Analysis of Curcuminoids and Mineral Elements in Curcuma from Different Habitats

doi:10.11983/CBB18216

Abstract

Abstract: In this study, the mature rhizomes of 12 germplasms of Curcuma longa and C. zedoaria from different origins cultivated in Fujian, Quanzhou, were used as experimental materials. The orthogonal design method was used to optimize the extraction of curcumin (CCM), demethoxycurcumin (DMC) and bisdemethoxycurcumin (BDMC), and the content of 3 curcuminoids and 16 mineral elements in different germplasms were compared. The extraction rate peaked with the following extraction process: 100% methanol as solvent, 1:5 (g·mL^-1) solid-liquid ratio, and ultrasonic extraction for 2 min. The maximum absorption wavelengths for CCM, DMC and BDMC were 424, 418 and 414 nm, respectively. The linear equations for the 3 curcuminoids were Y=0.170 3X+0.024 3 (CCM), Y=0.173 8X+0.041 (DMC), and Y=0.140 6X+0.051 4 (BDMC). The content of CCM, DMC and BDMC in GY03 was 1.23%, 1.22% and 1.50%, respectively, and that of total curcumin was the highest, 3.95%; The content of total curcumin in GY01 was next, up to 3.82%. GY03 and GY01 can be promoted in cultivated land as excellent breeding material. Among the 16 mineral elements detected in 12 turmerics, the contents of Mg, Mn, Al, Fe, and Zn were relatively abundant.

Key words: Curcuma longa, C. zedoaria, curcuminoids, mineral elements, ICP-MS

Xiaofang Yang,Yucai Chen,Jianfu Liu,Dandan Li,Xian Hu. Analysis of Curcuminoids and Mineral Elements in Curcuma from Different Habitats[J]. Chinese Bulletin of Botany, 2019, 54(3): 335-342.

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https://www.chinbullbotany.com/EN/Y2019/V54/I3/335

Figures/Tables 7

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Step	Temperature (°C)	Power (J·S^-1)	Time (min)	Fan level	Stirrer
Power ramp		500	8	1	Off
Power hold		500	5	1	Off
Power ramp		1000	8	1	Off
Power hold		1000	25	1	Off
Cooling	70	-	-	3	Off

Step	Temperature (°C)	Power (J·S^-1)	Time (min)	Fan level	Stirrer
Power ramp		500	8	1	Off
Power hold		500	5	1	Off
Power ramp		1000	8	1	Off
Power hold		1000	25	1	Off
Cooling	70	-	-	3	Off

Parameters	Value
Plasma gas (L·min^-1)	15.00
Auxiliary gas (L·min^-1)	1.000
Atomizing gas (L·min^-1)	1.000
Compensation/dilution gas (L·min^-1)	1.000
Spray chamber temperature (°C)	2
Peristaltic pump speed (rps)	0.1

Parameters	Value
Plasma gas (L·min^-1)	15.00
Auxiliary gas (L·min^-1)	1.000
Atomizing gas (L·min^-1)	1.000
Compensation/dilution gas (L·min^-1)	1.000
Spray chamber temperature (°C)	2
Peristaltic pump speed (rps)	0.1

Experiment number		A	B	C	D	CCM content (%)	DMC content (%)	BDMC content (%)
Experiment number		Methanol concentration (%)	Solid-liquid ratio (g·mL^-1)	Ultrasonic time (min)	Empty column	CCM content (%)	DMC content (%)	BDMC content (%)
1		100 (1)	1:4 (1)	2 (1)	1	0.39	0.38	0.46
2		1	1:5 (2)	4 (2)	2	0.52	0.51	0.61
3		1	1:6 (3)	6 (3)	3	0.39	0.37	0.44
4		85 (2)	1	2	3	0.25	0.24	0.28
5		2	2	3	1	0.42	0.40	0.48
6		2	3	1	2	0.31	0.29	0.35
7		70 (3)	1	3	2	0.23	0.22	0.26
8		3	2	1	3	0.23	0.22	0.26
9		3	3	2	1	0.23	0.21	0.25
CCM	K₁	1.30	0.87	0.93	1.04
	K₂	0.98	1.17	1.00	1.06
	K₃	0.69	0.93	1.04	0.87
	k₁	0.43	0.29	0.31	0.35
	k₂	0.33	0.39	0.33	0.35
	k₃	0.23	0.31	0.35	0.29
	R	0.20	0.10	0.04	0.06
DMC	K₁	1.26	0.84	0.89	0.99
	K₂	0.93	1.13	0.96	1.02
	K₃	0.65	0.87	0.99	0.83
	k₁	0.42	0.28	0.30	0.33
	k₂	0.31	0.38	0.32	0.34
	k₃	0.22	0.29	0.33	0.28
	R	0.20	0.10	0.03	0.06
BDMC	K₁	1.51	1.00	1.07	1.19
	K₂	1.11	1.35	1.14	1.22
	K₃	0.77	1.04	1.18	0.98
	k₁	0.50	0.33	0.36	0.40
	k₂	0.37	0.45	0.38	0.41
	k₃	0.26	0.35	0.39	0.33
	R	0.24	0.12	0.03	0.08