(024) 3553 5355
Điện thoại
irdop.quantri@gmail.com
Email to irdop.quantri@gmail.com

Đăng nhập - Tài khoản

Nghiên cứu chiết xuất và phân lập Curcumin từ nghệ vàng

            Abstract: Curcuma longa L. is a plant native to tropical areas of Asia. It is well-known not only as a common spice in all kitchens but also for theurapeutical effects. Curcumin, the main active ingredient in tumeric, has displayed powerful antioxidant and anti-inflammory activities without any significant side effects in human studies. Due to these excellent characteristics, this study is conducted to extract and to isolate pure curcumin 99%  from tumeric in order to serve medical purpose.

Keywords: Curcuma longa L., curcumin, pure, extract, isolate, tumeric

  1. Tổng quan
  2. Nghệ

Cây nghệ có tên khoa học là Curcuma longa L. (Curcuma domestica Lour.), thuộc họ Gừng Zingiberaceae.

Cây còn có tên gọi là uất kim, khương hoàng, nghệ vàng, co hem, co khán mỉn, khinh lương [1],[2].

Mô tả

Nghệ là cây thảo, thân rễ to, có ngấn, phân nhánh thành nhiều củ hình bầu dục, màu vàng sẫm đến vàng đỏ. Lá hình trái xoan thuôn ở 2 đầu, mọc thẳng từ thân rễ, 2 mặt nhẵn, mép nguyên. Cụm hoa mọc từ kễ lá thành hình nón thưa, tràng có ống dài, cánh giữa dài hơn cánh bên, nhị có bao phấn có cựa. Quả nang 3 ngăn, mở bằng 3 van, hạt có áo hạt [1],[2].

Phân bố

Nghệ phân bố khắp các nước vùng nhiệt đới, từ Nam Á, Đông Nam Á đến Đông Á. Tại Việt Nam, nghệ cũng là một cây trồng quen thuộc ở cả vùng đồng bằng ven biển đến vùng núi cao trên 1500m. Ở một số nơi thuộc huyện Quản Bạ, Yên Minh, Đông Văn, Mèo Vạc (Hà Giang); Sìn Hồ, Phong Thổ (Lai Châu), nghệ còn mọc hoang dại ở các ruộng ngô, nương rẫy [1].

Thành phần hóa học

Từ nghệ, người ta đã phân tích được 2 nhóm hoạt chất chính là tinh dầu và các chất màu (curcuminoid).

Từ đầu thế kỷ XIX, người ta đã chiết được các chất màu phenolic dạng tinh thể, không tan trong nước, tan trong cồn, ether, dầu béo. Ở Việt Nam, Nguyễn Văn Cường, Nguyễn Xuân Đàn (Viện Dược liệu) đã xác định trong củ nghệ hàm lượng hỗn hợp chất màu từ 3,5-4%. Các chất màu trong củ nghệ chủ yếu là dẫn xuất của diarylheptan. Ba chất chủ yếu là curcumin (bisferuloyl-methan), bis 4 hydroxy-cinnamoyl)–methan và 4–hydroxycinnamoyl feruloyl methan. Thực chất, curcumin là một hỗn hợp gồm curcumin I, chiếm 60%; curcumin II (monodesmethoxy–curcumin) chiếm 24% và curcumin III (didesmethoxy–curcumin) chiếm 14% trong đó 1 hay 2 acid hydroxycinamic thay cho acid ferulic [1].

Tinh dầu nghệ có thành phần chủ yếu được xác định là những sesquiterpen ceton gồm artumeron, α turmeron, β turmeron và curlon. Nhiều hợp chất terpen khác cũng được xác định có trong tinh dầu nghệ là α và β pinen, camphen, limonen, terpinen, caryophyllen, borneol, isoborneol, camphor, eugenol, cineol, curdion, curzerenon và curcumen [1].

Ngoài ra, từ củ nghệ trồng ở Ấn Độ còn phân tích được các thành phần khác gồm nước 13,1%; protein 6,3%; chất béo 5,1%; chất vô cơ 3,5%; sợi 2,6%; carbonhydrat 69,4% và caroten (tính theo vitamin A) 50 IU [1].

Ứng dụng trong y học cổ truyền [3]:

  • Về tính vị, quy kinh: vị đắng, cay ngọt, tính hàn, quy vào 3 kinh tâm, phế, can
  • Về công năng, chủ trị, nghệ có công dụng:

+ Phá tích huyết, hành huyết, giải uất thông kinh: dùng trong các trường hợp kinh nguyệt bế tắc, sau khi đẻ máu ứ đọng, nhân dân có tập quán nghệ tần gà, dùng cho phụ nữ sau đẻ để hoạt huyết, làm sạch huyết ứ, và để chống chứng huyết vậng: tức là chống chứng gây chóng mặt, hoa mắt, đau đầu choáng váng của phụ nữ sau sinh nở. Trong trường hợp huyết tích thành hòn cục của kinh nguyệt hoặc bệnh đau nhói ở vùng tim có thể giã củ nghệ, vắt lấy nước cốt uống, cũng có thể phối hợp với ngải cứu.

+ Tiêu thực, tiêu đàm: dùng khi bệnh tiêu hóa bất chất, ăn uống kém, bụng đầy, hoặc đờm não gây động kinh và các bệnh đau dạ dày, ợ chua phối hợp với kê nội kim hoặc mật lợn, mật ong.

+ Lợi mật: dùng trong các bệnh viêm gan vàng da hoặc trường hợp mật bài tiết khó khăn, phối hợp xa tiền tử, chi tử, lô căn.

+ Lợi tiểu: dùng trong các trường hợp đi tiểu buốt dắt, đái ra máu, dùng một củ nghệ, một củ hành sắc uống.

+ Giải độc giảm đau: dùng trong các bệnh mụn nhọt sang lở. Nghệ 40g, nhục quế 12g, tán nhỏ mỗi lần uống 4g, ngoài ra còn dùng trị bong gân, đau cơ, dùng nghệ vàng, ngải cứu, cúc tần lượng bằng nhau, giã nhỏ đắp bó vào chỗ sưng đau, dùng dịch cốt nghệ chấm vào vết thương cho lên da non.

  1. Curcumin
    • Cấu trúc hóa học [4]
  • Công thức phân tử: C12H20O6
  • Tên khoa học: (1E,6E)-1,7-bis-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-hepta-1,6-dien-3,5-dion
  • Trọng lượng phân tử: 368,385 g/mol
    • Tính chất lý hóa
  • Lý tính [5]:

+ Curcumin có dạng bột màu vàng cam huỳnh quang, không mùi, bền với nhiệt độ, không bền với ánh sáng. Dạng dung dịch dễ bị phân hủy bởi ánh sáng và nhiệt độ.

+ Độ tan: tan trong chất béo, ethanol, methanol, dichlormethan, acton, acid acetic và hầu như không tan trong nước ở môi trườn acid hay trung tính (độ tan < 10 mg ở 25 0C). Tan trong môi trường kiềm tạo dung dịch màu đỏ máu rồi ngả tím, tan trong môi trường acid có màu đỏ tươi.

+ Điểm chảy: 180-185 0C

  • Hóa tính [6]:

+ Phản ứng phân hủy:

Curcumin dễ bị phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng hoặc môi trường kiềm:

Dưới tác dụng của ánh sáng, curcumin phân hủy thành vanillin, acid vanillic, aldehyd ferulic, acid ferulic. Curcumin cũng không bền ngay cả khi có và không có mặt của oxy. Khi có oxy và ánh sáng, curcumin bị phân hủy tạo thành 4-vinylguaialcol và vanillin. Curcumin có thể bị vòng hóa trong điều kiện không có mặt của oxy.

Trong khoảng pH từ 7 đến 10, curcumin bị phân hủy tạo thành acid ferulic và feruloylmetan.

+ Phản ứng cộng với H2:

Curcumin có chứa hydrocarbon chưa no, phản ứng cộng hợp với H2 khi có mặt xúc tác kim loại hay oxit kim loại (Ni, PtO2) tạo thành dihydrocurrcumin, tetrahydrocurcumin và hexahydrocurcumin.

+ Phản ứng tạo phức với kim loại:

Do cấu trúc β-diceton trong môi trường trung tính hay acid nằm dưới dạng ceton – enol đối xứng và ổn định làm cho curcumin có khả năng tạo phức với nhiều kim loại khác nhau (Mn2+, Fe2+, Cu2+,…)

+ Phản ứng của nhóm OH trên vòng benzen:

Các cặp electron chưa liên kết của oxy nhóm hydroxyl liên hợp mạnh với vòng benzen làm nguyên tử H của nhóm OH linh động hơn, giải thích tính acid và khả năng phản ứng với gốc tự do của curcumin.

  • Tác dụng dược lý
  • Chống oxy hóa

Thử nghiệm trên chuột cống cho thấy curcumin trực tiếp làm giảm sản xuất oxy phản ứng (ROS) ở tế bào hồng cầu và đại thực bào phúc mạc, tác nhân gây tổn thương tế bào trong các quá trình bệnh lý có stress oxy hóa như xơ vữa động mạch và thiếu máu cơ tim. Ngoài ra, curcumin làm tăng biểu hiện và hoạt tính của HO-1 ở hem, dẫn đến thoái hóa hem tạo thành biliverdin chống oxy hóa[7]. Thí nghiệm trên động vật đái tháo đường chỉ ra curcumin ở liều rất cao (100 mg/kg) làm giảm chất phản ứng acid thiobarbituric (TBARS), peroxy hóa lipid, MDA và tăng hoạt tính các enzym chống oxy hóa như SOD, catalase (CAT), glutathion peroxidase (GPx) và glutathione-S-transferase (GST) ở hồng cầu, gan thận, tim, tụy và não. Curcumin (0–10 um/L) làm giảm glycosyl hóa glucose và peroxy hóa lipid trong stress oxy hóa gây ra do nồng độ đường huyết cao [8].

Một số nghiên cứu về tác dụng chống oxy hóa của nghệ đã được tiến hành trên người. Tuy nhiên, phần lớn mới chỉ dừng lại ở các nghiên cứu này có quy mô nhỏ, không đối chứng. Nghiên cứu của Yang và cộng sự sử dụng curcumin liều 500 mg/ngày trong 15 ngày ghi nhận curcumin làm giảm nồng độ MDA, sản phẩm của quá trình peroxy hóa lipid và làm tăng nồng độ các enzym chống oxy hóa như quinon oxidoreductase (NQO1), superoxid dismutase (SOD) và tác nhân phản ứng chống oxy hóa Nrf2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2) [8].

  • Kháng viêm, kháng virus, vi khuẩn, ký sinh trùng và kháng nấm

Curcumin thể hiện hoạt tính kháng viêm thông qua hai cơ chế: Thứ nhất là điều hòa các cytokin tiền viêm và kháng viêm thông qua ngăn chặn quá trình điều hòa lên và giảm nồng độ biểu hiện của các cytokin tiền viêm như IL-6, TNF-α và IL-1β và chemokin như IL-8, RANTES, IP-10 cũng như điều hòa lên biểu hiện gen của các cytokin kháng viêm và tăng giải phóng các yếu tố kháng viêm như IL-10, TGF-β và các chemokin CXCL16, CXCL17. Trong khi đó, cơ chế thứ hai liên quan khả năng tương tác với các con đường truyền tín hiệu viêm như NF-κB, PPAR-γ và TLR4-MD2 [9].

Phân tích meta các thử nghiệm lâm sàng, ngẫu nhiên, có đối chứng cho thấy curcumin làm giảm có ý nghĩa thống kê nồng độ protein phản ứng viêm CRP, TNF-α,  IL-6 so với nhóm chứng [8].

Ngoài ra, nhiều thử nghiệm trên động vật còn cho thấy curcumin có tác dụng kháng vi khuẩn, kháng nấm và ký sinh trùng. Nghiên cứu trên chuột nhắt dòng Swiss nhiễm P.berghei ghi nhận curcumin dùng đường uống làm giảm 90% ký sinh trùng và tăng 29% thời gian sống thêm toàn bộ [7]. Nghiên cứu trên sợi len được nhuộm curcumin cho thấy curcumin nồng độ 0,01% ức chế 70% sự phát triển của E.coliS.aureus, trong khi curcumin nồng độ 0,2% ức chế tới 95% sự phát triển của 2 vi khuẩn nói trên [10]. Không chỉ có vậy, curcumin liên hợp sinh học còn cho thấy tính chất kháng virus tác dụng trên nhiều loại virus bao gồm HIV, HSV, VSV,…[11]. Theo Martin và cộng sự, curcumin còn có hoạt tính kháng nấm trên chủng P. brasiliensis và khả năng ức chế nấm Candida ký sinh ở tế bào biểu mô khoang miệng mạnh hơn fluconazol [12].

  • Đái tháo đường

Các cytokin tiền viêm và stress oxy hóa đóng vai trò quan trọng trong bệnh sinh của đái tháo đường. Do đó, curcumin với hoạt tính chống oxy hóa và kháng viêm, trở thành một lựa chọn điều trị đái tháo đường tiềm năng. Nghiên cứu trên mô hình chuột cống gây đái tháo đường bằng alloxan và streptozotocin cho thấy curcumin đường uống làm giảm Hb, glucose, HbA1C máu, tăng nhạy cảm với insulin và giảm đường niệu. Ngoài ra, mô hình chuột đái tháo đường còn cho thấy curcumin có tác dụng chống đái tháo đường do đảo ngược tình trạng không dung nạp glucose, tăng đường huyết và giảm insulin huyết. Curcumin đường uống trên chuột béo phì và kháng insulin đã được chứng minh có hiệu quả trong giảm tình trạng không dung nạp glucose. Bên cạnh đó, curcumin có tác dụng tốt đối với sự suy giảm chức năng tế bào β đảo tụy. Curcumin làm tăng số lượng đảo tụy nhỏ và giảm xâm nhiễm bạch cầu ở đảo tụy, tăng cường chức năng của đảo tụy và giảm sự hình thành ROS tại đảo tụy. Curcumin cũng có tác dụng điều trị biến chứng của đái tháo đường thông qua biểu hiện của AMPK,  PPARγ và NF-κB [13].

  • Ngăn cản và điều trị ung thư [9]

Curcumin có tác dụng ức chế sự phát triển và tăng sinh của tế bào ung thư, cảm ứng chết theo chương trình của tế bào ung thư và ngăn cản tế bào ung thư di căn.

Thông qua việc điều hòa các con đường truyền tín hiệu và yếu tố phiên mã như NF-κB, STAT3, YAP, TAZ, BDNF, PCNA, curcumin ngăn cản sự tăng sinh của tế bào ung thư. Tác dụng này đã được chứng minh thông qua nhiều nghiên cứu in vivoin vitro trên nhiều loại ung thư như ung thư vú, ung thư biểu mô tế bào vảy vùng đầu cổ, ung thư vòm họng, ung thư cổ tử cung. Ngoài ra, việc sử dụng kết hợp curcumin với hóa chất như pacliaxel còn cho thấy tác dụng hiệp đồng chống ung thư và ức chế mạnh hơn sự phát triển của tế bào ung thư.

Curcumin và một số dẫn chất, phức hợp của curcumin có khả năng gây chết theo chương trình trên một số loại ung thư.Sự chết tế bào do curcumin sẽ dẫn đến sự thay đổi hình thái tế bào ung thư, bao gồm co rút tế bào, tế bào chất phồng bất thường, hình dạng tế bào không đều, ngoại bào hóa phosphatidylserine màng tế bào. Cơ chế gây chết tế bào của curcumin liên quan đến 1 số phân tử sinh học như Bcl-2, Bax, Bik và đường truyền tín hiệu như PI3K/Akt/mTOR, SERCA, NF-κB. Tác dụng và cơ chế gây chết tế bào theo chương trình của curcumin đã được ghi nhận trong các nghiên cứu về ung thư phổi, ung thư đại trực tràng, ung thư buồng trứng,…

Ngoài ra, một số nghiên cứu còn phát hiện curcumin có khả năng ngăn cản sự xâm lấn và di căn của tế bào ung thư thông qua ức chế các yếu tố phiên mã, cytokin viêm, protease, protein kinase và điều hòa các miARN, hứa hẹn sẽ trở thành một tác nhân điều trị ung thư hữu hiệu.

  • Bảo vệ hệ thần kinh

+ Điều trị bệnh Alzheimer (AD)

Một nghiên cứu đã chỉ ra rằng curcumin dạng nano từ tương thích sinh học có vai trò hỗ trợ trong chẩn đoán AD bằng MRI. Bên cạnh đó, sự mất cân bằng Fe3+ và Cu2+ đóng vai trò quan trọng trong bệnh sinh của AD và tích tụ Aβ được xem là dấu hiệu xác nhận của AD. Curcumin có thể gắn với Fe2+ hoặc Cu2+, do đó, làm giảm độc tính gây ra do lắng đọng amyloid beta (Aβ) trong bệnh lý của AD. Các curcuminoid cũng được chứng minh có vai trò thúc đẩy hấp thụ Aβ, từ đó loại bỏ tích tụ Aβ in vitro. Hợp chất lai giữa curcumin và melatonin, Z-CM-I-1, còn làm giảm đáng kể sự tích lũy Aβ trong vùng đồi thị và vùng vỏ não, giảm stress oxy hóa và phản ứng viêm ở bệnh AD, hứa hẹn sẽ là một tác nhân tiềm năng trong điều trị AD [13].

+ Điều trị bệnh Parkinson (PD)

Ngày càng nhiều bằng chứng cho thấy sự tích lũy protein -synuclein đóng vai trò quan trọng trong sự xuất hiện của PD. Thông qua việc điều hòa giảm tín hiệu mTOR/p70S6K và khôi phục tự thực bào quan, curcumin có thể làm giảm sự tích lũy A53T α-synuclein. Curcumin ngăn chặn α-synuclein tích tụ trong các tế bào thần kinh dopaminergic ở cả mức độ gen và mức độ biểu hiện protein, ức chế hoạt hóa tế bào hình sao, giảm lắng đọng sắt trên các tế bào thần kinh dopaminergic. Thí nghiệm trên chuột PD giảm khả năng nhận thức cho thấy curcumin làm giảm nồng độ enzym acetylcholin esterase và phục hồi sự suy giảm khả năng vận động, cải thiện chức năng nhận thức [145]. Curcumin giảm biểu hiện p-p28, giảm hoạt hóa caspase-3 và giảm hình thành quinoprotein độc hại trong các tế bào SH-SY5Y được xử lý 6-hydroxydopamine, từ đó giảm thoái hóa thần kinh do stress oxy hóa như PD [9].

  • Bảo vệ gan [9]

Curcumin có tác dụng giảm tổn thương gan do thuốc, chất thải và rượu, gan nhiễm mỡ không do rượu và xơ gan.

+ Tổn thương gan do chất thải

Chiết xuất nghệ và curcumin làm giảm stress oxy hóa gây ra do CCl4, hạ men gan (AST, ALT) và tăng nồng độ glutathion. Curcumin cũng làm giảm số lượng tế bào chết theo chương trình do tích tụ cadimi.

+ Tổn thương gan do thuốc

Thử nghiệm trên chuột đái tháo đường cho thấy curcumin làm giảm tổn thương gan do streptozotocin do làm giảm protein chỉ dấu stress lưới nội chất, giảm nhánh phụ của protein dẫn truyền tín hiệu phản ứng protein mở ra và ức chế TNF-α, IL1, phospho-p38 MAPK và ASK1 ở gan. Curcumin cũng làm giảm tổn thương gan do paracetamol do giảm tiêu thụ oxy ở màng, giảm tổng hợp ATP, giảm hoạt tính aconitase và của các phức hợp hô hấp I, III và IV.

+ Tổn thương gan do rượu

Phân tích con đường chuyển hóa cho thấy curcumin làm giảm tổn thương gan do rượu bằng cách ức chế sinh tổng hợp acid béo không bão hòa và chuyển đổi qua lại pentose và glucuronat. Thí nghiệm trên chuột uống rượu còn cho thấy curcumin có tác dụng giảm hoại tử gan phụ thuộc liều và giảm biểu hiện Nrf2 ở gan.

+ Gan nhiễm mỡ không do rượu

Curcumin đường uống có tác dụng hiệu quả ngăn chặn tiến triển của bệnh gan nhiễm mỡ không do rượu thông qua thay đổi chuyển hóa và lắng đọng tế bào CD4+. Bên cạnh đó, curcumin điều hòa hoạt động của HMGB1, TLR4 và NF-κB, dẫn đến giảm giải phóng cytokin tiền viêm; ức chế kênh TRPM2 và giảm stress oxy hóa và do đó, giảm nguy cơ mắc gan nhiễm mỡ không do rượu.

+ Xơ gan

Curcumin đã được ghi nhận làm giảm khả năng sống sót của tế bào hình sao của gan (tế bào HSC) – tế bào sợi chính có liên quan đến xơ hóa, hình thành mô sẹo trong xơ gan thông qua ức chế tăng sinh và kích thích stress lưới nội chất. Curcumin làm giảm sản xuất quá mức protein chất cơ bản ngoại bào của HSC thông qua điều hòa thụ thể CBR; ức chế sinh mạch trong xơ gan; ngăn đường truyền tín hiệu PDGF-R/ERK và mTOR, điều hòa PPAR-γ. Ngoài ra, curcumin cũng ức chế xơ hóa gan thông qua điều hòa trung gian iễn dịch miARN.

  • Bảo vệ tim mạch [7]

Thông qua khả năng ức chế chuyển hóa lipid, ngăn cản sự thay đổi EGG gây tổ thương tim, tăng cường nồng độ glutathion và kích thích thải độc gốc hydroxyl và peroxid lipid, curcumin có tác dụng bảo vệ tim mạch. Thử nghiệm trên chuột cho thấy curcumin liều 200 mg/kg có tác dụng làm giảm đoạn ST tăng và giam tình trạng nhịp nhanh gây ra do adriamycin. Bên cạnh đó, curcumin có khả năng ức chế HAT, tác nhân hoạt hóa biểu hiện gen trong bệnh cơ tim phì đại và protein hoạt hóa yếu tố phiên mã P300. Nghiên cứu trên mô hình chuột tăng huyết áp và nhồi máu cơ tim đã chỉ ra rằng curcumin làm cải thiện chức năng tâm thu và giảm phì đại cơ tim.

Một số thử nghiệm lâm sàng đa chứng minh tác dụng bảo vệ tim mạch của curcumin. Thử nghiệm lâm sàng trên bệnh nhân xơ vữa động mạch ghi nhận curcumin liều 10mg x 2 lần/ngày sử dụng trong 28 ngày làm giảm LDL và HDL, yếu tố bệnh sinh của xơ vữa động mạch. Nghiên cứu trên bệnh nhân hội chứng mạch vành cấp cũng cho thấy curcumin có tác dụng trong làm giảm nồng độ cholesterol. Các kết quả này cho thấy curcumin nên được khai thác sử dụng trên lâm sàng trong điều trị các bệnh tim mạch.

  • Độc tính

Liều hàng ngày cho phép của curcumin là 3 mg/kg. Nghiên cứu trên đối tượng người khỏe mạnh sử dụng curcumin với liều từ 0,5 đến 12g/ngày trong 72 giờ cho thấy curcumin an toàn cả ở liều 12g/ngày x 3 ngày. Trong đó, 30% đối tượng nghiên cứu sử dụng curcumin có dấu hiệu đau đầu, tiêu chảy không phụ thuộc liều. Đối tượng sử dụng curcumin với liều 0,45 đến 3,6 g/ngày trong 1-4 tháng có dấu hiệu buồn nôn và tiêu chảy. Có 3-4 trong số 15 bệnh nhân có dấu hiệu tăng nồng độ của alkalin phosphatase và lactat dehydrogenase [8].

Tổng quan nghiên cứu tương tác dược động học của curcumin với các thuốc khác (bao gồm thuốc tim mạch, chống trầm cảm, chống đông máu, kháng sinh, hóa trị liệu ung thư và kháng histamin) cho thấy curcumin có thể thay đổi nồng độ đỉnh (Cmax) và diện tích dưới đường cong (AUC) của các thuốc này khi sử dụng đồng thời. Curcumin ức chế enzym chuyển hóa cytochrom P450 monooxygenase và P-glycoprotein (bơm tống thuốc từ tế bào trở lại lòng ruột). Tuy nhiên, chỉ có một thử nghiệm lâm sàng cho thấy tương tác đáng kể giữa curcumin và các thuốc kể trên [8].

  • Chiết tách curcumin

Phương pháp chiết xuất và phân lập curcumin đã được ghi nhận từ những năm 1815 và có nhiều thay đổi cải tiến. Trong đó, phương pháp chiết bằng dung môi và phân lập sử dụng sắc ký cột là phương pháp phổ biến nhất [14].

Về dung môi chiết xuất, nhiều dung môi phân cực và không phân cực như  hexan, ethylacetat, aceton, methanol,… đã được sử dụng trong chiết xuất curcumin. Tuy nhiên, ethanol là dung môi được ưa chuộng hơn cả [14].

Về phương pháp chiết, có thể kể đến chiết bằng soxhlet, chiết vi sóng, chiết siêu âm và phương pháp nhúng và tinh luyện từng vùng. Gần đây, một số chất phụ trợ cũng được sử dụng để tăng năng suất chiết như triacylglycerol, CO2 siêu tới hạn, ezym α-amylase và glucoamylase song chưa có tính khả thi về mặt thương mại [14].

Về phân lập, curcumin có thể được tách khỏi hỗn hợp curcumin (bao gồm curcumin, demethoxycurcumin và bisdemethoxycurcumin) bằng sắc ký cột hấp phụ hỗn hợp trên silica gel sử dụng hỗn hợp dung môi như dichloromethan/acid acetic hoặc methanol/chloroform để thu được 3 phân đoạn khác nhau. Phần curcumin được tinh chế thêm trên silica gel bằng cách sử dụng hỗn hợp chloroform/dichloromethan và ethanol/metanol làm chất rửa giải [14]. Một số phương pháp phân lập cụ thể đã được tiến hành có thể kể đến như phương pháp HPLC CO2 siêu tới hạn với pha động là hệ đệm acetonitril/acetat, sử dụng cột Supelcosil LC-18 với pha động là ammonium acetat/ acid acetic và  acetonitril, cột polymer non-silica với pha động là dung dịch acetonitril 55%, sắc kí silica gel với hệ dung môi rửa giải CHCl3:MeOH:AcOH (98:5:2) với hỗn hợp curcumin hòa tan trong aceton,…[16]

  • Tổng hợp curcumin [16]

Bên cạnh chiết xuất, curcumin có thể thu được bằng phương pháp tổng hợp, sử dụng vanillin, acetyl aceton và boron oxid. Cơ chế phản ứng được trình bày ở Hình 1. Một phương pháp khác để tổng hợp curcumin là phản ứng của các chất tương tự như trên có sự hỗ trợ của lò vi sóng, giúp gia nhiệt đồng nhất và giảm thời gian gia nhiệt, giảm thời gian phản ứng và tiết kiệm dung môi.

Ngoài phương pháp tổng hợp bằng vanillin, curcumin còn có thể sinh tổng hợp theo con đường tự nhiên với xúc tác enzym và phản ứng Claisen. Quá trình bắt đầu feruoyl-CoA, một chất bắt nguồn từ amino acid phenylalanin, được kéo dài nhờ malonyl-CoA, dưới xúc tác enzym và qua phản ứng Claisen, gắn thêm một feruoyl-CoA khác và tạo thành curcumin. Sơ đồ phản ứng được trình bày trong Hình 2.

Hình 1. Cơ chế tổng hợp curcumin từ vanillin

Hình 2. Sinh tổng hợp curcumin từ feruloyl-CoA

  1. Thực nghiệm
  2. Nguyên vật liệu và trang thiết bị
  • Củ nghệ vàng được mua từ Hưng Yên
  • Hệ thống chiết Soxhlet 6 vị trí SZF – 06A
  1. Phương pháp nghiên cứu
  • Xử lý nguyên liệu

Củ nghệ sau khi làm sạch, cắt lát và cất lôi cuốn hơi nước để loại tinh dầu, được đem đi sấy khô và tán thành bột.

Chiết tách curcumin từ nghệ bằng phương pháp chiết Soxhlet với điều kiện như sau:

+ Dung môi: Ethanol 70%

+ Tỷ lệ mẫu/dung môi: 1/6

+ Thời gian chiết: 12h

+ Nhiệt độ: 800C

Sau khi chiết trong thời gian và nhiệt độ đã chọn, ta thu được dịch chiết có màu nâu đỏ. Cô dịch chiết dưới áp suất thấp để đuổi ethanol ra khỏi dịch chiết, thu được sản phẩm thô chứa curcuminoid.

Kết tinh curcumin

Hòa tan curcuminoid thô bằng một lượng tối thiểu methanol  99.9%  ở  60°C.  Thêm nước cất vào cho đến khi dung dịch vừa đục.  Cho  tiếp  thêm  một  lượng  nhỏ  methanol  khuấy  cho  đến  khi  dung  dịch trong trở lại. Giữ lạnh hỗn hợp ở tủ đông trong 5h. Đem hỗn hợp sau kết tinh lọc chân không rồi đem đi làm khô bằng cách cho vào bình hút ẩm. Lặp lại quá trình kết tinh hai lần nữa để thu được sản phẩm có độ tinh cao.

  1. Kết quả nghiên cứu

Viện Nghiên cứu và phát triển sản phẩm thiên nhiên đã chiết xuất phân lập thành công curcumin từ củ nghệ vàng ở quy mô công nghiệp với hiệu suất cao và độ tinh khiết trên 98%. Chùng tôi sẵn sàng chuyển giao hoặc cung cấp nguyên liệu theo yêu cầu.

Tài liệu tham khảo

[1] Đỗ Huy Bích, Đặng Quang Chung, Bùi Xuân Chương (2006), Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam tập 2. NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.

[2] Đỗ Tất Lợi (2004), Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam. NXB Y học, Hà Nội.

[3] Bộ Y tế (2007), Dược học cổ truyền. NXB Y học, Hà Nội.

[4] PubChem, “Curcumin.” [Online]. Available: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/969516. [Accessed: 05-Jun-2019].

[5] K. V. Peter, Handbook of herbs and spices. Woodhead  Publishing  Limited, Cambridge England.

[6] Hồ Thị Minh Trang (2007), “Đặc tính của chiết xuất Curcumin từ củ nghệ vàng Curcuma Longa L. và khả năng ứng dụng chăm sóc da,” Đại học Nha Trang, Nha Trang.

[7] X. Fan, C. Zhang, D. Liu, J. Yan, and H. Liang, “The clinical applications of curcumin: current state and the future,” Curr. Pharm. Des., vol. 19, no. 11, pp. 2011–2031, 2013.

[8] Y. Kim and P. Clifton, “Curcumin, Cardiometabolic Health and Dementia,” Int J Environ Res Public Health, vol. 15, no. 10, 24 2018.

[9] X.-Y. Xu, X. Meng, S. Li, R.-Y. Gan, Y. Li, and H.-B. Li, “Bioactivity, Health Benefits, and Related Molecular Mechanisms of Curcumin: Current Progress, Challenges, and Perspectives,” Nutrients, vol. 10, no. 10, Oct. 2018.

[10]     S. Han and Y. Yang, “Antimicrobial activity of wool fabric treated with curcumin,” Dyes and Pigments, vol. 64, no. 2, pp. 157–161, Feb. 2005.

[11]     D. Rai, D. Yadav, J. Balzarini, E. De Clercq, and R. K. Singh, “Design and development of curcumin bioconjugates as antiviral agents,” Nucleic Acids Symp Ser (Oxf), no. 52, pp. 599–600, 2008.

[12]     C. V. B. Martins et al., “Curcumin as a promising antifungal of clinical interest,” J. Antimicrob. Chemother., vol. 63, no. 2, pp. 337–339, Feb. 2009.

[13]     S. Ghosh, S. Banerjee, and P. C. Sil, “The beneficial role of curcumin on inflammation, diabetes and neurodegenerative disease: A recent update,” Food Chem. Toxicol., vol. 83, pp. 111–124, Sep. 2015.

[14]     K. I. Priyadarsini, “The chemistry of curcumin: from extraction to therapeutic agent,” Molecules, vol. 19, no. 12, pp. 20091–20112, Dec. 2014.

[15]     “Optimization of the extraction of curcumin from Curcuma longa rhizomes – ScienceDirect.” [Online]. Available: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0102695X13700127. [Accessed: 14-Jun-2019].

[16]     S. Zetterström, Isolation and synthesis of curcumin. 2012.

 

Bài viết liên quan

Liên hệ

176 Phùng Khoang, phường Trung Văn, quận Nam Từ Liêm, T.p Hà Nội
Điện thoại
(024)-3553-5355
Email
irdop.quantri@gmail.com

Dịch vụ

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Nghiên cứu khoa học
ĐÁNH GIÁ, KIỂM NGHIỆM
Nghiên cứu khoa học
TƯ VẤN, ĐÀO TẠO
Nghiên cứu khoa học

Tài Liệu

Bài báo quốc tế

Bài báo quốc tế

Báo cáo khoa học

Báo cáo khoa học

Nghiên cứu khoa học

Bài báo quốc tế

Liên kết website

Bảo lưu mọi quyền. Quy định bảo mật. Điều khoản sử dụng