BÀI THI GIỮA kỳ môn kỹ THUẬT CHIẾT TÁCH

BÀI THI GIỮA KỲ GVHD: ThS Võ Kim Thành
Câu 1: Vai trò của nguyên liệu, dung môi và thành phần hợp chất thiên nhiên ảnh
hưởng đến quá trình chiết tách.
Câu 2: Các bước xác định lựa chọn phương pháp chiết tách hợp chất thiên nhiên có hoạt
tính sinh học, giải thích. Trình bày 1 ví dụ cụ thể tùy ý chọn (nhóm 02: nhóm ancoloic)
BÀI LÀM
Câu 1: Vai trò của nguyên liệu, dung môi và thành phần hợp chất thiên nhiên ảnh
hưởng đến quá trình chiết tách
1.1. Vai trò của nguyên liệu
- Việc lựa chọn và xử lý nguyên liệu rất quan trọng vì nó có ảnh hưởng rất lớn đến
thành phần, hàm lượng của các chất có hoạt tính sinh học trong thực vật, vì vậy cần lựa chọn
nguyên liệu phù hợp để đảm bảo quá trình chiết tách đạt hiệu suất cao nhất.
- Khi tiến hành nghiên cứu thành phần hóa học thì ta sử dụng tươi là thích hợp nhất
nhưng thường khó bảo quản vì dễ hư, nấm mốc…(trong thực vật có một lượng enzim lớn nó
sẽ tự phân hủy). Hoặc nguyên liệu thu hái xong ổn định bằng cách nhúng vào cồn hoặc nước
đun sôi trong vài phút. Sau đó để ráo nước và làm khô tự nhiên trong mát có quạt hoặc nơi
thoáng gió, hết sức tránh sử dụng nhiệt độ cao để làm khô nguyên liệu và sử dụng ở dạng
phơi khô thì khi phơi một số sản phẩm trong hợp chất thiên nhiên tự phân hủy. Nếu nguyên
liệu phải thu hái ở nơi xa, có thể bọc vào các túi nhựa sẽ giữ được tươi trong vài ngày.
- Để bảo quản dược liệu sau khi thu hoạch, cần sơ chế ngay. Mỗi loại dược liệu có cách
sơ chế riêng:
 Các loại lá: Nên phơi trong râm cho héo dần, không nên phơi nắng to sẽ làm cho
thuốc khô giòn, vụn nát.
Trước khi phơi hoặc sấy, thường người ta thường “diệt men phân
hủy” để giữ nguyên hoạt chất có trong lá. Thí dụ: Vị thuốc Cam Thảo dây, nếu
thu hái xong mà phơi ngay thì lá biến thành màu nâu xám, vị thuốc không ngọt,
hoạt chất giảm đi, nhưng nếu chế biến bằng cách sao lá tươi trên chảo nóng
bỏng, sau đó giảm dần lửa cho đến khi khô hẳn thì lá Cam thảo dây vẫn giữ
nguyên mầu xanh lục và vị ngọt đậm vì chất Glyxyrizin không bị phá hủy đi.
SVTH: Nhóm 02 lớp 08CHP Trang 1
BÀI THI GIỮA KỲ GVHD: ThS Võ Kim Thành

 Các loại thân cây: có nhựa khô như Thạch hộc, nên luộc sơ qua rồi phơi nắng
to cho khô.
 Các loại củ: phải sấy từ từ, lúc đầu nhiệt độ khoảng 40 – 50
0
C, sau tăng dần
lên 70– 80
0
C, để tránh tình trạng bên ngoài vỏ đã khô mà trong ruột còn ướt.
- Lựa chọn nguồn gốc: chọn cây không bị sâu bệnh, phát triển tốt.
- Vấn đề thu hái:
 Khi thu hái nguyên liệu phải chú ý loại bỏ các dược liệu sâu bệnh. Đối với các
bộ phận vỏ, thân, rễ chú ý xem xét kỹ, tránh thu hái dược liệu có mang các
thực vật ký sinh. Hơn nữa, các cây thân thảo thường dễ bị lẫn lộn trong khi thu
hái nên phải chọn lựa cẩn thận. Vì nếu không như vậy ta sẽ kết luận sai về
thành phần hóa học của dược liệu.
 Thực vật phát triển phụ thuộc nhiều vào thời tiết, khí hậu, ánh sáng mặt trời.
Thời tiết, khí hậu, ánh sáng mặt trời ảnh hưởng tới quá trình sinh trưởng, phát
triển, thành phần hóa học của thực vật.
Ví dụ : Ớt hái từ 7h trở về trước thì có màu nhạt, ít cay.
Ớt hái từ 7h trở đi có màu đẹp ( đỏ thắm ), cay
 Khi thu hái cần chú ý tới bộ phận thu hái là gì đối với từng cây vì mỗi bộ phận
có tác dụng làm thuốc khác nhau và cần xác định đúng thời kỳ thu hái.
* Đối với cây lấy củ: thu hái lúc cây bắt đầu vàng úa, lá gốc đã già, lúc
này hoạt chất tập trung nhiều ở củ.
* Đối với cây lấy lá: thường thu hái lúc cây ra nụ.
* Đối với cây lấy tinh dầu: thường thu hoạch vào thời kỳ hoa nở rộ là
lúc hàm lượng tinh dầu thường cao nhất.
 Đặc biệt cũng cần quan tâm đến kỹ thuật thu hái:
* Nên chọn ngày nắng ráo để dễ dàng trong việc phơi, sấy chế biến.
* Thu hoạch củ khi đào, tránh làm sây sát hoặc đứt rễ.

* Thu hoạch lá: cắt lá theo đúng yêu cầu (loại lá già hoặc bánh tẻ…),
trải mỏng, không nên xếp đống hoặc vất bừa bài vì lá sẽ bị hấp nóng dễ bị thối ủng.
* Thu hoạch cây để lấy tinh dầu: Cắt lá sau khi tan hết sương cho đến
SVTH: Nhóm 02 lớp 08CHP Trang 2
BÀI THI GIỮA KỲ GVHD: ThS Võ Kim Thành
khoảng 15-16 giờ sẽ đỡ hao tinh dầu.
* Thu hái vỏ cây thì phải dùng dây thắt ngang cây hoặc cành làm chuẩn
rồi dùng dao rạch thành từng miếng cho đều, dễ phơi sấy và uốn thành từng thanh. Nếu bóc
tùy tiện sẽ ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây và giảm giá trị của vị thuốc.
1.2. Vai trò của Dung môi
- Dung môi dùng để chiết xuất các hợp chất ra khỏi dược liệu rất đa dạng và thay đổi
tùy theo bản chất của mỗi loại dược liệu. Cơ sở để lựa chọn một dung môi chiết xuất là tính
phân cực của hợp chất chứa trong dược liệu và của dung môi nghĩa là các chất có cùng một
cấu trúc thì tan tốt trong nhau và ngược lại.
1.2.1. Dung môi phân cực và không phân cực
- Quá trình hình thành một dung dịch là tùy thuộc vào đặc tính của chất tan và dung
môi. Để hình thành một dung dịch trước hết phải có sự phá vỡ các dây nối liên kết trong hợp
chất tan và trong dung môi, để hình thành dây nối liên kết mới giữa chất tan và dung môi.
- Một số dung môi phân cực: Nước, Ancol bậc thấp: metanol, etanol, propanol,
butanol… Một số dung môi không phân cực: Ete, ete dầu, benzen, toluen, hexan, heptan…
Các chất nằm giữa hai nhóm trên gọi là các chất phân cực yếu hoặc vừa như: Etila axetat,
clorofoc, axeton, dietila clorua…
1.2.2. Chất tan trong nước và dung môi phân cực
- Các muối vô cơ đều tan trong dung môi phân cực.
- Chất phân cực: các hợp chất hữu cơ nói chung không ion hóa nhưng nếu chúng có
chứa các nhóm hoặc nguyên tử mang diện âm có thể hình thành dây nối hidro với phân tử
nước thì chúng sẽ tan được trong nước.
- Những nhóm có khả năng tạo dây nối với hidro: OH
-
, CO, NO, NH

2
,và các Halogen
gọi là nhóm phân cực. Càng có nhiều nhóm phân cực thì phân tử ấy càng dễ hòa tan trong
nước, nếu mạch hidro cacbon càng dài thì độ hòa tan càng giảm.
1.2.3. Chất tan trong ete và dung môi không phân cực
- Các hợp chất hữu cơ không chứa nhóm phân cực gọi là các chất không phân cực.
Nói chung chất không phân cực đều tan trong ete và dung môi không phân cực và ngược lại
tan trong nước và dung môi phân cực khác.
SVTH: Nhóm 02 lớp 08CHP Trang 3
BÀI THI GIỮA KỲ GVHD: ThS Võ Kim Thành
- Các chất mà phân tử chỉ có một nhóm phân cực yếu cũng có thể tan trong ete.
- Nếu một chất vừa tan trong nước vừa tan trong ete thì chất đó phải là chất không ion
hóa, có số cacbon không quá 5, có một nhóm phân cực tạo dây nối hydro nhưng không phải
là nhóm phân cực mạnh.
1.2. Vai trò của thành phần hợp chất thiên nhiên
- Trong cây các hợp chất hữu cơ tồn tại ở dạng hòa tan trong nước, dầu béo hoặc tinh
dầu.
* Các chất hòa tan trong nước (dịch tế bào) là các hydrat cacbon phân tử bé
(monosaccarit, oligosaccarit,), một số poolysaccarit… Các hợp chất phenol hòa tan dưới
dạng glycozit (flavonoit, tanin) hoặc dạng phức hợp khác.
* Các hợp chất tan trong dầu béo và tinh dầu là các hydro cacbon,
monotecpen, sterol…
- Nói chung, các chất tan trong nước (dịch tế bào) đều là chất phân cực và các chất
tan trong dầu và tinh dầu là chất không phân cực. Nhưng tính phân cực của mỗi chất khác
nhau tùy thuộc vào trọng lượng phân tử (vào mạch cacbon) và vào các nhóm chức. Thông
thường mạch cacbon càng dài thì tính phân cực càng giảm. Tính phân cực của các hợp chất
tùy thuộc vào lực tĩnh điện của các nguyên tử mang điện âm và vào số nhóm phân cực. Nói
chung phân tử càng có nhiều nhóm phân cực thì tính phân cực càng mạnh, nhưng nếu mạch
cacbon càng dài thì tính phân cực càng giảm.
- Một yếu tố khác có ảnh hưởng đến vấn đề chiết xuất là các enzym vốn luôn có mặt

trong cây. Trong quá trình chế biến, chiết xuất nếu không khống chế hoạt động của men thì
các glycozit có thể bị thủy phân một phần hoặc toàn phần làm thay đổi tính phân cực, do đó
thay đổi độ hòa tan của hợp chất đối với dung môi.
Như vậy, Nguyên liệu, dung môi và thành phần hợp chất thiên nhiên đều ảnh
hưởng đến quá trình chiết tách. Vì thế, việc hiểu bản chất cấu trúc của chất cần phân
tích để từ đó lựa chọn nguyên liệu, dung môi để thực hiện quá trình chiết tách là vô cùng
quan trọng nếu không sẽ làm kết quả phân tích của chúng ta không chính xác.
SVTH: Nhóm 02 lớp 08CHP Trang 4
BÀI THI GIỮA KỲ GVHD: ThS Võ Kim Thành
Câu 2: Các bước xác định lựa chọn phương pháp chiết tách hợp chất thiên nhiên có
hoạt tính sinh học:
- Gồm các bước sau:
 Xác định công thức phân tử của chất đó.
 Xác định cấu trúc.
 Đưa ra quy trình chiết tách.
 Nêu vài ứng dụng của chất chiết được đó.
Quy trình chiết tách hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học: Cafein từ chè (thuộc
nhóm alcaloid).
2.1. Giới thiệu về cây chè
- Cây chè hay thường gọi là trà có nguồn gốc ở Đông Nam Á và có tên khoa học là
Camellia sinensis là loài cây mà lá và chồi của chúng được sử dụng để sản xuất trà. Các
danh pháp khoa học cũ còn có là Thea bohea và Thea viridis.
- Cây trà là cây khỏe, mọc hoang, đôi khi mọc thành rừng gỗ trên núi đá cao. Khi
không cắt xén có thể cao đến 17 m, nhưng khi trồng người ta cắt xén để tiện việc hái nên
thường cao khoảng 0,5 – 2m. Cây sinh trưởng trong điều kiên tự nhiên chỉ có một thân
chính, đường kính thân có thể tới mức một người ôm không xuể, chia làm 3 loại: thân gỗ,
thân bụi, thân nhỡ. Cành trà do mầm sinh dưỡng phát triển mà thành, trên cành chia làm
nhiều đốt, chiều dài biến đổi từ 1-10cm. đốt trà càng dài càng biểu hiện giống trà có năng
suất cao.
- Lá trà mọc cách trên cành, mỗi đốt có một lá ( mọc so le nhau), không rụng. Lá trà

có gân rất rõ, rìa lá có răng cưa. Búp trà là giai đoạn non của một cành trà được hình thành
từ các mầm dinh dưỡng, gồm tôm ( phần non của đỉnh lá chưa xòe và 2 hoặc 3 lá non). Kích
thước búp trà tùy thuộc vào giống và kỹ thuật canh tác.
- Cây trà sau khi sinh trưởng 2-3 tuổi bắt đầu ra hoa, hoa cây trà to, có màu biến đổi
từ trắng đến hồng hoặc đỏ, mọc ở kẽ lá, mùi rất thơm. Hoa chè được hình thành từ các mầm
sinh thực. Hoa chè lưỡng tính, đài hoa có 5 - 7 cánh. Trong một hoa có rất nhiều nhị đực, từ
200 - 400. Noãn sào thường có 3 - 4 ô. Hoa nở rộ vào thánh 11 - 12. Phương thức thụ phấn
SVTH: Nhóm 02 lớp 08CHP Trang 5
BÀI THI GIỮA KỲ GVHD: ThS Võ Kim Thành
chủ yếu là khác hoa, tự thụ phấn chỉ 2 - 3%. Trong một ngày, hoa thường nở từ 5 - 9 giờ
sáng.
- Bộ phận dùng để chiết tách là lá chè.
2.2. Cafein
- Cafein nằm trong nhóm hợp chất Alcaloid ( là những hợp chất vòng có chứa nitơ
trong phân tử). Cafein (C
8
H
10
N
4
O
2
) là tên phổ biến của trimetilxantin ( tên đầy đủ là 1,3,7-
trimethylxanthine hoặc 3,7-dihydro-1,3,7-trimethyl-1H-purine-2,6-dione). Là dẫn xuất tạo
thành từ purine. Cafein chủ yếu được tồng hợp từ lá trà, chiếm khoảng 3 – 5 % trọng lượng
khô trong lá trà, và có hàm lượng ít biến đổi trong quá trình phát triển của lá trà.
- Điều đáng chú ý là hàm lượng cafein trong lá trà cao hơn hàm lượng cafein trong
hạt cà phê ( chiếm khoảng 1,5 % trọng lượng khô). Ngoài cafein, trong lá trà còn có các dẫn
xuất khác của methylxanthine như theobromine, theophylline với hàm lượng thấp hơn (<0,1
%).

- Công thức cấu tạo:

SVTH: Nhóm 02 lớp 08CHP Trang 6
BÀI THI GIỮA KỲ GVHD: ThS Võ Kim Thành
- Tính chất:
* Cafein là chất kiềm yếu, không có tính acid. Tinh thể màu trắng, vị đắng, không
mùi, có nhiệt độ nóng chảy từ 136
0
C đến 225
0
C, thăng hoa ở 185
0
C, kết tinh trong nước
sôi, tinh thể dạng hình kim màu trắng.
* Cafein khi kết tinh nó ngậm một phân tử nước, nhưng khi đun nóng cafein đến
100 – 150
0
C thì phân tử nước sẽ mất đi.
* Cafein rất bền ở nhiệt độ 384
0
C nó vẫn không bị phá hủy.
* Cafein tan trong nước ở nhiệt độ phòng với tỷ lệ 1: 46, ở 120 C với tỷ lệ 1: 93;
tan trong rượu với tỷ lệ 1: 25 ( ở 20
0
C); trong ete với tỷ lệ 1: 300 ( 12
0
C) và đặc biệt rất dễ
tan trong clrofom với tỷ lệ 1: 8 ( ở 25
0
C).

* Khi cafein tác dụng với tannin trà sẽ tạo thành váng khi để nguội, gọi là hợp chất
tanat-cafein.
2.3. Tác dụng sinh học của caffeine
- Cafein là một hoạt chất có dược tính. Tùy thuộc vào liều lượng, nó có thể gây kích
thích nhẹ đối với hệ thần kinh trung tâm. Bất kì tác động dược lý nào của cafein đều nhất
thời, thông thường tác dụng này sẽ ngưng sau vài giờ. Cafein không tích tụ trong cơ thể theo
thời gian sử dụng. Nó thường bài tiết và thải ra ngoài sau vài giờ sử dụng.
- Một số người có thể bị mất ngủ do cafein. Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu thấy
rằng những người tiêu thụ cafein có trí nhớ tăng và cải thiện khả năng tranh luận. Và những
người này có thành tích cao trong khả năng vận động, cải thiện khả năng luyện tập thính
giác thị giác.
- Tùy theo hàm lượng hấp thu, cafein có thể gây kích thích nhẹ. Đôi khi nó cũng dẫn
đến việc gây nghiện ở một số người. triệu chứng thường thấy nhất là đau đầu, mệt lả hoặc
trạng thái mơ màng. Sự đau đầu có thề xuất hiện sớm nhất sau khi sử dụng lượng cafein cuối
cùng khoảng 18 giờ. Các tác động này thường không kéo dài, khoảng một ngày hoặc hơn và
thường tránh khỏi bằng cách giảm dần lượng cafein tiêu thụ. Tuy nhiên vẫn chưa lý giải
được tại sao cafein gây nghiện một số người còn số khác thì không. Ngoài ra, cafein còn có
SVTH: Nhóm 02 lớp 08CHP Trang 7
BÀI THI GIỮA KỲ GVHD: ThS Võ Kim Thành
tác dụng giảm đau đầu, giúp con người cảm thấy năng động. Kích thích hệ thần kinh trung
ương, làm tinh thần minh mẫn, tăng hiệu suất làm việc.
2.4. Quy trình chiết tách cafein từ nguyên liệu chè
- Chiết xuất là tách các chất hòa tan trong dược liệu nhưng vẫn giữ đủ thành phần và
bản chất của nó.
- Nguyên liệu được rửa sạch, nghiền vụn, đun sôi hồi lưu trong dung dịch nước vôi
trong với thời gian và liều lượng vừa đủ thích hợp. Lọc nóng để tách bỏ bã. Phần dịch lọc để
nguội đến nhiệt độ phòng rồi chiết bằng dung môi hữu cơ thích hợp. Phần chiết được cất loại
dung môi đến cạn khô sẽ thu được cafein thô. Tinh chế sản phẩm thô bằng cách kết tinh lại
sẽ nhận được cafein tinh khiết.
2.4.1. Nguyên liệu

- Hàm lượng cafein trong lá chè phụ thuộc vào giống chè, tuổi chè, điều kiện đất đai,
địa hình, kĩ thuật canh tác và chế biến chè, mùa thu hái và thậm chí còn phụ thuộc vào từng
loại lá của cây chè.
2.4.2. Dung môi
- Trong lá chè cafein thường ở dạng kết hợp với tannin. Vì vậy để tách chúng ra dưới
dạng tự do thì tốt nhất là đun sôi lá chè trong dung dịch kiềm nhẹ. Dùng nước vôi trong để
tách cafein ra khỏi lá chè. Đó cũng là dung môi rẻ tiền.
2.4.2.1. Dung môi chiết
- Sau khi đun hồi lưu đủ thời gian thì hổn hợp phản ứng phải lọc nóng để loại bỏ bã.
Dịch lọc để nguội rồi mới chiết bằng dung môi hữu cơ thích hợp.
- Dựa vào độ tan của cafein trong các dung môi khác nhau, thử nghiệm với benzzen,
đicloetan, cloroforrm làm dung môi để chiết caffiein ra khỏi dịch nước lọc ở trên thì hiệu
suất chiết là như nhau. Nhưng chloroform là rẻ tiền, dễ kiếm và ít độc hại.
2.4.2.2. Dung môi kết tinh lại
- Vì cafein tan tốt trong nước lạnh nóng nhưng ít tan trong nước lạnh nên sử dụng
nước làm dung môi kết tinh lại cùng với than hoạt tính để tinh chế cafein.
SVTH: Nhóm 02 lớp 08CHP Trang 8
BÀI THI GIỮA KỲ GVHD: ThS Võ Kim Thành
2.4.3. Quy trình chiết tách Cafein từ lá chè
SVTH: Nhóm 02 lớp 08CHP Trang 9
Bã
Cafein tinh khiết
Nguyên liệu
Dịch chiết
1.Đun hồi lưu với nước vôi trong
2.Lọc
Dịch lọc
Chiết bằng
cloroform
Cafein thô

Cô cạn dung môi
Kết tinh
Hình: Quy trình chiết tách cafein từ lá chè
BÀI THI GIỮA KỲ GVHD: ThS Võ Kim Thành
Phơi khô, nghiền mịn
1. 400ml C
2
H
5
OH
2. Chiết Soxhlet 3h
1. 50g MgO trong 300ml nước
2. khuấy liên tục
3. Bay hơi đến khô trên bếp cách thủy

1. Đun sôi một lần với 500ml nước
2. Đun sôi hai lần, mỗi lần với 250ml nước
3. Lọc qua phễu Buchner

1. 50ml axit H
2
SO
4
10%
2. Cô đặc ở chân không còn 1/3 thể tích ban đầu
3. Chiết suất với 30ml x 5chloroform
4. 3ml NaOH 1%
Cô cạn dung môi
Kết tinh bằng nước nóng
SVTH: Nhóm 02 lớp 08CHP Trang 10

Lá chè
Bột chè mịn
(100g)
Dịch chiết Bã
Cặn
Dịch lọc
Dịch chiết
Cafein thô
Cafein tinh khiết