CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN
3.4. Bàn luận
3.4.1. Về việc sử dụng dung môi chiết xuất
Trong các thập kỷ trước, các dung môi hữu cơ như methanol, hexan, chloroform, ethyl acetat… được sử dụng phổ biến trong quá trình chiết xuất đem lại hiệu suất chiết cao hơn dung môi nước. Tuy nhiên, chúng thường dễ bay hơi ở nhiệt độ phòng, dễ cháy nổ, gây ô nhiễm môi trường, giá thành đắt [71]. Đặc biệt, việc tiếp xúc với dung môi hữu cơ trong thời gian dài có thể gây nhiễm độc thần kinh, ung thư, vơ sinh, mù lịa, gây độc cho gan, thận, suy hơ hấp… cho người lao động. Vì vậy, việc cải tiến dung mơi trong q trình chiết xuất là điều cần thiết.
Ngày nay, thế giới đang ngày càng tiến tới việc phát triển bền vững bằng cách ứng dụng hóa học xanh trong q trình phát triển các sản phẩm trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt trong lĩnh vực chiết xuất dược liệu, nhằm giảm thiểu sử dụng các hóa chất độc hại và ngăn ngừa ô nhiễm môi trường. Vào năm 1988, Paul T.Anastas và John C.Warner thuộc Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) đã đề ra 12 nguyên tắc nền tảng trong phát triển hóa học xanh, trong đó nguyên tắc hướng tới sử dụng dung môi xanh nhằm thay thế các dung môi hữu cơ độc hại là một mục tiêu “xanh” quan trọng trong mọi lĩnh vực nói chung và trong lĩnh vực chiết xuất dược liệu nói riêng [51].
Những năm gần đây, hệ dung môi eutectic (DES) được sử dụng là dung môi chiết xuất xanh mới thay thế cho những dung môi hữu cơ thông thường được báo cáo trong một
33
số nghiên cứu, đặc biệt DES đã được báo cáo trong chiết xuất apigenin và luteolin trong quả cần tây [9]. Mặc dù chúng có nhiều ưu điểm hơn dung mơi hữu cơ về tính an tồn và bảo vệ mơi trường, song vẫn cịn tồn tại một số nhược điểm như có áp suất hơi thấp và độ nhớt cao nên thường gây khó khăn trong q trình phân lập và tinh chế. Không những vậy, độ nhớt cao cịn gây cản trở q trình dung mơi thấm vào dược liệu dẫn đến kéo dài thời gian chiết và xử lý tồn dư dung mơi sau này.
Bên cạnh đó, nhắc đến hóa học xanh, thì khơng thể khơng nhắc đến dung mơi nước. Nước không chỉ là dung môi dùng độc lập mà cịn là mơi trường hịa tan nhiều chất hóa học khác nhau. Trong chiết xuất, nước là dung môi được dùng phổ biến nhất, sẵn có, khơng độc, giá thành rẻ, ít tồn dư, khơng cháy, khơng gây ơ nhiễm mơi trường. Bên cạnh những ưu điểm, nước cịn tồn tại những nhược điểm như khả năng hịa tan khơng chọn lọc, hiệu suất chiết thấp, là môi trường thủy phân và phân hủy gây ra sự biến đổi của các hoạt chất, nhiệt độ sôi của nước cao nên thường gây khó khăn cho q trình tinh chế cao chiết. Khơng những vậy, nước cịn là môi trường thuận lợi cho các vi sinh vật phát triển nên thường gây khó khăn trong q trình bảo quản các dịch chiết. Vì vậy, khi sử dụng một chất an tồn hơn so với dung môi hữu cơ và hịa tan trong mơi trường nước tạo thành một dung môi xanh mới giúp khắc phục được những nhược điểm của dung môi truyền thống được đặt ra như một giả thuyết trong phát triển hóa học xanh.
Cyclodextrin là chất được cơng nhận an tồn (GRAS) theo Cục quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ [68]. Nhờ cấu trúc đặc biệt, bên ngoài ưa nước, khoang bên trong kỵ nước giúp CD có khả năng hịa tan trong nước và được sử dụng như một dung môi chiết xuất xanh mới thay thế cho những dung môi thông thường đang được quan tâm trong một số nghiên cứu gần đây. Khơng những an tồn và thân thiện với mơi trường, CD cịn có khả năng tạo phức với nhiều loại phân tử khác nhau giúp làm tăng độ tan trong nước của các chất này, đem lại hiệu suất chiết cao. Đặc biệt, khả năng chiết xuất của CD cũng đã được chứng minh là cao hơn so với các dung môi truyền thống, cụ thể trong các nghiên cứu chiết xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học như flavonoid, alcaloid, carotenoid [40], [48], [50]. Không chỉ làm tăng độ tan của hoạt chất, sự tạo phức còn giúp cho các hoạt chất được bảo vệ, không bị tác động bởi các điều kiện vật lý và hóa học, làm cho hoạt chất có thể ổn định hơn trong môi trường dịch chiết. Không những vậy, phức hợp trong nước khơng cản trở q trình phân lập và tinh chế so với hệ dung môi eutectic, tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển và bào chế các sản phẩm tự nhiên để phòng và điều trị bệnh trong tương lai.
Trong những năm gần đây, ứng dụng β-CD trong quá trình chiết xuất tối ưu những hợp chất có hoạt tính sinh học đã được báo cáo trong một số nghiên cứu. Tuy nhiên, khóa
34
luận này là nghiên cứu đầu tiên ứng dụng dung môi β-CD trong nước để chiết xuất apigenin và luteolin từ quả cần tây, là cơ sở cho việc phát triển các sản phẩm điều trị bệnh gút sau này. Bên cạnh những ưu điểm nổi bật như an tồn, thân thiện với mơi trường của dung môi, nghiên cứu cịn kết hợp với quy trình chiết đơn giản đem lại hiệu quả chiết xuất cao, từ đó mang lại nhiều giá trị về kinh tế cho quy mô công nghiệp sau này.