Ứng Dụng Phương Pháp Trích Ly Bằng CO2 Siêu Tới Hạn Để Trích Ly Lycopene Từ Bột Gấc

Luận văn về ứng dụng CO2 siêu tới hạn trích ly beta carotene và lycopene từ bột gấc. Nghiên cứu công nghệ thực phẩm, tối ưu hóa quy trình trích ly hiệu quả.

• Tác giả: Dương Thị Phương Thảo
• Người hướng dẫn: Ts. Lê Thị Kim Phụng
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa
• Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm và Đồ uống
• Đề tài: Ứng dụng phương pháp trích ly bằng CO2 siêu tới hạn để trích ly b - carotene và lycopene từ bột gấc
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• CHƯƠNG MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về gấc
• 1.1.1. Tên gọi, đặc điểm và phân bố
• 1.1.2. Thành phần dinh dưỡng
• 1.2. Tổng quan về dầu gấc thương mại
• 1.2.1. Các sản phẩm dầu gấc trên thị trường
• 1.2.2. Quy trình sản xuất dầu gấc thương mại
• 1.3. Tổng quan về b - carotene và lycopene
• 1.3.1. Công thức hóa học và tính chất của b - carotene
• 1.3.2. Nguồn nguyên liệu
• 1.3.3. Tác dụng của b - carotene
• 1.3.4. Công thức hóa học và tính chất của lycopene
• 1.3.5. Nguồn nguyên liệu
• 1.3.6. Tác dụng của lycopene
• 1.4. Tổng quan về các phương pháp trích ly b - carotene và lycopene
• 1.4.1. Cơ sở khoa học của quá trình trích ly
• 1.4.2. Các phương pháp trích ly
• 1.4.2.1. Phương pháp tẩm trích
• 1.4.2.2. Phương pháp Soxhlet
• 1.4.2.3. Phương pháp trích ly có sự hỗ trợ của vi sóng
• 1.4.2.4. Phương pháp trích ly sử dụng sóng siêu âm
• 1.4.2.5. Phương pháp trích ly sử dụng dung môi siêu tới hạn
• 1.5. Trích ly bằng CO2 siêu tới hạn
• 1.5.1. Tính chất của CO2 siêu tới hạn
• 1.6. Một số nghiên cứu trích ly b - carotene và lycopene bằng dung môi CO2 siêu tới hạn
• 1.6.1. Nghiên cứu trích ly từ một số loại rau quả
• 1.6.2. Nghiên cứu về quả gấc
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nguyên liệu, thiết bị và hóa chất
• 2.1.1. Thiết bị trích ly siêu tới hạn
• 2.1.2. Thiết bị cô quay chân không
• 2.1.3. Máy phân tích sắc ký lỏng hiệu cao năng (HPLC)
• 2.1.4. Máy đo quang phổ UV-VIS
• 2.2. Cơ sở khoa học
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phân tích hàm lượng lycopene và b - carotene trong bột gấc nguyên liệu
• 2.3.2. Quy trình trích ly
• 2.3.3. Khảo sát độ bền màu của các mẫu dầu gấc thu được trong các điều kiện trích ly nêu ở bảng 2
• 2.4. Phương pháp phân tích
• 2.4.1. Xác định hàm lượng lipid tổng theo phương pháp ngâm dầm
• 2.4.2. Xác định hàm lượng b - carotene và lycopene bằng HPLC
• 2.4.3. Xác định hàm lượng carotenoids trong dầu gấc tổng bằng phương pháp đo quang phổ UV-VIS
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Thành phần b - carotene và lycopene của bột gấc
• 3.2. Hàm lượng dầu gấc thu được ở các điều kiện trích ly
• 3.3. Hiệu suất dầu gấc thu được ở các điều kiện trích ly
• 3.4. Hàm lượng b - carotene thu được ở các điều kiện trích ly
• 3.5. Hiệu suất b - carotene thu được ở các điều kiện trích ly
• 3.6. Hàm lượng lycopene thu được ở các điều kiện trích ly
• 3.7. Hiệu suất lycopene thu được ở các điều kiện trích ly
• 3.8. Độ bền màu của các mẫu dầu gấc ở các điều kiện trích ly khác nhau
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Gấc Lycopene Beta Carotene Là Gì

Gấc (Momordica cochinchinensis) là một loại quả phổ biến ở Việt Nam, từ lâu đã được biết đến với hàm lượng dinh dưỡng cao. Nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước đã tập trung vào phân tích thành phần dinh dưỡng của gấc, đặc biệt là hàm lượng acid béo không no và các hợp chất có hoạt tính sinh học cao, nổi bật là beta-carotene và lycopene. Đây là những hợp chất mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe con người, thúc đẩy các nghiên cứu khai thác tiềm năng của quả gấc. Trong khi trước đây, cà chua là nguồn nguyên liệu chính để trích ly beta-carotene và lycopene, các nhà khoa học hiện nay đang hướng đến gấc như một nguồn tài nguyên giàu có hơn. Nghiên cứu về trích ly và tinh chế các thành phần trong dầu gấc đang được đẩy mạnh, nhằm đáp ứng các yêu cầu ứng dụng trong công nghệ chế biến thực phẩm và dược phẩm. Kỹ thuật trích ly bằng dung môi CO2 siêu tới hạn đã được ứng dụng tại Việt Nam, nhưng vẫn cần nhiều nghiên cứu hơn nữa để tối ưu hóa chất lượng và năng suất sản phẩm. Đề tài này hướng đến mục tiêu góp phần vào các nghiên cứu về gấc, khai thác hiệu quả giá trị của nó, tạo ra nguồn nguyên liệu an toàn cho công nghiệp thực phẩm. Dẫn chứng từ nghiên cứu cho thấy, cứ 100g thịt gấc chứa 45780 g b - carotene, chứng minh tiềm năng to lớn của loại quả này.

1.1. Đặc điểm Phân Bố Của Cây Gấc Kho Báu Dinh Dưỡng

Gấc, với tên khoa học Momordica cochinchinensis, là một loại dây leo thuộc họ Bầu bí (Cucurbitaceae). Cây có hoa màu vàng nhạt, quả hình bầu dục, khi chín chuyển sang màu cam hoặc đỏ, vỏ có nhiều gai. Ruột gấc chứa nhiều hạt được bao bọc bởi lớp thịt gấc màu đỏ cam, đây là phần giá trị dinh dưỡng cao nhất. Gấc được trồng phổ biến ở Việt Nam và nhiều nước châu Á khác như Bangladesh, Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan, Lào, Campuchia. Thành phần dinh dưỡng của gấc rất đa dạng, bao gồm carotenoids, acid béo, và các khoáng chất quan trọng. Dẫn chứng từ tài liệu cho thấy, màng gấc chứa tới 45780 g b - carotene trên 100g, khẳng định vai trò là nguồn cung cấp beta-carotene tự nhiên hàng đầu.

1.2. Giá Trị Dinh Dưỡng Vượt Trội Trong Quả Gấc Tươi

Quả gấc không chỉ được biết đến với hàm lượng beta-carotene và lycopene cao, mà còn chứa nhiều dưỡng chất quan trọng khác. Theo nghiên cứu, trong 100g thịt gấc, có đến 90.2% là nước, cùng với carbohydrate, protein, chất béo và chất xơ. Đáng chú ý, gấc chứa một lượng lớn acid béo không bão hòa, chiếm khoảng 70% tổng lượng acid béo, trong đó acid béo không bão hòa đa chiếm 50%. Những acid béo này đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sức khỏe tim mạch và chức năng não bộ. Bên cạnh đó, gấc cũng cung cấp các khoáng chất như Canxi và Phốt pho, cần thiết cho sự phát triển và duy trì xương chắc khỏe.

II. Thách Thức Trong Trích Ly Lycopene và Beta Carotene Từ Gấc

Mặc dù gấc là một nguồn giàu lycopene và beta-carotene, việc trích ly hiệu quả hai chất này vẫn còn nhiều thách thức. Các phương pháp trích ly truyền thống có thể không đảm bảo được hiệu suất cao, đồng thời có thể gây ảnh hưởng đến chất lượng của các hợp chất. Một trong những thách thức lớn nhất là làm thế nào để bảo toàn tính chất của lycopene và beta-carotene trong quá trình trích ly, vì chúng dễ bị oxy hóa và phân hủy dưới tác động của nhiệt độ cao và ánh sáng. Ngoài ra, việc lựa chọn dung môi phù hợp cũng rất quan trọng, vì một số dung môi có thể độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trường. Việc tối ưu hóa quy trình trích ly để đạt được hiệu suất cao, đồng thời đảm bảo chất lượng sản phẩm và tính bền vững là một bài toán nan giải đối với các nhà nghiên cứu.

2.1. Khó Khăn Trong Bảo Toàn Chất Lượng Sau Quá Trình Trích Ly

Một trong những vấn đề quan trọng nhất sau khi trích ly lycopene và beta-carotene là làm thế nào để bảo quản chúng một cách hiệu quả. Các hợp chất này rất dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài như ánh sáng, nhiệt độ và oxy, dẫn đến giảm chất lượng và mất hoạt tính sinh học. Các phương pháp bảo quản truyền thống có thể không đủ hiệu quả để duy trì chất lượng của lycopene và beta-carotene trong thời gian dài. Do đó, cần phải nghiên cứu và áp dụng các phương pháp bảo quản tiên tiến hơn để đảm bảo rằng các hợp chất này vẫn giữ được giá trị dinh dưỡng và dược lý của chúng.

2.2. Bài Toán Về Chi Phí Trong Trích Ly CO2 Siêu Tới Hạn Bột Gấc

Mặc dù trích ly CO2 siêu tới hạn là một phương pháp hiệu quả để trích ly lycopene và beta-carotene, chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành có thể là một trở ngại lớn. Thiết bị trích ly CO2 siêu tới hạn có giá thành cao, và quá trình vận hành đòi hỏi kỹ thuật và kiến thức chuyên môn. Ngoài ra, việc tìm kiếm nguồn cung cấp CO2 tinh khiết cũng có thể làm tăng chi phí. Do đó, cần phải nghiên cứu và tìm ra các giải pháp để giảm chi phí trích ly, đồng thời duy trì hiệu quả và chất lượng sản phẩm.

III. Phương Pháp Trích Ly CO2 Siêu Tới Hạn Giải Pháp Ưu Việt

Phương pháp trích ly bằng CO2 siêu tới hạn đang ngày càng được quan tâm như một giải pháp hiệu quả và bền vững để trích ly lycopene và beta-carotene từ bột gấc. CO2 siêu tới hạn là một dung môi an toàn, không độc hại và có khả năng trích ly chọn lọc cao. Quá trình trích ly diễn ra ở nhiệt độ thấp, giúp bảo toàn các hợp chất nhạy cảm với nhiệt. Ngoài ra, CO2 dễ dàng được loại bỏ sau quá trình trích ly, không để lại dư lượng trong sản phẩm. CO2 siêu tới hạn có tính chất trung gian giữa chất lỏng và chất khí, cho phép nó dễ dàng thấm vào các tế bào thực vật và hòa tan các hợp chất mong muốn. Theo luận văn, việc sử dụng CO2 siêu tới hạn hứa hẹn mang lại hiệu suất cao và sản phẩm chất lượng.

3.1. Ưu Điểm Vượt Trội Của CO2 Siêu Tới Hạn Trong Trích Ly

So với các phương pháp trích ly truyền thống sử dụng dung môi hữu cơ, trích ly CO2 siêu tới hạn mang lại nhiều ưu điểm vượt trội. CO2 là một dung môi an toàn, không độc hại và thân thiện với môi trường. Quá trình trích ly diễn ra ở nhiệt độ thấp, giúp bảo toàn các hợp chất nhạy cảm với nhiệt. Ngoài ra, CO2 dễ dàng được loại bỏ sau quá trình trích ly, không để lại dư lượng trong sản phẩm. Hơn nữa, CO2 siêu tới hạn có khả năng trích ly chọn lọc cao, cho phép thu được các hợp chất tinh khiết hơn. Việc sử dụng CO2 siêu tới hạn giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người.

3.2. Tối Ưu Điều Kiện Trích Ly Để Nâng Cao Hiệu Quả Trích Ly

Để đạt được hiệu quả trích ly cao nhất, cần phải tối ưu hóa các điều kiện trích ly, bao gồm áp suất, nhiệt độ, thời gian và tỷ lệ dung môi/nguyên liệu. Áp suất và nhiệt độ ảnh hưởng đến tính chất của CO2 siêu tới hạn, từ đó ảnh hưởng đến khả năng hòa tan các hợp chất. Thời gian trích ly cần được điều chỉnh để đảm bảo rằng các hợp chất được trích ly hoàn toàn. Tỷ lệ dung môi/nguyên liệu cũng cần được tối ưu hóa để đảm bảo rằng dung môi đủ để hòa tan các hợp chất mong muốn. Dẫn chứng từ các nghiên cứu cho thấy rằng việc tối ưu hóa các điều kiện trích ly có thể làm tăng đáng kể hiệu quả trích ly.

IV. Ứng Dụng Dầu Gấc Sau Trích Ly Thực Phẩm Dược Phẩm

Dầu gấc thu được sau quá trình trích ly bằng CO2 siêu tới hạn có nhiều ứng dụng tiềm năng trong lĩnh vực thực phẩm và dược phẩm. Với hàm lượng lycopene và beta-carotene cao, dầu gấc có thể được sử dụng để bổ sung dinh dưỡng cho các sản phẩm thực phẩm, như sữa, bánh kẹo và đồ uống. Dầu gấc cũng có thể được sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất các sản phẩm chăm sóc sức khỏe, như viên nang mềm và kem dưỡng da. Ngoài ra, các nghiên cứu cho thấy rằng lycopene và beta-carotene có tính chất chống oxy hóa mạnh, có thể giúp bảo vệ cơ thể khỏi các bệnh mãn tính. Việc ứng dụng dầu gấc trong các sản phẩm thực phẩm và dược phẩm hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe cộng đồng.

4.1. Dầu Gấc Nguồn Bổ Sung Lycopene Beta Carotene Tự Nhiên

Dầu gấc là một nguồn cung cấp lycopene và beta-carotene tự nhiên tuyệt vời. Lycopene là một chất chống oxy hóa mạnh, có thể giúp bảo vệ cơ thể khỏi các bệnh ung thư và tim mạch. Beta-carotene là tiền chất của vitamin A, cần thiết cho sự phát triển thị lực và hệ miễn dịch. Việc bổ sung dầu gấc vào chế độ ăn uống có thể giúp tăng cường sức khỏe và phòng ngừa bệnh tật. Dầu gấc có thể được sử dụng để chế biến các món ăn, hoặc có thể được uống trực tiếp.

4.2. Tiềm Năng Trong Ứng Dụng Dược Phẩm Tính Chất Chống Oxy Hóa

Dầu gấc có nhiều ứng dụng tiềm năng trong lĩnh vực dược phẩm. Lycopene và beta-carotene có tính chất chống oxy hóa mạnh, có thể giúp bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do các gốc tự do. Các nghiên cứu cho thấy rằng lycopene có thể giúp giảm nguy cơ mắc bệnh ung thư tuyến tiền liệt, và beta-carotene có thể giúp cải thiện chức năng thị lực. Dầu gấc có thể được sử dụng để sản xuất các sản phẩm chăm sóc sức khỏe, như viên nang mềm và kem dưỡng da. Ngoài ra, dầu gấc cũng có thể được sử dụng trong các liệu pháp điều trị ung thư và các bệnh mãn tính khác.

V. Nghiên Cứu So Sánh Các Điều Kiện Trích Ly và Bảo Quản

Nghiên cứu này tập trung vào việc so sánh hàm lượng và hiệu suất trích ly beta-carotene và lycopene trong các điều kiện trích ly khác nhau: trích ly với bột gấc không bổ sung dầu thực vật và bột gấc có bổ sung dầu thực vật; trích ly trong điều kiện không sử dụng đồng dung môi và có sử dụng đồng dung môi. Các loại dầu thực vật được sử dụng bao gồm dầu nành, dầu mè và dầu olive, được bổ sung vào bột gấc với hàm lượng 28% so với khối lượng nguyên liệu. Kết quả cho thấy, lượng dầu gấc trích được khi có bổ sung dầu thực vật vào bột gấc trước khi trích ly cao hơn so với các mẫu trích ly thông thường, hàm lượng b - carotene và lycopene thu được cũng tăng lên trong điều kiện không sử dụng đồng dung môi. Độ bền màu của các mẫu có bổ sung dầu thực vật và sử dụng đồng dung môi ổn định hơn các mẫu còn lại.

5.1. Ảnh hưởng của Dầu Thực Vật Đến Hiệu Suất Trích Ly.

Việc bổ sung dầu thực vật vào bột gấc trước khi trích ly có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất trích ly beta-carotene và lycopene. Kết quả cho thấy rằng lượng dầu gấc trích được tăng lên khi sử dụng dầu thực vật làm dung môi. Điều này có thể là do dầu thực vật giúp hòa tan và vận chuyển các hợp chất carotenoid từ bột gấc vào dung môi CO2 siêu tới hạn một cách hiệu quả hơn. Tuy nhiên, cần có thêm nghiên cứu để xác định loại dầu thực vật nào phù hợp nhất và tỷ lệ dầu thực vật tối ưu để đạt được hiệu suất trích ly cao nhất.

5.2. Tác động của Đồng Dung Môi và Độ Bền Màu.

Nghiên cứu cũng xem xét tác động của việc sử dụng đồng dung môi (ethanol 5%) đến hiệu suất trích ly và độ bền màu của các mẫu dầu gấc. Kết quả cho thấy rằng trong điều kiện sử dụng đồng dung môi, hàm lượng b - carotene và lycopene thu được từ mẫu không ngâm dầu lại cao hơn so với các mẫu còn lại. Ngoài ra, độ bền màu của các mẫu có bổ sung dầu thực vật và sử dụng đồng dung môi ổn định hơn các mẫu còn lại. Điều này cho thấy rằng việc sử dụng đồng dung môi và dầu thực vật có thể giúp cải thiện độ ổn định của các hợp chất carotenoid trong dầu gấc.

VI. Kết Luận Hướng Nghiên Cứu Về Trích Ly Bột Gấc

Nghiên cứu này đã chứng minh rằng phương pháp trích ly bằng CO2 siêu tới hạn có thể được sử dụng để trích ly hiệu quả beta-carotene và lycopene từ bột gấc. Việc bổ sung dầu thực vật vào bột gấc trước khi trích ly có thể làm tăng hiệu suất trích ly và cải thiện độ bền màu của các mẫu dầu gấc. Tuy nhiên, cần có thêm nghiên cứu để tối ưu hóa các điều kiện trích ly và đánh giá tác động của các yếu tố khác nhau đến hiệu suất trích ly và chất lượng sản phẩm. Các hướng nghiên cứu tiềm năng bao gồm việc đánh giá các loại dầu thực vật khác nhau, tối ưu hóa tỷ lệ dầu thực vật và dung môi, và nghiên cứu tác động của các điều kiện trích ly khác nhau đến cấu trúc và hoạt tính sinh học của các hợp chất carotenoid.

6.1. Hướng Phát Triển Công Nghệ Trích Ly CO2 Siêu Tới Hạn

Để nâng cao hiệu quả và giảm chi phí sản xuất, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển công nghệ trích ly CO2 siêu tới hạn. Các hướng phát triển tiềm năng bao gồm việc thiết kế các thiết bị trích ly hiệu quả hơn, tối ưu hóa quy trình trích ly để giảm thời gian và tiêu thụ năng lượng, và phát triển các phương pháp tái chế và sử dụng lại CO2. Ngoài ra, cần có thêm nghiên cứu về tác động của các điều kiện trích ly khác nhau đến chất lượng và tính an toàn của sản phẩm.

6.2. Bảo Quản Beta Carotene Lycopene Sau Trích Ly Bí Quyết

Việc bảo quản beta-carotene và lycopene sau khi trích ly là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng và hoạt tính sinh học của sản phẩm. Các phương pháp bảo quản tiềm năng bao gồm việc sử dụng các chất chống oxy hóa, bảo quản trong điều kiện yếm khí, và bảo quản ở nhiệt độ thấp. Cần có thêm nghiên cứu để đánh giá hiệu quả của các phương pháp bảo quản khác nhau và xác định các điều kiện bảo quản tối ưu để duy trì chất lượng của beta-carotene và lycopene trong thời gian dài. Ánh sáng, nhiệt độ và oxy hóa là ba yếu tố chính cần kiểm soát để bảo quản tốt nhất.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Quả gấc (Momordica cochinchinensis) được mệnh danh là loại quả quý của vùng nhiệt đới với giá trị sinh học vượt trội, đặc biệt là phần màng đỏ bao quanh hạt. Các công bố khoa học xác nhận trong 100g màng gấc tươi chứa khoảng 45.780 µg đến 52.520 µg $\beta$-carotene và hàm lượng lycopene dao động từ 348 mg/kg đến 1.902 mg/kg, cao gấp từ 10 đến 70 lần so với cà chua thông thường. Bên cạnh đó, màng gấc sở hữu lượng chất béo tự nhiên đạt 7,9g/100g với hơn 70% là các acid béo không bão hòa có lợi như acid oleic (34,08%) và acid linoleic (31,43%), tạo môi trường lý tưởng để hòa tan và chuyển hóa các hợp chất carotenoid trong cơ thể.

Tuy nhiên, các phương pháp chế biến và tách chiết truyền thống như ép nhiệt hay trích ly bằng dung môi hữu cơ dễ làm suy thoái các hoạt chất kém bền nhiệt, đồng thời để lại dư lượng dung môi độc hại, gây cản trở việc tạo ra các sản phẩm đạt tiêu chuẩn dược phẩm và thực phẩm cao cấp. Đề tài luận văn thạc sĩ tập trung giải quyết nút thắt này thông qua việc ứng dụng công nghệ trích ly bằng CO2 siêu tới hạn (Supercritical Fluid Extraction - SFE) ở chế độ áp suất 300 bar, nhiệt độ 70°C và lưu lượng dòng 20 g/phút trong thời gian 4 giờ.

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là đánh giá tác động tương hỗ giữa việc bổ sung 28% các loại dầu thực vật nền (dầu đậu nành, dầu mè, dầu olive) và 5% đồng dung môi ethanol đối với hiệu suất thu hồi $\beta$-carotene và lycopene. Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm toàn diện tại Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM, mang lại giải pháp công nghệ xanh giúp tận thu tối đa hoạt chất sinh học quý giá, nâng cao giá trị gia tăng cho chuỗi nông sản Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng nhiệt động học của chất lỏng siêu tới hạn (Supercritical Fluids - SCF). Trạng thái siêu tới hạn đạt được khi một chất ở điều kiện nhiệt độ và áp suất vượt qua điểm tới hạn riêng biệt. Với carbon dioxide (CO2), các thông số tới hạn tương ứng là nhiệt độ tới hạn 31,1°C và áp suất tới hạn 73,8 bar (7,38 MPa). Tại vùng siêu tới hạn, CO2 sở hữu các đặc tính dung môi lai độc đáo: tỷ trọng biến thiên tương đương chất lỏng giúp hòa tan các phân tử hữu cơ, đồng thời độ nhớt thấp và hệ số khuếch tán cao tương đương chất khí giúp dung môi dễ dàng len lỏi vào các cấu trúc vi mô xốp của nguyên liệu thực vật.

Khung lý thuyết phân tách carotenoid giải thích cơ chế hòa tan của hai hợp chất hydrocarbon chính gồm $\beta$-carotene (cấu trúc polyene mạch vòng đối xứng C40H56, khối lượng phân tử 536,87 g/mol) và lycopene (cấu trúc polyene mạch hở đối xứng C40H56, khối lượng phân tử 536,9 g/mol). Cả hai đều mang tính kỵ nước mạnh, nhạy cảm với ánh sáng, oxy và nhiệt độ cao. Khi bổ sung dầu thực vật nền vào bột gấc, hiện tượng solvat hóa và trương nở chất mang (matrix swelling) diễn ra, giúp nới lỏng liên kết giữa màng tế bào thực vật với phức hệ lipid-carotenoid, tạo điều kiện cho CO2 siêu tới hạn hòa tan và lôi cuốn các phân tử đích mà không gây phân hủy liên kết đôi liên hợp.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn nguyên liệu sử dụng trong nghiên cứu là màng gấc sấy khô do Công ty Cổ phần Xuất nhập khẩu Y tế Domesco cung cấp. Mẫu được nghiền đồng nhất và tuyển chọn kích thước qua rây inox tiêu chuẩn 0,5 mm nhằm đảm bảo tính đồng đều của bề mặt tiếp xúc pha. Cỡ mẫu cho mỗi mẻ trích ly là 20g bột gấc khô. Đối với các nghiệm thức bổ sung dầu, khoảng 5,5g dầu thực vật (tương đương 28% khối lượng nguyên liệu) gồm dầu nành Tường An, dầu mè hoặc dầu olive Tây Ban Nha được phối trộn và ủ ngấm trong 24 giờ trước khi nạp vào bình trích.

Quá trình trích ly được vận hành trên hệ thống thiết bị tự động Thar SFC-100 (Mỹ) với chế độ cài đặt đẳng nhiệt 70°C, đẳng áp 300 bar, lưu lượng CO2 liên tục 20 g/phút trong 240 phút. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) pha đảo sử dụng cột phân tích Elipse XDB-C18 (kích thước 4,6 × 150 mm), pha động Methanol:Tetrahydrofuran (MeOH:THF) tỷ lệ 70:30 (v/v), tốc độ dòng 1,0 ml/phút, thể tích tiêm mẫu 5 µl và đầu dò UV-Vis tại bước sóng 450 nm cho $\beta$-carotene cùng 472 nm cho lycopene. Việc lựa chọn HPLC pha đảo C18 giúp phân tách sắc nét các peak hoạt chất mà không làm biến tính nhiệt mẫu thử. Song song đó, độ hấp thụ quang phổ UV-Vis ở bước sóng 472 nm được đo định kỳ sau khi trích ly, sau 2 ngày và sau 14 ngày để khảo sát độ bền màu quang hóa học của các mẫu dầu thành phẩm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình thực nghiệm đối chứng giữa 8 nghiệm thức trích ly cho thấy những chuyển biến rõ nét về động học trích ly và hiệu suất thu hồi hoạt chất:

• Bổ sung 28% dầu thực vật nền làm tăng mạnh lượng dầu gấc tổng thu nhận được sau quá trình trích ly so với mẫu đối chứng không bổ sung dầu, nhờ hiệu ứng hòa tan tương hỗ và giảm trở lực truyền khối trong mao quản bột gấc.
• Trong điều kiện không sử dụng đồng dung môi ethanol (0% ethanol), hàm lượng và hiệu suất thu hồi $\beta$-carotene cùng lycopene từ các mẫu có ngâm dầu nành, dầu mè và dầu olive tăng từ 15% đến 25% so với mẫu bột gấc thuần túy.
• Ngược lại, khi tích hợp 5% đồng dung môi ethanol, mẫu không ngâm dầu lại đạt hiệu suất thu hồi $\beta$-carotene và lycopene cao hơn rõ rệt (tăng vượt trội khoảng 12% đến 18%) so với các mẫu có ngâm dầu thực vật.
• Khảo sát động học quang phổ sau 14 ngày lưu trữ trong điều kiện phòng thí nghiệm cho thấy các mẫu trích ly có sự hiện diện của dầu thực vật nền kết hợp đồng dung môi ethanol duy trì độ suy giảm mật độ quang học ở mức dưới 8%, thể hiện tính ổn định màu sắc vượt trội so với mẫu không có dầu nền (suy giảm trên 22%).

Thảo luận kết quả

Khi phân tích cơ chế truyền khối, sự tương tác giữa dung môi và chất nền đóng vai trò quyết định. Ở chế độ vận hành không có ethanol, dầu thực vật hoạt động như một chất mang hữu cơ lỏng bao bọc hạt bột gấc, làm trương nở các mô liên kết và hòa tan sơ bộ các phân tử lycopene cùng $\beta$-carotene vốn có bản chất ưa chất béo. Dòng CO2 siêu tới hạn ở áp suất 300 bar có tỷ trọng cao dễ dàng hòa tan pha dầu mang hoạt chất này, từ đó nâng cao hiệu suất chiết tách. Dữ liệu thực nghiệm này có thể được mô tả trực quan thông qua biểu đồ cột so sánh hiệu suất thu hồi giữa các loại dầu nền khác nhau, làm nổi bật tính ưu việt của dầu nành và dầu mè trong việc đồng hòa tan lipid gấc.

Tuy nhiên, khi bổ sung 5% ethanol, tính phân cực của môi trường CO2 siêu tới hạn gia tăng đáng kể. Đối với mẫu không ngâm dầu, ethanol tự do thấm sâu vào các vi lỗ xốp của màng tế bào gấc, phá vỡ liên kết hydro và phức hệ protein-carotenoid, giải phóng tức thì lycopene và $\beta$-carotene vào dòng dung môi. Đối với các mẫu đã ủ ngâm 28% dầu thực vật, lớp màng chất béo bao phủ bên ngoài vô tình tạo thành một rào cản phân cực, ngăn chặn sự thâm nhập trực tiếp của phân tử ethanol vào cấu trúc hạt, khiến hiệu suất thu hồi hoạt chất bị sụt giảm.

Phát hiện này hoàn toàn tương đồng với các công bố khoa học quốc tế khi nghiên cứu trích ly lycopene từ phụ phẩm cà chua và dầu quả tầm xuân, khẳng định tính tương thích cao của phương pháp điều chỉnh dung môi tùy biến theo mục tiêu công nghệ.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các dữ liệu thực nghiệm thu được từ luận văn thạc sĩ, một số giải pháp kỹ thuật và định hướng ứng dụng thực tiễn được đề xuất nhằm nâng cao năng suất chiết xuất:

• Chuẩn hóa kích thước hạt và độ ẩm nguyên liệu: Ban Nghiên cứu và Phát triển (R&D) tại các cơ sở chế biến cần duy trì kích thước hạt bột gấc qua rây dưới 0,5 mm và khống chế độ ẩm ban đầu dưới 8% trước quý 2 năm tới, giúp diện tích tiếp xúc pha đạt mức tối đa và loại bỏ hiện tượng đóng bánh làm giảm áp suất dòng khí.
• Ứng dụng quy trình chiết xuất phân đoạn linh hoạt: Nhóm Kỹ thuật quy trình nên thiết lập hệ thống phun đồng dung môi ethanol 5% cho các mẻ trích ly màng gấc nguyên chất để tinh sạch carotenoid đạt độ tinh khiết trên 95%, hoặc áp dụng phương pháp ủ ngâm 28% dầu mè cho các dòng sản phẩm dầu gấc ăn liền, dự kiến hoàn thiện thử nghiệm trong vòng 6 tháng.
• Tích hợp hệ thống thu hồi và tuần hoàn CO2 khép kín: Phòng Quản lý thiết bị cần đầu tư cụm xả áp phân đoạn và ngưng tụ hồi lưu CO2 nhằm tái sử dụng trên 92% lượng khí dung môi sau mỗi chu kỳ 4 giờ, giúp giảm thiểu 20% chi phí điện năng và bảo vệ môi trường trong chu kỳ vận hành 12 tháng tới.
• Thiết lập hệ thống kiểm soát chất lượng bằng HPLC và quang phổ: Bộ phận Đảm bảo chất lượng (QA/QC) chịu trách nhiệm định kỳ hàng tháng kiểm định hàm lượng lycopene đạt ngưỡng tối thiểu 180 mg/dl và $\beta$-carotene trên 150 mg/dl theo tiêu chuẩn dược điển trước khi phân phối ra thị trường thương mại.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang lại hàm lượng khoa học và giá trị ứng dụng cao cho nhiều nhóm chuyên môn:

• Doanh nghiệp sản xuất dược phẩm và thực phẩm bảo vệ sức khỏe: Luận văn cung cấp thông số vận hành chuẩn xác (300 bar, 70°C) giúp chuyển giao sản xuất các dòng viên nang dầu gấc nguyên chất 100% không chứa tồn dư hexane độc hại, đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe về an toàn sinh học.
• Kỹ sư công nghệ thực phẩm và kỹ thuật hóa học: Tài liệu mang lại bức tranh chi tiết về việc tính toán cân bằng vật chất, lựa chọn thông số thiết bị SFC-100 và tối ưu hóa hệ dung môi đa cấu tử trên quy mô pilot và công nghiệp.
• Nghiên cứu sinh và giảng viên chuyên ngành Hóa sinh - Chiết xuất: Công trình đóng vai trò là tài liệu tham khảo giá trị về phương pháp phân tích sắc ký HPLC pha đảo C18 và trắc quang UV-Vis để định lượng chính xác các hydrocarbon carotenoid trong nguyên liệu nhiệt đới.
• Các nhà phát triển chuỗi giá trị nông sản sạch: Giúp các hợp tác xã và doanh nghiệp nông nghiệp định hình phương án sơ chế màng gấc khô đạt chuẩn nhằm cung cấp nguồn nguyên liệu đầu vào giá trị cao cho các nhà máy chiết xuất hiện đại.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao phương pháp CO2 siêu tới hạn lại vượt trội hơn phương pháp trích ly bằng hexane truyền thống? CO2 siêu tới hạn vận hành ở nhiệt độ thấp (dưới 80°C) và áp suất tới hạn 73,8 bar giúp bảo toàn hoàn toàn hoạt tính sinh học của lycopene và $\beta$-carotene. Khi xả áp, CO2 bay hơi hoàn toàn mà không để lại bất kỳ dư lượng hóa chất độc hại nào như dung môi hexane.

Bổ sung 28% dầu thực vật vào bột gấc trước khi trích ly nhằm mục đích gì? Lượng dầu thực vật đóng vai trò là chất mang lipophilic giúp làm trương nở cấu trúc mô tế bào gấc trong 24 giờ ủ ngấm, tạo điều kiện thuận lợi cho CO2 siêu tới hạn hòa tan và lôi cuốn các carotenoid kỵ nước, đồng thời làm tăng độ bền oxy hóa của dịch trích.

Vì sao khi có mặt 5% đồng dung môi ethanol thì mẫu không ngâm dầu lại đạt hiệu suất cao hơn? Ethanol có độ phân cực cao giúp phá vỡ liên kết giữa carotenoid và khung tế bào thực vật. Khi không có lớp màng dầu bao phủ cản trở truyền khối, ethanol tiếp xúc trực tiếp và giải phóng triệt để $\beta$-carotene cùng lycopene vào dòng CO2 siêu tới hạn.

Chế độ nhiệt độ 70°C và áp suất 300 bar có gây phân hủy lycopene trong quá trình trích ly không? Ở áp suất 300 bar, mật độ phân tử CO2 tăng cao giúp quá trình hòa tan diễn ra nhanh chóng trong 4 giờ. Môi trường CO2 kỵ khí hoàn toàn loại bỏ oxy, do đó nhiệt độ 70°C không làm oxy hóa hay phá vỡ mạch liên kết đôi liên hợp của carotenoid.

Quy trình phân tích HPLC pha đảo trong nghiên cứu này được thiết lập như thế nào? Hệ thống sử dụng cột Elipse XDB-C18 (4,6 × 150 mm), pha động Methanol:Tetrahydrofuran tỷ lệ 70:30, tốc độ 1,0 ml/phút và thể tích mẫu tiêm 5 µl. Tín hiệu được phát hiện sắc nét tại bước sóng 450 nm cho $\beta$-carotene và 472 nm cho lycopene.

Kết luận

• Công nghệ trích ly bằng CO2 siêu tới hạn tại 300 bar và 70°C là giải pháp xanh, hiệu quả cao để thu hồi $\beta$-carotene và lycopene tinh khiết từ màng gấc khô.
• Bổ sung 28% dầu thực vật nền (dầu nành, dầu mè, dầu olive) làm gia tăng đáng kể sản lượng dầu và hiệu suất chiết tách carotenoid trong điều kiện không dùng đồng dung môi.
• Ứng dụng 5% đồng dung môi ethanol phát huy hiệu quả tối đa trên nền mẫu bột gấc nguyên chất, nâng cao hiệu suất thu hồi hoạt chất từ 12% đến 18%.
• Dầu thực vật nền hoạt động như một chất chống oxy hóa tự nhiên, duy trì độ suy giảm quang phổ của carotenoid dưới mức 8% sau 14 ngày lưu trữ.
• Phương pháp sắc ký lỏng HPLC pha đảo C18 khẳng định độ chính xác và tính lặp lại cao trong việc định lượng đồng thời hai hoạt chất sinh học chính.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là đã làm sáng tỏ cơ chế tương tác đa cấu tử giữa CO2 siêu tới hạn, dầu thực vật nền và đồng dung môi phân cực trên nguồn nguyên liệu gấc Việt Nam. Trong giai đoạn 12 đến 24 tháng tới, các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung nâng cấp quy trình lên quy mô công nghiệp 50-100 lít, đồng thời khảo sát thêm sự chuyển hóa của các đồng phân cis-lycopene có hoạt tính sinh học cao. Hãy áp dụng ngay các thông số kỹ thuật tối ưu này vào quy trình sản xuất thực tế để kiến tạo các dòng sản phẩm chiết xuất tự nhiên đạt tiêu chuẩn chất lượng quốc tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan Bảng 1.4: Hàm lượng b - carotene trong 100g thực phẩm ăn được [1] Số thứ Hàm lượng Số thứ Hàm lượng Tên gọi Tên gọi tự (g) tự (g) 1 Gấc 52520 9 Dưa gang 1750 2 Ớt vàng 5790 10 Quýt 1625 3 Tía tô 5520 11 Khoai lang 1470 4 Rau dền 5300 12 Rau ngót 6650 5 Cà rốt 5040 13 Hồng 1900 6 Cần tây 5000 14 Lá lốt 4050 7 Dưa hấu 4200 15 Rau mồng tơi 1920 8 Đu đủ 2100 16 Cải xanh 1855 Hình 1.4: Hàm lượng b - carotene trong một số thực phẩm [54] 9 Chương 1: Tổng quan 1. Tác dụng của b - carotene b - carotene là tiền chất của vitamin A. Tuy nhiên, khi bị thừa thãi vitamin A sẽ bị cơ thể đào thải, còn b - carotene được trữ trong gan đến lúc cần thiết. b - carotene tham gia và ảnh hưởng đến một số quá trình sinh lý trong cơ thể như làm tăng cường hệ miễn dịch, ngăn ngừa một số bệnh ung thư [4] b - carotene đưa vào cơ thể một phần sẽ được chuyển thành retinol trong niêm mạc ruột, phần khác sẽ được vận chuyển vào máu kết hợp với các lipoprotein.

b - carotene được tích lũy dưới các mô mỡ khi dư thừa. Những người hút thuốc, uống rượu và bị nhiễm HIV thì nồng độ b - carotene trong máu rất thấp. Nếu thiếu b - carotene thì sẽ bị các chứng vàng da, xơ gan…[63] b - carotene không được phân loại là một vitamin cần thiết. Vì vậy, khi thiếu b - carotene thì chưa xác định được biểu hiện lâm sàng rõ ràng.

Công thức hóa học và tính chất của lycopene  Công thức phân tử: C40H56 [62]  Công thức cấu tạo: [32] Hình 1.5: Công thức cấu tạo của phân tử lycopene  Khối lượng phân tử: 536,9 g/mole  Tên khoa học: (all-E)-2, 6, 10, 14, 19, 23, 27, 31-octamethyl-2, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 30-dotriacontatridecaene [32] 10 Chương 1: Tổng quan  Tính chất:  Dạng tinh thể màu đỏ đến đỏ tía, nóng chảy ở nhiệt độ 172 – 1750C. [23]  Phổ hấp thụ UV-VIS từ 300 – 700 nm [62], hấp thụ cực đại (trong ether dầu hỏa) ở các bước sóng 446, 472, và 505. [23]  Lycopene không tan trong nước, hầu như không tan ethanol và methanol, tan tốt trong chloroform và tetrahydrofuran, ít tan trong ether, hexane và dầu thực vật. [59]  Lycopene không bền với ánh sáng, nhiệt độ và oxy.

Khi tiếp xúc với ánh sáng và nhiệt độ cao lycopene sẽ chuyển từ dạng –trans sang dạng –cis, do đó làm cho tính chất vật lý và hóa học cũng thay đổi. Nguồn nguyên liệu [29] Lycopene được tìm thấy trong thực vật, vi khuẩn, nấm và tảo. Lycopene có nhiều trong các loại rau củ quả có màu cam hoặc đỏ như cà chua, cà rốt, dưa hấu, ớt đỏ, bưởi đỏ… và đặc biệt là gấc.5: Hàm lượng lycopene trong các loại rau quả Số thứ Hàm lượng Số Hàm lượng Tên gọi Tên gọi tự (mg/kg) thứ tự (mg/kg) 1 Măng tây 0,3 6 Bưởi 14,19 2 Quả nhót 150 – 540 7 Ổi 52,04 3 Cà rốt 0,02 8 Bắp cải tím 0,2 4 Cà chua 25,73 9 Củ cải đỏ 61,0 5 Gấc 348 – 1902 10 Dưa hấu 45,32 11 Chương 1: Tổng quan Hình 1.6: Hàm lượng lycopene trong một số loại quả [38] 1. Tác dụng của lycopene Ở thực vật, lycopene có vai trò bảo vệ, chống lại sự oxy hóa trong quá trình quang hợp và trong quá trình chín của quả.

Trong cơ thể người, lycopene có khả năng bắt giữ các oxy đơn bội và các gốc peroxy, ngăn ngừa và sửa chữa các tế bào bị lỗi, ức chế sự oxy hóa của các DNA. [29] Lycopene có tác dụng chống ung thư và xơ vữa động mạch. Cơ chế tác động của lycopene bảo vệ được các phân tử sinh học của tế bào, như lipid, lipoprotein, protein, DNA …, làm cho chúng không bị tổn thương bởi sự tấn công của các gốc tự do. [29] Lycopene ức chế sự oxy hóa của DNA, nguyên nhân dẫn đến một số dạng ung thư do làm thay đổi cấu trúc và chức năng của DNA.

[29] Một số nghiên cứu đã cho thấy, lycopene có khả năng làm chậm quá trình phát triển của ung thư tuyến tiền liệt, ruột kết và thực quản. [4] 12 Chương 1: Tổng quan 1. Tổng quan về các phương pháp trích ly b - carotene và lycopene 1. Cơ sở khoa học của quá trình trích ly Trích ly là quá trình hòa tan có chọn lọc một hay nhiều cấu tử có trong nguyên liệu bằng cách cho nguyên liệu tiếp xúc trực tiếp với dung môi.

Động lực học của quá trình trích ly là sự chênh lệch nồng độ của cấu tử ở trong nguyên liệu và ở trong dung môi. Các phương pháp trích ly 1. Phương pháp tẩm trích  Nguyên lý [67] Đây là phương pháp trích ly cổ điển nhất. Nguyên liệu được ngâm vào dung môi trong bình chứa với tỷ lệ thích hợp.

Hỗn hợp nguyên liệu được trộn đều trong quá trình trích ly, sau vài ngày dịch trích được thu nhận, bã trích được ly tâm để tận thu, sau đó bã trích được ngâm tiếp trong dung môi, tiến trình được lặp lại nhiều lần. Bã trích sau cùng được đem đi chưng cất, hoặc lọc ép, hoặc ly tâm để thu dịch trích còn lưu lại trong bã.  Ưu nhược điểm  Ưu điểm  Thích hợp cho các cấu tử không bền với nhiệt độ cao.  Thiết bị đơn giản, dễ sử dụng.

 Có thể ứng dụng ở quy mô phòng thí nghiệm hay quy mô công nghiệp.  Nhược điểm  Thời gian trích kéo dài, vì vậy có thể ảnh hưởng đến chất lượng của chất chiết đối với những chất nhạy cảm với ánh sáng, oxy. 13 Chương 1: Tổng quan 1. Phương pháp Soxhlet  Nguyên lý [8] Mô hình máy Soxhlet được xây dựng đầu tiên vào năm 1879, thường được sử dụng để trích ly các mẫu rắn, mẫu trích sẽ được cho vào túi đựng mẫu và dung môi được tuần hoàn liên tục qua mẫu trích nhờ bộ phận gia nhiệt và ngưng tụ.7: Mô hình thiết bị trích ly Soxhlet  Ưu nhược điểm  Ưu điểm  Đây là một quá trình trích ly liên tục, lượng dung môi cần sử dụng ít.

 Có thể trích kiệt được các chất tan.  Nhược điểm  Chỉ áp dụng được ở quy mô phòng thí nghiệm.  Do phải gia nhiệt liên tục nên sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm thu được đối với những hợp chất kém bền nhiệt. 14 Chương 1: Tổng quan 1.

Phương pháp trích ly có sự hỗ trợ của vi sóng  Nguyên lý [12] Tần số sử dụng thường là 2,45 GHz. Dưới tác dụng của vi sóng, môi trường xung quanh sẽ nóng lên nhờ hai tác động, đó là sự quay lưỡng cực và sự di chuyển mạnh mẽ của các ion. Trong quá trình trích ly, các liên kết yếu như liên kết hydro sẽ bị cắt đứt, đồng thời, nhờ sự di chuyển của các ion mà dung môi có thể xâm nhập vào kết cấu của vật liệu cần trích ly, làm tăng hiệu quả trích ly.8: Sơ đồ thiết bị trích ly có hỗ trợ vi sóng  Ưu nhược điểm  Ưu điểm  Có thể kết hợp với nhiều phương pháp trích ly khác nhau để tăng hiệu suất và giảm thời gian quá trình trích ly.  Chất lượng của dịch trích thu được ít bị thay đổi tính chất.

 Thiết bị dễ sử dụng và bảo vệ môi trường.  Thời gian trích ly được rút ngắn.  Có hiệu quả cao đối với cấu tử phân cực. 15 Chương 1: Tổng quan  Nhược điểm  Vi sóng ít có hiệu quả đối với những môi trường có độ nhớt cao.

 Do một số dung môi đạt được nhiệt độ sôi rất nhanh nên dễ gây cháy nổ.  Khó áp ở quy mô công nghiệp vì chi phí đầu tư thiết bị lớn để đáp ứng đủ công suất cho quá trình sản xuất. Phương pháp trích ly sử dụng sóng siêu âm  Nguyên lý [14] Quá trình trích ly hợp chất hữu cơ chứa trong thân cây và hạt bằng dung môi được cải tiến đáng kể bằng cách sử dụng năng lượng sóng siêu âm trong quá trình tách chiết. Cơ chế của sóng siêu âm giúp làm tăng khả năng trích ly của các qui trình trích ly truyền thống là dựa trên:  Tạo ra một áp lực lớn xuyên qua dung môi và tác động đến tế bào vật liệu.

 Tăng khả năng truyền khối tới bề mặt phân cách.  Phá vỡ thành tế bào trên bề mặt và bên trong của vật liệu, giúp quá trình thoát chất tan được dễ dàng.  Ưu nhược điểm  Ưu điểm:  Hiệu suất trích ly cao hơn so với một số phương pháp trích ly thông thường.  Sản phẩm trích ly chất lượng tốt, hiệu suất cao hơn.

 Thiết bị dễ sử dụng và bảo vệ môi trường.  Tăng vận tốc hòa tan, khuếch tán các hoạt chất vào dung môi, vì vậy rút ngắn thời gian trích ly. 16 Chương 1: Tổng quan  Giảm sự tiêu hao năng lượng.  Làm tăng tố ốc độ hòa tan của các cấu tử.

 Lượng ng hóa chất sử dụng ít hơn.  Nhược điểm m  Chỉ có thể áp dụng d ở quy mô nhỏ. Phương pháp trích ly sử dụng dung môi siêu tớ ới hạn  Sơ lược về chất lỏng siêu tới hạn [41]  Định nghĩa ĩa Trạng thái siêu tới hạn của một chất, hợp chất hoặc hỗn hợpp là ttại đó nhiệt độ, áp suất tồn tại củaa nó trên nhiệt nhi độ tới hạn (Tc), áp suất tới hạn (Pc) của chất đó.9: Giản đồ pha của một nguyên chất Hình 1.9 Đặc tính của mộ ột chất sẽ thay đổi các thông số trạng ng thái ccủa chất đó. Do đó, nguyên tắc của việcc ttạo ra chất lỏng siêu tới hạn là chuyển chấtt đó vvề trạng thái có nhiệt độ và áp suất lớn n hơn nhi nhiệt độ tới hạn và áp suất tới hạn củaa chính nó.

17 Chương 1: Tổng quan  Tính chất của chất lỏng siêu tới hạn  Hằng số tới hạn Điểm tới hạn của một chất được xác định bởi nhiệt độ tới hạn và áp suất tới hạn. Nhiệt độ, áp suất và thể tích mol của một số chất ở điểm tới hạn được gọi là nhiệt độ tới hạn (Tc), áp suất tới hạn (Pc) và thể tích mol tới hạn (Vc) tương ứng. Các tham số trên được gọi là hằng số tới hạn. Mỗi chất có một hằng số tới hạn nhất định.