Phương Pháp Chiết Xuất Saponin

--- Bài mới hơn ---

  • Chiết Xuất Lô Hội Thiên Nhiên
  • Cài Đặt Thuật Toán Tính Crc Mạng Máy Tính Và Truyền Số Liệu
  • Phương Pháp Giải Toán Đa Thức Trên Máy Tính Cầm Tay Casio
  • Bộ Sách Làm Giàu Từ Chứng Khoán + Thực Hành Phương Pháp Canslim
  • Phương Pháp Đầu Tư Chứng Khoán Canslim
  • Song hành cùng sự phát triển không ngừng của nền công nghiệp sắc đẹp thì cũng có rất nhiều phương pháp ra đời để làm đẹp. Vậy nên cũng ta cũng cần nhắc đến một trong những phương pháp hữu hiệu bậc nhất mang tên saponin. Saponin được ứng dụng rộng rãi như là một phương pháp chiết xuất hữu hiệu nhất.

    Các phương pháp chiết xuất saponin

    Chiết xuất saponin bằng dung môi

    – Đối với nhóm saponin kiềm thuộc nhóm spirosolan và solanidan:

    Nồi cách thủy đun nóng kèm với đó là bột dược liệu thêm methanol. Dịch lọc đem bốc hơi đến khô trên nồi cách thủy. Hòa tan cặn trong nồi đun nóng 80 độ cùng với acid acetic 5%, sau đó kiềm hóa bằng amoniac.

    Tủy của nó được ly tâm sau đó hòa tan vào ethanol 96% để chấm sắc ký.

    – Đối với saponin trung tính và acid:

    Loại chất béo trong bột dược liệu bằng cách chiết với ether dầu hỏa. Sau đó chiết saponin bằng dung môi methanol – nước tỉ lệ 4:1. Dưới áp suất giảm ta có thể loại methanol. Sau đó hòa cặn trong nước để có dung dịch 10% rồi lắc với n – butanol.

    Sau đó bốc hơi butanol dưới áp suất giảm rồi tiếp tục hòa cặn với methanol để có dung dịch chấm sắc ký.

    Phương pháp chiết xuất Saponin bằng sắc ký cột Diaion HP-20

    Bằng cách dung dịch mẫu trong nước được nạp lên cột có chứa Diaion HP – 20. Tiếp tục quá trình bằng (H 2­­­ O – MeOH) với nồng độ MeOH tăng dần lên.

    Phương pháp chiết xuất Saponin bằng sóng siêu âm

    Phương pháp này là tác động của sóng siêu âm tần số mạnh giúp tăng sự thẩm thấu trong dung môi và đồng thời tăng sự hòa tan dược chất.

    Chúng ta thường sử dụng sâm Ngọc Linh để bồi bổ sức khỏe, và cũng chính nhờ phương pháp chiết xuất saponin bằng sóng siêu âm tạo ra, đóng vai trò quan trọng trong quy trình chiết xuất.

    Những nguyên liệu được chiết xuất từ phương pháp saponin

    Chiết xuất saponin từ cây đinh lăng

    Cùng tìm hiểu quá trìnhchiết xuất cây đinh lăngđược thực hiện theo phương pháp saponin qua quá trình sau đây:

    – Chuẩn bị: Chuẩn bị nguyên liệu là lá cây đinh lăng được thu hái, phơi khô, xay hoặc nghiền. Nguyên liệu được chuẩn bị cho quá trình trích ly phải được bảo quản cẩn thận.

    – Tiến hành trích ly saponin triterpenoid tổng với sự hỗ trợ của sóng siêu âm: Với sóng siêu âm cố định là 225 W/g trong thời gian 15 phút, nguyên liệu được pha trộn với nước với tỉ lệ chuẩn và được xử lý.

    Kết thúc quá trình trích ly, thu được hỗn hợp được ly tâm ở nhiệt độ phòng và tốc độ là 5800 vòng/phút trong vòng 15 phút. Sau đó thu lấy phần dịch trong để chuẩn bị cho quá trình phân tích quang phổ.

    Quy trình chiết xuất saponin đinh lăng trên phụ thuộc chủ yếu vào 3 yếu tố là: tỉ lệ nguyên liệu/nước, công suất siêu âm và thời gian siêu âm.

    Phương pháp chiết xuất saponin từ sâm ngọc linh

    Quy trìnhchiết xuất sâm Ngọc Linhtrong chiết xuất Saponin như sau :

    – Chuẩn bị: Thu hái dược liệu sâm Ngọc Linh trên núi Ngọc Linh sau đó thái nhỏ và đưa đi phơi khô. Dung môi được sử dụng trong quá trình này là ethanol 85%.

    – Lựa chọn phương pháp chiết xuất: Đó là sóng siêu âm với tần số 20Hz.

    – Các bước tiến hành chiết xuất: Dược liệu sau khi được thái nhỏ, phơi khô, được ngâm chiết với dung môi được chuẩn bị trong vòng 5 lần, mỗi lần 400ml. Và tiến hành chiết xuất với sóng siêu âm là 40­ độ C trong vòng 5 giờ.

    Dịch chiết được khai thác hết bằng cách tiếp tục thêm tiếp dung môi vào ngập dược liệu trong 5 lần tiếp theo. Tiếp tục chiết xuất bằng dịch nước sau quá trình sử dụng dịch cồn.

    Gộp các dịch chiết ethanol và dịch chiết nước thu được lọc qua giấy lọc, gom lại và cất từng loại dung môi dưới áp suất giảm.

    Như vậy là quá trình chiết xuất bằng sóng siêu âm là phương pháp khá hiện đại hiện nay với quy trình khá đơn giản.

    Chiết xuất saponin từ nhân sâm

    Quy trình chiết xuất saponin từ nhân sâm tương tự như cách thức chiết xuất ra sâm Ngọc Linh. Trong nhân sâm chứa các thành phần hóa học quan trọng như: Saponin, polyacetylene, tinh dầu…Có công dụng bổ sung, tăng cường sức khỏe tốt nên được sử dụng nhiều vào quá trình chiết xuất, gia công tạo sản phẩm được sử dụng thông dụng hàng ngày.

    Một số chiết xuất được tạo nên như: Chiết xuất sâm Ngọc Linh, sâm K5, sâm Cao Ly…

    Chiết xuất saponin từ đậu nành

    Có thể nói, chiết xuất saponin từ đậu nành đóng vai trò quan trọng hiện nay.

    Bởi những chiết xuất từ nó giúp ức chế sự phát triển của những tế bào ung thư biểu mô đại tràng. Đồng thời có tác dụng giảm cholesterol, giảm lipid máu.

    DANH SÁCH MẠNG XÃ HỘI

    https://chietxuat3c.tumblr.com/post/621856252067282944/c%C3%A1c-ph%C6%B0%C6%A1ng-ph%C3%A1p-chi%E1%BA%BFt-xu%E1%BA%A5t-saponin-b%E1%BA%A1n-c%E1%BA%A7n-bi%E1%BA%BFt

    https://www.linkedin.com/posts/chietxuat-3c-386ab119b_c%C3%A1c-ph%C6%B0%C6%A1ng-ph%C3%A1p-chi%E1%BA%BFt-xu%E1%BA%A5t-saponin-b%E1%BA%A1n-c%E1%BA%A7n-activity-6681731387516628993-V3IF

    https://www.plurk.com/p/nvyx7i

    https://www.pinterest.com/pin/608478599646357881

    Các phương pháp chiết xuất saponin#phuongphapchietxuat#chietxuatsaponin#chietxuatmypham#Chietxuatduocpham https://t.co/YP34VYErQh

    — chietxuat3c (@chietxuat1) June 25, 2022

    https://mix.com/chietxuat3c/ph%C6%B0%C6%A1ng-ph%C3%A1p-chi%E1%BA%BFt-xu%E1%BA%A5t-saponin

    https://adfty.biz/news/cac-phuong-phap-chiEt-xu%E1%BA%A4t-saponin-b%E1%BA%A0n-c%E1%BA%A6n-biEt/

    https://oneway.com/chietxuat/2wegsf_br60h07c6

    https://www.stage32.com/post/2509760314212361222″

    --- Bài cũ hơn ---

  • Tổng Hợp Các Phương Pháp Chiết Xuất Saponin (Extraction Of Saponins From Plants)
  • Cách Giâm Cành Để Nhân Giống Cây Hoa Hồng Tại Nhà
  • So Sánh Phương Pháp Giâm Cành Chiết Cành Và Ghép Cành
  • Tiêu Chuẩn Quốc Gia Tcvn 8973:2011 (En 12821 : 2009) Về Thực Phẩm
  • Hướng Dẫn Kỹ Thuật Chiết Tách Cành Lan
  • Chiết Tách Dầu Từ Hạt Thanh Long Bằng Phương Pháp Enzyme

    --- Bài mới hơn ---

  • Trứng Gà Nhiễm Thuốc Trừ Sâu Được Bán Ở 15 Nước Châu Âu Và Hong Kong
  • Châu Âu Rúng Động Về Vụ Bê Bối “trứng Bẩn”
  • Nguyên Tắc Chung Để Chiết Xuất Hợp Chất Flavonoid: Chiết Kiệt Flavonoid
  • Phương Pháp Chiết Khấu Dòng Tiền Fcff
  • Hướng Dẫn Cách Chiết Cành Cây Sứ Đạt Tỉ Lệ Thành Công Cao
  • Bài báo khoa học

    Chiết tách dầu từ hạt thanh long bằng phương pháp enzyme

    Nghiên cứu này cho thấy có thể tận dụng nguồn phụ phẩm phế thải của công nghệ sản xuất nước ép từ trái Thanh long để chiết tách dầu hạt Thanh long, một sản phẩm dầu thực vật mới, chất lượng cao, giàu các hợp chất chống oxy hóa (flavonoic và tocopherol). Enzyme Viscozyme L. (hỗn hợp các enzyme Xylanase, Cellulase Hemicellulase) cho hiệu suất chiết tách dầu hạt Thanh long cao hơn so với các enzyme Protease và Cellulase. Các thông số kỹ thuật cũng được nghiên cứu tối ưu hóa bao gồm: pH dịch trích 5,1 với tỉ lệ nước bổ sung là 3/1, hàm lượng enzyme sử dụng 0,54%, thời gian và nhiệt độ thủy phân là 5 giờ và 37 o C. Hiệu suất chiết tách cao nhất đạt được là 88,67%. Công nghệ này có thể chuyển giao cho sản xuất nhằm tạo ra sản phẩm mới có giá trị dinh dưỡng cao, đồng thời góp phần giải quyết bã thải gây ô nhiễm môi trường, nâng cao giá trị kinh tế cho cây Thanh long.

    Từ khóa: Dầu hạt Thanh long, enzyme Viscozyme L.

    Thanh long (Hylocereus spp.) là loại trái cây đặc sản, có giá trị xuất khẩu cao vì sự hấp dẫn về hình dáng, màu sắc, hương vị và dinh dưỡng. Quả Thanh long chứa nhiều các chất khoáng, có thành phần dinh dưỡng phong phú, vị ngọt thanh, có tác dụng mát gan, bổ sung chất xơ và rất thích hợp cho những người ăn kiêng. Thanh long thường được dùng để làm món ăn tráng miệng và nước giải khác như các loại trái cây khác. Hiện nay rất nhiều cơ sở chế biến nước ép Thanh long tại 2 tỉnh Bình Thuận và Tiền Giang.

    Trong quả Thanh long phần thịt chiếm khoảng 66,2-67,4%, phần vỏ chiếm khoảng 24,5-25,2% và hạt chiếm khoảng 7,9-8,6% , đặc biệt dầu hạt Thanh long rất nhiều axit linoleic (49,6-50,1%) và axit oleic (21,6-23,8%) , ngăn chặn sự hình thành các gốc tự do gây ung thư.

    Mục tiêu của nghiên cứu là chiết tách dầu từ hạt Thanh long bằng phương pháp enzyme, tạo ra sản phẩm dầu ăn mới có chất lượng dinh dưỡng tốt trên thị trường, làm đa dạng hóa sản phẩm dầu ăn.

    2.VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

    Vật liệu được sử dụng trong nghiên cứu là bã nhầy (phụ phẩm của công nghệ chế biến nước ép thanh long) của trái Thanh long ruột trắng (Hylocereus undulatus) được trồng tại Bình Thuận của Công ty trách nhiệm hữu hạn Rồng Xanh. Mẫu sau

    khi thu nhận được chứa trong bao nilon và bảo quản trong thùng xốp. Enzyme: Các enzyme thương mại của hãng Novozymes (Đan Mạch).

    2.2.Phương pháp nghiên cứu

    Thí nghiệm tối ưu hóa được bố trí theo phương pháp bề mặt đáp ứng (Respone Surface Methodology) kiểu Box-Bhenken (thí nghiệm yếu tố), sử dụng phần mềm JMP 10.0 để xử lý số liệu.

    Phương pháp phân tích: Đánh giá chất lượng nguyên liệu hạt Thanh long và sản phẩm dầu hạt Thanh long bằng các phương pháp phân tích theo TCVN, AOCS, FAO, AOAC.

    Phương pháp xử lý thống kê: Phương pháp phân tích phương sai (ANOVA) được sử dụng để kiểm định sự khác nhau giữa các giá trị trung bình (mức ý nghĩa a = 0,05) và kiểm định LSD được sử dụng với sự hỗ trợ của phần mềm thống kê JMP 10.0

    Phương pháp thực nghiệm: Phương pháp nghiên cứu công nghệ sản xuất dầu Thanh long thủy phân bằng enzyme.

    + Nghiên cứu chiết tách và thu hồi hạt từ phụ phẩm: Bã sau khi ép lấy dịch từ trái Thanh long của Công ty trách nhiệm hữu hạn Rồng Xanh được chứa trong bao nilon, bảo quản trong thùng xốp và vận chuyển về phòng thí nghiệm ngay trong ngày. Tiến hành thử nghiệm xử lý bằng nhiệt và bổ sung enzyme Viscozyme L. Sau khi xử lý, tiến hành rửa nhiều lần bằng nước lạnh để thu hồi hạt. Hạt được phơi khô (đến độ ẩm 7-8%) và bảo quản trong túi nilon kín.

    + Nghiên cứu lựa chọn enzyme: Khảo sát 3 loại enzym khác nhau (enzyme Protease, enzyme Cellulase, enzyme Vicozyme L.), các enzyme khảo sát ở 2 yếu tố: pH và nhiệt độ (trong đó pH thực hiện ở 4 mức, nhiệt độ ở 3 mức khác nhau). Thí nghiệm được bố trí theo kiểu đầy đủ, 2 yếu tố, mỗi nghiệm thức 3 lần lặp lại.

    + Nghiên cứu các thông số kỹ thuật ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly dầu của hạt Thanh long: Khảo sát 3 thông số kỹ thuật ảnh hưởng đến quá trình chiết tách: tỉ lệ nước bổ sung (W/S), tỉ lệ enzyme bổ sung (E/S), thời gian trích ly theo phương pháp quy hoạch cổ điển (thí nghiệm ngẫu nhiên 1 yếu tố). Các thông số thí nghiệm được khảo sát độc lập. Trong đó mỗi một thông số sẽ được khảo sát lần lượt tại các mức khác nhau, các thông số khác sẽ được cố định tại một giá trị được lựa chọn.

    + Tối ưu hóa quá trình thủy phân dầu

    hạt Thanh long bằng phương pháp enzyme: Dựa vào kết quả của các thí nghiệm trước, lựa chọn 3 thông số công nghệ có ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất trích ly để tiến hành thí nghiệm tối ưu hóa. Thí nghiệm được bố trí theo phương pháp bề mặt đáp ứng (Respone Surface Methodology) kiểu Box-Bhenken, sử dụng phần mềm JMP 10.0 để xử lý số liệu

    3.1.Nghiên cứu tách và thu hồi hạt Thanh long

    Phần thịt trái Thanh long chứa nhiều những carbohydrate dạng keo (cellulose, hemicellulose và các polymer saccharide). Sau khi ép trái lấy dịch, lớp keo này bao quanh hạt thanh long và là thành phần gây cản trở cho các quá trình chế biến dầu về sau. Từ cơ sở trên đề tài đã chọn loại enzym Viscozyme L. là hỗn hợp enzym thủy phân hemicellulose, cellulose, xylanose theo khuyến cáo của nhà sản xuất để tách hạt ra khỏi bã nhầy. Khả năng tách hạt Thanh long khỏi bã nhầy sau khi gia nhiệt và bổ sung enzyme để qua đêm được đánh giá theo thang điểm sau:

    (+): Tách một phần hạt, hạt chưa sạch còn nhiều nhầy, khó rửa.

    (++): Tách một phần hạt, hạt còn ít nhầy, dễ rửa.

    (+++): Tách hoàn toàn, dễ rửa, hạt sạch.

    Kết quả đánh giá khả năng tách hạt Thanh long khỏi bã nhầy được trình bày tại Bảng 1 cho thấy, khi xử lý bằng enzym Viscozyme L. với hàm lượng 0,04% ở nhiệt độ 40 o C hạt dễ rửa, việc loại bỏ phần dịch nhầy nhanh, hạt sạch, không lẫn nhầy, hiệu quả tách hạt cao và có sự khác biệt có ý nghĩa hơn khi xử lý ở các điều kiện khác.

    Bảng 1. Khả năng tách hạt khỏi bã ở hàm lượng enzym và nhiệt độ khác nhau

    Biểu đồ 1. Ảnh hưởng của nhiệt độ, pH đến hiệu suất trích ly của enzyme Protease

    Biểu đồ 2. Ảnh hưởng của nhiệt độ, pH đến hiệu suất trích ly của enzyme Cellulase

    Biểu đồ 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ, pH đến hiệu suất trích ly của enzyme Viscozyme L

    3.2 Nghiên cứu công nghệ sản dầu hạt Thanh long bằng phương pháp enzyme

    Nghiên cứu lựa chọn enzyme:

    Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến hiệu suất trích ly dầu hạt thanh long của enzyme Protease được trình bày ở Biểu đồ 1.

    Kết quả cho thấy khi pH của dịch trích lớn hơn 6,5 thì hiệu suất trích ly có xu hướng giảm ở các nhiệt độ khác nhau và nhiệt độ tăng cũng làm giảm hiệu suất trích ly. Hiệu suất trích ly đạt được cao nhất là 84,47% ở pH 6 và nhiệt độ 50 oC. Điều này chứng tỏ rằng khi tăng nhiệt độ và pH thì hoạt động của enzym bị ức chế, làm cho hoạt lực thủy phân của enzym giảm. Vì vậy, đối với enzym protease ở nhiệt độ 50 o C và pH = 6 với hiệu suất trích ly dầu cao nhất.

    Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến hiệu suất trích ly dầu hạt Thanh long của enzyme Cellulase được trình bày ở Biểu đồ 2.

    Kết quả cho thấy, ở khoảng nhiệt độ 40 oC và ở pH từ 5 – 5,5 thì hiệu suất trích ly dầu thấp nhất chỉ khoảng 69,51%. Do đó, ở nhiệt độ và pH này thì không phù hợp cho enzym hoạt động tối ưu trong quá trình thủy phân hỗn hợp dịch thanh long. Khi ở khoảng nhiệt độ 50 – 60 o C và pH 5,5- 6,0 thì hiệu suất trích ly dầu của enzym cellulase đạt cao nhất từ 81,23 – 82,91%, không có sự khác biệt về mặt thống kê. Còn khi tăng pH lên 6,5 thì sẽ kìm hãm hoạt động của enzym cellulase làm cho hiệu suất trích ly dầu có xu hướng giảm dần.

    Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến hiệu suất trích ly dầu hạt thanh long của enzyme Viscozyme L được trình bày ở biểu đồ 3.

    Kết quả thí nghiệm cho thấy ở nhiệt độ 60 oC hiệu suất trích ly dầu là thấp nhất (74,29-78,14%). Ở nhiệt độ 40 o C và pH từ 4,5 – 5 thì hiệu suất trích ly dầu cao nhất (88,37 – 88,66%). Điều này cho thấy rõ khi tiến hành thí nghiệm trong khoảng nhiệt độ và pH này thì phù hợp cho enzym Viscozyme L có khả năng phá vỡ màng tế bào, giúp cho các túi dầu tách ra khỏi màng một cách dễ dàng hơn. Khi nhiệt độ và pH càng tăng thì hoạt lực của enzym Viscozyme L càng giảm và làm cho quá trình thủy phân hỗn hợp dịch thanh long càng giảm. Do đó, khả năng giải phóng các túi dầu càng khó khăn hơn nên hiệu suất trích ly dầu có xu hướng giảm.

    Qua kết quả khảo sát, với 3 loại enzyme khác nhau (Enzyme Protease, Cellulase, Viscozyme L) ở các khoảng nhiệt độ và pH khác nhau theo khuyến cáo của nhà sản xuất, hiệu suất trích ly dầu của enzyme Viscozyme L (88,66%) cao nhất, so với enzyme Protease (84,87%) và enzyme Cellulase (82,94%). Vì vậy, chọn enzyme Viscozyme L ở nhiệt độ 40 o C và pH = 5 được lựa chọn để trích ly dầu cho hiệu quả kinh tế cao hơn.

    Bảng 3. Ảnh hưởng của tỉ lệ enzym bổ sung (%) đến hiệu suất trích ly

    Bảng 4. Ảnh hưởng của thời gian trích ly đến hiệu suất trích ly dầu hạt Thanh long

    Bảng 5. Kết quả tối ưu hóa các thông số công nghệ của quá trình thủy phân bằng enzyme

    3.3.Nghiên cứu ảnh hưởng các thông số kỹ thuật đến hiệu suất trích ly dầu từ hạt Thanh long

    Ảnh hưởng của tỉ lệ nước bổ sung (W/S):

    Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nước bổ sung so với lượng hạt (W/S) đến hiệu suất trích ly dầu hạt thanh long được trình bày ở Bảng 2 cho thấy, khi lượng nước bổ sung vào theo tỉ lệ từ 2/1 đến 4/1 thì hiệu suất trích ly dầu tăng lên từ 76,68% đến 89,23%. Sau đó tiếp tục tăng lượng nước thì hiệu suất lại có xu hướng giảm xuống. Tỉ lệ nước với cơ chất 3/1 cho hiệu suất trích ly cao (88,45%) và không có khác biệt có ý nghĩa so với tỉ lệ 4/1, lượng nước sử dụng ít, thuận lợi cho những công đoạn xử lý tiếp theo. Do đó, được lựa chọn để tiến hành thí nghiệm cho các nghiên cứu tiếp theo.

    --- Bài cũ hơn ---

  • Phễu Chiết Thủy Tinh Dùng Để Làm Gì Và Cách Sử Dụng Phễu Chiết
  • Công Nghệ Chiết Xuất Tinh Dầu Ấn Độ
  • Tối Ưu Phương Pháp Phân Tích Dầu Mỡ Bằng Thiết Bị Chiết Tách Pha Rắn Tự Động Đồng Loạt Spe
  • Xác Định Các Chất Chiết Được Trong Dược Liệu
  • Kỹ Thuật Trồng Và Chăm Sóc Cây Mít
  • Tách Chiết Tinh Sạch Protein/enzyme

    --- Bài mới hơn ---

  • Cách Chiết Xuất Flavonoid Và Các Chất Phytochemical Khác
  • Định Giá Chiết Khấu Dòng Tiền Fcff
  • Fcfe Và Fcff Là Gì? Cách Tính Toán Và Sự Dụng Trong Định Giá Chiết Khấu Dòng Tiền
  • Định Giá Cổ Phiếu – Phương Pháp Chiết Khấu Dòng Tiền
  • Kỹ Thuật Nhân Giống Cây Cảnh Bằng Hình Thức Chiết, Ghép Và Giâm Cành
  • Qua nhiều năm, việc gia tăng sử dụng vi sinh vật như là một nguồn cung cấp protein, đặc biệt là các enzyme, đã cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất và sản phẩm được tạo ra nhiều hơn. Phần lớn enzyme sử dụng trong công nghiệp là các protein ngoại bào từ các cơ thể như Aspergillus sp. và Bacillus sp., bao gồm: α-amylase, β-glucanase, cellulase, dextranase, protease và glucoamylase. Nhiều loại trong số này vẫn còn được sản xuất từ các chủng gốc tự nhiên của vi sinh vật. Tuy nhiên, trong sản xuất protein/enzyme để sử dụng trong các lĩnh vực chẩn đoán lâm sàng và cho các ứng dụng trị liệu, công nghệ protein/enzyme và công nghệ DNA tái tổ hợp đã thể hiện một vai trò ngày càng quan trọng. Công nghệ DNA tái tổ hợp, ngoài việc cho phép cải thiện hiệu suất lớn lao, nó cũng cho phép chuyển các vật liệu di truyền từ động vật vào vi khuẩn vật chủ. Trong phương thức này, các protein chỉ có một lượng nhỏ từ mô động vật bây giờ có thể được sản xuất trong một lượng gần như vô hạn từ các vi khuẩn sinh trưởng dễ dàng. Một ví dụ điển hình là hormone sinh trưởng của người; chất này được sản xuất mỗi lần với một lượng nhỏ từ tuyến yên, trước khi nó được thừa nhận hiện diện một rủi ro tiềm tàng đối với bệnh nhân từ sự nhiễm bẩn prion là yếu tố được ám chỉ trong hội chứng Creutzfeld-Jacob. Hormone sinh trưởng người bây giờ được sản xuất với một lượng lớn hơn rất nhiều từ vi khuẩn E. coli và nó hoàn toàn sạch không bị nhiễm prion không mong muốn.

    Các enzyme hoặc protein được sản xuất bằng vi sinh vật có thể ở nội bào, ở khoang gian bào hoặc tiết vào môi trường nuôi cấy. Đối với các enzyme ngoại bào, mức độ tinh sạch cần thiết thường là tối thiểu, khi sản phẩm cuối cùng được dùng trong công nghiệp và không cần độ tinh sạch cao. Các quá trình quy mô lớn như thế có thể cho sản lượng sản phẩm protein lên đến hàng tấn.

    Trong thiết kế quy trình tinh sạch ở quy mô lớn thì số lượng các bước, và sự thu hồi sản phẩm ở mỗi bước đã ảnh hưởng quan trọng lên hiệu suất toàn bộ (overall yield) của sản phẩm, như trình bày ở hình 6.7. Sự thu hồi đặc trưng của một bước sắc ký là trong khoảng 80% và 90%, vì sự tinh sạch phức tạp đòi hỏi nhiều bước do đó sản lượng toàn bộ nhiều khi chỉ bằng 10% của nguyên liệu khởi đầu. Điều này không thành vấn đề ở trường hợp tinh sạch quy mô phòng thí nghiệm, nhưng nếu tinh sạch ở quy mô lớn thì đó là vấn đề rất quan trọng cần quan tâm để tối ưu toàn bộ quá trình từ hệ thống biểu hiện hoặc sự lên men đến bước tinh sạch cuối cùng, để giảm thiểu số bước tinh sạch được yêu cầu.

    1. Thu hồi protein/enzyme

    Sự thu hồi và tinh sạch các protein/enzyme cũng quan trọng như các giai đoạn lên men xét theo góc độ kinh tế của quá trình sản xuất. Thách thức chính trong các bước thu hồi là giảm thiểu sự mất hoạt tính của protein/enzyme. Trong phần sẽ trình bày các bước thu hồi và tinh sạch truyền thống cho protein/enzyme.

    1.1. Thu hồi các protein/enzyme ngoại bào

    Các protein/enzyme ngoại bào tương đối dễ thu hồi và tinh sạch. Tế bào và nồng độ của dung dịch hoạt động được loại bỏ một cách đơn giản, và có thể cung cấp trực tiếp protein/enzyme thô thích hợp cho một số ứng dụng.

    Dung dịch protein/enzyme tương đối sạch có thể thu được bằng cách cho các nuôi cấy sinh trưởng trên môi trường đơn giản có thành phần xác định. Các bước thu hồi và tinh sạch giống như các bước đã dùng cho protein/enzyme nội bào sau khi phá vỡ tế bào.

    1.2. Thu hồi các protein/enzyme nội bào

    Để tách chiết các protein/enzyme nội bào của các nguồn động-thực vật, mô phải được phá vỡ để giải phóng chúng.

    1.2.1. Phá vỡ tế bào

    a. Nguyên lý chung

    Các chất tẩy hoặc tác nhân hoạt động bề mặt được dùng để tách enzyme đang liên kết với màng.

    Làm khô mô là phương pháp thuận lợi để ổn định và phá vỡ tế bào động vật và thực vật. Phương pháp đông khô không thích hợp để phá vỡ mô nhưng tránh được sự đứt gãy protein, mặc dù nó vô cùng đắt trong sản xuất quy ở mô lớn. Mô có thể được làm khô trong điều kiện chân không hoặc trong không khí, hoặc kết tủa bằng dung môi trộn với nước. Sau đó, thu dịch chiết enzyme từ các nguyên liệu khô bằng cách hydrate hóa trở lại nguyên liệu trong một dung dịch đệm thích hợp. Phương pháp đông lạnh đơn giản cũng có tác dụng phá vỡ một ít mô, mặc dù đây là phương pháp không thích hợp cho việc tăng quy mô sản xuất.

    Một số nguyên liệu động-thực vật cần có quá trình đồng hóa, sao cho mô được phá thành những mảnh nhỏ và trộn lẫn với nhau, sau đó sử dụng phương pháp cơ học để phá vỡ tế bào. Một khi enzyme được hòa tan, các vỏ tế bào chết được loại bỏ dễ dàng bằng phương pháp lọc. Ly tâm tốc độ thấp cũng có thể được sử dụng. Ở một số mô có sự hiện diện của chất béo, việc loại bỏ lớp chất béo bằng ly tâm gặp nhiều khó khăn. Các chất béo chỉ được loại bỏ dễ dàng bằng tách chiết dung môi; kết tủa acetone là phương thức thích hợp để tách protein ra khỏi các nguyên liệu lipid. Một phương thức khác là các dung môi trộn nước như hexane, cũng có thể được sử dụng.

    Phá vỡ các tế bào vi sinh vật thường gặp nhiều khó khăn hơn các tế bào động vật và thực vật. Các tế bào vi sinh vật thường dai hơn và có kích thước nhỏ (khoảng 0,2-10 μm), thường phải có phương pháp phá vỡ đặc biệt. Nhiều enzyme từ nấm men và các vi khuẩn Gram âm có thể được chiết bằng cách dùng các dung môi không trộn nước, như toluen hoặc chloroform, có thể phá vỡ màng tế bào và giải phóng enzyme. Các dung môi hòa tan nước, như ethanol và 2-propanol, được dùng để tách chiết enzyme từ khoảng gian bào, nhưng sử dụng các dung môi này đòi hỏi mức độ an toàn cao trong sản xuất ở quy mô lớn. Các chất tẩy thích hợp có thể được dùng để tách chiết các phân tử enzyme nhỏ (trọng lượng phân tử dưới 70.000).

    Trong một số trường hợp enzyme ổn định ở giá trị pH cao, có thể sử dụng dung dịch kiềm để phân giải các tế bào vi khuẩn. Thành tế bào vi khuẩn được phân giải bằng lysozyme, tuy nhiên giá thành của enzyme này là rất cao. Tương tự, nấm men có thể được phân giải bằng β-glucanase. Hiện tượng tự phân giải có thể xuất hiện trong nấm men, nhưng cần có thời gian dài vì thế sẽ gây khó khăn khi điều chỉnh hoặc tối ưu quá trình lên men.

    Các tế bào vi sinh vật có thể được phá vỡ dễ dàng hơn bằng các phương thức vật lý. Siêu âm là kỹ thuật thích hợp và rất hiệu quả ở quy mô phòng thí nghiệm, nhưng khó ứng dụng ở quy mô sản xuất lớn. Phá vỡ tế bào bằng cách dùng áp suất cao để đẩy nguyên liệu (dịch huyền phù tế bào dưới dạng bột nhão được làm đông ở -20oC) qua các lỗ hẹp của máy nén thì tế bào sẽ bị phá vỡ do sự thay đổi pha và thay đổi thể tích cũng như do lực cắt của các tinh thể đá. Phương pháp này có thể sử dụng để phá vỡ các tế bào nuôi cấy ở quy mô lớn 100-1000 L/giờ. Nhiều loại tế bào có thể bị phá vỡ bằng khuấy (rung) nhanh hoặc trộn lẫn với các hạt thuỷ tinh nhỏ hoặc các hạt gốm (ceramic). Ở quy mô phòng thí nghiệm, phương thức này rất thích hợp. Ở quy mô sản xuất lớn người ta sử dụng phương pháp nghiền bằng quả cầu thép. Tỷ lệ và hiệu suất giải phóng enzyme phụ thuộc vào vận tốc lắc và kích thước của các loại hạt cũng như đường kính của thiết bị. Với cùng một thể tích hạt thì sử dụng một lượng lớn các hạt nhỏ sẽ hiệu quả hơn một lượng tương đối nhỏ các hạt lớn, vì nó làm tăng sự va chạm giữa các hạt và các tế bào.

    Có ba phương pháp chính để giải phóng các protein nội bào khỏi vi sinh vật đó là phương pháp enzyme, hóa học và vật lý. Tuy nhiên, không phải tất cả các kỹ thuật có sẵn là thích hợp để sử dụng trên quy mô lớn. Ở quy mô lớn, người ta thường gặp khó khăn trong việc thiết kế công suất cần thiết cho thể tích lớn và loại bỏ nhiệt được sinh ra trong quá trình phá vỡ tế bào.

    b. Các phương pháp enzyme

    Lysozyme, một enzyme được sản xuất thương mại từ lòng trắng trứng gà, thủy phân các liên kết β-1,4-glycosidic trong mucopeptide12 của thành tế bào vi khuẩn. Các vi khuẩn Gram dương phụ thuộc vào mucopeptide của thành tế bào để trở nên rắn chắc dễ bị tổn thương nhất, nhưng sự đứt gãy cuối cùng của thành tế bào phụ thuộc vào hiệu quả thẩm thấu của đệm dịch huyền phù một khi thành tế bào bị cắt gãy. Khi phân giải của vi khuẩn Gram âm, ít khi người ta sử dụng một mình lysozyme, mà thường bổ sung thêm EDTA để tạo chelatevới các ion kim loại sẽ dễ dàng làm tan tế bào (lysis). Mặc dù quá trình thao tác đơn giản và nhẹ nhàng, nhưng kỹ thuật này không được sử dụng cho việc tách chiết ở quy mô lớn các enzyme của vi khuẩn, có lẽ do giá thành tương đối cao của lysoyme và khả năng đưa vào các tác nhân gây nhiễm bẩn. Chỉ có trường hợp người ta dùng lysozyme ở quy mô lớn là để giải phóng aryl acylamidase Pseudomonas fluorescens.

    c. Các phương pháp hóa học để phân giải tế bào

    + Xử lý kiềm

    Xử lý bằng kiềm đã được sử dụng thành công trong tách chiết ở quy mô nhỏ và lớn các protein vi khuẩn. Ví dụ, enzyme trị liệu, L-asparaginase, có thể được giải phóng khỏi Erwinia chrysanthemi bằng cách ủ tế bào ở pH 11.0-12.5 trong 20 phút. Thành công của phương pháp này là nhờ vào khả năng ổn định của sản phẩm mong muốn. Giá trị pH cao có thể làm bất hoạt protease.

    + Chất tẩy rửa

    Các chất tẩy, hoặc ion ví dụ như sodium lauryl sulphate hay còn gọi là sodium dodecyl sulfate, sodium cholate (anion) và cetyl trimethyl ammonium bromide (cation) hoặc không phải ion như Trixton X-100 hoặc X-450, hoặc Tween, được dùng để phân giải tế bào, thường có phối hợp với lysozyme. Các chất tẩy ion có hoạt tính mạnh hơn các chất tẩy không phải ion, và có thể dẫn đến sự biến tính của nhiều protein. Sự hiện diện của các chất tẩy cũng có thể ảnh hưởng đến các bước tinh sạch tiếp theo, đặc biệt kết tủa muối. Điều

    12 Mucopeptide: dị polymer đại phân tử chứa hai loại đường amin và một số amino acid. Mucopeptide được thấy gắn liền với thành tế bào của prokaryote. này có thể được khắc phục bằng cách sử dụng phương pháp sắc ký trao đổi ion hoặc siêu lọc.

    d. Các phương pháp vật lý để phân giải tế bào

    + Shock thẩm thấu

    Shock thẩm thấu có thể được dùng để giải phóng enzyme và protein khỏi khoảng gian bào của đa số vi khuẩn Gram âm. Phương pháp này bao gồm rửa tế bào trong dung dịch đệm để làm sạch chúng khỏi môi trường dinh dưỡng, và sau đó tạo dịch huyền phù trong sucrose 20% được dùng làm đệm. Sau khi cho phép cân bằng, tế bào được thu hoạch và tái huyền phù nhanh trong nước ở khoảng 4oC. Chỉ khoảng 4-8% protein tổng số của vi khuẩn được giải phóng bởi shock thẩm thấu, và nếu enzyme mong muốn được định vị trong vùng gian bào, thì nó có thể sản xuất gấp 14-20 lần và rất tinh sạch so với các kỹ thuật tách chiết khác. Ưu điểm chính của shock thẩm thấu là tăng một lượng lớn trong thể tích xảy ra.

    + Nghiền

    Trước đây kỹ thuật này có nhiều hạn chế khi nghiền hỗn hợp nhão của tế bào trong cối với bột gây xướt, như là bông thuỷ tinh, alumina hoặc đất tảo cát (kieselguhr). Sau đó, người ta đã phát triển bằng cách sử dụng các máy nghiền ẩm. Một sản phẩm đặc trưng, Dynomill (WA Bachofen, Switzerland) có thể được dùng để giải phóng protein khỏi rất nhiều loài vi sinh vật khác nhau. Nó bao gồm một cái buồng chứa các hạt thủy tinh và đa số được cố định và các đĩa khuấy quay tròn. Dịch huyền phù tế bào được bơm vào buồng, và khuấy nhanh đủ để phá vỡ thậm chí cả các tế bào vi khuẩn dai nhất. Buồng phân hủy phải được làm lạnh để loại bỏ sự sinh nhiệt. Một mô hình quy mô phòng thí nghiệm, với buồng 600 mL có thể thực hiện tới 5 kg vi khuẩn trên một giờ, và các mô hình ở quy mô sản xuất là thích hợp với buồng có thể tích lên tới 250 lít.

    Nhiều nhân tố ảnh hưởng đến tỷ lệ tế bào bị phá vỡ, như là kích thước và nồng độ của các hạt thủy tinh, loại, nồng độ và tuổi của tế bào, tiền xử lý hoá chất, tốc độ khuấy, tốc độ dòng chảy qua buồng, nhiệt độ, và sự sắp xếp của các đĩa khuấy, và những yếu tố này đã được khảo sát ở nấm men và vi khuẩn.

    + Trượt rắn

    Phương pháp phá vỡ tế bào bằng trượt rắn đã được dùng khá lâu ở quy mô nhỏ. Nguyên tắc của phương pháp này là đẩy nguyên liệu tế bào đã đông lạnh qua một lỗ hẹp ở một áp suất cao và một nhiệt độ thoát ra ngoài khoảng –20oC. Phương pháp này ít được sử dụng ở quy mô công nghiệp, do nó không thể áp dụng một lượng lớn nguyên liệu để phá vỡ tế bào.

    + Trượt lỏng

    Trượt lỏng là nguyên tắc chọn lựa để phá vỡ các tế bào vi sinh vật ở quy mô lớn, được ứng dụng rộng rãi trên thế giới trong cả hai các quá trình công nghiệp và nghiên cứu. Phương pháp này đặc biệt thuận lợi cho phá vỡ vi khuẩn và nấm men.

    Tương tự như phương pháp trượt rắn, các tế bào trong dịch huyền phù được chuyển qua một lỗ được dưới một áp suất cao. Trường hợp ở ở quy mô nhỏ hơn, người ta sử dụng thiết bị French Press. Ở quy mô lớn thường dùng thiết bị đồng hoá (homogenizer) là loại được phát triển để tạo thể sữa trong công nghiệp bơ sữa. Nhiệt độ tăng lên ít nhất 10oC trong một rãnh đơn là thường xảy ra vì thế cần phải làm lạnh dịch huyền phù tế bào trước khi đồng hóa. Thiết bị đồng hóa trượt lỏng thường được hoạt động ở độ ẩm tế bào khoảng 20%.

    Trong trường hợp quy mô lớn thì thiết bị đồng hóa Manton-Gaulin (APV Ltd. Crawley, UK) được sử dụng rông rãi nhất. Nó bao gồm một máy bơm kiểu piston có một van thoát hơi được hạn chế, có thể điều chỉnh áp suất hoạt động cần thiết, tới 95 MPa. Thiết bị đồng hóa Manton-Gaulin (Hình 6.8) loại nhỏ nhất, 15-8TA, có thể đưa nguyên liệu vào khoảng 50 lít/giờ ở áp suất 55 MPa. Một phiên bản lớn hơn, loại MC-4, có thể đưa nguyên liệu vào 300 lít/giờ cũng ở áp suất 55 MPa.

    Tốc độ phá vỡ tế bào và giải phóng protein phụ thuộc vào một số nhân tố như: loại tế bào, điều kiện lên men, nồng độ và tiền xử lý (chẳng hạn đông lạnh, vì các tế bào vi sinh vật thường dễ vỡ hơn nhiều nếu chúng được làm lạnh trước)… Người ta cũng nhận thấy rằng sự hiện diện của các thể vùi13 giúp cho các tế bào E. coli dễ dàng bị phá vỡ hơn.

    1.2.2. Phân lập các enzyme hòa tan

    Phương thức quan trọng để phân tách enzyme hòa tan nhanh và hiệu quả sau khi phá vỡ tế bào là làm lạnh, dùng dung dịch đệm thích hợp, và có sự hiện diện của các tác nhân bảo vệ enzyme như mercapthoethanol (cần thiết để ổn định một số dung dịch enzyme).

    Thường các nhân tố ức chế protein phải được bổ sung để làm giảm ảnh hưởng phá huỷ của protease. Các enzyme hòa tan có thể được thu thập bằng phương pháp lọc qua màng hoặc bằng cách ly tâm. Phương pháp sau tương đối dễ thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm với các lực ly tâm tốc độ cao. Các lực g cao như thế không thể đạt được ở các thiết bị quy mô sản xuất lớn. Các máy ly tâm lớn thường được cấu tạo từ các hợp kim titanium đắt tiền để chịu đựng các lực g cao, nhưng mặc dù thế chỉ có thể thu được các lực g không cao lắm mà thôi. Để khắc phục điều này, các chất kết tủa nucleoprotein và protein, như polyethyleneimine, được bổ sung vào các chất đồng hóa tế bào để kết bông các nguyên liệu không mong muốn và giảm thời gian lắng xuống nhanh hơn.

    Sử dụng phương pháp lọc như dùng đất diatomit (diatomaceous earth), có thể là biện pháp thích hợp để thu được các enzyme hòa tan và phát triển dễ dàng ở quy mô lớn. Các phương thức bổ sung được sử dụng để tăng tốc độ lọc. Thông thường một vài tác nhân kết tủa có thể được cùng sử dụng để giảm các bước tiếp theo của quá trình. Các phương tiện lọc trợ giúp có thể được dùng để thu thập các tế bào hoàn chỉnh và cung cấp một kỹ thuật phá vỡ tế bào mà không dựa vào các thiết bị đồng hóa cơ học. Ví dụ: các tế bào trong hỗn hợp lọc có thể được phân giải hóa học, enzyme hoặc phương thức vật lý bằng cách khuấy nhờ khả năng gây xướt tế bào của diatomit. Các enzyme hòa tan được giải phóng có thể được thu thập thuận lợi bằng phương pháp lọc đơn giản.

    Siêu lọc là công nghệ rất toàn diện, dễ dàng cho quy mô lớn và, với sự chọn lựa chính xác độ xốp của màng các enzyme có thể được thu thập một cách chọn lọc theo phạm vi trọng lượng phân tử của chúng. Đĩa và khung, và các sợi rỗng (hollow fibres) được sử dụng trong một thời gian dài. Các màng ceramic hiện nay trở nên phổ biến hơn do đặc điểm dễ làm sạch và dễ khử trùng của chúng, vì chúng có thể chịu được nhiệt độ cao dưới các điều kiện chất tẩy và độ kiềm cao.

    Thường thì dung dịch enzyme hòa tan không yêu cầu xử lý thêm nữa ngoại trừ nồng độ, hoặc dưới áp suất giảm hoặc bằng phương pháp lọc màng, để sản xuất một dung dịch protein được cô đặc (10-50% chất rắn). Các chất ổn định như ammonium sulphate có thể được bổ sung nếu cần thiết. Các tá dược như lactose, dextrin cũng có thể được bổ sung với vai trò là các chất ổn định enzyme.

    2. Tinh sạch bước đầu

    Tinh sạch enzyme là một bước rất cần thiết, tuy nhiên thường chỉ thực hiện đối với những enzyme có giá trị ứng dụng cao. Quy mô của quá trình tinh sạch sẽ quyết định sự chọn lựa kỹ thuật phân tách, vì một số kỹ thuật gặp nhiều khó khăn khi tiến hành trên quy mô lớn. Môi trường phân tách giống nhau thường được sử dụng trong các kỹ thuật khác nhau, nghĩa là sắc ký trao đổi ion được thực hành tốt nhất khi tách rửa dần dần từ cột ở quy mô nhỏ hơn, và bằng sự hấp phụ/tách rửa từng mẻ ở quy mô lớn hơn.

    2.1. Loại bỏ các mảnh vỡ của tế bào

    Sau khi phá vỡ tế bào, bước đầu tiên trong quá trình tinh sạch enzyme nội bào là loại bỏ các mảnh vỡ tế bào. Sự phân tách các vật rắn khỏi chất lỏng là hoạt động cơ bản rất quan trọng trong phân lập enzyme, và thường được tiến hành bằng phương pháp ly tâm hoặc lọc. Nhiều quy trình có bổ sung một lượng nhỏ DNase ở giai đoạn này, để phá vỡ thêm các chuỗi DNA có thể làm cho dịch chiết trở thành dạng sệt (gelatinous).

    2.2. Ly tâm mẻ

    Ly tâm mẻ thích hợp với các dung tích ly tâm trong khoảng từ nhỏ hơn 1 mL đến một vài lít, và có khả năng sử dụng một lực ly tâm tương đối lớn lên tới 100.000 × g (hằng số hấp dẫn). Tuy nhiên, để loại bỏ các tế bào vi khuẩn, mảnh vỡ tế bào và các kết tủa protein, thì lực ly tâm đạt tới 20.000 × g là thích hợp. Nhiều thiết bị ly tâm loại này, thích hợp cho các quá trình tách chiết ở quy mô trung bình.

    2.3. Ly tâm dòng chảy liên tục

    Do thể tích lớn của chất lỏng cần phải được thao tác bằng tay ở thời điểm bắt đầu của quá trình tinh sạch enzyme ở quy mô lớn, người ta thường dùng phương pháp ly tâm dòng chảy liên tục để loại bỏ các chất dạng hạt. Có ba loại ly tâm chính là thích hợp hơn cả là: ly tâm thùng rổng (hollow bowl), ly tâm thùng có nhiều buồng (multi-chamber) hoặc đĩa (dics), và ly tâm thúng (basket).

    – Ly tâm thùng rổng có một rotor hình ống cung cấp một đường chảy dài cho dịch chiết được bơm vào trong đáy và chảy lên qua thùng. Chất lắng bị bắn vào thành của thùng, và dịch chiết được gạn sẽ chuyển lên để ra khỏi thùng vào trong bình thu. Khi ly tâm tiếp tục, đường kính thực tế của thùng giảm xuống, vì thế nó làm giảm đường lắng xuống và lực ly tâm có thể được áp dụng. Tốc độ dòng chảy phải được xác định theo kinh nghiệm vì nó rất khác nhau giữa các loại dịch chiết, nhưng tốc độ dòng chảy thích hợp cho các máy lớn là khoảng 60 lít/giờ.

    – Ly tâm đĩa cung cấp các phương thức lý tưởng để gạn lọc các dịch chiết thô, và trong nhiều trường hợp chất lắng xuống có thể chảy ra ngoài mà không làm gián đoạn quá trình ly tâm. Thùng chứa một series đĩa xung quanh một hình nón ở giữa. Khi dịch chiết đi vào, chất hạt bị bắn ra ngoài, chạm vào các đĩa hình nón và chất lắng tập trung trên thành của thùng. Phương pháp này cung cấp một đường chảy không đổi, vì thế hiệu suất ly tâm ít bị hao hụt. Nhược điểm của kiểu ly tâm này là có hao hụt một ít sản phẩm trong suốt quá trình chảy ra ngoài. Ly tâm đĩa có thể đạt tới một lực ly tâm RCF (rotational centrifugal force) khoảng 8.000 × g và có sức chứa lên đến 20 kg chất lắng.

    – Ly tâm thúng được thiết kế để hoạt động ở các lực ly tâm thấp hơn nhiều, có thể chỉ 1.000 rpm, về cơ bản đó là các bộ lọc ly tâm. Thùng được đục thủng lỗ và thường được lót bằng vải lọc. Ứng dụng chính của ly tâm này là để thu thập các hạt nguyên liệu lớn; trong phạm vi tinh sạch enzyme thì đó là các nguyên liệu trao đổi ion được dùng cho hấp phụ theo mẻ của protein mong muốn.

    2.4. Lọc bằng màng

    Lọc là một phương pháp khác để gạn các dịch chiết tế bào. Tuy nhiên, dịch nuôi cấy vi sinh vật và các dịch chiết có khuynh hướng trở thành dạng sệt tự nhiên thường khó khăn khi lọc bằng các phương pháp truyền thống, trừ khi diện tích màng lọc được sử dụng là rất lớn.

    Có thể khắc phục điều này bằng cách dùng phương pháp lọc dòng chảy ngang (cross-flow) hoặc tiếp tuyến (tangential). Trong phương pháp này dịch chiết chảy ở góc phải theo hướng lọc, và sử dụng tốc độ dòng chảy cao có khuynh hướng giảm sự tắc nghẽn bằng các hoạt động tự làm sạch. Chẳng hạn để thu hồi ở quy mô lớn L-asparaginase từ Erwinia chrysanthemi người ta sử dụng một màng lọc có diện tích 1 m2 dùng để thu hoạch tế bào từ 100 lít của chất lỏng nuôi cấy trong 2,5 giờ lúc đó nồng độ các chất rắn ở phần được giữ lại trên màng tăng lên từ 0,55%-22% trọng lượng khô. Sau đó, một màng giống như thế được dùng để gạn lọc dịch chiết thu được bằng phân giải kiềm các vi khuẩn này. Các số liệu này đã chỉ ra rằng để thu hoach tế bào từ 500 lít nuôi cấy trong 2,5 giờ đòi hỏi màng 7,5 m2, và chi phí cho quá trình này ít hơn so với phương pháp ly tâm.

    Do các giới hạn của ly tâm quy mô lớn nên hai kỹ thuật thường được phối hợp để đảm bảo rằng dịch chiết là thật sự sạch cho bước sắc ký tiếp theo.

    3. Hệ thống phân chia hai pha nước

    Một phương pháp khác với ly tâm và lọc là phương pháp phân tách hai pha nước (aqueous two-phase separation). Các hệ thống hai pha nước đặc trưng được tạo ra bằng cách trộn các dung dịch polyethylene glycol (PEG) và dextran hoặc PEG và các loại muối như potassium phosphate hoặc ammonium sulphate để tạo thành hai pha riêng biệt. Các protein và mảnh vỡ tế bào có khả năng hòa tan khác nhau giữa hai pha, vì thế kỹ thuật này có thể được dùng cho cả hai trường hợp: phân tách protein khỏi mảnh vỡ tế bào và phân chia của các enzyme trong suốt quá trình tinh sạch protein. Sự phân chia chính xác của một protein tùy thuộc vào các thông số như trọng lượng phân tử và điện tích của chúng, nồng độ và trọng lượng phân tử của các polymer, nhiệt độ, pH và lực ion của hỗn hợp và sự hiện diện của các muối đa trị như phosphate hoặc sulfate. Các điều kiện tối ưu cần thiết cho một protein đặc biệt được tìm thấy theo kinh nghiệm. Mặc dù, các điều kiện cần thiết để đạt được sự phân chia vừa ý thường có thể được định nghĩa chính xác, cơ chế của sự phân chia hai pha hiện nay chưa được hiểu đầy đủ.

    Các pha có thể phân chia trong một thùng lắng, nhưng để phân chia nhanh và hiệu quả hơn có thể sử dụng phối hợp với phương pháp ly tâm. Vì phân chia các chất lỏng có mật độ khác nhau dễ dàng hơn phân chia các chất rắn ra khỏi các chất lỏng trên quy mô lớn, nên phương thức này có thể được dùng để hỗ trợ cho quá trình tinh sạch enzyme ở quy mô lớn. Mặc dù giá thành khá thấp của hệ thống PEG/muối đã làm cho nó trở nên thích hợp hơn cho việc sử dụng ở quy mô lớn, nhưng hệ thống PEG/dextran (dextran có giá thành khá cao) phân chia hiệu quả hơn cũng là một phương pháp kinh tế nếu so sánh với các phương pháp tinh sạch khác. Sử dụng hệ thống phân chia hai pha nước không bị hạn chế đối với các nguyên liệu có nguồn gốc vi sinh vật, và phương pháp này được dùng thành công để phân lập các nguyên liệu khỏi cả hai nguồn thực vật và động vật, bao gồm cả α-L-antitrypsin của người được biểu hiện trong sữa chuyển gen. Trong trường hợp này độ tinh sạch khởi đầu tương đối cao của protein, tức là sau khi phân chia hai pha đơn thì protein mong muốn được tinh sạch tới 73%.

    Sự phân chia hai pha nước có thể được thích nghi để cung cấp sự phân chia đặc trưng sinh học bằng cách gắn các phối tử vào polymer để thay đổi sự phân chia của protein. Tất cả các polymer tạo pha có thể có các phối tử được gắn đồng hóa trị vào chúng, và một phạm vi rộng của các phối tử như thế đã được quan sát. Do liên kết hóa học đơn giản của chúng, các chất nhuộm phản ứng được sử dụng thường xuyên như các phối tử. Ngoài các thuốc nhuộm phản ứng, một số phối tử khác cũng đã được khảo sát. Những phối tử này bao gồm các cofactor, như pyridine nucleotide được sử dụng thành công trong phân chia ái lực các dehydrogenase.

    Ở quy mô quy trình lớn, sự tinh sạch ái lực đã được sử dụng cho tinh sạch formate dehydrogenase khỏi 10 kg nấm men Candida bodinii, bằng cách dùng thuốc nhuộm triazine, Procion Red HE-3B, được bất động trên PEG.

    Mặc dù phân chia hai pha nước là phương pháp có thể phát triển dễ dàng ở quy mô lớn để sản xuất, nhưng hình như nó không thường xuyên được dùng để tinh sạch ở quy mô công nghiệp.

    4. Các phương pháp kết tủa

    Thông thường cần tiến hành giai đoạn kết tủa mẻ đầu tiên để làm giảm thể tích tổng số của dung dịch enzyme. Các enzyme có thể được kết tủa đơn giản, tuần tự hoặc phối hợp, với ammonium sulphate, sodium sulphate, polyethyleneimine và polyallylamine, hoặc các dung môi hữu cơ như là isopropanol, ethanol và acetone.

    Streptomycin sulphate, plyethyleneimine và các polyamine khác có thể kết tủa các chất có tính chất acid như nucleic acid và các nucleoprotein. Ammonium sulphate và các dung môi hữu cơ có thể kết tủa một cách chọn lọc enzyme mong muốn với hoạt tính thu hồi từ 80-90%..

    Kết tủa đơn giản cũng có thể giúp loại bỏ protease. Lợi ích chính của bước này là làm giảm thể tích hoạt động tổng số, thường bằng một thừa số của 20. Do đó sẽ giảm một cách ý nghĩa thể tích của nhựa trao đổi ion. Thay đổi pH và nhiệt độ cũng có thể tạo ra kết tủa chọn lọc và loại bỏ các protein enzyme không mong muốn.

    Sự phân chia chất lỏng-chất lỏng bằng polyethylene glycol, dextran hoặc polyamines có thể tạo ra các pha phân tách chất lỏng trong đó các protein/enzyme mong muốn có thể được tập trung lại. Xử lý kiểu này cho phép thu hồi lại các polymers để sử dụng. Các phương pháp này được ứng dụng dễ dàng đối với toàn bộ dịch nuôi cấy có protein/enzyme hòa tan (enzyme ngoại bào).

    4.1. Kết tủa bằng ammonium

    Xử lý muối các protein đã được dùng trong nhiều năm, và đạt được cả hai mục đích tinh sạch và cô đặc. Loại muối được sử dụng phổ biến nhất là ammonium sulfate, do khả năng hòa tan của nó, không có độc tính cho hầu hết các enzyme, và giá thành thấp.

    Kết tủa protein bằng muối phụ thuộc vào nhiều nhân tố như: pH, nhiệt độ, nồng độ protein, và loại muối được sử dụng. Nồng độ protein là thông số đặc biệt quan trọng khi tăng quy mô, bởi vì hầu hết sự tinh sạch ở quy mô lớn được tiến hành ở các nồng độ protein cao hơn sự tinh sạch ở quy mô phòng thí nghiệm. Điều này có thể ảnh hưởng sâu sắc lên nồng độ của muối cần thiết để kết tủa protein mong muốn.

    4.2. Kết tủa bằng các dung môi hữu cơ

    Việc bổ sung các dung môi hữu cơ vào các dung dịch nước làm giảm khả năng hòa tan của protein do giảm hằng số điện môi của môi trường. Các dung môi hữu cơ khác nhau được dùng để kết tủa protein, kết tủa bằng ethanol, acetone, và propan-2-ol đang là quan trọng nhất. Bởi vì các protein bị biến tính bằng các dung môi hữu cơ nên cần thiết làm việc ở nhiệt độ dưới 0oC.

    Do bản chất dễ cháy của các dung môi hữu cơ nên cần phải sử dụng thiết bị chịu lửa, và giá thành cao, liên kết với một sự chọn lọc thấp, các dung môi hữu cơ thường không được dùng trong tinh sạch enzyme ở quy mô lớn. Ngoại trừ trường hợp xử lý máu (blood processing field), trong đó kết tủa ethanol là phương pháp chính để tinh sạch albumin; và trên thực tế phương pháp này đang được phát triển trong một hệ thống được điều khiển tự động bằng computer.

    4.3. Kết tủa bằng các polymer trọng lượng phân tử cao

    Các chất kết tủa hữu cơ khác có thể được dùng để phân đoạn các protein là các polymer hòa tan nước như PEG. Chất này có ưu điểm là không có độc tính, không dễ cháy và không gây biến tính các protein. Nó được dùng chủ yếu trong lĩnh vực xử lý máu.

    4.4. Kết tủa bằng nhiệt

    Khi protein đủ mạnh khó bị biến tính, thì xử lý nhiệt có thể cung cấp một mức độ tinh sạch cao được xem như một bước đầu tiên. Trong quy mô lớn, ví dụ: 55% protein không mong muốn được loại bỏ trong một bước riêng rẽ bằng cách làm nóng dịch chiết E. coli mang protein A của Staphylococcus tái tổ hợp ở 80oC trong 10 phút. Nếu protein tái tổ hợp được tinh sạch khỏi một cơ thể ưa nhiệt thì kết quả của xử lý nhiệt đầu tiên có thể là hiệu quả hơn nhiều: khi dịch chiết E. coli chứa malate dehydrogenase tái tổ hợp Thermus aquaticus được làm nóng tới 80oC trong 20 phút enzyme trong thể nổi là khoảng 90% thuần nhất.

    5. Các phương pháp sắc ký

    Thuật ngữ sắc ký để chỉ các kỹ thuật phân tích và điều chế cho phép tách biệt các hợp phần khác nhau của một hỗn hợp. Phép phân tích sắc ký dựa vào sự di chuyển khác nhau trong một pha động của các chất hòa tan đã được gắn trên một pha tĩnh ở trạng thái rắn. Người ta thường chọn các chất có khả năng kết gắn được với các chất (hòa tan) định phân tách làm pha tĩnh. Tương tác giữa chất hòa tan và pha tĩnh có thể là tương tác hấp phụ, tương tác ion (trao đổi ion), tương tác kỵ nước, tương tác kiểu rây phân tử hoặc tương tác đặc hiệu sinh học.

    Tinh sạch protein bằng phương pháp sắc ký là một thực hành chuẩn ở phòng thí nghiệm trong nhiều năm. Để tinh sạch các sản phẩm có thể tích nhỏ/giá trị cao, các protein trị liệu hoặc chẩn đoán đặc hiệu, thì phương pháp sắc ký là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất. Sắc ký chỉ là phương pháp với khả năng chọn lọc được yêu cầu để tinh sạch một protein riêng rẽ khỏi hỗn hợp phức tạp của các protein tới một sự tinh sạch cuối cùng lớn hơn 95%.

    Các kỹ thuật phân tách bằng sắc ký được sử dụng phổ biến, bao gồm trao đổi ion, tương tác kỵ nước, ngăn chận kích thước, ái lực và ái lực giả (sắc ký với phối tử là thuốc nhuộm). Bước làm sạch thêm có thể được thực hiện bằng cách dùng sắc ký ngăn chận kích thước. Tuy nhiên, kỹ thuật này khó thực hiện ở quy mô lớn, và thường không cần thiết phải tinh sạch enzyme tới 99%. Nếu cần mức độ tinh sạch lớn hơn 95% có thể tiến hành sắc ký hấp phụ/khử hấp phụ thêm một lần nữa sẽ giúp thu được enzyme tinh sạch hơn. Các kỹ thuật tinh sạch như thế không làm tăng hoạt tính của enzyme, đây là một yếu tố phải được xem xét khi kết tủa enzyme có độ tinh khiết cao.

    Các kết tủa enzyme tinh sạch cao nói chung được đông khô để bảo quản và vận chuyển. Các tác nhân bảo vệ lạnh đông polyhydroxy (cryoprotectants), các dung dịch đệm, các chất khử và các chất kháng khuẩn có thể được bổ sung nếu cần thiết.

     

    Theo nhập môn công nghệ sinh học của

     

    Nguyễn Hoàng Lộc

    --- Bài cũ hơn ---

  • Chiết Xuất Dược Liệu Là Gì? Quy Trình Chiết Xuất Dược Liệu?
  • Định Giá Cổ Phiếu
  • Chiết Cành Là Gì? Cách Chiết Cành Mau Ra Rễ
  • Chiết Xuất Tinh Dầu Như Thế Nào?
  • Kỹ Thuật Chiết Xuất “Xanh” – Nền Tảng Tạo Ra Các Hợp Chất Thiên Nhiên Chất Lượng Cao
  • Chiết Xuất Là Gì ? Quy Trình, Phương Pháp Và Công Nghệ Chiết Xuất

    --- Bài mới hơn ---

  • Chiết Khấu Là Gì? Hướng Dẫn Cách Tính Chiết Khấu Bán Hàng
  • Các Phương Pháp Chiết Xuất Hợp Chất Thiên Nhiên
  • 3 Phương Pháp Chiết Xuất Tinh Dầu Được Dùng Hiện Nay
  • Giới Thiệu Phương Pháp Tách Chiết Các Hợp Chất Bằng Cách Sử Dụng Co2 Ở Trạng Thái Siêu Tới Hạn (Sco2)
  • Bộ Chiết Dung Môi/ Béo Theo Phương Pháp Soxhlet 02 Vị Trí Det
  • 1. Theo bạn chiết xuất hay chiết suất?

    Hai khái niệm hầu như bất cứ ai cũng nhầm lẫn khi nhắc đến. Nhưng thực sự ý nghĩa của hai cụm từ này hoàn toàn khác nhau.

    Chiết suất là đại lượng vật lý thể hiện tính chất của vật liệu làm khúc xạ ánh sáng truyền qua nó, được đo bằng tỷ số giữa tốc độ ánh sáng trong chân không và tốc độ pha của ánh sáng trong vật liệu.

    2. Chiết xuất là gì?

    3.1. Những yếu tố thuộc về thành phần, cấu tạo của dược liệu

    • Có thể với những dược liệu còn non, màng tế bào sẽ có cấu tạo không ổn định, chủ yếu là cellulose. Cellulose có tính chất không tan trong nước và không tan trong các dung môi khác.
    • Đối với những dược liệu già, rắn chắc, màng tế bào bị hóa cutin, rất rắn chắc. Khi xay nhỏ dược liệu, tạo điều kiện cho dung môi dễ thấm ướt dược liệu, chất tan dễ khuếch tán vào dung môi.

    Chất nguyên sinh: Có một lưu ý nhỏ khi sử dụng chất nguyên sinh là nó chỉ thấm đối với dung môi mà không cho chất tan đi qua. Để chiết xuất được các chất tan trong tế bào, cần phải làm đông vón chúng bằng nhiệt hoặc bằng cồn.

    Một số tạp chất khác ở trong dược liệu: Đó là những chất mà cây thải ra, có thể cản trở hoặc xúc tác quá trình chiết xuất.

    Đối với những dược liệu chứa nhiều tinh bột:

    • Đối với những dược liệu chứa nhiều pectin, gôm, chất nhầy: Những chất này tan được trong nước và thì bị nở ra, tạo keo, tăng nhớt, gây cản trở rất lớn cho quá trình chiết xuất. Cần loại bỏ điểm yếu này bằng cách cho kết tủa trong nồng độ cồn cao.
    • Đối với những dược liệu chứa enzyme: Với bản chất tương tự protein, nó dễ bị mất hoạt tính khi ở nhiệt độ 60-70 độ C, với nhiệt độ lạnh thì nó sẽ ngưng hoạt động. Vậy nên cần có các phương pháp để xử lý enzyme tốt khi chiết xuất.

    3.2. Những yếu tố thuộc về dung môi

    Độ nhớt, sự căng của bề mặt: Dung môi dễ thấm vào dược liệu khi bề mặt có độ nhớt và sức căng thấp, vậy nên đây cũng là điểm cần chú ý.

    3.3. Những yếu tố thuộc về kỹ thuật

    Nhiệt độ chiết xuất: Nhiệt độ tăng dẫn đến độ nhớt của dung môi giảm, do đó sẽ tạo điều kiện cho quá trình chiết xuất. Tuy nhiên, tăng nhiệt độ cũng có mặt hại:

    • Đối với hợp chất kém bền ở nhiệt độ cao: Nhiệt độ tăng thì gây sai lệch, phá hủy các hoạt chất như vitamin, glycosid…
    • Đối với chất tạp: Nhiệt độ tăng đồng nghĩa với độ tan của chất tan lớn, dịch chiết ra nhiều chất tạp, gây khó khăn cho chiết xuất.
    • Đối với dung môi dễ bay hơi: Nhiệt độ tăng kéo theo việc dung môi dễ bị hao hụt, vì bị bay hơi nhiều.

    Thời gian chiết xuất: Với khoảng thời gian dài, dịch chiết sẽ bị lẫn nhiều tạp, còn với thời gian ngắn, sẽ không thể chiết hết được hoạt chất có trong dược liệu.

    Độ mịn của dược liệu: Để hoạt chất chiết vào dung môi. Dung môi thấm ướt dược liệu cần chuẩn về kích thước dược liệu. Độ mịn dược liệu tăng lên, bề mặt tiếp xúc giữa dược liệu và dung môi tăng lên. Theo định luật Fick, lượng chất khuếch tán vào dung môi tăng lên, do đó thời gian chiết xuất sẽ nhanh hơn.

    4. Các công nghệ chiết xuất hiện nay

    Phương pháp ngâm chiết:

    – Ưu điểm: Đây là phương pháp đơn giản nhất, dễ thực hiện và với thiết bị đơn giản, tiết kiệm chi phí

    – Nhược điểm: Năng suất của phương pháp này thấp, làm theo kiểu thủ công. Không thể một lần mà chiết xuất hết các hoạt chất trong dược liệu.

    Đây là cách thức chiết xuất được sử dụng nhiều hiện nay. Tùy vào đặc tính một số loại thực vật mà có thể chọn lựa một số các phương pháp chiết xuất saponin như:

    • Chiết saponin bằng dung môi
    • Chiết saponin bằng cách tủa trong môi trường acid
    • Chiết saponin bằng sắc ký cột có chứa Diaion HP – 20
    • Chiết saponin bằng sóng siêu âm

    5. Giới thiệu một số chiết xuất từ thiên nhiên phổ biến

    Hiện nay, những thực vật có công dụng làm đẹp được khai thác trong công đoạn chiết xuất rất nhiều. Đặc biệt những chiết xuất từ thiên nhiên mang lại sự an toàn, có tác dụng làm đẹp, tăng cường sức khỏe.

    Một số chiết xuất từ thiên nhiên phổ biến hiện nay như: Chiết xuất cam thảo, chiết xuất trà xanh, chiết xuất bưởi, chiết xuất quế, chiết xuất bạc hà

    Với những chia sẻ của chiết xuất 3C về khái niệm chiết xuất là gì, quy trình, công nghệ chiết xuất. Hy vọng sẽ đưa đến cho bạn những thông tin bổ ích nhất.

    --- Bài cũ hơn ---

  • Thẩm Định Giá Bất Động Sản Bằng Phương Pháp Chiết Trừ
  • Phương Pháp Chiết Trừ Trong Định Giá Đất
  • Cách Định Giá Cổ Phiếu Bằng Phương Pháp Chiết Khấu Dòng Tiền
  • Thẩm Định Giá Theo Phương Pháp Dòng Tiền Chiết Khấu (Dcf)
  • Phương Pháp Chiết Khấu Dòng Tiền Trong Định Giá Doanh Nghiệp
  • Các Phương Pháp Chiết Xuất Dược Liệu

    --- Bài mới hơn ---

  • Tổng Quan Về Chiết Xuất Dược Liệu Là Gì ? Mục Đích, Quy Trình Và Các Phương Pháp Chiết Xuất Chiết Xuất 3C
  • Tiêu Chuẩn Quốc Gia Tcvn 10480:2014 (Iso 18609:2000) Về Dầu Mỡ Động Vật Và Thực Vật
  • Tiêu Chuẩn Quốc Gia Tcvn 6123:2007 (Iso 3596:2000) Về Dầu Mỡ Động Vật Và Thực Vật
  • Tiêu Chuẩn Việt Nam Tcvn 6123
  • Phương Pháp Chiết Khấu Dòng Cổ Tức Trong Định Giá Doanh Nghiệp
  • Có nhiều cách phân loại, dựa vào những yếu tố khác nhau.

    * Dựa vào nhiệt độ, có các phương pháp chiết sau:

    – Chiết nguội (ở nhiệt độ thường).

    * Dựa vào chế độ làm việc có các phương pháp chiết sau:

    – Bán liên tục.

    * Dựa vào chiều chuyển động tương hỗ giữa hai pha, có các phương pháp:

    * Dựa vào áp suất làm việc, có các phương pháp chiết ở:

    – Áp suất thường (áp suất khí quyển).

    – Áp suất giảm (áp suất chân không).

    – Áp suất cao (làm việc có áp lực).

    * Dựa vào trạng thái làm việc của hai pha, có các phương pháp chiết sau:

    * Dựa vào những biện pháp kỹ thuật đặc biệt

    Có thể làm rút ngắn được thời gian chiết bằng các phương pháp chiết sau:

    – Phương pháp siêu âm.

    – Phương pháp tạo dòng xoáy.

    – Phương pháp mạch nhịp…

    4.2. Một số phương pháp chiết xuất

    4.2.1. Phương pháp chiết xuất gián đoạn

    Phương pháp ngâm là phương pháp đơn giản nhất và đã có từ thời cổ xưa.

    Sau khi chuẩn bị dược liệu, người ta đổ dung môi cho ngập dược liệu trong bình chiết xuất, sau một thời gian ngâm nhất định (qui định riêng cho từng loại dược liệu), rút lấy dịch chiết (lọc hoặc gạn) và rửa dược liệu bằng một lượng dung môi thích hợp. Để tăng cường hiệu quả chiết xuất, có thể tiến hành khuấy trộn bằng cánh khuấy hoặc rút dịch chiết ở dưới rồi lại đổ lên trên (tuần hoàn cưỡng bức dung môi).

    Có nhiều cách ngâm: Có thể ngâm tĩnh hoặc ngâm động, ngâm nóng hoặc ngâm lạnh, ngâm một lần hoặc nhiều lần (còn gọi là ngâm phân đoạn hay ngâm nhiều mẻ).

    Đây là phương pháp đơn giản nhất, dễ thực hiện, thiết bị đơn giản, rẻ tiền.

    – Nhược điểm chung của phương pháp chiết xuất gián đoạn: năng suất thấp, thao tác thủ công (giai đoạn tháo bã và nạp liệu).

    – Nếu chỉ chiết một lần thì không chiết kiệt được hoạt chất trong dược liệu.

    – Nếu chiết nhiều lần thì dịch chiết loãng, tốn dung môi, tốn thời gian chiết.

    Sau khi chuẩn bị dược liệu, ngâm dược liệu vào dung môi trong bình ngấm kiệt. Sau một khoảng thời gian xác định (tuỳ từng loại dược liệu), rút nhỏ giọt dịch chiết ở phía dưới, đồng thời bổ sung thêm dung môi ở phía trên bằng cách cho dung môi chảy rất chậm và liên tục qua lớp dược liệu nằm yên (không được khuấy trộn). Lớp dung môi trong bình chiết thường được để ngập bề mặt dược liệu khoảng 3 – 4 cm.

    – Ngấm kiệt đơn giản: Là phương pháp ngấm kiệt luôn sử dụng dung môi mới để chiết đến kiệt hoạt chất trong dược liệu.

    – Ngấm kiệt phân đoạn (tái ngấm kiệt): Là phương pháp ngấm kiệt có sử dụng dịch chiết loãng để chiết mẻ mới (dược liệu mới) hoặc để chiết các mẻ có mức độ chiết kiệt khác nhau.

    – Dược liệu được chiết kiệt.

    – Tiết kiệm được dung môi (tái ngấm kiệt).

    – Có nhược điểm chung của phương pháp chiết xuất gián đoạn: năng suất thấp, lao động thủ công.

    – Cách tiến hành phức tạp hơn so với phương pháp ngâm.

    – Tốn dung môi (ngấm kiệt đơn giản).

    4.2.2. Phương pháp chiết xuất bán liên tục

    (Còn gọi là phương pháp chiết xuất nhiều bậc, phương pháp chiết ngược dòng tương đối hay phương pháp chiết ngược dòng gián đoạn).

    Phương pháp này có sử dụng một hệ thống thiết bị gồm nhiều bình chiết khác nhau, có thể mắc thành một dãy từ 4-16 bình chiết nối tiếp nhau. ở đây, quá trình coi như là ngược chiều tương đối vì thực tế dược liệu không chuyển động.

    Lúc đầu, dược liệu và dung môi được nạp vào trong tất cả các thiết bị, dược liệu được ngâm vào dung môi trong một khoảng thời gian xác định (tuỳ thuộc vào dược liệu và dung môi). Lúc này dược liệu và dung môi đều không chuyển động. Sau đó dịch chiết được chuyển tuần tự từ thiết bị này sang thiết bị khác. Hệ thống tổ hợp kín các bình chiết này cho phép đóng ngắt một cách có chu kỳ một trong những thiết bị ra khỏi hệ thống tuần hoàn, cho phép tháo bã dược liệu ở bình đã được chiết kiệt rồi nạp dược liệu mới. Sau đó, thiết bị này lại được đưa vào hệ thống tuần hoàn và dịch chiết đậm đặc nhất được dẫn qua nó mà dịch chiết này vừa đi qua tất cả các thiết bị còn lại. Tiếp theo, lại đóng ngắt một thiết bị kế tiếp mà trước đó dung môi mới vừa được dẫn qua. Số thiết bị càng nhiều thì quá trình xảy ra càng gần với quá trình liên tục. ở đây, bã dược liệu trước khi ra khỏi hệ thống thiết bị sẽ được tiếp xúc với dung môi mới nên dược liệu sẽ được chiết kiệt. Dịch chiết trước khi ra khỏi hệ thống sẽ được tiếp xúc với dược liệu mới nên dịch chiết thu được sẽ đậm đặc nhất. Như vậy có thể nói quá trình xảy ra theo nguyên tắc: “dung môi mới tiếp xúc với dược liệu cũ và dược liệu mới tiếp xúc với dung môi cũ”. Trong phương pháp này, quá trình xảy ra gần với quá trình ngược chiều, do đó phương pháp này còn được gọi là phương pháp chiết ngược chiều tương đối.

    * Ưu điểm (so với phương pháp chiết gián đoạn)

    – Dịch chiết đậm đặc.

    – Dược liệu được chiết kiệt.

    – Hệ thống thiết bị cồng kềnh, chiếm nhiều diện tích lắp đặt.

    – Vận hành phức tạp.

    – Thao tác thủ công.

    – Không tự động hoá quá trình được.

    Phương pháp này được thực hiện trong những thiết bị làm việc liên tục. ở đây dược liệuvà dung môi liên tục được đưa vào và chuyển động ngược chiều nhau trong thiết bị. Dược liệu di chuyển

    được trong thiết bị là nhờ những cơ cấu vận chuyển chuyên dùng khác nhau. Dịch chiết trước khi ra khỏi thiết bị được tiếp xúc với dược liệu mới nên dịch chiết thu được đậm đặc. Bã dược liệu trước khi ra khỏi thiết bị được tiếp xúc với dung môi mới nên bã dược liệu được chiết kiệt.

    So với phương pháp chiết gián đoạn thì phương pháp chiết liên tục có những ưu nhược điểm sau:

    – Năng suất làm việc cao, tiết kiệm thời gian chiết.

    – Không phải lao động thủ công (tháo bã, nạp liệu).

    – Dịch chiết thu được đậm đặc.

    – Dược liệu được chiết kiệt.

    – Dung môi ít tốn kém.

    – Có thể tự động hoá, cơ giới hoá được quá trình.

    – Thiết bị có cấu tạo phức tạp, đắt tiền.

    – Vận hành phức tạp.

    --- Bài cũ hơn ---

  • Cách Chiết Cành Ổi Hiệu Quả Nhất Giúp Cây Khỏe Mạnh
  • Hướng Dẫn Kỹ Thuật Chiết Cành Ổi
  • Cách Chiết Cành Mít Cho Cành Khỏe, Ra Nhiều Rễ Nhất
  • Hướng Dẫn Kỹ Thuật Chiết Cây Mít
  • Cách Chiết Cành Khế Ra Rễ Cực Nhanh
  • Các Phương Pháp Chiết Xuất Và Công Nghệ Chiết Hiện Nay

    --- Bài mới hơn ---

  • Bai Giang Chiet Lpe Lai Thi Thu Trang Truong Dai Hoc Y Thai Binh
  • Hướng Dẫn Kỹ Thuật Chiết Cành Hoa Hồng
  • Nhân Giống Hoa Hồng Bằng Phương Pháp Chiết Cành
  • Kỹ Thuật Trồng Cây Hồng Xiêm Chiết Cành Nhanh Ra Quả
  • Chi Tiết Kỹ Thuật Tách Chiết Axit
  • Các loại thuốc tự nhiên, như y học cổ truyền Trung Quốc (TCM) và Ayurveda, được hình thành và phát triển trong cuộc sống hàng ngày của người cổ đại và trong quá trình chiến đấu chống lại bệnh tật trong hàng ngàn năm và chúng đã tạo ra tác động tích cực đến tiến trình của văn minh nhân loại. Ngày nay, thuốc tự nhiên không chỉ cung cấp nhu cầu chăm sóc sức khỏe ban đầu cho phần lớn dân số ở các nước đang phát triển mà còn thu hút ngày càng nhiều sự chú ý ở các nước phát triển do chi phí chăm sóc sức khỏe tăng cao và thắt lưng buộc bụng tài chính phổ quát. Tại Hoa Kỳ, khoảng 49% dân số đã thử dùng các loại thuốc tự nhiên để phòng ngừa và điều trị bệnh.

    Lượng hoạt chất trong thuốc tự nhiên luôn khá thấp. Quá trình tách chiết và cô lập tốn nhiều thời gian trong phòng thí nghiệm và là thời điểm áp dụng các sản phẩm tự nhiên trong phát triển thuốc. Có một nhu cầu cấp thiết để phát triển các phương pháp hiệu quả và chọn lọc để chiết xuất và phân lập các sản phẩm tự nhiên hoạt tính sinh học.

    Chiết xuất là bước đầu tiên để tách các sản phẩm tự nhiên mong muốn khỏi các nguyên liệu thô. Phương pháp chiết bao gồm chiết bằng dung môi, phương pháp chưng cất, ép và thăng hoa theo nguyên tắc chiết. Chiết dung môi là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất. Việc chiết xuất các sản phẩm tự nhiên tiến triển qua các giai đoạn sau: (1) dung môi thâm nhập vào cấu trúc rắn; (2) chất tan hòa tan trong dung môi; (3) chất tan được khuếch tán ra khỏi chất rắn; (4) các chất hòa tan được thu thập. Bất kỳ yếu tố nào tăng cường độ khuếch tán và độ hòa tan trong các bước trên sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc chiết xuất. Các tính chất của dung môi chiết, kích thước hạt của nguyên liệu thô, khẩu phần dung môi đến chất rắn, nhiệt độ chiết và thời gian chiết sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất chiết.

    Việc lựa chọn dung môi là rất quan trọng để chiết dung môi. Tính chọn lọc, độ hòa tan, chi phí và an toàn nên được xem xét trong việc lựa chọn dung môi. Dựa trên định luật tương tự và khả năng liên kết (như hòa tan như thế), các dung môi có giá trị phân cực gần với cực của chất tan có khả năng hoạt động tốt hơn và ngược lại. Rượu (EtOH và MeOH) là các dung môi phổ biến trong chiết xuất dung môi để điều tra hóa thực vật.

    Nói chung, kích thước hạt càng mịn thì kết quả chiết xuất càng tốt. Hiệu suất chiết sẽ được tăng cường bởi kích thước hạt nhỏ do sự thâm nhập của dung môi và khuếch tán các chất hòa tan. Tuy nhiên, kích thước hạt quá mịn sẽ tiêu tốn quá trình hấp thụ chất tan trong chất rắn và khó khăn trong quá trình lọc tiếp theo.

    Nhiệt độ cao làm tăng độ hòa tan và khuếch tán. Nhiệt độ quá cao, tuy nhiên, có thể làm mất dung môi, dẫn đến chiết xuất các tạp chất không mong muốn và phân hủy các thành phần thermolabile.

    Hiệu suất trích xuất tăng cùng với sự gia tăng thời gian trích xuất trong một khoảng thời gian nhất định. Thời gian tăng sẽ không ảnh hưởng đến quá trình chiết sau khi đạt đến trạng thái cân bằng của chất tan trong và ngoài vật liệu rắn.

    Tỷ lệ dung môi-chất rắn càng lớn thì năng suất chiết càng cao; tuy nhiên, tỷ lệ dung môi so với chất rắn quá cao sẽ gây ra dung môi chiết quá mức và cần một thời gian dài để cô đặc.

    Các phương pháp chiết xuất thông thường, bao gồm chiết xuất, lọc và hồi lưu, thường sử dụng dung môi hữu cơ và đòi hỏi một khối lượng lớn dung môi và thời gian chiết dài. Một số phương pháp chiết hiện đại hoặc xanh hơn như chiết chất lỏng siêu quan trọng (SFC), chiết chất lỏng có áp suất (PLE) và chiết bằng lò vi sóng (MAE), cũng đã được áp dụng trong chiết xuất sản phẩm tự nhiên, và chúng cung cấp một số lợi thế như tiêu thụ dung môi hữu cơ thấp hơn , thời gian trích xuất ngắn hơn và độ chọn lọc cao hơn. Tuy nhiên.

    Ngâm

    Đây là một phương pháp trích xuất rất đơn giản với nhược điểm là thời gian chiết dài và hiệu suất chiết thấp. Nó có thể được sử dụng để chiết xuất các thành phần thermolabile.

    Ćujić et al. đạt được năng suất cao của tổng phenol và tổng anthocyanin từ quả chokeberry ở điều kiện tối ưu hóa với 50% ethanol, tỷ lệ dung môi rắn là 1:20 và kích thước hạt 0,75 mm, cho thấy rằng ngâm là phương pháp đơn giản và hiệu quả để chiết xuất các hợp chất phenolic từ quả Anh đào dại. Một nghiên cứu về chiết xuất catechin từ Arbutus unedo L. sử dụng các loại trái cây, kỹ thuật chiết xuất bằng lò vi sóng và siêu âm cho thấy chiết xuất bằng lò vi sóng (MAE) là hiệu quả nhất, nhưng nhiệt độ thấp hơn được áp dụng trong vĩ mô với năng suất khai thác gần như giống hệt nhau, có thể được chuyển thành lợi ích kinh tế. Jovanović và cộng sự. đã đánh giá hiệu quả chiết xuất polyphenol từ Serpylli herba bằng nhiều kỹ thuật chiết xuất khác nhau (ngâm, chiết xuất có hỗ trợ nhiệt và chiết xuất có hỗ trợ siêu âm). Dựa trên hàm lượng tổng polyphenol, chiết xuất có hỗ trợ siêu âm tạo ra tổng năng suất flavonoid cao nhất và không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê nào được tìm thấy giữa maculation và chiết xuất hỗ trợ nhiệt. Lá Cajanus cajan được sử dụng trong y học dân gian Trung Quốc để điều trị viêm gan, thủy đậu và tiểu đường. Flavonoid là các hợp chất hoạt tính sinh học. Jin và cộng sự. so sánh tốc độ chiết của directionoside (2), luteolin (3) và tổng flavonoid từ lá C. cajan bằng phương pháp hỗ trợ vi sóng, chiết xuất hồi lưu, chiết xuất có hỗ trợ siêu âm và chiết xuất ngâm. Hiệu suất chiết xuất của directionoside, luteolin và tổng flavonoid được tìm thấy là thấp nhất trong chiết xuất từ ​​phương pháp maculation.

    Ngấm kiệt

    Ngấm kiệt hiệu quả hơn so với maculation vì nó là một quá trình liên tục trong đó dung môi bão hòa liên tục được thay thế bằng dung môi tươi.

    Zhang và cộng sự. so sánh các phương pháp chiết tách và hồi lưu để trích xuất Undaria pinnatifida. Họ phát hiện ra rằng nội dung của thành phần chính, fucoxanthin, từ phương pháp chiết tách cao hơn so với phương pháp hồi lưu trong khi không có sự khác biệt đáng kể về năng suất chiết giữa hai phương pháp. Goupi patch là một chế phẩm y học Trung Quốc hợp chất bao gồm 29 loại thuốc Trung Quốc. Fu et al. đã sử dụng toàn bộ hàm lượng ancaloit được xác định bằng phương pháp chuẩn độ axit axit làm chỉ số và tối ưu hóa phương pháp thẩm thấu ethanol khi ngâm thuốc với rượu 55% trong 24 giờ và sau đó thấm qua 12 lần lượng cồn 55%. Khi sử dụng chỉ số chiết xuất của sinomenine (5) và ephedrine hydrochloride (6), Gao đã phát triển một phương pháp thẩm thấu tối ưu hóa khác: ngâm thuốc với 70% ethanol trong 24 giờ và sau đó thấm qua 20 lần lượng ethanol 70%. Tốc độ truyền của sinomenine và ephedrine hydrochloride lần lượt là 78,23 và 76,92%.

    Sắc thuốc

    Dịch chiết từ thuốc sắc chứa một lượng lớn tạp chất tan trong nước. Thuốc sắc có thể được sử dụng để chiết xuất các thành phần thermolabile hoặc dễ bay hơi. Các ginsenosides trong nhân sâm gặp phải phản ứng thủy phân, mất nước, khử carboxyl và các phản ứng bổ sung trong quá trình giải mã. Zhang và cộng sự. đã điều tra sự biến đổi hóa học của một chế phẩm TCM nổi tiếng, Danggui Buxue Tang, một loại thuốc thảo dược có chứa Astragali Radix và Angelicae Sinensis Radix. Họ phát hiện ra rằng hai flavonoid glycoside, calycosin-7-O-β-d-glucoside và ononin, trong Astragali Radix, có thể bị thủy phân để tạo thành calycosin và formononetin, tương ứng, trong quá trình giải mã. Hiệu quả thủy phân bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi pH, nhiệt độ và lượng thảo mộc. Hai hợp chất của TCM, Sanhuang Xiexin Tang (SXT) và Fuzi Xiexin Tang, đã được sử dụng ở Trung Quốc để điều trị các bệnh như tiểu đường trong hàng ngàn năm. SXT bao gồm Rhei Radix et Rhizoma, Scutellariae Radix và Coptidis Rhizoma trong khi FXT được sản xuất bằng cách thêm một TCM khác, Aconiti Lateralis Radix Prepata, trong SXT. Zhang và cộng sự. đã áp dụng một phương pháp UPLC-ESI / MS để giám sát 17 thành phần hoạt động trong các phân tích và trích dẫn SXT và FXT. Quá trình giải mã có thể tăng cường sự hòa tan của một số hợp chất hoạt tính sinh học so với quá trình maculation. Nội dung của 11 thành phần . Nhiệt độ cao trong quá trình giải mã đã làm mất hoạt tính của-glucuronidase và ngăn cản sự biến đổi glycoside thành aglycone của chúng, dẫn đến việc phát hiện ra hàm lượng cao hơn của baicalin và wogonoside trong thuốc sắc cũng như hàm lượng cao hơn của baicin và wogonoside. trong các câu lệnh. Sự tương tác giữa các hóa chất từ ​​các loại thảo mộc khác nhau cũng đã được quan sát. Các alcaloid diester-diterpenoid không được phát hiện trong thuốc sắc và thuốc ngâm của FXT, nhưng diester-diterpenoid alkaloid hypaconitine đã được tìm thấy trong thuốc sắc của một loại thảo dược duy nhất Aconiti Lateralis Radix Prepata. Thành phần của ba loại thảo dược khác trong FXT có thể thúc đẩy sự chuyển đổi từ các alcaloid diester-diterpenoid trong Aconiti Lateralis Radix Prepata sang các alcaloid monoester-diterpenoid ít độc hơn, có thể giải thích cơ chế giảm độc tính và tăng cường hiệu quả của TCM bằng cách hình thành .

    Chiết nóng hồi lưu

    Chiết xuất hồi lưu hiệu quả hơn so với quá trình thẩm thấu hoặc pha trộn và đòi hỏi ít thời gian chiết và dung môi hơn. Nó không thể được sử dụng để chiết xuất các sản phẩm tự nhiên thermolabile.

    Chiết xuất hồi lưu với 70% ethanol cung cấp năng suất cao nhất của thuốc trừ sâu sinh học tự nhiên, didehydrostemofoline (0,515% w / w của chiết xuất), từ rễ cây Collonaia trong số các chiết xuất được điều chế bằng các phương pháp chiết xuất khác nhau (siêu âm, chiết hồi lưu, Soxhlet, ngâm và ngấm kiệt)]. Zhang đã so sánh hiệu quả chiết xuất của các hoạt chất (baicalin và puerarin từ một hợp chất TCM kết hợp bảy loại thảo mộc với hai phương pháp khác nhau, sắc thuốc mã và hồi lưu. Phương pháp hồi lưu được tìm thấy tốt hơn phương pháp sắc thuốc. và sản lượng cao nhất của baicalin và puerarin thu được từ phương pháp hồi lưu với 60% ethanol làm dung môi chiết.

    Chiết xuất Soxhlet

    Phương pháp chiết xuất Soxhlet tích hợp các ưu điểm của chiết xuất và thẩm thấu hồi lưu, sử dụng nguyên lý hồi lưu và hút nước để liên tục chiết xuất thảo mộc bằng dung môi tươi. Chiết xuất Soxhlet là một phương pháp chiết xuất liên tục tự động với hiệu suất chiết cao, đòi hỏi ít thời gian và tiêu thụ dung môi hơn so với phương pháp maculation hoặc percolation. Nhiệt độ cao và thời gian chiết dài trong quá trình chiết Soxhlet sẽ làm tăng khả năng suy thoái nhiệt.

    Wei et al. thu được axit ursolic từ TCM Cynomorium (Cynomorii Herba) với năng suất 38,21 mg / g bằng cách chiết Soxhlet. Sự xuống cấp của catechin trong trà cũng được quan sát thấy trong chiết xuất Soxhlet do nhiệt độ chiết cao được áp dụng. Nồng độ của cả polyphenol và tổng số alcaloid từ phương pháp chiết Soxhlet ở 70 ° C đều giảm so với nồng độ của phương pháp ngâm áp dụng dưới 40 ° C.

    Chiết chất lỏng có áp suất (PLE)

    Chiết chất lỏng có áp suất (PLE) cũng được mô tả là chiết dung môi tăng tốc, chiết dung môi tăng cường, chiết chất lỏng điều áp, chiết chất lỏng tăng tốc và chiết bằng dung môi áp suất cao của các nhóm nghiên cứu khác nhau. PLE áp dụng áp suất cao trong khai thác. Áp suất cao giữ cho dung môi ở trạng thái lỏng trên điểm sôi của chúng dẫn đến độ hòa tan cao và tốc độ khuếch tán cao của các chất hòa tan lipid trong dung môi và độ thẩm thấu cao của dung môi trong ma trận. PLE giảm đáng kể mức tiêu thụ thời gian chiết và dung môi và có độ lặp lại tốt hơn so với các phương pháp khác.

    Các nhà nghiên cứu tại Đại học Macau và các viện nghiên cứu khác đã áp dụng thành công trong việc chiết xuất nhiều loại sản phẩm tự nhiên bao gồm saponin, flavonoid và tinh dầu từ TCM. Một số nhà nghiên cứu tin rằng PLE không thể được sử dụng để chiết xuất các hợp chất thermolabile do nhiệt độ chiết cao, trong khi những người khác tin rằng nó có thể được sử dụng để chiết xuất các hợp chất thermolabile vì thời gian chiết xuất được sử dụng trong PLE ngắn hơn. Phản ứng Maillard xảy ra khi PLE được sử dụng ở 200 ° C để chiết xuất chất chống oxy hóa từ bưởi nho. Anthocyanin là thermolabile. Gizir et al. áp dụng thành công PLE để thu được chiết xuất giàu anthocyanin từ cà rốt đen vì tốc độ phân hủy của anthocyanin phụ thuộc vào thời gian và điều kiện chiết xuất PLE trong thời gian ngắn ở nhiệt độ cao có thể khắc phục nhược điểm của nhiệt độ cao được sử dụng trong quá trình chiết xuất.

    Chiết chất lỏng siêu tới hạn (SFE)

    Chiết chất lỏng siêu tới hạn (SFE) sử dụng chất lỏng siêu tới hạn (SF) làm dung môi chiết. SF có độ hòa tan tương tự như chất lỏng và độ khuếch tán tương tự như khí, và có thể hòa tan nhiều loại sản phẩm tự nhiên. Tính chất hòa tan của chúng thay đổi đáng kể gần các điểm tới hạn do thay đổi áp suất và nhiệt độ nhỏ. Carbon dioxide siêu tới hạn (S-CO2) đã được sử dụng rộng rãi trong SFE vì những ưu điểm hấp dẫn của nó như nhiệt độ tới hạn thấp (31 ° C), tính chọn lọc, tính trơ, chi phí thấp, không độc hại và khả năng chiết xuất các hợp chất bền nhiệt. Độ phân cực thấp của S-CO2 làm cho nó trở nên lý tưởng cho việc chiết xuất các sản phẩm tự nhiên không phân cực như lipid và dầu dễ bay hơi. Một công cụ sửa đổi có thể được thêm vào S-CO2 để tăng cường đáng kể tính chất hòa tan của nó.

    Conde-Hernández chiết xuất tinh dầu hương thảo (Rosmarinus officinalis) bằng cách chiết xuất S-CO2, chưng cất thủy điện và chưng cất hơi nước. Ông phát hiện ra rằng cả hai sản lượng tinh dầu và hoạt tính chống oxy hóa của chiết xuất SFC đều cao hơn so với hai phương pháp khác. S-CO2 được biến đổi với 2% ethanol ở 300 bar và 40 ° C đã cho phép chiết xuất vinblastine cao hơn (một loại thuốc chống ung thư) từ Catharanthus roseus, hiệu quả hơn khi chiết xuất vinblastine 92% so với chiết xuất truyền thống phương pháp.

    Chiết có hỗ trợ siêu âm (UAE)

    Chiết xuất có hỗ trợ siêu âm (UAE), còn được gọi là chiết xuất siêu âm hoặc siêu âm, sử dụng năng lượng sóng siêu âm trong quá trình chiết xuất. Siêu âm trong dung môi tạo ra tăng tốc độ hòa tan và khuếch tán chất tan cũng như truyền nhiệt, giúp cải thiện hiệu suất chiết. Ưu điểm khác của UAE bao gồm tiêu thụ năng lượng và năng lượng thấp, và giảm nhiệt độ và thời gian chiết. UAE được áp dụng để khai thác các hợp chất thermolabile và không ổn định. UAE thường được sử dụng trong việc khai thác nhiều loại sản phẩm tự nhiên.

    Jovanović và cộng sự. đạt được năng suất polyphenol cao hơn từ Thymus serpyllum L. bởi UAE ở điều kiện tối ưu hóa (50% ethanol dưới dạng dung môi; 1:30 từ rắn đến dung môi; kích thước hạt 0,3 mm và thời gian 15 phút) so với phương pháp chiết xuất bằng phương pháp nhiệt và hỗ trợ nhiệt [13]. Wu và cộng sự. thấy rằng không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê để chiết xuất ginsenoside, bao gồm ginsenosides Rg1 và Rb1, chikusetsusaponins V, IV và IVa, và pseudins RT1, từ TCM Panacis Japonici Rhizoma giữa UAE và trào ngược sử dụng metanol 70% dung dịch nước để chiết trong 30 phút. Quách et al. tìm thấy cả phương pháp hồi lưu và UAE có ưu điểm là tiết kiệm thời gian, vận hành thuận tiện và năng suất chiết cao và UAE tương đối tốt hơn phương pháp hồi lưu cho TCM Dichroae Radix sử dụng năng suất chiết xuất và hàm lượng của febrifugine làm chỉ số].

    Chiết có hỗ trợ lò vi sóng (MAE)

    Sóng vi ba tạo ra nhiệt bằng cách tương tác với các hợp chất phân cực như nước và một số thành phần hữu cơ trong ma trận thực vật theo cơ chế dẫn ion và cơ chế quay lưỡng cực. Sự truyền nhiệt và khối lượng theo cùng một hướng trong MAE, tạo ra hiệu ứng hiệp đồng để tăng tốc độ chiết và cải thiện năng suất chiết. Việc áp dụng MAE cung cấp nhiều lợi thế, chẳng hạn như tăng năng suất chiết xuất, giảm sự suy giảm nhiệt và gia nhiệt chọn lọc của vật liệu thực vật. MAE cũng được coi là một công nghệ xanh vì nó làm giảm việc sử dụng dung môi hữu cơ. Có hai loại phương pháp MAE: chiết không dung môi (thường cho các hợp chất dễ bay hơi) và chiết bằng dung môi (thường cho các hợp chất không bay hơi). Chen đã tối ưu hóa các điều kiện để MAE trích xuất resveratrol từ TCM Polygoni Cuspidati Rhizoma et Radix (rhizome và radix của Polygonum cuspidatum) bằng thí nghiệm trực giao. Hiệu suất chiết xuất 1,76% của resveratrol thu được từ các điều kiện tối ưu hóa như sau: thời gian chiết 7 phút, 80% ethanol, tỷ lệ chất lỏng với chất rắn 25: 1 (ml: g), công suất vi sóng 1,5 kw. Benmoussa và cộng sự. sử dụng phương pháp MAE không dung môi tăng cường để chiết xuất tinh dầu từ Nhà máy foeniculum Vulgare. hạt ở áp suất khí quyển mà không cần thêm bất kỳ dung môi hoặc nước. Năng suất và hồ sơ thơm trong chiết xuất MAE không dung môi tăng cường tương tự như chiết xuất bằng phương pháp chưng cất thủy điện và chỉ tốn một phần sáu thời gian chưng cất thủy điện. Xiong et al. đã phát triển một MAE để chiết xuất năm loại ancaloit hoạt tính sinh học chính là liensinine, neferine, isoliensinine, dauricine và nuciferin, từ phôi TCM Nelumbinis Plumula hạt nucifera) sử dụng thí nghiệm tiếp cận đơn biến và thiết kế hỗn hợp trung tâm. Các điều kiện MAE được tối ưu hóa như sau: 65% metanol làm dung môi chiết, công suất vi sóng 200 W và thời gian chiết là 260 s.

    Chiết xung điện (PEF)

    Chiết điện trường xung làm tăng đáng kể năng suất chiết và giảm thời gian chiết vì nó có thể tăng chuyển khối trong quá trình chiết bằng cách phá hủy cấu trúc màng. Hiệu quả của điều trị PEF phụ thuộc vào một số thông số bao gồm cường độ trường, đầu vào năng lượng cụ thể, số xung và nhiệt độ xử lý. Chiết xuất PEF là một phương pháp không nhiệt và giảm thiểu sự xuống cấp của các hợp chất thermolabile.

    Hou et al. thu được năng suất cao nhất của ginsenosides (12,69 mg / g) bằng PEF khi sử dụng các điều kiện cường độ điện trường 20 kV / cm, tần số 6000 Hz, dung dịch nước ethanol 70% và vận tốc 150 l / h. Năng suất của ginsenosides của phương pháp chiết xuất PEF cao hơn so với MAE, chiết xuất hồi lưu nhiệt, UAE và PLE. Toàn bộ quá trình trích xuất PEF mất ít hơn 1 giây và ít hơn nhiều so với các phương pháp được thử nghiệm khác. Trong một nghiên cứu về chất chống oxy hóa được chiết xuất từ ​​vỏ cây vân sam Na Uy, Bouras đã phát hiện ra rằng hàm lượng phenolic cao hơn nhiều (tám lần) và hoạt động chống oxy hóa (30 lần) đã đạt được sau khi điều trị PEF so với các mẫu không được xử lý.

    Chiết hỗ trợ enzyme (EAE)

    Cấu trúc của màng tế bào và thành tế bào, các mixen được hình thành bởi các đại phân tử như polysacarit và protein, và sự đông tụ và biến tính protein ở nhiệt độ cao trong quá trình chiết xuất là rào cản chính đối với việc chiết xuất các sản phẩm tự nhiên. Hiệu suất chiết xuất sẽ được tăng cường bởi EAE do tác động thủy phân của các enzyme trên các thành phần của thành tế bào và màng tế bào và các đại phân tử bên trong tế bào tạo điều kiện cho việc giải phóng sản phẩm tự nhiên. Cellulose, α-amylase và pectinase thường được sử dụng trong EAE.

    Polysacarit là một trong những thành phần có hoạt tính sinh học trong TCM Astragali Radix. Chen và cộng sự. đã nghiên cứu EAE của polysacarit từ cơ chế của Astragalus mucanaceus bằng cách sử dụng các enzyme khác nhau và thấy rằng glucose oxyase mang lại hiệu quả tốt hơn trong việc chiết xuất polysacarit so với bảy loại enzyme khác được thử nghiệm (amyloglucosidase, hemiaellulase, amylase, amylase Sản lượng polysacarit trong điều kiện EAE được tối ưu hóa bằng cách sử dụng glucose oxyase tăng hơn 250% so với phương pháp xử lý không enzyme. Năng suất chiết của axit chlorogen từ lá Eucommia ulmoides được cải thiện rất nhiều khi sử dụng cellulase và chất lỏng ion. Strati el al. nhận thấy rằng năng suất chiết xuất carotene và lycopene từ chất thải cà chua đã tăng lên khi sử dụng enzyme pectinase và cellulase. So với phương pháp chiết dung môi không xử lý bằng enzyme, năng suất cao hơn gấp sáu và mười lần của hai hợp chất mục tiêu đã thu được trong các mẫu được xử lý bằng cellulase và pectinase, tương ứng.

    Chưng cất hydro và chưng cất hơi nước

    Chưng cất hydro (HD) và chưng cất hơi nước (SD) là phương pháp thường được sử dụng để chiết xuất dầu dễ bay hơi. Một số hợp chất tự nhiên gặp phải sự phân hủy trong HD và SD.

    Thành phần hóa học và hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu nguyên sinh và tinh dầu thứ cấp từ Mentha citrata bị ảnh hưởng đáng kể bởi các phương pháp chưng cất. Cả sản lượng tinh dầu nguyên chất và tinh dầu thứ cấp theo HD đều cao hơn so với SD. Yahya và Yunus thấy rằng thời gian chiết xuất đã ảnh hưởng đến chất lượng của dầu hoắc hương cần thiết được chiết xuất. Khi thời gian trích ly tăng, nội dung của một số thành phần giảm hoặc tăng.

    --- Bài cũ hơn ---

  • Công Dụng Và Cách Chiết Xuất Tinh Dầu Gừng Tại Nhà
  • Hướng Dẫn Chiết Xuất Tinh Dầu Gừng Nguyên Chất Đơn Giả
  • Phương Pháp Chiết Xuất Tinh Dầu Đơn Giản
  • Hướng Dẫn Trồng, Chiết, Giâm Và Ghép Cành, Rễ Bonsai
  • Nhân Giống Hoa Hồng: Hướng Dẫn Cách Chiết, Ghép Và Giâm
  • Các Phương Pháp Chiết Xuất Curcumin Từ Nghệ

    --- Bài mới hơn ---

  • Phương Pháp Chiết Pha Rắn
  • Nghiên Cứu Chiết Tách Polyphenol Từ Cây Điều Để Làm Chất Kháng Oxi Hóa
  • Ứng Dụng Của Phenol / Chloroform Trong Tách Chiết Dna, Rna
  • Kỹ Thuật Vi Chiết Pha Rắn Spe Solid Phase Extraction Hãng Supelco
  • Đại Cương Chiết Pha Rắn Và Ứng Dụng Của Chiết Pha Rắn
  • Phương pháp chiết xuất từ nghệ được tiến hành theo quy trình chiết xuất curcumin bằng phương pháp Soxhlet được ứng dụng đầu tiên. Thế nhưng phương pháp này vẫn còn tồn tại nhiều mặt hạn chế như thời gian chiết xuất dài, nhiệt độ cao tạo điều kiện thuận lợi cho việc chiết xuất ra các hợp chất mục tiêu.

    Xử lý mẫu ban đầu, nghệ khi được mua về ở dạng củ tươi và được xử lý như sau:

    -Đầu tiên làm sạch các tạp chất dính nghệ

    -Sau đó cắt lát, phơi nắng hoặc sấy khô ở nhiệt độ từ 40 đến 50⁰ cho đến khi khối lượng không còn thay đổi.

    -Sau khi để nguội ở nơi khô thoáng, tiếp tục cho vào máy xay thành bột mịn. Đây là nguyên liệu được dùng cho quá trình chiết xuất.

    Chiết xuất tinh dầu và chất béo:

    -Cân 100gam bột nghệ cho vào túi vải, sau đó cho vào hệ thống chiết soxhlet.

    -Cho 0,5 lít dung môi petroleum ether vào bình cầu và một ít đá bọt.

    -Đun hoàn lưu khoảng 48 tiếng ta sẽ thấy được dung dịch màu vàng đậm.

    -Kiểm tra bằng mặt kính đồng hồ, nếu thấy hết tinh dầu thì tắt bếp và để nguội.

    -Phần dung dịch được đem cô quay để thu hồi dung môi và thu được tinh dầu.

    -Phần bã được sấy khô và tiếp tục quá trình chiết xuất tiếp theo.

    -Rửa sạch và sấy khô hệ thống chiết Soxhlet.

    -Phần bã sau khi sấy khô thì cho vào túi vải và tiếp tục cho vào hệ thống chiết Soxhlet như trên.

    -Sau đó cho 0,5 lít dung môi ethanol 95⁰ vào bình cầu và thêm một ít đá bọt.

    -Tiếp tục đun hoàn lưu 48 giờ ta thấy dung dịch màu nâu đỏ. Phần dung dịch sau khi cô quay để loại bỏ dung môi ta sẽ thu được cao EtOH.

    Phân lập curcumin từ hợp chất curcuminoid:

    Bước 1. Chuẩn bị:

    Cột sắc ký (đường kính 36mm, cao 60 cm) được rửa sạch sấy khô, cho bông gòn vào đáy cột, kẹp thẳng góc trên giá.

    Silica gel (60G, 0.04 – 0.063mm, 80g) được cho từ từ đều đặn mỗi lần một lượng nhỏ vào một becher đựng sẵn dung môi là CH2Cl2. Vừa cho silica gel vào vừa khuấy nhẹ.

    Bước 2: Nhồi cột

    Đặt một phễu đuôi dài lên đầu cột, rót hỗn hợp silica gel sệt vào, mở nhẹ khóa bên dưới cột cho dung môi chảy vào một becher bên dưới cột, dung môi này được sử dụng rót lên đầu cột.

    Sau khi nạp xong, cho dung môi chạy tuần hoàn nhiều lần để nén lớp silica gel cho đến khi ổn định và có chiều cao là 30 cm. Cho một lớp cát biển khoảng 0.25 – 0.5 cm lên trên lớp silicagel để bảo vệ bề mặt cột.

    Bước 3: Đưa mẫu phân tích vào cột

    Hòa tan hoàn toàn lượng mẫu (4g curcuminoid) bằng CH2Cl2 rồi cho silicagel vào hấp phụ, sấy khô sau đó nạp hết vào cột.

    Bước 4: Triển khai cột

    Dung môi dùng để rửa giải là hệ dichloromethane – methanol.

    Đầu tiên dùng hệ 100% dichloromethane. Sau đó theo thời gian, tăng dần độ phân cực của dung môi bằng cách pha thêm vào dung môi lượng tăng dần methanol theo các tỷ lệ DC:Met = 99.5:0.5, DC:Met = 99:1,…

    Trong quá trình chạy cột có sử dụng bơm nén khí để tạo áp suất giúp cho quá trình rửa giải nhanh hơn.

    Bước 5: Thu và kiểm tra các phân đoạn Kiểm tra các phân đoạn bằng sắc ký bản mỏng với hệ dung môi thích hợp. Ở đây sử dụng hệ dung môi chạy bản mỏng dichloromethane-methanol (98:2 v/v).

    Bước 6: Thu hồi và định lượng các phân đoạn Các phân đoạn có kết quả kiểm tra TLC như nhau được gom lại và cô quay chân không và cân định lượng.

    Chiết xuất Curcumin từ củ nghệ vàng nhờ sự hỗ trợ của enzyme

    Enzyme α-Amylase và amyloglucosidase được sử dụng cho quá trình thủy phân bột nghệ vì các loại enzyme này có thể thủy phân được carbohydrate có trong nghệ (chiếm hơn 80% thành phần của nghệ).

    Quy trình chiết xuất Curcumin với hỗ trợ của enzyme:

    -Cho 1g bột nghệ trong bình nón 250ml và thêm với 100ml nước (nước là dung môi chiết kém nhưng cần thiết cho hoạt động của enzyme), sau đó thêm 50ml dung dịch đệm McIlvaine pH5.

    -Sau đó cho thêm hỗn hợp enzyme Enzyme α-Amylase và amyloglucosidase vào bình.

    – Bình được bọc kín bằng màng nhôm và lắc trong tủ ấm (IKA IC4000) ở tốc độ 130 vòng / phút và ủ ở nhiệt độ 65 ° C (là nhiệt độ thích hợp cho hoạt động của α-amylase và amyloglucosidase) và ủ trong 8 giờ.

    – Sau khi tiền xử lý enzyme, lớp huyền phù lắng xuống và lọc lấy lớp nước được tách ra khỏi bột nghệ; các hạt bột nghệ kết tủa được sấy khô ở 60°C trong 6 giờ và sau đó được chiết xuất curcumin bằng 10 ml acetone với các thời gian chiết khác nhau từ 1-5h.

    – Phần dung môi được thu hồi và cho bay hơi bằng máy cô quay chân không.

    – Phần tinh dầu được cân và hòa tan trong 10ml methanol để phân tích hàm lượng curcumin có trong nó.

    Chiết xuất Curcumin từ nghệ bằng hệ thống siêu âm

    Đối với phương pháp chiết xuất Curcumin bằng hệ thống siêu âm là một trong những phương pháp được nhiều nhà khoa học quan tâm nhất.

    -Khả năng phá hủy tế bào nhanh, mạnh hơn so với các phương pháp truyền thống.

    -Giảm công đoạn xử lý nguyên liệu đầu vào.

    -Giảm thời gian chiết xuất

    -Không cần gia nhiệt mà vẫn không làm giảm hiệu suất của quá trình chiết xuất.

    -Giảm chi phí tách chiết.

    -Dễ dàng thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cho kết quả có tính lặp lại cao phù hợp với việc chuyển quy mô.

    Quy trình chiết xuất Curcumin từ nghệ bằng hệ thống siêu âm:

    Củ nghệ khô xay thành bột (1kg), chiết xuất bằng siêu âm với hỗn hợp ethanol 96⁰ trong 15 phút ở nhiệt độ phòng.

    Thu hồi dung môi, cao cô đặc được chiết với n-hexan để loại bỏ tinh dầu.

    Lớp nước để lạnh kết tinh thu sản phẩm curcumin thô.

    Sau đó tiến hành tinh chế hỗn hợp curcumin thô bằng sắc ký cột với hệ dung môi là chloroform:methanol (99:1) và HPLC điều chế trên cột pha đảo RP-18, pha động là acetonitril – dung dịch acid acetic 0.03% (50:50), tốc độ dòng 3.0ml/phút, thu được curcumin tinh khiết.

    Chất phân lập sau khi đuổi dung môi, sấy ở áp suất giảm và nhiệt độ 60⁰C thu được tinh thể màu vàng đậm với hiệu suất chiết khoảng 2.2%.

    Như được biết thì chiết xuất nghệ rất tốt cho sức khỏe con người chúng ta, thì trong chiết xuất nghệ có chứa chất curcumin giúp điều trị các bệnh về dạ dày, tiêu hóa; điều trị kháng viêm, giảm sưng; điều trị các bệnh về gan; phòng chống và điều trị ung thư;…Nên các dược liệu chiết xuất từ nghệ luôn được mọi người tin dùng để chăm sóc sức khỏe.

    Điều trị trên da:

    Với đặc tính chống viêm và chống oxy hóa của mình curcumin extract được chứng minh có hiệu quả trong điều trị các chứng bệnh trên da như đẩy nhanh quá trình lành vết thương, làm dịu các lỗ chân lông, giảm sẹo mụn trứng cá và kiểm soát bệnh vẩy nến.

    Ngoài ra, chiết xuất từ nghệ còn được sử dụng trong một số mỹ phẩm chiết xuất từ nghệ như các sản phẩm dưỡng trắng da, chăm sóc da, chống lão hóa,…

    --- Bài cũ hơn ---

  • Phương Pháp Ngâm Trong Kỹ Thuật Bào Chế
  • Hướng Dẫn Cách Chiết Nước Hoa Sang Lọ Nhỏ Đơn Giản Tại Nhà
  • Bật Mí Cách Để Các Lọ Nước Hoa Chiết Ra Đời
  • Cách Chiết Nước Hoa Ra Chai Nhỏ Đơn Giản
  • Phương Pháp Ngấm Kiệt Là Gì? Ứng Dụng Trong Chiết Xuất Dược Liệu
  • Phương Pháp Chiết Xuất Tinh Dầu Đơn Giản

    --- Bài mới hơn ---

  • Hướng Dẫn Chiết Xuất Tinh Dầu Gừng Nguyên Chất Đơn Giả
  • Công Dụng Và Cách Chiết Xuất Tinh Dầu Gừng Tại Nhà
  • Các Phương Pháp Chiết Xuất Và Công Nghệ Chiết Hiện Nay
  • Bai Giang Chiet Lpe Lai Thi Thu Trang Truong Dai Hoc Y Thai Binh
  • Hướng Dẫn Kỹ Thuật Chiết Cành Hoa Hồng
  • Ngày nay, nhiều người dành thời gian để tự chế tạo các loại tinh dầu như: tinh dầu bưởi, tinh dầu cam,…như một cách để bảo vệ sắc đẹp, sức khỏe cho bản thân và những người thân trong gia đình. Tự tạo ra cách chế tạo các sản phẩm như cách chiết xuất tinh dầu khuynh diệp, các tinh làm tinh dầu hoe sen đảm bảo chất lượng hiệu quả hơn.

    Tùy thuộc từng loại nguyên liệu mà chúng ta có những cách khác nhau để chiết xuất ra tinh dầu một cách hợp lý.

    Các phương pháp chiết xuất tinh dầu cần phải đạt được những yêu cầu cơ bản sau đây:

    • Như các quy trình sản xuất tinh dầu hoa hồng, quy trình chiết xuất tinh bưởi cần phải giữ cho tinh dầu cho mùi tự nhiên ban đầu.
    • Phải chiết xuất triệt để tinh dầu trong nguyên liệu. Tổn thất tinh dầu và hàm lượng tinh dầu trong nguyên liệu sau khi chiết xuất càng thấp càng tốt.

    Hôm nay, 3cshop sẽ chia sẻ cho các bạn một số cách chiết xuất tinh dầu thủ công mà các bạn có thể áp dụng ngay tại nhà.

    Đây là phương pháp rất lâu đời trong chiết xuất tinh dầu, được sử dụng qua hàng ngàn năm nay. Phương pháp này được áp dụng để lấy tinh dầu từ các loại hoa.

    Cách thực hiện:

    • Sử dụng 1 khuôn gỗ, đặt lên đấy tấm thủy tinh được phết mỡ lợn cả 2 mặt, lớp thủy tinh nay dày khoảng 3mm.
    • Sau đó đặt lên trên bề mặt 1 lớp lụa mỏng, rải lên đấy 30 – 80g hoa tươi khô ráo, không bị dập nát. Khoảng 35 – 40 khuôn gỗ được xếp chống lên nhau, để trong phòng kín.
    • Sau 24 – 72 giờ tùy theo từng loại hoa, người ta thay lớp hoa mới cho đến khi chất béo bão hòa tinh dầu.

    Có thể dùng mỡ có chứa tinh dầu, hoặc tách riêng tinh dầu bằng alcol. Quy trình này rất công phu, tỉ mỉ và đòi hỏi thời gian dài để thực hiện.

    Ưu điểm của phương pháp này là thu được tinh dầu ít tạp chất hơn. Nhưng có nhược điểm là rất khó tinh chế đòi hỏi thời gian dài để thực hiện.

    Cách thực hiện:

    • Cùng cho nguyên liệu và nước vào nồi, đặt một bát nhỏ vào giữa nồi. Khi đun sôi, tinh dầu nhẹ sẽ bay lên.
    • Úp ngược vung nồi và cho đá lạnh lên trên, đá lạnh có tác dụng ngưng tụ tinh dầu, theo độ võng của vung nồi rơi xuống bát. Vậy là ta đã thu được tinh dầu rồi đấy.

    Nhưng trích ly tinh dầu nha đam sẽ thực hiện bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước.

    Ưu điểm của phương pháp này là quy trình đơn giản, dễ làm. Tuy nhiên có nhược điểm là không thể áp dụng đối với nguyên liệu có hàm lượng tinh dầu thấp.

    Không nên chưng cất một mẻ quá lâu vì dù tạo thêm một ít tinh dầu nhưng có thể làm hỏng cả mẻ do sinh ra những chất hóa học không mong muốn. Xem hướng dẫn cách chưng cất từng loại cây cụ thể.

    Phương pháp ép lạnh tinh dầu thường được áp dụng để thu tinh dầu của các loại quả có múi như vỏ cam, vỏ quýt và cách làm tinh dầu lá lốt.

    Lưu ý khi sử dụng tinh dầu:

    Tinh dầu có độ đậm đặc rất cao vì thế bạn cần pha loãng trong dầu dẫn trước khi bôi lên da. Các loại dầu dẫn phổ biến như là: dầu hạnh nhân, dầu hạt nho và nhiều loại dầu khác có thể dùng được.

    Chúng có thể được bổ sung trong quá trình đóng chai hoặc trộn với tinh dầu ngay trước khi dùng.

    Tinh dầu có rất nhiều công dụng như: chống viêm, chống khuẩn, chăm sóc da,….nhưng bênh cạnh đó tinh dầu cũng rất dễ mất mùi, giảm tác dụng nếu tiếp xúc với ánh sáng mặt trời,…vì thế việc bảo quản tinh dầu nguyên chất là rất cần thiết. Bảo quản tinh dầu ở những nơi thoáng mát, tránh tiếp xúc với ánh nắng mặt trời.

    Bên cạnh việc bảo quản tinh dầu nơi thoáng mát còn cần duy trì nhiệt độ ổn định tránh tiếp xúc với những nơi có nhiệt độ quá cao như bếp, trong cốp xe, trên cửa sổ, đặc biệt là phòng tắm nơi có nhiệt độ cao ảnh hưởng đến chất lượng tinh dầu, bảo quản đúng cách giúp kéo dài thời gian sử dụng.

    Chọn lọ thủy tinh chứa tinh dầu có màu tối để tránh tinh dầu ảnh hưởng bởi ánh sáng mặt trời gây ảnh hưởng đến chất lượng tinh dầu. Đặt tinh dầu vào ngăn mát tủ lạnh, không nên cho tinh dầu vào ngăn đá làm giảm chất lượng tinh dầu.

    --- Bài cũ hơn ---

  • Hướng Dẫn Trồng, Chiết, Giâm Và Ghép Cành, Rễ Bonsai
  • Nhân Giống Hoa Hồng: Hướng Dẫn Cách Chiết, Ghép Và Giâm
  • Kỹ Thuật Nhân Giống Bằng Hình Thức Chiết, Ghép Và Giâm Cành
  • Phương Pháp Chiết Khấu Dòng Diền Thuần Vốn Chủ ( Fcfe
  • Hướng Dẫn Định Giá Cổ Phiếu Theo Phương Pháp Pe, Fcff Và Fcfe
  • Tổng Hợp Các Phương Pháp Chiết Xuất Artemisinin

    --- Bài mới hơn ---

  • Nghiên Cứu Chiết Xuất Berberin Từ Vàng Đắng Bằng Dung Dịch Kiểm
  • Hướng Dẫn Kỹ Thuật Chiết Cành Cây Cơ Bản
  • Cách Chiết Cành Khế “siêu Đơn Giản” Cho Cành Nhiều Rễ
  • Cách Chiết Cành Khế Ra Rễ Cực Nhanh
  • Hướng Dẫn Kỹ Thuật Chiết Cây Mít
  • 1. Giới thiệu chung về các phương pháp chiết xuất Artemisinin (Artemisinin extract)

    Cho tới nay, đã có nhiều nghiên cứu về các phương pháp chiết xuất artemisinin từ lá thanh cao hoa vàng. Mục đích của các nghiên cứu này là tìm ra tìm ra phương pháp chiết xuất vượt trội nhất, đảm bảo các tiêu chí như:

    • Hiệu suất chiết xuất cao.
    • An toàn với môi trường, tiết kiệm dung môi chiết xuất
    • Chi phí thấp.
    • Chiết xuất bằng dung môi n-hexan
    • Chiết xuất bằng ethanol
    • Chiết xuất bằng dung môi CO2 siêu tới hạn
    • Chiết xuất bằng dung dịch ion lỏng

    2. Quy trình chiết xuất Artemisin (Artemisin extract process )

    Chiết xuất Artemisinin bằng dung môi n-hexan

    Phương pháp chiết xuất artemisinin bằng dung môi n-hexan là phương pháp truyền thống được áp dụng tại Việt Nam cũng như các nước trên thế giới từ rất lâu. Bạn có thể tham khảo quy trình chiết xuất của phương pháp này như sau:

    – Lá thanh cao hoa vàng được phơi khô, xay thô và cho vào nồi chiết.

    – Chuẩn bị dung môi chiết n-hexan với tỷ lệ dược liệu/dung môi là 1/5, chiết ở nhiệt độ 30 – 50°C, thời gian chiết trong 3 giờ.

    – Chiết trong 3 giờ, dịch chiết lần 3 sử dụng làm dung môi chiết lần 1 của mẻ khác.

    – Sau đó gộp dịch chiết lại, cô thu hồi dung môi rồi rút ra để kết tinh ít nhất trong 24 giờ, artemisin sẽ kết tinh lẫn với sáp.

    – Loại phần dung dịch bằng cách gạn, loại sáp bằng nhiệt độ và xăng nóng thu được artemisin thô trong aceton.

    – Artemisinin thô đã loại hết sáp được hòa tan trong cồn sôi, thêm than hoạt tính và đun sôi trong 20 phút với sinh hàn hồi lưu.

    – Lọc nóng loại than hoạt tính và để kết tinh ở nhiệt độ thường tối thiểu trong 24 giờ. Vẩy ly tâm rửa tinh thể bằng cồn và sấy ở 80°C.

    Chú ý: Có thể kiểm tra đã loại hết sáp chưa bằng cách hòa tan artemisin thô trong aceton, nếu dung dịch trong là đã loại hết sáp.

    Quy trình chiết xuất Artemisinin bằng dung môi ethanol

    Nhà khoa học Albert Fleming và các cộng sự đã nghiên cứu lựa chọn điều kiện chiết xuất artemisinin bằng ethanol như sau:

    • Chuẩn bị dung môi ethanol 96%.
    • Nhiệt độ chiết xuất: nhiệt độ phòng.
    • Tỷ lệ dung môi/dược liệu (kg/l) là 1/7.5.
    • Thời gian chiết xuất là 3.5 giờ.

    Chiết khoảng 2 lần, sau mỗi lần chiết có khoảng 1.5l (20%) dịch chiết còn lại trong dược liệu nên người ta cần rửa và ép lấy dịch chiết. Gộp lại dịch chiết, cất thu hồi dung môi đến cắn. Hòa tan cắn bằng dung môi n-hexan và ethyl acetat với tỷ lệ 85:15 và lọc.

    Dịch lọc cô đến đậm đặc rồi để kết tinh. Vẩy ly tâm rửa tinh thể bằng cồn và sấy ở 80°C.

    Chiết xuất Artemisinin bằng dung môi siêu tới hạn CO2

    Chiết xuất bằng dung môi siêu tới hạn là quá trình chiết rắn – khí, trong đó dung môi là chất khí ở diều kiện siêu tới hạn. Bên cạnh đó, độ nhớt thấp và sức căng bề mặt gần như bằng không, cho phép dung môi siêu tới hạn thấm vào dược liệu sâu hơn và nhanh hơn so với dung môi lỏng. Hơn thế nữa, việc loại dung môi khí ra khỏi chất chiết cũng đơn giản hơn so với dung môi lỏng.

    Marcel Kohler và các cộng sự đã khảo sát phương pháp chiết xuất artemisinin bằng dung môi CO 2 siêu tới hạn, kết hợp với phân tích dịch chiết bằng kỹ thuật HPLC. Tác giả đã tìm ra điều kiện tối ưu cho quy trình chiết xuất là:

    • Áp suất khí đẩy CO2 là 15 mPa.
    • Nhiệt độ chiết xuất là 50°C.
    • Chất cho thêm là methanol với nồng độ 3%.
    • Thời gian chiết xuất là 20 phút.
    • Tốc độ dòng CO2 là 2ml/phút.

    Chuẩn bị nguyên liệu

    Lá thanh cao hoa vàng được sấy khô ở điều kiện nhiệt độ 50 – 60°C trong vòng 1 giờ, lấy ra xay khô thành bột (rây qua cỡ rây 1mm).

    Lấy 100g bột dược liệu ngâm trương nở trong 50ml đồng dung môi tiến hành trong điều kiện chiết xuất ở trên. Dịch chiết thu được thu vào bình nón có nút.

    Tinh chế dịch chiết

    – Dịch chiết được cất thu hồi dung môi và cô đến cắn. Hòa tan cắn bằng n-hexan (120 ml n-hexan tương đương với 18 – 19.5g cắn chiết), cất thu hồi dung môi cho đến khi còn khoảng 40 – 50 ml, đổ vào cốc có mỏ thể tích 100ml, để kết tinh trong 48 giờ.

    – Gạn lấy phần tủa (artemisinin và sáp), đun cách thủy cho sáp chảy lỏng ra, lọc lấy tinh thể artemisin, rửa với xăng công nghiệp, được đun nóng thu được sản phẩm artemisinin thô.

    – Artemisin thô được hòa tan trong 5 phần ethanol 96% trong cốc có mỏ, thêm than hoạt tính với lượng 2 – 5% artemisin thô tính theo khối lượng. Đun cách thủy trong vòng 10 phút có khuấy trộn liên tục. Lọc nóng qua phễu Buchner để loại than hoạt, rửa bã than bằng ethanol nóng và thu lấy dịch lọc.

    – Gộp dịch lọc và dịch rửa, để kết tinh ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ, lọc lấy tinh thể trên phễu Buchner, rửa tinh thể 2 lần bằng ethanol. Tinh thể được sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ 60°C.

    3. Đánh giá các phương pháp chiết xuất Artemisinin

    Qua nhiều thực nghiệm, người ta chứng minh được rằng hiệu suất chiết xuất artemisinin bằng phương pháp chiết siêu tới hạn là cao nhất, chi phí đầu tư cũng thấp hơn so với các phương pháp còn lại.

    Dựa trên dữ liệu đã nghiên cứu, các nhà nghiên cứu có thể so sánh về hiệu suất chiết xuất, thời gian chiết, chi phí trong quá trình chiết giữa các dung môi như bảng sau:

    Trong đó:

    • Hiệu suất chiết xuất là tỷ lệ giữa khối lượng artemisinin thu được so với artemisinin có trong dược liệu.
    • Thời gian chiết là thời gian để chiết kiệt artemisinin từ trong dược liệu.
    • Chi phí vận hành: bao gồm các chi phí bỏ ra trong quá trình chiết (điện, nước).
    • Chi phí đầu tư: bao gồm chi phí trang thiết bị, chi phí chiết xuất, hàng tồn kho và dung môi.

    Bên cạnh đó, các nhà khoa học cũng đánh giá một số ưu nhược điểm của các phương pháp chiết xuất như sau:

    – Chiết xuất bằng dung môi n-hexan thì có ưu điểm là cách tiến hành đơn giản nhưng hiệu suất chiết thấp và dễ cháy nổ.

    – Chiết xuất bằng dung môi Ethanol 96% có ưu điểm là dung môi chiết ít độc nhưng rất dễ gây cháy nổ, chi phí cao và artemisinin kém ổn định trong ethanol 96%.

    – Chiết xuất artemisinin bằng CO 2 siêu tới hạn là phương pháp chiết xuất hiện đại với nhiều ưu điểm vượt trội:

    • Dung môi CO2 được dùng là dung môi chiết xuất rẻ tiền, không độc hại và thân thiện môi trường, khả năng hòa tan tốt.
    • Quá trình chiết xuất diễn ra nhanh, chất chiết ít bị tác động bởi nhiệt.
    • Khi thay đổi áp suất và nhiệt độ thì khả năng hòa tan và tính chọn lọc của dung môi có thể sẽ được điều chỉnh.
    • Dễ dàng tách hoàn toàn dung môi ra khỏi các chất chiết, không cần giai đoạn cất loại dung môi.

    Tuy nhiên phương pháp này đòi hỏi phải có thiết bị chuyên dụng, giá thành đắt, để chiết thành công cần phải tối ưu hóa các điều kiện, không thích hợp các mẫu chiết ở dạng lỏng.

    Hy vọng rằng qua những chia sẻ của bài viết về các phương pháp chiết xuất Artemisinin đã giúp các bạn có thêm nhiều kiến thức về các phương pháp chiết xuất Artemisinin.

    --- Bài cũ hơn ---

  • Chiết Suất Và Tinh Chế Carotenoi
  • Nghiên Cứu Chiết Tách Và Thành Phần Chất Màu Anthocyanin Trong Rau Dền Đỏ
  • Nguyên Lý Hoạt Động Của Bộ Kit Tách Chiết Adn Trong Phòng Thí Nghiệm
  • Phương Pháp Và Nguyên Lý Của Việc Tách Chiếc Adn
  • Các Phương Pháp Chung Chiết Alcaloid
  • Tổng Hợp Các Phương Pháp Chiết Xuất Curcumin

    --- Bài mới hơn ---

  • Tiêu Chuẩn Việt Nam Tcvn 8319:2010 Về Rau Quả
  • Các Chủ Trại Gà Đẻ Ở Việt Nam Khẳng Định: ‘không Xài Fipronil Để Trừ Mạt Như Nông Dân Hà Lan’
  • Tối Ưu Hóa Quá Trình Tách Chiết Flavonoid Từ Chè Dây Cao Bằng
  • Hướng Dẫn Định Giá Cổ Phiếu Theo Phương Pháp Pe, Fcff Và Fcfe
  • Phương Pháp Chiết Khấu Dòng Diền Thuần Vốn Chủ ( Fcfe
  • 1. Tổng quan về các phương pháp chiết xuất Curcumin

    Các phương pháp chiết xuất Curcumin thường chia thành 2 loại:

    • Phương pháp chiết xuất truyền thống: chiết xuất rắn – lỏng thông thường (có hoặc không có khuấy trộn), chiết shoxlet.
    • Phương pháp chiết xuất hiện đại: chiết CO2 siêu tới hạn, chiết xuất với sự trợ giúp của vi sóng, kỹ thuật chiết xuất có sự hỗ trợ của enzym hoặc siêu âm…

    Tuy nhiên, do hàm lượng curcumin trong nghệ thường thấp và khả năng hòa tan của curcumin trong các dung môi thông dụng như (ethanol, methanol,…) cũng thấp nên quá trình chiết xuất hoạt chất này theo phương pháp truyền thống có rất nhiều mặt hạn chế:

    • Thời gian chiết xuất kéo dài: có thể từ 8 – 48h.
    • Nhiệt độ trong quá trình chiết xuất cao: 50 – 70°C.
    • Lượng dung môi bay hơi trong quá trình chiết xuất lớn, dẫn tới cần dung môi chiết xuất với số lượng lớn và gây ô nhiễm môi trường.
    • Hiệu suất chiết xuất curcumin còn thấp.

    Từ những nhược điểm của phương pháp chiết xuất truyền thống đã kích thích các nhà khoa học nghiên cứu các phương pháp chiết xuất hiện đại giúp nâng cao hiệu quả chiết xuất, thân thiện với môi trường, tiết kiệm nguyên liệu, sử dụng các dung môi hữu cơ dễ bay hơi nhưng ít nguy hiểm.

    2. Một số quy trình chiết xuất Curcumin

    2.1. Chiết Curcumin bằng phương pháp siêu âm

    Phương pháp siêu âm cũng là một trong những phương pháp chiết xuất curcumin hiện đại được nhiều nhà khoa học quan tâm. Phương pháp này có tác dụng phá vỡ cơ học thành tế bào, nâng cao hiệu quả chuyển khối và có nhiều ưu điểm như:

    • Khả năng phá hủy tế bào nhanh, mạnh hơn so với các phương pháp truyền thống.
    • Giảm công đoạn xử lý nguyên liệu đầu vào.
    • Giảm thời gian chiết xuất
    • Không cần gia nhiệt mà vẫn không làm giảm hiệu suất của quá trình chiết xuất.
    • Giảm chi phí tách chiết.
    • Dễ dàng thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cho kết quả có tính lặp lại cao phù hợp với việc chuyển qui mô.

    – Chuẩn bị mẫu: Củ nghệ vàng khô do công ty Cafecontrol thu mua ở Bắc Giang cung cấp

    – Thiết bị, dụng cụ, hóa chất

    • Thiết bị và dụng cụ đã được hiệu chuẩn theo tiêu chuẩn ISO/IEC 17025 và GLP
    • Máy cô quay Heidolph, bể siêu âm Branson 3510.
    • Các hóa chất: n-hexan, ethanol 96⁰, dung dịch chloroform, methanol, acetonidril, acid acetic 0.03%.

    – Quy trình chiết xuất như sau:

    • Củ nghệ khô xay thành bột (1kg), chiết xuất bằng siêu âm với hỗn hợp ethanol 96⁰ trong 15 phút ở nhiệt độ phòng.
    • Thu hồi dung môi, cao cô đặc được chiết với n-hexan để loại bỏ tinh dầu.
    • Lớp nước để lạnh kết tinh thu sản phẩm curcumin thô.

    Tiến hành tinh chế hỗn hợp curcumin thô bằng sắc ký cột với hệ dung môi là chloroform:methanol (99:1) và HPLC điều chế trên cột pha đảo RP-18, pha động là acetonidril-dung dịch acid acetic 0.03% (50:50), tốc độ dòng 3.0 ml/phút, thu được curcumin tinh khiết.

    Chất phân lập sau khi đuổi dung môi, sấy ở áp suất giảm và nhiệt độ 60⁰C thu được tinh thể màu vàng đậm với hiệu suất chiết khoảng 2.2%.

    2.2. Quy trình chiết Curcumin bằng phương pháp Soxhlet

    Chiết xuất Soxhlet là một trong những kỹ thuật chiết xuất curcumin được ứng dụng đầu tiên. Tuy nhiên phương pháp này còn tồn tại nhiều mặt hạn chế như thời gian chiết xuất kéo dài, nhiệt độ chiết xuất cao tạo điều kiện thuận lợi cho việc chiết hợp chất mục tiê

    Xử lý mẫu ban đầu: Nghệ được mua về ở dạng củ tươi và được xử lý như sau:

    • Làm sạch các tạp chất rắn như: đất, cát, bụi…
    • Cắt lát, phơi nắng hoặc sấy khô ở nhiệt độ 40-50⁰C cho đến khi có khối lượng không đổi.
    • Sau khi để nguội ở nơi khô thoáng, cho vào máy xay thành bột mịn. Đây là nguyên liệu được dùng cho quá trình chiết xuất.

    Chiết xuất tinh dầu và chất béo:

    • Cân 100 gam bột nghệ cho vào túi vải, sau đó cho vào hệ thống chiết soxhlet.
    • Cho 0.5 lít dung môi petroleum ether vào bình cầu và một ít đá bọt.
    • Đun hoàn lưu khoảng 48 giờ ta thấy dung dịch có màu vàng đậm.
    • Kiểm tra bằng mặt kính đồng hồ, nếu thấy hết tinh dầu thì tắt bếp, để nguội.
    • Phần dung dịch được đem cô quay để thu hồi dung môi và thu được tinh dầu.
    • Phần bã được sấy khô và tiếp tục quá trình chiết xuất tiếp theo.
    • Rửa sạch và sấy khô hệ thống chiết Soxhlet.

    Chiết xuất Curcuminoid

    • Phần bã sau khi sấy khô, cho vào túi vải và tiếp tục cho vào hệ thống chiết Soxhlet như trên.
    • Cho 0.5 lít dung môi ethanol 95⁰ vào bình cầu và thêm một ít đá bọt.
    • Đun hoàn lưu 48 giwof ta thấy dung dịch có màu nâu đỏ. Phần dung dịch sau khi cô quay để loại bỏ dung môi ta sẽ thu được cao EtOH dùng cho quá trình nghiên cứu tiếp theo.

    Phân lập curcumin từ hợp chất curcuminoid

    – Bước 1: Chuẩn bị

    • Cột sắc ký (đường kính 36 mm, cao 60 cm) được rửa sạch sấy khô, cho bông gòn vào đáy cột, kẹp thẳng góc trên giá.
    • Silica gel (60G, 0.04 – 0.063 nm, 80 g) được cho từ từ đều đặn mỗi lần một lượng nhỏ vào một becher đựng sẵn dung môi là CH2Cl2. Vừa cho silica gel vào vừa khuấy nhẹ.

    – Bước 2: Nhồi cột

    Đặt một phễu đuôi dài lên đầu cột, rót hỗn hợp silica gel sệt vào, mở nhẹ khóa bên dưới cột cho dung môi chảy vào một becher bên dưới cột, dung môi này được sử dụng rót lên đầu cột. Sau khi nạp xong, cho dung môi chạy tuần hoàn nhiều lần để nén lớp silica gel cho đến khi ổn định và có chiều cao là 30 cm. Cho một lớp cát biển khoảng 0.25 – 0.5 cm lên trên lớp silica gel để bảo vệ bề mặt cột.

    – Bước 3: Đưa mẫu phân tích vào cột

    Hòa tan hoàn toàn lượng mẫu (4 g curcuminoid) bằng CH2Cl2 rồi cho silica gel vào hấp phụ, sấy khô sau đó nạp hết vào cột.

    – Bước 4: Triển khai cột

    Dung môi dùng để rửa giải là hệ dichloromethane – methanol.

    Đầu tiên dùng hệ 100% dichloromethane. Sau đó theo thời gian, tăng dần độ phân cực của dung môi bằng cách pha thêm vào dung môi lượng tăng dần methanol theo các tỷ lệ DC:Met = 99.5:0.5, DC:Met = 99:1,…

    Trong quá trình chạy cột có sử dụng bơm nén khí để tạo áp suất giúp cho quá trình rửa giải nhanh hơn.

    – Bước 5: Thu và kiểm tra các phân đoạn Kiểm tra các phân đoạn bằng sắc ký bản mỏng với hệ dung môi thích hợp. Ở đây sử dụng hệ dung môi chạy bản mỏng dichloromethane-methanol (98:2 v/v).

    – Bước 6: Thu hồi và định lượng các phân đoạn Các phân đoạn có kết quả kiểm tra TLC như nhau được gom lại và cô quay chân không và cân định lượng.

    2.3. Chiết xuất curcumin bằng vi sóng

    Các bước thực hiện chiết xuất curcumin bằng lò vi sóng được thực hiện như sau:

    – Cân 0.5g bột nghệ và hòa tan 10 ml acetone trong cốc có mỏ (Acetone được sử dụng do đây là dung môi chiết có hệ số phân tán tốt, có thể làm nóng đến mức cao)

    – Đặt cốc có mỏ trong buồng vi sóng. Buồng vi sóng được điều chỉnh với công suất trong khoảng từ 100 -450 W trong thời gian 0.5 – 3 phút

    – Sau đó, dung môi được tách qua bộ lọc 0.45 µm và bay hơi trong chân không

    – Căn được cân và hòa tan trong 10 ml methanol để định lượng curcumin bằng HPLC

    2.4. Chiết xuất Curcumin với sự hỗ trợ của enzyme

    Enzyme α-Amylase và amyloglocosidase được sử dụng cho quá trình thủy phân bột nghệ vì các loại enzyme này có thể thủy phân được carbohydrate có trong nghệ (chiếm hơn 80% thành phần của nghệ).

    Quy trình chiết xuất Curcumin với hỗ trợ của enzyme được tiến hành như sau:

    – Cân 1 g bột nghệ trong bình nón 250 ml và thêm với 100 ml nước (nước là dung môi chiết kém nhưng cần thiết cho hoạt động của enzyme), sau đó thêm 50 ml dung dịch đệm McIlvaine pH 5.

    – Thêm hỗn hợp enzyme Enzyme α-Amylase và amyloglocosidase vào bình.

    – Bình được bọc kín bằng màng nhôm và lắc trong tủ ấm (IKA IC4000) ở tốc độ 130 vòng / phút và ủ ở nhiệt độ 65 ° C (là nhiệt độ thích hợp cho hoạt động của α-amylase và amyloglocosidase) và ủ trong 8 giờ.

    – Sau khi tiền xử lý enzyme, lớp huyền phù lắng xuống và lọc lấy lớp nước được tách ra khỏi bột nghệ; các hạt bột nghệ kết tủa được sấy khô ở 60 ° C trong 6 giờ và sau đó được chiết xuất curcumin bằng 10 ml acetone với các thời gian chiết khác nhau từ 1-5h.

    – Phần dung môi được thu hồi và cho bay hơi bằng máy cô quay chân không.

    – Phần tinh dầu được cân và hòa tan trong 10 ml metanol để phân tích hàm lượng curcumin có trong nó.

    3. Đánh giá các phương pháp chiết xuất Curcumin

    Những phương pháp chiết xuất hiện đại như chiết xuất siêu âm, hỗ trợ enzyme, vi sóng là những phương pháp hiện đại và cho hiệu suất chiết xuất cao hơn với nhiều ưu điểm nổi bật như nhiệt độ chiết xuất thấp, thời gian chiết ngắn và sử dụng ít dung môi hơn.

    --- Bài cũ hơn ---

  • Nghiên Cứu Khả Năng Thủy Phân Lá Chè Xanh Bằng Enzyme Và Ứng Dụng Để Chiết Tách Polyphenol
  • Tài Liệu Các Phương Pháp Chiết Xuất Hợp Chất Thiên Nhiên
  • Thẩm Định Giá Doanh Nghiệp Bằng Phương Pháp Chiết Khấu Dòng Cổ Tức
  • Phương Pháp Chiết Khấu Dòng Cổ Tức Trong Định Giá Doanh Nghiệp
  • Tiêu Chuẩn Việt Nam Tcvn 6123
  • Web hay
  • Links hay
  • Push
  • Chủ đề top 10
  • Chủ đề top 20
  • Chủ đề top 30
  • Chủ đề top 40
  • Chủ đề top 50
  • Chủ đề top 60
  • Chủ đề top 70
  • Chủ đề top 80
  • Chủ đề top 90
  • Chủ đề top 100
  • Bài viết top 10
  • Bài viết top 20
  • Bài viết top 30
  • Bài viết top 40
  • Bài viết top 50
  • Bài viết top 60
  • Bài viết top 70
  • Bài viết top 80
  • Bài viết top 90
  • Bài viết top 100
  • CẦM ĐỒ TẠI F88
    15 PHÚT DUYỆT
    NHẬN TIỀN NGAY

    VAY TIỀN NHANH
    LÊN ĐẾN 10 TRIỆU
    CHỈ CẦN CMND

    ×