Xây dựng quy trình chiết xuất piperin bằng dung môI ethenol từ hạt hồ tiêu (Piper nigri L.).

TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 3-2014
XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHIẾT XUẤT PIPERIN BẰNG
DUNG MÔI ETHANOL TỪ HẠT HỒ TIÊU (PIPER NIGRI L.)
Phạm Thị Mai Hiên*; Nguyễn Minh Chính*; Đỗ Văn Bình*
Đào Văn Đôn*; Nguyễn Thị Thanh Hương
TÓM TẮT
Quy trình chiết xuất piperin trong hồ tiêu bằng dung môi ethanol đã đƣợc khảo sát và xây dựng.
Điều kiện chiết xuất tối ƣu bằng dung môi ethanol: phƣơng pháp chiết siêu âm, kÝch th-íc tiểu phân
0
0
0,35 mm, cồn ethylic 96 , tỷ lệ cồn ethylic - dƣợc liệu (3:1), nhiệt độ 40 , chiết 3 lần, mỗi lần chiết
1 giờ. Hiệu suất chiết piperin của quy trình là 96,6%.
* Từ khóa: Hồ tiêu; Piperin; Chiết xuất.

PROCESS OF EXTRACTION OF PIPERINE BY ETHANOL
FROM PIPER NIGRI L.
Summary
Ultrasound method for extraction of piperine from pepper was established. Conditions of
ultrasound extraction: particle size at 0.35 mm, using ethanol 96% as the extraction solvent
0
with ratio of 1:3 (herbal/solvent); 03 times of extraction, 60 min per time, temperature at 40 C,
0
remove solvent at 40 C her high temperature under low pressure. Efficiency of piperine extraction
reached 96.6%.
* Key words: Piper nigri L.; Piperine; Extraction.

ĐẶT VẤN ĐỀ
Hồ tiêu (Piper nigri L.) đƣợc trồng rộng
rãi trong những năm gần đây, sản phẩm
hồ tiêu không những đáp ứng nhu cầu thị
trƣờng trong nƣớc mà còn đƣợc xuất

khẩu đi nhiều nƣớc trên thế giới [1, 4]. Từ
2002, Việt Nam đã vƣơn lên trở thành
nƣớc dẫn đầu, và đến nay vẫn chiếm một
nửa khối lƣợng hồ tiêu xuất khẩu trên
toàn thế giới [4]. Hồ tiêu hạt đƣợc sử
dụng làm gia vị trong ngành thực phẩm.
Hoạt chất piperin chiết xuất từ hạt hồ tiêu

đƣợc sử dụng phổ biến trong ngành
dƣợc phẩm với nhiều hoạt tính sinh học
tốt [1, 5]. Đã có một số công trình nghiên
cứu công bố về quy trình chiết xuất
piperin từ hồ tiêu [3]. Tuy nhiên, các quy
trình này sử dụng dung môi không an
toàn, gây độc đối với cơ thể. Do đó, cần
có nghiên cứu về chiết xuất hoạt chất này
bằng dung môi an toàn, rẻ tiền để đạt
hiệu quả cao và dung môi ethanol đƣợc
lựa chọn cho nghiên cứu này.

* Học viện Quân y
Người phản hồi (Corresponding): §µo V¨n §«n ()
Ngày nhận bài: 14/10/2014; Ngày phản biện đánh giá bài báo: 19/01/2014
Ngày bài báo được đăng: 11/02/2014

7


TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 3-2014
NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU
1. Nguyên vật liệu.
* Nguyên liệu:
Hạt tiêu đen (Piper nigri L.) đƣợc thu mua
tại Hà Đông và lƣu mẫu tại Khoa Dƣợc liệu,
Trung tâm Đào tạo - Nghiên cứu Dƣợc,
Học viện Quân y.
* Hoá chất:
- Hoá chất: chuẩn piperin (98,1%) của
Sigma-aldrich. MeOH, ACN đạt tiêu chuẩn
HPLC. EtOH đạt tiêu chuẩn tinh khiết phân
tích.
* Dụng cụ - thiết bị:
- Hệ thống HPLC WATERS 2695D,
detector PDA, 4 kênh dung môi.
- Máy cất quay chân không Tokyo
Rikakikai model N-100 (Nhật).
- Thiết bị siêu âm gia nhiệt memmert
GmbH+ Co. KG D- 91126 Schwabach FRG
(Đức).
- Bình chiết và các dụng cụ thủy tinh
khác.
Tiến hành thí nghiệm tại Trung tâm Đào
tạo - Nghiên cứu Dƣợc, Học viện Quân y.
2. Phƣơng pháp nghiên cứu.
* Xây dựng quy trình chiết xuất:
- Khảo sát lựa chọn phƣơng pháp chiết
xuất: chiết Shoxlet, chiết ngấm kiệt và chiết
siêu âm gia nhiệt.
+ Chiết siêu âm: chiết 50 g bột hồ tiêu

với 150 ml ethanol 960 ở nhiệt độ 400C.
Sau 1 giờ, gạn lấy dịch chiết. Chiết tiếp
tục bã dƣợc liệu với ethanol 2 lần nữa
(150 ml x 2 lần).

8

+ Chiết Shoxlet: chiết 50 g bột hồ tiêu
với 200 ml ethanol 960. Sau 6 giờ, gạn lấy
dịch chiết.
+ Chiết ngấm kiệt: cho 50 g bột hồ tiêu
vào bình ngầm kiệt, thêm ethanol 960 cho
đến ngập dƣợc liệu 2 - 3 cm. Sau 24 giờ,
rút từ từ dịch chiết, đồng thời bổ sung
dung môi vào bình ngấm kiệt. Tiến hành
chiết tới khi thu đƣợc 300 ml dịch chiết.
- Khảo sát các yếu tố: kích thƣớc tiểu
phân, nồng độ ethanol, tỷ lệ dung môi/
dƣợc liệu; số lần chiết xuất; nhiệt độ và
thời gian chiết xuất.
- Dịch chiết ethanol đƣợc cô chân không
ở nhiệt độ 400C tới cắn.
- Chỉ tiêu đánh giá: lƣợng piperin chiết
đƣợc (hàm lƣợng piperin trong cắn ethanol
x khối lƣợng cắn)/lƣợng piperin có trong
mẫu nguyên liệu.
* Định lượng piperin bằng HPLC:
- Theo dƣợc điển Trung Quốc (2010) [2].
- Xử lý mẫu hồ tiêu: cân chính xác
0,25 g bột hồ tiêu (bột khô mịn) cho vào

bình cầu 100 ml, thêm 80 ml EtOH, chiết
siêu âm 30 phút, thêm EtOH vừa đủ tới
vạch, trộn đều. Lọc qua màng lọc 0,45
µm trƣớc khi phân tích HPLC.
- Xử lý mẫu sản phẩm chiết xuất piperin:
cân chính xác 50 mg mẫu cho vào bình
định mức 50 ml, thêm MeOH vừa đủ tới
vạch, trộn đều. Lấy chính xác 2 ml dung
dịch này, pha loãng với MeOH thành
25 ml. Lọc qua màng lọc 0,45 µm trƣớc
khi phân tích HPLC.
- Điều kiện HPLC: cột sắc ký: Gemini
C18 (4,6 x 250 mm; 5 µm); detector UV:
343 nm; pha động: MeOH-nƣớc (77:23,
v/v); tốc độ dòng: 1 ml/phút; thể tích bơm
mẫu: 10 µl.


TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 3-2014
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ
BÀN LUẬN

Đánh giá hàm lƣợng piperin trong mẫu
nghiên cứu (hồ tiêu) bằng HPLC theo
phƣơng pháp của dƣợc điển Trung Quốc.
Tiến hành phân tích 5 mẫu. Kết quả cho
thấy: hàm lƣợng piperin trong mẫu nghiên
cứu là 3,41 ± 0,05% (n = 5). Đây là cơ sở
để tính hiệu suất chiết của quy trình.

suất chiết của 2 phƣơng pháp không
khác biệt (p > 0,1). Phƣơng pháp chiết
Shoxlet cần tạp chất ít hơn so với chiết
siêu âm. Tuy nhiên, phƣơng pháp chiết
Shoxlet cần thời gian dài, chỉ có thể triển
khai ở quy mô phòng thí nghiệm, khó có
khả năng triển khai ở quy mô công nghiệp.
Trong khi phƣơng pháp chiết siêu âm có
thời gian chiết ngắn, dễ dàng triển khai ở
quy mô công nghiệp. Do vậy, phƣơng pháp
này đƣợc lựa chọn để tiếp tục nghiên cứu.

2. Kết quả lựa chọn phƣơng pháp
chiết.

3. Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh
hƣởng tới hiệu suất chiết.

1. Kết quả định lƣợng piperin trong
nguyên liệu hồ tiêu.

Tiến hành khảo sát các phƣơng pháp
chiết xuất: chiết siêu âm, chiết Shoxlet,
chiết ngấm kiệt nhƣ đã mô tả ở phần
phƣơng pháp. Lƣợng mẫu chiết 50 g bột
hồ tiêu khô.
Bảng 1: Kết quả chiết xuất piperin theo
các phƣơng pháp chiết khác nhau (n = 5).
SẢN
PHẨM

THÔ (g)

HÀM
LƢỢNG
PIPERIN
(%)

HIỆU
SUẤT
(%)

Siêu âm (1)

3,28 ±
0,25

50,5 ±
3,8

96,6
± 1,4

Shoxlet (2)

3,09 ±
0,18

53,6 ±
3,6

96,8
± 1,4

Ngấm kiệt (3)

2,81 ±
0,30

48,9 ±
4,9

79,8
± 1,0

PHƢƠNG
PHÁP CHIẾT

THỐNG
KÊ

p1-2 > 0,1
p1-3 < 0,05

Phƣơng pháp ngấm kiệt cho hiệu suất
chiết 79,8%, thấp hơn nhiều so với phƣơng
pháp chiết siêu âm và chiết Shoxlet
(p < 0,05). Trong khi đó, tạp chất tƣơng
tự nhƣ phƣơng pháp chiết siêu âm.
Do đó, phƣơng pháp này không đƣợc lựa
chọn cho nghiên cứu tiếp theo.

Phƣơng pháp chiết siêu âm và phƣơng
pháp chiết Shoxlet có hiệu suất chiết rất
cao (> 96%), gần nhƣ chiết đƣợc hết hoạt
chất piperin ra khỏi mẫu hồ tiêu. Hiệu

- Kích thước tiểu phân:
Nghiền hồ tiêu khô thành bột ở kích cỡ
khác nhau và chiết siêu âm theo quy trình
đã khảo sát ở trên. Xác định khối lƣợng
cắn và hàm lƣợng piperin trong sản phẩm
thô chiết đƣợc.
Bảng 2: Ảnh hƣởng của kích thƣớc
tiểu phân tới hiệu suất chiết (n = 5).
KÍCH
THƢỚC
TIỂU
PHÂN

SẢN
PHẨM
THÔ (g)

HÀM
LƢỢNG
PIPERIN
(%)

HIỆU
SUẤT
(%)

0,8 mm
(1)

2,58 ±
0,14

53,4 ±
2,5

80,6 ±
1,2

0,35 mm
(2)

3,28 ±
0,25

50,5 ±
3,8

96,6 ±
1,4

0,18 mm
(3)

3,88 ±
0,09

42,8 ±
1,5

97,3 ±
1,6

THỐNG
KÊ

p1-2 < 0,05
p2-3 > 0,1

Khi sử dụng phƣơng pháp chiết siêu
âm để chiết xuất piperin từ hồ tiêu, nếu
kích thƣớc tiểu phân 0,8 mm, chỉ chiết
đƣợc 80,6% piperin có trong hồ tiêu,
không chiết hết đƣợc hoạt chất. Khi giảm
kích thƣớc xuống 0,35 mm, có thể chiết
xuất đƣợc gần nhƣ hoàn toàn piperin có
trong mẫu với hiệu suất chiết 96,6%. Khi
giảm kích thƣớc tiểu phân xuống 0,18
mm, hiệu suất chiết không tăng lên so với
9


TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 3-2014
kích thƣớc tiểu phân 0,35 mm (p > 0,1).
Mặt khác, tạp chất lại nhiều hơn. Do đó,
kích thƣớc tiểu phân 0,35 là thích hợp để

chiết xuất piperin trong hồ tiêu.

SẢN
PHẨM
THÔ (g)

300C (1)

2,71 ±
0,15

53,6 ±
2,3

85,1 ± 1,7

400C (2)

3,28 ±
0,25

50,5 ±
3,8

96,6 ± 1,4 p2-1 < 0,05

500C (3)

3,40 ±
0,17

47,4 ±
3,6

600C (4)

3,50 ±
0,17

44,3 ±
1,7

- Tỷ lệ dược liệu/dung môi:
Cân 50 g dƣợc liệu đƣợc chiết xuất
siêu âm bằng dung môi EtOH với tỷ lệ
khác nhau. Chiết 3 lần, gộp dịch chiết,
bốc hơi tạo cắn và định lƣợng piperin.
Bảng 3: Ảnh hƣởng của tỷ lệ dƣợc liệu
- dung môi tới hiệu suất chiết (n = 5).
HÀM
TỶ LỆ DƢỢC
SẢN
LƢỢNG
LIỆU/DUNG PHẨM
PIPERIN
MÔI
THÔ (g)
(%)

HIỆU

SUẤT
(%)

THỐNG
KÊ

1:2 (1)

3,07 ±
0,26

50,9 ±
3,8

91,3 ±
1,9

1:3 (2)

3,28 ±
0,25

50,5 ±
3,8

96,6 ± p2-1 < 0,05
1,4
p2-3 > 0,1

1:4 (2)

3,32 ±
0,23

50,3 ±
3,2

97,6 ±
1,1

Tỷ lệ dƣợc liệu/dung môi (1:2) cho hiệu
suất chiết thấp nhất (91,3%). Khi tỷ lệ dung
môi tăng, hiệu suất chiết cũng tăng lên. Ở
tỷ lệ dƣợc liệu/dung môi (1:3), hiệu suất
chiết 96,6%, tƣơng tự nhƣ hiệu suất chiết
ở tỷ lệ dƣợc liệu/dung môi (1:4) (p > 0,1).
Độ tinh khiết của sản phẩm chiết xuất
đƣợc ở cả 3 tỷ lệ dung môi/ dƣợc liệu
không khác biệt (p > 0,1). Nhƣ vậy, tỷ lệ
dƣợc liệu/dung môi (1:3) là thích hợp nhất
cho chiết xuất piperin.
- Nhiệt độ chiết xuất:
Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ tới
hiệu suất chiết ở nhiệt độ khác nhau.
Bảng 4: Ảnh hƣởng của nhiệt độ tới
hiệu suất chiết (n = 5).

10

HÀM

LƢỢNG
HIỆU
PIPERIN SUẤT (%)
(%)

NHIỆT
ĐỘ

94,1 ± 1,0

THỐNG
KÊ

p2-3 < 0,05
p2-4 < 0,05

91,0 ± 1,8

Khi tăng nhiệt độ chiết lên 30 - 600C,
hiệu suất chiết thay đổi trong khoảng từ
85,1 - > 96,6%. Ở 400C, hiệu suất chiết
cao nhất (96,6%). Khi tăng tới nhiệt độ
600C, hiệu suất chiết giảm còn 91,0%;
do ở nhiệt độ này, một phần piperin bị
phân hủy. Do vậy, nhiệt độ chiết thích
hợp là 400C.
- Số lần chiết xuất:
Tiến hành chiết xuất dƣợc liệu với số
lần chiết khác nhau: 1 lần, 2 lần, 3 lần và
4 lần.

Bảng 5: Ảnh hƣởng của số lần chiết
tới hiệu suất chiết (n = 5).
SỐ LẦN
CHIẾT

SẢN
PHẨM
THÔ (g)

HÀM
LƢỢNG
PIPERIN
(%)

HIỆU
SUẤT
(%)

1 lần (1)

2,24 ±
0,12

50,7 ±
2,1

66,5 ±
1,4

2 lần (2)

3,10 ±
0,27

50,7 ±
4,3

91,6 ±
1,7

p3-1 < 0,05

3 lần (3)

3,28 ±
0,25

50,5 ±
3,8

96,6 ±
1,4

p3-4 > 0,1

4 lần (4)

3,30 ±
0,08

50,0 ±
0,9

96,8 ±
1,4

THỐNG
KÊ

p3-2 < 0,05

Khi tăng số lần chiết xuất piperin từ
1 lần lên 4 lần, hiệu suất chiết tăng theo
tƣơng ứng 72 - 96%. Hiệu suất chiết 4 lần
là 96,8% so với chiết 3 lần là 96,6%; khác
biệt không có ý nghĩa thống kê (p > 0,1).


TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 3-2014
Do đó, chiết xuất 3 lần là phù hợp, vì tăng
lần chiết cũng không tăng đƣợc hoạt chất.
- Thời gian chiết:
Tiến hành khảo sát thời gian mỗi lần
chiết siêu âm: 0,5 giờ, 1 giờ và 1,5 giờ.
Đánh giá hiệu suất chiết với thời gian
khác nhau.
Bảng 6: Ảnh hƣởng của thời gian chiết
tới hiệu suất chiết (n = 5).
THỜI
GIAN

CHIẾT

SẢN
PHẨM
THÔ (g)

HÀM
LƢỢNG
PIPERIN
(%)

HIỆU
SUẤT
(%)

0,5 giờ
(1)

2,47 ±
0,21

50,0 ±
3,8

72,1 ±
1,2

1 giờ (2)

3,28 ±

0,25

50,5 ±
3,8

96,6 ±
1,4

2 giờ (3)

3,29 ±
0,22

50,9 ±
3,3

97,8 ±
0,9

THỐNG
KÊ

p2-1 < 0,05
p2-3 > 0,1

Chiết siêu âm 0,5 giờ có hiệu suất
chiết thấp nhất. Khi tăng thời gian lên
1 giờ, hiệu suất chiết cao hơn hẳn so với
0,5 giờ (p < 0,05). Thời gian chiết 1,5 giờ
cho hiệu suất tƣơng tự 1 giờ (p > 0,1).

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Viện Dược liệu. Cây thuốc và động vật làm
thuốc Việt Nam. NXB Khoa học và Kỹ thuật. 2006.
2. Dược điển Trung quốc. 2010.
3. Nguyễn Thị Chiên Ly. Nghiên cứu chiết
tách và xác định thành phần hóa học trong
hạt tiêu đen (Piper nigrum L.) ở huyện Đ¾k
Đoa, tỉnh Gia Lai. Khóa luận Tốt nghiệp
Đại học, Đại học Đà Nẵng. 2012.
4. Lê Thị Thùy Linh. Thực trạng xuất khẩu
hồ tiêu và giải pháp tăng kim ngạch xuất khẩu
hồ tiêu Việt Nam. Khóa luận Tốt nghiệp Đại học.
Đại học Ngoại thƣơng. 2010.
5. Bhradwaj R.K, Glaeser H, Becquemont
L, Klotz U, Gupta S.K, Fromm M.F. Piperine,
a mayjor constituent of black pepper, inhibits
human P-glycoprotein and CYP3A4. J Pharmacol.
Exp Ther. 2002, 302 (2), pp.645-665.
6. Reimmel Kwame Adosraku, James Oppong
Kyekyeku, Isaac Yaw Attah. Characterization and
HPLC quantification of piperine isolated from
pipper guineense (Fam. Piperaceae). International
Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences.
2013, 5 (1), pp.252-256.

KẾT LUẬN
Đã xây dựng đƣợc quy trình chiết xuất
piperin từ hồ tiêu tối ƣu bằng dung môi
ethanol gồm: phƣơng pháp chiết siêu âm,

tiểu phân 0,35 mm, cồn ethylic 960, tỷ lệ
cồn/dƣợc liệu (3:1), nhiệt độ 400, chiết 3
lần, mỗi lần chiết 1 giờ.

11


TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 3-2014

12