Ảnh hưởng của thông số quy trình đến chiết xuất polyphenol từ lá chè xanh (Camellia sinensis L.) bằng phương pháp chiết siêu âm

T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè chuyªn ®Ò d−îc-2016

ẢNH HƯỞNG CỦA THÔNG SỐ QUY TRÌNH ĐẾN CHIẾT XUẤT
POLYPHENOL TỪ LÁ CHÈ XANH (Camellia sinensis L.)
BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾT SIÊU ÂM
Nguyễn Hoàng Hiệp*; Nguyễn Đức Cường*
TÓM TẮT

Phan Thị Thu Hằng*; Nguyễn Trọng Điệp*

Mục tiêu: Đánh giá ảnh hưởng của các thông số quy trình chiết siêu âm đến hàm lượng
polyphenol từ lá chè xanh (LCX) (Camellia sinensis L.). Đối tượng và phương pháp: LCX thu hái
ở khu vực Ba Vì. Định lượng polyphenol toàn phần bằng UV-Vis. Chiết xuất polyphenol bằng
phương pháp siêu âm, khảo sát ảnh hưởng của các thông số về dung môi, tỷ lệ DM/DL, số lần
và thời gian chiết đến hàm lượng và hiệu suất chiết polyphenol. Kết quả: phương pháp chiết
siêu âm cho hiệu suất chiết polyphenol cao hơn, tốn ít dung môi và thời gian chiết ngắn hơn
phương pháp chiết nóng. Hiệu suất chiết polyphenol tăng khi tăng nồng độ ethanol, ethanol
60% cho hiệu suất cao nhất, sau đó giảm dần. Tỷ lệ DM/DL, số lần chiết và thời gian chiết ảnh
hưởng rõ rệt đến hàm lượng polyphenol chiết được. Kết luận: đã khảo sát được một số yếu tố
ảnh hưởng đến hiệu suất chiết polyphenol trong LCX bằng phương pháp chiết siêu âm, từ đó
lựa chọn được các thông số thích hợp gồm: dung môi chiết xuất ethanol 60%, nhiệt độ chiết
0
70 C, chiết 1 lần với tỷ lệ DM/DL là 10/1, thời gian chiết 90 phút/lần.
* Từ khóa: Lá chè xanh; Polyphenol toàn phần; Chiết siêu âm.

Influence of Process Parameters on the Extraction of Total
Polyphenol from Green Tea Leaves (Camellia sinensis L.) by Ultrasonic
Extraction Method
Summary
Objectives: To study the influence of process parameters on the total polyphenol content
from green tea leaves (Camellia sinensis L.). Subjects and methods: Green tea leaves were

collected in Bavi mountainous area. Total polyphenol content was quantified by UV-Vis method.
Polyphenols were extracted using ultrasonic extraction method. The parameters of solvent, the
solvent/solid ratio, frequency and duration of extraction were evaluated to the content and yield
of extracted polyphenol. Results: The ultrasonic extraction method showed a higher polyphenol
yield, consumed less solvent and shorter duration of extraction than that of hot water extraction
method. The polyphenol extraction efficiency increases along with an increase in concentration
of ethanol, ethanol 60% gets the highest efficacy then decreases. The percentage of solvent/solid,
frequency and duration extraction impacted significantly total polyphenol content. Conclusion:
The optimized ultrasonic extraction parameters were ultrasonic frequency 60 MHz, 60% ethanol
o
in water as extraction solvent, temperature of 70 C, extracted once with the solvent/solid ratio
of 10/1 for 90 minutes.
* Key words: Green tea leaves; Camellia sinensis L.; Total polyphenol; Ultrasonic extraction.
* Học viện Quân y
Người phản hồi (Corresponding): Nguyễn Trọng Điệp ()
Ngày nhận bài: 20/07/2016; Ngày phản biện đánh giá bài báo: 31/08/2016
Ngày bài báo được đăng: 12/09/2016

68


TạP CHí Y - DƯợc học quân sự số chuyên đề dợc-2016
T VN
Cõy chố (Camellia sinensis L.) c
trng ph bin Vit Nam v s dng
rng rói trong cỏc ngnh cụng nghip
thc phm, ung v m phm. Cỏc
nghiờn cu gn õy ó lm sỏng t thnh
phn húa hc v tỏc dng sinh hc ca
chố xanh. Trong ú, polyphenol l nhúm

hot cht chớnh, cú hm lng cao, liờn
quan n cỏc tỏc dng sinh hc quan
trng ca chố xanh nh: chng oxy húa,
h tr iu tr cỏc bnh ung th, tim
mch, ỏi thỏo ng, bộyphenol
ton phn bng UV-Vis tng t nh
mu dc liu.
- Phng phỏp chit núng: tin hnh
tng t phng phỏp chit siờu õm nhng
khụng cú s tỏc ng ca súng siờu õm.
- Tin hnh kho sỏt cỏc thụng s ca
quy trỡnh gm: phng phỏp chit, loi
dung mụi, t l dung mụi/dc liu (DM/DL),
s ln v thi gian chit.
- Ch tiờu ỏnh giỏ: hm lng polyphenol
ton phn (mg/g) chit c, tớnh theo
cụng thc sau:
Polyphenol (mg/g) =

C x n x V x 100
M x (100-h) x 1000

Trong ú: C: nng polyphenol ton
phn trong dch chit tớnh theo axớt
gallic (àg/ml); V: th tớch dch chit (ml);
M: khi lng dc liu (g); n: h s pha
loóng; h: m dc liu (%).
70

KT QU NGHIấN CU V

BN LUN
1. Kt qu xỏc nh hm lng
polyphenol ton phn trong LCX.
Bng 1: Hm lng polyphenol ton
phn trong LCX ó c dit men v cha
dit men (X SD, n = 6).
Loi
chố

Khi
lng (g)

Hm m
(%)

Polyphenol
ton phn (mg/g)

Cha
1,05 3,57 7,23 2,36
dit men

100,64 3,12

Dit men 1,07 3,62 7,46 2,52

127,10 3,59

Lỏ chố sau khi dit men cú hm lng
polyphenol cao hn hn nguyờn liu cha

dit men. Theo mt s nghiờn cu, hm
lng polyphenol trong lỏ chố cú th > 30%
[7], cao nht bỳp v hai lỏ non. Khi lỏ
chố cng gi, hm lng cng gim [1].
Do ú, phn bỳp v hai lỏ non thng
c s dng lm nguyờn liu trong
ch bin cỏc sn phm chố thụng thng.
Nghiờn cu ny s dng lỏ gi ca cõy chố
xanh lm nguyờn liu chit xut. Kt qu
cho thy hm lng polyphenol trong LCX
gi tng i cao (127,10 3,59 mg/g),
hon ton cú th tn dng ngun nguyờn
liu ny chit xut polyphenol.
2. Kt qu kho sỏt la chn phng
phỏp chit xut.
Tin hnh chit LCX bng phng
phỏp siờu õm vi cỏc iu kin: dung mụi
chit ethanol 60%, t l DM/DL 10/1 (ml/g),
thi gian chit 60 phỳt, nhit chit
350C v 700C. Phng phỏp chit núng
vi cỏc iu kin: dung mụi ethanol 60%,


T¹P CHÝ Y - D¦îc häc qu©n sù sè chuyªn ®Ò d−îc-2016
tỷ lệ DM/DL (ml/g) 30/1, thời gian chiết
120 phút, nhiệt độ 900C. Kết quả như sau:
Bảng 2: Hàm lượng và hiệu suất chiết
polyphenol ở các phương pháp khác nhau.
Phương pháp
chiết

Polyphenol (mg/g), Hiệu suất
chiết (%)
(Xtb ± SD, n = 6)

Chiết siêu âm
0
ở 35 C

100,31 ± 3,22

78,91

Chiết siêu âm
0
ở 70 C

116,49 ± 3,45

91,65

Chiết nóng ở
0
90 C

62,84 ± 2,57

49,45

0

0

Khi chiết siêu âm ở 35 C và 70 C cho
hàm lượng polyphenol chiết lần lượt là
100,31 ± 3,22 và 116,49 ± 3,45 mg/g
(hiệu suất 78,91% và 91,65%). Khi chiết
nóng ở 900C, lượng polyphenol chiết được
là 62,84 ± 2,57 mg/g (hiệu suất đạt 49,45%),
thấp hơn nhiều so với chiết siêu âm.
Như vậy, chiết siêu âm đã làm tăng hiệu
suất chiết, giảm lượng dung môi và rút
ngắn thời gian chiết so với phương pháp
chiết nóng. Trong phương pháp chiết siêu
âm, khi tăng nhiệt độ cũng làm tăng hiệu
suất chiết polyphenol. Kết quả này phù
hợp với các phương pháp chiết xuất sử
dụng nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng cũng làm
tăng khả năng hòa tan và khuếch tán của
chất chiết, đồng thời làm giảm độ nhớt
của dung môi nên hiệu suất chiết tăng.
Tuy nhiên, khi nhiệt độ chiết > 80ºC trong
thời gian dài có thể làm phá hủy hoặc làm
tăng biến đổi polyphenol trong chè xanh [7].
Từ kết quả khảo sát trên, lựa chọn phương
pháp chiết siêu âm ở 700C để khảo sát
các thông số của quy trình chiết xuất.

3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của
các thông số quy trình chiết xuất.

* Ảnh hưởng của dung môi chiết xuất:
Tiến hành chiết siêu âm LCX trong
cùng điều kiện về tỷ lệ DM/DL 10/1, thời
gian chiết 60 phút, nhưng với các dung
môi khác nhau (nước và ethanol có nồng
độ khác nhau). Kết quả như sau:
Bảng 3: Hàm lượng và hiệu suất chiết
polyphenol ở các dung môi chiết khác
nhau.
Dung môi
chiết xuất

Polyphenol (mg/g),
(Xtb ± SD, n = 6)

Hiệu suất
chiết (%)

Nước cất

78,85 ± 2,23

62,03

Ethanol 40%

79,93 ± 2,78

62,89

Ethanol 50%

97,18 ± 2,86

76,46

Ethanol 60%

116,49 ± 3,54

91,65

Ethanol 70%

95,53 ± 3,01

75,16

Ethanol 80%

101,45 ± 3,44

79,82

Ethanol 96%

100,02 ± 3,23

78,69

Hàm lượng polyphenol chiết được thấp
nhất khi chiết với nước (78,85 ± 2,23 mg/g)
và ethanol 40% (79,93 ± 2,78 mg/g). Nồng
độ ethanol tăng làm tăng lượng polyphenol
chiết được và đạt mức cao nhất khi chiết
với ethanol 60% (116,49 ± 3,54 mg/g).
Sau đó, hàm lượng polyphenol giảm khi
tiếp tục tăng nồng độ ethanol lên > 70%.
Trên thực tế, để chiết xuất polyphenol
trong LCX có thể sử dụng nước hoặc các
dung môi hữu cơ phân cực khác nhau.
Nghiên cứu của Perva-Uzunalic và CS cho
thấy, khi chiết với nước, hiệu suất chiết
71


T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè chuyªn ®Ò d−îc-2016
polyphenol thấp hơn nhiều khi dùng các
dung môi hữu cơ như aceton, acetonitril,
ethanol, methanol ở dạng riêng lẻ hoặc
hỗn hợp với nước [6]. Tuy nhiên, khả năng
chiết xuất polyphenol phụ thuộc vào nồng
độ ethanol và phương pháp chiết xuất:
khi chiết hồi lưu với tỷ lệ DM/DL 20/1
trong 2 giờ, dung môi là ethanol (25, 50,
80, 90%) thì hàm lượng catechin và cafein
chiết được từ LCX cao nhất ở ethanol
80% và cao hơn khi chiết với nước
(DM/DL 40/1, nhiệt độ 70 - 100ºC) [0]. Xi
J và CS cho rằng: ethanol 53,6% là nồng

độ tối ưu để chiết polyphenol từ chè
xanh bằng phương pháp chiết xuất ở
áp suất cao [9]. Quan V và CS cho rằng,
hàm lượng polyphenol cao nhất khi chiết
với ethanol 50 - 80% [8]. Kết quả nghiên
cứu của chúng tôi cho thấy, khi chiết bằng
siêu âm, hàm lượng polyphenol chiết được
cao nhất ở ethanol 60%. Do đó, ethanol 60%
được lựa chọn để tiến hành các khảo sát
tiếp theo.
* Ảnh hưởng của số lần chiết và tỷ lệ
DM/DL:
Đối với chiết 1 lần, tiến hành trong cùng
điều kiện về dung môi (ethanol 60%), thời
gian chiết (60 phút), nhưng ở các tỷ lệ
DM/DL khác nhau, lần lượt là 5/1, 7,5/1,
10/1, 15/1, 20/1 và 30/1; đối với chiết 2 lần,
tiến hành chiết trong cùng điều kiện về
dung môi (ethanol 60%), thời gian chiết
(60 phút/lần), lần chiết thứ nhất với tỷ lệ
DM/DL là 10/1, nhưng lần chiết thứ hai ở
các tỷ lệ DM/DL lần lượt là: 5/1, 7,5/1 và 10/1.
Kết quả như sau:
72

Bảng 4: Hàm lượng và hiệu suất chiết
polyphenol theo số lần chiết và tỷ lệ DM/DL
khác nhau.
Số lần
chiết

Chiết 1 lần

Chiết 2 lần

Tỷ lệ
DM/DL

Polyphenol (mg/g), Hiệu suất
(Xtb ± SD, n = 6)
chiết (%)

5/1

82,55 ± 3,01

64,95

7,5/1

93,95 ± 3,05

73,92

10/1

116,49 ± 3,78

91,65

15/1

118,89 ± 3,49

93,54

20/1

123,39 ± 3,57

97,08

30/1

126,02 ± 4,02

99,15

10/1 và
5/1

120,97 ± 3,95

95,18

10/1 và
7,5/1

125,05 ± 3,85

98,39

10/1 và
10/1

123,63 ± 3,78

97,27

Đối với chiết 1 lần, khi tăng tỷ lệ
DM/DL từ 5/1 - 10/1 làm tăng đáng kể
lượng polyphenol chiết được, nhưng khi
tiếp tục tăng tỷ lệ DM/DL lên trên 10/1,
lượng polyphenol chiết được tăng không
đáng kể. Đối với chiết 2 lần, lần thứ nhất
với tỷ lệ DM/DL 10/1 đã chiết được > 90%
polyphenol, nên ở lần chiết thứ hai với
tỷ lệ DM/DL lần lượt là 5/1, 7,5/1 và 10/1
không làm tăng đáng kể lượng polyphenol
chiết được. So sánh chiết 1 lần và 2 lần
cho thấy, ở cùng tỷ lệ DM/DL 15/1, lượng
polyphenol chiết được sau khi chiết 2 lần
có xu hướng cao hơn chiết 1 lần, nhưng
khi tỷ lệ DM/DL là 20/1, lượng polyphenol
chiết tương đương nhau. Từ kết quả khảo
sát trên, chúng tôi lựa chọn số lần chiết
xuất 1 lần với tỷ lệ DM/DL10/1 cho các
khảo sát tiếp theo. Khi đó, hiệu suất chiết
polyphenol là 91,65%, tỷ lệ DM/DL tăng
không làm tăng đáng kể hiệu suất chiết,

nhưng lại tốn dung môi và thời gian.


T¹P CHÝ Y - D¦îc häc qu©n sù sè chuyªn ®Ò d−îc-2016
* Ảnh hưởng của thời gian chiết xuất:
Tiến hành chiết siêu âm LCX 1 lần với
ethanol 60%, tỷ lệ DM/DL 10/1, nhưng ở
thời gian chiết khác nhau, lần lượt là 30,
60, 90, 120 và 180 phút. Kết quả như sau:
Bảng 5: Hàm lượng và hiệu suất chiết
polyphenol ở thời gian chiết khác nhau.
Thời gian
chiết (phút)

Polyphenol (mg/g)
(Xtb ± SD, n = 6)

Hiệu suất
chiết (%)

30

103,19 ± 3,05

81,87

60

116,49 ± 3,24

91,65

90

124,62 ± 3,21

98,05

120

124,83 ± 4,01

98,22

180

125,21 ± 3,38

98,51

Khi tăng thời gian chiết từ 30 lên 90
phút làm tăng hàm lượng polyphenol
chiết được từ 103,19 ± 3,05 lên 116,49 ±
3,24 mg/g. Nhưng khi tiếp tục kéo dài thời
gian chiết sẽ không làm tăng hàm lượng
polyphenol chiết được. Điều này có thể
giải thích sau 90 phút, hiệu suất chiết đã
đạt 98,05%, gần nồng độ bão hòa của
polyphenol trong dịch chiết, nên khi kéo
dài thời gian chiết cũng không làm tăng

đáng kể nồng độ polyphenol chiết được.
Như vậy, thời gian thích hợp để chiết xuất
polyphenol từ LCX là 90 phút.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Hải Hà. Nghiên cứu trích từ
polyphenol từ lá trà Camellia sinensis (L.).
Luận văn Thạc sỹ. Trường Đại học Bách
khoa - Trường Đại học Quốc gia Thành phố
Hồ Chí Minh. 2006.
2. Đỗ Tất Lợi. Những cây thuốc và vị thuốc
Việt Nam. Nhà xuất bản Y học. Hà Nội. 2004,
tr.187-188.
3. Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 97451:2013. Chè - xác định các chất đặc trưng của
chè xanh và chè đen. Phần 1: Hàm lượng
polyphenol tổng số trong chè, phương pháp
đo màu dùng thuốc thử Folin - Ciocalteu (xuất
bản lần thứ 1). 2013.
4. Handa SS, Khanuja SPS, Longo G,
Rakesh DD. Extraction technologies for medicinal
and aromatic plants. International Centre for
Science and High Technology. Trieste Italy. 2008.
5. Lee LS, Lee N, Kim YH et al. Optimization
of ultrasonic extraction of phenolic antioxidants
from green tea using response surface
methodology molecules. 2013, 18, pp.1353013545.
6. Perva-Uzunalic A, Skerget M, Knez Z et
al. Extraction of active ingredients from green
tea (Camellia sinensis): Extraction efficiency
of major catechins and caffeine. Food Chemistry.

2006, 96, pp.597-605.

KẾT LUẬN

7. Quan VV, Golding JB, Minh N, Roach
PD. Review: Extraction and isolation of
catechins from tea. J Sep Sci. 2010, 33,
pp.3415-3428.

Đã khảo sát được ảnh hưởng của các
thông số quy trình đến hàm lượng và hiệu
suất chiết polyphenol từ LCX. Từ đó, lựa
chọn được các thông số chiết xuất thích
hợp là: chiết siêu âm 1 lần với ethanol 60%,
tỷ lệ DM/DL là 10/1, nhiệt độ chiết 700C,
thời gian chiết 90 phút. Với các thông số
đã lựa chọn, hiệu suất chiết polyphenol
đạt 98,05%.

8. Quan VV, Tan SP, Stathopoulos CE,
Roach PD. Improved extraction of green tea
components from teabags using the microwave
oven. Journal of Food Composition and Analysis.
2012, 27, pp.95-101.
9. Xi J, Xue Y, Xu Y, Shen Y. Artificial
neural network modeling and optimization
of ultrahigh pressure extraction of green
tea polyphenols. Food Chemistry. 2013, 141,
pp.320-326.

73