Luận án Tiến sĩ Hóa học: 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

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:186

Thêm vào BST

Báo xấu

48
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là 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. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Hóa học: 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

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 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học : GS.TS. Đào Hùng Cƣờng PGS. TS. Lê Tự Hải Đà Nẵng - Năm 2019
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cảm đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu nêu trong luận án là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào khác Ngƣời cam đoan Sesavanh MENVILAY
ii MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC 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 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2 4. Phương pháp nghiên cứu 2 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3 6. Cấu trúc của luận án 4 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 5 1. 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. 11 1.2.5. Curcuma aeruginosa Roxb. 12 1.2.6. Curcuma elata Roxb. 13 1.2.7. Curcuma pierreana Gagnep. 14 1.2.8. Curcuma cochinchinnenis Gagnep. 15
iii 1.2.9. Curcuma sp. aff. rubescens. 15 1.3. Một số loại nghệ có ở Lào 16 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 1.4. Công dụng của một số loại chi nghệ Curcuma 20 1.5. Lịch sử nghiên cứu về cây nghệ 22 1.6. Lịch sử nghiên cứu về cấu trúc của curcumin 27 1.6.1. Cấu tạo của curcumin 28 1.6.2. Tính chất vật lý của curcumin 29 1.6.3. Tính chất hóa học của curcumin 30 1.6.4. Các hoạt tính sinh học của curcumin 32 1.7. Ứng dụng curcumin 34 1.7.1. Trong ngành y 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 2.2.1. Phương pháp phân tích khối lượng 42 2.2.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 43 2.2.3. Phương pháp định danh thành phần hóa học bằng sắc ký khí ghép khối 44 phổ (SKK-KP) 2.2.4. Các phương pháp nghiên cứu tinh dầu 44 2.2.5. Các phương pháp nghiên cứu dịch chiết hữu cơ 49 2.2.6. Chiết tách curcumin bằng dung dịch KOH 51 2.2.7. Phân lập và xác định công thức cấu tọa curcumin 52
iv CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 53 3.1. Kết quả khảo sát một số chỉ tiêu hóa lý 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 55 3.2.3. Kết quả xác định thông số hóa lý tinh dầu nghệ vàng, nghệ đen và nghệ 55 trắng Lào 3.3. Xác định thành phần hóa học của tinh dầu các loại nghệ Lào 56 3.3.1. Thành phần hoá học tinh dầu nghệ vàng 56 3.3.2. Thành phần hoá học tinh dầu nghệ đen 58 3.3.3. Thành phần hoá học tinh dầu nghệ trắng 60 3.3.4. So sánh thành phần và hàm lượng trong tinh dầu các loại nghệ Lào với 65 tinh dầu cùng loại nghệ ở các nước 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 86 3.5.3. Thành phần hoá học dịch chiết dichloromethane của nghệ trắng 89 3.6. Thành phần hóa học dịch chiết ethyl acetate của nghệ Lào 95 3.6.1. Thành phần hoá học dịch chiết ethyl acetate của nghệ vàng 95 3.6.2. Thành phần hoá học dịch chiết ethyl acetate của nghệ đen 97 3.6.3. Thành phần hoá học dịch chiết ethyl acetate của nghệ trắng 99 3.7. Thành phần hóa học dịch chiết methanol của nghệ Lào 104 3.7.1. Thành phần hoá học dịch chiết methanol của nghệ vàng 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 113 3.9. Kết quả phân lập và xác định cấu trúc của curcumin từ nghệ vàng 116 3.9.1. Kết tinh thu phẩm màu 116 3.9.2. Định danh và định lượng chất màu 116 3.9.3. Phân lập và xác định công thức cấu tạo của curcumin 118 KẾT LUẬN 122 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 124 KIẾN NGHỊ 124 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO 127 PHỤ LỤC
vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AAS Quang phổ hấp thụ nguyên tử BYT Bộ Y tế BDMC Bisdemethoxycurcumin 13 C-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon C Curcuma COSY Correlated Spectroscopy DMC Demethoxycurcumin DEPT Distortionless Enhancement by Polarisation transfer d Doublet ESI-MS phổ khối ion hóa bằng bụi electron EtOH Ethanol EtOAc Ethyl acetate EsTB 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 H- NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton IR Phổ hồng ngoại J(Hz) Hằng số tương tác (NMR) KHCN Khoa học công nghệ MS Phổ khối MHz Megahertz NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
vii NXB 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) TLC Sắc ký bản mỏng TB Trung bình TPHH Thành phần hóa học TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam UV-Vis Phổ hấp thụ phân tử ppm Độ dịch chuyển hóa học
viii DANH MỤC CÁC BẢNG Ký Tên bảng 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 Lào 3.5 Kết quả xác định thông số hóa lý tinh dầu nghệ vàng, nghệ đen và 56 nghệ trắng Lào 3.6 Thành phần hóa học của tinh dầu nghệ vàng Lào 57 3.7 Thành phần hóa học tinh dầu nghệ đen Lào 58 3.8 Thành phần hóa học tinh dầu nghệ trắng Lào 60 3.9 Thành phần định danh tinh dầu của các loại nghệ Lào 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 3.14 Thành phần hóa học dịch chiết n-hexane của nghệ vàng Lào 75 3.15 Hàm lượng dịch chiết nghệ đen bằng dung môi n-hexane 76 3.16 Thành phần hóa học dịch chiết n-hexane của nghệ đen Lào 77 3.17 Hàm lượng dịch chiết nghệ trắng bằng dung môi n-hexane 78 3.18 Thành phần hóa học dịch chiết n-hexane của nghệ trắng Lào 79
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 Thành phần hóa học dịch chiết dichloromethane của nghệ đen Lào 87 3.24 Hàm lượng dịch chiết nghệ trắng bằng dung môi dichloromethane 89 3.25 Thành phần hóa học dịch chiết dichloromethane của nghệ trắng 90 Lào 3.26 Thành phần định danh dịch chiết dichloromethane của các loại 91 nghệ Lào 3.27 Hàm lượng dịch chiết nghệ vàng bằng dung môi ethyl acetate 95 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 3.33 Thành phần định danh dịch chiết ethyl acetate của các loại nghệ 101` 3.34 Hàm lượng dịch chiết nghệ vàng bằng dung môi methanol 104 3.35 Thành phần hóa học dịch chiết methanol của nghệ vàng Lào 105 3.36 Hàm lượng dịch chiết nghệ đen bằng dung môi methanol 106 3.37 Thành phần hóa học dịch chiết methanol của nghệ đen Lào 106 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 3.43 Ảnh hưởng của tỷ lệ rắn/lỏng đến mật độ quang 115 3.44 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến mật độ quang 115
x 3.45 Kết quả định lượng curcumin bằng HPLC 118 3.46 Phân tích phổ hồng ngoại (IR) của chất M1 119 3.47 Phổ 1H-NMR (MeOD, 500 MHz) của chất M1 120 3.48 Phổ 13C-NMR (MeOD, 125MHZ)của chất M1 121
xi DANH MỤC CÁC HÌNH Ký Tên hình Trang hiệu 1.1 Lá, hoa và thân rễ của Curcuma aromatica Salisb. 7 1.2 Lá , hoa và thân rễ của Curcuma longa Linn. 9 1.3 Lá, hoa và thân rễ của Curcuma zedoaria Roscoe. 10 1.4 Lá, hoa và thân rễ của Curcuma xanthorhiza Roxb. 12 1.5 Lá, hoa và thân rễ Curcuma aeruginosa Roxb. 13 1.6 Lá, hoa của Curcuma elata Roxb. 14 1.7 Lá, hoa và thân rễ của Curcuma pierreana Gagnep. 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 1.12 Lá, hoa và thân rễ của nghệ trắng Curcuma mangga Valeton & 19 Zijp. Lào 1.13 Lá, hoa và thân rễ của nghệ trắng Curcuma aromatica. Lào 19 2.1 Thân rễ nghệ vàng (Curcuma longa Linn.) Lào 40 2.2 Thân rễ nghệ đen (Curcuma aeruginosa Roxb.) Lào 40 2.3 Thân rễ nghệ trắng (Curcuma mangga Valeton &Zijp.) Lào 41 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.) 41 sau khi sơ chế
xii 2.7 Sơ đồ quy trình chiết tách tinh dầu 44 2.8 Sơ đồ chiết tách thu nhận dịch chiết hữu cơ 49 2.9 Sơ đồ chiết tách curcumin bằng dung dịch KOH 51 2.10 Sơ đồ phân lập và xác định cấu trúc curcumin từ phẩm màu kết 52 tinh nghệ vàng 3.1 Tinh dầu nghệ Lào 55 3.2 Tinh thể phẩm màu từ nghệ vàng 116 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 Từ lâu curcumin, một thành phần hóa học chính của củ nghệ, đã được biết đến như là một hoạt chất có nguồn gốc từ thực vật đóng vai trò quan trọng trong nền công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm và dược phẩm. Nghệ là một trong những loại cây rất phổ biến đã được sử dụng cách đây gần 4000 năm, bắt nguồn từ văn hóa AyerVeda tại Ấn Độ nó được thêm vào hầu hết các món ăn dù đó là thịt hay rau. Ngày nay nghệ là nguồn chất quý, có giá trị kinh tế cao. Chính vì vậy, việc nghiên cứu chiết tách xác định thành phần hóa học và xác định cấu trúc của hợp chất được tách ra từ củ nghệ có ý nghĩa vô cùng quan trọng và cần thiết. Nhiều công trình nghiên cứu ở các nước trên thế giới đã chứng minh rằng curcumin có hoạt tính sinh học cao như bảo vệ gan, giảm đau, kháng ung thư, kháng loét, kháng nấm, kháng khuẩn, chống oxy hóa [17],[35]. Do hoạt tính sinh học quý giá của chất curcumin nên việc nghiên cứu chiết tách, xác định thành phần hóa học, xác định cấu trúc và sử dụng curcumin đang được các tác giả nhiều nước tiếp tục nghiên cứu sâu hơn. Trong đó chưa có công trình nghiên cứu nào nghiên cứu sâu sắc về thân rễ cây nghệ Lào kể cả việc phân lập và xác định cấu trúc của chất curcumin trong củ nghệ Lào. Do tầm quan trọng và ứng dụng của chất curcumin về nhiều mặt, việc nghiên cứu, phân lập và xác định cấu trúc của curcumin trong củ nghệ Lào có ý nghĩa quan trọng khoa học, cũng như thực tiễn ứng dụng các loại nghệ Lào. Mặt khác, việc nghiên cứu này cũng nhằm để giúp ngành nông nghiệp và công nghiệp của Lào chủ động được việc phát triển giống nghệ, nguồn nguyên liệu curcumin trong nước, giúp người dân hiểu sâu sắc về tầm quan trọng của cây và giải quyết việc làm cho người dân, phát triển kinh tế bền vững cho địa bàn tỉnh Champasack Lào và cũng như địa bàn bốn tỉnh miền Nam Lào. Với hy vọng có thể góp một phần nhỏ vào việc giải quyết vấn đề trên, tôi đã chọn đề tài “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
2 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 nghiên cứu các hợp chất thiên nhiên, thành phần hóa học và ứng dụng của củ nghệ. - Tìm hiểu phương pháp lấy m u, chiết tách và xác định thành phần hoá học
3 các chất từ thực vật. - Tìm hiểu về các phương pháp chiết tách đạt hiệu quả cao nhất đối với các loại nghệ, xác định cấu trúc của curcumin. * Phương pháp thực nghiệm : - Phương pháp thu m u nguyên liệu, xử lý và bảo quản m u . Áp dụng các phương pháp trọng lượng, phân hủy m u phân tích để khảo sát độ ẩm, hàm lượng tro, hàm lượng kim loại nặng. - Tách tinh dầu bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn theo hơi nước. - Xác định các hằng số vật lý của tinh dầu: tỷ trọng, chỉ số khúc xạ, tỉ khối tinh dầu. - Xác định các chỉ số hóa học của tinh dầu: chỉ số axit, chỉ số este, chỉ số xà phòng hóa của tinh dầu nghệ. - Chiết tách m u trong thân rễ nghệ vàng Lào, thân rễ nghệ đen Lào và thân rễ nghệ trắng Lào khô bằng phương pháp soxhlet với dung môi n-hexane, dichlorome thane, ethyl acetate và methanol. - Nghiên cứu, khảo sát quá trình chiết các thành phần có trong thân rễ nghệ vàng Lào, thân rễ nghệ đen Lào và thân rễ nghệ trắng Lào khô với dung môi n- hexane, dichloromethane, ethyl acetate và methanol. - Nghiên cứu chiết tách curcumin bằng dung dịch KOH. - Định danh và định lượng chất màu từ nghệ vàng bằng phương pháp phổ hấp thụ phân tử (UV-Vis) và phương pháp phổ sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC). - Phân lập curcumin bằng phương pháp phương pháp sắc ký bản mỏng và phương pháp sắc ký cột. - Phương pháp phổ dể xác định cấu trúc : Phổ hồng ngoại (IR), phổ khối MS, phổ cộng hưởng từ hạt nhân một chiều (1H. NMR, 13C- NMR, DEPT) và hai chiều (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 trang, gồm có các phần: Mở đầu : 4 trang Chương 1: Tổng quan 35 trang. Chương 2: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 13 trang. Chương 3: Kết quả và thảo luận 69 trang. Kết luận và kiến nghị 15 trang
5 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1. Giới thiệu về thực vật chi Curcuma, họ gừng 1.1. Tìm hiểu về chi Curcuma, họ gừng Họ gừng ( Zingiberaceae ) là một trong các họ thực vật khá lớn, là một họ thảo mộc sống lâu năm với các thân rễ bò ngang hay tào củ trong đó nhiều loại là các loại cây cảnh, cây gia vị, hay cây thuốc quan trọng. Các thành viên quan trọng nhất của họ này là gừng, nghệ, riềng, đậu khẩu và sa nhân. Họ gừng bao gồm 47 chi và khoảng 1300 loại. Ở Việt Nam và các nước Đông Dương chi (Curcuma) gồm 19 loại. Theo tài liệu ở Bangladesh có từ 16-20 loại, ở Ấn độ, Trung Quốc và Đông dương có từ 20-25 loại, ở Malaysia có từ 16-20 loại, ở 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) 1.2. Đặc điểm thực vật, sự phân bố và thành phần hóa học của một số loại nghệ [35]. Chi nghệ (Curcuma) thuộc họ gừng (Zingiberaceae) không những là một loại thực vật thân thảo lâu năm, nó có thể đạt đến chiều cao hơn 1 mét. Cây tạo nhánh cao, hình trụ, thân rễ khỏe, nhiều thịt và có rất nhiều nhánh, thân rễ có mùi thơm, phát triển thành củ hình khối. Lá cây nghệ dài, hình mũi mác hay hình trái xoan, mọc cùng với hoa hoặc mọc sau hoa, lá có bẹ ở gốc phân biệt với nhau bằng phiến lá ở giữa. Bông của cây thường có hình trụ với một vài bông, có màu sắc đặc trưng đôi khi chỉ thưa thớt có vài bông hình trứng và không có lông. Củ nghệ có vị đắng, cay, mùi thơm hắc [5],[23]. Cây nghệ có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới Tamil Nadu, phía đông nam Ấn Độ. Người Ấn Độ dùng một loại tinh chất từ củ nghệ để rửa mắt trong việc chữa viêm kết mạc. Ngày nay, nghệ là một cây trồng quen thuộc ở khắp các nước vùng nhiệt đới : Ấn độ, Việt Nam, Lào, Trung Quốc, Indonesia, Cumpuchia, Thái Lan… Nghệ trồng thích hợp vào mùa mưa, hoặc trên đất có điều kiện đủ ẩm, hoặc dưới tán rừng thưa. Thường nghệ trồng vào mùa mưa Đông –Xuân và khi cây nghệ ngừng phát triển lá non, lá già đã bắt đầu khô ở mép, ngả vàng nhạt, đào cây nghệ thấy vỏ củ có màu vàng s m là đến lúc thu hoạch [26], [36]. 1.2.1. Curcuma aromatica Salisb. Curcuma aromatica Salisb. (Hình 1.1) còn có nhiều tên gọi khác là nghệ trắng, nghệ rừng, nghệ sùi, Trung Quốc: Yujin, Anh: Aromatic turmeric, Zellow zedoary,