CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.3. Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tách chiết saponin từ lá đinh lăng
Để đánh giá khả năng của quá trình trích ly, dịch chiết sau mỗi thí nghiệm sẽ được xử lý làm sạch, sau đó tạo phức và đo mật độ quang tại bước sóng 540 nm. Từ đó, so sánh mật độ quang của dịch chiết thu được từ các chế độ khác nhau để chọn được thông số thích hợp nhất cho quá trình tách chiết.
3.3.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của phương pháp chiết đến khả năng tách chiết
Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ của phương pháp chiết đến khả năng tách chiết
(Các chữ cái khác nhau thể hiện sự sai khác với mức ý nghĩa 0,05)
Phương pháp chiết là yếu tố đầu tiên được các nhà đầu tư quan tâm trong sản xuất. Kết quả từ đồ thị hình 3.4, chúng tôi thấy phương pháp chiết là yếu tố có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng trích ly saponin. Khi chiết ở nhiệt độ thường, kết quả mật độ quang thấp nhất. Kết quả này hoàn toàn phù hợp vì trong phương pháp này khả năng tiếp xúc của nguyên liệu và dung môi ít, nhiệt độ thấp cũng không tạo ra các chuyển động vật lý của cấu tử trong dung môi. Phương pháp chiết siêu âm được chúng tôi dự đoán là một phương pháp hiệu quả. Tuy nhiên, kết quả thí nghiệm cho thấy, hiệu quả tách chiết của phương pháp này lại khá thấp. Điều này có thể lý giải như sau:
mặc dù đây là phương pháp hiện đại và khả năng tách cấu tử rất tốt. Tuy nhiên, sau khi tách được hợp chất saponin ra khỏi nguyên liệu, chính sóng siêu âm lại là tác nhân phá vỡ cấu trúc phân tử saponin. Kết quả cuối cùng thu được hàm lượng saponin trong dịch chiết khá thấp.
Với phương pháp chiết sohlex, dung môi không tiếp xúc trực tiếp với nguyên liệu có thể là nguyên nhân dẫn đến việc hiệu quả tách chiết chưa cao. Với phương
pháp chiết cách thủy, khi nhiệt độ tăng, vận tốc chuyển động của các cấu tử cũng tăng lên, tạo nên khả năng tiếp xúc giữa dung môi và nguyên liệu, nên hiệu quả tách chiết của phương pháp này tương đối tốt.
Cuối cùng là phương pháp khuấy gia nhiệt. Khuấy trộn kết hợp với nhiệt độ cao là yếu tố thuận lợi để nguyên liệu có thể tiếp xúc với dung môi nhiều nhất. Đó là lí do dịch chiết thu được từ phương pháp này có mật độ quang cao nhất (0,967) và có sự sai khác về mặt thống kê so với các phương pháp còn lại. Kết quả này cũng phù hợp với nghiên cứu của Đỗ Thị Thanh Huyền (2008), khi tác giả tiến hành nghiên cứu trích ly saponin từ rau má.
Chúng tôi chọn phương pháp chiết là phương pháp khuấy để khảo sát các thí nghiệm tiếp theo.
3.3.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của dung môi đến khả năng tách chiết
Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của các loại dung môi đến khả năng tách chiết (Các chữ cái khác nhau thể hiện sự sai khác với mức ý nghĩa 0,05)
Dựa vào tính chất của saponin, chúng tôi thấy saponin tan tốt trong nước và cồn loãng. Tham khảo kết quả một số đề tài tách chiết saponin từ rau má và sâm vũ diệp trước đây. Chúng tôi nhận thấy dung môi thích hợp để tách chiết loại hợp chất này là nước và cồn. Đây cũng là hai loại dung môi thích hợp để sử dụng với mục đích chế biến thực phẩm. Vì vậy, chúng tôi chỉ khảo sát dung môi là nước và ethanol ở các nồng độ 30%, 40%, 50%.
Kết quả từ đồ thị cho thấy, tách chiết bằng dung môi ethanol có nồng độ 40%
cho kết quả mật độ quang cao nhất và có sự sai khác về mặt ý nghĩa thống kê so với các loại dung môi khác. Trích ly bằng nước cho hiệu suất khá cao, xét về giá trị kinh tế đây là một ưu điểm lớn. Tuy nhiên, về mặt cảm quan dịch trích ly bằng ethanol 40%
giữ được mùi thơm đặc trưng của đinh lăng tốt hơn nên chúng tôi chọn ethanol 40%
làm dung môi cho các nghiên cứu tiếp theo.
3.3.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu / dung môi (R/L) đến khả năng tách chiết
Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của tỉ lệ rắn/ lỏng đến khả năng tách chiết (Các chữ cái khác nhau thể hiện sự sai khác với mức ý nghĩa 0,05)
Kết quả đo mật độ quang biểu thị trên biểu đồ cho thấy. Khi tăng tỉ lệ R/L thì hiệu suất trích ly tăng lên và đạt mức cao nhất ở tỉ lệ 1/12 sau đó mật độ quang giảm xuống khi tiếp tục tăng tỉ lệ R/L.
Điều này có thể giải thích như sau: Với lượng dung môi càng lớn thì khả năng thẩm thấu vào nguyên liệu và khả năng hòa tan cấu tử vào dung môi sẽ tăng lên nhờ vào sự chênh lệch nồng độ của cấu tử cần trích ly trong nguyên liệu và trong dung môi càng cao. Chính sự chênh lệch này đã làm tăng tốc độ khuếch tán và khả năng tách triệt để cấu tử phân bố, do đó dung môi dễ dàng xâm nhập vào các mao quản của nguyên liệu để tác dụng với các cấu tử phân bố làm tăng hiệu suất trích ly, tăng giá trị mật độ quang. Tuy nhiên, đến một tỷ lệ dung môi phù hợp thì các chất cần chiết sẽ được trích ly tối đa ra khỏi nguyên liệu, nếu tiếp tục tăng lượng dung môi thì giá trị mật độ quang càng giảm bởi chất tan càng bị pha loãng trong dung dịch.
Với kết quả nhận được, chúng tôi chọn tỉ lệ nguyên liệu và dung môi là R/L = 1/12 cho các nghiên cứu tiếp theo.
3.3.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng tách chiết
Hình 3.7. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của thời gian đến khả năng tách chiết (Các chữ cái khác nhau thể hiện sự sai khác với mức ý nghĩa 0,05)
Thời gian chiết là yếu tố ảnh hưởng lớn đến hiệu suất tách chiết. Thời gian phải đủ để nguyên liệu trương nở trong dung môi, sau đó các cấu tử sẽ hòa tan vào dung môi. Kết quả thu được trong hình cho thấy, mật độ quang có xu hướng tăng dần khi tăng thời gian chưng ninh và đạt cực đại tại thời gian 4 giờ và có sự sai khác về ý nghĩa thống kê so với các mức thời gian khác. Tuy nhiên, khi tiếp tục tăng thời gian thì mật độ quang lại giảm. Như vậy, chúng ta có thể hiểu, 4 giờ là khoảng thời gian thích hợp để nguyên liệu và dung môi tiếp xúc và hòa tan với nhau. Khi tăng thời gian chiết, các cấu tử không còn để hòa tan vào dung môi nữa, thay vào đó, sự bay hơi của dung môi có thể làm thất thoát một phần cấu tử cần hòa tan. Vì vậy, mật độ quang có xu hướng giảm nhẹ.
Trên cơ sở đó, chúng tôi chọn thời gian chiết là 4 giờ để tiến hành khảo sát các thí nghiệm tiếp theo.
3.3.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng tách chiết
Hình 3.8. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng tách chiết (Các chữ cái khác nhau thể hiện sự sai khác với mức ý nghĩa 0,05)
Trạng thái cân bằng và hệ số khuếch tán có thể ảnh hưởng bởi nhiệt độ trích ly.
Khi nhiệt độ tăng thì độ nhớt của dung dịch giảm và vận tốc chuyển động của các cấu tử trong dung môi tăng làm tăng khả năng hòa tan của cấu tử vào dung môi. Điều này đặc biệt có ý nghĩa khi trích ly hợp chất saponin vì hợp chất này có tính chất tạo bọt, dung dịch chứa saponin có độ nhớt cao.
Kết quả thí nghiệm cho thấy, khi trích ly ở 700C, dịch chiết có mật độ quang cao nhất (0,924), điều này phù hợp với lý giải ở trên. Mặc dù mật độ quang có xu hướng tăng dần theo nhiệt độ nhưng trong các thí nghiệm này chúng tôi sử dụng dung môi là ethanol là loại dung môi có nhiệt độ bay hơi khá thấp. Vì vậy, chúng tôi chỉ dừng lại ở mức nhiệt 700C mà không khảo sát ở mức nhiệt cao hơn.
Chúng tôi chọn mức nhiệt 700C trong quy trình tách chiết saponin.
3.3.6. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của trạng thái nguyên liệu đến khả năng tách chiết
Kích thước nguyên liệu có ảnh hưởng đến khả năng trích ly. Theo lý thuyết diện tích truyền khối trên đơn vị thể tích tăng khi kích thước nguyên liệu giảm. Tuy nhiên, khi kích thước nguyên liệu quá nhỏ sẽ gây khó khăn trong quá trình phân riêng pha lỏng và pha rắn khi kết thúc quá trình trích ly.
Hình 3.9. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của trạng thái nguyên liệu đến khả năng tách chiết
(Các chữ cái khác nhau thể hiện sự sai khác với mức ý nghĩa 0,05)
Kết quả từ đồ thị hình 3.9 cho thấy, khi kích thước nguyên liệu càng nhỏ, mật độ quang càng lớn. Điều này phù hợp với lý thuyết truyền khối đã nêu ở trên. Khi kích thước càng mịn thì khả năng tiếp xúc giữa nguyên liệu và dung môi càng dễ, đặc biệt là trong các thí nghiệm này chúng tôi đang sử dụng khuấy trộn làm phương pháp chiết.
Từ kết quả thu được, chúng tôi đề nghị trạng thái nguyên liệu ở dạng bột trong quy trình tách chiết saponin từ lá đinh lăng.