Các phương pháp chiết tách mới mang lại nhiều ưu điểm đáng kể như: giảm lượng dung môi dử dụng, giảm chất thải, dung môi xanh, độ chọn lọc cao, dễ thu hồi, giảm thời gian tách chiết, an toàn, hiệu quả, dễ tự động.
1.3.4.1. Chiết bằng chất chất lỏng siêu tới hạn (Supercritical fluid extraction)
- Chiết bằng chất lỏng siêu tới hạn (SFE) có thể là một phương pháp mang lại lợi ích thay thế cho các phương pháp chiết thông thường sử dụng dung môi hữu cơ: phương pháp SFE xảy ra nhanh chóng, tự động, có chọn lọc, không gây cháy nổ và tránh việc sử dụng một số lượng lớn các dung môi độc hại.
- Siêu chất lỏng dễ dàng tách chất cần chiết do dung môi thay đổi thuộc tính nhanh chóng chỉ với các biến đổi áp lực nhẹ. Chất lỏng siêu tới hạn (SCFs) đang ngày càng thay thế dung môi hữu cơ như n-hexane, dichloromethane, chloroform, và những dung môi khác thường được sử dụng trong chiết công nghiệp, lọc, vì quy định và sức ép môi trường về các hợp chất hữu cơ và khí thải.
- Cho đến nay dung dịch quan trọng được sử dụng nhất là carbon dioxide siêu tới hạn (SC-CO2), do thân thiện với với môi trường, độc tính thấp, và khả năng tương thích với chế biến thực phẩm. Hơn nữa CO2 có thể dễ dàng tách ra từ các chất hòa tan và rất rẻ tiền. Trong tự nhiên sản xuất chiết xuất và cô lập chất lỏng siêu tới hạn (SFE), đặc biệt là sử dụng CO2 siêu tới hạn, đã trở thành phương pháp phổ biến. Công nghệ hiện đại cho phép điều chỉnh chính xác sự thay đổi nhiệt độ và áp suất, giúp tách lấy các sản phẩm tự nhiên dễ dàng. Phương pháp carbon dioxide siêu tới hạn (SC-CO2) lý tưởng cho việc chiết xuất các sản phẩm từ nguyên liệu thực vật và đặc biệt được dùng để chiết xuất hợp chất thermolabile ở nhiệt độ thấp. Ngoài ra, phương pháp này cho phép thu được chất cần chiết và loại dung môi mà không cần sử dụng thêm hóa chất.
Ở Việt Nam, các nghiên cứu ban đầu về việc sử dụng CO2 siêu tới hạn để tách các dịch chiết quý đã được tiến hành tại viện Hóa học công nghiệp Việt Nam, viện Dược liệu.
1.3.4.2. Phương pháp chiết sử dụng sóng siêu âm
Đây là kỹ thuật chiết thay thế rẻ tiền, đơn giản và hiệu quả. Sóng siêu âm thường được sử dụng để cải thiện việc chiết lipid, protein và các hợp chất phenolic từ thực vật. khảo nghiệm quá trình chiết xuất các hợp chất phenol từ Folium eucommiae sử dụng sóng siêu âm, và thu được hiệu quả hơn so với chiết chất bằng
cách gia nhiệt, bổ sung enzyme hỗ trợ chiết tách. Sóng siêu âm có khả năng phá vỡ màng tế bào của nguyên liệu, do đó giúp cho sự xâm nhập của dung môi vào bên trong tế bào dễ dàng hơn. Ngoài ra siêu âm còn có tác dụng khuấy trộn manh dung môi do đó làm tăng sự tiếp xúc của dung môi và cải thiện đáng kể hiệu suất chiết. Chiết suất anthocyanin từ vỏ nho bằng cách sử dụng bể siêu âm ở tần số 35 kHz trong 30 phút sau đó khuấy ở nhiệt độ 700C.
1.3.4.3. Phương pháp chiết sử dụng năng lượng lò vi sóng
- Lò vi sóng do Percy Spencer phát minh đầu tiên năm 1947. Tuy 1978 Michael J.Collin mới thiết kế lò vi sóng đầu tiên áp dụng cho phòng thí nghiệm phân tích. Sau đó hàng loạt thiết bị vi sóng được phát minh để phục vụ vào nghiên cứu cũng như phục vụ sản xuất công nghiệp.
- Đây là một mảng lớn chưa được khai thác, mặc dù bằng cách sử dụng lò vi sóng để làm trung gian trong quá trình chiết có thể duy trì các điều kiện nhẹ và đạt được hiệu quả vượt trội khi chiết. Dưới tác dụng của lò vi sóng nước trong thực vật bị nóng lên nhanh chóng, áp suất bên trong tăng đột ngột làm các mô chứa dịch chiết vỡ ra, dịch chiết thoát ra bên ngoài, lôi cuốn theo hơi nước sang hệ ngưng tụ. Hiệu suất có thể bằng hoặc cao hơn những phương pháp khác nhưng thời gian chiết rất ngắn. Dịch chiết thu được có có mùi tự nhiên. Sản phẩm phân hủy trong dịch chiết tự nhiên giảm đi, tiết kiệm thời gian, năng lượng, chi phí. Tuy nhiên chỉ áp dụng được cho các nguyên liệu có tuyến dịch chiết nằm ngay sát bề mặt lá. Năng lượng chiếu xạ lớn sẽ làm cho một số cấu phần trong dịch chiết phân hủy.
1.3.4.4. Dùng chất lỏng ion
Chất lỏng ion hóa được nghiên cứu để có thể sử dụng rộng rãi cho các phản ứng và quá trình hóa học kể cả phản ứng hydro hóa, phản ứng xúc tác sinh học và các phản ứng điện hóa. Ngoài ra người ta có thế sử dụng chất lỏng ion hóa cho quá trình tách các sản phẩm sinh ra qua con đường sinh học (lên men) như, ethanol, acetone hay buthanol. Đặc trưng của chất lỏng ion hóa thường được tạo thành từ cation hữu cơ chứa Nito hoặc Photpho và các amoni vô cơ. GS. Seddon đã phối hợp với nhiều hãng hóa chất nhằm chuyển các kết quả nghiên cứu về chất lỏng ion hóa
từ phòng thí nghiệm sang quy mô lớn. Ông đã phối hợp với BP để sản xuất hỗn hợp isome hóa từ LAB trong dung dịch ion hóa.
1.3.4.5. Sử dụng enzyme
Enzyme có lợi cho quá trình chiết các polyphenol tự nhiên. Một số nghiên cứu đã sử dụng enzyme hỗ trợ trong quá trình chiết polyphenol từ dịch nho trên quy mô phòng thí nghiệm .Nghiên cứu khả năng giải phóng acid ferulic của ba loại enzyme thương mại Ultraflo L, Viscozyme L, và Amylase từ khoai lang. Tỷ lệ giải phóng acid ferulic được tối ưu khi sử dụng Ultraflo L (1%), trong khi Viscozyme L là hiệu quả nhất để acid vanillic và vani thoát ra. Do đó, những enzyme này có ích cho việc sản xuất acid ferulic và các hợp chất phenol từ khoai lang.
1.3.4.6. Sử dụng áp lực thủy tĩnh cao (HHP)
Đây là phương pháp mới để tăng cường khối lượng vận chuyển xuất cafein từ cà phê và carotenoid trong cà chua xay nhuyễn đã được chứng minh là cao hơn khi chiết xuất dưới áp suất thủy tĩnh cao. Các nghiên cứu thực hiện bởi Shouqin, Jun và Changzhen (2005) cũng đã chứng minh lợi ích của (HHP) khi chiết xuất các flavanols từ sáp ong, nghiên cứu chiết xuất anthocyanin từ vỏ nho có sự trợ giúp của áp lực thủy tĩnh cao.