PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT

CÓ HỖ TRỢ VI SÓNG

ỨNG DỤNG VI SÓNG TRONG CHIẾT

XUẤT POLYPHENOL TỪ CÂY CHÈ.

MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

Cây chè Camellia sinenssis O.Ktze ( Thea chinensis Seem.) được sử dụng

từ rất lâu trong dân gian cũng như trong y học phương Đông. Gần đây y học hiện

đại quan tâm nhiều đến tính chất chống oxy hóa của các hợp chất polyphenol có

chứa trong cây chè, nhiều nghiên cứu được thực hiện để tìm giải pháp cho chữa trị

cho các căn bệnh nan y như ung thư, HIV… Việc nghiên cứu và chiết xuất thành

phần polyphenol trong cây chè được thực hiện bằng nhiều phương pháp như chiết

xuất hồi lưu, chiết xuất hỗ trợ siêu âm, chiết xuất ngấm kiệt… Phương pháp chiết

xuất có hỗ trợ vi sóng (Microwave-asissted extraction) đã được ứng dụng ngày

càng rộng rãi trong nghiên cứu hóa thực vật cũng như trong lĩnh vực chiết xuất

hợp chất trong nghành Dược với các ưu điểm về thời gian chiết xuất, tiết kiệm

dung môi và năng lượng, tính chọn lọc, ít ảnh hưởng đến cấu trúc của các hợp chất

nhạy cảm với nhiệt độ…. Bài báo cáo này dựa trên những hiểu biết về các công

trình nghiên cứu trước đây được công bố trên các tạp chí và trên các trang mạng,

trong các sách vở về cây chè và ứng dụng của phương pháp microwave trong chiết

xuất dược liệu để tổng hợp nên một quy trình chiết xuất mang tính tham khảo về

dược liệu chè của Việt Nam.

i

1. PHẦN TỔNG QUAN.

1.1. KHÁI NIỆM VỀ VI SÓNG.[1]

1.1.1. VI SÓNG.

Vi sóng (micro-onde, microwave) là sóng cực ngắn hay còn gọi là sóng siêu

tần, sóng UHF (Ultra High Frequence wave).

Trong phổ điện từ (electromagnetic spectrum), vi sóng nằm ở khoảng giữa

phổ, từ tần số 0,3GHz đến 300GHz, tương ứng với độ dài của sóng trong khoảng

100cm đến 1cm, do đó vi sóng còn gọi là sóng cm.

Trong không khí, l = c/f, tần số f càng lớn thì độ dài sóng l càng nhỏ.

f(MHz) = 915. l(cm) = 32.76.

Trang 1

f(MHz) = 2450. l(cm) = 12.25.

Trong lĩnh vực ISM (Industry, Science, Medicine) trên thế giới người ta qui

ước sử dụng các loại vi sóng có tần số 915,2450,5800,24125MHz. Trong các tần

số trên, chỉ có tần số 2450 MHz là được sử dụng rộng rãi.

Hầu hết các lò vi sóng gia dụng đều sử dụng tần số 2450MHz, tần số này còn

được dùng trong công nghệ nông sản, thực phẩm. Sự giới hạn tần số nhằm ngăn

ngừa sự gây trở ngại những tần số dành cho truyền thông.

Năng lượng của vi sóng là năng lượng điện từ.

Năng lượng photon của vi sóng rất thấp. Tại 2450MHz, năng lượng photon của

vi sóng khoảng 0,0016 eV (0,037 kcal/mol), trong khi năng lượng của một nối hóa

học là 80-120 kcal/mol (H-OH là 4,8 eV, CH3-CH3 là 3,61 eV, nối hidrogen là

0,04-0,44 eV). Do đó vi sóng không ảnh hưởng đến cơ cấu phân tử hợp chất hữu

cơ. Sự kích thích phân tử của vi sóng thuần túy là về động học.

Vi sóng:

Xuyên qua được không

khí, gốm sứ, thủy tinh,

polimer.

Phản chiếu trên bề mặt

kim loại.

Lan truyền trong chân

không trong áp suất cao.

Vô hại đối với sinh vật.

Khi vi sóng chạm đến vật liệu, một phần năng lượng của nó bị phản xạ trở lại, một

phần đáng kể hơn sẽ bị vật liệu hấp thu. Năng lượng này chuyển hóa thành nhiệt

lượng và giảm dần khi nó truyền đi trong vật liệu.

Trang 2

1.1.2. CƠ SỞ CỦA CHIẾT VI SÓNG.

Sự đun nóng bằng vi sóng là một tiến trình làm tăng nhiệt độ của vật chất một

cách đặc biệt. Tiến trình này không phụ thuộc vào sự dẫn nhiệt của bình chứa và

vật chất. Sự tăng nhiệt cục bộ tức thời của vật chất là do sự quay lưỡng cực

(dipole rotation) và sự dẫn truyền ion (ionic conduction). Đó là 2 cơ chế cơ sở của

sự chuyển năng lượng từ vi sóng sang vật chất.

Nhiệt sinh ra do sự dẫn truyền ion là kết quả của sự tăng trở kháng của môi

trường chống lại sự dịch chuyển của các ion trong trường điện từ.

Còn cơ chế quay lưỡng cực là

quá trình đổi hướng của một phân tử

phân cực theo chiều của điện trường.

Thí dụ tại tần số 2450MHz, điện

trường E của vi sóng đổi chiều

4,9.10mũ 9 lần/s.

Dưới tác động của điện trường,

các phân tử lưỡng cực có khuynh

hướng sắp xếp theo chiều điện

trường. Do đó trong điện trường xoay

chiều tần số rất cao (MHz) sẽ gây ra

sự xáo trộn ma sát với vận tốc rất lớn

giữa các phân tử, đó chính là nguồn

gốc sự nóng lên của vật chất.

Những hợp chất càng phân cực càng mau nóng dưới sự chiếu xạ của vi sóng.

Vi sóng kích hoạt những phân tử phân cực, đặc biệt là nước. Nước bị đun nóng

bởi sự hấp thu vi sóng và bốc hơi, tạo ra áp suất cao tại nơi tác dụng, làm cho

nước di chuyển từ tâm vật chất ra bề mặt của nó. Nguyên tắc này được ứng dụng

trong sự sấy chiếu xạ bằng vi sóng.

Với một cơ cấu có độ bất đối xứng cao, phân tử nước có độ phân cực mạnh, do

đó nước là một chất rất lý tưởng, rất dễ đun nóng bằng vi sóng. Ngoài ra, các

Trang 3

nhóm định chức phân cực như: -OH, -COOH, -NH2 ... trong các hợp chất hữu cơ

cũng là những nhóm chịu sự tác động mạnh của trường điện từ.

1.1.3. ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA VI SÓNG.

Ưu điểm của vi sóng:

Không có quán tính nhiệt.

Hiệu suất chiết cao hơn so với một số phương pháp chiết thông thường.

Sản phẩm trích ly chất lượng tốt.

Thiết bị dễ sử dụng, an toàn và bảo vệ môi trường (Năng lượng sạch,dễ chế

tạo và dễ kiểm soát.

Thời gian chiết nhanh.

Có tác dụng đặc biệt với các phân tử phân cực.

Nhược điểm:

Không áp dụng cho các phân tử không phân cực.

Khó áp dụng cho quy mô công nghiệp vì đầu tư cho thiết bị tạo vi sóng là

không nhỏ để có đủ công suất.

Nhiệt độ sôi của các dung môi đạt được rất nhanh, có thể gây nổ

1.1.4. ỨNG DỤNG CỦA VI SÓNG.

Với những tính năng vượt trội mà nó có được, vi sóng được ứng dụng rộng rãi

và tin cậy. Đặc biệt, trong các phản ứng cần cấp nhiệt, các phản ứng giữa các pha

dị thể. Vi sóng còn có tác dụng tăng cường khuấy trộn, tăng tiếp xúc pha làm cho

hiệu suất phản ứng được lớn hơn.

Vi sóng đã được ứng dụng trong các lĩnh vực:

Hỗ trợ chiết xuất.

Tổng hợp hữu cơ (kích hoạt phản ứng):

Giảm thời gian phản ứng.

Giảm phản ứng phụ.

Trang 4

Tăng hiệu suất.

Tăng độ chọn lọc.

Phân tích (hóa vô cơ, đo độ ẩm, thủy giải,...)

Hỗ trợ công việc phòng thí nghiệm:

Sấy khô các vật dụng thủy tinh.

Tăng hoạt sắc kí bản mỏng.

Hoạt hóa tái tạo chất hấp thu sắc ký, chất hút ẩm, rây phân tử,

chất mang rắn.

Trong thông tin liên lạc: Bluetooth và các chuẩn IEEE 802.11g, 802.11b

và 802.11a.

Trong công nghiệp:

Sấy khô thực phẩm.

Sát trùng thực phẩm.

Sấy gỗ.

1.1.5. LÒ VI SÓNG.

Một lò vi sóng 915 hoặc 2450MHz có 3 bộ phận chính: Magnetron, ống dẫn

sóng, lòng lò.

Magnetron: nguồn phát sóng điện từ, bộ phận chuyển hóa năng lượng

điện thành năng lượng vi sóng. Đó là 1 ống được rút chân không, tạo

thành bởi 2 hình trụ đồng tâm (anod và catod).

Ống dẫn sóng: là bộ phận dẫn vi sóng từ magnetron đi vào lòng lò.

Lòng lò: là nơi chứa mẫu vật chịu sự chiếu xạ vi sóng. Vách lò làm

bằng kim loại nên có khả năng phản chiếu vi sóng, tránh sự rò rỉ vi sóng

Trang 5

và tăng hiệu quả của lò. Do đó, vi sóng phản chiếu lại trên vách lò và di

chuyển xuyên qua mẫu vật nhiều lần.

Các kiểu lò vi sóng: Dựa vào nguyên tắc chiếu xạ vi sóng vào mẫu vật, người

ta chia lò vi sóng làm 2 loại: lò đơn cách (monomode, single-mode), lò đa cách

(multimode).

Lò đa cách (các lò vi sóng gia dụng hầu hết thuộc loại này):

Sự phân phối điện trường trong lòng lò là kết quả sự phản chiếu nhiều lần của

vi sóng lên trên vách lò, chồng chéo nhau.

Do đó điện trường trong lòng lò không đồng nhất, vật chất không được đun

nóng đều, xuất hiện những điểm quá nóng (hot spot).

Trong các lò vi sóng thế hệ mới, để khắc phục nhược điểm này, người ta trang

bị thêm ngay một đĩa xoay đều trong suốt thời gian chiếu xạ vi sóng, ngay trong

lòng lò, để vật chất được đun nóng đều. Khi đưa lò vi sóng gia dụng vào phục vụ

tổng hợp hữu cơ, phải tìm ra những điểm quá nóng này để đặt bình phản ứng.

Lò đơn cách:

Kích thước của ống dẫn sóng và sự chiếu xạ được tính toán để chỉ còn có một

cách lan truyền và cộng hưởng của sóng.

Điện trường được phân phối đều trong ống dẫn sóng và cả ngay trong mẫu vật,

cho hiệu suất cao hơn khi sử dụng lò đa cách.

Hình minh họa các loại lò microwave

Trang 6

1.2. TỔNG QUAN VỀ CÂY CHÈ VÀ NHÓM POLYPHENOL.

1.2.1. PHÂN LOẠI THỰC VẬT – ĐẶC ĐIỂM SINH THÁI VÀ PHÂN

BỐ[2].

Tên khoa học Camellia sinensis O.Ktze ( Thea chinensis Seem.). Còn có tên

gọi khác là cây Trà.

Thuộc họ Chè: Theaceae.

Bộ phận thường dùng là búp và lá chè non (Folium Theae), sao khô làm

thuốc, thường gọi là chè hương hay chè Tàu. Còn gọi là chè diệp.

Mô tả cây:

Chè là một cây khỏe, mọc hoang và

không cắt xén có thể cao tới 10m hay hơn

nữa, đường kính thân có thể tới mức một

người ôm không xuể. Đôi khi mọc thành rừng

gỗ trên núi đá cao. Nhưng trong khi trồng tỉa

thường người ta cắt xén để tiện việc hái nên

chỉ cao nhất là 2m. Nhiều cành đâm ngay từ

gốc. Lá mọc so le, không rụng. Hoa to trắng,

mọc ở kẽ lá mùi rất thơm, nhiều nhị. Quả là

một nang thường có ba ngăn, nhưng chỉ còn

Trang 7

một hạt do các hạt khác bị teo đi. Quả khai bằng lối cắt ngang, hạt không phôi

nhũ, lá mầm lớn, có chứa dầu.

Đặc điểm phân bố:

Chè là một cây có nguồn gốc từ Trung Quốc. Nhân dân Trung Quốc đã biết

dùng chè từ 2500 năm TCN, sau tới Nhật Bản và nhiều nước Châu Á khác. Hiện

nay cây Chè được trồng ở nhiều nước.

Ở nước ta, chè được trồng nhiều nhất tại các tỉnh Phú Thọ, rồi tới Tuyên

Quang, Hà Giang, Thái Nguyên, các tỉnh miền Nam cũng trồng rất nhiều ( Quãng

Nam, Đà Nẵng, Dak Lak, Lâm Đồng).

1.2.2. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CHÍNH CỦA CÂY CHÈ[3][4].

Thành phần hóa học của chè phụ thuộc vào giống, tuổi chè, điều kiện đất đai,

địa hình, kỹ thuật canh tác và mùa thu hoạch.

Trong búp chè gồm có:

Nước 75 – 82%.

Tanin: là hỗn hợp catechin (30 – 35%). Theo kết quả nghiên cứu ở chè ta: có

36% ở tôm, 37,77% ở lá thứ nhất, 34,74% ở lá thứ hai, 30,77 % ở lá thứ ba, cuống

chứa 25,56% tanin. Tanin được xem là thành phần quan trọng thứ hai trong cây

chè. Người ta đã phân lập từ chè xanh Nhật Bản l – epicatechin, l – galocatechin,

ester galonyll của epicatechi. Epicatechin và galocatechin cũng có trong các loại

chè xanh của Ấn Độ, Srilanca và Java. Gần đây, người ta đã xác định các thành

phần polyphenol trong chè bằng phương pháp sắc ký. Nhiều loại catechin đã

được phân lập từ phân đoạn chiết bằng acetate etyl, gồm l – galocatechin, d, l –

galocatechin, l – epicatechin, d,l – catechin, l – galocatechin gallat. Các

polyphenol là những thành phần chủ yếu biến đổi trong quá trình chế biến chè

đen.

Trang 8

Epigallocatechin – 3 – gallate (EGCG) Epigallocatechin (EGC)

Epicatechin – 3 – gallate (ECG) Epicatechin (EC)

Alkaloid: cafein là alkaloid chính (2,5 – 4, 5%). Trong lá thứ nhất có 3,39%,

lá thứ hai có 4,20%, lá thứ ba có 3,40%, lá thứ tư có 2,10%, cuống chè có 0,36%.

Ngoài ra còn có một lượng rất nhỏ theophyllin (0,02 – 0,04%), theobromin 0,05%,

adenin và xanthin. Thành phần cafein không bị biến đổi trong quá trình chế biến.

Cafein

Trang 9

Protein và acid amin: protein thường kết hợp với tanin. Trong chè người ta

đã tìm thấy 17 acid amin. Các acid amin này kết hợp với đường và tanin tạo ra

aldehyde có mùi thơm của chè đen và làm cho chè xanh có dư vị tốt.

Glucid và pectin.

Flavonoid: camferol, quexitrin, mirxetin…

Tinh dầu.

Vitamin A, B1, B2, PP và nhiều nhất là vitamin C.

Ngoài ra còn có men: amilase, glucosidase, protease, peroxidase và poly-

phenoloxidase và các muối vô cơ.

1.2.3. CẤU TRÚC – TÍNH CHẤT LÝ HÓA CỦA NHÓM

POLYPHENOL ĐỊNH HƯỚNG CHIẾT XUÂT TRONG CÂY

CHÈ[5].

Hợp chất polyphenol trong cây chè thuộc nhóm tannin không thủy phân được

hay còn gọi là nhóm tannin ngưng tụ, tannin pyrocatechin.

Các hợp chất này có tính chất chung của tannin.

Trang 10

1.2.3.1. LÝ TÍNH:

Hợp chất rất phân cực, dễ tan trong dung môi là kiềm loãng, cồn loãng. Tan

trong cồn, aceton, etyl acetate. Khó tan trong nước, khó kết tinh. Không tan trong

dung môi kém phân cực như n – hexan, ether dầu hỏa, benzen, dietyl ether.

Với các dung dịch nước của protein như albumin, gelatin: tạo phức tủa bền

(có tính thuộc da).

Phổ IR và UV: catechin có E ~ 130 – 140 ( vùng 280nm), epicatechin có E ~

65 – 70 ( vùng 272nm).

Gây săn se niêm mạc, kích ứng dạ dày.

1.2.3.2. HÓA TÍNH:

Phản ứng tạo tủa với dung dịch protein (gelatin muối, bột da) tạo phức tủa

màu trắng.

Phản ứng với các muối kim loại (Pb2+, Fe3+, Al3+…). Với muối sắt (III) sẽ

cho màu xanh lá đậm hay xanh rêu, muối chì cho màu trắng ngà.

Phản ứng thế trên nhân thơm: cho tủa bông trắng với dung dịch nước brom.

Không bị thủy phân bởi tannase, acid hoặc kiềm nóng mà ngưng tụ tạo thành

phlobaphen (đỏ tannin).

Phản ứng với thuốc thử Stiasny (Formol + HCl đậm đặc tỷ lệ 2:1 ) tạo chất

trùng hợp màu đỏ gạch không tan trong nước.

Trang 11

2. PHẦN THỰC NGHIỆM - CHIẾT XUẤT POLYPHENOL

BẰNG PHƯƠNG PHÁP VI SÓNG[6].

2.1. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP.

2.1.1. NGUYÊN LIỆU.

Chè xanh (búp và 2,3 lá non) ở vùng Bảo Lộc, Lâm Đồng, được cung cấp

bởi công ty chè Minh Rong. Chè được bất hoạt enzyme bằng cách hấp khoảng 90

giây trước khi sử dụng.

Thuốc thử Folin – Ciocalteu (Merk), các hóa chất còn lại sử dụng trong các

thí nghiệm đều đạt độ tinh khiết của chất dùng phân tích.

2.1.2. PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT CÓ HỖ TRỢ VI SÓNG.

Sử dụng lò vi sóng gia dụng (Whirpool Oven, công suất 450, 600, 800W) đã

được thiết kế lại cho phù hợp[7].

Trang 12

A household microwave oven (National, Japan, full power 700 W) was modified in our laboratory with the addition of a magnetic stirrer [14], water condenser, temperature measurement and time controlling

100g chè (đã được bất hoạt enzyme) đươc cắt và xay nhỏ, sau đó trộn với

dung môi với tỉ lệ thích hợp. Sau đó chiếu vi sóng (một phút chiếu xạ, hai phút

ngưng) để giữ cho nhiệt độ không tăng lên hơn 800C. Sau đó để nguội ở nhiệt độ

phòng, lọc, và bảo quản ở tủ lạnh (40C) để sử dụng định lượng Polyphenol toàn

phần.

Các phương pháp chiết xuất khác như: Đun hồi lưu, chiết siêu âm, chiết ở

nhiệt độ phòng đều thực hiện như vậy nhưng thay đổi thời gian chiết cụ thể như

sau: Đun hồi lưu (60 phút), chiết siêu âm (60 phút), chiết ở nhiệt độ phòng (24

giờ).

2.1.3. ĐỊNH LƯỢNG POLYPHENOL TOÀN PHẦN.

Phương pháp Folin-ciocalteu, là một trong số những phương pháp được sử

dụng để định lượng Polyphenol toàn phần. Polyphenol phản ứng với thuốc thử

Folin (dung dịch màu vàng của polyphosphatetungstenate và molydate) trong môi

trường kiềm yếu tạo thành màu xanh đậm. Quy trình được thực hiện như sau:

0.5ml của mẫu (sử dụng nước cất làm mẫu trắng) được cho vào bình định

mức 10ml, hòa tan với 4,5ml nước cất. Sau đó, thêm 0.2ml thuốc thử Folin, 0.5ml

dung dịch Na2CO3 bão hòa. Lắc đều, thêm nước vào đến vạch và để yên trong

vòng 1 giờ. Sau đó, dung dịch được đo ở bước sóng 725nm bằng máy đo quang

phổ Jenway 6505 UV-Vis.

Lượng polyphenol toàn phần được tính dựa vào độ hấp phụ của mẫu hợp

chất và đường hồi quy tuyến tính sử dụng acid gallic làm chất chuẩn. Kết quả

định lượng của polyphenol toàn phần được quy về acid Gallic.

2.1.4. ĐỊNH LƯỢNG CATECHINS.

Catechin được định lượng bằng phương pháp HPLC được sử dụng trong các

tài liệu công bố trước đây được thiết kế lại cho phù hợp. Quá trình phân tích được

thực hiện với máy HPLC 1100 Agilant, Cột pha đảo Synergi Hidro-RP 80R,

Phenomenex, US và UV-detector 230nm. Pha động A là acetonitril (ACN) và pha

Trang 13

động B và dung dịch acid phosphoric 0.1%, tốc độ dòng được giữ hằng định trong

suốt quá trình phân tích là 1ml/phút.

Quá trình sắc ký rửa giải được tóm tắt trong bảng sau :

Thời gian (phút) 0 10 10.1

ACN 5 95 5

H3PO4 0.1% 95 5 95

Sắc ký đồ hiển thị ở bước sóng 230nm và sự phát hiện dựa trên thời gian lưu

so sánh với thời gian lưu trong thư viện phổ chuẩn. Định lượng được thực hiện

dựa vào đường cong chuẩn có sẵn cho mỗi hợp chất được phát hiện, sử dụng các

chất chuẩn. (Quantification was performed by establishing calibration curves for

each compound determied, using standars).

2.2. KẾT QUẢ.

2.2.1. ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ ETHANOL TRONG QUY

TRÌNH CHIẾT XUẤT POLYPHENOL.

Ethanol được sử dụng trong thí nghiệm này vì tính chất không độc và là dung

môi không đắt tiền. Kết quả trình bày trong Biểu đồ 1 cho thấy khả năng chiết

polyphenol từ chè xanh chịu ảnh hưởng của nồng độ ethanol trong nước. Khi

nồng độ ethanol tăng từ 0 đến 60% hàm lượng các polyphenol chiết ra được tăng

đáng kể. Sự tăng nồng độ ethanol sau đó ảnh hưởng không đáng kể đến sự tăng

lên của hàm lượng polyphenol. Kết quả này mâu thuẫn với nghiên cứu của [8] ,

hiệu suất chiết giảm xuống khi nồng độ ethanol tăng lên.

Bên cạnh sự tăng lên về nồng độ của các polyphenol, màu sắc của dịch chiết

cũng thay đổi từ vàng chanh sang xanh đậm khi có sự tăng lên về phần trăm thể

tích của ethanol cao hơn 60%, điều này cho thấy nhiều hợp chất không mong

muốn và các chlorophyl cũng được chiết xuất. Vì thế, đây chính là lý do để chọn

ethanol 60% làm dung môi chiết xuất trong tiến trình thí nghiệm.

Trang 14

Biểu đồ 1: Ảnh hưởng của nồng độ ethanol trong quá trình chiết xuất các

polyphenol. Tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi: 1:6 (g/ml), thể tích dung môi 150ml, thời

gian chiếu xạ 6 phút, nguồn công suất 800W.

2.2.2. ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ NGUYÊN LIỆU/DUNG MÔI.

Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi không ảnh

hưởng đáng kể đến hiệu xuất chiết. Kết quả được trình bày trong Biểu đồ 2 chỉ ra

rằng hiệu suất chiết tăng khi tăng tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi từ 1:4 đến 1:6, sau

đó, hiệu suất chiết giảm nhẹ, từ 19.36 đến 18.10 khi tỷ lệ tăng lên từ 1: 6 đến 1:8,

sau đó lại tăng lên từ 18.10 lên 21.05 khi tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi tăng đến

1:10. Sử dụng một tỷ lệ nguyên liệu /dung môi cao có thể đạt đến hiệu suất cao

như mong muốn (ví dụ như tỷ lệ 1 : 10). Tuy nhiên, dịch chiết polyphenol thu

được có một lượng lớn dung môi là không cần thiết. Do đó, tỷ lệ nguyên

liệu/dung môi được lựa chọn là 1 :6. Trong một công trình nghiên cứu trước đó

[8], tỷ lệ nguyên liệu /dung môi được lựa chọn sử dụng là 1 :20 cao hơn nhiều so

với giá trị thực nghiệm trong thiết kế thí nghiệm này. Điều này có thể giải thích

được là do trong thiết kế thí nghiệm[8] nguyên liệu sử dụng là chè đã được sấy khô

(độ ẩm 5-75), còn trong thiết kế thí nghiệm này sử dụng nguyên liệu tươi (độ ẩm

75-80%).

Trang 15

Biểu đồ 2: Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi trong quá trình chiết

xuất polyphenol. Dung môi ethanol 60%, thể tích sử dụng 150 ml, thời gian chiếu

xạ: 6 phút, công suất nguồn 800W.

2.2.3 ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN CHIẾU XẠ ĐẾN QUÁ TRÌNH

CHIẾT XUẤT POLYPHENOL.

Nồng độ polyphenol trong dịch chiết tăng lên nhanh chóng trong khoảng 6

phút đầu tiên của quá trình chiết xuất (được thể hiện trong Biểu đồ 3). Sau thời

gian này, việc chiếu xạ tiếp tục chỉ làm tăng nhẹ lượng polyphenol chiết được. Vì

vậy, việc tiếp tục chiếu xạ trong quy trình chiết xuất sau khoảng thời gian 6 phút

là không cần thiết. Cũng trong một nghiên cứu trước đây [8], thời gian chiếu xạ

tối ưu được lựa chọn để chiết xuất polyphenol với mức cao nhất lượng hoạt chất

thu được chỉ diễn ra trong 4 phút. Kết quả thực nghiệm cũng chỉ ra rằng sử dụng

lò có công suất càng cao thì càng dễ đạt được hiệu suất chiết tối ưu trong khoảng

thời gian ngắn. Chiếu xạ trong khoảng thời gian 4 phút với máy có công suất

800W cho hiệu suất tương đương với chiếu xạ 6 phút máy có công suất 450W.

Trang 16

Biểu đồ 3: Ảnh hưởng của thời gian chiếu xạ lên quá trình chiết xuất

polyphenol. Dung môi ethanol 60%, thể tích dung môi 150ml, tỷ lệ nguyên

liệu/dung môi 1:6 g/mg.

2.2.4. HIỆU SUẤT CHIẾT VỚI THỜI GIAN LIÊN TỤC.

Biểu đồ 4: Hiệu suất chiết trong thời gian liên tục. Dung môi: ethanol

60%, thể tích dung môi 150ml, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 1:6 g/ml, thời gian

chiếu xạ 6 phút, công suất máy 800W.

Quy trình chiết xuất được lặp lại vài lần đến khi dịch chiết không đổi màu

khi thêm vài giọt dung dịch thuốc thử FeCl3 3%/HCl 0.1N (màu xanh rêu sẽ xuất

Trang 17

hiện nếu có sự hiện diện của polyphenol trong dịch chiết) để chiết kiệt toàn bộ

polyphenol trong nguyên liệu. Biểu đồ 4 cho thấy hiệu xuất chiết trong lần chiết

đầu tiên khoảng 82,4% cao hơn nhiều so với những lần chiết tiếp theo sau đó

(8.91%, 6.55%, 2.06% trong lần thứ 2, lần 3, lần 4). Kết quả này chứng minh

được rằng phương pháp chiết xuất có sự hỗ trợ vi ba cho hiệu suất chiết cao trong

khoảng thời gian ngắn.

2.2.5. HÀM LƯỢNG CATECHIN TRONG DỊCH CHIẾT

POLYPHENOL TỪ CHÈ.

Dịch chiết polyphenol bằng phương pháp chiết có hỗ trợ vi ba được sử

dụng để khảo sát thành phần hoạt chất và định lượng bằng phương pháp HPLC

với các điều kiện sắc ký được khai báo ở trên.

Trong quá trình sắc ký, những peak tương ứng với Catechin (C),

Epicatechin (EC), Epicatechin gallate (ECG), Epigallocatechin gallate (EGCG) và

cafein được phân tách và định tính và định lượng. Trong sắc ký đồ HPLC, bên

cạnh 5 peak đã được nói ở trên, một vài peak phụ cũng được phát hiện, điều đó

cho thấy quá trình chiết xuất cũng đã chiết ra một vài thành phần catechin khác từ

trong cây chè.

Sắc ký đồ HPLC của dịch chiết xuất từ cây chè ghi nhận ở bước sóng 230nm.

Trang 18

Hoạt chất C EC ECG EGCG Cafein

Thời gian lưu tR 6.331 7.070 8.651 7.264 6.634

Hàm lượng chiết được (% tính

theo nguyên liệu khô)0.39 0.93 1.92 12.85 3.3

2.2.6. SO SÁNH KẾT QUẢ CHIẾT XUẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP

CHIẾT CÓ HỖ TRỢ VI SÓNG VỚI CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT

XUẤT KHÁC.

Những quy trình chiết xuất khác như : phương pháp chiết bằng cách đun

hồi lưu, chiết xuất có hỗ trợ siêu âm, và ngấm kiệt ở nhiệt độ phòng được tiến

hành để so sánh kết quả với phương pháp chiết xuất có hỗ trợ vi sóng. Kết quả

được trình bày trong Bảng 1 cho thấy rằng hiệu suất chiết 82.46% (tính theo khối

lượng nguyên liệu khô) với thời gian chiếu xạ là 6 phút và chiết xuất 18 lần sẽ cho

hiệu suất cao hơn các phương pháp chiết xuất khác : phương pháp chiết xuất có hỗ

trợ siêu âm (tiến hành trong vòng 60 phút ) chiết xuất đun hồi lưu tron 60 phút và

chiết xuất ngấm kiệt ở nhiệt độ phòng trong vòng 24 giờ với hiệu suất chiết lần

lượt là 63.3%, 65.64% và 49.39%.

Phương pháp Thời gian

Lượng Catechin(% so với khối lượng dược liệu

khô)

Hiệu suất (%)

Chiết có hỗ trợ vi

sóng

6 phút 16.90 82.46

Đun hồi lưu 60 phút 13.45 65.64

Chiết có hỗ trợ

siêu âm

60 phút 12.97 63.30

Ngấm kiệt ở

nhiệt độ phòng

24 giờ 10.12 49.39

Trang 19

Bảng 1 : So sánh kết quả chiết xuất giữa chiết có hỗ trợ vi sóng và các

phương pháp chiết xuất khác.

Dung môi ethanol 60%, thể tích dung môi 150ml, tỷ lệ nguyên liệu/dung

môi 1 :6 g/ml. Chiết có hỗ trợ vi sóng : thời gian chiếu xạ 6 phút, công suất máy

800W ; Đun hồi lưu tiến hành ở nhiệt độ sôi của dung môi sử dụng máy khuấy từ ;

chiết xuất ngấm kiệt ở nhiệt độ phòng : 30ºC ; chiết có hỗ trợ siêu âm ở 30ºC.

Trang 20

3. KẾT LUẬN VÀ NHẬN ĐỊNH.

3.1. KẾT LUẬN.

Phương pháp chiết xuất có hỗ trợ vi sóng đươc sử dụng để chiết

Polyphenol từ chè. Các thông số liên quan như nồng độ ethanol (%), tỉ lệ nguyên

liệu/dung môi (g/ml), thời gian chiết, công suất lò đã được khảo sát để xác định

đều kiện thích hợp cho quá trình chiết. Kết quả cho thấy :

Nồng độ cồn: 60% (thay đổi tùy theo chất cần chiết).

Tỉ lệ nguyên liệu/dung môi: 1 : 6 (thay đổi tùy theo chất cần chiết).

Thời gian chiếu xạ: 6 phút (hàm lượng chất cần chiết tăng đáng kể trong

một khoãng thời gian đầu, sau đó không tăng nhiều khi ta tăng thời gian

chiếu xạ).

Công suất máy : 800W (công suất càng lớn hiệu suất chiết càng cao).

Phương pháp chiết có hỗ trợ vi sóng cho hiệu suất chiết cao (82,46% sau 6

phút chiếu xạ), cao hơn phương pháp đun hồi lưu (65,64% sau 60 phút), phương

pháp chiết có hỗ trợ siêu âm (63,30% sau 60 phút) hay phương pháp chiết ngấm

kiệt ở nhiệt độ phòng (49,39% sau 24 giờ).

Lượng catechin có trong lượng polyphenol toàn phần được chiết xuất bằng

phương pháp chiết xuất có hỗ trợ vi sóng là C : CE : ECG : EGCG – 0,39 : 0,93 :

1,92 : 12,85 tính theo phần trăm khối lượng nguyên liệu khô

3.2. NHẬN ĐỊNH.

Phương pháp chiết xuất có hỗ trợ vi sóng được khảo sát để chiết suất

polyphenol toàn phần từ cây chè cho thấy có nhiều triển vọng để ứng dụng rộng

rãi trong quy mô công nghiệp bởi hiệu suất chiết cao, thời gian nhanh, tiết kiệm

dung môi và năng lượng.

Trang 21

TÀI LIỆU THAM KHẢO.

(1). Các phương pháp mới trong tổng hợp hữu cơ,

http://congnghehoahoc.org/forum/showthread.php?t=1712

(2). Đỗ Tất Lợi, Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam, Y học, 2004, tr

187-188.

(3). Đ. H. Bích, Đ. Q. Chung, B. X. Chương, N. T. Dong, Đ. T. Đàm, P.

V. Hiển, V. N. Lộ, P. D. Mai, P. K. Mãn, Đ. T. Nhu, N. Tập, T.

Toàn, Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam, tập 1, Khoa học

và kỹ thuật, Hà Nội, 2004, tr 419 – 422.

(4). Bộ môn Dược Liệu – ĐH Dược Hà Nội, ĐHYD TP. HCM, Bài giảng

dược liệu 2, ĐH Dược Hà Nội, Hà Nội, 1998, tr 132 – 134.

(5). Bộ môn Dược Liệu – ĐH Dược Hà Nội, ĐHYD TP. HCM, Bài giảng

dược liệu 1, ĐH Dược Hà Nội, Hà Nội, 1998, tr 362 – 374.

(6) P. T. Quang, T. V. Hang, N. H. Ha, N. X. De, T. N. Tuyen,

Microwave-asisted extraction of polyphenols from fresh tea shoot,

Science & Technology Development, Vol 9, No.8, 2006, 69 – 75.

(7) Xuejun Pan, Huizhou Liu, Guanghe Jia, Youn Yuen Shu,

Microwave-asisted extraction of glycyrrhizic acid from licorice root,

Biochemical Engineering Journal 5, 2000, 173-177.

(8). Xuejun Pan, Guoguang Niu, Huizhou Liu, Microwave-asisted

extraction of tea polyphenols, and tea cafeine from green tea leaves,

Chemical engineering and processing 42, 2003, 129 – 133.

Trang 22