IV. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ CHIẾT XUẤT DƯỢC LIỆU
4.2.Nghiên cứu chiết xuất Capsaicin từ cây Ớt Capsicum frutescens (L.)
Bail
Chuẩn bị: Trái ớt được mua từ một chợ ở địa phương trong huyện Mae Chan, Chiangrai, Thái Lan ở dạng ớt khô. Dược liệu được đóng gói trong túi nhựa đã được tẩy với nitơ, và được lưu trữ ở 40C trước khi sử dụng.
4.2.1. Ngâm:
25g bột dược liệu được ngấm kiệt với 200ml ethanol 95% (v/v) trong bình chứa dung tích 250ml. Tiến hành ở 450C, 250 vòng/phút trong 15h.
4.2.2. Chiết bằng Soxhlet:
Chuẩn bị dụng cụ chiết:
Soxhlet dung tích 250ml: làm 1 túi bằng giấy lọc hình trụ có kích thước vừa với thân Soxhlet, đầu trên của túi không thấp hơn đầu trên của ống dẫn dung môi (ống nhỏ) và không cao hơn lỗ thông của ống dẫn hơi dung môi (ống lớn).
Cân khoảng 25g dược liệu. Nghiền nhỏ dược liệu trong cối sứ, có thể thêm cát trung tính để tăng độ xốp, nếu dược liệu có độ ẩm cao thì nên nghiền với Na2SO4 khan.
Cho dược liệu đã nghiền nhỏ vào túi giấy, dùng bông gòn tẩm dung môi lau sạch cối và cho lên phía trên lớp dược liệu. Phủ lên trên mặt dược liệu một lớp giấy lọc ngăn không cho dược liệu nổi lên trên và rơi xuống bình chiết (có thể thêm vài viên bi thủy tinh dằn lên trên miếng giấy lọc).
Lắp dụng cụ trên bếp cách thủy, dùng phễu rót ethanol 95% qua sinh hàn (khoảng 200ml).
Kiểm tra lần cuối toàn bộ dụng cụ, nước sinh hàn. Khống chế nhiệt độ ở 78.10C. Đun trên bếp cách thủy trong 5h.
Thu dịch chiết.
4.2.3. Chiết với sự hỗ trợ của sóng siêu âm:
Thử nghiệm được tiến hành 3 lần trong bồn siêu âm với tần số 35kHz với mức năng lượng là 600W (Bandelin Sonorex Super RK 1050), nhiệt độ 450C trong 3h Bình chứa hình chữ nhật (50cm: 60cm: 20cm) phối hợp với bồn điều nhiệt (Polyscience 9610, USA). Erlen 250ml gồm 25g dược liệu với kích cỡ 3mm cùng với dung môi (ethanol 95%) được nhúng chìm vào bồn siêu âm được kiểm soát theo mức nước khoảng 10mm từ dưới đáy bồn. Kích cỡ dược liệu đóng vai
trò quan trọng trong quá trình chiết xuất, nếu kích cỡ nhỏ hơn 3mm sẽ gây bất tiện khi lọc.
4.2.4. Kết quả và bàn luận:
Hiệu quả và thời gian chiết bằng siêu âm
Hiệu quả của siêu âm và thời gian chiết xuất trong việc thu hồi capsaicinoid được thể hiện trong hình 1.
Tốc độ chiết
capsaicinoid rất cao trong thời gian 5 phút đầu tiên. Sau đó, việc thu hồi capsaicinoid tăng dần với thời gian chiết xuất.
Phương pháp Thời gian Nhiệt độ (0C) Dược liệu:dung môi Tỷ lệ phục hồi (%) Ngâm 15h 45.0 1:8 79.4 Soxhlet 5h 78.1 1:8 92.0 UAE 3h 45.0 1:8 87.4 UAE 3h 45.0 1:6 84.5 UAE 3h 45.0 1:5 84.3
Thu hồi Capsaicinoid bằng UAE trong 3 giờ được so với ngâm (15 h) và Soxhlet (5 h).
Phần trăm thu hồi capsaicinoid tương ứng bởi ngâm, Soxhlet và UAE là 79,4, 92,0 và 87,4. UAE đã thu hồi hơn 10% so với capsaicinoid so với phương
pháp ngâm nhưng thấp hơn khoảng 5% so với dùng Soxlet. Chiết xuất bằng Soxhlet cho việc thu hồi tỷ lệ capsaicinoid cao nhất, vì quá trình chiết xuất được thực hiện tại nhiệt độ sôi (78.10C) và dung môi luôn được làm mới.
UAE cải thiện đáng kể sản lượng chiết xuất. UAE có thể đẩy nhanh sự trương nở và hydrat hóa, gây ra mở rộng lỗ rỗng bên trong các tế bào thực vật. Sự phá vỡ các tế bào thực vật bằng siêu âm sau khi bọt ở các hốc bị phá vỡ có thể tăng tỷ lệ dung môi thâm nhập vào tế bào thực vật . Tỷ lệ phóng thích capsaicinoid rất cao khi bắt đầu do hiệu ứng của gradient nồng độ capsaicinoid giữa dung môi và dược liệu và dễ dàng để chiết xuất từ phần bên ngoài của các hạt ở giai đoạn sớm. Sau đó tỷ lệ phóng thích capsaicinoid giảm đáng kể do gradient nồng độ thấp hơn và vì capsaicinoid còn lại được nằm ở phần bên trong.
Hiệu quả của nhiệt độ chiết xuất
Hiệu quả của nhiệt độ trong phóng thích capsaicinoid khi chiết xuất bằng 95% ethanol và acetone làm dung môi được hiển thị tương ứng trong Fig 2 và 3.
Khi dùng
ethanol 95% làm dung
môi, sự gia tăng nhiệt
độ từ 300C đến 450C tăng cường việc thu hồi capsaicinoid. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nhiệt độ ảnh hưởng nhiều đặc tính vật lý như độ nhớt, độ khuếch tán, hòa tan, áp suất hơi và sức căng bề mặt.
Tác dụng chính của siêu âm là làm dung môi trong hốc của dược liệu bị sủi bọt và phá vỡ bọt, giúp đẩy các chất cần chiết ra khỏi dược liệu . Thực tế là hiệu quả cao hơn tại 45 0 C thay vì 60 0C. Tại 450C, số lượng bọt ở các hốc tăng và bị phá vỡ, đủ mạnh để thực hiện chiết xuất. Tại 600 C, mặc dù số lượng bọt cao hơn, nhưng sự phá vỡ chúng là kém hiệu quả hơn. Do đó, hiệu ứng tại hốc ở 450C thể hiện cường độ mạnh hơn ở 60 0C.
Dùng aceton làm dung môi, không nâng cao đáng kể hiệu quả khi nhiệt độ được nâng lên từ 30 0C đến 45 0C (hình 3).
Ethanol
thường được coi là kém hiệu quả hơn so với dung môi aceton do độ nhớt cao và độ khuếch tán thấp hơn. Tuy nhiên, đối với siêu âm, aceton là ít hiệu quả hơn so với ethanol. Trong nghiên cứu này, năng suất UAE tương đối tăng (v/v) ethanol 75-95% được sử dụng như một dung môi so với aceton. Áp suất hơi của aceton là cao hơn nhiều so với ethanol và nước, do đó nhiều bọt nhưng hiệu quả phá vỡ không cao, đặc biệt là ở nhiệt độ chiết xuất. Do đó, việc tăng cường hiệu quả chiết xuất bởi hiệu ứng tại khoang sử dụng aceton thấp hơn so với ethanol hoặc nước.
Hiệu lực của tỷ lệ của nước trong ethanol
Tỷ lệ nước trong dung môi ethanol có một ảnh hưởng quan trọng trong chiết xuất capsaicinoid (hình 4).
Đối với tất cả nhiệt độ kiểm soát, thấy rằng ethanol 50% không hiệu quả cho chiết xuất capsaicinoid. Điều này do sự khác biệt trong phân cực giữa các dung môi và các hợp chất chiết xuất. Sự phân cực của capsaicinoid là thấp hơn nhiều so với nước, điều đó không tốt khi hòa tan trong ethanol 50% (v/v). Tại 450C, sự thu hồi capsaicinoid yếu hơn nhiều khi sử dụng ethanol 95% so với ethanol 70%. Trong khi đó, tại 600 C, ethanol 75% là dung môi có hiệu quả hơn. Nước có một vai trò quan trọng trong chiết xuất. Sự trương nở của dược liệu trong nước nâng cao hiệu quả chiết xuất. Cường độ của siêu âm tại khoang trong hỗn hợp ethanol với sự hiện diện của nước cũng được tăng lên như là một kết quả của việc tăng sức căng bề mặt và giảm độ nhớt. Tuy nhiên, từ quan điểm kinh tế, chi phí để sử dụng ethanol 75% (v / v) như một dung môi từ việc loại bỏ các dung môi ở bước cuối cùng cần năng lượng tiêu thụ cao. Do đó, ethanol 95% (v/v) dùng làm dung môi cho việc nghiên cứu tương lai.
Hiệu lực của tỉ lệ dung môi - vật liệu
Hiệu quả chiết xuất tại các tỷ lệ khác nhau của ớt bột (g) với 95% ethanol (ml) được hiển thị trong bảng 1.
Phương pháp Thời gian Nhiệt độ (0C) Dược liệu:dung môi Tỷ lệ phục hồi (%)
Ngâm 15h 45 1:8 79.4
Soxhlet 5h 78.1 1:8 92
UAE 3h 45 1:8 87.4
UAE 3h 45 1:6 84.5
UAE 3h 45 1:5 84.3
Tỉ lệ được tìm thấy được nâng lên từ 01:05 đến 01:08, việc thu hồi tăng nhẹ lên. Tuy nhiên, kết quả có thể khác nhau nếu một số lượng lớn các dung môi được dùng. Mặt khác, bằng cách sử dụng một số lượng lớn các dung môi không được coi là hiệu quả do chi phí vận hành cao của các dung môi và năng lượng tiêu thụ. Do đó, tỷ lệ trọng lượng khô của bột ớt với ethanol 95% (v / v) được chọn 01:05.
4.2.5. Kết luận:
Phương pháp ngâm thời gian tiến hành lâu nhất (15h) và tỷ lệ phục hồi capsaicinoid thấp nhất (79.4%) do quá trình ngâm để tự nhiên cho quá trình thẩm thấu, hòa tan và khuếch tan diễn ra hoàn toàn mà không có sự trợ giúp của các thiết bị khác. Mặt khác quá trình ngâm có thể đạt hiệu suất cao hơn nhưng phải dùng lượng dung môi lớn hơn gấp nhiều lần do dó ta không dùng.
Quá trình chiết bằng Soxhlet thu được tỷ lệ capsaicinoid cao nhất (92%) vì quá trình chiết xuất được tiến hành ở 78.10C và dung môi luôn được làm mới trong quá trình chiết xuất.
Quá trình chiết với sự hỗ trợ của sóng siêu âm có tỷ lệ capsaicinoid cao hơn phương pháp ngâm 12.6%, nhưng thấp hơn dùng Soxlet khoảng 5%. Tuy nhiên ta không thể thực hiện quá trình chiết xuất với sự hỗ trợ của sóng siêu âm ở nhiệt độ cao do theo thực nghiệm hiệu quả của quá trình chiết suất cao hơn khi tiến hành ở 450C, ở nhiệt độ này số lượng bọt khí tạo thành tăng lên và năng lượng thu được từ sự đánh vỡ các bọt khí này đủ cho quá trình chiết xuất xảy ra nhanh chóng. Mặt khác ở nhiệt độ cao hơn (khoảng 600C), số lượng bọt khí được tạo thành tăng lên tuy nhiên quá trình làm vỡ các bọt khí này lại giảm.
Thời gian chiết xuất với sự hỗ trợ của siêu âm ngắn hơn do trong quá trình này năng lượng của sóng siêu âm chuyển thành cơ năng (làm rung) làm vỡ các bọt khí tại chỗ, đẩy các chất cần chiết ra khỏi dược liệu nhanh hơn.
KẾT LUẬN
Từ nội dung của bài báo cáo, rút ra một số kết luận sau:
Mỗi phương pháp chiết xuất có ưu, nhược điểm, phạm vi ứng dụng nhất định. Tùy thuộc tính chất, đặc điểm của dược liệu và điều kiện cơ sở vật
chất sẵn có để lựa chọn các phương pháp chiết xuất phù hợp đem lại hiệu quả cao nhất.
Chiết xuất là một giai đoạn quan trọng trong nghiên cứu thuốc có nguồn gốc tự nhiên vì vậy việc lựa chọn phương pháp chiết xuất có ý nghĩa lớn đến chất lượng sản phẩm
Các phương pháp chiết xuất truyền thống vẫn được áp dụng rộng rãi, thể hiện hiệu quả chiết xuất nhất định, dễ thực hiện, phù hợp với cơ sở có vốn đầu tư ít ở nước ta.
Khi đã lựa chọn được phương pháp chiết xuất cần khảo sát các thông số, yếu tố ảnh hưởng đến chiết xuất ( kích thước dựơc liệu, nhiệt độ, thời gian, áp suất,…)để tìm ra một quy trình chiết xuất tối ưu cho hoạt chất trong dược liệu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các phương pháp chiết xuất hiện đại đang rất được chú trọng phát triển vì có nhiều ưu điểm như thời gian chiết xuất ngắn hơn, lượng dung môi tiêu thụ ít hơn, độ chọn lọc và hiệu quả chiết cao, môt số thân thiện với môi trường ( chiết siêu tới hạn). Tuy nhiên, các phương pháp này lại cần vốn đầu tư ban đầu cao, một số phương pháp khó triển khai khi nâng cấp quy mô công nhiệp (vi sóng).
MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ………. I.TỔNG QUAN VỀ CHIẾT XUẤT DƯỢC LIỆU……
1.2. Dung môi chiết xuất……….
1.3 Quá trình chiết xuất……….
1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình………..
1.5 Phương pháp chiết xuất………...
II. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT THÔNG THƯỜNG… 2.1.Phương pháp ngâm………
2.2. Phương pháp ngấm kiệt………
2.3. Phương pháp chiết hồi lưu và cất kéo hơi nước…………
2.4. Phương pháp chiết soxhlet………..
III.MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT HIỆN ĐẠI………….
3.1Phương pháp chiết siêu âm (UAE)………
3.2. Phương pháp chiết siêu tới hạn- SFE………..
3.3. Phương pháp chiết bằng vi sóng (MAE)……….
3.4. Phương pháp chiết áp suất cao – ASE………..
3.5. So sánh các phương pháp chiết xuất………
IV. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ CHIẾT XUẤT DƯỢC LIỆU…….
4.1. Nghiên cứu chiết xuất polyphenol trong cây chè Camellia sinenssis O.Ktze ( Thea chinensis Seem.)………...
4.2. Nghiên cứu chiết xuất Capsaicin từ cây Ớt Capsicum frutescens (L.) Bail...
KẾT LUẬN………..
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN QUÂN Y
CHUYÊN ĐỀ
NGHIÊN CỨU THUỐC NGUỒN GỐC TỰ NHIÊN
KỸ THUẬT CHIẾT XUẤT DƯỢC LIỆU
Họ và tên: Trần Thị Oanh Lớp: Dược 5
Hà Nội - 2015
TÀI LIỆU THAM KHẢO
2. Bộ Y Tế (2009), Kỹ thuật bào chế và sinh dược học các dạng thuốc, tập 1, Nhà xuất bản Y học.
3. Bộ Y Tế (2007), Kỹ thuật sản xuất dược phẩm, tập 2, Nhà xuất bản Y học. 4. http://www.duoclieu.org/ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
5. http://luanvan.co/luan-van/ung-dung-vi-song-trong-chiet-xuat-polyphenol-tu- cay-che-189/