Khảo sát và xây dựng quy trình công nghệ sản xuất rutin có độ tinh khiết >95% từ nụ hoa hòe (Styphnolobium japonicum (L.) Schott)

Đồ án quy trình công nghệ sản xuất rutin tinh khiết >95% từ nụ hoa hòe tại ĐH SPKT TP.HCM

• Tác giả: Văn Thị Kim Ngân
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Vinh Tiến
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Hóa học
• Đề tài: Khảo sát và xây dựng quy trình công nghệ sản xuất rutin có độ tinh khiết >95% từ nụ hoa hòe (Styphnolobium japonicum (L.) Schott)
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về sản xuất rutin tinh khiết 95 từ nụ hoa hòe

Nụ hoa hòe (Styphnolobium japonicum) là nguồn dược liệu dồi dào tại Việt Nam. Dược liệu này chứa hàm lượng rutin tự nhiên rất cao, chiếm từ 15% đến 30% khối lượng khô. Rutin là một hợp chất polyphenol thuộc nhóm flavonoid glycoside quý giá. Hợp chất sở hữu hoạt tính sinh học đa dạng và mạnh mẽ. Rutin giúp tăng cường sức bền thành mao mạch. Hoạt chất còn hỗ trợ điều trị xuất huyết, hạ huyết áp và ngăn ngừa tai biến mạch máu não. Trong ngành mỹ phẩm, rutin hoạt động như một chất chống oxy hóa vượt trội, bảo vệ tế bào da khỏi tia bức xạ UV. Đề tài nghiên cứu tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM (HCMUTE) đã khảo sát sâu rộng nguồn nguyên liệu này. Mục tiêu nghiên cứu là hoàn thiện quy trình công nghệ nhằm thu nhận rutin đạt độ tinh khiết cao trên 95%. Sản phẩm tạo ra đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn khắt khe của ngành dược phẩm và mỹ phẩm cao cấp. Nghiên cứu mở ra hướng đi bền vững cho nông nghiệp và công nghệ hóa dược trong nước.

1.1. Giá trị sinh học và dược lý nổi bật của rutin

Rutin sở hữu cấu trúc phân tử quercetin gắn với disaccharide rutinose. Hoạt chất này nổi tiếng nhờ năng lực dọn dẹp các gốc tự do mạnh mẽ. Khi đi vào cơ thể, rutin ức chế phản ứng peroxy hóa lipid và làm giảm sự thẩm thấu bất thường của mao mạch. Đặc tính này giúp bảo vệ hệ thống tuần hoàn, chống xơ vữa động mạch và hạ nguy cơ đột quỵ. Trong lĩnh vực mỹ phẩm, rutin làm chậm tiến trình lão hóa da. Hợp chất bảo vệ cấu trúc collagen, elastin và làm dịu các vùng da tổn thương. Các thương hiệu mỹ phẩm quốc tế hàng đầu thường tích hợp rutin vào các dòng serum cao cấp. Việc chiết xuất rutin với độ tinh khiết cao là tiền đề cốt lõi để nâng cao giá trị dược tính.

1.2. Nguồn nguyên liệu nụ hoa hòe tại Việt Nam

Cây hòe phân bố rộng rãi tại nhiều tỉnh thành của Việt Nam, đặc biệt là các tỉnh phía Bắc và Tây Nguyên. Nụ hoa hòe sau thu hoạch thường được làm khô để bảo quản. Đây là bộ phận chứa hàm lượng rutin phong phú nhất của toàn bộ cây. Chất lượng rutin phụ thuộc chặt chẽ vào thời điểm hái nụ hoa và phương pháp bảo quản. Nếu thu hoạch khi hoa đã bung nở, lượng rutin suy giảm nhanh chóng. Nguồn nguyên liệu trong nước dồi dào tạo lợi thế lớn về kinh tế và tính tự chủ chuỗi cung ứng. Tuy nhiên, phần lớn hoa hòe hiện nay chỉ dừng lại ở dạng xuất khẩu thô hoặc dùng trà thảo mộc. Nghiên cứu chế biến sâu tại HCMUTE mang lại giá trị gia tăng gấp nhiều lần cho nông sản Việt.

II. Thách thức trong sản xuất rutin tinh khiết 95 hiện nay

Quá trình tinh chế rutin đối mặt với nhiều rào cản kỹ thuật phức tạp. Rutin rất kém tan trong nước lạnh, chỉ đạt 0,13 g/L ở 20 ℃. Khi đun sôi ở 100 ℃, độ tan tăng lên 5 g/L nhưng vẫn còn rất thấp. Phương pháp chiết xuất bằng nước sôi truyền thống kéo theo nhược điểm lớn. Hiệu suất chiết chỉ đạt khoảng 11,29%. Nhiệt độ sôi kéo dài dễ làm phân hủy liên kết glycoside của rutin. Quá trình này dẫn đến suy giảm hoạt tính chống oxy hóa. Đồng thời, dịch chiết nước chứa nhiều tạp chất như tannin, sắc tố và gôm nhầy. Sự hiện diện của các tạp chất gây khó khăn cho giai đoạn tách và lọc. Chiết xuất bằng kiềm loãng giúp tăng độ tan nhưng tiềm ẩn nguy cơ oxy hóa mạch hở flavonoid. Nếu sử dụng dung môi hữu cơ không kiểm soát, chi phí vận hành sẽ tăng cao. Ngoài ra, việc tồn dư dung môi độc hại gây nguy hiểm cho người tiêu dùng và môi trường. Đạt được độ tinh khiết >95% đòi hỏi một quy trình tinh luyện đồng bộ và tối ưu hóa chặt chẽ.

2.1. Hạn chế của phương pháp trích ly truyền thống

Phương pháp chiết bằng nước nóng truyền thống có ưu điểm thân thiện môi trường. Dung môi nước có giá thành rẻ và an toàn cháy nổ. Tuy nhiên, nhược điểm về hiệu suất là bài toán nan giải. Rutin tan rất kém trong nước ở điều kiện thường. Việc duy trì nhiệt độ sôi liên tục tiêu tốn năng lượng khổng lồ. Hơn nữa, nhiệt độ cao làm phân hủy một phần hoạt chất quý. Dịch chiết sau nấu chứa lượng lớn polysaccharide và protein thực vật hòa tan. Những chất này cản trở sự kết tinh tự nhiên của rutin khi hạ nhiệt độ. Kết quả là tinh thể thu được thường có màu sẫm và lẫn nhiều tạp chất. Độ tinh khiết hiếm khi vượt qua ngưỡng 90% nếu không kết tinh lại nhiều lần.

2.2. Khó khăn trong việc loại bỏ tạp chất phân cực

Nụ hoa hòe chứa nhiều nhóm hợp chất có độ phân cực tương đương rutin. Chlorophyll, carotenoid và các flavonoid phụ thường đồng kết tủa với sản phẩm mục tiêu. Hiện tượng này làm tinh thể rutin bị xỉn màu và giảm chất lượng cảm quan. Việc rửa tinh thể bằng nước lạnh đơn thuần không thể loại bỏ triệt để các vết bẩn này. Mặt khác, sử dụng lượng lớn dung môi rửa hữu cơ dễ làm hòa tan ngược và thất thoát rutin. Cân bằng giữa hiệu suất thu hồi và độ tinh khiết sản phẩm là thách thức kỹ thuật lớn. Các nhà nghiên cứu phải kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ làm lạnh, tốc độ khuấy và pH môi trường. Thiếu hụt công nghệ chuẩn hóa khiến các cơ sở chế biến khó lòng đạt độ tinh khiết >95% ổn định.

III. Phương pháp sản xuất rutin tinh khiết 95 tối ưu tại HCMUTE

Nghiên cứu tại HCMUTE đã phát triển quy trình công nghệ toàn diện và khả thi. Quy trình kết hợp tối ưu hóa dung môi chiết xuất và kỹ thuật kết tinh chọn lọc. Hệ dung môi ethanol thực phẩm và dung dịch kiềm loãng được khảo sát cẩn thận. Việc sử dụng dung môi có nồng độ kiểm soát giúp hòa tan triệt để rutin từ mô thực vật. Đồng thời, kỹ thuật này hạn chế tối đa việc lôi cuốn các tạp chất kém tan. Sau giai đoạn trích ly, dịch chiết được lọc áp lực nhằm loại bỏ hoàn toàn bã rắn. Tiếp theo, hệ thống cô đặc chân không ở nhiệt độ thấp loại bỏ dung môi mà không gây suy thoái hoạt chất. Quá trình kết tinh được thực hiện qua việc điều chỉnh pH và hạ nhiệt độ có kiểm soát. Tinh thể rutin thô kết tủa đều đặn và lắng đọng nhanh chóng. Cuối cùng, công đoạn kết tinh lại bằng dung môi thích hợp giúp đẩy độ tinh khiết vượt mốc 95%. Hệ thống pilot từ 10 đến 100 lít/mẻ khẳng định tính khả thi vượt trội để nhân rộng sản xuất.

3.1. Các thông số kỹ thuật cốt lõi trong quy trình

Nghiên cứu xác định các thông số vận hành then chốt để đạt hiệu suất cao nhất. Tỷ lệ dung môi trên nguyên liệu được thiết lập ở mức tối ưu nhằm hòa tan hoàn toàn rutin. Nhiệt độ trích ly duy trì ổn định trong khoảng 60 đến 75 độ C. Mức nhiệt này bảo vệ cấu trúc hóa học của hợp chất flavonoid. Thời gian chiết xuất dao động từ 60 đến 120 phút mỗi chu kỳ. Thiết bị khuấy trộn gia nhiệt vỏ áo đảm bảo truyền nhiệt đồng đều. Trong công đoạn kết tinh, dịch chiết được điều chỉnh về vùng pH đẳng điện hoặc trung tính bằng acid loãng. Tốc độ làm nguội dịch lỏng được kiểm soát từ từ về 10 đến 15 độ C. Kỹ thuật này giúp hình thành mầm tinh thể đồng nhất và giảm thiểu tạp chất bám dính.

3.2. Kiểm định độ tinh khiết bằng sắc ký lỏng HPLC

Độ tinh khiết của rutin được định lượng chính xác bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC. Mẫu phân tích được chuẩn bị cẩn thận và hòa tan trong dung môi methanol đạt chuẩn. Hệ thống sắc ký sử dụng cột pha đảo C18 hiện đại. Pha động gồm hỗn hợp acetonitrile và dung dịch đệm acid formic theo tỷ lệ thích hợp. Đầu dò quang phổ UV-Vis ghi nhận tín hiệu hấp thu quang học tại bước sóng đặc trưng 360 nm. Phổ sắc ký cho thấy pic của rutin xuất hiện sắc nét, đối xứng và tách biệt hoàn toàn khỏi tạp chất. Kết quả so sánh với chất chuẩn ChemFaces khẳng định độ tinh khiết đạt trên 95%. Phương pháp phân tích có độ tin cậy cao, độ lặp lại tốt và đáp ứng tiêu chuẩn Dược điển.

IV. Ứng dụng quy trình sản xuất rutin tinh khiết 95 thực tế

Quy trình sản xuất rutin tinh khiết >95% tại HCMUTE mang lại đóng góp thiết thực cho nền công nghiệp hóa dược. Nghiên cứu giải quyết rào cản kỹ thuật trong việc nâng cao độ sạch của hoạt chất sinh học. Sản phẩm rutin đạt tiêu chuẩn độ tinh khiết trên 95% mở ra cơ hội thương mại hóa rất lớn. Trong ngành dược phẩm, hoạt chất là nguyên liệu sản xuất thuốc điều trị suy giãn tĩnh mạch và trợ tim. Các viên nén hoặc viên nang chứa rutin tinh khiết có khả năng hấp thu tốt và an toàn cho người dùng. Trong ngành mỹ phẩm, rutin tinh khiết là thành phần sáng giá trong các công thức chống lão hóa. Hợp chất giúp trung hòa gốc tự do và bảo vệ màng tế bào trước tác hại của tia cực tím. Về mặt kinh tế, quy trình nâng tầm chuỗi giá trị của nụ hoa hòe Việt Nam. Nông dân có thị trường tiêu thụ nông sản ổn định. Các doanh nghiệp nội địa tự chủ nguồn nguyên liệu cao cấp, giảm phụ thuộc vào nhập khẩu.

4.1. Ứng dụng đột phá trong bào chế dược phẩm và mỹ phẩm

Rutin có độ tinh khiết >95% là hoạt chất vàng trong ngành dược phẩm hiện đại. Các công ty dược phẩm ứng dụng rutin làm hoạt chất chính để chế tạo thuốc bảo vệ thành mạch. Thuốc chứa rutin hỗ trợ điều trị xuất huyết võng mạc, trĩ và chứng xơ cứng mạch máu. Trong mỹ phẩm cao cấp, rutin tinh khiết giúp bảo vệ biểu bì trước tia UV và ánh sáng xanh. Hoạt chất làm mờ các nếp nhăn mảnh, kích thích phục hồi da sau liệu trình xâm lấn. Dược mỹ phẩm chứa rutin đạt tiêu chuẩn >95% có độ kích ứng tối thiểu và độ ổn định hóa học cao. Sự kết hợp giữa rutin tinh khiết và vitamin C mang lại hiệu quả chống oxy hóa cộng hưởng vượt bậc.

4.2. Khả năng mở rộng quy mô sản xuất công nghiệp

Nghiên cứu tại HCMUTE không dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm. Đề tài được thử nghiệm thành công trên hệ thống pilot 10 đến 100 lít/mẻ tại Công ty AOTA. Quy trình sử dụng các thiết bị thông dụng như nồi nấu gia nhiệt vỏ áo, máy lọc áp lực và cô quay chân không. Thiết kế này giúp các nhà máy dễ dàng đầu tư và vận hành thực tế. Tỷ lệ thu hồi dung môi ethanol sau chưng cất đạt mức cao, giúp hạ giá thành sản phẩm đáng kể. Quy trình hạn chế tối đa việc sử dụng hóa chất độc hại, thân thiện với công nhân và môi trường. Sự hợp tác giữa nhà trường và doanh nghiệp tạo tiền đề vững chắc cho việc chuyển giao công nghệ quy mô lớn.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Rutin (quercetin-3-O-rutinoside) là một hợp chất flavonol glycoside có giá trị dược liệu cao, sở hữu hoạt tính làm bền thành mạch, giảm tính thấm mao mạch, chống oxy hóa, kháng khuẩn và hỗ trợ điều trị các bệnh tim mạch, tiểu đường. Nụ hoa hòe (Styphnolobium japonicum (L.) Schott) là nguồn nguyên liệu giàu rutin nhất trong tự nhiên, với hàm lượng tích lũy trong nụ hoa đạt từ 34% đến 44%. Mặc dù Việt Nam sở hữu vùng trồng hòe dồi dào, phần lớn các cơ sở sản xuất trong nước hiện chỉ sản xuất được rutin thô có độ tinh khiết dưới 90% để xuất khẩu tiểu ngạch sang Trung Quốc với giá trị kinh tế thấp.

Nguyên nhân cốt lõi của tình trạng này bắt nguồn từ công nghệ sản xuất hiện hành, vốn chủ yếu áp dụng phương pháp chiết xuất bằng nước vôi trong $(\text{Ca(OH)}_2)$ kết hợp phụ gia borate $(\text{Na}_2\text{B}_4\text{O}_7)$. Qua phân tích thực nghiệm trên sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), mẫu rutin thô đại diện từ nhà máy lớn nhất Việt Nam có độ tinh khiết chỉ đạt 84,87% và tồn dư lượng borax lên đến 289,50 mg/kg; trong khi mẫu tinh chế nhập khẩu từ Trung Quốc cũng tồn dư 30,68 mg/kg borax với độ tinh khiết chỉ đạt 90,96%. Việc tồn dư hợp chất borate vô cơ không chỉ gây độc tính khó loại bỏ triệt để, cản trở sản phẩm thâm nhập vào các thị trường tiêu chuẩn cao như Châu Âu hay Nhật Bản theo Dược điển Hoa Kỳ (USP–NF 2024 yêu cầu độ tinh khiết trên 95%), mà còn phát sinh nguồn nước thải công nghiệp chứa borate khó xử lý, gây ô nhiễm môi trường.

Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn của Công ty Cổ phần Quốc tế AOTA trong kế hoạch xây dựng nhà máy sản xuất dược liệu sạch tại Mang Yang, tỉnh Gia Lai, khóa luận tốt nghiệp ngành Công nghệ Kỹ thuật Hóa học của tác giả Văn Thị Kim Ngân (Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh, năm 2025) đã thực hiện đề tài nhằm xây dựng một quy trình công nghệ xanh, loại bỏ hoàn toàn việc sử dụng borate, đảm bảo sản phẩm đạt độ tinh khiết trên 95% và có tính khả thi ở quy mô công nghiệp.

Nhiệm vụ và mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể theo 5 nội dung:

1. Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ (nồng độ dung môi, nhiệt độ, thời gian trích ly, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu) đến hiệu suất trích ly cao thô và rutin từ nụ hoa hòe (Styphnolobium japonicum (L.) Schott) bằng các dung môi ethanol, methanol và dung dịch $\text{NaOH}$ ở quy mô phòng thí nghiệm.
2. Đánh giá hiệu quả tinh chế rutin từ cao trích thông qua các phương pháp kết tinh và rửa phân đoạn, dựa trên độ tinh khiết và hiệu suất thu hồi.
3. Xác định điều kiện hiệu quả và kiểm nghiệm lại quy trình ở quy mô pilot (5 kg nguyên liệu/mẻ).
4. Thiết kế sơ đồ quy trình công nghệ (Process Flow Diagram – PFD) dựa trên kết quả quy mô pilot.
5. Đề xuất thiết kế thiết bị chính và sơ bộ dây chuyền công nghệ cho nhà máy quy mô 500 kg nguyên liệu/mẻ.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Nụ hoa hòe (Styphnolobium japonicum (L.) Schott) thu hái tại huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai vào tháng 10 năm 2023, được phơi khô đến độ ẩm 7,37%; hoạt chất mục tiêu là flavonoid rutin ($\text{C}{27}\text{H}{30}\text{O}_{16}$).
• Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát thực nghiệm trích ly và tinh chế tại phòng thí nghiệm; mở rộng kiểm chứng trên hệ thống pilot 5 kg nguyên liệu/mẻ; thiết kế kỹ thuật sơ đồ PFD và tính toán thiết bị chính cho nhà máy sản xuất công nghiệp 500 kg nguyên liệu/mẻ đặt tại tỉnh Gia Lai.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đề tài tập trung vào đặc tính thực vật học của loài Styphnolobium japonicum (L.) Schott thuộc họ Đậu (Fabaceae) và các tính chất hóa lý của hợp chất rutin. Rutin có khối lượng phân tử 610,518 g/mol, tồn tại ở dạng tinh thể hình kim màu vàng nhạt, nhiệt độ nóng chảy 195 °C. Về tính chất hòa tan, rutin rất ít tan trong nước lạnh (0,13 g/L ở 25 °C), tan tăng lên khi đun sôi (khoảng 5 g/L), tan tốt trong dung dịch kiềm loãng thông qua phản ứng tạo muối phenolate tan và tan trong các dung môi hữu cơ phân cực (methanol 55 g/L, ethanol 5,5 g/L). Rutin dễ bị thủy phân bởi acid vô cơ hoặc enzyme $\beta$-glucosidase để giải phóng quercetin và đường rutinose.

Thuộc tính hóa lý	Giá trị / Đặc tính thực nghiệm	Nguồn trích dẫn
Số CAS	153-18-4	Theo văn bản khóa luận
Công thức phân tử	$\text{C}{27}\text{H}{30}\text{O}_{16}$	Khối lượng phân tử: 610,518 g/mol
Trạng thái vật lý	Bột kết tinh hoặc tinh thể hình kim màu vàng	Chuyển sẫm khi tiếp xúc lâu với ánh sáng
Điểm nóng chảy	195 °C	Phân hủy ở nhiệt độ cao
Độ tan tại 25 °C (1 atm)	Nước: 0,13 g/L; Ethanol: 5,5 g/L; Methanol: 55 g/L; Pyridine: 37,3 g/L	Tan tốt trong dung dịch kiềm loãng
Hệ số phân bố log P	-0,64 đến 0,21	Hợp chất polyphenol phân cực
Phản ứng định tính	Phản ứng Shinoda ($\text{Mg} + \text{HCl} \rightarrow$ đỏ hồng); Phức màu vàng sáng với $\text{AlCl}_3$	Đặc trưng nhóm hydroxyl tại vị trí C-3

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm được xây dựng đa nhánh nhằm so sánh hai hướng công nghệ trích ly:

• Trích ly bằng dung dịch kiềm: Sử dụng dung dịch $\text{NaOH}$ loãng nhằm chuyển hóa rutin thành muối phenolate tan trong nước, sau đó tách bã và acid hóa dịch lọc bằng acid hydrochloric ($\text{HCl}$) để tái kết tủa rutin thô dạng acid tự do không tan.
• Trích ly bằng dung môi hữu cơ: Sử dụng dung môi ethanol và methanol ở các dải nồng độ, thời gian, nhiệt độ và tỷ lệ dung môi/nguyên liệu khác nhau nhằm thu nhận cao chiết thô.
• Phương pháp tinh chế:
  • Đối với tủa rutin thô thu từ quy trình kiềm: Áp dụng phương pháp kết tinh lại bằng dung dịch ethanol 70%.
  • Đối với cao thô thu từ dung môi hữu cơ: Áp dụng phương pháp rửa phân đoạn bằng dung môi acetone nhằm loại bỏ diệp lục, chất béo, sáp và tạp chất kém phân cực, sau đó rửa tiếp bằng dung dịch $\text{HCl}$ 1% hoặc nước để loại tạp tan trong nước.
• Phương pháp phân tích, kiểm nghiệm: Định lượng hàm lượng rutin, xác định độ tinh khiết sản phẩm (Rutin Purity Rate – HPR) và hàm lượng borax tồn dư bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC).
• Phương pháp kỹ thuật hệ thống: Áp dụng các nguyên lý tính toán truyền khối, phân riêng cơ học và truyền nhiệt để xây dựng sơ đồ dòng quy trình công nghệ (PFD) và lựa chọn kích thước, thông số vận hành thiết bị chính.

Hóa chất và thiết bị thực nghiệm chính bao gồm:

• Hóa chất: Acetone ($\ge 99,5%$), Acetonitrile dùng cho HPLC ($\ge 99,9%$), Acid formic ($\ge 98%$), Ethanol 96% Sol-pure, Hydrochloric acid ($\text{HCl}$ 36–38%), Methanol ($\ge 99,5%$), Sodium hydroxide ($\text{NaOH}$ 98%) từ Xilong Scientific; chất chuẩn Rutin 98,2% từ ChemFaces.
• Thiết bị phòng thí nghiệm: Hệ thống cô quay chân không Heidolph Laborota 4000, bếp đun bình cầu Genlab, cân phân tích Precisa (4 số và 2 số), máy khuấy đũa Lichen, tủ sấy Memmert UN110.
• Thiết bị pilot (công suất 5 kg nguyên liệu/mẻ): Nồi phản ứng gia nhiệt vỏ áo có cánh khuấy (dung tích 10–50 L/mẻ), thiết bị lọc áp lực, thiết bị cô đặc chân không (công suất bốc hơi 10–100 L/mẻ), tủ sấy đối lưu ($0\text{–}250\ ^\circ\text{C}$).

Nội dung chính theo từng chương

Mở đầu

Tác giả trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ tiềm năng dược liệu hoa hòe tại Gia Lai, phân tích thực trạng tồn dư borax nguy hại trong các sản phẩm rutin thương mại nội địa và Trung Quốc, công bố mục tiêu đạt độ tinh khiết rutin $>95%$ theo chuẩn USP–NF 2024 nhằm phục vụ kế hoạch đầu tư nhà máy của Công ty AOTA.

Chương 1: Tổng quan

Chương này tổng hợp hệ thống dữ liệu toàn diện về nguồn nguyên liệu và kỹ thuật công nghệ:

• Phân loại học, hình thái thực vật và phân bố sinh thái của Styphnolobium japonicum, chỉ ra nụ hoa chứa hàm lượng rutin cao nhất (34–44%), vượt trội hơn so với quả (4–11%), lá (5–6%) và cành con (0,5–2%).
• Cấu trúc hóa học, phản ứng đặc trưng và tác dụng dược lý của rutin (chống oxy hóa, kháng khuẩn, chống ung thư gan HepG2, ức chế đái tháo đường).
• Phân tích ưu nhược điểm của các phương pháp trích ly: trích ly nước nóng (hiệu suất thấp 11,29%), trích ly dung môi hữu cơ Soxhlet/hồi lưu/UAE/MAE, trích ly kiềm ($\text{NaOH}, \text{Na}_2\text{CO}_3$) và trích ly kiềm hỗ trợ borate. Tác giả kết luận phương pháp dùng borate tuy cho độ tinh khiết cao nhưng tồn dư hóa chất vô cơ độc hại, do đó lựa chọn khảo sát chuyên sâu hệ dung môi $\text{NaOH}$, ethanol và methanol không dùng borate.
• Đánh giá các kỹ thuật tinh chế: kết tinh lại, tẩy màu bằng than hoạt tính, sắc ký cột polyamide, Sephadex LH-20, nhựa xốp macroporous và sắc ký điều chế Prep–HPLC; qua đó định hướng giải pháp kết tinh lại bằng ethanol 70% và rửa phân đoạn bằng acetone/acid loãng để phù hợp quy mô công nghiệp.
• Tổng quan về sơ đồ dòng công nghệ (PFD) và so sánh đặc tính vận hành của các cụm thiết bị phân riêng công nghiệp: thiết bị sàng rây (sàng rung tròn, sàng chữ nhật, sàng lồng quay, sàng lắc tròn); thiết bị ép lọc (ép trục vít, ép khung bản, ly tâm giỏ, ly tâm decanter); thiết bị cô đặc (màng rơi, tuần hoàn cưỡng bức, màng quét, dạng tấm).

Nhóm thiết bị	Loại thiết bị khảo sát	Ưu điểm vận hành chính	Nhược điểm / Hạn chế
Sàng rây	Sàng rung tròn	Kín, độ chính xác khá, chi phí vừa phải, dễ vệ sinh	Rung động có thể gây vỡ nụ, nguy cơ tắc lưới
	Sàng rung chữ nhật	Năng suất thô cao, cấu tạo đơn giản	Chuyển động rung mạnh dễ làm nát nụ, phân loại mịn kém
	Sàng lồng quay (trommel)	Năng suất lớn, vận hành êm, dễ kết hợp rửa	Kích thước cồng kềnh, độ chính xác phân loại hạt kém
	Sàng lắc tròn (tumbler)	Chuyển động nhẹ nhàng bảo vệ nụ, độ chính xác rất cao	Chi phí đầu tư cao, diện tích lắp đặt buồng sàng lớn
Ép, lọc	Máy ép trục vít	Vận hành liên tục/bán liên tục, chi phí thấp, êm	Độ khô bã trung bình, dịch lọc có thể lẫn hạt mịn
	Máy ép lọc khung bản	Bánh bã có độ khô cao nhất, dịch lọc rất trong	Vận hành theo lô, tốn nhân công tháo bã, chi phí đầu tư lớn
	Máy ly tâm lọc (giỏ)	Tốc độ tách nhanh, dịch lọc trong	Tiêu hao điện năng lớn, độ ồn cao, tháo bã gián đoạn
	Máy ly tâm lắng decanter	Tách liên tục, năng suất rất lớn, bã khô	Chi phí thiết bị và bảo trì rất cao, hao mòn cơ khí nhanh
Cô đặc	Cô đặc màng rơi	Thời gian tiếp xúc nhiệt ngắn, truyền nhiệt tốt	Nhạy cảm với cặn bẩn, kém hiệu quả khi dịch quá nhớt
	Tuần hoàn cưỡng bức	Xử lý tốt dịch có độ nhớt cao và dễ đóng cặn	Tiêu tốn nhiều năng lượng cho bơm tuần hoàn
	Cô đặc màng quét	Tiếp xúc nhiệt rất ngắn, bay hơi nhanh dịch siêu nhớt	Cấu tạo phức tạp, chi phí bảo trì hệ cánh gạt quay cao
	Cô đặc dạng tấm	Nhỏ gọn, hệ số truyền nhiệt cao, dễ tháo rửa	Giới hạn về áp suất và nhiệt độ, dễ nghẹt kênh dẫn

Chương 2: Phương pháp thực nghiệm

Chương 2 mô tả chi tiết nguồn nguyên liệu nụ hoa hòe Mang Yang (độ ẩm 7,37%), danh mục hóa chất tinh khiết và thông số kỹ thuật của trang thiết bị phòng thí nghiệm lẫn pilot. Quy trình thực nghiệm được chuẩn hóa:

• Quy trình chiết $\text{NaOH}$: Nụ hòe được trích ly với dung dịch $\text{NaOH}$ ở các tỷ lệ và nồng độ kiểm soát; lọc tách dịch; acid hóa dịch chiết bằng $\text{HCl}$ về vùng pH đẳng điện để kết tủa rutin thô; lọc thu tủa và tinh chế bằng cách hòa tan trong ethanol 70% nóng, kết tinh lại khi hạ nhiệt độ.
• Quy trình chiết dung môi hữu cơ: Nụ hòe trích ly với ethanol hoặc methanol; lọc lấy dịch; cô đặc chân không thu cao thô; tinh chế cao thô bằng kỹ thuật rửa phân đoạn nhiều lần với acetone (tỷ lệ 10 g/g cao) để hòa tan tạp chất màu và lipid, sau đó rửa bã rắn bằng dung dịch $\text{HCl}$ 1% hoặc nước để loại bỏ muối và tạp phân cực.
• Thiết kế pilot: Thực hiện kiểm chứng các thông số tối ưu trên mẻ 5 kg nguyên liệu nụ hoa hòe khô.

Chương 3: Kết quả và bàn luận

Chương này công bố toàn bộ dữ liệu thực nghiệm thu được:

• Dữ liệu quy mô phòng thí nghiệm: Ảnh hưởng của nồng độ $\text{NaOH}$, nồng độ ethanol/methanol, nhiệt độ, thời gian trích ly và tỷ lệ lỏng/rắn đến hiệu suất trích ly cao thô và rutin; đánh giá sự đổi màu của dịch rửa acetone qua 4 chu kỳ rửa và sự phân tách tạp chất khi rửa bằng dung dịch $\text{HCl}$ 1% so với rửa nước.
• Dữ liệu quy mô pilot: Xác nhận tính ổn định của quy trình trích ly kiềm và dung môi trên mẻ 5 kg nguyên liệu, ghi nhận hiệu suất thu hồi và độ tinh khiết của sản phẩm sau tinh chế.
• Thiết kế công nghệ: Thiết lập bản vẽ quy trình PFD hoàn chỉnh cho dây chuyền sản xuất rutin không sử dụng borate; thực hiện tính toán, lựa chọn thông số cơ sở cho 6 thiết bị máy móc chính trong dây chuyền 500 kg nguyên liệu/mẻ.

Thiết kế và triển khai quy trình kỹ thuật

Trên cơ sở dữ liệu thực nghiệm pilot, tác giả đã xây dựng sơ đồ dòng chảy quy trình công nghệ (PFD) và tính toán lựa chọn các thiết bị chính phục vụ cho dự án nhà máy sản xuất rutin quy mô 500 kg nguyên liệu/mẻ tại Gia Lai:

Sơ đồ quy trình công nghệ (PFD)

Quy trình công nghệ được thiết lập theo hai tuyến công nghệ chính tùy thuộc vào dung môi lựa chọn:

1. Tuyến công nghệ dung dịch kiềm ($\text{NaOH}$): Nụ hoa hòe khô $\rightarrow$ Sàng tạp chất (S-101) $\rightarrow$ Trích ly kiềm loãng có cánh khuấy (R-101) $\rightarrow$ Tách bã bằng máy ép trục vít (S-102) $\rightarrow$ Acid hóa bằng $\text{HCl}$ để kết tủa rutin thô $\rightarrow$ Lọc áp lực thu tủa $\rightarrow$ Tinh chế kết tinh lại bằng ethanol 70% trong thiết bị chuyên dụng (D-102) $\rightarrow$ Lọc, sấy thu sản phẩm rutin tinh khiết $>95%$.
2. Tuyến công nghệ dung môi hữu cơ ($\text{EtOH}$/$\text{MeOH}$): Nụ hòe khô $\rightarrow$ Sàng rây (S-101) $\rightarrow$ Trích ly dung môi (R-101) $\rightarrow$ Ép tách bã (S-102) $\rightarrow$ Cô đặc chân không thu hồi dung môi (C-101) $\rightarrow$ Sấy cao thô (D-101) $\rightarrow$ Tinh chế rửa phân đoạn bằng acetone và $\text{HCl}$ 1%/nước (D-102) $\rightarrow$ Sấy khô sản phẩm.

Lựa chọn và mô tả vận hành thiết bị chính trong dây chuyền

Hệ thống thiết bị được lựa chọn dựa trên sự tương thích với tính chất cơ lý của nụ hòe và dịch chiết flavonoid nhạy cảm nhiệt:

• Thiết bị sàng rây nguyên liệu (S-101): Sử dụng máy sàng rung tròn nhiều tầng, hoạt động theo nguyên lý chuyển động 3 chiều nhờ động cơ lệch tâm. Thiết bị có kết cấu kín hạn chế bụi dược liệu, phân loại nhẹ nhàng giúp loại bỏ tạp chất cuống lá và đất cát mà không gây nát vỡ nụ hoa.
• Thiết bị trích ly (R-101): Nồi phản ứng dung tích lớn được thiết kế vỏ áo gia nhiệt bằng hơi nước, bên trong trang bị cánh khuấy turbine giúp tạo dòng chảy rối đồng đều, tăng cường hệ số truyền khối giữa pha lỏng và nụ hoa mà không làm gãy vụn nụ hòe.
• Thiết bị lọc ép tách bã (S-102): Sử dụng máy ép trục vít. Thiết bị vận hành nén cơ học liên tục, trục vít quay đẩy bã nụ hòe dọc theo chiều dài buồng nén để vắt kiệt dịch chiết ra ngoài qua màng khe lọc, cho phép thu hồi tối đa lượng dịch chiết bám dính trong bã thực vật với mức tiêu thụ năng lượng thấp.
• Thiết bị cô đặc chân không (C-101): Thiết bị cô đặc chân không một hiệu ứng với buồng đốt và buồng bốc tách riêng biệt. Thiết bị vận hành dưới áp suất giảm giúp hạ nhiệt độ sôi của dung môi xuống dưới 60 °C, hạn chế tối đa sự phân hủy nhiệt của rutin, đồng thời tích hợp hệ thống ngưng tụ tuần hoàn thu hồi dung môi ethanol/methanol.
• Thiết bị sấy cao thô (D-101): Buồng sấy chuyên dụng để làm khô dịch cao cô đặc trước khi chuyển sang công đoạn tinh chế phân đoạn.
• Thiết bị tinh chế rutin (D-102): Thiết bị phản ứng kín tích hợp cánh khuấy và cơ chế gia nhiệt/làm lạnh có kiểm soát, phục vụ quá trình hòa tan kết tinh lại với ethanol 70% hoặc quá trình khuấy rửa chiết tách phân đoạn bằng acetone và dung dịch acid.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã giải quyết bài toán công nghệ trích ly rutin không dùng borate với các chỉ tiêu định lượng cụ thể:

• Khẳng định tính khả thi của quy trình sản xuất sạch: Đề tài đã xây dựng thành công quy trình công nghệ thay thế hoàn toàn phương pháp truyền thống (sử dụng nước vôi và borax). Sản phẩm rutin thu được không chứa dư lượng borate độc hại, khắc phục triệt để vấn đề tồn dư 289,50 mg/kg borax như trong mẫu nhà máy thương phẩm tại Việt Nam.
• Đạt độ tinh khiết tiêu chuẩn quốc tế: Qua phân tích kiểm nghiệm HPLC, rutin sau tinh chế (bằng phương pháp kết tinh lại với ethanol 70% từ dịch chiết kiềm, hoặc rửa phân đoạn bằng acetone/dung dịch acid từ cao thô) đều đạt độ tinh khiết trên 95% (HPR $>95%$). Kết quả này đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu khắt khe quy định trong Dược điển Hoa Kỳ (USP–NF 2024), mở ra khả năng thương mại hóa sang thị trường Châu Âu và Nhật Bản.
• Kiểm chứng thành công ở quy mô pilot 5 kg/mẻ: Các thông số công nghệ từ quy mô phòng thí nghiệm đã được thẩm định và xác nhận độ lặp lại ổn định trên hệ thống thiết bị pilot với lượng nạp 5 kg nụ hoa hòe/mẻ, tạo cầu nối tin cậy cho việc nâng quy mô.
• Đóng góp giải pháp kỹ thuật công nghiệp: Đề tài hoàn thành bản vẽ sơ đồ dòng công nghệ (PFD) và các bản vẽ thiết kế thiết bị chính (S-101, R-101, S-102, C-101, D-101, D-102), cung cấp bộ thông số vận hành thực tế làm luận cứ kỹ thuật cho Công ty Cổ phần Quốc tế AOTA triển khai dự án nhà máy sản xuất rutin 500 kg nguyên liệu/mẻ tại huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu:

• Nguồn nguyên liệu nụ hoa hòe khảo sát trong khóa luận được thu thập tập trung tại một thời điểm (tháng 10/2023) tại huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai; chưa khảo sát sự biến thiên hàm lượng rutin theo các mùa vụ thu hoạch khác nhau hoặc giữa các vùng trồng sinh thái khác nhau tại Việt Nam.
• Quy trình trích ly kiềm bằng $\text{NaOH}$ tạo ra lượng muối trung hòa sau bước acid hóa bằng $\text{HCl}$, đòi hỏi giải pháp xử lý dòng thải muối vô cơ trong nước thải công nghiệp.
• Quy trình sử dụng dung môi hữu cơ (ethanol, methanol, acetone) tuy đạt độ tinh khiết cao nhưng làm phát sinh chi phí thu hồi dung môi và yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn phòng chống cháy nổ trong nhà xưởng.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

• Hoàn thiện tính toán chi tiết cân bằng vật chất và cân bằng năng lượng toàn phần cho toàn bộ các dòng vào - ra trong dây chuyền sản xuất 500 kg nguyên liệu/mẻ.
• Triển khai chế tạo và chạy thử nghiệm thực tế hệ thống thiết bị công nghiệp tại nhà máy của Công ty AOTA ở Gia Lai nhằm tối ưu hóa các thông số tổn thất dung môi trong chu trình tuần hoàn kín.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu chuyên khảo có giá trị ứng dụng cao cho:

• Sinh viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Hóa học, Kỹ thuật Hóa dược, Công nghệ Sau thu hoạch và Công nghệ Sinh học: Tài liệu cung cấp phương pháp luận thực nghiệm bài bản từ quy mô phòng thí nghiệm, nâng cấp lên pilot và triển khai thiết kế sơ đồ PFD cùng thiết bị công nghiệp.
• Các kỹ sư công nghệ, chuyên viên R&D tại các doanh nghiệp chế biến dược liệu: Khóa luận cung cấp giải pháp kỹ thuật cụ thể để loại bỏ phụ gia borate trong chế biến hoa hòe, kỹ thuật rửa phân đoạn loại tạp bằng dung môi chọn lọc, và phương pháp thẩm định chất lượng hoạt chất tự nhiên theo tiêu chuẩn dược điển quốc tế bằng HPLC.
• Phần đáng tham khảo nhất: Dữ liệu phân tích so sánh đối chuẩn dư lượng borax giữa các mẫu thương mại tại Mở đầu; chương tổng quan so sánh chi tiết ưu nhược điểm của các thiết bị sàng, ép, cô đặc công nghiệp; và hệ thống PFD cùng bản vẽ thiết kế thiết bị R-101, C-101, D-102 tại Chương 3.

Câu hỏi thường gặp

1. Hàm lượng tồn dư borax và độ tinh khiết trong các mẫu rutin thương mại được tác giả kiểm nghiệm thực tế là bao nhiêu?
Kết quả phân tích sắc ký HPLC trong đề tài cho thấy: mẫu rutin thô thu thập từ nhà máy sản xuất rutin lớn nhất Việt Nam có dư lượng borax lên tới 289,50 mg/kg với độ tinh khiết chỉ đạt 84,87%. Trong khi đó, mẫu rutin tinh chế nhập khẩu từ Trung Quốc vẫn chứa dư lượng borax 30,68 mg/kg và độ tinh khiết chỉ đạt 90,96%.

2. Nguồn nguyên liệu nụ hoa hòe sử dụng trong nghiên cứu có xuất xứ và độ ẩm ban đầu như thế nào?
Nguyên liệu nụ hoa hòe (Styphnolobium japonicum (L.) Schott) được thu hái trực tiếp từ vườn trồng tại huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai vào tháng 10 năm 2023. Sau khi thu hoạch, nụ hoa được làm khô đạt độ ẩm thực tế là 7,37% (đáp ứng tiêu chuẩn dưới 10% để bảo quản dược liệu chống mốc và vi sinh vật).

3. Tại sao tác giả không lựa chọn phương pháp trích ly kiềm có hỗ trợ borate vốn đang được sử dụng phổ biến tại các nhà máy ở Việt Nam?
Mặc dù phương pháp dùng vôi và borate có ưu điểm là chi phí rẻ và dễ trích ly, tác giả đã chỉ ra rằng borate tạo phức bền với rutin dẫn đến việc tồn dư hóa chất vô cơ độc hại trong thành phẩm rất khó loại bỏ hoàn toàn, không thể đáp ứng tiêu chuẩn khắt khe của thị trường Châu Âu hay Dược điển Hoa Kỳ (USP–NF 2024). Đồng thời, nước thải chứa borate gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và khó xử lý triệt để.

4. Hai phương pháp tinh chế nào đã được nhóm tác giả lựa chọn để xử lý tương ứng với từng hệ dung môi trích ly?
Đối với dịch chiết kiềm ($\text{NaOH}$), sau khi acid hóa bằng $\text{HCl}$ để kết tủa rutin thô, tác giả áp dụng phương pháp kết tinh lại bằng dung dịch ethanol 70%. Đối với cao thô thu từ dung môi hữu cơ (ethanol/methanol), tác giả áp dụng phương pháp rửa phân đoạn nhiều lần bằng acetone để loại bỏ diệp lục, sáp và chất béo, sau đó rửa bằng dung dịch $\text{HCl}$ 1% hoặc nước để loại tạp chất tan trong nước.

5. Sơ đồ quy trình công nghệ (PFD) và các thiết bị máy móc chính trong đồ án được thiết kế cho quy mô sản xuất bao nhiêu?
Sau khi thẩm định ổn định ở quy mô pilot 5 kg nguyên liệu/mẻ, toàn bộ sơ đồ dòng quy trình công nghệ (PFD) và các thông số kỹ thuật của 6 thiết bị chính (gồm máy sàng rung tròn S-101, nồi trích ly cánh khuấy turbine R-101, máy ép bã trục vít S-102, thiết bị cô đặc chân không buồng bốc tách riêng C-101, buồng sấy cao D-101 và thiết bị tinh chế D-102) được tính toán thiết kế cho quy mô nhà máy công nghiệp 500 kg nguyên liệu nụ hòe/mẻ tại tỉnh Gia Lai.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Văn Thị Kim Ngân đã giải quyết thành công bài toán chuyển đổi công nghệ sản xuất rutin từ nụ hoa hòe sang hướng công nghệ sạch, loại bỏ hoàn toàn việc sử dụng borate độc hại. Nghiên cứu đã chứng minh tính khả thi của quy trình trích ly kiềm và dung môi hữu cơ kết hợp kỹ thuật tinh chế cải tiến, tạo ra sản phẩm rutin có độ tinh khiết vượt 95%, đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn của Dược điển Hoa Kỳ (USP–NF 2024). Các kết quả thực nghiệm từ quy mô phòng thí nghiệm đến pilot 5 kg/mẻ cùng hệ thống sơ đồ PFD và thiết kế thiết bị cho mẻ 500 kg là cơ sở khoa học và kỹ thuật vững chắc phục vụ trực tiếp cho việc xây dựng nhà máy chế biến dược liệu công nghiệp tại tỉnh Gia Lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Mục tiêu của nghiên cứu là xây dựng quy trình chiết xuất rutin có độ tinh khiết trên 95% từ nụ hoa hòe (Styphnolobium japonicum (L. Để hiểu rõ hơn về nội dung và định hướng của đề tài nghiên cứu, phần tổng quan sau đây sẽ trình bày những thông tin khái quát liên quan đến nguồn nguyên liệu nụ hoa hòe (Styphnolobium japonicum (L.) Schott), rutin, cũng như các phương pháp chiết xuất và tinh chế rutin đã được nghiên cứu và ứng dụng. Những nội dung này sẽ là cơ sở khoa học và thực tiễn quan trọng nhằm lựa chọn hướng tiếp cận phù hợp, đồng thời định hình quy trình công nghệ có khả năng triển khai ở quy mô pilot với mục tiêu đạt độ tinh khiết trên 95% nhằm đạt yêu cầu theo quy định của.

Dược điển Hoa kỳ 2024 (United States Pharmacopeia – National Formulary, Issue 1 (2024), USP–NF 2024) [3].1 Tổng quan về nụ hoa hòe (Styphnolobium japonicum (L.1 Phân loại khoa học Cây hòe, có tên khoa học Styphnolobium japonicum (L.) Schott, được nhà thực vật học Carl Linnaeus mô tả lần đầu tiên với danh pháp Sophora japonica vào năm 1767 [4]. Đến năm 1830, Heinrich Wilhelm Schott đã chuyển loài này sang chi Styphnolobium dựa trên những đặc điểm hình thái và sinh học khác biệt, từ đó đổi tên thành Styphnolobium japonicum (L.) Schott là một loài thuộc họ Đậu, thường được biết đến với các tên gọi như hòe, hòe hoa, hòe mễ, lài luồng (Tày) [6]. Hình ảnh thực tế của S. 1 Theo thông tin từ Plants of the World Online (POWO), loài Styphnolobium japonicum (L.) Schott được phân loại như sau [7]: Giới: Plantae (Thực vật) Ngành: Streptophyta (Thực vật có phôi) Lớp: Equisetopsida (Dương xỉ và thực vật có hạt) Phân lớp: Magnoliidae (Thực vật hai lá mầm thật) Bộ: Fabales (Đậu) Họ: Fabaceae (Đậu) Chi: Styphnolobium (Hòe) Loài: S.

japonicum Danh pháp hai phần: Styphnolobium japonicum (L.) Schott Danh pháp đồng nghĩa: Sophora japonica L., Sophora korolkowii Dieck, Sophora sinensis Forrest.2 Đặc điểm thực vật S.) Schott là một loài cây gỗ nhỏ, thuộc họ Đậu (Fabaceae), với chiều cao trung bình từ 5 đến 7 m, có thể đạt tới 10 m trong điều kiện thích hợp. còn non thì nhẵn, khi già thì vỏ ngoài đôi khi có hiện tượng nứt nẻ, vết nứt sâu, dọc theo toàn bộ thân cây [8]. Cành cây mọc ngang, dạng hình trụ, màu lục nhạt, trên bề mặt có các chấm trắng đặc trưng (Hình 1. có dạng kép lông chim lẻ, mọc so le dọc theo cành.

Mỗi lá gồm 11 đến 17 lá chét mọc đối, có hình bầu dục – thuôn dài, phần gốc tròn và đỉnh hơi nhọn. Kích thước lá chét dao động từ 30 đến 45 mm chiều dài và 12 đến 20 mm chiều rộng. Mặt trên của lá có màu lục, trong khi mặt dưới phủ một lớp lông mịn (Hình 1. nhỏ, có màu trắng hoặc vàng lục nhạt, hình chuông, bề mặt gần như nhẵn.

Cụm hoa mọc ở đầu cành, dài khoảng 20 cm, phân nhánh thành nhiều chùm. 2 Cánh hoa có móng ngắn; cánh cờ có dạng rộng, gốc hình tim cụt, mép hơi cong lên. Nhị hoa bao gồm 10 nhị rời nhau, bao phấn có dạng hình bầu dục (Hình 1. là hoa chưa nở, có kích thước nhỏ, hình trứng hoặc hình cầu, màu xanh lục nhạt khi còn non và chuyển dần sang màu vàng nhạt khi già.

Bề mặt nụ trơn, được bao phủ bởi lớp đài hoa hình chuông. Nụ hòe thường được thu hái trước khi hoa nở hoàn toàn để giữ hàm lượng hoạt chất cao nhất [6]. Bộ phận này được sử dụng phổ biến trong y học cổ truyền với tên gọi "hòe mễ" (Hình 1. thuộc loại quả đậu, có hình dạng giống tràng hạt, với các eo thắt không đều giữa các hạt, tạo thành một chuỗi.

Bề mặt quả nhẵn, không tự mở khi chín (Hình 1.