Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................... 3
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... 4
DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................... 5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ VÀ ĐỒ THỊ ................................................... 6
DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG ................................................................................. 7
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 8
CHƢƠNG I : TỔNG QUAN ...................................................................................... 10
1.1.

Tổng quan chung về nghệ ............................................................................ 10

1.1.1. Giới thiệu về cây nghệ [4] ......................................................................... 10
1.1.2. Một số nghiên cứu về củ nghệ ................................................................... 12
1.1.2.1.

Nghiên cứu về thành phần hóa học trong củ nghệ [4-5-6] .............. 12

1.1.2.2.

Nghiên cứu về tính chất lý hóa của curcumin [4] ............................ 15

1.1.2.3. Các phƣơng pháp tách chiết curcumin từ củ nghệ [4] ......................... 16
1.2.

Nghiên cứu về các ứng dụng của củ nghệ .................................................... 24

1.2.1. Dƣợc tính của củ nghệ [5-6-7-8-9-10] ...................................................... 24
1.2.2. Ứng dụng của củ nghệ trong thực phẩm .................................................... 27
1.3.

Tình hình sử dụng chất màu tự nhiên trong lĩnh vực Dệt may [1-2-3] ........ 28

1.3.1. Tình hình sử dụng chất màu tự nhiên trong lĩnh vực dệt may trên Thế giới
[1-2-3]

............................................................................................................. 28

1.3.2. Tình hình sử dụng chất màu tự nhiên tại Việt Nam [1-2-3]....................... 30
1.4.

Tiểu kết tổng quan ........................................................................................ 40

CHƢƠNG II ................................................................................................................ 42
ĐỐI TƢỢNG – NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................... 42
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu: ...................................................................................... 42
2.1.1. Củ nghệ....................................................................................................... 42
2.1.2. Vải lụa tơ tằm ............................................................................................. 42
2.1.3. Vải bông ..................................................................................................... 42
2.1.4. Các hóa chất sử dụng.................................................................................. 42
2.2. Nội dung nghiên cứu......................................................................................... 43
2.3. Phƣơng pháp thực nghiệm và thiết bị sử dụng ................................................. 44
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

1

NGUYỄN THỊ MAI



Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

2.3.1. Tách chiết chất màu bằng nƣớc .................................................................. 44
2.3.2. Phƣơng pháp nhuộm tận trích. ................................................................... 44
2.3.3. Đánh giá khả năng lên màu ........................................................................ 47
2.3.3.1. Phƣơng pháp đo màu quang phổ.......................................................... 47
2.3.3.2. Xác định độ bền màu với giặt xà phòng. ............................................. 47
2.3.4. Phƣơng pháp phân tích phổ hồng ngoại ..................................................... 48
2.3.5. Phƣơng pháp trích ly chất màu bằng bộ Soclet .......................................... 48
2.3.6. Phƣơng pháp sắc ký.................................................................................... 50
2.3.7. Phƣơng pháp nhận biết Curcumin bằng chất chỉ thị màu .......................... 50
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .............................................................. 51
3.1.

Đánh giá khả năng lên màu .......................................................................... 51

3.1.1. Kết quả nhuộm ........................................................................................... 51
3.1.2. Đánh giá độ bền màu.................................................................................. 52
3.2.

Xác định bản chất nhuộm màu của nghệ...................................................... 53

3.2.1. Xác định trên phổ hồng ngoại .................................................................... 53
3.2.2. Xác định bằng chất chỉ thị màu .................................................................. 54
3.2.3. Đánh giá dịch chiết curcumin bằng phƣơng pháp sắc ký .......................... 55
KẾT LUẬN ................................................................................................................. 58

HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ....................................................................... 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 60

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

2

NGUYỄN THỊ MAI


Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan toàn bộ kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày trong luận
văn là do tác giả cùng thầy giáo hƣớng dẫn nghiên cứu, do tác giả tự trình bày,
không sao chép từ các luận văn khác. Tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm
trƣớc pháp luật về những nội dung, hình ảnh cũng nhƣ các kết quả nghiên cứu
đƣợc trình bày trong luận văn.

Hà Nội, ngày….tháng…..năm 2015
Ngƣời thực hiện

Nguyễn Thị Mai

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

3


NGUYỄN THỊ MAI


Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin đƣợc gửi lời cảm ơn chân thành tới TS.Vũ Mạnh Hải,
ngƣời đã tận tâm chỉ bảo cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài này.
Em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo trong bộ môn Vật liệu và Công
nghệ Hóa Dệt, trong Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang đã giúp đỡ em
trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Em xin gửi lời cảm ơn tới các cán bộ phòng thí nghiệm Hóa Dệt, phòng thí
nghiệm hóa dầu, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội, phòng thí nghiệm của
Viện khoa học hình sự và phòng thí nghiệm của viện nghiên cứu Hóa dệt – Đại
học Innsbruck – Cộng hòa Áo đã nhiệt tình giúp đỡ trong quá trình thực hiện
các thí nghiệm nghiên cứu.
Trong quá trình thực hiện luận văn, em đã không ngừng cố gắng học hỏi và
trau dồi kiến thức, tích cực tìm tòi thu thập tài liệu, tổng hợp các kiến thức cả
về lý thuyết và thực hành. Tuy nhiên,trong một khoảng thời gian ngắn và bản
thân còn nhiều hạn chế trong quá trình nghiên cứu, em rất mong nhận đƣợc sự
đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, bạn bè đồng nghiệp.

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

4

NGUYỄN THỊ MAI



Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT

CIE

Tổ chức chiếu sáng quốc tế

C – M1

Vải cotton nhuộm lần 1

C – M2

Vải cotton nhuộm lần 2

C – M3

Vải cotton nhuộm lần 3

T – M1

Vải tơ tằm nhuộm lần 1

T – M2


Vải tơ tằm nhuộm lần 2

T – M3

Vải tơ tằm nhuộm lần 3

C – M11 Vải cotton nhuộm lần 1 mẫu 1
C – M12 Vải cotton nhuộm lần 1 mẫu 2
C – M13 Vải cotton nhuộm lần 1 mẫu 3
T – M11 Vải tơ tằm nhuộm lần 1 mẫu 1
T – M12

Vải tơ tằm nhuộm lần 1 mẫu 2

T – M13

Vải tơ tằm nhuộm lần 1 mẫu 3

C – M21 Vải cotton nhuộm lần 2 mẫu 1
C – M22 Vải cotton nhuộm lần 2 mẫu 2
C – M23 Vải cotton nhuộm lần 2 mẫu 3
T – M21 Vải tơ tằm nhuộm lần 2 mẫu 1
T – M22

Vải tơ tằm nhuộm lần 2 mẫu 2

T – M23

Vải tơ tằm nhuộm lần 2 mẫu 3


C – M31 Vải cotton nhuộm lần 3 mẫu 1
C – M32 Vải cotton nhuộm lần 3 mẫu 2
C – M33 Vải cotton nhuộm lần 3 mẫu 3
T – M31 Vải tơ tằm nhuộm lần 3 mẫu 1
T – M32

Vải tơ tằm nhuộm lần 3 mẫu 2

T – M33

Vải tơ tằm nhuộm lần 3 mẫu 3

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

5

NGUYỄN THỊ MAI


Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ VÀ ĐỒ THỊ

Hình 1.1: Cây nghệ
Hình 1.2: Một số loài nghệ
Hình 1.3: Cấu trúc hóa học của curcumin
Hình 1.4: Các hợp chất curcumin
Hình 1.5: Đồng phân hình học dạng cis-trans của curcumin

Hình 1.6 : Dạng keto và enol của curcumin
Hình 1.7: Sơ đồ thực hiện bằng phƣơng pháp chƣng cất hơi nƣớc
Hình 1.8: Sơ đồ thực hiện bằng phƣơng pháp dùng dung môi dễ bay hơi
Hình 1.9: Sơ đồ thực hiện bằng phƣơng pháp dùng dung dịch chất lƣỡng cực
Hình 1.10: Các lớp tế bào của củ nghệ
Hình 1.11: Sự phá vỡ cấu trúc của các lớp tế bào củ nghệ sau khi bị chất lƣỡng
cực thâm nhập
Hình 1.12: Quy trình tách curcumin
Hình 1.13: Củ nghệ vàng
Hình 1.14: Ứng dụng curcumin trong lĩnh vực làm đẹp
Hình 1.15: Ứng dụng curcumin trong lĩnh vực y học
Hình 1.16: Ứng dụng curcumin trong việc điều trị bệnh ung thƣ
Hình 1.17: Ứng dụng của củ nghệ trong ẩm thực
Hình 2.1: Sơ đồ nội dung nghiên cứu
Hình 2.2: Sơ đồ nhuộm vải
Hình 2.3: Bộ tách chiết soclet
Hình 3.1: Đồ thị phổ hồng ngoại của vải tơ tằm
Hình 3.2: Đồ thị phổ hồng ngoại của vải bông
Hình 3.3: Hình ảnh xác định curcumin bằng chất chỉ thị màu
Hình 3.4: Biểu đồ sắc ký của dung dịch sau khi trích ly

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

6

NGUYỄN THỊ MAI


Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội


Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG

Bảng 1.1: Các thành phần có trong củ nghệ
Bảng 1.2: Các chất lƣỡng cực dùng để trích ly curcumin
Bảng 1.3: Bảng thống kê một số chất màu tự nhiên đƣợc sử dụng trên Thế Giới
Bảng 2.1: Các mẫu nhuộm và tỉ lệ nhuộm khảo sát
Bảng 2.2: Các mẫu nhuộm và tỉ lệ nhuộm thực dùng
Bảng 3.1: Khả năng nhuộm màu của vải tơ tằm và vải bông
Bảng 3.2: Độ bền màu với giặt xà phòng

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

7

NGUYỄN THỊ MAI


Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển chung của xã hội trên tất
cả các lĩnh vực, ngành Dệt may Việt Nam cũng có những bƣớc phát triển lớn
mạnh. Sự phát triển của ngành có những đóng góp và vai trò quan trọng trong
nền kinh tế quốc dân. Ngành Dệt may thế giới nói chung và Dệt may Việt Nam
nói riêng đang trên đà phát triển mạnh theo xu hƣớng phát triển bền vững, tạo
ra các sản phẩm thân thiện với môi trƣờng.

Một trong những khâu quan trọng của quá trình tạo ra sản phẩm ngành
Dệt may là công đoạn nhuộm màu. Đây là công đoạn ảnh hƣởng rất nhiều tới
tính sinh thái và tính bền vững của sản phẩm. Chính vì vậy mà ngày nay nhiều
nƣớc trên Thế giới có xu hƣớng quay trở lại sử dụng chất màu tự nhiên để
nhuộm vải, thay vì sử dụng những loại thuốc nhuộm tổng hợp hay bột màu có
hại cho sức khỏe của con ngƣời và gây ô nhiễm môi trƣờng.
Hơn nữa, từ lâu các sản phẩm mang tính truyền thống nói chung và sản
phẩm dệt may truyền thống nói riêng luôn có giá trị rất cao. Những sản phẩm
này có tính ƣu việt là đều đƣợc làm toàn bộ từ những chất liệu tự nhiên, có tính
tiện nghi cao trong sử dụng và mang cả giá trị tinh thần rất lớn. Nên việc phát
triển các sản phẩm này theo xu hƣớng gia tăng chất lƣợng sản phẩm, thích ứng
với những đòi hỏi ngày càng cao của ngƣời sử dụng đã và đang là mối quan
tâm của rất nhiều doanh nghiệp và các làng nghề thủ công truyền thống.
Từ xa xƣa, ngƣời dân thƣờng sử dụng một số loại thực vật, động vật để
nhuộm vải. Tuy nhiên đó đều là những gam màu trầm, màu tƣơi đẹp thì khá là
hiếm. Mà củ nghệ vàng thì vẫn đƣợc bà con dùng làm gia vị, chất tạo màu vàng
tƣơi đẹp cho thực phẩm, tăng sự hấp dẫn của các món ăn. Ở trong nƣớc và trên
Thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu về củ nghệ vàng, nhƣng hầu hết tập trung
vào việc nghiên cứu về phƣơng pháp tách chiết curcumin có trong củ nghệ,
nghiên cứu về công dụng của củ nghệ trong một số lĩnh vực nhƣ: Y học, làm
đẹp và ẩm thực.
Với những lý do trên đã thôi thúc tác giả lựa chọn đề tài “ Nghiên cứu
khả năng nhuộm màu cho vải của củ nghệ” để nghiên cứu, nhằm góp phần
làm phong phú kho chất màu nhuộm tự nhiên.
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

8

NGUYỄN THỊ MAI



Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

Và đối tƣợng tác giả hƣớng đến nghiên cứu là củ nghệ mua ngoài thị
trƣờng, cùng vải dung để nhuộm có thành phần 100 % tơ tằm, 100% bông,
đƣợc sản xuất tại làng Vạn Phúc – Hà Đông – Hà Nội; Kiểu dệt vân điểm. Vải
đã qua xử lý sơ bộ.
Khi chọn đề tài này tác giả cũng đã hƣớng theo hai mục tiêu lớn là:
- Đi xác định khả năng nhuộm màu cho vải bông và vải tơ tằm từ củ nghệ
vàng tại Việt Nam.
- Xác định loại chất màu đã bám lên vải nhuộm.

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

9

NGUYỄN THỊ MAI


Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

CHƢƠNG I : TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan chung về nghệ
1.1.1. Giới thiệu về cây nghệ [4]


Hình 1.1 : Cây nghệ
Cây nghệ vàng hay còn gọi là uất kim, khƣơng hoàng, safran des Indes. Có
tên khoa học là - Curcuma longa L - là một chi thuộc họ gừng
(Zingiberaceae). Curcuma là tên Latin xuất phát từ “Kourkoum”, một từ mang
gốc Ả Rập nghĩa là “có màu vàng”. Ngày nay nghệ vàng đƣợc trồng ở Ấn Độ,
Pakitan, Malaysia, Myanmar, Việt Nam, Thái Lan, Philippines, Nhật, Trung
Quốc, Hàn Quốc, Sri Lanka, Nepal, những hòn đảo ở Nam Thái Bình Dƣơng,
Đông và Tây Phi, các đảo ở biển Caribean, Châu Mỹ, nhƣng Ấn Độ vẫn là nơi
sản xuất và xuất khẩu nghệ vàng chủ yếu hiện tại.
Nghệ mọc hoang dại và phân bố khắp những vùng nhiệt đới và cận nhiệt
đới. Ở nƣớc ta nói chung và tỉnh Đồng tháp nói riêng thì cây nghệ đƣợc trồng
rất phổ biến với nhiều chủng loại đa dạng và phong phú.
Chi nghệ gồm khoảng 1400 loài.

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

10

NGUYỄN THỊ MAI


Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

(a)

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

(b)

(c)


(d)

Hình 1.2: Một số loài nghệ
(a) Curcuma aromaticum
(b) Curcuma aeruginosa
(c) Curcuma singularis
(d) Curcuma purpurascens
Nghệ là cây thân thảo cao từ 0.6 - 1m. Thân rễ gọi là khƣơng hoàng, thân củ
gọi là uất kim. Thân rễ thành củ chắc và nặng, dài từ 2- 5 cm, đƣờng kính từ 13 cm. Mặt ngoài xám nâu nhăn nheo, bên trong có màu vàng cam sẫm. Đôi khi
còn lại các vết tích của nhánh và rễ phụ. Củ có mùi thơm hắc và vị cay. Cắt
ngang củ thấy rõ 2 vùng: Vỏ và trụ giữa. Trụ giữa chiếm trừng 2/3 bán kính củ.
Lá đơn, mọc từ thân rễ, có hình trái xoan thon nhọn hai đầu, hai mặt đều nhẵn
dài tới 45 cm, rộng tới 18 cm, có màu xanh lục đậm ở mặt trên, nhạt ở mặt
dƣới. Gân lá hình lông chim, gân chính nổi rõ ở mặt dƣới, các gân phụ hơi lồi ở
mặt trên. Cuốn lá có bẹ hình lòng máng ôm sát vào nhau tạo thành một thân khí
sinh giả có màu xanh, trên bẹ lá có các đƣờng gân dọc song song. Lƣỡi nhỏ là
một màng mỏng màu trắng, cao 2-3 mm. Cụm hoa mọc từ giữa các lá lên, hợp
thành bông hình trụ, mang cán dài, cánh hoa ngoài màu xanh lục vàng nhạt,
chia thành ba thùy, 2 thùy hai bên đứng và phẳng, thùy dƣới hõm thành máng
sâu. Quả nang 3 ngăn, mở bằng 3 van. Hạt có áo hạt.
Nghệ có thể phát triển ở các vùng nhiệt đới khác nhau, từ đồng bằng cho
đến độ cao 1500 m, thích nghi tốt trong khoảng nhiệt độ 20 -30oC. Đặc biệt,

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

11

NGUYỄN THỊ MAI



Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

nghệ phát triển tốt ở những vùng có lƣợng mƣa trung bình trên 1500 mm, ở các
vùng khác thì phải bù thêm nƣớc bằng cách tƣới tiêu lƣợng nƣớc tƣơng đƣơng.
Trồng trọt: Đất phải đƣợc cày xới 6-8 lần để đất đƣợc tơi xốp và hình thành
mùn. Sau đó, đất đƣợc đánh luống để đảm bảo việc tƣới tiêu và thoát nƣớc
đƣợc tốt. Thời gian gieo hạt từ tháng 6 đến giữa tháng 7. Giống là những củ to,
chắc, chiếm khoảng 15 – 20 % lƣợng thu hoạch của mùa vụ trƣớc. Trong thời
gian trồng cần làm cỏ và bón phân đầy đủ. Đồng thời phải có những biện pháp
phòng và chống các bệnh thƣờng gặp nhƣ bệnh vết lá, đốm lá do vi sinh vật và
bệnh cuốn lá do bệnh gây ra.
Thu hoạch: Nghệ ra bông vào khoảng tháng 8 và đƣợc thu hoạch vào mùa
thu. Khi thu hoạch rễ để riêng củ và thân. Để thuận tiện cho việc thu hoạch
ngƣời ta thƣờng cắt bỏ phần trên của cây nghệ gồm lá và hoa; sau đó cày cuốc
cho đất vỡ ra và từng cụm rễ đƣợc kéo lên một cách cẩn thận. Nghệ sau thu
hoạch đƣợc ngâm nƣớc để làm sạch đất, rễ và vẩy; sau đó đƣợc cất vào kho.
Muốn để nghệ đƣợc lâu ngƣời ta thƣờng phải đồ hoặc hấp trong khoảng 6-12
giờ, sau đó để dáo nƣớc rồi đem phơi nắng hay sấy khô.
1.1.2. Một số nghiên cứu về củ nghệ
1.1.2.1. Nghiên cứu về thành phần hóa học trong củ nghệ [4-5-6]
Bảng 1.1: Các thành phần có trong củ nghệ
Thành phần của củ nghệ (Tumeric)
Curcumin (curcuminoids)

2–8%

Tinh dầu (Volatile essential oil)


3–7%

Chất xơ (Fiber)

2 – 7%

Chất khoáng (Mineral matter)

3–7%

Protein

6–8%

Chất béo (Fat)

5 – 10 %

Lƣợng ẩm ( Moisture)

6 – 13 %

Carbohydrates

60 – 70 %

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

12


NGUYỄN THỊ MAI


Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

Thành phần trong củ nghệ vàng gồm có: Chất màu curcumin
(curcuminoids), tinh dầu nghệ rễ bay hơi, chất xơ, chất khoáng, protein, chất
béo, lƣợng ẩm, carbohydrate.
Tinh dầu nghệ đƣợc chiết tách từ củ nghệ mà thành phần chính của chúng
là curcumin, ngoài ra còn chứa các chất: α phellandren, sabinene, cineol,
borneol, Zingiberene và sesquiterpines.
Curcumin là một polyphenol và là sắc tố tạo nên màu vàng đặc trƣng của
củ nghệ. Curcumin gồm chủ yếu là 3 hợp chất tạo màu cơ bản cho củ nghệ, tồn
tại trong củ nghệ với những tỉ lệ khác nhau và đều là những dẫn xuất
dicinnamoylmethane :
1) 1.7- Bis- (4- hydroxy - 3 methoxyphenyl) - 1.6 -heptadiene - 3.5 - dione =
diferuloylmethane = curcumin
(CTHH: C21H20O6 : C.A.S. number : 458 - 37 - 7, M = 368)
2) 1 - (4 - Hydroxyphenyl) - 7 - (4 - hydroxyl - 3 methoxyphenyl) - 1.6 heptadiene - 3.5 - dione = p-hydroxycinnamoylferuloylmethane =
demethoxycurcumin
(CTHH: C20H18O5 : C.A.S. number : 33171- 16 - 3, M = 338)
3) 1.7 - Bis - (4 - hydroxyphenyl) - 1.6 - heptadiene - 3.5 dione = p,p dihydroxydicinnamoylmethane = bisdemethoxycurcumin
(CTHH: C19H16O4 : C.A.S. number : 33171- 05 - 0, M = 308)
Cấu tạo hóa học của chúng đƣợc thể hiện trong hình dƣới đây:

Hình 1.3 : Cấu trúc hóa học của curcumin
- Curcumin : R1 = R2 = OCH3

- Demethoxycurcumin : R1 = OCH3, R2 = H
- Bisdemethoxycurcumin : R1 = R2 = H
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

13

NGUYỄN THỊ MAI


Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

Hình 1.4 : Các hợp chất curcumin
Trong ba trƣờng hợp chất trên, curcumin thƣờng chiếm tỷ lệ chủ yếu, sau
đó là demethoxycurcumin, và bisdemethoxycurcumin thƣờng ít linh động hơn.
Bên cạnh ba thành phần chủ yếu, ngƣời ta cũng tách ra đƣợc ba thành phần
phụ đƣợc cho là các đồng phân hình học của ba hợp chất trên. Một trong ba
thành phần phụ này đƣợc cho là đồng phân hình học dạng cis-trans của
curcumin dựa trên phổ UV của nó (curcumin có cấu trúc hình trans-trans).
Đồng phân này có điểm nóng chảy thấp hơn và ít ổn định hơn trong dung dịch
cũng nhƣ trong ánh sáng so với curcumin.

Hình 1.5: Đồng phân hình học dạng cis-trans của curcumin

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

14

NGUYỄN THỊ MAI



Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

Hình 1.6 : Dạng keto và enol của curcumin
1.1.2.2. Nghiên cứu về tính chất lý hóa của curcumin [4]
 Tính chất vật lý.
- Curcumin trích từ củ nghệ có dạng bột màu vàng, nhiệt độ nóng chảy 184 185 oC.
- Curcumin không tan trong nƣớc, tan trong cồn, aceton, methanol,
dicloromethan, dicloetylen, benzene, acid acetic…
- Trong môi trƣờng trung tính, dung dịch curcumin có màu vàng. Môi
trƣờng acid, dung dịch có màu vàng ánh lục (vàng chanh). Môi trƣờng
kiềm dung dịch có màu từ cam tới đỏ tím.
- Màu của curcumin bền với nhiệt độ, không bền với ánh sáng và khi có sự
hiện diện của SO2 với nồng độ ≥ 10 ppm.
- Dung dịch curcumin trong dung môi hữu cơ có độ hấp thu cực đại ở bƣớc
sóng khoảng 420 – 430 nm.
- Đặc trƣng của curcumin trên phổ hồng ngoại [5]
STT

Dao động

1

3485.87

Nhóm -OH


2

1634.12

Nhóm -C=O

3

1605.81; 1512.89

Nhóm -C=C-

4

1430.81

Nhóm -CH3, -CH2

5

1283.84

Nhóm =C-O-C

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

15

Nhóm chức


NGUYỄN THỊ MAI


Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

 Tính chất hóa học đặc trƣng
- Curcumin dễ dàng phân hủy dƣới tác dụng của ánh sáng hoặc trong môi
trƣờng pH thích hợp.
- Phản ứng cộng với Hydro
- Phản ứng tạo phức với kim loại
- Phản ứng của nhóm OH trên vòng benzene
- Phản ứng amin hóa
1.1.2.3. Các phƣơng pháp tách chiết curcumin từ củ nghệ [4]
a) Phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc
Thực chất quá trình là chƣng tinh dầu trƣớc để loại tinh dầu, sau đó mới thu
curcumin.
Củ nghệ

Xử lý
Hơi
nƣớc

Chƣng cất lôi
cuốn hơi nƣớc

Tinh dầu

Cặn rắn

Nƣớc
nóng

Lắng, gạn

Cặn, rắn

Sấy

Curcumin

Hình 1.7: Sơ đồ thực hiện bằng phương pháp chưng cất hơi nước
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

16

NGUYỄN THỊ MAI


Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

Củ nghệ sau thu hoạch đƣợc phơi khô dƣới ánh sáng mặt trời hoặc sấy khô
đến khi độ ẩm đạt 69%. Sau đó cho toàn bộ vào máy chƣng cất.
Hơi nƣớc tạo ra từ nồi hơi, thƣờng có áp suất cao hơn không khí, đƣợc đƣa
thẳng vào bình chƣng cất để chƣng cất tinh dầu.
Ƣu điểm của phƣơng pháp này là ngƣời ta có thể điều chỉnh áp suất, nhiệt
độ nhƣ mong muốn để tận thu sản phẩm, nhƣng phải giữ nhiệt độ ở mức giới
hạn để tinh dầu không bị phân hủy. Nhƣợc điểm của phƣơng pháp: Do thực

hiện ở áp suất thƣờng, nên cấu phần có nhiệt độ sôi cao sẽ đòi hỏi lƣợng lớn
hơi nƣớc để hóa hơi hoàn toàn và nhƣ thế sẽ tốn rất nhiều thời gian. Yêu cầu
hơi nƣớc không quá nóng và quá ấm (nếu quá nóng nó có thể phân hủy những
cấu phần có độ sôi thấp khiến hiện tƣợng thẩm thấu không xẩy ra).
Còn thu chất màu curcumin và chất rắn lơ lửng khác bằng nƣớc nóng. Nƣớc
nóng sau đó đƣợc gom lại để bảo quản lạnh trong một tuần , cho các chất rắn lơ
lửng lắng xuống .
Sau một tuần, nƣớc đƣợc gạn đi, và phần cặn rắn đƣợc sấy khô trong lò ở
40oC. Sau khi sấy khô, phƣơng pháp sắc ký lỏng cao áp (HPLC) đƣợc dùng để
xác định lƣợng curcumin thu đƣợc trong phần rắn khô. Lƣợng curcumin tan
trong nƣớc gạn đƣợc xác định bằng phép ghi âm phổ ở 425 nm.
b) Phƣơng pháp dùng dung môi dễ bay hơi
Thực chất của quá trình là trích ly tinh dầu trƣớc bằng ether dầu hỏa nhằm
loại tinh dầu, sau đó mới tiếp tục trích ly curcumin.
Củ nghệ sau khi thu hoạch đƣợc sấy khô trong lò với không khí tuần hoàn ở
nhiệt độ 50oC, đến khi đạt độ ẩm cuối cùng là 12%. Củ nghệ khô đƣợc nghiền
bột. Kích thƣớc hạt bột đƣợc quyết định bằng sàng rây Tyler. Sau đó, tiến hành
quá trình phân hủy tinh bột bằng enzyme. Bột nghệ tiếp tục đƣợc sấy khô lần
nữa bằng lò ở 50oC, độ ẩm đạt 10%.

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

17

NGUYỄN THỊ MAI


Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang


Củ nghệ

Xử lý

Ether dầu hỏa
Trích ly

Tinh dầu

Cặn rắn

Ethanol
Trích ly

Bã rắn

Dung dịch lỏng

Curcumin

Hình 1.8: Sơ đồ thực hiện bằng phương pháp dùng dung môi dễ bay hơi
Quá trình trích ly đƣợc thực hiện với máy lắc MA 830. Bình thót cổ, bít kín
bằng nút bần cao su, chứa 4g bột nghệ và 50 ml ether dầu hỏa, đƣợc đem cân
trƣớc và sau quá trình trích ly nhằm xác định có sự mất mát dung môi trong khi
trích hay không. Hỗn hợp chất rắn và dung môi này đƣợc khuấy trộn trong suốt
quá trình trích ly. Sau đó, hỗn hợp đƣợc lọc chân không. Pha micelle (dung môi
và tinh dầu) đƣợc chứa trong bình tối, đặt trong lò ở 40C để làm bay hơi dung
môi và thu tinh dầu. Lƣợng tinh dầu thu đƣợc tính bằng gram trong một gram
nghệ khô.

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

18

NGUYỄN THỊ MAI


Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

Quá trình trích ly bằng dung môi chịu ảnh hƣởng của ba yếu tố:
- Kích thƣớc hạt bột nghệ.
- Nhiệt độ quá trình trích ly tinh dầu (20 - 40C) và chất màu (30 - 60C).
- Thời gian trích ly tinh dầu (1- 6 giờ) và chất màu (1- 6 giờ).
Đối với quá trình trích ly tinh dầu bằng ether dầu hỏa, kích thƣớc, nhiệt độ
và thời gian có ảnh hƣởng đáng kể đến sản lƣợng tinh dầu. Tuy nhiên, sự tƣơng
tác giữa kích thƣớc, thời gian và nhiệt độ thì không đáng kể.
Ngoài ra, sản lƣợng tinh dầu tăng khi nhiệt độ tăng (20 - 40C) và kích
thƣớc hạt bột giảm. Cũng lƣu ý là hạt có kích thƣớc nhỏ thì thời gian trích ly
cũng giảm. Bên cạnh đó, nếu giảm thời gian trích ly xuống còn 5 giờ thì sản
lƣợng tinh dầu chỉ giảm đi khoảng 25%.
Đối với quá trình trích ly chất màu với ethanol, kích thƣớc, nhiệt độ và thời
gian có ảnh hƣởng đáng kể đến sản lƣợng chất màu. Sản lƣợng cũng chịu ảnh
hƣởng bởi sự tƣơng tác giữa kích thƣớc và nhiệt độ, trong khi sự tƣơng tác giữa
thời gian với hai yếu tố còn lại thì không đáng kể.
Sản lƣợng chất màu tăng khi kích thƣớc nhỏ lại, và tăng nhiệt độ từ 30 đến
60C làm tăng sản lƣợng khoảng 6.8%. Ngoài ra, sự trích ly chất màu có thể
thực hiện trong 1 giờ, với kích thƣớc hạt nhỏ hơn, ở 60C, và sản lƣợng thu
đƣợc chỉ giảm đi khoảng 7%.

Ngoài ra, phƣơng pháp này cũng cho lƣợng curcumin thu đƣợc cao nhất
trong ba loại curcumin, tiếp theo là demethoxy curcumin và bisdemethoxy
curcumin.
Với phƣơng pháp trích ly bằng dung môi dễ bay hơi, sản lƣợng tinh dầu đạt
cao nhất là 5.49% khối lƣợng và sản lƣợng curcumin cao nhất là 7.98% khối
lƣợng ứng với điều kiện kích thƣớc hạt là 0.175, 0.124, 0.088 mm (kích thƣớc
số 80, 115, 170) ở nhiệt độ và thời gian là 40C, 6 giờ (tinh dầu) và 30C, 6 giờ
(chất màu).

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

19

NGUYỄN THỊ MAI


Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

c) Phƣơng pháp dùng dung dịch chất lƣỡng cực (aqueous hydrotrope
solution)
Củ nghệ

Xử lý
Dung dịch
chất lƣỡng
cực

Trích ly

Gạn, lọc hay
li tâm

Rắn
Rửa

Dịch lỏng

Nƣớc

Nƣớc rửa

Kết tinh

Nƣớc

Gạn, lọc hay
li tâm
Rắn
Sấy

Curcumin

Hình 1.9: Sơ đồ thực hiện bằng phương pháp dùng dung dịch chất lưỡng cực
Chất lƣỡng cực (hydrotrope): là những hợp chất alkyl mạch ngắn tan đƣợc
trong nƣớc có tính amphipathic - có chứa phần tử háo nƣớc (water - loving) và
phần tử kỵ nƣớc (fat - loving)

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC


20

NGUYỄN THỊ MAI


Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

Bảng 1.2: Các chất lưỡng cực dùng để trích ly curcumin
Các chất lƣỡng cực khác nhau dùng để trích ly

Butyl mono glycol sulfate (Na-BMGS)

Curcumin
% Trích ly % Độ tinh khiết
51.5
97

Cumene sulfonate (Na-CS)

38.56

90.7

Salicylate (Na-S)

50.79

89.2


p-Toluen sulfonate acid (Na-PTSA)

13.79

79.3

Chất lƣỡng cực (muối của Natri)

Cấu tạo của củ nghệ gồm:
- Lớp ngoài cùng là lớp biểu bì (epidermis), cấu tạo từ các tế bào thuôn hình
chữ nhật.
- Tiếp theo là lớp tế bào dƣới (hypodermis), gồm hai hay ba lớp tế bào nhu
mô không đều nhau.
- Lớp thứ ba gồm khoảng sáu lớp tế bào hóa bần (cork cells) sắp xếp thành
hàng xuyên tâm. Lớp tế bào này che chở lớp vỏ (cortex) và các thành phần
bên trong.
- Lớp cortex gồm các tế bào nhu mô vách mỏng chứa tinh bột, và các tế bào
nhựa chứa curcuminoid và bó mạch.
- Tiếp theo cortex là lớp vỏ trong (endodermis), gồm các tế bào thuôn chữ
nhật chứa các giọt dầu.
- Trụ bì (pericycle), sau vỏ trong, đƣợc cấu tạo từ một lớp các tế bào thuôn
chữ nhật.
- Phần trong cùng, hay trụ trung tâm, gồm bó mạch nối tiếp trụ bì, tế bào nhu mô
chứa tinh bột, tế bào nhựa và bó mạch nằm rải rác trong vùng mô trung tâm.
Nhƣ vậy, curcumin hiện diện trong tế bào nhựa có mặt ở lớp cortex và trụ
trung tâm. Trong phƣơng pháp này, quá trình nghiền củ nghệ làm xáo trộn lớp
biểu bì, lớp dƣới biểu bì và lớp tế bào hóa bần, giúp lớp tế bào nhựa chứa
curcumin có thể lộ trực tiếp ra dung dịch chất lƣỡng cực.
Ngoài ra, vì màng tế bào là lớp đôi phospholipid, chất lƣỡng cực sẽ phá hủy

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

21

NGUYỄN THỊ MAI


Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

lớp đôi này và thâm nhập vào nội bào, làm curcumin có khả năng tan nhanh
hơn trong dung dịch chất lƣỡng cực.
Lớp tế bào hóa bần đƣợc cấu tạo gồm lớp cellulose ngoài, lớp chất khô ở
giữa và lớp cellulose trong. Chính lớp chất khô giữa làm tế bào bần hầu nhƣ
hoàn toàn không có khả năng thấm nƣớc. Dung dịch chất lƣỡng cực phá thủng
lớp chất khô giữa này và sau đó tới tế bào bần. Lớp tế bào bần bị xáo trộn, bị
xoắn lại và chất lƣỡng cực xâm nhập vào các phần bên trong củ nghệ. Khi đó,
chất lƣỡng cực không chỉ làm tế bào căng lên, mà còn giải phóng tế bào khỏi
các cấu trúc kết nối của nó, giúp việc trích curcumin trong vùng trụ trung tâm
dễ dàng hơn.

Hình 1.10: các lớp tế bào của Hình 1.11: Sự phá vỡ cấu trúc của
củ nghệ.

các lớp tế bào củ nghệ sau khi bị
chất lưỡng cực thâm nhập.

d) Phƣơng pháp dùng bình Soclet.
Phƣơng pháp này cũng là phƣơng pháp dùng dung môi hữu cơ để trích ly

curcumin từ củ nghệ bằng thiết bị Soclet. Phƣơng pháp này thƣờng dùng trong
phòng thí nghiệm.
Mẫu sau khi làm sạch, cắt lát và lôi cuốn hơi nƣớc để loại tinh dầu, đƣợc
đem đi sấy khô và tán thành bột. Tiến hành chiết soclet với dung môi n-hexan
để loại các hydrocacbon và chất béo, bã đƣợc sấy khô và chiết soclet với dung
môi etyl acetat, ở nhiệt độ 80oC, trong thời gian 10h, thu đƣợc curcumin thô.
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

22

NGUYỄN THỊ MAI


Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

Curcumin thô thu đƣợc còn lẫn nhiều tạp chất, đem đi tinh chế lại để thu
đƣợc curcumin tinh.
Loại tạp chất bằng hỗn hợp acetone/ Ete dầu hỏa (tỉ lệ 1:9) hòa tan
curcumin thô, lọc và bỏ dịch lọc. Phần chất rắn đem sấy khô ở 60oC.
Chất rắn sau khi sấy khô, hòa tan vào cồn tuyệt đối, để loại bỏ những tạp
chất không tan đƣợc trong hỗn hợp dung môi trên. Lọc ta thu đƣợc curcumin.
Sấy cắn, ở nhiệt độ 60oC trong 30 phút thu đƣợc tinh thể curcumin màu vàng,
có ánh kim.
e) Phƣơng pháp trích ly siêu âm [6]
Là phƣơng pháp trích ly có sự hỗ trợ của sóng siêu âm vào quá trình trích ly
curcumin từ củ nghệ. Siêu âm là một phƣơng pháp không sử dụng nhiệt có tác
dụng phá vỡ cơ học thành tế bào và nâng cao hiệu quả chuyển khối.
Dùng dung môi trích ly: etanol 90o

Dung môi hóa chất phân tích : dung dịch đệm phosphate 0.02M, methanol,
axeton nitril.

Hình 1.12: Quy trình tách curcumin

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

23

NGUYỄN THỊ MAI


Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

1.2. Nghiên cứu về các ứng dụng của củ nghệ
1.2.1. Dƣợc tính của củ nghệ [5-6-7-8-9-10]
Củ nghệ đƣợc biết đến với nhiều công dụng khác nhau, đặc biệt đƣợc Ấn Độ
và nhiều nƣớc, cả phƣơng Đông lẫn phƣơng Tây, sử dụng nhƣ một loại dƣợc
liệu trị bách bệnh.

Hình 1.13: Củ nghệ vàng
Theo hội đồng nghiên cứu Trung ƣơng, củ nghệ có thể chữa đƣợc nhiều
bệnh. Củ nghệ có thể chữa đƣợc bệnh hen suyễn, ho, trị cảm, nghiện rƣợu, mụn
và các bệnh ngoài da, củ nghệ có thể giảm viêm nhiễm, trị to gan và nhiễm
trùng bàng quang, rối loạn kinh nguyệt, tăng cƣờng sức khỏe cho tim. Củ nghệ
ngâm với nƣớc và mật ong giúp lợi tiểu, hoặc nghiền nghệ với bơ đã qua lọc
sạch có thể chữa hiệu quả bệnh tiểu đƣờng.
Ngoài ra củ nghệ còn giúp trị đau răng và ngừa sâu răng, giảm đau bao tử,

giúp tiêu hóa và tạo cảm giác thèm ăn. Nhỏ nƣớc nghệ đã đun sôi vào mũi giúp
chữa đau đầu và chứng mất ngủ.
Củ nghệ không chỉ có công dụng giúp liền sẹo nhƣ nhiều ngƣời đã biết, mà
còn mang lại rất nhiều tác dụng hữu ích, đặc biệt đối với sức khỏe con ngƣời.
Giúp giảm cân lƣu thông và lọc máu; giúp cơ thể chống lại các vi khuẩn
sống ký sinh trong ruột, đặc biệt tốt cho hệ tiêu hóa; mới đây ngƣời ta đã chứng
minh đƣợc rằng: Có thể sử dụng nghệ để chống ung thƣ và nghệ có khả năng
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

24

NGUYỄN THỊ MAI


Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang

kháng viêm, giảm nguy cơ nhiễm trùng; có thể dùng nghệ để khử trùng và làm
mau lành vết thƣơng.
Khi gặp rắc rối về tiêu hóa, nghiên cứu cho thấy, nghệ có thể đƣợc dùng làm
chất kích thích tiêu hóa và giải phóng các Enzym tiêu hóa, phá vỡ liên kết
cacbonhydrat và các chất béo. Chính vì thế, trong trƣờng hợp bị đau bụng, một
cốc trà nghệ sẽ giúp ích rất nhiều.
Nghệ có thể làm giảm hàm lƣợng cholesterol độc hại trong máu và có khả
năng chống lại chứng xơ vữa động mạch, curcumin có trong nghệ cho phép
giảm nguy cơ mắc bệnh nhồi máu cơ tim, đặc biệt là những ngƣời hay ngáy
ngủ. Nếu chất curcumin đƣợc ứng dụng thành công đối với con ngƣời nó sẽ mở
ra một hƣớng đi mới cho cách phòng và điều trị bệnh nhồi máu cơ tim đồng
thời bảo vệ sức khỏe tim mạch của chúng ta. Khác với hầu hết các hợp chất tự

nhiên khác với hiệu quả hạn chế, chất curcumin có tác dụng trực tiếp lên nhân
tế bào bằng cách ngăn ngừa việc sản sinh quá nhiều protein bất thƣờng.
Chất curcumin có tự nhiên trong củ nghệ từng đƣợc các nhà khoa học chứng
minh là một chất chống oxy hóa cực mạnh có lợi cho sức khỏe, có lợi cho tim
mạch, chống cholesterol và ung thƣ. Curcumin có khả năng giải độc và bảo vệ
gan mạnh mẽ, bảo vệ và làm tăng hồng cầu, loại bỏ cholesterol xấu, điều hòa
huyết áp, hạ mỡ máu, ngăn chặn béo phì, xóa bỏ tàn nhang, đồi mồi, trứng cá
chống rụng tóc giúp mau chóng mọc tóc, làm cho da dẻ hồng hào, tăng cƣờng
sắc đẹp, sức lực và cả tuổi thọ…

Hình 1.14: Ứng dụng curcumin trong lĩnh vực làm đẹp
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

25

NGUYỄN THỊ MAI