Để lựa chọn được dung môi chiết xuất thích hợp, chúng tôi tiến hành khảo sát 3 phưoTig pháp chiết tưomg ứng với 3 dung môi: nước acid, ethanol 96*^, dầu hỏa.
3.2.1. Tiến hành phương pháp chiết với dung môi ià nước acid;
* Cách tiến hành:
Giai đoạn 1: Chuẩn bị nguyên liệu
Sấy dược liệu ở 70^c trong 6 h, sau đó đem xay thành bột thô. Giai đoạn 2: Chiết xuất
• Các thông số kỹ thuật của giai đoạn chiết xuất:
2'1
- Dung môi: + Dung dich H2SO4 0,5 %.
+ Thể tích dung môi: V = 800 ml/ lần chiết. - Số lần chiết: 3 lần/mẻ.
- Thời gian chiết: 4 h/lần chiết.
- Nhiệt độ chiết xuất: Nhiệt độ phòng (25®C). • Tiến hành:
Lắp lưới và lót bông vào bình chiết, thêm dung môi, khuấy trộn đều để dung môi tiếp xúc tốt với dược liệu, cứ khoảng 30 ph lại khuấy 1 lần. Sau 4 h, mở van hứng dịch chiết cho chảy vào bình thủy tinh nút mài loại 1000 ml. Tiếp theo lại đổ dung môi mới vào để chiết mẻ sau,... Như vậy, sau giai đoạn
chiết ta sẽ thu được alcaloid dưới dạng muối Sulfat tan trong nước.
Giai đoạn 3: Tinh chế • Bước 1: Tạo tủa thô
Dịch chiết rút ra để lắng trong. Gạn phần trong. Phần dịch đục được lọc qua vải. Gộp 2 phần dịch. Dịch thu được sau khi lọc, gạn được kiềm hóa bằng dung dịch Na2COs bão hòa, chỉnh pH = 9. Để kết tủa. Lọc tủa, hong khô ở nhiệt độ phòng thu được rotundin thô khô.
• Bước 2: Tẩy màu bằng than hoạt
Cho ethanol 96® vào tủa thô trong bình cầu, lắp sinh hàn hồi lưu, đun trên nồi cách thủy cho tủa tan hết, cho than hoạt vào, đun sôi trong 10 phút. Lọc nóng qua phễu buchner để loại bã than hoạt, lấy dịch lọc.
• Bước 3: Tạo sản phẩm là rotundin
Dịch lọc để kết tinh ở nhiệt độ phòng. Lọc lấy tinh thể. sấy ở nhiệt độ 60^C đến khô thu được sản phẩm là rotundin.
23
Bảng 3.2. Khối lượng sản phẩm ở pp chiết bằng nước acid.
STT mR (g)
1 1,50
2 1,49
3 1,47
TB 1,49
Trong đó: niR là khối lượng rotundin thu được (g).
Kiểm nghiệm sản phẩm theo phương pháp như ở mục 2.3.1.2. Kết quả thể hiện ở bảng hàm lượng sau:
Bảng 3.3. Hàm lượng rotundin trong sản phẩm của pp chiết bằng nước acid.
STT Hàm lượng (%)
1 98,26
2 98,17
3 98,30
TB 98,24
- Nhận xét: Sản phẩm đạt tiêu chuẩn của DĐVN IV (hàm lượng rotundin > 98,0 %).
3.2.2. Tiến hành phương pháp chiết vói dung môi là ethanol 96®:
* Cách tiến hành:
Giai đoạn 1: Chuẩn bị nguyên liệu Tiến hành như mục 3.2.1.
Giai đoan 2: Chiết xuất•
24
- Dung môi: + Ethanol 96^.
+ Thể tích dung môi: V = 500 ml/ lần chiết.
- Các thông số khác (khối lượng dược liệu, số lần chiết, thời gian chiết, nhiệt độ chiết) giống như ở phương pháp chiết bằng nước acid.
• Tiến hành:
Tiến hành chiết như ở mục 3.2.1, thu được dịch chiết cồn hòa tan alcaloid.
Giai đoan 3: Tinh chế
- Bước 1: Tạo tủa rotundin thô
Dịch chiết đem cất thu hồi cồn thu được cắn alcaloid toàn phần. Hòa tan hoàn toàn cắn này bằng dung dịch H2SO4 5 %, chỉnh pH = 4. Dịch acid thu được đem lắc với ether dầu hỏa để loại tạp. Để phân lóp, gạn lấy lóp nước acid chứa alcaloid dưới dạng muối Sulfat. Kiềm hóa dịch acid này bằng dung dịch Na2C0 3 bão hòa, chỉnh pH 9. Để kết tủa. Lọc tủa, hong khô ở nhiệt độ phòng thu được rotundin thô khô.
Các bước tinh chế còn lại:
- Bước 2: Tẩy màu bằng than hoạt - Bước 3: Tạo sản phẩm là rotundin Tiến hành như ở mục 3.2.1 (trang 22).
Cân sản phẩm. Kết quả thể hiện ở bảng khối lượng sau:
Bảng 3.4. Khối lượng sản phẩm ở pp chiết bằng ethanol 96°.
STT mR (g)
1 1,70
2 1,69
3 1,71
25
Kiểm nghiệm sản phẩm theo phương pháp như ở mục 2.3.1.2. Kết quả thể hiện ở bảng hàm lượng sau:
Bảng 3.5. Hàm lượng rotundin trong sản phẩm của pp chiết bằng ethanol 96^.
STT Hàm lưọng (%)
1 98,65
2 98,52
3 98,41
TB 98,53
- Nhận xét: Sản phẩm đạt tiêu chuẩn của DĐVNIV.
3.2.3. Tiến hành phương pháp chiết vói dung môi là dầu hỏa:
• Cách tiến hành:
Giai đoạn 1: Chuẩn bị nguyên liệu
Sấy dược liệu ở l ( f c trong 6 h, sau đó đem xay thành bột thô. Kiềm hóa bột dược liệu bằng dung dịch Na2CƠ3 3 %, để 12 h. Sau đó đem làm tơi và hong khô ở nhiệt độ phòng.
Giai đoạn 2: Chiết xuất
• Các thông số kỹ thuật của giai đoạn chiết xuất: - Dung môi: + Dầu hỏa.
+ Thể tích dung môi: V = 600 ml/ lần chiết.
- Các thông số khác (khối lượng dược liệu, số lần chiết, thời gian chiết, nhiệt độ chiết) giống như ở phương pháp chiết bằng nước acid.
• Tiến hành:
Tiến hành như ở mục 3.2.1. Sau giai đoạn chiết ta sẽ thu được alcaloid dưới dạng base tan trong dầu hỏa.
Giai đoạn 3: Tinh chế - Bước 1: Tạo tủa thô:
26
Dịch chiết dầu hỏa đem lắc kỹ với dung dịch H2SO4 1 %, chỉnh pH = 4. Đe phân lóp, gạn lấy lóp nước acid chứa alcaloid dưới dạng muối Sulfat. Lớp dầu hỏa đem thu hồi. Kiềm hóa dịch acid thu được bằng dung dịch NaiCOs bão hòa, chỉnh pH = 9. Để kết tủa. Lọc tủa, hong khô ở nhiệt độ phòng thu được rotundin thô khô.
Các bước tinh chế còn lại:
- Bước 2: tẩy màu bằng than hoạt - Bước 3: Tạo sản phẩm là rotundin Tiến hành như ở mục 3.2.1 (trang 23).
Cân sản phẩm thu được. Kết quả thể hiện ở bảng khối lượng sau:
Bảng 3.6. Khối lượng sản phẩm ở pp chiết bằng dầu hỏa.
STT mR (g)
1 2,1 0
2 2,1 2
3 2,07
TB 2,1 0
Kiểm nghiệm sản phẩm theo phương pháp như ở mục 2.3.1.2. Kết quả thể hiện ở bảng hàm lượng sau:
Bảng 3.7. Hàm lượng rotundin trong sản phẩm của pp chiết bằng dầu hỏa.
STT Hàm lượng (%)
1 98,86
2 98,81
3 98,78
TB 98,82
27
Ket họp các bảng kết quả khối lượng sản phẩm thu được ở các phương pháp chiết, ta có bảng tổng hợp khối lượng sau:
Bảng 3.8. Khối lượng sản phẩm tưong ứng với các pp chiết xuất.
Dung môi Nước acid Ethanol 96° Dầu hỏa
mR (g) 1,49 1,70 2 ,1 0
Từ khối lượng sản phẩm thu được, tính hiệu suất qui trình sản xuất theo công thức:
m
TI = rridi X spc% x i o o (%)
Trong đó:
- r| là hiệu suất của qui trình sản xuất (%).
- m di là khối lượng dược liệu đem chiết trong mỗi mẻ (300 g). - m sp là khối lượng sản phẩm thu được ứng với 300 g dược liệu. - c 0/„ là hàm lượng % rotundin trong dược liệu đem chiết (1,20 %).
Ta có bảng hiệu suất sau:
Bảng 3.9. Hiệu suất tương ứng với các pp chiết xuất.
Dung môi Nước acid Ethanol 96^ Dầu hỏa
Tl (%) 41,30 47,22 58,26
28
Hĩnh 3.1. Hiệu suất tương ứng với các pp chiết xuất.
60 50 40 I 30 < ( D - ^ 20 10 41.30 58.26 47.22
nước acid ethanol 96° dầu hỏa
Phương pháp chiết xuất
- Nhận xét: Phương pháp chiết bằng dầu hỏa có hiệu suất cao nhất, các phương pháp chiết bằng ethanol 96° và chiết bằng nước acid có hiệu suất thấp hơn.
Kết họp kết quả định lượng sản phẩm thu được ở các phương pháp chiết, ta có bảng tổng họp hàm lượng sau:
Bảng 3.10. Hàm lượng rotundin trong sản phẩm thu được ở các pp chiết xuất.
Dung môi Nước acid Ethanol 96° Dầu hỏa
Hàm lượng (%) 98,24 98,53 98,82
Nhận xét: Sản phẩm của các phương pháp chiết đều đạt tiêu chuẩn của DĐVN IV (hàm lượng rotundin > 98,0 %). Trong đó, sản phẩm của phương pháp chiết bằng dầu hỏa có hàm lượng rotundin cao hơn so với 2 phương pháp còn lại (98,82 %).
29
3.2.4. Bàn luận;
Từ thực tế thực nghiệm và kết quả thu được ở trên có thể tóm tắt 1 số ưu nhược điểm của các phương pháp như sau:
* Phương pháp chiết bằng nước acid:
ưu điểm:
- Dung môi rẻ tiền, dễ kiếm.
Nhược điểm:
- Dịch chiết nước lẫn nhiều tạp, mất nhiều thời gian để lắng loại tạp. - Giai đoạn lọc tủa thô rất khó khăn, mất nhiều thời gian do tủa mịn. - Hiệu suất chiết thấp.
* Phương pháp chiết bằng ethanol 96®:
ưu điểm:
- Lượng dung môi chiết ít hơn nhiều so với phưong pháp chiết bằng nước acid.
Nhược điểm:
- Dung môi chiết đắt tiền hơn so với phương pháp chiết bằng nước acid. - Giai đoạn tinh chế phức tạp, phải dùng thêm ether dầu hỏa để loại tạp. - Giai đoạn lọc tủa thô khó khăn, mất nhiều thời gian do tủa mịn.
- Hiệu suất chiết thấp.
* Phưong pháp chiết bằng dầu hỏa:
ưu điểm:
- Dịch chiết dầu hỏa sạch, dễ tinh chế.
- Tủa thô rất dễ lọc, tiết kiệm được thời gian lọc. - Hiệu suất chiết khá cao.
- Chất lượng sản phẩm cao hơn so với 2 phương pháp trên. - Qui trình sản xuất khá đơn giản, dễ triển khai ở qui mô lớn.
30
- Dung môi đắt tiền hơn so với phương pháp chiết bằng nước acid, tuy nhiên vẫn thuộc loại dung môi rẻ tiền hơn so với các loại đung môi ít phân cực khác như xăng, ether dầu hỏa, chloroform...
* Ket luận: Như vậy, dung môi dầu hỏa có nhiều ưu điểm hơn hẳn so với hai dung môi còn lại: dịch chiết sạch, dễ tinh chế, hiệu suất chiết cao, chất lượng sản phẩm tốt, qui trình sản xuất dễ thực hiện, có thể áp dụng trong thực tế sản xuất. Do đó, chúng tôi lựa chọn dung môi dầu hỏa để chiết xuất rotundin từ củ bình vôi.
3.3. Lưa chon nhiêt đô chiết• • • •
Theo lý thuyết thì khả năng chiết xuất hoạt chất sẽ tăng khi nhiệt độ chiết tăng. Tuy nhiên, khi nhiệt độ chiết xuất tăng thì đồng thời lượng tạp chất hòa tan vào dung môi cũng tăng, gây khó khăn cho giai đoạn tinh chế. Mặt khác, ở nhiệt độ quá cao sản phẩm có thể bị phân hủy. Do đó cần phải nghiên cứu lựa chọn nhiệt độ chiết thích họp để đạt hiệu quả chiết cao.
Để lựa chọn nhiệt độ chiết thích hợp, chúng tôi thí nghiệm chiết với dung môi là dầu hỏa, tiến hành ở các nhiệt độ chiết khác nhau, bao gồm: chiết nóng và chiết nguội. Khối lượng dược liệu mỗi mẻ chiết là 300 g.
* Cách tiến hành:
• Phương pháp chiết nguội (25®C):
Cách tiến hành và các thông số chiết như ở mục 3.2.3. • Phương pháp chiết nóng:
Dược liệu sau khi đã kiềm hóa được cho vào bình cầu thủy tinh có dung tích 1500 ml, thêm dung môi, khuấy trộn đều và đặt vào nồi cách thủy có thể điều chỉnh được nhiệt độ.
Quá trình tiến hành: giống như đối với phương pháp chiết nguội, chỉ khác ở nhiệt độ chiết. Tiến hành chiết theo một dãy các thí nghiệm với 6
31
Mỗi thí nghiệm được lặp lại 3 lần. Cân sản phẩm thu được ở các nhiệt độ chiết, kết quả thể hiện ở bảng khối lượng sau:
Bảng 3.11. Khối lượng sản phẩm ở các nhiệt độ chiết tương ứng.
Đơn vị; g STT m (g) 25°c sqPc 60°c l ( f c 80°c 90^C 1 2,07 2,19 2,37 2,62 2,46 2,37 2 2,09 2 ,2 2 2,37 2,63 2,46 2,40 3 2,11 2,23 2,35 2,61 2,49 2,43 TB 2,09 2,21 2,36 2,62 2,47 2,40
Kiểm nghiệm sản phẩm theo phương pháp như ở mục 2.3.1.2. Kết quả thể hiện ở bảng hàm lưọng sau:
Bảng 3.12. Hàm lượng rotundin trong sản phẩm ở các nhiệt độ chiết tương ứng. Đơn vị: % STT Hàm lượng (%) 25V 50°c 6 0°c 70°c 80”c 90°c 1 98,91 98,92 98,93 98,78 98,24 98,27 2 98,62 98,75 98,87 98,55 98,26 98,38 3 98,78 98,86 98,64 98,63 98,37 98,35 TB 98,78 98,84 98,81 98,65 98,29 98,34 Nhận xét:
+ Sản phẩm thu được ở các nhiệt độ chiết đều đạt tiêu chuẩn của DĐ VNIV.
32
+ Trong khoảng nhiệt độ chiết từ 25 - 70®c, hàm lượng rotundin trong sản phẩm chênh lệch không đáng kể. ở các điểm nhiệt độ 80, 90*^c hàm lượng rotundin trong sản phẩm giảm xuống.
Tính hiệu suất tương ứng ở các nhiệt độ chiết dựa vào bảng khối lượng và công thức tính, ta có kết quả thể hiện ở bảng sau (bảng 3.13):
Bảng 3.13: Hiệu suất tương ứng ở các nhiệt độ chiết.
Đơn vị: % Nhiêt đô
ê c ) 25°c 50°c 6 0®c 70°c 8 0®c 90°c
11 (%) 58,06 61,39 65,56 72,77 68,61 66,67
Kết quả ở bảng 3.13 được biểu diễn bằng đồ thị (hình 3.2):
Hĩnh 3.2. Hiệu suất tương ứng ở các nhiệt độ chiết.
100 90 80 70 ^ 60 «U- X 50 40 30 20 10 0 58.05 25 65.56 61.39 72.77 68.61 66.67 50 60 70 80
Nhiệt độ chiết xuất (°C)
33
- Nhận xét: Trong khoảng nhiệt độ chiết từ 25 - 70°c, hiệu suất tăng theo nhiệt độ. ở nhiệt độ hiệu suất đạt giá trị khá cao (72,77 %). ở các điểm nhiệt độ 80^c và 90^c hiệu suất giảm so với ở 70^c.
* Bàn luận:
Từ các kết quả về hiệu suất, chất lượng sản phẩm ở các nhiệt độ chiết, và thực tế thực nghiệm chúng tôi có các nhận xét sau:
- Trong khoảng nhiệt độ chiết từ 25 - 70*^c, hiệu suất tăng theo nhiệt độ và đạt giá trị cao nhất ở 70V là 72,77 %. Mặt khác, trong khoảng nhiệt độ này, dịch chiết khá sạch, tủa thô dễ lọc và dễ tinh chế.
- ở 80^C và 90^C hiệu suất giảm so với ở 70®c, hàm lượng rotundin trong sản phẩm cũng giảm xuống. Nguyên nhân là do ở khoảng nhiệt độ này dịch chiết lẫn nhiều nhựa, gây khó khăn cho giai đoạn tinh chế và làm hao hụt sản phẩm.
Ket luận: Dựa vào những nhận xét trên, chúng tôi đã lựa chọn nhiệt độ khoảng 70°c là nhiệt độ thích hợp cho phương pháp chiết rotundin từ củ bình vôi bằng dung môi dầu hỏa.
3.4. Lựa chọn số lần chiết
Trong thực tế sản xuất, cần xác định sổ lần chiết thích họp để vừa đảm bảo hiệu suất chiết vừa đảm bảo hiệu quả kinh tế. Bởi vì nếu số lần chiết ít sẽ không rút được hết hoạt chất, làm hiệu suất giảm. Ngược lại, nếu số lần chiết nhiều gây lãng phí dung môi, mất nhiều công và thời gian, đồng thời dịch chiết sẽ lẫn nhiều tạp chất, gây khó khăn trong giai đoạn tinh chế.
Đe lựa chọn số lần chiết thích hợp, chúng tôi tiến hành chiết xuất 5 lần với mỗi mẻ 300 g dược liệu. Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu và chiết xuất tiến hành tương tự như ở mục 3.2.3. Nhiệt độ chiết xuất là 70°c. Dịch chiết của mỗi lần chiết được chúng tôi để riêng, lắc kỹ với dung dịch H2SO4 1 %, chỉnh pH = 4. Để phân lớp, gạn lấy lớp nước acid. Kiềm hóa dịch acid thu được của
34
mỗi lần chiết bằng dung dịch Na2C0 3 bão hòa, chỉnh pH = 9, alcaloid toàn phần sẽ kết tủa. Lọc tủa, hong khô. Tính tỷ lệ giữa khố: lượng rotundin thô của mỗi lần chiết so với tổng khối lượng rotundin thô của cả 5 lần. Tỷ lệ của lần chiết nào không đáng kể thì ta có thể bỏ qua lần chiết đó.
Thí nghiệm được lặp lại 3 lần. Kết quả như sau:
Bảng 3.14: Khối lượng rotundin thô ở 5 lần chiết của mỗi mẻ dược liệu. Đơn vị: g STT m¡ (g) (i = 1 4- 5) m¡ mi m2 ni3 m4 ni5 1 4,95 3,26 1,18 0,57 0,23 10,19 2 4,98 3,24 1,16 0,56 0,25 10,19 3 4,89 3,27 1,15 0,58 0,26 10,15 TB 4,94 3,26 1,16 0,57 0,25 10,18 Trong đó:
- nii là khối lượng rotundin thô ở lần chiết thứ i (g).
- i: là thứ tự lần chiết (i = 1-ỉ-5).
- nii là tổng khối lượng rotundin thô của 5 lần chiết (g).
Tỷ lệ % rotundin thô của mỗi lần chiết so với tổng khối lượng rotundin thô thu được qua 5 lần chiết được tính theo công thức:
Xi = X 1 0 0 (o/o)
S i = i n i i
Trong đó Xi là tỷ lệ % khối lượng rotundin thô của lần chiết thứ i so với