Nghiên cứu cải thiện hiệu suất chiết xuất rutin từ nụ hoa hòe bằng biến đổi cơ hóa học

Tóm tắt

Hòe (Styphnolobium japonicum L.) là nguồn nguyên liệu để chiết xuất rutin phổ biến ở Việt Nam. Trong mọi quy trình chiết xuất, kể cả trong phân tích kiểm nghiệm dược liệu hoặc trong sản xuất nguyên liệu làm thuốc, hiệu suất chiết luôn là một thông số quan trọng để đánh giá hiệu quả quy trình. Do đó, nhiều biện pháp để cải thiện hiệu suất chiết đã được nghiên cứu và triển khai như: lựa chọn dung môi chiết hợp lý, sử dụng năng lượng điện trường, dùng sóng siêu âm, vi sóng, chiết ở áp suất cao. Trên thực tế, để có quy trình đơn giản, kinh tế với hiệu suất chiết cao, bước xử lý dược liệu trước khi chiết đóng vai trò rất quan trọng.

Cơ hóa học (Mechanochemistry) là một nhánh của hóa học, nghiên cứu về sự biến đổi hóa lý của vật chất được tạo ra dưới tác động của lực cơ học. Trong lĩnh vực Dược, cơ hóa học được ứng dụng trong  tổng hợp hữu cơ, tổng hợp và bào chế thuốc cũng như xử lý các hóa dược gây ô nhiễm môi trường. Trong chiết xuất dược liệu, phương pháp chiết xuất với hỗ trợ cơ hóa học (Mechanochemical assisted extraction) khai thác ảnh hưởng của lực cơ học kết hợp với tác nhân hóa học để tạo ra các biến đổi cơ lý trong cấu trúc dược liệu cũng như các biến đổi hóa học trong cấu trúc phân tử hoạt chất, chuyển hoạt chất thành dạng dễ hòa tan trong dung môi chiết. Kỹ thuật này được ứng dụng trong bước xử lý dược liệu trước khi chiết nhằm nâng cao hiệu suất chiết, đồng thời đạt được các điều kiện chiết đơn giản và kinh tế hơn. Thông thường các tác nhân hóa học sử dụng là các acid rắn (acid citric, acid succinic, acid oxalic, acid boric,…), các chất kiềm rắn (natri carbonat, natri hydrocarbonat, natri hydroxyd, natri borat, calci carbonat, nhôm oxyd,…) với mục đích chuyển dạng các hoạt chất có tính base/acid trong dược liệu thành dạng muối hoặc phức hợp dễ dàng hòa tan trong nước hoặc các dung môi phân cực khác như dung môi ion lỏng (ion liquid), dung môi eutectic,… tạo thành quy trình chiết xuất “xanh”. Một số trường hợp sử dụng các chất hấp phụ như than hoạt trong quá trình tác động lực cơ học để tạo ra các quy trình chiết chọn lọc như chiết xuất phẩm màu vàng và geniposid từ quả dành dành (Gardenia jasminoides). Đã có rất nhiều nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật biến đổi cơ hóa học với mục đích làm tăng hiệu suất chiết của nhiều nhóm hoạt chất như: flavonoid và terpen trilacton từ lá bạch quả, alcaloid từ Stephania tetrandra S. Moore), kaempferol glycosid từ Camellia oleifera Abel., magnolol từ Magnolia officinalis, flavonoid và polysaccharid từ Sophora flavescens Ait.).

Nghiên cứu này được thực hiện với mục tiêu khảo sát, lựa chọn được các thông số, điều kiện thích hợp cho quá trình chiết xuất rutin từ nụ hoa Hòe, sử dụng kỹ thuật biến đối cơ hóa học để cải thiện hiệu suất chiết xuất. Đồng thời, phương pháp chiết xuất với hỗ trợ cơ hóa học được so sánh với một số phương pháp chiết xuất khác.

Nguyên vật liệu

Nụ hoa hòe (Styphnolobium japonicum L.) thu hái ở Giao Thủy - Nam Định tháng 10/2018.

Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp xử lý dược liệu bằng biến đổi cơ hóa học

      - Phương pháp đánh giá các đặc tính lý hóa của bột dược liệu và rutin

- Phương pháp chiết xuất:

+ Phương pháp 1 (biến đổi cơ hóa học);

+ Phương pháp 2 (sử dụng bột siêu mịn;

+ Phương pháp 3 (sử dụng hỗn hợp trộn vật lý của bột nghiền siêu mịn và tác nhân kiềm);

+ Phương pháp 4 (sử dụng bột thô);

+ Phương pháp định lượng rutin bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng kết hợp đo mật độ quang (TLC-scanning).

Kết luận

Biến đổi cơ hóa học giúp giảm kích thước tiểu phân bột dược liệu và chuyển rutin từ dạng phân tử thành dạng dễ hòa tan trong nước, do đó tăng hiệu suất chiết. Hiệu suất chiết rutin cao nhất (318,7 mg/g) đạt được ở điều kiện: tác nhân kiềm Na₂CO_3, tỷ lệ tác nhân kiềm so với dược liệu là 15 % (kl/kl), thời gian nghiền 45 phút, dung môi nước, thời gian chiết 10 phút, tỷ lệ dung môi/dược liệu là 25 mL/g, chiết 2 lần, nhiệt độ 25 °C, điều chỉnh pH dịch chiết về 5. Phương pháp chiết xuất rutin từ nụ hoa hòe với hỗ trợ cơ hóa học đã cải thiện hiệu suất chiết với các điều kiện chiết đơn giản và kinh tế. Phương pháp này có thể nghiên cứu áp dụng với các dược liệu và nhóm hoạt chất khác