Tối ưu hóa quá trình tách chiết flavonoid từ chè dây Cao Bằng

Bài viết được trích từ tài liệu “Tối ưu hóa quá trình tách chiết flavonoid từ chè dây Cao Bằng” của Trường ĐH Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên

Traday xin trích dẫn một phần cuốn sách

Mục đích nghiên cứu là khảo sát đơn yếu tố nồng độ dung môi ethanol, thời gian, nhiệt độ, tỉ lệ nguyên liệu/dung môi chiết, ảnh hưởng tới quá trình tách chiết flavonoid từ chè dây cho kết quả tương ứng; 70%; 90 phút; 80 độ C; 1/15 (w/v). Trên cơ sở khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến điều kiện chiết tách, chúng tôi nhận thấy nồng độ dung môi, thời gian chiết, nhiệt độ chiết là những yếu tố ảnh hưởng mạnh đến quá trình chiết tách.

Bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm Box-Behnken đã tìm được điều kiện tối ưu hóa quá trình chiết tách chè dây sử dụng ethanol 69,72%, thời gian tách chiết 92,75 phút, nhiệt độ tách chiết 79,88 độ C, hàm lượng flavonoid là 17,53%. Kết quả thực nghiệm cho kết quả có độ tương thích cao với mô hình.

Vài nét về cây chè dây

Tối ưu hóa quá trình tách chiết flavonoid từ chè dây Cao Bằng 8

Chè dây – thảo dược tự nhiên

Chè dây là loại thảo dược quý trong điều trị các vấn đề về tiêu hóa đã được nêu trong cuốn “Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam” của Đỗ Tất Lợi (2004). Các nghiên cứu đã xác định thành phần hóa học chính của cây chè dây là flavonoid, tanin, đường, caroten, sterol và acid hữu cơ. Trong đó nhóm flavonoid rất được quan tâm nghiên cứu. Flavonoid từ chè dây có tác dụng chống viêm, giảm đau, giảm acid dịch vị, làm liền vết loét và có tác dụng diệt xoắn khuẩn Helicobacter pylori gây ra bệnh viêm loét dạ dày, hành tá tràng.

Chè dây có nhiều công dụng hữu ích nên đã có rất nhiều các công ty sản xuất dược phẩm nghiên cứu bào chế các chế phẩm dược chứa thành phần flavonoid chè dây. Chính vì thế, việc tách chiết các flavonoid trong chè dây có ý nghĩa đặc biệt quan trọng.

Việc tách chiết flavonoid chịu ảnh hưởng nhiều bởi dung môi, điều kiện chiết và điều kiện địa lí. Vì vậy mục đích của nghiên cứu này là nhằm tối ưu hóa quá trình tách chiết flavonoid tổng số từ chè dây Cao Bằng.

Vật liệu nghiên cứu

Chè dây tươi (Ampelopsis cantoniensis Planch) được thu mua tại xã Yên Sơn, huyện Thông Nông, tỉnh Cao Bằng.

Nguyên liệu được rửa sạch, sau đó đem đi sấy ở nhiệt độ 60 độ C đến độ ẩm dưới 10%. Tiến hành bảo quản trong túi PE đặt trong hộp nhựa kín, lưu trữ ở nhiệt độ phòng, tránh ánh sáng và ẩm.

 

Tối ưu hóa quá trình tách chiết flavonoid từ chè dây Cao Bằng 9

Trà dây

Dung môi: dùng dung môi ethanol của Merck – Đức (dạng tinh khiết)

Bố trí thí nghiệm:

Flvonoid được chiết từ cây chè dây bằng dung môi ethanol 60, 70, 80%. Nhiệt độ chiết là 70, 80, 90 độ C trong các khoảng thời gian 60, 90,120 phút với tỉ lệ dung môi lần lượt là 10:1, 15:1, 20:1 (v/w)

Sau khi tiến hành khảo sát các đơn nhân tố chúng tôi lựa chọn 3 yếu tố là các yếu tổ ảnh hưởng lớn nhất đến hàm lượng flavonoid tổng số trong cao chè dây, để đánh giá khả năng ảnh hưởng của chúng, chúng tôi sử dụng phương pháp bề mặt chỉ tiêu theo thiết kế thí nghiệm của Box- Behnken với 3 yếu tố, 3 cấp độ.

Phương pháp phân tích

Xác định hàm lượng flavonoid tổng số bằng phương pháp cân

Cân chính xác 2g bột chè dây chiết trong bình Soxhlet bằng este dầu hỏa để loại clorophyl (trong 2h). Sau đó lấy túi chè dây ra để ở nhiệt độ phòng cho bay hết dung môi rồi chiết kiệt flavonoid bằng ethanol 70%, cất thu hồi ethanol, còn dịch chiết nước, để nguội loại bỏ tanin bằng thuộc da hoặc dung dịch gelatin 3% cho tới khi không còn xuất hiện kết tủa. Chiết lấy kiệt flavonoid bằng ethylacetat, bốc hơi dung môi rồi sấy cặn tới khối lượng không đổi, đem cân.

Hàm lượng flavonoid tổng số trong mẫu thử được tính theo công thức:    X(%) = b/a x 100%

Trong đó: 

X là % khối lượng flavonoid tổng số

b là khối lượng cặn thu được (g)

a là khối lượng mẫu đem phân tích khô tuyệt đối (g)

KẾT QUẢ

Ảnh hưởng của nồng độ ethanol

Tối ưu hóa quá trình tách chiết flavonoid từ chè dây Cao Bằng 10

Bảng 1: Ảnh hưởng của nồng độ dung môi đến hàm lượng flavonoid tổng số

Kết quả bảng 1 cho thấy chiết ở nồng độ ethanol khác nhau sẽ được hàm lượng flavonoid khác nhau và hàm lượng tăng lên khi chiết ở nồng độ ethanol từ 60% đến 70%. Flavonoid cao nhất ở nồng độ ethanol 70% tương ứng với hàm lượng 15,55%, tiếp tục tăng nồng độ ethanol lên 80% thì hàm lượng flavonoid lại giảm

Phùng Thị Vinh (1995), khi nghiên cứu thành phần hoá học và tác dụng sinh học của chè dây Ampelopsis cantoniensis Planch nhận thấy, nồng độ ethanol 70% cho hàm lượng flavonoid cao nhất. Vì vậy nồng độ ethanol thích hợp để thực hiện quá trình chiết flavonoid trong chè dây là 70%

Ảnh hưởng của thời gian chiết

Tối ưu hóa quá trình tách chiết flavonoid từ chè dây Cao Bằng 11

Bảng 2: Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm lượng flavonoid tổng số

Từ kết quả của bảng 2 cho thấy hàm lượng flavonoid tăng theo thời gian chiết. Thời gian chiết từ 60 phút đến 90 phút, hàm lượng flavonoid tăng cao từ 15,88% lên 16,35%, tiếp tục tăng thời gian chiết lên 120p hàm lượng flavonoid chỉ tăng 0,03%.

Chiết ở thời gian là 120 phút cho kết quả cao hơn khi chiết ở 90 phút. Tuy nhiên xử lí số liệu hàm lượng flavonoid của 2 công thức trên không có ý nghĩa thống kê. Vì vậy chúng tôi chọn thời gian chiết thích hợp là 90 phút để tiết kiệm thời gian, chi phí cho quá trình chiết.

Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết

Tối ưu hóa quá trình tách chiết flavonoid từ chè dây Cao Bằng 12

Bảng 3: Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến flavonoid tổng số

Qua bảng 3 cho thấy hàm lượng flavonoid trong dịch chiết tăng nhanh ở khoảng nhiệt độ từ 70 đến 80 độ C, hàm lượng tăng cao từ 16,77% đến 17,26%. Tuy nhiên, khi tiếp tục tăng nhiệt độ lên 90 độ C thì hàm lượng flavonoid có xu hướng giảm

Hàm lượng flavonoid thu được cao nhất ở 80 độ C. Theo Spigno và đồng tác giả (2007), nhiệt độ trích ly tác động đến khả năng hòa tan, tốc độ truyền khối và sự ổn định của các hợp chất polyphenol. Phạm Thanh Kỳ (năm 1995) dưới một giới hạn nhất định, nhiệt độ cao nâng cao hiệu quả trích ly do tăng cường mưc độ khuếch tán và độ hòa tan các chất phân tích trong dung môi. Vượt qua giới hạn nhất định đó nhiệt độ trích ly cao sẽ làm giảm hàm lượng polyphenol. Vì vậy, nhiệt độ chiết thích hợp cho quá trình chiết là 80 độ C.

Ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu/dung môi

Tối ưu hóa quá trình tách chiết flavonoid từ chè dây Cao Bằng 13

Bảng 4: Ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu/dung môi đến hàm lượng flavonoid tổng số

Qua bảng 4 cho thấy hàm lượng flavonoid trong dịch chiết tăng lên khi tỉ lệ nguyên liệu/dung môi tăng. Từ tỉ lệ 1/10 đến 1/15, hàm lượng flavonoid tăng nhanh nhưng tỉ lệ từ 1/15 đến 1/20 thì hàm lượng flvonoid lại tăng chậm. Đạt hàm lượng flavonoid cao nhất là 17,55% ở tỉ lệ nguyên liệu/dung môi 1/20. Tuy nhiên hàm lượng flavonoid ở công thức tỉ lệ 1/15 và 1/20 sự sai khác không có ý  nghĩa thống kê. Vì vậy chúng tôi chọn tỉ lệ nguyên liệu/dung môi thích hợp là 1/15 để tiết kiệm dung môi.

Tối ưu hóa quá trình tách chiết

Trên cơ sở khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến điều kiện chiết tách, chúng tôi nhận thấy nồng độ dung môi, thời gian chiết, nhiệt độ chiết là những yếu tô ảnh hưởng mạnh đến quá trình chiết tách. Chúng tôi sử dụng phương pháp bề mặt chỉ tiêu theo thiết kế thí nghiệm của Box- Behnken với ba biến ba cấp độ

Tối ưu hóa quá trình tách chiết flavonoid từ chè dây Cao Bằng 14

Bảng 5: Ma trận thực nghiệm Box-Behnken ba yếu tố của chè dây

Kết luận

Điều kiện tách chiết thích hợp để thu được hàm lượng flavonoid được xác định như sau:

Nồng độ ethanol 70%, thời gian chiết 90p, nhiệt độ 80 độ C, tỉ lệ nguyên liệu/dung môi 1/15 (w/v). Chúng tôi sử dụng phương pháp bề mặt chỉ tiêu theo thiết kế thí nghiệm của Box- Beknken với ba biến ba cấp độ cho phương án tốt nhất được dự đoán nồng độ ethanol 69,72%, thời gian tách chiết 92,76 phút, nhiệt độ tách chiết 79,88 độ C khi đó hàm lượng flavonoid tổng số đạt 17,53%. Kết quả kiểm tra bằng thực nghiệm có độ tương thích cao. Kết quả của chúng tôi đã tìm được điều kiện tối ưu để tách chiết flavonoid trong chè dây cho hàm lượng cao nhất.

Để biết thêm nhiều những nghiên cứu khoa học về cây chè dây bạn đọc có thể truy cập Traday.org

Comments (No)

Leave a Reply