CHƯƠNG 1. ĐẠI CƯƠNG CHIÉT XUẤT DƯỢC LIỆU 9 1. Khái niệm chiết xuất dược liệu 9 2. Nguyên liệu chiết xuất 10 3.
Dầu thực vật 15 3. Bản chất quá trình chiết xuất 16 5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất 19 5. Mức độ chia nhỏ dược liệu 19 5.
Nhiệt độ chiết xuất 19 5. Điều kiện thủy động 20 5. Tỉ lệ dược liệu và dung môi 20 5. Thời gian chiết xuất 20 5.
Quá trình làm ấm dược liệu 20 5. pH dung môi 20 5. Tương tác chất tan - bã dược liệu 21 6. Các phương pháp chiết xuất 21 6.
Phương pháp ngâm 21 5 6. Phương pháp ngấm kiệt 33 6. Phương pháp chiết xuất ngược dòng liên tục 35 6. Chiết xuất bằng dung môi siêu tới hạn 39 7.
Xử lý bã dược liệu sau khi chiết 45 8. Phương pháp tinh chế họp chất tự nhiên 47 8. Giải phóng phân đoạn 48 8. Phương pháp hấp phụ 48 8.
Phương pháp trao đổi ion 50 8. Chiết phân bố 51 8. Chưng cất 56 8. Thăng hoa 56 CHƯƠNG 2.
KỸ THUẬT SẢN XUẤT CAO DƯỢC LIỆU 58 1. Kỹ thuật điều chế 59 3. Điều chế dịch chiết 59 3. Tinh chế dịch chiết 61 3.
Cô đặc và sấy khô 67 3. Điều chỉnh tỷ lệ hoạt chất 77 4. Chỉ tiêu chất lượng và bảo quản cao dưọc liệu 78 5. Một số ví dụ điều chế cao dưọ'c liệu 78 5.
Cao khô Cam thảo 78 5. Cao khô Benladon 79 5. Cao lỏng ích mẫu 79 5. Cao khô Bán chi liên 80 5.
Cao khô lá Bạch quả 81 5. Cao khô lá Tam thất 81 6 5. Saponin toàn phần Tam thất 81 5. Cao lỏng tứ nghịch 82 5.
Cồn gừng 83 CHUÔNG 3. KỸ THUẬT CHIẾT XUẤT ALCALOID 85 1. Đại cưong về alcaỉoid 85 1. Khái niệm alcaloid 85 1.
Tính chất chung của alcaloid 86 2. Các phu’O’ng pháp chung chiết xuất alcaloid 87 2. Chiết xuất alcaloid bằng dung môi hữu cơ ít phân cực 88 2. Chiết xuất alcaloid bằng nước 89 2.
Chiết xuất alcaloid bằng alcol 89 3. Sản xuất một số alcaỉoid 91 3. Sản xuất strychnin từ hạt Mã tiền 91 3. Sàn xuất quinin từ vỏ Canhkina 93 3.
Sản xuất alcaloid có nhân berberic 95 3. Sản xuất alcaloid có nhân tropan 100 3. Sản xuất morphin từ quả Thuốc phiện 107 CHƯƠNG 4. KỸ THUẬT CHIẾT XUẤT FLAVONOID 112 1.
Đại cương flavonoid 112 2. Chiết xuất flavonoid 117 2. Nguyên tắc chung 117 2. Chiết xuất rutin tù' hoa Hoc 118 2.
Chiết xuất hesperidin từ vỏ Cam 120 2. Chiết xuất catechin từ lá Chè xanh 121 CHƯƠNG 5. KỸ THUẬT CHIẾT XUẤT GLYCOS1D TIM 125 1. Đại cương glycosid tim 125 2.
Chiết xuất glycosid tim 126 2. Nguyên tắc chung 126 7 2. Chiết xuất oleandrin từ lá Trúc đào 127 2. Chiết xuất digitoxin từ lá Digital tía 129 2.
Chiết xuất digoxin từ lá Digital lông 131 CHƯƠNG 6. CHIẾT XUẤT MỘT SỐ HỌP CHẤT KHÁC 134 1. Chiêt xuất artemisinin từ lá thanh cao hoa vàng 134 1. Cây Thanh cao hoa vàng 134 1.
Chiết xuất artemisinin 136 2. Chiết xuất curcuminoid tù' thân rễ nghệ 137 2. Chiết xuất curcuminoid 138 3. Chiết xuất acid shikimic tù’ quả đại hồi 139 3.
Cây Đại hồi 139 3. Chiết xuất acid shikimic 140 Tài liệu tham khảo 142 8 Chuong 1 ĐẠI CƯƠNG CHIẾT XUẤT DƯỢC LIỆU PGS. Nguyễn Văn Hân DS. Trần Trọng Biên MỤC TIÊU HỌC TẬP 1.
Trình bày được khái niệm và bản chất quá trình chiết xuất dược liệu. Trình bày được đặc điểm cẩu tạo và thành phần tế bào dược liệu ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất. Phân tích được các yếu tố kỹ thuật ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất dược liệu. Trình bày được nguyên tắc, ưu nhược điếm các phương pháp chiêt xuât.
Trình bày được sơ đồ cấu tạo, nguyên lỷ làm việc, ưu nhược diêm một sô thỉêt bị chiêtxuât. KHÁI NIỆM CHIẾT XUẤT DƯỢC LIỆU Chiết xuất dược liệu là quá trình dùng dung môi thích hợp đế hoà tan các chất tan có ưong dược liệu, sau đó tách chúng ra khỏi phần không tan của dược liệu. Dung môi không chỉ hoà tan các hoạt chất mà hoà tan cả các tạp chất có trong dược liệu. Tạp chất là các chất không có hoạt tính, các chất gây khó khăn trong quá trình bảo quản dịch chiết (đường, tinh bột, pectin, gôm, chất nhầy, nhựa.
Mục đích của chiết xuất là hoà tan được tối đa lượng hoạt chất và tối thiểu lượng tạp chất có trong dược liệu vào dung môi. Chất lượng của dịch chiết phụ thuộc vào chất lưọng dược liệu, dung môi và phương pháp chiết xuất. Từ dịch chiết dược liệu có thể tạo ra các chế phẩm toàn phần dùng trực tiếp như cao lỏng, cồn thuốc, hoặc xử lý tiếp để tạo ra cao đặc, cao khô, hoặc phân lập các hoạt chất tinh khiết. Một số thuật ngữ liên quan đến quá trình chiết xuất bao gồm: - Dung môi chiết (extraction agent, menstruum): dung môi hoặc hồn họp dung môi dùng để chiết xuất.
- Bã dược liệu (marc, residue): phần không tan của dược liệu sau khi chiết. - Cân bằng nồng độ chiết xuất: là khi quá trình chiết xuất đạt tới một điểm dừng, tại đó sự phân bố chất tan giữa dịch chiết và dược liệu đạt tới giá trị hằng định (K), tưc là gradient nồng độ bằng 0. Nồng độ chất tan trong dịch chiết K = — ------ ——-------------------------- ---- Nồng độ chất tan trong bã dược liệu 9 2. NGUYÊN LIỆU CHIẾT XUẤT Nguyên liệu dùng để chiết xuất có thể là những bộ phận của động vật, thực vật, khoáng vật hoặc vi sinh vật.
Dược liệu thực vật để chiết xuầt có thể là toàn cây hoặc các bộ phận chứa hoạt chât của cây. Dược liệu có thể được chiết xuất khi còn tươi hoặc được chê biên, làm khô trước khi chiết. Chất lượng của dược liệu liên quan trực tiếp tới chát lượng dịch chiêt và thành phấm. Để có dược liệu chất lượng tốt, cần chú ý tới loài, giống, điều kiện nuôi trồng, thu hái, ổn định, bảo quản.
Dược liệu trước khi chiết xuất có thể được xử lý bằng các quá trình: làm khô, xử lý nhiệt hoặc enzym, nén ép, nghiên, tạo hạt hoặc làm trương nở. Quá trình làm khô dược liệu nhằm hạn chế vi sinh vật phát triển, đồng thời khối lượng dược liệu giảm đi, dẫn đến giảm chi phí vận chuyển, sấy khô dược liệu còn tác dụng làm biến tính hoặc đông tụ protein, làm bất hoạt enzym, tạo ra dược liệu ổn định và dễ xử lý trong các thiết bị chiết xuất. Lựa chọn thiết bị sẩy khô chủ yếu phụ thuộc vào đặc tính cơ học, tính nhạy cảm với nhiệt của dược liệu cũng như khối lượng cần xử lý. Nguyên liệu vào Dao quay Dao cố định Lưới sàng Hình 1.
Máy nghiền cắt Nghiền nhỏ dược liệu trước khi chiết có tác dụng tăng khối lượng riêng dược liệu, qua đó tăng được khôi lượng mẻ chiêt và giảm chi phí vận chuyên. Ngoài ra, nghiên nhỏ dược liệu còn giúp tăng tốc độ quá trình chiết xuất. Hai loại máy nghiền thông dụng đế nghiền dược liệu là máy nghiền búa và máy nghiền cắt. Các loại hạt chứa dầu béo có thế được chia nhỏ bằng cách nén ép dưới áp lực cao.
Đê đạt được mục đích chiết xuất cần chú ý đến cấu tạo và thành phần phức tạp của dược liệu: - Màng tế bào Màng tế bào cấu tạo từ một số lớp cellulose, hemicellulose và protopectin. Màng có tính bền cơ học và có tính chất của màng tham tích: cho dung môi thấm vào bên trong tế bào và cho các chất tan phân tử nhỏ khuếch tán qua, giữ lại các chất phân tử lớn (các chất keo) trong tế bào. Vì vậy, màng tế bào nguyên vẹn có tính thấm chọn lọc. Dược liệu còn non hoặc mỏng manh như hoa, lá, màng tế bảo mỏng và chứa nhiều nước, thành phần màng chú yếu là cellulose nên dung môi dễ thấm vào dược liệu.
10 Dược liệu già, màng tế bào dày, dung môi khó thấm qua. Màng có thể hóa bần, hóa cutin, là những lóp có bản chất lipid, khó thấm nước. Màng tế bào già còn có thể hóa gỗ, hóa khoáng và trở nên rắn chắc, gây cản trở sự thấm của dung môi, cản trở quá trình khuếch tán. Trường họp này, dược liệu cần được xay nhỏ hơn.
- Chất nguyền sinh Chất nguyên sinh trong tế bào là hệ keo nhiều pha, có thành phần hoá học phức tạp. Dưới tác dụng của nhiệt, dung môi hoặc khi mất nước, trạng thái keo của nguyên sinh chât bị phá hủy. Tính chất quan trọng của chât nguyên sinh là tính bán thâm (chỉ thấm dung môi mà không cho chất tan đi qua). Vì vậy, khi dược liệu còn tươi, khó chiết xuất được các chất tan trong tế bào.
Do vậy, khi chiết xuất thường dùng dược liệu khô. Chiết xuất dược liệu tươi cần phá hủy chất nguyên sinh bằng nhiệt hoặc cồn. - Các hoạt chất Các hoạt chất thân nước, ví dụ alcaloid, glycosid, tanin, vitamin tan trong nước. thường được hoà tan trong dịch thân nước của tế bào.
Khi tế bào mất nước, chúng bị kết tủa và gắn vào chất nguyên sinh đã biến đổi cấu trúc. Các hoạt chất thân dầu (tinh dầu, vitamin tan trong dầu, bôm, resin.) hiếm khi xuất hiện trong chất nguyên sinh thân nước, mà thường tập trung ờ các khoang riêng biệt trong hoặc ngoài tế bào. - Pectin, chất nhầy, gôm Là các chất cao phân tử, tạo dung dịch keo với nước, gây cản trở sự thấm dung môi, giảm tốc độ khuếch tán và làm cho dịch chiết khó lọc. Các chất này dễ bị kết tùa bôi cồn cao độ.
- Tinh bột Là các polysaccharid có trọng lượng phân từ cao, không tan trong nước lạnh, tạo dung dịch keo với nước nóng (hồ hóa). Dịch chiết có chứa tinh bột dề bị biến chất do vi khuẩn, nấm mốc xâm nhập. - Các chất màu (sac to) Có cấu trúc hoá học khác nhau: clorophyll, carotenoid, flavon, anthocyanin. Tùy theo bàn chât từng loại, chúng có thê tan trong nước, alcol hoặc dung môi ít phân cực.
Các chất màu dưới tác dụng của nhiệt độ, ánh sáng, pH, có thể biến đồi làm cho mầu sắc dịch chiết thay đối. - Enzym Enzym có bản chất là protein, ở nhiệt độ cao enzym bị mất hoạt tính, còn ở nhiệt độ lạnh enzym bị hạn chế hoặc ngừng hoạt động. Tuỳ theo loại enzym và cơ chất cỏ thể xảy ra quá trình thuỷ phân, oxỵ hoá, polymer hoá và những biến đồi khác. Các enzym quan trọng gây phá huỷ hoạt chất gồm có: + Enzym oxy hoá và peroxy hoá: chú yếu oxy hoá phenol, acid béo không bào hoà, terpen.
+ Enzym thuỷ phân: thuỷ phân ester và glycosid, phá huỷ polysaccharid. 11 + Enzym đồng phân hoá: ví dụ đồng phân hoá các alcaloid Cựa loã mạch, hyoscyamin trong cây Benladon.