- NGHIÊN CỨU PHỨC HỢP CỦA CURCUMIN VỚI. - Curcumin, hydroxylproyl-β- cyclodextrin, sinh khả dụng, tinh dầu. - The results from the analysis of Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) showed that curcumin combined with polymers in the complex of curcumin-HP-β-CD and curcumin - HP-β-CD - essential oil. - The water solubility of curcumin in the complex of curcumin - HP-β-CD and curcumin - HP-β-CD – essential oil were 159 and 229 times higher than that in raw curcumin, respectively. - Mice given the curcumin-HP- β-CD complex had curucmin concentration in the blood about 5 times higher than those given raw curcumin and curcumin - HP-β-CD – essential oil at 8 h after ingestion.. - Tuy nhiên, tiềm năng sinh học của curcumin vẫn chưa được khai thác hết do độ hòa tan thấp, dẫn đến sự hấp thu kém, chuyển hóa và đào thải nhanh khỏi cơ thể. - Đề tài được thực hiện nhằm góp phần cải thiện sinh khả dụng của curcuminoid thông qua cải thiện độ hòa tan bằng cách tạo phức hợp curcuminoid với tinh dầu nghệ và hydroxylpropyl- beta-cyclodextrin (HP-β-CD), một chất được cho là làm tăng độ hòa tan và ổn định dược phẩm. - Thành phần hóa học chính của tinh dầu nghệ và curcuminoid được ly trích từ bột nghệ tương ứng là ar-turmerone (40,8%) và curcumin (76,4. - Kết quả phân tích bằng quang phổ hồng ngoại chuyển đổi (FTIR) cho thấy curcumin kết hợp với polymer trong phức hợp curcumin - HP-β-CD và curcumin - HP-β-CD - tinh dầu.. - Độ hòa tan của curcumin trong phức hợp curcumin - HP-β-CD và curcumin - HP- β-CD - tinh dầu trong nước lần lượt cao gấp 159 và 229 so với curcumin thô trong nước. - Chuột được cho uống phức hợp curcumin - HP-β-CD có nồng độ curcumin trong máu cao khoảng 5 lần so với chuột được uống curcumin thô và curcumin - HP- β-CD - tinh dầu ở thời điểm 8 h sau khi uống.. - Nghiên cứu phức hợp của curcumin với hydroxypropyl-β- cyclodextrin có sinh khả dụng cao. - Các yếu tố chính góp phần làm thấp sinh khả dụng của curcumin bao gồm khả năng hòa tan của nó trong nước thấp, và curcumin bị chuyển hóa và thải trừ nhanh chóng trong cơ thể người và động vật. - Để làm tăng sinh khả dụng của curcumin, một số phương pháp đã được thử nghiệm thành công như tạo phức hợp nanocurucmin với liposome hoặc polymer, cucumin kết hợp với piperine hoặc với tinh dầu nghệ, tạo phức với cyclodextrins (Antony, 2011. - Moorthi et al., 2012. - Matloob et al., 2014). - Tạo phức hợp curcumin với cylcodextrin (CD) là một trong các phương pháp nghiên cứu rộng rãi nhất để nâng cao độ hòa tan của curcumin, đặc biệt khi ứng dụng phổ biến cho sự hấp thu curcumin qua đường tiêu hóa. - Một số nghiên cứu đã chứng minh phức hợp của các loại CD, bao gồm các dạng tự nhiên của CDs như α-, β-, and γ-CD và đặc biệt là các dẫn xuất của chúng như dẫn xuất methyl và hydroxypropyl, với curcumin giúp làm tăng độ hòa tan trong nước và độ bền của curcumin lên nhiều lần (Yadav et al., 2009 and 2010. - Jantarat et al., 2014).. - Bên cạnh đó, việc kết hợp tinh dầu nghệ với curcumin cũng đã được chứng minh là làm tăng sinh khả dụng cucurmin nhiều lần (6,93 lần) so với curcumin tự do (Antony et al., 2008). - Tuy nhiên, hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam chưa có đề tài nào nghiên cứu về sinh khả dụng của phức hợp curcumin với hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HP-β-. - curcumin thô, phức hợp curcumin - HP-β-CD và curcumin - HP-β-CD – tinh dầu nghệ.. - HP-β-CD và các chất alkane chuẩn được mua từ Sigma (Singapore). - 2.2 Phương pháp. - 2.2.1 Ly trích tinh dầu nghệ và xác định thành phần hóa học của tinh dầu. - Quy trình trích ly tinh dầu nghệ được tiến hành theo phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước (Singh et al., 2011) như sau: 100 g bột nghệ được ly trích bằng dụng cụ chưng cất Clevenger sử dụng 1500 ml nước cất, trong thời gian 6 giờ. - Tinh dầu được cân và trữ trong lọ kín tối màu ở nhiệt độ - 20C.. - Thành phần hóa học của tinh dầu nghệ được phân tích bằng máy sắc ký khí ghép khối phổ (GC- MS, Thermo Scientific) tại Bộ môn Hóa Học, khoa Khoa học Tự nhiên, Đại học Cần Thơ. - Các hợp chất alkane chuẩn (C7-C30) được sử dụng để xác định chỉ số Kovats index (KI) của tinh dầu.. - Hàm lượng của curcumin trong các mẫu được xác định dựa trên đồ thị của curcumin chuẩn (Antony et al., 2008).. - 2.2.3 Tạo phức hợp curcuminoid và đánh giá độ hòa tan của các phức hợp. - Việc tạo phức hợp curcuminoid với HP-β-CD và tinh dầu nghệ được thực hiện theo phương pháp của Jantarat et al. - Thành phần của phức hợp như sau: curcuminoid và HP-β-CD theo tỉ lệ về mol là 1:1, curcuminoid và tinh dầu nghệ theo tỉ lệ về khối lượng là 10:1. - Đầu tiên, HP-β-CD (2,92 g) được cho vào cốc thủy tinh 200 ml và 15 ml ethanol được thêm vào và khuấy nhẹ cho đến khi HP-β-CD hòa tan hoàn toàn. - Tinh dầu nghệ (0,0736 g) được thêm vào hỗn hợp dung dịch và lắc đều cho đến khi tinh dầu nghệ tan hết. - Phức hợp curcumin và HP-β-CD (không bổ sung tinh dầu) với tỉ lệ mol 1:1 được tạo ra để so sánh.. - Hàm lượng curcumin trong các phức hợp được phân tích bằng máy hấp thu quang phổ. - Hỗn hợp gồm 10 mg mỗi mẫu phức hợp pha trong 10 ml cồn tuyệt đối. - Dựa vào đường chuẩn của curcuminoid xác định được hàm lượng curcumin trong các phức hợp.. - Xác định sự kết hợp của curcumin và tinh dầu với HP-β-CD bằng FT-IR. - Độ hòa tan trong nước của curcumin ở các phức hợp curcuminoid được so sánh với curcuminoid ly trích. - Một lượng dư các phức hợp curcuminoid và curcuminoid ly trích được cho vào tube có thể tích 1,5 ml chứa 1 ml nước cất. - 2.2.4 Thử nghiệm sinh khả dụng của các phức hợp trên chuột. - Nhóm 1, 2 và 3 được cho uống tương ứng với phức hợp curcumin – HP-β-CD – tinh dầu nghệ, phức hợp curcumin – HP-β-CD, và curcumin thô.. - 3 KẾT QUẢ. - 3.1 Hiệu suất, hàm lượng và thành phần hóa học của tinh dầu nghệ. - Tinh dầu nghệ ly trích được có màu vàng nhạt, mùi thơm đặc trưng của nghệ với hiệu suất ly trích 6,842% trên trọng lượng khô. - Thành phần hóa học của tinh dầu nghệ được trình bày ở Bảng 1. - Kết quả phân tích GC-MS cho thấy thành phần chính trong tinh dầu nghệ chủ yếu là β- turmerone, ar-turmerone và α-turmerone. - Ngoài ra, trong tinh dầu nghệ còn chứa một hàm lượng nhỏ các chất như là β-phellandrene, zingiberene, α-zingiberene và γ-curcumene. - Bảng 1: Thành phần hóa học của tinh dầu nghệ. - 3.3 Tạo phức hợp curcuminoid với HP-β- CD. - Phức hợp curcumin – HP-β-CD – tinh dầu nghệ có khối lượng là 2,54 g hao hụt 1,19 g. - Lượng phức hợp curcumin – HP-β-CD đạt 3,75 g hao hụt 0,39 g.. - Sự hao hụt này là do quá trình sấy và thu mẫu có thất thoát nên lượng phức hợp thu được thấp hơn lượng ban đầu.. - Nồng độ curcumin trong phức hợp được xác định bằng phương pháp hấp thu quang phổ đo UV ở bước sóng 425 nm. - Kết quả cho thấy nồng độ curcumin có trong phức hợp curcumin - HP-β-CD là 21,3%, trong phức hợp phức hợp curcumin – HP-β- CD – tinh dầu nghệ là 18,9%. - Kết quả này tương đương với nồng độ lý thuyết của curcumin trong. - Hàm lượng curcumin trong phức hợp curcuminoid không tinh dầu cao hơn hàm lượng curcumin trong phức hợp curcuminoid có chứa tinh dầu.. - 3.3.1 Xác định sự kết nối giữa curcumin và HP-β-CD bằng FTIR. - Kết quả phân tích bằng phổ FTIR cho thấy curcumin kết hợp với polymer trong phức hợp curcumin - HP-β-CD và curcumin - HP-β-CD - tinh dầu (Hình 1 và 2). - Đỉnh của nhóm –OH ở curcumin (3506 cm -1 ) bị sáp nhập với đỉnh –OH của HP-β-CD tại 3394 cm -1 , việc sáp nhập các đỉnh này có thể do sự tương tác giữa curcumin và polymer xảy ra trong quá trình hình thành phức hợp (Talegaonkar et al., 2010). - Ngoài ra, sự hiện diện của đỉnh C=O (1628 cm -1 ) ở curcumin, tinh dầu và các phức hợp nhưng không có ở HP-β-CD cho thấy curcumin và tinh dầu đã được tích hợp vào trong HP-β-CD. - Đỉnh tại 1509 cm -1 do C=O, C-C-C và C-C=O của curcumin chuyển sang 1511 cm -1 ở các phức hợp (polymer không có đỉnh này) là một bằng chứng về sự kết hợp của curcumin và polymer (Mohan et al., 2012).. - Hình 1: Phổ FTIR từ trên xuống: HP--CD, curcumin và phức hợp curcumin - HP--CD. - Hình 2: Phổ FTIR từ trên xuống: HP--CD, tinh dầu, curcumin và phức hợp curcumin - HP--CD – tinh dầu. - 3.4 Độ hòa tan của phức hợp curcumin trong nước. - Độ hòa tan của curcumin trong các phức hợp và curcumin thô được xác định bằng phương pháp hấp thu quang phổ. - Lượng curcumin tương ứng có trong phức hợp curcuminoid – HP-β-CD và phức hợp. - curcuminoid – HP-β-CD – tinh dầu nghệ lần lượt là 31,7 và 45,74 µg trong 1ml nước cất. - Phức hợp chứa tinh dầu có nồng độ curcumin hòa tan trong nước cao so với phức hợp không có tinh dầu (Bảng 2).. - Các phức hợp này làm tăng độ hòa tan và sinh khả dụng của các hợp chất kỵ nước (Loftsson and Brewster, 1996), cũng như bảo vệ các các hợp chất này không bị phân hủy (Uekama et al., 1998). - Tinh dầu nghệ chứa các hợp chất hydrocarbon kỵ nước có thể giúp cho các phân tử curcumin tạo các liên kết phi công hóa trị với khoang bên trong của CD một các dễ dàng. - Do đó sẽ có nhiều phân tử curcumin tạo phức hợp với CD, dẫn đến nồng độ curcumn hòa tan trong nước của phức hợp có tinh dầu cao hơn so với không có tinh dầu.. - Bảng 2: Nồng độ curcumin trung bình trong nước của các phức hợp curcumin Mẫu. - Lượng curcumin hòa tan (µg/ml). - Phức hợp curcumin - HP-β-CD 31,7 Phức hợp curcumin - HP-β-CD. - tinh dầu nghệ 45,74. - 3.5 Sinh khả dụng của curcumin ở các phức hợp trên chuột. - Nồng độ curcumin trong máu của chuột ở các thời điểm khác nhau sau khi uống được trình bày ở. - Nồng độ curcumin hấp thu trong máu chuột uống phức hợp curcumin - HP-β-CD là cao nhất ở thời điểm 8 h sau khi uống. - Đồng nghĩa với việc phức hợp curcumin – HP-β-CD có hiệu quả trong việc tăng sinh khả dụng của curcumin thông qua sự gia tăng độ hấp thu curcumin ở chuột. - Mặc dù phức hợp curcumin – HP-β-CD – tinh dầu nghệ cho thấy khả năng hòa tan trong nước là cao nhất nhưng lại hấp thu kém trong cơ thể chuột có thể do sự tương tác của tinh dầu, curcumin và polymer. - Quá trình hấp thu curcumin từ phức hợp curcumin – HP-β-CD – tinh dầu nghệ xảy ra chậm hơn so với chuột uống phức hợp curcumin – HP-β-CD tuy nhiên khá ổn định và tăng dần theo thời gian, curcumin phát hiện trong máu sau 2 giờ và lượng curcumin cực đại ở thời điểm 8 giờ sau đó tồn tại một lượng nhỏ cho đến thời điểm 24 giờ. - Điều này là do curcumin thô kém hòa tan trong nước nên rất khó hấp thu đồng thời dễ tạo phức hợp với các chất trong gan và do đó bị đào thải nhanh khỏi cơ thể.. - Hình 4: Nồng độ curcumin trong máu chuột ở các nghiệm thức theo thời gian 0. - Curcumin - HP-b-CD - tinh dầu Curcumin - HP-b-CD. - Nồng độ curcumin (µg/ml). - phức hợp curcumin. - Ly trích tinh dầu bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước thu được tinh dầu có chứa hàm lượng turmerone cao trên 50%. - Phức hợp curcumin - HP-β-CD và phức hợp curcumin - HP-β-CD - tinh dầu nghệ đã cho thấy hiệu quả hòa tan trong nước, trong đó phức hợp curcumin - HP-β-CD - tinh dầu nghệ có độ hòa tan trong nước cao hơn phức hợp curcumin - HP-β-CD. - Bên cạnh đó kết quả phân tích FTIR còn cho thấy sự kết nối của các chất trong phức hợp curcumin - HP-β-CD - tinh dầu nghệ tương đối tốt. - Qua kết quả phân tích hàm lượng curcuminoid trong mẫu máu chuột cho kết quả sự kết hợp curcumin với HP-β-CD và với tinh dầu tạo nên phức hợp đã làm tăng độ hấp thu cũng như sinh khả dụng của curcumin lên nhiều lần, phức hợp curcumin HP-β-CD cũng cho thấy hiệu quả hấp thu trong cơ thể chuột cao hơn curcumin thô nhưng thấp hơn phức hợp curcumin có chứa tinh dầu. - et al.. - Về thành phần hóa học tinh dầu nghệ (Curcuma longa Linn) Việt Nam