Trong phương pháp siêu âm, chúng tôi nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ giữa bột Lá giang với thể tích dung môi MeOH và ảnh hưởng của thời gian siêu âm đến hiệu suất thu cao chiết.
3.4.3.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ giữa khối lượng bột lá cây Lá giang và thể tích dung môi MeOH đến hàm lượng cao chiết trong phương pháp chiết siêu âm
Cũng tương tự như phương pháp ngâm chiết và chiết soxhlet, chúng tôi sử dụng dung môi MeOH cho phương pháp chiết siêu âm. Ở phương pháp chiết siêu âm, việc hòa tan chất vào dung môi có nhờ tác động của sóng siêu âm. Vì vậy, liệu thể tích dung môi MeOH ít hay nhiều có ảnh hưởng đến việc thu cao chiết. Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ khối lượng bột Lá giang với thể tích dung môi MeOH đến hàm lượng cao chiết. Từ đó, chúng tôi tìm ra một tỉ lệ thích hợp cho nghiên cứu tiếp.
Với một lượng cố định cho mỗi lần khảo sát là 20 g bột Lá giang và thay đổi thể tích dung môi MeOH từ 80 mL - 160 mL, thời gian thực hiện là 30 phút. Chúng tôi tiến hành chiết siêu âm, kết quả khảo sát được thể hiện ở Bảng 3.4.
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của tỉ lệ khối lượng bột lá cây Lá giang và thể tích dung môi MeOH đến hàm lượng cao chiết trong chiết siêu âm
Thể tích dung môi (mL) 80 100 120 140 160
Tỉ lệ m bột (g) : V dung môi (mL) 1 : 4 1 : 5 1 : 6 1 : 7 1 : 8 Khối lượng cao chiết (gam ) 2,06 2,33 2,73 3,31 3,31
Hiệu suất (%) 10,3 11,65 13,65 16,55 16,55 10.3 11.65 13.65 16.55 16.55 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 1 : 4,0 1 : 5,0 1 : 6,0 1 : 7,0 1 : 8,0 H àm lượn g %
Tỉ lệ bột Lá giang (g): thể tích dung môi (mL)
Hình 3.15. Đồ thị biễu diễn sự ảnh hưởng của tỉ lệ bột lá cây Lá giang (g) : thể tích MeOH (mL) đến hàm lượng cao chiết MeOH trong chiết siêu âm
Phân tích kết quả đồ thị Hình 3.15 ta thấy ở những tỉ lệ khác nhau cho một hiệu suất chiết khác nhau. Khi thể tích dung môi MeOH tăng từ 80 mL
đến 120 mL thì hiệu suất cao chiết cũng tăng từ 10,3% - 13,65%. Điều này giải thích giống như trong phương pháp ngâm chiết trước đó. Khi thể tích dung môi tăng từ 140 mL đến 160 mL hiệu suất thu cao chiết không đổi. Trong điều kiện này chất cần chiết đã được chiết hết, do đó việc tăng dung môi chỉ thêm hao tốn. Khi nồng độ chất tan tăng thì dung môi từ từ trở nên bão hòa và không làm tăng sự hòa tan chất tan. Do vậy để tránh lãng phí dung môi trong quá trình nghiên cứu chúng tôi chọn tỉ lệ giữa khối lượng bột lá cây Lá giang và thể tích dung môi là 1 : 7 (g/mL) để nghiên cứu khảo sát các ảnh hưởng tiếp theo.
3.4.3.2. Ảnh hưởng của thời gian siêu âm
Trong phương pháp chiết siêu âm, ngoài việc xem xét ảnh hưởng của thể tích dung môi MeOH và khối lượng mẫu lá cây Lá giang đến hiệu suất thu cao chiết, với kết quả khảo sát thu được là tỉ lệ bột lá cây Lá giang (g) : thể tích MeOH (mL) = 1 : 7 (g/mL), chúng tôi còn nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của thời gian đun mẫu trong quá trình siêu âm. Ở phương pháp này, việc hòa tan chất vào dung môi có tác động của sóng siêu âm, vì vậy, chúng tôi tiến hành khảo sát thời gian đun mẫu trong quá trình siêu âm sẽ ngắn hơn. Thời gian khảo sát để trích ly là 10 phút, 20 phút, 30 phút và 40 phút đối với dung môi MeOH, kết quả thể hiện ở Bảng 3.5.
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của thời gian siêu âm đến hàm lượng cao chiết
Thời gian ( phút ) 10 20 30 40
Khối lượng cao chiết ( gam ) 1,23 2,86 3,31 3,31 Hiệu suất ( % ) 6,15 14,30 16,55 16,55
Phân tích kết quả đồ thị Hình 3.16 cho thấy, từ 10 phút đến 20 phút siêu âm, hiệu suất trích ly cao chiết trong MeOH tăng nhanh (6,15 - 14,30%), từ 30 phút đến 40 phút, hiệu suất trích ly hầu như không thay đổi, trong khi đó,
thời gian từ 20 phút đến 30 phút, hiệu suất trích ly thay đổi chậm hơn (14,30 - 16,55%). Từ kết quả khảo sát, có thể suy luận rằng, khi bắt đầu siêu âm, các chất hữu cơ còn nằm trong bột Lá giang, khi thời gian siêu âm tăng lên, các chất đã hòa tan và khuếch tán ra khỏi nguyên liệu do đó khối lượng cao chiết thu được càng cao. Kết quả khảo sát về thời gian chiết siêu âm, chúng tôi nhận thấy thời gian siêu âm tối ưu nhất là 30 phút, sau thời gian này hiệu suất trích ly không tăng nên nếu để lâu chỉ làm mất thời gian và có thể ảnh hưởng đến mẫu. 6.15 14.3 16.55 16.55 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 10 20 30 40 H àm lượn g %
Thời gian đun mẫu (phút)
Hình 3.16. Đồ thị biễu diễn sự ảnh hưởng của thời gian siêu âm đến hàm lượng cao chiết MeOH trong chiết siêu âm
Như vậy, sau khi nghiên cứu khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng cao chiết MeOH từ bột Lá giang trong phương pháp siêu âm, cho kết quả: Tỉ lệ giữa khối lượng bột Lá giang (g) và thể tích dung môi (mL) : 1 : 7; thời gian siêu âm tối ưu: 30 phút; nhiệt độ sử dụng trong quá trình siêu âm: 40oC; tần số siêu âm: 37 kHz.
Tóm lại, khi tiến hành nghiên cứu khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự trích ly cao chiết trong dung môi MeOH từ bột Lá giang, sử dụng 3 phương pháp ngâm chiết, chiết soxhlet và chiết siêu âm. Mỗi phương pháp đều có những ưu và nhược điểm riêng, chúng tôi so sánh các yếu tố ảnh hưởng đến 3 phương pháp kết quả được chỉ ra trong Bảng 3.6.
Bảng 3.6. So sánh các yếu tố ảnh hưởng của cả 3 phương pháp
Phương pháp Yếu tố ảnh hưởng Phương pháp ngâm chiết Phương pháp chiết soxhlet Phương pháp chiết siêu âm
Bột lá (g) : dung môi (mL) 1 : 10 - 1 : 7
Thời gian chiết (giờ) 72 4,5 0,5
Hiệu suất thu cao chiết (%) 17,05 18,55 16,55
Từ bảng tổng hợp các yếu tố ảnh hưởng của cả 3 phương pháp ngâm chiết, chiết soxhlet và chiết siêu âm (Bảng 3.6) chúng tôi có nhận xét sau:
- Yếu tố thời gian đều ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly cao chiết ở cả 3 phương pháp, trong đó, thời gian dùng trong chiết siêu âm sử dụng để chiết kiệt các chất có trong bột lá cây Lá giang là ít nhất (30 phút), trong chiết soxhlet (4,5 giờ) và thời gian trong ngâm chiết là lớn nhất (72 giờ). Hiệu suất thu cao chiết trong 3 phương pháp: Chiết siêu âm, ngâm chiết và chiết soxhlet lần lượt chênh nhau không đáng kể (16,55%, 17,05% và 18, 55%).
- Phương pháp chiết siêu âm cần một lượng vừa phải dung môi trong khi đó ở phương pháp ngâm chiết và chiết soxhlet cần lượng dung môi lớn hơn.
- Phương pháp ngâm chiết và chiết soxhet cần nhiều thời gian chiết còn phương pháp chiết siêu âm thì thời gian sử dụng ít hơn để chiết kiệt các chất có trong bột Lá giang. Trong đó, phương pháp ngâm chiết tốn nhiều thời gian nhất (72 giờ).
- Phương pháp ngâm chiết sử dụng thiết bị đơn giản, rất thuận lợi cho sản xuất quy mô lượng lớn, trong khi đối với phương pháp chiết soxhlet và siêu âm cần thiết bị phức tạp hơn, khó thực hiện ở quy mô lượng lớn và chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu.