Nghiên cứu chiết tách và định danh các phytolcid chủ yếu từ củ nén ở quảng nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRẦN THỊ NGỌC THANH

NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH VÀ ĐỊNH DANH
MỘT SỐ PHYTONCID CHỦ YẾU TỪ CỦ NÉN
Ở QUẢNG NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Đà Nẵng - 2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRẦN THỊ NGỌC THANH

NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH VÀ ĐỊNH DANH
MỘT SỐ PHYTONCID CHỦ YẾU TỪ CỦ NÉN
Ở QUẢNG NAM
Chuyên ngành : Hóa hữu cơ
Mã số :

60.44.27

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. LÊ THỊ LIÊN THANH

Đà Nẵng - Năm 2012


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả
nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được cơng bố trong bất kỳ một
cơng trình nào khác.

Tác giả luận văn

Đặng Văn Phi


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................................... i
MỤC LỤC ................................................................................................................................ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ...................................................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG ....................................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH .......................................................................................................vii
MỞ ĐẦU .................................................................................................................................... 1
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................................................... 4
1.1. Giới thiệu chung về củ nén ............................................................................................. 4
1.1.1. Đặc điểm thực vật và phân loại .............................................................................. 4
1.1.2. Thành phần hóa học ................................................................................................. 5
1.2. Giới thiệu chung về phytolcid ....................................................................................... 7
1.2.1. Định nghĩa................................................................................................................ 7
1.2.2. Phân loại .................................................................................................................. 7
1.2.3. Tính chất .................................................................................................................. 7
1.2.4. Ứng dụng của phytolcid ........................................................................................... 8
1.2.5. Một số hợp chất chính có trong họ hành tỏi ............................................................ 8

1.2.5.1. Hợp chất Allicin .............................................................................................. 8
1.2.5.2. Hợp chất Diallyl disulfide ............................................................................. 10
1.3. Phương pháp tách chiết các hợp chất phytolcid ........................................................ 10
1.3.1. Khái niệm ............................................................................................................... 10
1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết tách ...................................................... 10
1.3.2.1. Dung môi ...................................................................................................... 10
1.3.2.2. Nồng độ dịch chiết ........................................................................................ 11
1.3.2.3. Đặc điểm của nguyên liệu ............................................................................. 11
1.3.2.4. Nhiệt độ......................................................................................................... 12
1.3.2.5. Thời gian ....................................................................................................... 13
1.3.2.6. Khuấy trộn .................................................................................................... 13
1.3.3. Một số dung môi thường sử dụng trong chiết tách ............................................... 13
1.3.4. Một số phương pháp tách chiết thường dùng ........................................................ 14


1.3.4.1. Ngâm ............................................................................................................. 14
1.3.4.2. Phương pháp chiết xuất ngấm kiệt ................................................................ 15
1.3.4.3. Phương pháp chiết tách ngược dòng ............................................................. 15
1.3.4.4. Phương pháp chiết tách bằng khí hóa lỏng siêu tới hạn ............................... 16
1.3.4.5. Chiết siêu âm ................................................................................................ 17
1.4. Tình hình nghiên cứu về họ hành tỏi trên thế giới và trong nước ........................... 17
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................... 20
2.1. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị nghiên cứu ............................................................. 20
2.1.1. Nguyên liệu nghiên cứu ......................................................................................... 20
2.1.2. Hóa chất và thiết bị ................................................................................................ 20
2.1.3. Nơi thực hiện nghiên cứu....................................................................................... 20
2.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................. 20
2.2.1. Phương pháp vật lý ................................................................................................ 20
2.2.2. Phương pháp hóa học............................................................................................. 21
2.2.3. Phương pháp hóa sinh ............................................................................................ 21

2.2.3.1. Xác định hàm lượng glucid tổng .................................................................. 21
2.2.3.2. Xác định hàm lượng nitơ tổng ...................................................................... 21
2.2.4. Phương pháp hóa lý ............................................................................................... 22
2.2.4.1. Xác định hàm lượng các nguyên tố vi lượng ................................................ 22
2.2.4.2. Đo quang phổ hấp thụ phân tử UV/VIS ....................................................... 22
2.2.4.3. Phương pháp sắc kí khí ghép khối phổ (GC/MS) ......................................... 23
2.2.5. Phương pháp vi sinh vật ........................................................................................ 24


Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................................. 25
3.1. Xác định một số thành phần hóa học có trong củ nén............................................... 25
3.2. Xác định cấu tử của hỗn hợp dịch chiết...................................................................... 27
3.3. Chọn dung môi chiết tách các phytolcid chủ yếu trong củ nén ................................ 31
3.4. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chiết tách một số phytocid chủ yếu
từ củ nén .................................................................................................................................. 35
3.4.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu tươi (ml/g) đến
hiệu suất chiết tách .................................................................................................................... 35
3.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi diallyl disulfide .............. 38
3.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian.......................................................................... 41
3.4.4. Khảo sát ảnh hưởng của pH ................................................................................... 44
3.5. Đề xuất qui trình ngâm chiết phytolcid từ củ nén ..................................................... 46
3.6. Xác định khả năng kháng khuẩn của dịch chiết củ nén ............................................ 48
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................................ 52
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 54
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI (bản sao)
PHỤ LỤC................................................................................................................................. 58


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Các kí hiệu

AAS

Quang phổ hấp thụ nguyên tử

GC/MS

Phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ



Lambda



Thời gian

t0

Nhiệt độ

UV/VIS

Phổ hấp thụ phân tử

W

Độ ẩm

Viết tắt
CK

Chất khô

dm/ngl

Dung môi/ nguyên liệu


DANH MỤC CÁC BẢNG
STT

Tên bảng

Trang

1.1

Thành phần hóa học của củ nén

6

1.2

Một số tính chất vật lý của dung mơi

14

3.1

Một số thành phần hóa học củ nén ở Quảng Nam

25

3.2

Một số hợp chất phytolcid có trong dịch chiết củ nén

29

3.3

Kết quả đo đường kính vịng thủy phân

48


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số

Tên hình

hiệu

Trang

1.1

Hoa cây nén

5

1.2

Cây nén (hành tăm)

5

1.3

Củ nén (Hành tăm)

5

1.4

Công thức cấu tạo của Allicin

9

1.5

Công thức cấu tạo của diallyl disulfide

10

3.1

Phổ GC/MS của dịch chiết củ nén

28

3.2

Sơ đồ ngâm chiết một số phytolcid với các loại dung môi

32

khác nhau
3.3

So sánh hiệu quả chiết diallyl disulfide bằng dung mơi hữu

33

cơ khác nhau trong cùng điều kiện
3.4

Sơ đồ thí nghiệm chiết hỗn hợp phytolcid chủ yếu trong củ

37

nén với tỉ lệ dung môi khác nhau
3.5

Ảnh hưởng của tỷ dung môi cồn 960/ nguyên liệu củ nén

37

giã nát đến giá trị mật độ quang thu được
3.6

Sơ đồ thí nghiệm chiết phytolcid ở nhiệt độ khác nhau

39

3.7

Ảnh hưởng của nhiệt độ chiêt đến giá trị mật độ quang của

40

diallyl disulfide
3.8

Sơ đồ thí nghiệm tìm thời gian thích hợp để chiết diallyl

42

disulfide
3.9

Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hiệu suất thu nhận

43

diallyl disulfide
3.10

Sơ đồ ngâm chiết diallyl disulfide ở các giá trị pH khác

44

nhau
3.11

Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất thu hồi diallyl disulfide

45

3.12

Sơ đồ qui trình chiết phytolcid từ củ nén

47


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Ai cũng biết rằng: Ăn ở và mặc là nhu cầu không thể thiếu đối với con
người. Chính vì thế chế biến món ăn ngon hỗ trợ cho sức khỏe con người luôn
được khuyến khích đề cao. Đối với người Việt Nam chúng ta vấn đề sử dụng
món ăn hợp lí ln được nhân dân ta chú trọng đúng mức. Có thể thấy mỗi
món hợp với một số gia vị nhất định. chỉ có khi nào dùng đúng món ăn mới
phát huy hết cơng dụng ví dụ: Vịt cần gừng, gà cần chanh, bị nướng cần nén,
heo cần hành… Có thể nói gia vị là một phần khơng thể thiếu, về trực giác nó
là chất điều vị giúp gia tăng hương vị và màu sắc và tăng sự hấp dẫn cho món
ăn điều này một phần giúp cho sự tiêu hóa và hấp thụ thức ăn tốt hơn nhưng
về sâu xa sử dụng gia vị là tận hưởng hoạt chất kháng sinh thực vật –
phytolcid (fitolcid) có cơng dụng giúp cơ thể kháng khuẩn. Có thể thấy cơng
dụng của mỗi loại gia vị ln tồn tại trong kho tàng tri thức nhân gian có loại

đã được khoa học chứng minh rõ ràng như nghệ, gừng, tỏi… Nhưng cũng có
loại gia vị được dùng như một vị thuốc trong dân gian nhưng chưa hiểu rõ
công dụng thực như củ nén, kiệu…
Nén hay hành tăm có nguồn gốc tại Bắc Á, Bắc Âu châu và Bắc Mỹ,
đã được trồng và sử dụng từ hơn 5000 năm. Loài được trồng hiện nay rất
tương cận với loài mọc hoang tại vùng núi Alpes, những giống hoang khác
cũng mọc khá nhiều tại vùng Bắc bán cầu. Tại lục địa Bắc Mỹ, nén đã được
“thích ứng hóa” và được trồng từ khu vực Nam Canada, xuống tới Đông Nam
California.[3]
Ở Việt Nam nén được trồng từ rất lâu đời tuy nhiên chỉ được trồng đại
trà và có chất lượng tốt ở vùng đất từ Quảng Nam ra Quảng Trị, nhiều nhất là
ở Nghệ An. nén thường trồng làm rau ăn và lấy củ làm thuốc. Có thể nhân
giống như hành hoa, bằng hạt hay tách bụi vào vụ đông xuân. Thu hoạch củ


vào mùa hè thu. Khi dùng rửa sạch, giã nát, thường dùng tươi,cũng có thể sắc
uống.
Xuất phát từ nguồn nguyên liệu dồi dào của Quảng Nam và để biết rõ
công dụng của các phytolcid trong củ nén, chúng tôi mạnh dạn chọn đề tài :
Nghiên cứu chiết tách và định danh các phytolcid chủ yếu từ củ nén ở
Quảng Nam
2. Mục đích nghiên cứu
- Xây dựng qui trình chiết tách chất kháng sinh thực vật.
- Xác định công thức cấu tạo, danh pháp của các phytolcid chủ yếu có trong
dịch chiết của củ nén.
-

Xác định khả năng kháng khuẩn của dịch chiết từ củ nén.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Cử nén ở Quảng Nam
Nơi thực hiện: Phịng thí nghiệm Trường ĐHSP thành phố ĐÀ NẴNG và
các trung tâm khác.
4. Phương pháp nghiên cứu
4.1. Phương pháp vật lí
- Xác định độ ẩm của củ nén
4.2. Phương pháp hóa học
- Xác định một số thành phần hóa học của củ nén
4.3. Phương pháp hóa lý:
- Xác định khả năng hấp phụ bằng UV/VIS
- Định danh các phytolcid bằng phương pháp GC/MS


4.4. Phương pháp hóa sinh
- Sử dụng phương pháp Ferry cyanure để xác định hàm lượng glucid tổng
4.5. Phương pháp vi sinh
- Xác định khả năng kháng khuẩn củ dịch chiết củ nén
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:
5.1. Ý nghĩa khoa học
- Chiết tách phytolcid từ củ nén.
- Định danh các phytolcid chủ yếu từ củ nén.
5.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Vai trò của phytolcid từ loại gia vị này vào thực tế một cách khoa học
hơn
6. Cấu trúc luận văn
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu chung về cây nén (Hành tăm)
1.1.1. Đặc điểm thực vật và phân loại
Cây nén có tên khoa học là Allium schoenoprasum L. Các tên gọi
thường gặp: Hành tăm trắng hay Nén (Việt Nam); Chive (Anh, Mỹ);
Ciboulette, Civette (Pháp); Schnittlauch (Đức); Cebollino (Tây Ban Nha). [7]
Nén là tên gọi cây hành tăm được sử dụng thống nhất trên toàn lãnh thổ
Việt Nam. Trong đề tài này củ nén là nguyên liệu được sử dụng để nghiên
cứu. Về phân loại thực vật nén thuộc: [41]
Giới: Plantae
Ngành: Magnoliophyta.
Lớp: Liliopsida
Phân lớp: Liliopsida
Bộ: Asparagales
Họ: Alliaceae
Phân họ: Allioideae
Tơng: Allieae
Chi: Allium
Lồi: A.schoenoprasum
Cây nén thuộc loài thảo nhỏ, rất giống hành hương (A.fistulosum), mọc
cao trung bình 10-30 cm, có thể đến 60 cm và thành bụi cỡ 30 cm. Thân hành
hay củ màu trắng lớn cỡ ngón tay út, đường kính 1-2 cm, bao bọc bởi những
vẩy dai. Lá rất nhiều, màu xanh lục đậm, mỏng. Lá và cán hoa đều hình trụ,
rỗng, nhỏ như một cây tăm, do đó được gọi là hành tăm. Hoa màu đỏ, tím,


mọc thành cụm hình đầu, mang nhiều hoa, có cuống ngắn. Hoa thường vô
sinh nên Hành tăm được phát triển bằng cách tách bụi, hành tăm thích hợp với

nhiệt độ từ 60 đến 70 độ F, đất thơng thốt khơng ứ nước, có tính axit nhẹ.
Thời gian nẩy mầm từ 10 đến 14 ngày.[7]
Dưới đây là một số hình ảnh về hoa, cây nén, củ nén. Được thể hiện ở
các hình 1.1 [41], hình 1.2 [36], hình 1.3 [32].

Hình 1.1. Hoa cây nén

Hình 1.2. Cây nén

Hình 1.3. Củ nén

1.1.2. Thành phần hóa học
Về phương diện dinh dưỡng và trị liệu củ nén có tính sát trùng do có
chứa các hợp chất sulfur, giúp tạo cảm giác thèm ăn do kích thích vị giác và
trợ tiêu hóa.[7]
Thành phần hóa học của củ nén ở Việt Nam được thể hiện ở bảng 1.1


Bảng 1.1. Thành phần hóa học trong củ nén [7]
Thành phần hóa học
Nước (%)

87,6

Protein (g)

1,95

Lipit (g)

0,73

Glucid (g)

6,81

Magie (mg)

42

Canxi (mg)

62

Photpho (mg)

38

Kẽm (mg)

0.56

Kali (mg)

296

Mangan (mg)

0,373

Natri (mg)

18

Vitamin C(mg)

58,1

Caroten (IU)

4.353

Vitamin B2 (mg)

0,115

Vitamin B3 (mg)

0,647

Vitamin B5 (mg)

0,324

Vitamin B6 (mg)

0,138

Củ nén – loại gia vị sử dụng dạng củ có hàm lượng nước cao cùng với sự
hiện diện của các acid amin, chất khoáng và các vitamin , … Đặc biệt củ nén,

chứa một lượng tinh dầu, các sulfit hữu cơ giống với các loại hành,có chất
kháng sinh alliin. [3]
Củ nén có vị đắng, cay, mùi hăng nồng, tính ấm, có tác dụng giải cảm,
làm tốt mồ hơi, hành khí hạ đàm, lợi tiểu, giải độc, sát trùng. Ở Ấn Độ, người
ta chứng minh củ nén có những tính chất gần giống củ hành tây.


1.2. Giới thiệu chung về chất kháng sinh thực vật – phytolcid
1.2.1. Định nghĩa
Kháng sinh thực vật – phytolcid (fitolcid) là hợp chất được tạo thành từ
quá trình sinh tổng hợp nội bào, có tác dụng chống vi khuẩn thường được
phân chiết từ thực vật thượng đẳng. Vì vậy phytolcid được hiểu đầy đủ là chất
kháng sinh thực vật, chúng có vai trị giúp cho cơ thể chống lại sự nhiễm
bệnh, phòng bệnh tốt khi sử dụng nguồn thực vật giàu hợp chất phytolcid.
1.2.2. Phân loại
Phytolcid được chia thành hai nhóm chính :
- Nhóm phytolcid bay hơi (hay cịn gọi là esther thực vật, tinh dầu):
Là những phytolcid do thực vật thượng đẳng tiết ra có khả năng khuếch tán
vào khơng khí và có tác dụng ức chế sự sinh trưởng, phát triển của vi khuẩn
(VK) gây bệnh
Ví dụ: Tinh dầu thông, tinh dầu hồi, trầm, long não, quế,… Rất được
thơng dụng trong cơng nghệ hóa dược phẩm với tư cách là chất sát trùng.
- Nhóm phytolcid khơng bay hơi:
Là Phytolcid cũng do thực vật thượng đẳng tiết ra song chúng nằm sâu
trong tế bào thực vật nên khơng có khả năng tự khuếch tán vào khơng khí như
brasilin, leonurin,…
Ví dụ: Tô mộc, kim ngân,…Thường sử dụng trong các loại lá xông.
Dưới tác động của nhiệt độ cao do nấu, các hợp chất trong nhóm phytolcid
được khuýech tán tạo nên hiệu quả cho q trình xơng.[38]
1.2.3. Tính chất

- Phytolcid có nguồn gốc từ thực vật
- Hầu như khơng có tác dụng phụ như kháng sinh từ vi nấm, vi khuẩn.
- Tác dụng hiệu quả trong việc phòng, chống dị ứng như brasilin (tô
mộc), leonurin (kim ngân),…do các chất này ức chế hoạt lực của enzyme


histamin decarboxylaza – Nguyên nhân tạo ra hợp chất histamin (gây dị ứng
gây độc cho cơ thể).
- Quá trình kháng khuẩn của phytolcid diễn ra rất chậm nên hiệu quả
chữa bệnh khơng đặc trưng bằng hiệu quả phịng bệnh.
- Thời gian trồng cây để thu được phytolcid lâu hơn so với việc nuôi
cấy vi sinh vật tạo ra chất kháng sinh.Mặt khác vai trị chữa bệnh của
phytolcid hiệu quả khơng cao bằng kháng sinh thu được từ vi sinh vật.[38]
1.2.4. Ứng dụng của phytolcid
- Phytolcid được dùng trong điều trị vết thương bị nhiễm trùng và bệnh
ngoài da.
- Phytolcid thường phát huy hiệu quả trong chữa bệnh đường ruột và hơ
hấp
- Tác dụng phịng, chống dị ứng bởi khả năng kìm hãm việc tạo ra
những chất gây dị ứng từ việc chuyển hóa cơ chất trong tế bào.[38]
- Phytolcid tác dụng với ký sinh trùng
1.2.5. Một số hợp chất chính có trong họ hành tỏi
1.2.5.1. Hợp chất Allicin
Allicin là hoạt chất có tính kháng sinh mạnh. Allicin khơng phải là cấu
tử hiện diện tự nhiên trong củ nén mà nó được hình thành S-Allyl cystein
sunfocid hay là alliin. Bản thân alliin khơng có tác dụng kháng khuẩn nhưng
dưới tác dụng của enzim alliinase có sẵn trong nén sẽ tạo thành allicin một
ankyl thiosunfinat. Sự chuyển hóa này diễn ra rất nhanh 50% trong 2 phút. Do
đó, càng cắt nhỏ hoặc càng dập nát hoạt tính của nó thể hiện càng rõ. Allicin
có vai trị kháng khuẩn và kháng nấm. Q trình chuyển hình thành Allicin

được thể hiện trong sơ đồ chuyển hóa sau:


Cơng thức cấu tạo của allicin

Hình 1.4. Cơng thức cấu tạo của Allicin
Alliin là một chất kết tinh không màu tan được trong nước và hầu như
không mùi ; ngược lại allicin là chất lỏng khơng màu có mùi tỏi mạnh có
khối lượng riêng (d =1,112 g cm -3 ) Khi cho kết hợp với kiềm thì allicin tạo
thành allyl disunfit kết tủa.[39]
Allicin khi kết hợp với cystein hoạt tính sinh học của nó khơng tồn tại
do tạo nên chất mới chất này khơng mang đặc tính giống allicin.


1.2.5.2. Hợp chất Diallyl disulfide
Công thức cấu tạo của diallyl disulfide

Hình 1.5. Cơng thức cấu tạo của diallyl disulfide
Diallyl disulfide một hợp chất có tên gọi là organosulfur. Organosulfur
là một chất lỏng màu vàng, khơng hịa tan trong nước và có ‘ mùi tỏi’’ mạnh
có nhiệt độ sơi 1380C -1390C và là hợp chất khơng phân cực nên chúng hịa
tan tốt trong các dung môi không phân cực.
Diallyl disulfide được tạo ra trong quá trình phân hủy của allicin, được
hình thành khi nghiền tỏi và cây trồng khác của họ Alliaceae. Hợp chất diallyl
disulfide khi tăng nhiệt độ sẽ phân hủy tạo ra hỗn hợp chứa nhiều cấu tử khác
nhau. Diallyl disulfide có nhiều lợi ích sức khỏe bởi tính kháng khuẩn song
nó cũng là một chất gây dị ứng. Trong công nghiệp thực phẩm, diallyl
disulfide được sử dụng để bảo giữ mùi vị cho thịt, rau và trái cây…[40]
1.3. Phương pháp tách chiết các hợp chất phytolcid
1.3.1. Khái niệm

Chiết tách là phương pháp mang tính hóa học thuần túy nhằm tách một
hoặc một số chất ra khỏi nguyên liệu dựa trên nguyên tắc: Sự phân bố các
chất giữa hai pha không trộn lẫn vào nhau: Một pha lỏng và một pha rắn tạo
cân bằng lỏng – rắn hoặc hai pha lỏng, tạo cân bằng lỏng – lỏng. [17]
1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết tách
1.3.2.1. Dung mơi
Dung mơi có vai trị hết sức quan trọng trong q trình chiết tách, nó
phụ thuộc rất lớn vào khả năng xâm nhập của dung môi qua lớp vỏ của tế bào,
khả năng hòa tan chọn lọc của các hoạt chất khi dung môi thẩm thấu vào bên


trong tế bào và sau cùng, phải kể đến khả năng di chuyển của hỗn hợp dung
môi – chất chiết từ bên trong đi ra bên ngoài qua rào cản của các lớp rắn chắc
của nguyên liệu. Trong nguyên liệu, ngồi chất cần chiết cịn xen lẫn cả các
chất có cùng những tính chất như chất cần thiết. Do đó, nếu lựa chọn dung
mơi khơng tốt, khơng mang tính đặc trưng có chọn lọc thì hỗn hợp chiết sẽ có
cả sự hiện diện của các chất không mong muốn [17]. Vì vậy, để đạt hiệu suất
chiết tách cao, yêu cầu dung mơi phải:
- Có tính hịa tan chọn lọc, nghĩa là chỉ hịa tan cấu tử cần tách, khơng
hoặc hịa tan rất ít các cấu tử khác.
- Khơng ăn mịn thiết bị.
- Rẻ tiền, dễ kiếm.
- Khơng có khuynh hướng hình thành nhũ tương, khơng xảy ra phản
ứng thuận nghịch giữa dung môi và chất tan (chất cần chiết tách).
- Dễ dàng tách chất cần tách ra khỏi dung môi.
1.3.2.2. Nồng độ của dịch chiết
Bản chất quá trình chiết tách thực chất là q trình khuếch tán, nên địi
hỏi phải có sự chênh lệch nồng độ giữa pha lỏng (dung mơi) với pha chứa
chất cần trích ly. Khi nồng độ các chất hịa tan trong dung mơi thấp thì lượng
chất cần chiết tăng, thời gian chiết giảm. Vì vậy để đảm bảo quá trình chiết tốt

người ta thường thực hiện tăng tỷ lệ dung môi so với nguyên liệu nhưng trong
một tỉ lệ giới hạn phù hợp. [1]
1.3.2.3. Đặc điểm của ngun liệu
Ngun liệu càng nhỏ thì diện tích tiếp xúc bề mặt với dung môi càng
lớn, làm cho quá trình thẩm thấu diễn ra nhanh hơn, tạo điều kiện cho quá
trình chiết dễ dàng và hiệu quả hơn. Nghiền hay băm nhỏ nguyên liệu là
phương pháp thường được áp dụng. Tuy nhiên, nếu kích thước vật liệu cần
chiết quá nhỏ cũng gây trở ngại cho quá trình chiết vì nó có thể làm tắc các


ống mao dẫn, làm giảm áp suất bề mặt và làm phức tạp cho các quá trình xử
lý tiếp theo [14]. Ngoài ra cấu trúc bên trong hay thành phần hóa học, tính
chất của vật liệu cũng ảnh hưởng khơng nhỏ đến hiệu quả chiết tách. Nếu độ
ẩm cao thì nước có thể tác dụng với thành phần protein và các chất háo nước
khác, có thể ngăn cản sự di chuyển của dung môi thấm sâu vào nguyên liệu,
làm chậm q trình khuếch tán. Do đó, để làm giảm tác động không mong
muốn này, người ta thường dùng nguyên liệu có kích thước nhỏ được sấy
khơ. Đối với ngun liệu non có cấu trúc mơ mềm, nên khi xay chỉ cần xay
thô không cần xay mịn để tránh chiết nhiều tạp chất (chất không cần chiết)
hiện diện vào dịch chiết...[8]
1.3.2.4. Nhiệt độ
Nhiệt độ có tác dụng làm tăng khả năng khuếch tán và giảm độ nhớt
của dung môi nên làm cho phần tử cần hịa tan có thể chuyển động khuếch tán
dễ dàng giữa các phân tử dung môi. Tuy nhiên nhiệt độ là một yếu tố giới hạn
vì có khả năng gây ra các phản ứng không mong muốn.
Nhiệt độ chiết thích hợp tùy thuộc vào loại nguyên liệu, loại dung môi
và phương pháp chiết.
Đối với dung môi dễ bay hơi khi nhiệt độ tăng đồng nghĩa với sự hao
hụt dung môi tăng. Để hạn chế sự hao hụt thiết bị phải kín và có bộ phận thu
hồi dung môi để tái sử dụng bằng cách hồi lưu.

Đối với những chất cần chiết kém bền ở nhiệt độ cao: nhiệt độ tăng cao
sẽ gây phá hủy một số chất như vitamin, glycosid, alcaloid.... Đối với những
hợp chất dễ hòa tan bởi nhiệt, khi nhiệt độ tăng không những độ tan của
chúng tăng theo mà còn là yếu tố làm tăng sự hiện diện của chất tan khác
không mong muốn có trong dịch chiết có nghĩa là lượng tạp chất cũng tăng,
dịch chiết sẽ lẫn tạp [1].


1.3.2.5. Thời gian
Về mặt nguyên tắc: Khi thời gian trích ly dài thì hiệu suất trích ly tăng
tuy nhiên, việc kéo dài thời gian phải có giới hạn: Nếu hiệu suất trích ly đã đạt
mức tối đa mà tiếp tục kéo dài thời gian ngâm có thể khơng mang lại hiệu quả
trích ly như mong muốn mà cịn gây ảnh hưởng đến độ tinh sạch của sản
phẩm sau khi chiết tách. [1]
1.3.2.6. Khuấy trộn
Khi dung môi tiếp xúc với nguyên liệu, dung mơi sẽ thấm vào ngun
liệu để, hịa tan chất tan; chất tan được khuếch tán từ nguyên liệu vào dung
môi qua màng tế bào. Sau một thời gian khuếch tán, nồng độ chất tan trong tế
bào giảm, nồng độ chất tan trong dung môi tăng lên, chênh lệch nồng độ bên
trong và bên ngoài tế bào giảm dần và dẫn tới cân bằng nên quá trình khuếch
tán cũng giảm và đạt đến trạng thái cân bằng có nghĩa là q trình trích ly
cũng tn thủ theo qui luật trên rồi dừng lại. Do đó cần phải tiến hành khuấy
trộn để di chuyển lớp dịch chiết ở phía sát màng tế bào ra xa và dung mơi ở
phía xa vào sát màng tế bào để tạo sự chênh lệch nồng độ nhằm tăng cường
quá trình khuếch tán [1].
1.3.3. Một số dung môi thường sử dụng trong chiết tách
Việc lựa chọn dung mơi thích hợp quyết định thành cơng của chiết
xuất. Dung môi được lựa chọn phải đáp ứng yêu cầu cho hiệu suất cao nhất
nhưng lượng tạp chất ít nhất. Các tính chất quan trọng của dung mơi là khả
năng hịa tan, độ phân cực, độ sơi và tỷ trọng.

Trong các điều kiện trên, khả năng hòa tan các chất cần chiết là quan
trọng nhất. Khả năng hòa tan lại liên quan chặt chẽ với độ phân cực của dung
mơi. Các chất có nhiều nhóm ưa nước như – OH, - COOH, - CN, - CHO.....
thường dễ tan trong các dung mơi phân cực. Ngược lại các chất có nhiều
nhóm kỵ nước như các chất béo, nhóm – CH3, - C2H5... thường dễ tan trong


dung môi không phân cực. Một số dung môi thường dùng trong chiết tách
như: nước, rượu etylic, metylic, glyxerin, ete dầu hỏa, n- hexan, heptan, dầu
béo....
Nước là dung môi phân cực quan trọng bậc nhất trong cơng nghệ chiết
xuất. Có thể sử dụng nước nguyên chất hoặc phối hợp với các dung mơi hữu
cơ. Lượng nước có trong dung mơi cũng đóng vai trị đáng kể vào q trình
chiết tách và ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả và chất lượng của dịch sau chiết.
Một số tính chất vật lý của các dung môi được thể hiện qua bảng 1.2.
Bảng 1.2. Một số tính chất vật lý của dung mơi [17]

Trọng lượng
phân tử
Điểm sôi(0C)
Điểm đông đặc
(0C)
Trọng lượng
riêng (g/ml)

Ete dầu

Cồn 960

Axeton

Nước

46,086

58,087

18

78,325

56,34

100

-95,34

-114,4

-95,35

0

0,65937

0,7936

0,79

1,01

n- hexan

hỏa

86,17
68,74

30- 50

1.3.4. Một số phương pháp tách chiết thường dùng
1.3.4.1. Ngâm
Là phương pháp đơn giản nhất và đã có từ thời cổ xưa. Nguyên liệu đã
xử lý sơ bộ cho vào bình chiết sau đó đổ dung mơi ngập ngun liệu, ngâm
trong một thời gian nhất định (tùy nguyên liêu), lấy dịch chiết rồi rửa bã bằng
dung mơi thích hợp. Để tăng cường hiệu quả chiết rút có thể tiến hành khuấy
trộn hoặc tuần hồn cưỡng bức dung mơi.
Có nhiều cách ngâm : Ngâm tĩnh, ngâm động,ngâm nóng, ngâm lạnh,


dung môi được bổ sung khi ngâm một hoặc nhiều lần.
Phương pháp này có ưu điểm: Thiết bị đơn giản, rẻ tiền, dễ thực hiện
nhưng cũng có nhiều nhược điểm như năng suất thấp, phải thao tác thủ công.
Nếu chỉ chiết xuất một lần thì hiệu suất thu hồi thấp, cịn nếu chiết nhiều lần
thì tốn dung mơi và thời gian.
1.3.4.1. Phương pháp chiết xuất ngấm kiệt
Ngâm nguyên liệu vào dung mơi trong bình ngấm kiệt sau một thời
gian xác định, rút nhỏ giọt dịch chiết ở phía dưới bình ngấm kiệt, đồng thời
bổ sung thêm dung mơi ở phía trên bằng cách cho dung môi chảy rất chậm và
liên tục qua lớp vật liệu chiết nằm dưới. Lớp dung mơi trong bình chiết

thường phải ngập lớp vật liệu khoảng 3-4cm.
Chiết xuất ngấm kiệt thường chia thành các phương pháp sau :
- Ngấm kiệt đơn giản : Là phương pháp ngấm kiệt luôn sử dụng dung
môi mới để chiết đến kiệt chất cần chiết trong nguyên liệu.
- Ngấm kiệt phân đoạn (tái ngấm kiệt) : Là phương pháp ngấm kiệt có
sử dụng dịch chiết lỗng để chiết mẻ mới hoặc chiết các mẻ chiết có mức độ
chiết khác nhau.
Ưu điểm của phương pháp này là nguyên liệu được chiết kiệt hơn,đỡ
tốn dung môi hơn phương pháp ngâm.
Nhược điểm là năng suất thấp, phải thao tác thủ công, thao tác phức tạp
hơn phương pháp ngâm. Đối với ngấm kiệt đơn giản lại tốn nhiều dung môi.
1.3.4.3. Phương pháp chiết tách ngược dòng
Là phương pháp sử dụng một số chuỗi thiết bị chiết tách, đường đi của
dung môi và nguyên liệu ngược chiều nhau trong thiết bị. Dịch chiết di
chuyển trong thiết bị nhờ những cơ cấu chuyên dùng khác nhau. Nguyên liệu


trước khi lấy ra khỏi thiết bị được tiếp xúc với nguyên liệu mới nên dịch chiết
thu được đậm đặc hơn, bã trước khi tháo khỏi thiết bị được tiếp xúc với dung
môi mới nên bã được tách kiệt hơn.[8]
Ưu điểm :
- Năng suất cao, không phải thao tác thủ cơng.
- Dịch chiết thu được có nồng độ cao.
- Ngun liệu được chiết kiệt, ít tốn dung mơi.
- Có thể cơ giới hóa được q trình chiết.
Nhựợc điểm :
Thiết bị có cấu tạo phức tạp, đắt tiền, khó vận hành.
1.3.4.4. Chiết xuất bằng khí hóa lỏng siêu tới hạn
Phương pháp chiết tách bằng khí hóa lỏng siêu tới hạn (SFE) là phương
pháp tận dụng chất lưu ở trạng thái siêu tới hạn làm dung môi chiết để, tách

thành phần khác nhau trong nguyên liệu từ chất rắn hoặc chất lỏng rồi tiến
hành phân tách.
Chất lỏng siêu tới hạn hình thành khi nhiệt độ và áp suất vượt quá điểm
tới hạn. Ở trạng thái này, tỷ trọng của pha lỏng và pha khí bằng nhau, ranh
giới phân biệt giữa 2 pha không tồn tại.
Chất chiết dùng trong phương pháp này là khí cacbonic (CO2), nhờ vào
các đặc điểm khơng độc, khơng ăn mịn, điều kiện tới hạn thích hợp của CO2
nên nó trở thành chất lưu siêu tới hạn được dùng phổ biến nhất trong phương
pháp chiết tách này.
CO2 khi ở điểm tới hạn có nhiệt độ cao và áp suất cao sẽ xảy ra hai
khuynh hướng: Nhiệt độ cao sẽ bay hơi, áp suất cao thì hóa lỏng. Thế nên, ở