BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT ĐỘ BỀN HỆ NHŨ NANO CURCUMIN

GVHD:

TS. LÊ THỊ HỒNG NHAN

SVTH:

PHỒNG THIỆU BĂNG

Ngành:

CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

Niên khóa:

2007 – 2011

Tháng 08/2011


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Luận văn tốt nghiệp

KHẢO SÁT ĐỘ BỀN HỆ NHŨ NANO CURCUMIN

Tác giả

PHỒNG THIỆU BĂNG

Khóa luận này được đề trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành
Công Nghệ Hóa Học

Giáo viên hướng dẫn
TS. Lê Thị Hồng Nhan

Tháng 8 năm 2011

i


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Luận văn tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô Lê Thị Hồng Nhan, người đã
tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Cảm ơn cô đã
truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm vô cùng quý báu trong suốt thời
gian thực hiện Luận Văn Tốt Nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn thầy cô trường Đại học Nông Lâm TP.HCM đã hết
lòng giảng dạy, truyền đạt kiến thức và tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành
luận văn này.
Cảm ơn quý thầy cô trong bộ môn Kỹ thuật Hữu cơ trường Đại Học Bách
Khoa TP. HCM, các anh chị, các bạn trong phòng thí ngiệm manar và phòng thí

nghiệm bộ môn hữu cơ đã luôn tận tình giúp đỡ em trong quá trình làm luận văn.
Và trên hết con xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với gia đình đã động viên
giúp con thực hiện luận văn này.

Ngày tháng 08 năm 2011
Sinh viên thực hiện

Phồng Thiệu Băng

ii


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Luận văn tốt nghiệp

TÓM TẮT
Đề tài nghiên cứu “Khảo sát độ bền hệ nhũ Nano Curcumin” được tiến hành
tại Phòng thí nghiệm Manar, Bộ môn Kỹ Thuật Hữu Cơ, Khoa Kỹ Thuật Hóa Học,
Trường Đại Học Bách Khoa, Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh, thời
gian từ 22/02/2011 đến 15/08/2011.
Curcumin (trong củ nghệ) có ứng dụng rộng rãi trong dược phẩm, mỹ phẩm
và thực phẩm. Phương pháp và điều kiện để chuẩn bị hệ nano curcumin sẽ được
báo cáo trong luận văn này. Mẫu nhũ đồng hóa bằng Phillip hand blender có kích
thước trung bình là 159.8 nm và mẫu đồng hóa bằng máy SY có kích thước 968
nm. Hệ nhũ Nano Curcumin bền trong môi trường pH acid và trung tính. Không
bền trong môi trường kiềm. Mẫu nhũ tạo bằng máy Phillip hand blender ổn định
dưới tác động của ly tâm. Mẫu tạo bằng máy SY tương đối bền dưới tác động của
ly tâm, có thể dùng ly tâm như một cách để nâng cao tính chất hệ nhũ nano tạo
bằng máy SY. Hệ nhũ nano curcumin bền dưới tác động của siêu âm, nhưng bị ảnh

hưởng bởi tác động của ánh sáng và nhiệt độ.

iii


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Luận văn tốt nghiệp

ABSTRACT
The thesis “Investigating factors affecting to stability of nanocurcumin
emulsion system” conducted in Manar lab, Ho Chi Minh City University of
Technology, period from February to August 2011.
Curcumin (from Curcuma longa L.) has reasearch scale applications in
pharmaceutical, food and cosmetic industry. In this thesis, methods and conditions
to prepare nanocurcumin systems as emulsions using nanoparticle technology was
reported. By using Philip blender, the emulsions droplet diameter of about 159.8
nm and the emulsions mixing by Speed homogenizer SY achieved the droplet
diameter of about 968 nm.This nano-emulsion of curcumin was stable with acidic
pH and neutral pH, unstable with basic pH. This nano-emulsion of curcumin was
stable with mechanical effects like centrifugal force, ultrasonic vibration but
influenced by radiation and temperature.

iv


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Luận văn tốt nghiệp


MỤC LỤC
KHẢO SÁT ĐỘ BỀN HỆ NHŨ NANO CURCUMIN ............................................. I
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. II
TÓM TẮT .................................................................................................................. III
MỤC LỤC .................................................................................................................... V
DANH SÁCH CÁC HÌNH ...................................................................................... VII
DANH SÁCH CÁC BẢNG........................................................................................IX
DANH SÁCH PHỤ LỤC ............................................................................................ X
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU ............................................................................................... 1
1.1.
1.2.
1.3.

ĐẶT VẤN ĐỀ: ................................................................................................ 1
MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI :...................................................................................... 1
NỘI DUNG ĐỀ TÀI : ...................................................................................... 2

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN ....................................................................................... 3
2.1. GIỚI THIỆU VỀ CURCUMINOID [1] .......................................................... 3
2.1.1. Cấu tạo, thành phần [2][3][4] .................................................................... 3
2.1.2. Cấu trúc hóa học của curcuminoid ........................................................... 3
2.1.3. Tính chất vật lý ........................................................................................... 5
2.1.4. Tác dụng dược lý của curcuminoid [2][4][5] ............................................ 6
2.1.4.1. Hoạt tính kháng oxy hóa của curcuminoid ............................................ 7
2.1.4.2. Hoạt tính kháng viêm của curcuminoid ................................................. 8
2.1.5. Công dụng của nghệ [6] ............................................................................. 8
2.1.5.1. Trong thực phẩm .................................................................................... 8
2.1.5.2. Trong dược phẩm ................................................................................... 9
2.1.5.3. Trong mỹ phẩm .................................................................................... 10
2.1.5.4. Các ứng dụng khác............................................................................... 10

2.2. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ NANO [7-15] ............................................ 11
2.2.1. Tính chất của vật liệu nano [10-18] ........................................................ 11
2.2.2. Kỹ thuật cơ bản của công nghệ nano [12] .............................................. 12
1.2.2.1. Bottom-up ............................................................................................ 12
1.2.2.2. Top-down ............................................................................................. 13
2.2.3. Các dạng hạt nano [16] ............................................................................ 13
2.2.3.1. Hạt vi nhũ [13][23] .............................................................................. 13
1.2.3.2. Hạt vi tinh thể [20] ............................................................................... 14
2.2.3.3. Micelle [18] .......................................................................................... 14
2.2.3.4. Hạt nanopolymer [9] ............................................................................ 15
2.2.3.5. Liposome [19] ...................................................................................... 15
CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................... 17
3.1.
3.2.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .......................................................................... 17
NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM ...................... 18
v


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Luận văn tốt nghiệp

3.2.1. Nguyên liệu và hóa chất ........................................................................... 18
3.2.2. Thiết bị ...................................................................................................... 18
3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................. 19
3.3.1. Đánh giá cảm quan .................................................................................. 19
3.3.2. Đánh giá độ bền bằng phương pháp nhanh [25].................................... 19
3.3.3. Phương pháp đo màu theo hệ màu CIE .................................................. 19

3.3.3.1. Nguyên tắc ........................................................................................... 19
3.3.3.2. Không gian màu ................................................................................... 20
3.3.4. Đo quang phổ hấp thu .............................................................................. 21
3.3.5. Xác định phân bố kích thước hạt............................................................. 21
3.4. NỘI DUNG THỰC HIỆN ............................................................................. 21
3.4.1. Tạo hệ vi nhũ ............................................................................................ 21
3.4.2. Khảo sát điều kiện đồng hóa .................................................................... 23
3.4.3. Khảo sát độ bền hệ vi nhũ ........................................................................ 23
3.4.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH đền độ bền của hệ vi nhũ ........................ 23
3.4.3.2. Đánh giá độ bền bằng phương pháp nhanh ......................................... 24
3.4.3.3. Kiểm tra độ bền bằng sóng siêu âm : ................................................... 24
3.4.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lưu trữ ............................................. 24
3.4.3.5. Phơi sáng tự nhiên................................................................................ 25
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................ 26
4.1. KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN ĐỒNG HÓA ........................................................ 26
4.2. KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐỘ BỀN HỆ VI NHŨ.............. 28
4.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến độ bền của hệ vi nhũ ......................... 28
4.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của ly tâm đến độ bền của hệ vi nhũ .................... 32
4.2.3. Kiểm tra độ bền bằng sóng siêu âm ......................................................... 34
4.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lưu trữ ............................................... 36
4.2.4.1. Bảo quản tại nhiệt độ phòng ................................................................ 36
4.2.4.2. Bảo quản tại 540C ................................................................................ 38
4.2.4.3. Bảo quản tại 100C ................................................................................ 41
4.2.5. Phơi sáng tự nhiên ................................................................................... 42
4.2.5.1. Phơi sáng .............................................................................................. 44
4.2.5.2. Trữ tối .................................................................................................. 45
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................ 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 48
PHỤ LỤC .................................................................................................................... 50


vi


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Luận văn tốt nghiệp

DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2. 1 : Công thức cấu tạo của hợp chất curcuminoid .............................................. 3
Hình 2. 2 : Đồng phân cis – trans của curcumin. ........................................................... 4
Hình 2. 3 : Các nhóm chức có hoạt tính sinh học trong curcumin. ............................... 5
Hình 2. 4 : Tác dụng dược lý của curcumin................................................................... 6
Hình 2. 5 : Sự thay đổi màu sắc của hệ khi kích thước hạt thay đổi............................ 12
Hình 2. 6 : Hai nguyên lý cơ bản của công nghệ nano ................................................ 12
Hình 2. 7 : Hệ vi nhũ. .................................................................................................. 14
Hình 2. 8 : Micelle. ...................................................................................................... 15
Hình 2. 9 : Nanosphere ................................................................................................ 15
Hình 2. 10 : Nanocapsule ............................................................................................. 15
Hình 2. 11 : Liposome.................................................................................................. 16
Hình 3. 1 : Sơ đồ quy trình nghiên cứu ........................................................................ 17
Hình 3. 2 : Không gian màu CEILab ........................................................................... 20
Hình 3. 3: Giá để cuvet khi sử dụng máy đo màu Minolta .......................................... 21
Hình 3. 4 : Sơ đồ quy trình tạo hệ nhũ. ........................................................................ 22
Hình 4. 1 : Kích thước trung bình ở các điều kiện đồng hóa khác nhau...................... 27
Hình 4. 2 : Sự phân bố kích thước của hệ nhũ đồng hóa bằng máy P ......................... 28
Hình 4. 3 : sự phân bố kích thước hạt của hệ nhũ đồng hóa bằng máy SY ................. 28
Hình 4. 4: Màu sắc của mẫu đồng hóa trên máy Phillips ở pH khác nhau .................. 29
Hình 4. 5 : Màu sắc của mẫu SY ở pH khác nhau ....................................................... 29
Hình 4. 6 : Đồ thị độ hấp thu cực đại của mẫu P ở các pH khác nhau ........................ 31
Hình 4. 7 : Đồ thị độ hấp thu cực đại của mẫu SY ở các pH khác nhau...................... 32

Hình 4. 8 : Nồng độ curcumin sau các khoảng thời gian ly tâm khác nhau ................ 33
Hình 4. 9 : Sự thay đổi kích thước hạt của hệ nhũ sau 60 phút ly tâm ........................ 34
Hình 4. 10 : Sự phân bố kích thước của mẫu P sau 60 phút ly tâm ............................. 34
Hình 4. 11 : Sự phân bố kích thước của mẫu SY sau 60 phút ly tâm .......................... 34
vii


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Luận văn tốt nghiệp

Hình 4. 12 : Nồng độ curcumin sau các thời gian siêu âm khác nhau ......................... 35
Hình 4. 13 : Kích thước thước hạt của hệ nhũ sau 120 phút ly siêu âm ...................... 35
Hình 4. 14 : Sự phân bố kích thước của mẫu P sau 120 phút siêu âm ......................... 36
Hình 4. 15 : Sự phân bố kích thước của mẫu SY sau 120 phút siêu âm ...................... 36
Hình 4. 16 : Mẫu P1 được bảo quản ở nhiệt độ phòng qua các ngày .......................... 37
Hình 4. 17 : Mẫu SY1 được bảo quản ở nhiệt độ phòng qua các ngày ....................... 37
Hình 4. 18 : Sự thay đổi nồng độ curcumin theo thời gian khi bảo quản ở nhiệt độ
phòng. ........................................................................................................................... 38
Hình 4. 19 : Mẫu P2 được bảo quản ở 54oC qua các ngày .......................................... 39
Hình 4. 20 : Mẫu SY2 được bảo quản ở 54oC qua các ngày ....................................... 39
Hình 4. 21 : Sự thay đổi nồng độ curcumin theo thời gian khi bảo quản ở 54oC. ....... 39
Hình 4. 22 : Kích thước cuả hệ nhũ sau 7 ngày bảo quản ở nhiệt độ 54oC ................. 40
Hình 4. 23 : Sự phân bố kích thước của mẫu P2 sau 7 ngày bảo quản ở nhiệt độ
54oC. ............................................................................................................................. 40
Hình 4. 24 : Sự phân bố kích thước của mẫu SY2 sau 7 ngày bảo quản ở nhiệt độ
54oC .............................................................................................................................. 40
Hình 4. 25 : Mẫu P3 được bảo quản ở 10oC qua các ngày .......................................... 41
Hình 4. 26 : Mẫu SY3 được bảo quản ở 10oC qua các ngày ....................................... 41
Hình 4. 27 : Sự thay đổi nồng độ curcumin theo thời gian khi bảo quản ở 10oC. ....... 42

Hình 4. 28 : Mẫu PS phơi sáng tự nhiên qua các ngày ................................................. 43
Hình 4. 29 : Mẫu PT trữ tối qua các ngày..................................................................... 43
Hình 4. 30 : Mẫu SYS chứa trong chai phơi sáng tự nhiên qua các ngày .................... 43
Hình 4. 31 : Mẫu SYT trữ tối qua các ngày .................................................................. 44
Hình 4. 32 : Sự thay đổi nồng độ curcumin khi phơi sáng tự nhiên. ........................... 44
Hình 4. 33 : Sự thay đổi nồng độ curcumin khi trữ tối. ............................................... 45

viii


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Luận văn tốt nghiệp

DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 4. 1 : Các điều kiện đồng hóa mẫu nano nhũ curcumin ..................................... 26
Bảng 4. 2 : Đánh giá ngoại quan các mẫu nano nhũ curcumin.................................... 26
Bảng 4. 3 : Sự thay đổi màu sắc của mẫu P ở các pH khác nhau ................................ 29
Bảng 4. 4 : Sự thay đổi màu sắc của mẫu SY ở pH khác nhau .................................... 29
Bảng 4. 5 : Độ hấp thu cực đại của mẫu P và SY ở các pH khác nhau ....................... 30
Bảng 4. 6 : Điều kiện khảo sát độ bền của hệ nhũ nano curcumin khi bảo quản ở
10oC. ............................................................................................................................. 41
Bảng 4. 7 : Điều kiện khảo sát độ bền hệ nhũ nano curcumin khi phơi sáng tự
nhiên. ............................................................................................................................ 43

ix


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan


Luận văn tốt nghiệp

DANH SÁCH PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Kích thước của hạt dưới các điều kiện đồng hóa khác nhau. .................... 50
Phụ lục 2 : Độ hấp thu và nồng độ curcumin của hệ nhũ theo thời gian ly tâm .......... 50
Phụ lục 3 : Kích thước hạt của hệ nhũ sau 60 phút ly tâm.......................................... 50
Phụ lục 4 : Độ hấp thu và nồng độ curcumin của hệ nhũ theo thời gian siêu âm. ....... 50
Phụ lục 5 : Kích thước hạt của hệ nhũ sau 120 phút siêu âm. ..................................... 50
Phụ lục 6 : Kết quả đo màu của của hệ nhũ nano curcumin được đồng hóa bằng
máy phillip hand blender dưới tác động của nhiệt độ. ................................................. 51
Phụ lục 7 : Kết quả đo màu của hệ nhũ nano curcumin được đồng hóa bằng máy
đồng hóa tốc độ cao SY dưới tác động của nhiệt độ.................................................... 51
Phụ lục 8 : Độ hấp thu và nồng độ của hệ nhũ nano curcumin khi bảo quản tại
nhiệt độ phòng. ............................................................................................................. 52
Phụ lục 9 : Độ hấp thu và nồng độ của hệ nhũ nano curcumin khi bảo quản tại
540C. ............................................................................................................................. 52
Phụ lục 10 : Kích thước cuả hệ nhũ sau 7 ngày bảo quản ở nhiệt độ 54oC ................. 53
Phụ lục 11 : Độ hấp thu và nồng độ của hệ nhũ nano curcumin khi bảo quản tại
100C. ............................................................................................................................. 53
Phụ lục 12 : Độ hấp th và nồng độ curcumin khi phơi sáng tự nhiên. ........................ 53
Phụ lục 13 : Độ hấp thu và nồng độ curcumin khi trữ tối. ........................................... 53

x


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Luận văn tốt nghiệp

Chương 1: MỞ ĐẦU

1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ:
Nghệ là một phương thuốc truyền thống, chẳng những được dùng nhiều trong
thuốc mà còn dùng nhiều trong mỹ phẩm và thực phẩm. Trong rễ nghệ có chứa
curcuminoid. Curcuminoid là một trong những hợp chất tiêu biểu có nguồn gốc từ
thiên nhiên có khả năng chống ung thư hiệu quả mà an toàn, có khả năng ngăn
ngừa sự phát triển của các tế bào ung thư mà không gây hại đến các tế bào lành
khác. Những nghiên cứu gần đây cho thấy curcumin còn có tác dụng trong điều trị
HIV.
Tuy nhiên nhược điểm lớn nhất của curcuminoid là khả năng hòa tan trong
nước kém. Chính hạn chế này làm giảm các hoạt tính sinh học cũng như kháng
ung thư của curcuminoid vì 70% môi trường bên trong cơ thể người là nước nên
khả năng hấp thu kém.
Một trong những giải pháp làm tăng độ phân tán cũng qua đó làm tăng những
hoạt tính sinh học của curcuminoid là làm giảm kích thước của nó xuống. Nhờ đó
làm tăng độ dẫn truyền và khả năng hấp thu của curcuminoid vào da, qua ruột và
mạch máu, làm tăng hiệu quả chữa trị.
Theo nhóm tác giả Xiaoyong Wang a, Yan Jiang, Yu-Wen Wang, Mou-Tuan
Huang, Chi-Tang Hoa, Qingrong Huang thì sử dụng hệ nhũ oil/water để phân tán
curcumin [22].
Được sự phân công của BM CNHH, dưới sự hướng dẫn của Ts. Lê Thị Hông
Nhan tôi thực hiện đề tài khảo sát độ bền hệ nhũ Nano Curcumin.

1.2. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI :
Tìm ra thiết bị và điều kiện đồng hóa để tạo ra hệ nhũ bền, hạt nhũ có kích
thước nhỏ. Xác định độ bền của hệ nhũ nano curcumin và điều kiện để bảo quản
hệ.

1



GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Luận văn tốt nghiệp

1.3. NỘI DUNG ĐỀ TÀI :
- Khảo sát các điều kiện đồng hóa để tạo ra hệ nhũ nano curcumin bền.
- Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố: pH, ly tâm, siêu âm, nhiệt độ, ánh sáng đến
độ bền hệ nhũ nano curcumin.

2


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Luận văn tốt nghiệp

Chương 2: TỔNG QUAN
2.1. GIỚI THIỆU VỀ CURCUMINOID [1]
2.1.1. Cấu tạo, thành phần [2][3][4]
Trong củ nghệ curcumin chiếm từ 50 – 60%, demethoxycurcumin chiếm 20 –
30%, còn bisdemethoxy chiếm từ 7 – 20%, tùy loại nguyên liệu nghệ và điều kiện
chiết tách. Để chỉ hỗn hợp của dẫn xuất trên người ta thường dùng thuật ngữ
“curcuminoid”. Tuy nhiên do dẫn xuất curcumin chiếm tỷ lệ lớn nên các dẫn xuất
trên vẫn có thể gọi là “curcumin”.
2.1.2. Cấu trúc hóa học của curcuminoid

Hình 2. 1 : Công thức cấu tạo của hợp chất curcuminoid

- Curcumin: 1,7 – Bis - (4-hydroxy-3-methoxyphenyl) - hepta-1,6-diene3,5-dione hay diferuloylmethane. Công thức phân tử: C21H20O6. Khối lượng phân
tử: 368.


3


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Luận văn tốt nghiệp

- Demethoxycurcumin: 1 - ( 4 – Hydroxyphenyl ) – 7 - ( 4 – hydroxy - 3 –
methoxyphenyl ) – hepta - 1,6 – diene - 3,5 - dione hay p-hydroxycinamoyl
diferuloylmethane. Công thức phân tử: C20H18O5. Khối lượng phân tử: 338.
- Bisdemethoxycurcumin: 1,7-Bis-(4-hydroxyphenyl)-hepta-1,6-diene-3,5dione hay p-hydroxycinamoyl diferuloylmethane. Công thức phân tử: C19H16O4.
Khối lượng phân tử: 308.
Ngoài ba thành phần chính trên, ba thành phần thứ yếu cũng được phân tách,
được xem là đồng phân hình học của hợp chất curcuminoid trên. Một trong số đó
là đồng phân hình học cis – trans của curcumin (dạng trans – trans) dựa trên phổ
UV, điểm nóng chảy thấp hơn và kém bền trong dung dịch và dưới ánh sáng hơn
khi so sánh với curcumin.

Hình 2. 2 : Đồng phân cis – trans của curcumin.

Curcuminoid tồn tại ở hai dạng hỗ biến là keto và enol do quá trình tautome
hoá. Dạng keto thường ở dạng pha rắn, còn dạng enol ở trong pha lỏng. Trong cấu
trúc enol có liên kết hydro nội phân tử nên cấu trúc enol bền hơn cấu trúc keto.
Cân bằng giữa hai dạng này phụ thuộc vào loại dung môi và nhiệt độ môi trường.
Trong dung môi không phân cực, cân bằng sẽ có xu hướng dịch chuyển sang dạng
enol.
Curcumin có giá trị hoạt tính sinh học cao là do trong công thức cấu tạo của
curcumin có các nhóm hoạt tính sau:


4


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Luận văn tốt nghiệp

Nhóm parahydroxyl: hoạt tính chống oxi hoá.
Nhóm keto: kháng viêm, kháng ung thư, chống đột biến tế bào.
Nhóm liên kết đôi: kháng viêm, kháng ung thư, chống đột biến tế bào.
Hình 2. 3 : Các nhóm chức có hoạt tính sinh học trong curcumin.

2.1.3. Tính chất vật lý
 Dạng : bột
 Màu: màu vàng cam, trong môi trường trung tính dung dịch curcuminoid có
màu vàng, môi trường acid có màu vàng ánh lục (vàng chanh), có màu từ
cam đến đỏ tím trong môi trường kiềm. Màu của curcuminoid bền với nhiệt
độ, không bền với ánh sáng và khi có sự hiện diện của SO2 với nồng độ
≥10ppm.
 Độ tan: tan trong dầu, không tan trong nước ở pH acid và pH trung hoà, tan
trong kiềm, tan trong ether, chloroform, acetic acid, cetone và trong dung
dịch có tính cồn như ethanol, methanol, acetone, dichloromethane,
dichloroethylene, dimethylsulfoxide, benzene, acid acetic... Để tan được
trong nước, curcuminoid phải kết hợp với các chất hoạt động bề mặt như
sodium dodecyl sulfate, cetylpyridinium bromide, gelatine, polysaccharide,
polyethylenglycol, cyclodextrin. Trong dung dịch, thành phần màu chủ yếu
thể hiện dạng tautome keto – enol và tuỳ thuộc vào loại dung môi có thể tồn
tại đến 95% dạng enol.
5



GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Luận văn tốt nghiệp

 Độ bền: curcuminoid bền ở nhiệt độ cao và acid nhưng không bền trong
kiềm và ánh sáng.
 Nhiệt độ nóng chảy: 1830C.
Động học của phản ứng thuỷ phân thoái hoá của curcumin đã được nghiên
cứu trên thang đo pH thông qua kỹ thuật HPLC như sau :
pH
pH <1
pH = 1 – 7
pH >7.5

Màu của dung dịch

Dạng ion tồn tại

Đỏ

H4A+

Huyền phù màu vàng

H3A

Đỏ

H2A-, HA2-, A3-


2.1.4. Tác dụng dược lý của curcuminoid [2][4][5]

Hình 2. 4 : Tác dụng dược lý của curcumin.

Curcuminoid có những hoạt tính sinh học chủ yếu như kháng oxy hoá,
kháng viêm, kháng virus, kháng nấm và có thành phần dùng để hoá học trị liệu
bệnh ung thư.
Những nghiên cứu trong năm thập kỷ gần đây đã chỉ ra thêm rằng
curcumin làm giảm cholesterol trong máu, hạn chế sự đông kết tiểu huyết cầu,
ngăn chặn sự nghẽn mạch và nhồi máu cơ tim, hạn chế các triệu chứng của bệnh
đái tháo đường loại II, viêm khớp mãn tính, bệnh đa xơ cứng, và bệnh Alzheimer,
6


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Luận văn tốt nghiệp

ức chế sự tái tạo của virus HIV ở người, nâng cao việc điều trị vết thương, bảo vệ
khỏi tổn thương gan, tăng sự bài tiết của mật, bảo vệ khỏi bệnh đục thuỷ tinh thể,
bảo vệ khỏi bệnh xơ hoá. Ngoài ra, curcuminoid cũng được chứng minh là không
có tính độc cho dù sử dụng liều cao.
2.1.4.1. Hoạt tính kháng oxy hóa của curcuminoid
Oxy không thể thiếu đối với vi sinh vật hiếu khí và tham gia vào nhiều quá
trình sinh hoá học trong cơ thể. Trong quá trình đó oxy tạo ra những tiểu phân
trung gian gọi là gốc tự do.
Khi nhận một điện tử đầu tiên, oxy tạo ra gốc superoxide. Đây là gốc tự do
quan trọng nhất của tế bào. Từ gốc superoxyd (O2• -), nhiều gốc tự do và các phân
tử khác nhau của oxy có khả năng phản ứng cao tạo ra như: HO• - (gốc hydroxyl),

H2O2, 1O2 (oxy đơn bội), LO• (gốc lipoxyd), LOO• (gốc lipoperoxyd), RO• (gốc
alkoxyd), LOOH. Tên chung của các gốc này là các dạng oxy hoạt động. Ngoài ra
trong cơ thể còn có những dạng gốc tự do hoạt động khác có chứa nitơ, clo…
Lão hoá là quá trình thoái hoá các tế bào, mô và các cơ quan gây ra bởi gốc
tự do. Theo thời gian quá trình lão hoá và bệnh tật khiến các cơ quan bảo vệ tự
nhiên này bị suy yếu dần. Trong cơ thể luôn tồn tại những hợp chất có khả năng
loại bỏ các dạng oxy hoạt động trên và được gọi là chất kháng oxy hoá. Tiêu biểu
là các enzyme như superoxyd dismutase (SOD), glutathione (GSH), glutathione
peroxydase (GSH – Px), catalase và những phân tử nhỏ như tocopherol, ascobat…
Ngoài ra, có thể bảo vệ cơ thể bằng cách trung hoà các gốc tự do nhờ vào các
vitamin, khoáng chất và các hợp chất tự nhiên được bổ sung vào như phenol, các
hợp chất flavonoid và carotenoid.
Hầu hết các chất kháng oxy hoá có nhóm chức phenolic hoặc nhóm βdiketone. Curcuminoid là chất kháng oxy hoá đặc biệt có các nhóm chức khác
nhau: nhóm β-diketone, liên kết C=C, và vòng phenyl có nhóm hydroxyl và
methoxyl khác nhau. Do vậy curcuminoid có hoạt tính kháng oxy hoá cao do ngăn
cản sự peroxide hoá các lipid trong cơ thể. Phản ứng peroxide hoá lipid là phản
ứng dây chuyền và xảy ra theo cơ chế gốc tự do, gồm các giai đoạn sau:
Giai đoạn khơi mào: Dưới tác dụng của các gốc tự do, nguyên tử hydro bị
7


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Luận văn tốt nghiệp

tách ra khỏi các acid béo chưa bão hoà (lipid).
-H + R  -S + RH
-S + O2  -SOO
Phản ứng dây chuyền: Gốc tự do peroxyl vừa hình thành tấn công các acid
béo kế cận.

-SOO + -SH  -SOOH + -S
Quá trình tiếp diễn dẫn đến sự tích lũy các peroxide béo trong màng tế bào,
làm màng tế bào không ổn đinh và cho phép sự xâm nhập của các ion có hại. Gốc
tự do peroxide tấn công các ion cũng như các protein màng tế bào. Một chất kháng
oxy hóa sẽ kết thúc chuỗi phản ứng dây chuyền tạo gốc tự do và “dập tắt” các gốc
tự do cũng như quá trình tạo ra gốc tự do.
2.1.4.2. Hoạt tính kháng viêm của curcuminoid
Viêm nhiễm là một chuỗi phản ứng của cơ thể chống lại sự tổn thương mô.
Phản ứng này cần thiết cho quá trình bắt đầu lành vết thương tuy nhiên lại gây ra
sự đau đớn kết hợp nổi đỏ và phồng vết thương. Khi bị viêm nhiễm cơ thể sản sinh
ra một chất giống hormone là arachidonic acid, dưới tác dụng của enzyme, acid
này sẽ chuyển hoá thành các hợp chất gây viêm: leukotriene (làm tăng khả năng
thẩm thấu qua mạch, làm gây trương phồng mô), prostaglandin (gây mẩn đỏ,
trương phồng, đau nhức vết thương),…
Curcuminoid có tác dụng giống aspirin nhưng tốt hơn aspirin khi sử dụng cho
những người bị nghẽn huyết khối mạch máu, viêm khớp.
2.1.5. Công dụng của nghệ [6]
2.1.5.1. Trong thực phẩm
Sản xuất bột carry dùng làm gia vị trong bánh xèo, bò kho, gà xào xả ớt.
Sản xuất bao gói chống ánh sáng.
Sử dụng để tạo màu trong bơ, salad, margarine, yoghurt, bánh ngọt, bánh
bích quy, bắp rang, ngũ cốc, xúc xích...
Sử dụng trong thức ăn gia súc.

8


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Luận văn tốt nghiệp


2.1.5.2. Trong dược phẩm
Trong dân gian, nghệ đã được tin dùng như phương thuốc hữu hiệu để trị tụ
huyết, máu cam, làm cao dán nhọt, thoa chống vết thương tụ máu, làm mau lành
sẹo, trị viêm gan, vàng da, đau dạ dày, ghẻ lở, mụn nhọt. Kết hợp nghệ và dầu
vừng cũng được dùng điều trị nhanh khi mới bị bỏng nhẹ, giúp làm giảm phù nề,
xung huyết quanh vết bỏng, giúp vết bỏng không lan rộng, chóng khô và liền sẹo.
Nếu bôi thuốc sớm trong vòng 24 giờ sau khi bị bỏng, sẹo sẽ liền nhanh.
Trong Đông y, thân rễ nghệ thường dùng trong các đơn thuốc trị phong hàn,
chậm có kinh, băng huyết… Tác dụng hưng phấn và co bóp tử cung.
Trị đau bao tử do thiếu acid, trị loét dạ dày... Tác dụng chống viêm loét dạ
dày do tác dụng tăng bài tiết chất nhày mucin. Trị chứng rối loạn tiêu hóa.
Các nghiên cứu cũng cho thấy tác dụng tăng khả năng giải độc gan và làm
giảm lượng urebilin trong nước tiểu khi dùng nghệ. Kích thích sự bài tiết mật của
tế bào gan, thông mật nhờ làm co thắt túi mật. Ngăn chặn sự phát triển bệnh gan do
lạm dụng uống rượu.
Nghệ là một nguyên liệu đang được quan tâm như một liệu pháp ngăn chặn,
phòng ngừa và chữa trị ung thư và giảm cholestetrol. Nghệ cũng chống lại tác
động của bệnh gan và chứng xơ vữa động mạch, di căn của ung thư. Thông tin gần
đây cho thấy có thể làm giảm tỉ lệ mắc ung thư như ung thư vú, tuyến tiền liệt,
phổi và ruột kết nếu chế độ dinh dưỡng có nhiều chất nghệ. Tác dụng chống khối u
có được nhờ đặc tính chống oxy hóa của curcumin. Ngăn chặn sự phát triển của
các tế bào ung thư da và kiềm chế quá trình di căn của ung thư vú sang phổi.
Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của nghệ cũng đã được nghiên cứu và
công bố. Chế độ ăn có bổ sung nghệ giúp ngăn chặn sự phát triển vi trùng lao nhờ
làm rối loạn chuyển hóa men của chúng. Tinh dầu nghệ có đặc tính khử mùi hôi,
đồng thời có tính kháng viêm rất hữu hiệu, bảo vệ niêm mạc miệng, lưỡi, dạ dày.
Hoạt chất curcumin chứa trong củ nghệ có tác dụng trong chữa trị bệnh
Alzheimer. Curcumin-1 hoạt chất chống oxi hóa trong nghệ, được sử dụng trong
nhiều loại thuốc. Curcumin cũng là một chất kháng viêm tương đương

hydrocortison và phenylbutazon. Hoạt chất curcumin có tác dụng tích cực trong
9


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Luận văn tốt nghiệp

việc điều trị căn bệnh khuyết tật gien ở nhiễm sắc thể số 7 - còn gọi là bệnh
mucovisidosis.
2.1.5.3. Trong mỹ phẩm
Nghệ được sử dụng trong các sản phẩm mỹ phẩm bởi tác dụng rất tốt cho
da. Nghệ giúp làm liền các vết sẹo nhanh chóng và các vết sẹo đang lên da non,
sẹo không bị thâm. Khi bôi lên da giúp da sáng, chống khô cằn, tạo sự mềm và
mịn, tươi mát cho da.
Nghệ còn trị các chứng mụn và điều trị các đốm đen do sự hình thành sắc tố
hoặc chỗ sưng tấy. Tác dụng làm giảm sự chênh lệch sắc tố của các vùng giúp
đồng đều tông màu da, giúp khuôn mặt tươi sáng hơn.
Nghệ dùng bằng cách phối trộn trong các dạng sản phẩm chăm sóc da, mỹ
phẩm hay đơn giản là dùng trực tiếp từ nghệ. Dịch chiết từ nghệ bôi lên da dưới
dạng paste, giữ trong 30 phút sau đó rửa sạch. Nó tạo cho da màu sáng rực rỡ.
2.1.5.4. Các ứng dụng khác
 Làm thuốc thử cho acid và kiềm.
 Gây độc cho cá sấu. Vì thế, những ai bơi trong vùng nước có cá sấu nên
bôi nghệ vào để tự bảo vệ mình.
 Trồng nghệ quanh nhà để tránh rắn, kiến. Nghệ dạng paste có thể sử dụng
như thuốc trị rắn cắn ở Ấn Độ.
 Thuốc trị muỗi.
 Thuốc nhuộm thông dụng cho quần áo của người Ấn.
 Màu vàng của nghệ là chất màu thiên nhiên được Dược điển công nhận với

mã số E 100 để nhuộm màu dược phẩm thay thế dần những chất màu tổng hợp như
Tartrazine E 102.
Như đã trình bày ở trên, curcuminoid có hoạt tính sinh học cao, dùng để trị
nhiều chứng bệnh và đặc biệt là đang được nghiên cứu về khả năng chữa trị bệnh
ung thư. Tuy nhiên, curcuminoid tan trong ethanol và acetone, methanol, dichloromethane, dichloroethylene, benzene, acid acetic... nhưng không tan trong nước.

10


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Luận văn tốt nghiệp

70% thành phần trong cơ thể người là nước. Chính vì độ tan trong nước kém nên
làm giảm khả năng hấp phụ curcuminoid vào cơ thể, cũng vì vậy làm giảm hoạt
tính, hạn chế tác dụng của curcuminoid. Một vấn đề được quan tâm hiện nay là
phân tán curcuminoid trong nước và hấp phụ chúng tốt nhất. Một trong những giải
pháp đưa ra là giảm kích thước hạt curcuminoid xuống đến kích thước nano. Đây
cũng là vấn đề được thế giới quan tâm hiện nay.

2.2. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ NANO [7-15]
2.2.1. Tính chất của vật liệu nano [10-18]
Hạt nano là một quan tâm khoa học lớn vì chúng là một cầu nối hiệu quả giữa
các vật liệu lớn với các nguyên tử hoặc cấu trúc phân tử. Nghiên cứu về hạt nano
là một nghiên cứu khoa học rộng lớn do tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong điều trị
bệnh cho con người. Các hạt nano có kích thước từ 1 đến 100 nm. Hạt nano có
diện tích bề mặt riêng rất cao. Điều này làm cho các hạt có hoạt tính mạnh hay xúc
tác cao. Hạt nano dễ dàng đi qua màng tế bào trong các sinh vật và tương tác
nhanh chóng với hệ thống sinh học. Vật liệu nano có kích thước nhỏ sẽ ảnh hưởng
rất nhiều đến tính chất của chính vật liệu cũng như hệ chứa hạt nano, đặc biệt là

đối với vật liệu không tan trong nước. Với kích thước nhỏ, vật liệu nano có những
tính chất khác biệt sau:
 Diện tích bề mặt tăng: diện tích bề mặt của hạt sẽ tăng nhiều, do đó làm
tăng số lượng các phân tử nằm trên bề mặt các hạt.


Dễ phân phân tán hạt trong chất lỏng hơn: vì chuyển động nhiệt của hạt sẽ
lớn hơn chuyển động dưới tác dụng của lực trọng trường, các hạt sẽ khó
chuyển động xuống dưới đáy bình chứa và khó kết tụ.



Độ tan tăng.

 Dễ hấp thu qua tế bào, da và ruột.
 Có một vài tính chất quang học và vật lý khác so với vật liệu có kích thước
lớn hơn.

11


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Luận văn tốt nghiệp

Hình 2. 5 : Sự thay đổi màu sắc của hệ khi kích thước hạt thay đổi
2.2.2. Kỹ thuật cơ bản của công nghệ nano [12]
Hai nguyên lý cơ bản của công nghệ nano đó là: Top-down và Bottom-up. Từ
hai nguyên lý này, ta có thể tiến hành bằng nhiều giải pháp công nghệ và kỹ thuật
để chế tạo vật liệu cấu trúc nano.


Hình 2. 6 : Hai nguyên lý cơ bản của công nghệ nano
(A) Bottom-up process and (B) Top-down process
1.2.2.1. Bottom-up
Nghĩa là lắp ghép các hạt cỡ phân tử hay nguyên tử lại để thu được kích thước
nano.

12


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Luận văn tốt nghiệp

Nguyên lý này rất khó thực hiện bởi vì dễ tạo ra kích thước micro, dung môi
sử dụng đắt tiền. Thêm vào đó, điều kiện tiên quyết cho sự kết tủa là thuốc tan kém
nhất trong một loại dung môi, và dung môi này có thể hoà trộn với một chất không
dung môi khác. Có rất nhiều nghiên cứu đã đi sâu phát triển hợp chất này nhưng
hoà tan rất ít trong nước. Từ đó việc thực hiện công nghệ nano theo phương thức
bottom-up trở thành kỹ thuật có thể tạo ra các hình thái vật liệu có ứng dụng rất
nhiều trong công nghiệp.
1.2.2.2. Top-down
Nguyên lý này bắt đầu từ nguyên liệu có kích thước lớn, dùng lực để chuyển
các vật liệu này về kích thước nano. Kỹ thuật được dùng để chuyển kích thước vật
liệu về nano được dùng nhiều nhất là đồng hóa và nghiền.
2.2.3. Các dạng hạt nano [16]
Có rất nhiều thể cấu tạo của các hạt nano trong thuốc như nanocrystal,
nanoemulsion, nanocapsule, nanosphere and liposome. Mỗi loại thì đặc trưng cho
những kỹ thuật khác nhau để tạo ra sản phẩm.
2.2.3.1. Hạt vi nhũ [13][23]

Hệ nhũ tương là hệ phân tán các chất lỏng mà thường là không hòa tan vào
nhau. Tùy theo môi trường phân tán là nước hay dầu mà nhũ tương được gọi là
nhũ dầu trong nước hay nước trong dầu (Hình 1. 7). Hệ được gọi là vi nhũ tương
khi kích thước các hạt phân tán nhỏ, có thể đạt đến kích thước nano.

13


GVHD: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Luận văn tốt nghiệp

Hình 2. 7 : Hệ vi nhũ.
Để tạo độ bền cho nhũ có thể dùng thêm chất nhũ hóa, các chất này ngăn cản
các hạt nhũ kết tụ lại với nhau dẫn đến hiện tượng tách pha nhũ.
1.2.3.2. Hạt vi tinh thể [20]
Hạt vi tinh thể có thể ở dạng rắn hoặc phân tán trong môi trường không lỏng.
Những hạt tinh thể nano điển hình được điều chế bằng cách điều khiển sự kết tinh
và quá trình giảm bớt kích cỡ hạt bằng năng lượng cao.
Qui trình sản xuất vi tinh thể bao gồm nghiền ướt, đồng hoá áp suất cao hay
kết hợp giữa quá trình kết tinh và sự chia nhỏ phân tử bằng cách đồng kết tủa và
đồng hoá. Qui trình này có 3 bước:
 Chuẩn bị nguyên liệu và pha loãng nguyên liệu
 Kết tinh để tạo ra hỗn hợp có những hạt chất rắn nhỏ li ti, những hạt này
không ổn định và dễ phân huỷ.
 Đồng hoá áp suất cao, những hạt này sẽ bị phá vỡ và ổn định.
2.2.3.3. Micelle [18]
Micelle thực chất là một dạng của hệ nhũ tương khi cho chất hoạt động bề
mặt vào. Micelles tạo thành khi các chất hoạt động bề mặt đạt đến nồng độ CMC.
Tùy môi trường phân tán là nước hay dầu mà các chất hoạt động bề mặt sẽ đưa đầu

ưa dầu hay ưa nước vào trong lõi của micelles. Bên trong lõi của micelle là những
vi hạt, micelle nhằm giúp phân tán các vi hạt này vào trong môi trường liên tục tốt
hơn.

14