Luận Văn Nghiên cứu chiết xuất curcuminoid từ củ nghệ vàng Việt Nam (Curcumalonga L.) ứng dụng làm chất màu t

Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Nghiên cứu chiết xuất curcuminoid từ củ nghệ vàng Việt Nam (Curcumalonga L.) ứng dụng làm chất màu thực phẩm


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN . i
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT . iv
DANH MỤC CÁC BẢNG . v
DANH MỤC CÁC HÌNH . vi
1. Lý do chọn đề tài 1
2. Mục tiêu nghiên cứu . 1
3. Nội dung nghiên cứu 1
Phần 1. TỔNG QUAN . 3
1.1. Tổng quan về cây nghệ . 3
1.1.1 Tên gọi . 3
1.1.2 Đặc điểm hình thái . 3
1.1.3 Đặc điểm sinh trưởng . 3
1.1.4 Phân loại 4
1.1.5 Một số cây nghệ được trồng phổ biến ở Việt Nam 4
1.1.6. Thành phần hóa học của nghệ 5
1.1.7. Công dụng của nghệ . 5
1. 2. Tổng quan về curcumin 6
1.2.1 Cấu trúc phân tử của các phân tử curcuminoid . 6
1.2.2. Tính chất lý-hóa của curcumin 8
1.2.2.1Sự hấp thụ ánh sáng . 8
1.2.2.2 Tác dụng với kiềm 8
1.2.2.3 Tính tan . 9
1.2.2.4 Tính không bền . 9
1.2.3. Chức năng sinh học của curcumin . 9
1.2.4. Ứng dụng của curcumin 11
1.3. Các phương pháp chiết chất màu tự nhiên . 11
1.3.1. Phương pháp ngâm chiết 11
1.3.2. Phương pháp dùng Soxhlet 12
1.3.3. Chiết nhờ siêu âm (Ultrasound-assisted extraction) . 12
1.3.4. Chiết dưới áp suất (PFE : Pressurized Fluid Extraction) 12
1.3.5. Chiết siêu tới hạn (SFE: Supercritical Fluid Extraction) 12
1.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến đề tài . 13
1.4.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước . 13
1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước 14
Phần 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP 15
NGHIÊN CỨU . 15
2.1. Đối tượng nghiên cứu . 15
2.1.1 Nguyên liệu . 15
iii
2.1.2 Hóa chất và thiết bị dụng cụ . 15
2.1.2.1 Hóa chất 15
2.1.2.2 Dụng cụ . 15
2.1.2.3 Thiết bị 15
2.2 Phương pháp nghiên cứu . 15
2.2.1 Phương pháp xử lý nguyên liệu . 15
2.2.2. Xác định một số thành phần hóa học của nghệ nguyên liệu 16
2.2.3. Quy trình dự kiến chiết chất màu curcuminoid từ bột nghệ . 17
2.2.4. Xây dựng quy trình chiết xuất curcumin từ bột nghệ 18
2.2.4.1. Chọn dung môi chiết 18
2.2.4.2. Chọn tỷ lệ dung môi/nguyên liệu . 19
2.2.4.3. Xác định điều kiện chiết bằng phương pháp ngâm chiết . 19
2.2.4.4. Xác định điều kiện chiết bằng phương pháp siêu âm 21
2.2.4.5. Xác định điều kiện chiết bằng Soxhlet . 23
2.2.5. Tinh chế sản phẩm 24
2.2.6. Phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm . 24
2.2.7. Phương pháp xử lý số liệu 24
Phần 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN . 25
3.1. Xác định một số thành phần chính của bột nghệ 25
3.2. Nghiên cứu điều kiện thích hợp chiết xuất curcuminoid từ bột nghệ 25
3.2.1. Chọn dung môi chiết . 25
3.2.2. Chọn tỷ lệ dung môi/nguyên liệu 26
3.2.3. Xác định điều kiện chiết bằng phương pháp ngâm chiết . 27
3.2.3.1. Xác định thời gian chiết . 27
3.2.3.2. Xác định số lần ngâm chiết 28
3.2.4. Xác định điều kiện chiết bằng phương pháp siêu âm . 29
3.2.4.1. Xác định thời gian siêu âm . 30
3.2.4.2. Xác định số lần siêu âm . 30
3.2.5. Xác định điều kiện chiết bằng Soxhlet 31
3.3. Chọn phương pháp chiết curcuminoid . 31
3.4. Đề xuất quy trình chiết xuất chất màu curcuminoid từ nghệ 33
3.5. Thử nghiệm quy trình-Đánh giá chất lượng sản phẩm 36
3.5.1. Thử nghiệm quy trình tách chiết và tinh chế lutein: 36
3.5.2. Đánh giá chất lượng sản phẩm curcumin tinh chế . 36
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN . 36
I. Kết luận 36
II. Ý kiến đề xuất 37
TÀI LIỆU THAM KHẢO 38


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Màu sắc là một trong những yếu tố quan trọng tạo nên sức hấp dẫn cho các loại
thực phẩm. Từ lâu, con người đã biết sửdụng nhiều loại chất màu tự nhiên hay tổng hợp
trong chế biến thực phẩm. Tuy nhiên, gần đây đã có nhiều bằng chứng khoa học cho thấy
rằng một số chất màu tổng hợp có thể không an toàn cho người sử dụng. Vì vậy, việc
nghiên cứu tìm ra các chất màu tự nhiênkhông độc hại dùng trong chế bi ến thực phẩm
thay thế cho các chất màu tổng hợp ngày càng được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan
tâm.
Cây nghệ được sử dụng rất nhiều trong cuộc sống của chúng ta, nó chủ yếu được
con người sử dụng dưới dạng bột nghệ thô để bổ sung vào trong thực phẩm. Nhưng ít ai
biết được trong củ nghệ có chứa curcumin là một hoạt chất có khả năng chống ung thư,
chữa chứng loét dạ dày, có đặc tính kháng viêm vượt trội Bên cạnh đó, với điều kiện khí
hậu nhiệt đới như ở Việt Nam, nghệ phát triển rất tốt và cho sản lượng nghệ củ rất cao. Do
vậy, có thể nói Việt Nam có một nguổn nguồn nguyên liệu rất dồi dào để sản xuất
curcumin ứng dụng làm chất màu thực phẩm hay dùng làm nguyên liệu sản xuất các chế
phẩm có giá trị cao dùng trong công nghệ dược phẩm, mỹ phẩm.
Nhằm góp phần khai thác cây nghệ ứng dụng trong công nghiệp, chúng tôi đã tiến
hành đề tài “Nghiên cứu chiết xuất curcuminoid từ củ nghệ vàng Việt Nam (Curcuma
longa L.) ứng dụng làm chất màu thực phẩm”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của đề tài là xây dựng quy trình công nghệ khả thi trong điều kiện
Việt Nam cho phép chiết xuất curcuminoid với hiệu suất cao và đạt y êu cầu làm chất màu
thực phẩm.
3. Nội dung nghiên cứu
Đề tài gồm các nội dung chính sau :
 Xác định điều kiện thich hợp chiết xuất curcuminoid từ bột nghệ bằng các
phương pháp khác nhau (ngâm chiết, siêu âm, dùng Soxhlet)
2
 So sánh ưu-nhược điểm của các phương pháp chiết. Đề xuất quy trình thích hợp
chiết xuất curcuminoid từ bột nghệ.
 Sản xuất thử nghiệm chất m àu curcuminoid - Đánh giá chất lượng và khả năng
ứng dụng của sản phẩm.


Phần1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về cây nghệ
1.1.1 Tên gọi
 Tên Việt Nam: nghệ
 Tên khác: nghệ vàng, khương hoàng, uất kim, co khản mỉn (Thái), khinh lương
(Tày)
 Họ: Gừng (Zingiberace)
 Tên khoa học:Curcuma spp.
 Tên nước ngoài: Common turmeric, long turmeric (Anh); safran des Indes (Pháp).
1.1.2 Đặc điểm hình thái [11]
Nghệ là một loại cây thân cỏ cao 0,60 đến 01m.Thân rễ thành củ hình trụ hoặc
hơi dẹt, khi bẻ hoặc cắt ngang có m àu vàng cam sẫm do có chứa chất màu curcumin.
Lá hình trái xoan thon nhọn ở hai đầu, hai mặt đều nhẵn dài tới 45 cm, rộng tới 18 cm,
lá khum hình máng rộng, đầu tròn màu xanh lục nhạt, lá non h ẹp hơn, màu hơi tím
nhạt.
Hình 1.1. Cây nghệ
1.1.3 Đặc điểm sinh trưởng
Nghệ là cây ưa ẩm, ưa sáng và có thể hơi chịu bóng, cây có biên độ sinh thái rộng,
thích nghi được với nhiều tiểu vùng khí hậu khác nhau. Sống được ở nơi có khí hậu nhiệt
đới điển hình như ViệtNam.
4
Ở miền Bắc nghệ được trồng vào mùa xuân, khi tiết trời có mưa phùn, đất đã đủ ấm,
khoảng tháng 2- 4. Ở miền Nam nghệ được trồng vào đầu mùa mưa, từ tháng 5-8, tùy vào
từng vùng.
Nghệ là cây không kén đất, chịu bóng râm nhưng không chịu được úng. Nghệ được
trồng bằng rễ củ. Sau khi thu hoạch, chọn những củ to, khoẻ, có nhiều nhánh mang mầm
để riêng nơi râm mát để làm giống giâm trồng cho vụ tiếp.
1.1.4 Phân loại [12]
Ở Việt Nam có chừng 18 loài nghệ gồm các loài: Curcuma aromatica, C.
cochinchinensis, C. thrichosantha, C. domestica, C. aeruginosa, C. pierreanna, C.
angustifolia, C. zedoaria, C. xanthorhiza, C. elata Roxb., C. rubescens, C. singularis, C.
Curcuma harmandii, C. parviflora. Nhi ều loài nghệ trong số này đã được phát hiện và
nghiên cứu ở Việt Nam. Một số loài tuy có tên trong sách phân loại nhưng hiện nay không
tìm thấy. Ngược lại,một số loài nghệ khác được tìm thấy nhưng chưa được định danh.
1.1.5 Một số cây nghệ được trồng phổ biến ởViệt Nam [12]
Ở Việt Nam nói chung và ở miền Trung nói riêng rất thích hợp với sự sinh trưởng
củ nghệ.
 Curcuma aromatica: Nghệ rừng hay ngh ệ trắng, có ở Quảng Bình. Nghệ có hoa
màu hồng nhạt, thân cao từ 20 –24 cm. Khi cây trưởng thành có thể cao khoảng 91cm, tán
lá rộng hình elip dài 90 –100cm và rộng 20cm. Cây sinh trưởng và phát triển tốt nhất vào
mùa hè.
Hình 1.2. Củ nghệ Curcuma aromatica Hình 1.3. Cây nghệ Curcuma aromatica
 Curcuma longa Linn. hay C. domestica Valeton: Nghệ, uất kim, khương hoàng.
Một số tài liệu cho đây là hai loài nghệ khác nhau. Ở Việt nam có hai loài nghệ trồng khác
nhau, thường gọi là nghệ nếp và nghệ tẻ. Tại Việt Nam có ở Quảng Bình, Quảng Nam, Đắc


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1]Đặng Văn Hợp, Nguyễn Minh Phụng, Nguyễn Thuần Anh, Vũ Ngọc Bội (2006),
Phân tích kiểm nghiểm thực phẩm thủy sản, NXB Nông nghiệp
Tiếng Anh
[2]Prepared at the 61st The Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives
(JECFA) (2003), Curcumin.
[3]Sh. Rouhani, Ultrasonic Assisted Extraction of Natural Pigments from Rhizomes
of Curcuma Longa L., Institute of Color Science and Technology, IranAlison,
D., Paul, C. (2000), Colouring our foods in the last and next millennium, J. Food
Science & Tech., 35, 5-22.
[4] S. Rouhani, Ultrasonic Assisted Extraction of Natural Pigments from Rhizomes
of Curcumin LongaL.,Institute for Color Science and Tecgnology, Iran.
[5] V.A. Parthasarathy, B. Chempakam, T. John Zachariah (2008), Chemistry of
spices, CAB International
[6] Lima,E,C,, Krug, F, J,, Arruda, M,A,Z, (1998), Direct determination in sweet
fruit-flavoured powder drinks by electrothermal atomic absorption spectrometry, J,
Spectrochimica Acta, Part B 53, p,601-611
[7] Pratheesh, V.B., Benny, N., Sujatha, C.H., Isolation, Stabilization and
Characterization of Xanthophyll from Marigold flower-Tagetes erecta L.-J. Modern
Applied Science, 3 (2), 2/2009.
[8]Rodriguez-Amaya, D.B. (2001), A Guide to Carotenoid Analysis
in Foods, ILSI Press, USA.
[9]Ambati, R.R. (2007), Microalgae extract could be novel source of
lutein, J. Agri. & Food Chem.,54, 4593-4599.
[10]Aman, R., Biehl, J., Carle, R., Conrad, J., Beifuss, U., Schieber,
A. (2005), Application of HPLC coupled with DAD, APCI-MS and
NMR to the analysis of lutein and zeaxanthin stereoisomers in
thermally processed vegetables, J. Food Chem., 92, 753-763.
39
Internet
[11]http://curcumin/modules.php
[12]http://vi.wikipedia.org/wiki/Chi_nghệ
[13]http://d.violet.vn/uploads/resources/49/588487/preview.swf
[14]http://vi.wikipedia.org/wiki/Curcumin
[15]http://ftp.fao.org/es/esn/jecfa/cta/CTA_61_Curcumin.pdf
[16]http://attpharma.com/index.php?option=com_content&view=article&id=52:curcu
min-trong-ngh-giup-iu-tr-ung-th&catid=25:tin-th-trng&Itemid=37
[17]http://www.longchef.com/index.php?option=com_content&view=article&id=633:c
-ngh-a-nng&catid=54:n-kieng&Itemid=173
[18]http://thuvien.onlaa.vn/ ./index.php
[19]http://en.wikipedia.org/wiki/Soxhlet_extractor
[20]http://dx.doi.org/10.1021/jf9908594
[21]http:// linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0731708507005973
[22]www.kh-sdh.udn.vn/ ./08-cuong-anh-pr08.Nam.pdf
[23]http://tcyh.yds.edu.vn/2010/Duoc_RHM_YTCC