Lưu ý ứng dụng: Chiết xuất và cô đặc nghệ bằng Rotavapor®

1. Giới thiệu:

Cây thuốc đã được sử dụng như một thành phần cho dược phẩm trong nhiều năm. Sự đa dạng của nguyên liệu thô để khai thác là vô cùng lớn. Ví dụ, Curcumin, hợp chất tự nhiên và có hoạt tính sinh học của nghệ (Curcuma longa L.), đã được sử dụng làm tá dược dược phẩm vì nó có các đặc tính sau: chống oxy hóa, kháng khuẩn, kháng sinh, chống viêm, chống đột biến, hạ lipid máu, giảm đầy hơi, hạ đường huyết, phòng và hỗ trợ điều trị bệnh Alzheimer, Parkinson.

Sau khi đã chọn được nguyên liệu, cần lựa chọn phương pháp chiết xuất để có dịch chiết tốt và năng suất cao nhất. Chiết xuất là một bước quan trọng để tách hợp chất mong muốn ra khỏi cây thuốc mà không phá hủy chúng. Các phương pháp chiết xuất khác nhau đã được phát triển để cải thiện thời gian chiết xuất, hiệu quả, công suất và tiết kiệm chi phí. Báo cáo ứng dụng này  nghiên cứu về ảnh hưởng của phương pháp chiết xuất đến hiệu suất chiết xuất curcumin. Phương pháp truyền thống gọi là ngâm được so sánh với chiết lạnh liên tục bằng cách sử dụng Máy cô quay Công nghiệp Rotavapor® R-220 Pro.

2. Các thiết bị

  • Máy cô quay công nghiệp Rotavapor® R-220 Pro 
  • Rotavapor® R-300
  • Bơm Chân Không V-600
  • Bơm Chân Không V-300
  • Máy làm lạnh tuần hoàn khép kín F-105
  • Bộ giải nhiệt tuần hoàn
  • Dụng cụ thủy tinh phòng thí nghiệm
  • Hũ thủy tinh
  • Giấy lọc Whatman no.4
  • Máy nghiền
  • Cân phân tích

3. Hoá chất và vật liệu

  • Hóa chất: Ethanol 95%
  • Mẫu: Nghệ (Curcuma longa L.)
  • Mẫu được lấy từ tỉnh Chiang Rai và Nan, Thái Lan.

4. Quy trình thực hiện

Các bước sau đây được thực hiện để chiết xuất Curcumin từ nghệ:

Chuẩn bị mẫu ➔ Chiết xuất ➔ Cô đặc ➔ Tính toán % năng suất

4.1. Chuẩn bị mẫu

Mẫu được sấy khô bằng lò nung khí nóng (50-60°C) trong 18-24 giờ và nghiền thành từng mảnh nhỏ bằng máy nghiền (Hình 1)

Hình 1. Nghệ khô

4.2. Chiết xuất bằng phương pháp ngâm

Thí nghiệm được thực hiện trong hũ thủy tinh với 250g mẫu trong 4L etanol (Hình 2). Chiết xuất được thực hiện bằng cách ngâm trong 3 ngày ở nhiệt độ môi trường. Sau khi lọc lần lượt qua vải muslin và giấy lọc Whatman no.4, dịch chiết được cô đặc bằng Rotavapor® R-300 theo các thông số liệt kê trong Bảng 1. Quy trình chiết xuất được thực hiện ba lần.

Bảng 1. Thông số cô đặc sử dụng Rotavapor® R-300

Thông số Các điều kiện
Nhiệt độ bể nóng 50°C
Nhiệt độ làm lạnh 5°C
Tốc độ quay 90 rmp
Gradient Áp suất không khí ➔ 150 ➔ 90 mbar
Tổng thời gian 2h
Hình 2. Chiết xuất tinh bột nghệ bằng phương pháp ngâm

4.3 Chiết xuất và cô đặc bằng Máy cô quay công nghiệp Rotavapor® R-220 Pro 

Tỷ lệ mẫu trên dung môi được chọn giống như trong phương pháp ngâm – 250g mẫu được đặt trong buồng chiết (Hình 3). Đổ 4L etanol vào bình cô quay chân không (Hình 4). Các thông số cho bước chiết xuất được thể hiện trong Bảng 2. Quá trình chiết xuất được thực hiện ba lần. Sau đó, mẫu được cô đặc bằng Rotavapor® R-220 Pro. Bước cô đặc được thực hiện theo các thông số được liệt kê trong Bảng 3.

Bảng 2. Các thông số cho bước chiết xuất bằng Máy cô quay công nghiệp Rotavapor® R-220 Pro 

Thông số Các điều kiện
Nhiệt độ bể nóng 50°C
Nhiệt độ làm lạnh 5°C
Tốc độ quay 85 rmp
Gradient Áp suất không khí ➔ 250 ➔ 150 ➔ 100 ➔ 90 ➔ 80 mbar
Chu trình 10 vòng/ngày (1 vòng: 45 phút)

Bảng 3. Các thông số cho bước cô đặc bằng Máy cô quay công nghiệp Rotavapor® R-220 Pro 

Thông số Các điều kiện
Nhiệt độ bể nóng 50°C
Nhiệt độ làm lạnh 5°C
Tốc độ quay 90 rmp
Áp suất 80 mbar
Rotavapor®
Hình 3 và 4. Chiết xuất và cô đặc bằng cách sử dụng Máy cô quay công nghiệp Rotavapor® R-220 Pro

4.4. Phép tính

Kết quả được tính bằng tỷ lệ phần trăm của năng suất theo phương trình sau (1)
% năng suất = (W1/W2) x 100 (1)
W1 = Khối lượng dịch chiết sau khi làm bay hơi dung môi (g)
W2 = Trọng lượng khô của mẫu ban đầu (g)

5. Kết quả

Năng suất chiết xuất là phép đo hiệu quả của phương pháp chiết xuất để chiết xuất các thành phần cụ thể từ thực vật. Dựa trên các kết quả trong Bảng 4, dịch chiết nghệ từ Máy cô quay công nghiệp Rotavapor® R-220 Pro có năng suất cao hơn một chút so với phương pháp ngâm.
Ngoài ra, các bước chiết xuất và cô đặc bằng cách sử dụng Máy cô quay công nghiệp Rotavapor® R-220 Pro cần ít thời gian hơn nhiều so với bước ngâm và cô đặc. Như thể hiện trong Bảng 4, thời gian chiết bằng Rotavapor® là 24 giờ trong khi phương pháp ngâm chiết là 216 giờ.

Bảng 4. Kết quả chiết xuất tinh bột nghệ

Phương pháp chiết xuất Dung môi chiết xuất [L] Thời gian chiết xuất [h] % năng suất Nhân lực (số người)
Ngâm 4 216 28.7 1-2
Máy cô quay R-220 Pro 4 24 31.4 1

*Thời gian chiết xuất bao gồm bước chiết xuất và cô đặc

6. Kết luận

Máy cô quay công nghiệp Rotavapor® R-220 Pro phù hợp để chiết xuất và cô đặc cây thuốc như nghệ. Nó được thiết kế để chiết xuất lạnh sản phẩm với thời gian chiết xuất ngắn hơn so với ngâm và giảm đáng kể nhân lực.

7. Lời cảm ơn

Chúng tôi chân thành cảm ơn Trung tâm Sáng tạo Cây thuốc thuộc Đại học Mae Fah Luang, Chiang Rai, Thái Lan vì sự hợp tác, chia sẻ và hỗ trợ hiệu quả trong bản Lưu ý ứng dụng này.

8. References

[1] Hướng dẫn nhanh về Máy cô quay công nghiệp Rotavapor® R-220 Pro 

Nguồn: https://www.buchi.com/en/knowledge/applications/extraction-and-concentration-turmeric-using-rotavaporr