình 1.1 Lá, hoa và thân rễ của Curcuma aromatica Salisb. (Ảnh : Internet)
Thành phần hóa học của Curcuma aromatica Salisb.
Theo công bố kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới, thành
phần hóa học của thân rễ Curcuma aromatica Salisb. ở các nước khác nhau là
không hoàn toàn giống nhau.
Ở Việt Nam, tinh dầu thân rễ Curcuma aromatica Salisb. có thành phần chủ
yếu là các sesquiterpenoid gồm: curzerenone (38,78%), germacra- 1,4,7-trion-8-on
(11,22%),  -elemene (4,55%), humulene (2,56%)…Trong dịch chiết Curcuma
aromatica Salisb. gồm: furanodiene,  - selinene, furanodienone, curzerenone,
(E,E)-germacrone, curdione, neocurdione, curcumenol, zederone…[15],[33].
Các cấu tử chính trong tinh dầu ở Nhật Bản là curdion, germacron, 1,8- cineol,
(45,5S)- germacrone-4,5-epoxid,  -elemene và linalool. Trong khi đó các cấu tử
chính trong tinh dầu ở Ấn Độ là  - curcumene, ar- curcumene, xanthorhizol,
germacrone, camphor và curzerenone, các cấu tử chính trong tinh dầu lá loại
curcuma aromatica. ở Ấn Độ gồm p- cymene (25,2%), 1,8- cineole (24,8%) [74].


8

Thành phần chính của tinh dầu thân rễ loại Curcuma aromatica. mọc ở Thái
Lan là camphor (26,94%),  - curcumene (23,18%) và xanthorhizol (18,70%) [73].
Các hợp chất chính có trong tinh dầu thân rễ loại Curcuma aromatica Salisb. ở
Indonesia gồm ar- curcumene (18,6%),  - curcumene (25,5%), xanthorhizol
(25,7%) [50].
Theo một công bố của các nhà nghiên cứu ở Hàn Quốc, Canada và
Bangladesh thì tinh dầu của Curcuma aromatic Salisb. có thành phần chính gồm
các chất camphor (26,32%), vinyldimethylcacbinol (12,21%), caryophyllene oxide
(6,33%), cubenol (5,59%), cucumber alcohol (5,19%) [56].

Các thành phần chính là

1,8 cineole (11,2%),  -turmerone (11,1%),  -

caryophyllene (9.8%), ar-turmerone (7.3%), và  - sesquiphellandrene (7,1%) [42].
Thành phần hóa học của tinh dầu thân rễ của Curcuma longa Linn. trồng ở
Bắc miền Trung Nigeria có 22 chất, trong đó hydrocacbon sesquiterpene và các hợp
chất thơm chiếm tỷ lệ tương ứng là 24,3% và 9,9% cùng với một số hợp chất transocimene (9,8%), myrcene (7,6%), - thujene (6,7%), limonene (5,3%), và car-2-ene
(4,0%) [59].
1.2.3. Curcumina zedoaria Roscoe.
Curcuma zedoaria Roscoe. (Hình 1.3) còn có tên gọi khác là nghệ đen, nga
truật, tam nại, Amomum zedoaria Berg., Curcuma pallid Lour., Curcuma zerumbes
Roxb.
Cây thảo cao chừng 1-1.5m, có thân rễ hình nón, có khía dọc, củ tỏa ra theo
hình chân vịt, dày, nạc, màu vàng nhạt ở trong, củ già có những vòng màu đen.


10

Ngoài những củ chính ra, còn có những củ phụ có cuống trái xoan hay hình quả lê,
màu trắng. Lá có bẹ dài ở gốc, phiến hình mũi mác, dài tới 60cm, rộng 8cm, có
những đốm đỏ dọc theo gân chính, không có cuống hay có cuống ngắn. Cán hoa ở
bên cạnh thân có lá, mọc từ rễ, dài tới 20cm, thường xuất hiện trước khi ra lá. Mọc
hoang ở Himalaya, Sri Lanca và Chittagong (Ấn Độ). Ở Việt Nam mọc hoang và
thường được trồng khắp nơi từ Bắc vào Nam [7].

Hình 1.3. Lá, hoa và thân rễ của Curcuma zedoaria Roscoe. (Ảnh : Internet)
Thành phần hóa học của Curcuma zedoaria Roscoe.
Một số nghiên cứu của các nhà khoa học về thành phần hóa học của tinh dầu
thân rễ Curcuma zedoaria Roscoe. ở Việt Nam cho thấy : Thành phần bay hơi của

trồng ở Cần Thơ. Nghệ rễ vàng được dùng để trị bênh sung huyết gan, vàng da,
viêm túi mật, viêm ống mật, bí tiểu tiện, sỏi mật, tăng cholesterol huyết, lên men
ruật, bệnh đường niệu và niêm mô tế bào [7].
Thành phần chủ yếu của tinh dầu thân rễ Curcuma xanthorhiza Roxb. là
sesquiterpene:  - curcumene, ar- termerone,  -atlantone, và zanthorhizol.
Phần chiết thân rễ Curcuma xanthorhiza Roxb. với dung môi ethyl acetate thu
được sesquiterpenoid và curcuminoid. Thành phần tinh dầu Curcuma xanthorhiza
Roxb. chủ yếu chứa R-(-)-xanthorhizol (50%).
Thành phần chính của tinh dầu thân rễ loại Curcuma xanthorhiza. mọc ở Thái
Lan là 1,8 cineole (37,58%), curzenenone (13,70%), camphor (26,94%), arcurcumene (23,18%), và xanthorhizol (18,70%) [73].