Sản xuất Curcumin tự nhiên từ củ nghệ vàng Curcuma Longa L.

Trồng nghệ tại nông trường Thạch Quảng – Thanh Hóa

Giới thiệu củ nghệ vàng

Cây Nghệ có tên khoa học là Curcuma longa L., thuộc họ gừng (Zingiberaceae). Nghệ được trồng nhiều nơi trong nước ta để làm gia vị và thuốc. Nghệ cũng có ở các nước Ấn Độ, Indonexia, Trung Quốc và các nước nhiệt đới.

Từ thời xa xưa, trong dân gian đã sơ chế nghệ để dùng trong chữa trị các chứng viêm loét dạ dày, viêm gan, vàng da, thấp khớp, kinh nguyệt không đều, tích máu sau đẻ…; dùng ngoài để trị chấn thương tụ máu, mụn nhọt, ghẻ lở, giúp mau lành vết thương, đỡ sẹo, dùng bột nghệ vàng trộn với mật o­ng để chữa bệnh viêm loét dạ dày - tá tràng, các bệnh về viêm túi mật, sỏi mật… Ở Á Đông cách đây trên 6000 năm, củ nghệ được dùng như là chất màu và là gia vị và bảo quản thức ăn rất phổ biến. Ngoài ra, cùng với tỏi, gừng, rau má…, củ nghệ còn là một trong những vị thuốc “cây nhà lá vườn” vô cùng hữu ích.

Khóm củ nghệ vàng khi thu hoạch

Tổng quan về curcuminoid

Curcumin là tên thương mại của Curcuminoid, đó là hợp chất tạo sắc tố màu vàng cam sáng có trong củ nghệ, là một hỗn hợp của ba chất có tên là curcumin, demethoxycurcumin và bisdemethoxycurcumin. Curcuminoid là một hợp chất tự nhiên đa chức năng và có hoạt tính dược lý khá an toàn. Những hợp chất curcuminoid này là các polyphenol, chúng tạo ra màu vàng của nghệ.

Công thúc cấu tạo các hợp chất Curcuminoid

Hoạt tính sinh học của curcuminoid

Curcuminnid thu được từ thân rễ của loài Curcuma longa L., sở hữu hoạt tính chống oxi hóa và kháng viêm, ngoài ra còn có khả năng ức chế hình thành ung thư da, dạ dày và đại tràng khi được sử dụng ở giai đoạn đầu hoặc sau giai đoạn đầu. Curcuminoid được chứng minh về mặt lý thuyết có tiềm năng kháng lại nhiều bệnh ung thư khác nhau gồm bệnh bạch cầu và u lymphoma; ung thư vú, ung thư buồng trứng, ung thư biểu mô tế bào vảy đầu và cổ, ung thư phổi, u ác tính, ung thư thần kinh và sarcoma.

Curcuminoid cũng có thể bình ổn màng lyposomal và làm tách rời quá trình phospho oxi hóa, hơn nữa là có hoạt tính thu hồi gốc oxy hóa mạnh, đây là nguồn gốc cho hoạt tính kháng viêm của nó. Curcuminoid cũng có thể dùng trên da động vật để chống hiện tượng viêm và kích ứng liên quan đến tình trạng viêm da và dị ứng. Ngoài ra curcuminoid còn có khả năng chống oxi hóa tốt hơn Vitamin E. Các nghiên cứu gần đây cho thấy curcuminoids còn có tiềm năng chống lại “bão cytokine”

Tác dụng của curcuminoid

Sự khác biệt giữa Curcumin tự nhiên và Curcumin tổng hợp

Tại các nước trên thế giới có 4 dạng bào chế curcumin gồm: Curcumin tổng hợp, curcumin tự nhiên, nano curcumin và phytosome curcumin. Theo JECFA ( Báo cáo của Ủy ban Chuyên gia FAO-WHO về Phụ gia Thực phẩm) chỉ curcumin được chiết xuất từ ​​các nguyên liệu nguồn tự nhiên mới được gọi là curcumin thiên nhiên/tự nhiên và dùng trong thực phẩm. Curcumin tổng hợp là curcumin được tổng hợp từ các nguyên liệu có gốc dầu mỏ, loại này không được sử dụng làm phụ gia.

Theo một báo cáo gần đây của Radiant Insights, thị trường toàn cầu cho curcumin dự kiến ​​sẽ đạt 94,3 triệu đô la vào năm 2022. Việc sử dụng trong các chất bổ sung chế độ ăn uống là động lực chính cho sự tăng trưởng này. Khi trở nên phổ biến, curcumin phải đổi mặt với vấn đề về sự tạp nhiễm khi mà các phiên bản tổng hợp được bán như tự nhiên ở trên thị trường trong khi người tiêu dùng lẫn các nhà bán lẻ đều khó có thể phân biệt được hai loại mặt hàng.

Vào đầu năm 2015, các phiên bản tổng hợp của curcumin bắt đầu xâm nhập vào chuỗi cung ứng. FDA xem các phiên bản tổng hợp của các hợp chất thực vật khác với bản thân thực vật, do đó, curcumin tổng hợp đã bị FDA bác bỏ. Như vậy, tình trạng bất hợp pháp của chất curcumin tổng hợp được thiết lập từ đó.

Hệ thống chiết xuất curcumin từ củ nghệ vàng

Vậy thực tế, curcumin tổng hợp có tác hại như thế nào?

Trên thực tế, các thành phần curcumin tổng hợp chưa được kiểm tra về tính an toàn và hoạt tính dược lý. Tức là curcumin tổng hợp và tự nhiên không thể thay thế cho nhau trong các hoạt động dược lý. Những lợi ích sức khỏe mà khoa học cho đến nay đã quy cho curcumin tự nhiên, bao gồm các đặc tính chống oxy hóa, chống viêm và hỗ trợ trong điều trị ung thư, cũng không thể được quy cho curcumin tổng hợp. “Tự nhiên so với tổng hợp - lợi ích sức khỏe sẽ khác nhau”.

Quan trọng hơn, chất curcumin tổng hợp thực sự có thể gây hại. Curcumin tự nhiên được chiết xuất phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định an toàn, sẽ không có bất kỳ dung môi độc nào được sử dụng. Những dung môi được lựa chọn cho quá trình sản xuất Curcumin tại Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên (HCTN) là những dung môi thân thiện, được phép sử dụng đối với thực phẩm như etanol..., nhóm nghiên cứu KHÔNG sử dụng các dung môi hữu cơ gốc clo. Curcumin tổng hợp thì khác, chúng được tổng hợp từ nguồn gốc dầu mỏ hoặc các hóa chất phụ phẩm khác, trong quá trình tổng hợp bắt buộc phải sử dụng một số loại xúc tác chứa kim loại nặng và dung môi độc hại, nếu quá trình làm sạch không tốt rất dễ tồn dư, do đó ảnh hưởng tới sức khỏe người tiêu dùng.

Ngoài hiệu quả chưa được chứng minh của curcumin tổng hợp, việc sử dụng chất này cũng có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng như vi phạm các quy định an toàn hoặc vi phạm pháp luật. Curcumin tổng hợp là thành phần nguyên liệu bất hợp pháp theo tài liệu hướng dẫn [thành phần chế độ ăn uống mới] của FDA. Cơ quan này cũng nêu quan điểm rằng chất tổng hợp không giống với thực vật, việc để người tiêu dùng chịu rủi ro từ các hợp chất tổng hợp, không có nghiên cứu về tính an toàn là một tội ác liên bang. Hướng dẫn dự thảo thành phần chế độ ăn uống mới của FDA tuyên bố rằng, “Theo cách đọc rõ ràng của Đạo luật FD&C, một bản sao tổng hợp của một loại thảo mộc hoặc thực vật khác không đủ điều kiện là một thành phần chế độ ăn uống theo mục 201 của Đạo luật FD&C.” Tóm lại, một chất đã được tổng hợp trong phòng thí nghiệm hoặc nhà máy chưa bao giờ là một phần của thảo mộc hoặc thực vật khác và do đó, không phải là một thành phần chế độ ăn uống.

Mặc dù đã có những kiến nghị về việc curcumin tổng hợp không nên được sử dụng, lợi ích kinh tế mà nguồn nguyên liệu này mang lại là không thể phủ nhận. Bởi vậy, chất tổng hợp vẫn được bán tràn lan và cạnh tranh rất gay gắt với hàng thiên nhiên trên thị trường. Đặc biệt tại Việt Nam, bởi sự quảng cáo trong tác dụng thần kỳ chữa dạ dày, curcumin được bày bàn ở hầu hết các siêu thị, tiệm tạp hóa cho tới hiệu thuốc với nguồn gốc trải rộng từ có thương hiệu cho tới hàng xách tay.

Thực chất, curcumin tổng hợp chỉ có giá gốc bằng 1/3 so với curcumin tự nhiên, bằng cách thâm nhập vào thị trường và lợi dụng sự thiếu thông tin của người tiêu dùng, curcumin tổng hợp được bán ra với giá bằng hoặc thậm chí cao hơn rất nhiều so với loại chiết xuất thiên nhiên. Điều này, dấy lên hồi chuông cảnh báo về sự nguy hại cho sức khỏe con người cũng như sự thiếu công bằng trong cạnh tranh thương mại ngày một lớn.

Ngoài ra, nếu sử dụng Curcumin tổng hợp này làm nguồn nguyên liệu để bào chế dạng các dạng sản phẩm nano curcumin và phytosome curcumin, thì tác hại của nó sẽ còn ảnh hưởng sâu rộng đến sức khỏe con người không thể kiểm soát?

Curcumin thiên nhiên đạt tiêu chuẩn dược điển Mỹ USP 43

Làm thế nào để phân biệt được curcumin tổng hợp và tự nhiên?

Ngay cả những người bán sản phẩm curcumin cũng không phân biệt được các sản phẩm tự nhiên và tổng hợp. Sự tạp nhiễm tổng hợp rất khó tìm thấy bằng các phương pháp cảm quan thông thường như: Quan sát màu sắc hay ngửi mùi, nếm vị. Sự tinh vi của những nhà cung cấp hàng tổng hợp ngày một cao, curcumin tổng hợp cũng trở nên ngày càng giống với sản phẩm thiên nhiên.

Để phân biệt được sản phẩm thiên nhiên và tổng hợp cần rõ ràng rằng curcumin có nguồn gốc từ nghệ tự nhiên thường chứa hỗn hợp 3 hợp chất gồm: Curcumin (khoảng 70% –80%), demethoxycurcumin (khoảng 15% –30%) và didemethoxycurcumin - còn được gọi là bisdemethoxycurcumin (dưới 10%). Các thành phần này có thể được xác định bằng phương pháp HPLC theo tiêu chuẩn USP 41 dược điển Mỹ. Trong khi đó, curcumin tổng hợp hay Curcumin 1 peak khi kiểm tra bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC chỉ hiện lên 1 peak (thể hiện 1 hợp chất), không thỏa mãn điều kiện phát hiện 3 peak ứng với 3 chất Curcumin, Demethoxycurcumin và Bisdemethoxycurcumin.

Như vậy, curcumin tự nhiên bao giờ cũng chứa 3 hợp chất đồng thời có trong thành phần với tỉ lệ nhất định, còn Curcumin tổng hợp đôi khi chỉ có mặt duy nhất hợp chất chính là Curcumin trong thành phần.

Sản phẩm Curcumin của Viện HHCTN

Nhằm phát triển một công nghệ sản xuất Curcumin sạch, cho ra sản phẩm chất lượng cao, đáp ứng được các tiêu chí khắt khe nhất của thế giới (VD như dược điển Mỹ) và giúp tận dụng nguồn nguyên liệu nghệ tự nhiên dồi dào của Việt Nam – góp phần phát triển kinh tế, TS.Trần Quốc Toàn và nhóm nghiên cứu đã xây dựng, thực nghiệm và hoàn thiện dự án phát triển công nghệ cấp Viện HLKH&CN Viêt Nam, Mã số: VAST.SXTN.06/15-16 sản xuất sản phẩm Curcumin từ nguyên liệu nghệ ở nông trường Thạch Quảng (Thanh Hóa) với kết quả khả quan. Từ các kết quả đạt được, đã tư vấn cho công ty TNHH dược liệu Fujiko Việt Nam.

Hiện nay, nhà máy chế biến curcumin từ nghệ vàng của công ty đạt công suất 50 tấn bột nghệ nguyên liệu/mẻ, tương đương 300 tấn nghệ tươi/mẻ với hệ thống dây chuyền trang thiết bị hiện đại, sản phẩm đáp ứng tiêu chuẩn dược điển Mỹ USP 43, đang được thị trường Nhật Bản đón nhận. Hiện nay, Viện HCTN đang hoàn thiện phương pháp sử dụng đồng vị cacbon-13 bên cạnh việc sử dụng phương pháp và chỉ tiêu phân tích theo dược điển Mỹ, để làm cơ sở phân biệt chính xác curcumin tự nhiên hay tổng hợp.

Phổ HPLC: Kết quả phân tích sản phẩm Curcumin được sản xuất bằng công nghệ sạch của Viện HCTN

Kết quả phân tích sản phẩm Curcumin được sản xuất bằng công nghệ sạch của Viện HCTN cho thấy sắc ký đồ của sản phẩm Curcumin thu được sau chế biến. Với 3 peak rõ ràng, hàm lượng của 3 hợp chất curcumin, demethoxycurcumin và bisdemethoxycurcumin đều nằm trong tiêu chuẩn USP 43.

Như vậy, sản phẩm Curcumin sản xuất theo công nghệ của Viện HCTN hoàn toàn đạt tiêu chuẩn đầu ra. Đây hoàn toàn là sản phẩm thuần tự nhiên có chất lượng, được chiết xuất nhờ ứng dụng các quy trình hiện đại, dung môi an toàn, khác hoàn toàn với tổng hợp chất hóa học.