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 mang lại rất nhiều tác dụng hữu ích, đặc biệt là đối với sức khỏe con người. Nghệ có tính năng chống ôxy hóa, kháng viêm cực mạnh, có khả năng ức chế các tế bào ung thư và rất nhiều tác dụng quí báu khác. Ngày nay, sản phẩm bột nghệ ngoài được sử dụng rất phổ biến như chất phụ gia còn được sử dụng trong dược phẩm. Có rất nhiều phương pháp để chế biến bột nghệ, và chắc chắn rằng các phương pháp chế biến khác nhau sẽ ảnh hưởng khác nhau đến chất lượng của bột nghệ. Nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới đã cho thấy hoạt chất curcumine có trong củ nghệ có tác dụng vô cùng hữu ích trong việc phòng chống và điều trị được nhiều căn bệnh nhưng vô cùng an toàn cho sức khỏe. Chính vì thế, curcumine 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. Việc định hình cho củ nghệ trong quá trình chế biến bột nghệ thì rất phong phú. Nhất định các phương pháp định hình khác nhau sẽ để lại kết quả khác nhau lên hàm lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine. Với nhận định trên, cùng với sự hướng dẫn của cô Lương Thị Hồng, Chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “ 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”. 1.2 Mục đích đề tài  Bước đầu xác định phương pháp định hình nguyên liệu củ nghệ cho bột nghệ có hàm lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine cao nhất.  Khảo xác phương pháp chế biến cho hàm lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine cao nhất theo 2 phương pháp luộc và không luộc trước khi tiến hành định hình và làm mất nước cho nghệ. 1.3 Yêu cầu  Xây dựng được quy trình chế biến bột nghệ từ củ nghệ nguyên liệu.  Tiến hành xác định các thông số tốt nhất để chế biến bột nghệ có hàm lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine cao nhất. Chương 2:TỔNG QUAN TÀI LIỆU 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 trồng ở các nước Ấn Độ, Inđônêxya, Cămpuchia, Lào, Trung Quốc và các nước nhiệt đới. Thu hoạch vào mùa thu. Cắt bỏ hết rễ để riêng, thân để riêng. Muốn để được lâu phải đồ hoặc hấp trong 6 – 12 giờ, sau đó đợi ráo nước, đem phơi nắng hoặc sấy khô. Thân rễ gọi là khương hoàng, rễ gọi là uất kim. 2.1.3 Thành phần hóa học trong nghệ 2.1.3.1 Các thành phần trong nghệ Trong nghệ, người ta đã phân tích được: a) Chất màu curcumin 0.3%, tinh thể nâu đỏ, ánh tím, không tan trong nước, tan trong rượu, ête, clorofoc. Tan trong axit (màu đỏ tươi), trong kiềm (màu đỏ rồi ngả tím), trong chất béo (dùng để nhuộm các chất béo). Công thức curcumin được xác định như sau: Hình 2.3: Công thức cấu tạo curcumin (Nguồn: http://vi.wikipedia.org/wiki/Curcumin) Hình 2.4: công thức cấu tạo dạng keto của curcumin (Nguồn: http://vi.wikipedia.org/wiki/Curcumin) Hình 2.5: công thức cấu tạo dạng enol của curcumin (Nguồn: http://vi.wikipedia.org/wiki/Curcumin) b) Tinh dầu 1-5% màu vàng nhạt, thơm. Trong tinh dầu có chứa curcumen (C 15 H 24 ) một carbon không no, 5% paratolymetyl cacbinol và 1% long não hữu tuyến. Hai chất sau chỉ thấy có tinh dầu Curcuma xanthorriza Roxb. c) Tinh bột, canxi oxalat, chất béo. Củ nghệ chứa 8-10% nước, 6-8% chất vô cơ, 40-50% tinh bột nhựa.( Theo R. R. Paris và H. Moyse, 1967). 2.1.3.2 Hoạt chất củ nghệ 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.  Dùng nghệ trong những bệnh về gan và đường thì thấy chóng hết đau. Nhưng trong những trường hợp sỏi mật cấp tính thì kết quả chậm, chỉ có tác dụng từ từ. Tác dụng kháng sinh M. M. Semiakin và cộng sự ( Khimia antibiotikop, xuất bản lần, 1, 278, Nga Văn) đã chứng minh curcumin I có tác dụng ngăn cản sự phát triển của vi trùng lao Mycobacterium, ngoài ra curcumin I còn có hiệu lực đối với Salmonella paratyphi, Staphyllococus aureus, nấm Trychophyton gypcum. Ngoài ra, các xeton α-β etylenic trong hệ thống vòng có khả năng khóa nhóm – SH của men, làm rối loạn chuyển hóa của men trong cơ thể vi trùng nói chung và vi trùng lao Mycobacterium tuberculosis nói riêng. Các xeton loại này có nhiều trong nghệ. (J. Pharm. Soc. Japan 1956, 76, 154-157). Độc tính của tinh dầu nghệ DL 50 của tinh dầu nghệ lên chuột nhắt trắng là 9,2 ml/kg thể trọng (Bộ môn dược lý – Đại học Quân y Hà Nội 1977). 2.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng lên chất lượng củ nghệ nguyên liệu 2.1.4.1 Cách trồng và chăm sóc nghệ Nghệ là cây trồng chủ yếu để lấy củ vì vậy khi trồng nghệ công đoạn làm đất rất quan trọng, đất cần làm tơi xốp, làm luống để củ có thể phát triển tốt. Ngoài ra việc chọn giống và bón phân cho cây cũng ảnh hưởng lên phẩm chất của củ nghệ. 2.1.4.2 Thu hoạch, bảo quản. Thường nghệ trồng vào vụ Đông - Xuân, tháng 11 - 12 (miền Nam), ở miền Bắc có thể trồng muộn hơn, và sẽ thu hoạch rải rác từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, tuỳ nhu cầu sử dụng đất mà quyết định. Khi cây nghệ ngừng phát triển lá non, lá già đã bắt đầu khô ở mép, ngả vàng nhạt, đào gốc nghệ thấy vỏ củ có màu vàng sẫm (da bóng, đầu củ cũng có màu vàng sẫm) là đến lúc thu hoạch. Thường dùng cuốc (nếu thu hoạch ít). Nếu nhiều, dùng cày cày chếch bên hàng nghệ cho bật gốc lên, nhổ lấy cả cây, rũ đất mang cả cây về, cắt lấy gốc, bỏ thân lá đi. Để nghệ vào chỗ khô ráo, mát mẻ có thể bảo quản được lâu. Chọn củ nghệ kém tiêu 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 21 H 20 O 6 .  Phân tử khối: 368,38 g/ mol.  Nhiệt độ nóng chảy: 183 o C (361K). Curcumin là tinh thể màu nâu đỏ, là hoạt chất được chiết ra từ củ nghệ vàng thuộc họ gừng. Hiện tại người ta tìm thấy curcumin tồn tại ở 4 dạng hợp chất: + Curcumin là hợp chất chính chiếm 60%: Hình 2.6: Curcumin + Demetoxy – curcumin chiếm 24% có công thức cấu tạo sau: 1 2 [...]... trong 3 giờ Sau khi ly trích xong, thu các hợp chất phenol có chứa curcumine đem cô cạn ở nhiệt độ 750C và áp suất thấp Đem phần chất rắn (các hợp chất phenol có chứa curcumine) sấy khô và cân để xác định khối lượng curcumin thu được: A= (m/mo)*100 Trong đó: A: Hàm lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine( %) m: khối lượng các hợp chât phenol có chứa curcumine thu được (g) mo: Khối lượng nguyên liệu. .. 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... http://scialert.net/fulltext/?doi=ajaps.2010.60.66&org=12 Phụ Lục A CÁC PHƯƠNG PHÁP DÙNG TRONG THÍ NGHIỆM A.1 Xác định hàm lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine Phương pháp ly trích và xác định hàm lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine Các hợp chất phenol có chứa curcumine từ bột nghệ được ly trích bằng phương pháp Soxhlet (Sơ đồ 3.2) Cân 20g bột nghệ từng loại và cho vào túi vải và gói lại Cho từng gói bột nghệ + 320 ml ethanol 960... Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng thời gian luộc lên hàm lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine có trong bột nghệ Mục đích: xác định được thời gian luộc trước khi tiến hành công đoạn làm mất nước để bột nghệ có hàm lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine cao nhất Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên một yếu tố: Yếu tố thí nghiệm: thời gian luộc nghệ  Thời gian... 700C, vận tốc gió là 1.8 m/s, ẩm độ nghệ sau sấy 7% 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 dạng định hình 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 3.5 Phương pháp xử lý số liệu Số liệu được tính toán và xử lý trên... - 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. .. thị Hình 4.1 4.2 Kết quả thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng thời gian luộc lên hàm lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine có trong bột nghệ Từ số liệu phụ lục … chúng tôi thiết lập đường cong giảm ẩm khi sấy nghệ khô sau khi đã luộc nghệ ở thời gian khác nhau như sau: Hình 4.1: Đường cong giảm ẩm sấy của nghệ luộc ở các nhiệt độ khác nhau tính theo (%wb) Qua hình 4.1 ta thấy rằng thời gian luộc nghệ. .. đích đã đích đề ra của đề tài nội dung thí nghiệm được triển khai thông qua việc thực hiện các thí nghiệm sau: Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của kích thước định hình nguyên liệu củ nghệ lên chất lượng bột nghệ sản phẩm theo 2 phương pháp luộc và không luộc trước khi tiến hành làm mất nước cho nghệ (sấy) Các chỉ tiêu khảo sát thành phẩm bột nghệ:  Ẩm độ bột  Hàm lượng curcumin Các thí nghiệm bố trí ngẫu... 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 Phương pháp tiến hành: Nguyên liệu sau xử lý được cắt với các kích thướt định hình theo các nghiệm thức đã Cố định nhiệt độ sấy... củ nghệ nguyên liệu: Nghệ sau khi mua về được vận chuyển đến phòng Kỹ Thuật Thực Phẩm Khoa Công Nghệ Thực Phẩm trường ĐH Nông Lâm Tp HCM Được làm sạch và loại bỏ toàn bộ đất cát, hư thối… nguyên liệu sử dụng để tiến hành cho thí nghiệm không để quá 24 giờ Chế biến: củ nghệ để nguyên vỏ khi chế biến Củ nghệ nguyên liệu Bảng 3.1: Bảng nguyên liệu khô ứng với nguyên liệu tươi Làm Sạch Định hình nguyên liệu . nghệ cho bột nghệ có hàm lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine cao nhất.  Khảo xác phương pháp chế biến cho hàm lượng các hợp chất phenol có chứa. nghệ lên hàm lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine trong bột nghệ thành phẩm”. 1.2 Mục đích đề tài  Bước đầu xác định phương pháp định hình nguyên liệu