Sản suất thuốc từ dược liệu các phương pháp chiết xuất dược liệu

Trang 2 THUẬT NGỮ CẦN PHÂN BIỆT⚫ Chiết xuất to extractdịch chiết extracts Trang 3 CHIẾT X́T• Là phương pháp sửdụng dungmơiđểlấy các chấttan ra khỏi mơ thựcvật• Gờm 3 qtrìnhT

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT DƯỢC LIỆU

THU ẬT NGỮ CẦN PHÂN BIỆT

⚫ Chi ết xuất (to extract)  d ịch chiết (extracts)

(to separate)  từng nhóm (alkaloid )

⚫ Tách

⚫ Phân lập

⚫ Tinh chế

(to isolate) (to purify)

CHIẾT XUẤT

• Là phương pháp sửdụng dung môi đểlấy ca ́c chất

tan ra kho ̉i mô thự c vật

• Gồm 3 quátrình

 Ho ̀a tan

 Khuếch tán(chọnlọc,không chọnlọc)

Bảnchất chất tan Dung môi

Các cơ sở khoa học

1 Bản chất của chất hòa tan

Phân loại theo các tiêu chí sau:

• Độbền hóa học: Bền, kém bền, không bền

(dễ bịbiến tính)

• Dạng tồn tại: dạng tựdo hay phức hợp

• Khảnăng bay hơi, thăng hoa

• Khảnăng tan trong nước

• Độphân cự c: r ất mạnh, mạnh, trung bình,

yếu, rất yếu  tiêu chí đượcchú ý nhất

4

Các nhóm hợp chất thường gặp trong dược liệu

Polyphenol Tanninoid Amino acid Polyuronid Polysaccharid Đường, muối

Độ phân cực tăng dần

Độ phân cực tăng dần

Các cơ sở khoa học

2 Cấu tạo tế bào thực vật

6

Quá trình chiết trong tế bào thực vật

Các cơ sở khoa học

8

3 Các chất giống nhau thì tan trong nhau

A Các chất phân cực kém tan trong dung môi phân cực

kém

(tinh dầu / n-hexan; chấtbéo / benzen; carotenoid / DCM )

B Các chất càng phân cực tan trong dung môi

càng phân cực

(Flavonoid / EtOAc; saponosid / n-BuOH; tannin / aceton;

muối, đường, polysaccharid / nước)

Chú ý: ROH, nước chiết đượcAG, flavonoid, saponin,

tannin (phân cực) nhưng lôi kéo luôn cả phytosterol,

sapogenin, PMF, coumarin, AQ (những hợp chất kém

phân cực)

Các cơ sở khoa học

4 Dung môi chiết xuất

•Trình tựcác dung môi sửdụng (đểchiết) sẽcó độ

phân cự c t ăng dần.

•Vách tế bào là cellulose (rất phân cư ̣c) 

dung môi hữu cơ kém phân cư ̣c rất khó

th ấm qua vách tế bào  cần loại bỏsựảnh hưởng

của vách tếbào.

•Dùng dung môi vạn năng  dịch chiết đa

thành phần, sau đó tiến hành lắc chiết với các

dung môi có độphân cự c t ăng dần.

Các cơ sở khoa học

5 Bản chất của sự chiết xuất

10

Sự hòa tan

Các phân tửchất tan đượcsolvat hóa bởi dung môi

Sựsolvat-hóa các chất tan có thểdo các liên kết: Ion,

cộng hóa trị,cầu hydrogen, Van der Waals…

Sự khuếch tán & thẩm thấu

12

Các dạng khuếch tán qua vách tế bào

Khuếch tán đơngiản

14

Phân loại các phương pháp chiết xuất

1 Theo quy mô chiết

Các kỹ thuật chiết trong công nghiệp

• Chiết không liên tục

o Kiểu2 dung môi

Chiếtkhông liên tục

Kiểu2 dung môi

Kiểucánh khuấy

Chiếtliên tục

KiểuBollmann

18

KiểuHildebrandt

Các kỹ thuật chiết trong nghiên cứu

Phương pháp ngấm kiệt đơn giản

- Chuẩn bịdược liệu:

Phương pháp ngấm kiệt ngược dòng

•Thực hiện với nhiều bình chiết (n ≥ 3)

•Áp dụng với quy mô trung bình  lớn

•Chú ý sựdi chuyểncủa các dịch chiết

•V dịch chiết cuối cùng < V dịch ngấm kiệt đơngiản

•Thời gian kéo dài

Phương pháp chiết ở nhiệt độ cao

Chiết Soxhlet

22

Chiết đun hồi lưu

Phương pháp chiết Soxhlet

ƯU ĐIỂM???

NHƯỢC ĐIỂM???

Phương pháp chiết ở nhiệt độ cao

24

Hầm là phươngphápngâm có gia nhiệtđối vớichấtcầnchiết.

Hãm là phươngphápbào chếchếphẩm lỏngbằng cách chiếtcácchấttrong dượcliệu bằng nướcnóng hay lạnh Dượcliệukhông tiếpxúc vớiquátrình đunnóng mặcdù thường đổnướcsôi lên dượcliệu đểchiết, hỗnhợp được để yên trong mộtbìnhcó nắpđậyđếnkhi nguội.

Sắc là phương phápbào chế cácchế phẩm lỏngbằng cách đum sôi nướcđể chiết cácchất trong dược liệu, khác với hãm chỉchếnước sôi vào dược liệu.

Các kỹ thuật chiết đặc biệt

• Chiết với sự hỗ trợ của siêu âm (Ultrasound Assisted

Phương pháp chiết với siêu âm

26

(Ultrasound Assisted Extraction, UAE)

Siêu âm là 1 dạng sóng điệntừcao tần (> 20 KHz) mà tai người không nghe được (1

– 16 KHz).

Dưới tácdụng của siêu âm:

-Dung môi tại cáchốc nhỏtrong dược liệu b ịsủi bọt

-Tăng quátrình khuếch tánchất tan

- Tăng sựhòatan của chất tan vào dung môi

Quá trình chiết siêu âm:

-Khánhanh (< 1 giờ), mẫu ít bịhưhỏng

-Ít tốn năng lượng, không cần áp suất cao

-Có thểgia nhiệt, điềuchỉnhthời lượng

-R ất thích hợp cho quy mô kiểm nghiệm

Lượng mẫu có thểlên tới hàng trămgam

Dung môi có thểthay đổitùy đốitượng

Do có độdài sóng >> kích thước của phân tửhóa học nên

siêu âm không gây biến đổihóa học của phân tử nghiên cứu.

Phương pháp chiết với siêu âm

(Ultrasound Assisted Extraction, UAE)

Du ̣ng cụchiết siêu âm

28

Phương pháp chiết với siêu âm

Phương pháp chiết với vi sóng

(Microwave Assisted Extraction, MAE)

Vi sóng là mộtdạng sóng điệntừcó bướcsóng từ1 – 100 cm, tầnsố300 –

30.000 MHz, trong đótần sốdân dụng, gia dụngquy chuẩn là 2450 MHz Vi

sóng có thểxuyên thấu cáccấu trúc rắn, lỏng,khí và bịphảnxạbởi kim loại

Nguyên tắc chiết với vi sóng:

-Phân tửkhông phân cực:không hấpthụvi sóng, chỉcácphân tửphân cực (nước…) mới hấpthụvi sóng

-Phân tửnước(sẵn có trong mẫu sẽquay tại chỗ)

-Năng lượngquay chuyểnthành nhiệt nănglàm gia tăngkhảnănghòatan các chất vào

Độxuyên thấu (d) của vi sóng (2450 MHz)

Vật liệu d(cm) Vật liệu d(cm) Vật liệu d(cm)

Bánh mì 2,5 Giấy, carton 20 – 60 PVC 210

Khoai tây củ 0,9 Gỗ 8 – 350 Epoxy 4.100

Phương pháp chiết lỏng siêu tới hạn

-Vùng siêu tới hạn là vùng lưu chất ởtrạng thái

trung gian giữa lỏng và khí.

- Mỗi loại lưu chất có điểmtới hạn S riêng ( điểm cực

tiểu vềnhiệt độvà áp suất) của trạng thái siêu tới hạn).

32

Phương pháp chiết lỏng siêu tới hạn

(Supercritical Fluid Extraction, SFE)

Siêu tới hạn là trạng thái tại đó 1 dung môi

-Không còn ởthểlỏng (do nhi ệt độcao)

-Vẫn chưa thành thểkhí (do a ́p suất cao)

-Độnhớt << phase lỏng (dễxâm nhập mẫu)

-Khảnăng chuyểnkhối >> phase khí (c hiếtxuất)

Ca ́c dung môi siêu tới hạn

Dung môi T tới hạn ( o C) P tới hạn (bar)

So sa ́nh các dung môi siêu tới hạn

Bộchiết siêu tới hạn

36

Khảnăng ứng dụng của SFE

Ưu điểm: SFE là mộtphương pháp hiệnđang đượcquan tâm

-Có khảnăng hòatan cácchất, độnhớt thấp, khảnăng khuếch tan cao

-Thểtích áp dụng: vài ml  vài ngàn lít

-Dễáp dụng ởquy mô công nghiệp

-Kinh tế(do CO2là phụ phẩm của các ngành khác)

-CO2không cháy nổ, không độc hại, thân thiện môi trường

-CO2dễ bay hơi sau khi chiết, không để lại dư lượng dung môi trong cao chiết

-ĐiểmSTH củaCO2 (31 oC/73 atm) dễđạt,dễduy trì,không làm biếnđổichất cầnchiết

-CO2thích hợp đểchiết các chất phân cực kém

-Nếu thêm cácdung môi khác(thường thêm 1 – 10% MeOH) có thểchiết các

hợp chất phân cực hơn

Nhược điểm:

-Phạmvi ápdụng chưa rộng rãi với nhiều hợp chất

-Nhiệt độvà ápsuất cao sẽảnhhưởng đếnchất lượng chất cần chiết trong

Phương pháp chiết dưới áp suất cao

(Pressurized liquid extract, PLE)

Khảnăng hòatan củacácchất phụthuộc nhiều vào nhiệt độ,khi nhiệt độtăng thìkhảnăng hòatancácchấttăng( nhiệtđộtăng10 oC thìkhả nănghòatan tăng1,5 lần),tuy nhiên việctăngnhiệtđộchiết có giới hạn do nhiệt độsôi của dung môi  chiết xuất dưới ápsuất cao để tăngnhiệt độsôi của chất lỏng(nhiệt độchiết có thểthay đổitừ 80 – 200 oC, áp suất có thểtới

150 bar tùy dung môi và chất chiết)

Ưu điểm so với SFE:

-Linh ho ạt hơn trong việc lựa

chọn dung môi  chiếtđược các

chất với giớihạn rộng hơn vềđộphân

cực

-Các thiết bịkhông cần đạtáp suất

cao nghiêm ngặtnhưSFE

 dễáp dụng trên quy mô lớn

hơn

Soxhlet UAE MAE SFE PLE