Xây dựng quy trình chiết xuất nhóm hoạt chất saponin từ dược liệu tam thất panax pseudoginseng bằng phương pháp chiết lỏng siêu tới hạn

Nghiên cứu quy trình chiết xuất saponin từ tam thất (Panax pseudoginseng) bằng CO2 siêu tới hạn. Tối ưu hóa hiệu quả, ứng dụng trong dược phẩm.

• Tác giả: Nguyễn Hoàng Vinh
• Người hướng dẫn: TS. Lê Minh Quân
• Trường học: Đại Học Y Dược Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Dược Phẩm Và Bào Chế Thuốc
• Đề tài: Xây Dựng Quy Trình Chiết Xuất Nhóm Hoạt Chất Saponin Từ Dược Liệu Tam Thất (Panax Pseudoginseng) Bằng Phương Pháp Chiết Lỏng Siêu Tới Hạn
• Loại tài liệu: Đề Án Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG I: Người thực hiện. Lý do thực hiện đề án. Mục tiêu của đề án. Nhiệm vụ của đề án. Phạm vi của đề án
• 2. CHƯƠNG II: Cơ sở xây dựng đề án. Nội dung của đề án. Tổ chức thực hiện đề án. Kết quả của đề án
• 3. CHƯƠNG III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tam thất Chiết lỏng siêu tới hạn Tổng quan 55 ký tự

Tam thất Panax pseudoginseng là dược liệu quý, chứa nhiều hoạt chất saponin có lợi cho sức khỏe. Các nghiên cứu hiện nay tập trung vào các phương pháp chiết xuất dược liệu thân thiện với môi trường, hiệu quả cao. Phương pháp chiết lỏng siêu tới hạn (SFE) nổi bật với khả năng chiết chọn lọc, giảm thiểu ô nhiễm, và không để lại dư lượng hóa chất độc hại. So với các phương pháp truyền thống, SFE sử dụng CO2 siêu tới hạn làm dung môi, tạo ra cao chiết tinh khiết hơn. Điều này đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về các sản phẩm thảo dược an toàn, chất lượng. Nghiên cứu ứng dụng SFE vào chiết xuất saponin tam thất còn hạn chế tại Việt Nam, mở ra tiềm năng lớn cho phát triển. Đề tài này tập trung vào xây dựng quy trình chiết xuất saponin hiệu quả, ứng dụng công nghệ hiện đại.

1.1. Giới thiệu dược liệu Tam thất Panax pseudoginseng

Tam thất (Panax pseudoginseng) là dược liệu quý, nguồn gốc từ phía nam Trung Quốc, được trồng lâu đời. Tại Việt Nam, tam thất được trồng tại các tỉnh miền núi phía Bắc như Hà Giang, Lào Cai, Cao Bằng. Thành phần hóa học chủ yếu của Tam thất là các ginsenosid saponin như notoginsenosid R1, gingsenosid Rg1 và Rb1… Theo các nghiên cứu, hơn 200 thành phần hoá học đã được phân lập từ Tam thất. Trong số đó, saponin (4,42 – 12%) chiếm hàm lượng lớn và được coi là thành phần chính, ngoài ra trong tam thất còn chứa những thành phần khác như flavonoid, các peptit vòng, đường saccarid và các nguyên tố vô cơ. Những thành phần phân bố trong các bộ phận khác nhau của cây như rễ, thân, hoa và lá với tỉ lệ khác nhau.

1.2. Tổng quan phương pháp chiết lỏng siêu tới hạn SFE

Chiết lỏng siêu tới hạn (SFE) là kỹ thuật chiết sử dụng dung môi ở trạng thái siêu tới hạn, thường là CO2 siêu tới hạn. Ưu điểm của SFE bao gồm khả năng chiết chọn lọc, tốc độ chiết nhanh, dung môi dễ loại bỏ, và thân thiện với môi trường. CO2 siêu tới hạn có khả năng hòa tan tương tự như dung môi hữu cơ, nhưng lại dễ dàng bay hơi sau khi chiết, không để lại cặn. SFE được ứng dụng rộng rãi trong chiết xuất các hợp chất tự nhiên từ dược liệu, thực phẩm, và các ngành công nghiệp khác. Phương pháp SFE sử dụng các dung môi, đặc biệt là dung môi CO2 ở nhiệt độ và áp suất trên điểm tới hạn với khả năng chọn lọc trong ly trích các nhóm hợp chất tốt hơn, thời gian chiết xuất ngắn và đặc biệt là hạn chế ô nhiễm môi trường.

II. Thách thức trong chiết xuất Saponin từ Tam thất 58 ký tự

Mặc dù tam thất giàu saponin, việc chiết xuất saponin hiệu quả, chọn lọc vẫn còn nhiều thách thức. Các phương pháp truyền thống thường sử dụng dung môi độc hại, hiệu suất thấp, và gây ô nhiễm môi trường. Sự khác biệt về thành phần hóa học giữa các bộ phận của cây tam thất đòi hỏi quy trình chiết xuất phải được tối ưu hóa cho từng loại nguyên liệu. Ngoài ra, việc đảm bảo chất lượng và độ ổn định của cao chiết saponin là một vấn đề quan trọng. Hiện Việt Nam chưa có nhiều nghiên cứu chiết cao tam thất bằng phương pháp chiết lỏng siêu tới hạn, có thể coi nghiên cứu này là bước đi đầu ứng dụng công nghệ hiện đại vào chiết xuất dược liệu này.

2.1. Hạn chế của phương pháp chiết xuất truyền thống

Các phương pháp chiết xuất truyền thống, như chiết ngâm, chiết sắc, thường sử dụng dung môi hữu cơ độc hại như methanol, ethanol. Các dung môi này có thể gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng nếu còn tồn dư trong sản phẩm. Hiệu suất chiết xuất của các phương pháp truyền thống thường thấp, thời gian chiết kéo dài, và khó kiểm soát được tính chọn lọc. Việc loại bỏ dung môi sau chiết cũng là một thách thức lớn, đòi hỏi nhiều công đoạn phức tạp và tốn kém.

2.2. Yêu cầu kiểm soát chất lượng dược liệu đầu vào

Chất lượng dược liệu tam thất đầu vào ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và chất lượng cao chiết saponin. Cần kiểm soát chặt chẽ các chỉ tiêu như độ ẩm, hàm lượng tro, hàm lượng chất chiết được, và sự nhiễm tạp. Dược liệu tam thất cần được thu hái đúng thời điểm, bảo quản đúng cách để đảm bảo hàm lượng hoạt chất cao nhất. Ngoài ra, cần xác định rõ nguồn gốc, xuất xứ của tam thất để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả.

III. Cách xây dựng quy trình chiết SFE Saponin Tam thất 59 ký tự

Xây dựng quy trình chiết xuất saponin từ tam thất bằng chiết lỏng siêu tới hạn đòi hỏi sự kết hợp giữa kiến thức về dược liệu tam thất, nguyên lý chiết lỏng siêu tới hạn, và kinh nghiệm thực nghiệm. Các bước chính bao gồm: chuẩn bị mẫu, khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chiết, tối ưu hóa quy trình, và đánh giá chất lượng cao chiết saponin. Các yếu tố cần khảo sát bao gồm: tốc độ dòng, nhiệt độ chiết, áp suất chiết. Mục tiêu là tìm ra điều kiện chiết tối ưu, đạt hiệu suất cao nhất, đồng thời đảm bảo chất lượng cao chiết saponin.

3.1. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng CO2 siêu tới hạn

Tốc độ dòng CO2 siêu tới hạn ảnh hưởng đến khả năng hòa tan và vận chuyển saponin tam thất từ dược liệu. Tốc độ dòng quá thấp có thể dẫn đến thời gian chiết kéo dài, hiệu suất thấp. Tốc độ dòng quá cao có thể gây quá tải cột chiết, giảm hiệu suất chiết. Cần khảo sát các tốc độ dòng khác nhau để tìm ra giá trị tối ưu, đảm bảo sự cân bằng giữa thời gian và hiệu suất chiết. Cần đánh giá sự ảnh hưởng của tốc độ dung môi ethanol phối trộn. Biểu đồ ảnh hưởng của tốc độ dòng ethanol 96% đến hiệu suất chiết cao và HL Saponin.

3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất chiết

Nhiệt độ và áp suất là hai yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng hòa tan của CO2 siêu tới hạn và hiệu suất chiết xuất saponin. Nhiệt độ cao giúp tăng khả năng hòa tan, nhưng cũng có thể gây phân hủy saponin. Áp suất cao giúp tăng mật độ CO2 siêu tới hạn, tăng khả năng chiết. Cần khảo sát các mức nhiệt độ và áp suất khác nhau để tìm ra điều kiện tối ưu. Cần Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ chiết và áp suất chiết. Biểu đồ ảnh hưởng của nhiệt độ chiết xuất đến hiệu suất chiết cao và HL Saponin. Sắc ký đồ mẫu thí nghiệm 12 . Biểu đồ ảnh hưởng của áp suất chiết xuất đến hiệu suất chiết cao và HL Saponin.

IV. Tối ưu quy trình chiết SFE Nâng cỡ lô 53 ký tự

Sau khi khảo sát các yếu tố ảnh hưởng, cần tối ưu hóa quy trình chiết xuất để đạt hiệu suất cao nhất, chất lượng ổn định. Việc này bao gồm lựa chọn các thông số chiết tối ưu, thiết kế quy trình chiết phù hợp, và kiểm soát chặt chẽ các yếu tố ảnh hưởng. Để đảm bảo tính ứng dụng thực tế, cần nâng cấp cỡ lô chiết xuất, đánh giá tính ổn định của quy trình. Ngoài ra, cần xây dựng tiêu chuẩn chất lượng cho cao chiết saponin, đảm bảo đáp ứng các yêu cầu về an toàn và hiệu quả.

4.1. Xác định các thông số quy trình chiết xuất tối ưu

Dựa trên kết quả khảo sát, cần xác định các thông số chiết tối ưu như tốc độ dòng CO2 siêu tới hạn, nhiệt độ chiết, áp suất chiết, thời gian chiết. Các thông số này cần được lựa chọn sao cho đạt hiệu suất chiết cao nhất, đồng thời đảm bảo chất lượng cao chiết saponin. Cần sử dụng các phương pháp thống kê để phân tích dữ liệu, xác định các thông số có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất chiết. Tiến hành tối ưu hóa quy trình chiết và nâng cấp cỡ lô.

4.2. Tiêu chuẩn hóa cao chiết saponin từ Tam thất SFE

Để đảm bảo chất lượng và tính đồng nhất của cao chiết saponin thu được từ quy trình chiết lỏng siêu tới hạn, cần xây dựng các tiêu chuẩn chất lượng cụ thể. Các tiêu chuẩn này bao gồm các chỉ tiêu về cảm quan (màu sắc, mùi vị), độ ẩm, hàm lượng tro, hàm lượng saponin toàn phần, và các chỉ tiêu về an toàn (giới hạn kim loại nặng, giới hạn vi sinh vật). Cao chiết Tam thất thu được được tiêu chuẩn hóa để tiến đến sử dụng cho các mục đích thương mại hoặc nghiên cứu tiếp theo. Xây dựng tiêu chuẩn chất lượng cho cao chiết Tam thất thu được từ quy trình chiết lỏng siêu tới hạn đã xác lập.

V. Ứng dụng của Saponin Tam thất 50 ký tự

Saponin tam thất có nhiều tác dụng dược lý quan trọng, bao gồm tác dụng bảo vệ tim mạch, chống viêm, chống oxy hóa, và hỗ trợ điều trị ung thư. Cao chiết saponin từ tam thất có thể được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm hỗ trợ sức khỏe, thực phẩm chức năng, và dược phẩm. Việc ứng dụng saponin tam thất trong y học và công nghiệp thực phẩm đang ngày càng được quan tâm, mở ra nhiều cơ hội phát triển mới. Do đó cần có một phương pháp phù hợp để chiết chọn lọc các hợp chất saponin từ Tam thất giúp tạo ra cao chiết saponin để phát triển các sản phẩm hỗ trợ sức khỏe.

5.1. Tiềm năng ứng dụng trong sản xuất dược phẩm

Saponin tam thất có tiềm năng lớn trong sản xuất các dược phẩm điều trị các bệnh tim mạch, viêm khớp, và ung thư. Các nghiên cứu đã chứng minh tác dụng của saponin tam thất trong việc cải thiện chức năng tim mạch, giảm viêm, và ức chế sự phát triển của tế bào ung thư. Cần tiếp tục nghiên cứu để khai thác tối đa tiềm năng ứng dụng của saponin tam thất trong lĩnh vực dược phẩm.

5.2. Phát triển thực phẩm chức năng từ Saponin Tam thất

Saponin tam thất có thể được sử dụng để phát triển các thực phẩm chức năng hỗ trợ sức khỏe tim mạch, tăng cường hệ miễn dịch, và cải thiện trí nhớ. Các sản phẩm này có thể được bào chế dưới dạng viên nang, viên nén, hoặc trà. Việc sử dụng saponin tam thất trong thực phẩm chức năng cần tuân thủ các quy định về an toàn thực phẩm và đảm bảo hàm lượng hoạt chất đúng theo công bố. Nghiên cứu cho thấy ginsenosid Rb1 có nhiều trong tất cả các bộ phận của cây, trong khi Rg1 giàu trong thân và rễ. Rg3 - một chất được báo cáo về khả năng bảo vệ thần kinh - có hàm lượng lớn trong nụ hoa Tam thất.

VI. Kết luận và hướng nghiên cứu SFE Tam Thất 58 ký tự

Việc xây dựng quy trình chiết xuất saponin từ tam thất bằng chiết lỏng siêu tới hạn là một hướng đi đầy tiềm năng. Nghiên cứu này góp phần vào việc phát triển các quy trình chiết xuất xanh, hiệu quả cao, và thân thiện với môi trường. Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc đánh giá hoạt tính sinh học của cao chiết saponin, và phát triển các công thức bào chế phù hợp. Hướng nghiên cứu nên tập trung vào nâng cao hiệu suất chiết xuất saponin và tối ưu hóa quy trình chiết xuất.

6.1. Hướng phát triển quy trình chiết xuất SFE hiệu quả hơn

Các nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc sử dụng các dung môi đồng chiết để tăng hiệu quả chiết xuất của saponin tam thất. Việc kết hợp CO2 siêu tới hạn với các dung môi phân cực như ethanol, methanol có thể giúp tăng khả năng hòa tan của saponin và cải thiện hiệu suất chiết. Cần nghiên cứu kỹ lưỡng các tác động của dung môi đồng chiết đến chất lượng của cao chiết saponin.

6.2. Đánh giá tác dụng dược lý và ứng dụng lâm sàng

Để khai thác tối đa tiềm năng của saponin tam thất, cần tiến hành các nghiên cứu đánh giá tác dụng dược lý trên mô hình in vitro và in vivo. Các nghiên cứu này có thể giúp xác định các tác dụng cụ thể của saponin tam thất đối với sức khỏe, và mở ra các hướng ứng dụng lâm sàng tiềm năng. Các thử nghiệm lâm sàng trên người cũng cần được thực hiện để chứng minh tính an toàn và hiệu quả của saponin tam thất trong điều trị các bệnh khác nhau.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Tam thất (Panax pseudoginseng) là dược liệu quý chứa hàm lượng saponin cao, chiếm từ 4,42% đến 12%, với các hợp chất chính như notoginsenosid R1, ginsenosid Rg1 và Rb1. Các hợp chất này có tác dụng sinh học đa dạng, bao gồm hỗ trợ hệ tim mạch, chống viêm, chống oxy hóa, điều hòa huyết áp và chống ung thư. Nhu cầu phát triển các sản phẩm chiết xuất từ Tam thất ngày càng tăng, đòi hỏi phương pháp chiết xuất hiệu quả, thân thiện môi trường và cho sản phẩm tinh khiết cao.

Phương pháp chiết lỏng siêu tới hạn (SFE) sử dụng CO2 siêu tới hạn kết hợp với dung môi ethanol 96% được lựa chọn để xây dựng quy trình chiết xuất nhóm saponin từ Tam thất. Phương pháp này có ưu điểm vượt trội như chiết chọn lọc cao, thời gian chiết ngắn, không để lại dung môi độc hại và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Nghiên cứu được thực hiện tại Viện Kiểm nghiệm Thuốc TP. Hồ Chí Minh trong khoảng thời gian từ tháng 10/2022 đến tháng 6/2023, với mục tiêu xây dựng quy trình chiết xuất tối ưu, nâng cấp quy mô chiết xuất và xây dựng tiêu chuẩn chất lượng cho cao chiết Tam thất.

Kết quả nghiên cứu không chỉ góp phần ứng dụng công nghệ hiện đại trong chiết xuất dược liệu truyền thống mà còn đáp ứng nhu cầu phát triển các sản phẩm hỗ trợ sức khỏe có nguồn gốc tự nhiên, góp phần nâng cao giá trị kinh tế và y học của Tam thất.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết trạng thái siêu tới hạn: Trạng thái siêu tới hạn là trạng thái vật chất khi nhiệt độ và áp suất vượt quá điểm tới hạn, dung môi CO2 ở trạng thái này có tính chất trung gian giữa khí và lỏng, giúp tăng khả năng hòa tan và chọn lọc các hợp chất hoạt tính sinh học.

• Mô hình chiết xuất bằng CO2 siêu tới hạn (SFE): Sử dụng CO2 siêu tới hạn phối hợp với ethanol 96% làm dung môi phối hợp để tăng độ phân cực, từ đó nâng cao hiệu suất chiết xuất saponin từ dược liệu.

• Khái niệm saponin: Saponin là nhóm glycosid có cấu trúc triterpenoid hoặc steroid, có khả năng tạo bọt, tác dụng sinh học đa dạng như chống viêm, chống oxy hóa, hỗ trợ tim mạch. Tam thất chứa chủ yếu saponin triterpenoid nhóm Dammarane với các hợp chất tiêu chuẩn như notoginsenosid R1, ginsenosid Rg1 và Rb1.

• Tiêu chuẩn chất lượng dược liệu và cao chiết: Dựa trên Dược điển Việt Nam V, các chỉ tiêu như độ ẩm, tro toàn phần, tro không tan trong acid, hàm lượng saponin, giới hạn nhiễm khuẩn được áp dụng để đánh giá chất lượng nguyên liệu và sản phẩm.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Dược liệu rễ củ Tam thất 3 năm tuổi thu hái tại Lào Cai, được kiểm nghiệm chất lượng theo chuyên luận Tam thất – DĐVN V. Dữ liệu thu thập gồm các chỉ tiêu cảm quan, hóa lý, định tính và định lượng saponin bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC).

• Phương pháp phân tích: Sử dụng sắc ký lớp mỏng (TLC) để định tính, sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) để định lượng các hợp chất saponin chính (notoginsenosid R1, ginsenosid Rg1, Rb1). Các chỉ tiêu cảm quan, độ ẩm, tro toàn phần, tro không tan trong acid và giới hạn nhiễm khuẩn được đánh giá theo quy định của DĐVN V.

• Thiết kế thí nghiệm: Khảo sát ảnh hưởng của các thông số quy trình chiết xuất siêu tới hạn gồm nhiệt độ (35–55°C), áp suất (200–450 bar), tốc độ dòng ethanol phối trộn (0,3–1,2 ml/phút) và thời gian chiết (4–8 giờ) đến hàm lượng saponin trong cao chiết. Mỗi thí nghiệm sử dụng 30 g dược liệu, tiến hành theo phương pháp chiết lỏng siêu tới hạn với CO2 và ethanol 96%.

• Timeline nghiên cứu: Thực hiện từ tháng 10/2022 đến tháng 6/2023, bao gồm các giai đoạn kiểm tra chất lượng nguyên liệu, khảo sát tối ưu quy trình chiết xuất, nâng cấp quy mô chiết xuất 200 g, và xây dựng tiêu chuẩn chất lượng cao chiết Tam thất.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của tốc độ dòng ethanol phối trộn: Tốc độ dòng 0,8 ml/phút cho hiệu suất chiết cao nhất với hàm lượng tổng saponin đạt khoảng 52%, vượt trội so với các mức 0,3 ml/phút (khoảng 40%) và 1,2 ml/phút (khoảng 50%). Tốc độ dòng quá thấp làm giảm khả năng hòa tan, quá cao không tăng hiệu quả đáng kể.

2. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết: Nhiệt độ 45°C là điều kiện tối ưu, đạt hàm lượng saponin tổng cộng khoảng 54%, cao hơn so với 35°C (khoảng 45%) và 55°C (khoảng 50%). Nhiệt độ quá cao làm giảm mật độ CO2 siêu tới hạn, ảnh hưởng đến khả năng hòa tan.

3. Ảnh hưởng của áp suất chiết: Áp suất 350 bar cho hiệu suất chiết saponin cao nhất, đạt khoảng 56%, so với 200 bar (khoảng 40%) và 450 bar (khoảng 55%). Áp suất cao làm tăng mật độ CO2, tăng khả năng hòa tan nhưng vượt quá mức không cải thiện đáng kể.

4. Ảnh hưởng của thời gian chiết: Thời gian chiết 5 giờ là đủ để chiết gần như hoàn toàn saponin, với hàm lượng saponin trong cao chiết đạt trên 55%. Thời gian chiết kéo dài hơn 6 giờ không làm tăng hàm lượng đáng kể, đồng thời làm tăng chi phí và thời gian sản xuất.

Thảo luận kết quả

Các kết quả cho thấy các thông số quy trình chiết xuất siêu tới hạn ảnh hưởng rõ rệt đến hiệu suất chiết saponin từ Tam thất. Tốc độ dòng ethanol phối trộn 0,8 ml/phút cân bằng giữa khả năng hòa tan và thời gian tiếp xúc, phù hợp với đặc tính hóa lý của saponin. Nhiệt độ 45°C và áp suất 350 bar tạo điều kiện tối ưu cho CO2 siêu tới hạn duy trì mật độ cao, tăng khả năng hòa tan các hợp chất triterpenoid phân cực vừa phải.

So sánh với các nghiên cứu chiết saponin từ các dược liệu khác như hạt diêm mạch, sâm Brazil hay bồ kết, quy trình này cho hiệu suất chiết saponin cao hơn, đồng thời sử dụng ethanol 96% làm dung môi phối trộn giúp tăng độ phân cực dung môi, phù hợp với đặc tính saponin trong Tam thất.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa các thông số quy trình (nhiệt độ, áp suất, tốc độ dòng, thời gian) với hàm lượng saponin thu được, giúp trực quan hóa hiệu quả tối ưu hóa quy trình.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng quy trình chiết xuất với điều kiện tối ưu: Nhiệt độ 45°C, áp suất 350 bar, tốc độ dòng ethanol phối trộn 0,8 ml/phút, thời gian chiết 5 giờ. Giải pháp này giúp tối đa hóa hàm lượng saponin trong cao chiết, nâng cao chất lượng sản phẩm. Thời gian thực hiện: ngay lập tức trong quy trình sản xuất.

2. Nâng cấp quy mô chiết xuất lên 200 g dược liệu/lô: Để đáp ứng nhu cầu sản xuất thương mại, quy mô chiết xuất cần được mở rộng dựa trên quy trình đã tối ưu. Chủ thể thực hiện: các nhà sản xuất dược liệu và công ty dược phẩm.

3. Xây dựng tiêu chuẩn chất lượng cao chiết Tam thất: Đề xuất hàm lượng saponin tổng ≥ 50%, notoginsenosid R1 ≥ 8%, độ ẩm ≤ 20%, tro toàn phần ≤ 6%, giới hạn nhiễm khuẩn theo DĐVN V. Giúp đảm bảo tính đồng nhất và an toàn sản phẩm. Thời gian thực hiện: trong vòng 6 tháng.

4. Đào tạo và chuyển giao công nghệ chiết xuất siêu tới hạn: Tổ chức các khóa đào tạo kỹ thuật cho cán bộ kỹ thuật và nhà quản lý nhằm nâng cao năng lực vận hành và kiểm soát chất lượng. Chủ thể thực hiện: viện nghiên cứu, trường đại học, doanh nghiệp.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành công nghệ dược phẩm: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và kỹ thuật chi tiết về chiết xuất siêu tới hạn, giúp phát triển các đề tài liên quan đến dược liệu và bào chế thuốc.

2. Doanh nghiệp sản xuất dược liệu và thực phẩm chức năng: Áp dụng quy trình chiết xuất hiện đại để nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tăng hiệu quả kinh tế.

3. Cơ quan quản lý chất lượng và an toàn thực phẩm, dược phẩm: Tham khảo tiêu chuẩn chất lượng cao chiết Tam thất để xây dựng quy định kiểm soát chất lượng sản phẩm có nguồn gốc thảo dược.

4. Các nhà phát triển sản phẩm y học cổ truyền và y học hiện đại: Tận dụng các kết quả nghiên cứu để phát triển các chế phẩm hỗ trợ sức khỏe dựa trên hoạt chất saponin từ Tam thất với hiệu quả và độ an toàn cao.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp chiết lỏng siêu tới hạn có ưu điểm gì so với phương pháp truyền thống?
   Phương pháp này sử dụng CO2 siêu tới hạn giúp chiết chọn lọc cao, không để lại dung môi độc hại, giảm thời gian chiết và hạn chế ô nhiễm môi trường. Ví dụ, cao chiết Tam thất thu được có hàm lượng saponin cao hơn 10-15% so với chiết bằng ethanol thông thường.

2. Tại sao chọn ethanol 96% làm dung môi phối trộn?
   Ethanol 96% có độ phân cực phù hợp giúp tăng khả năng hòa tan saponin, dễ thu hồi và thân thiện môi trường. Nghiên cứu cho thấy ethanol 96% cho hàm lượng saponin cao hơn so với ethanol nồng độ thấp.

3. Các thông số nào ảnh hưởng nhiều nhất đến hiệu suất chiết saponin?
   Áp suất chiết, nhiệt độ chiết và tốc độ dòng ethanol phối trộn là các yếu tố quan trọng nhất. Ví dụ, áp suất 350 bar và nhiệt độ 45°C cho hiệu suất chiết saponin cao nhất trong nghiên cứu.

4. Thời gian chiết tối ưu là bao lâu?
   Thời gian chiết 5 giờ được xác định là đủ để chiết gần như hoàn toàn saponin, kéo dài hơn không làm tăng đáng kể hàm lượng mà chỉ tăng chi phí và thời gian sản xuất.

5. Tiêu chuẩn chất lượng cao chiết Tam thất được xây dựng như thế nào?
   Tiêu chuẩn dựa trên hàm lượng saponin tổng ≥ 50%, notoginsenosid R1 ≥ 8%, độ ẩm ≤ 20%, tro toàn phần ≤ 6%, và giới hạn nhiễm khuẩn theo DĐVN V, đảm bảo sản phẩm an toàn và đồng nhất cho mục đích thương mại.

Kết luận

• Đã xây dựng thành công quy trình chiết xuất nhóm saponin từ dược liệu Tam thất bằng phương pháp chiết lỏng siêu tới hạn với CO2 và ethanol 96%.
• Các thông số tối ưu gồm nhiệt độ 45°C, áp suất 350 bar, tốc độ dòng ethanol 0,8 ml/phút, thời gian chiết 5 giờ.
• Quy trình cho hiệu suất chiết saponin cao, sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng theo Dược điển Việt Nam V.
• Nghiên cứu mở ra hướng ứng dụng công nghệ hiện đại trong chiết xuất dược liệu truyền thống, góp phần phát triển sản phẩm hỗ trợ sức khỏe từ Tam thất.
• Đề xuất nâng cấp quy mô chiết xuất và xây dựng tiêu chuẩn chất lượng để phục vụ sản xuất thương mại, đồng thời khuyến nghị đào tạo chuyển giao công nghệ cho các đơn vị liên quan.

Hãy áp dụng quy trình chiết xuất siêu tới hạn này để nâng cao giá trị và chất lượng sản phẩm Tam thất, đồng thời góp phần phát triển ngành công nghệ dược phẩm xanh và bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I. Người thực hiện. Lý do thực hiện đề án. Mục tiêu của đề án.

Nhiệm vụ của đề án. Phạm vi của đề án. 3 CHƯƠNG II. Cơ sở xây dựng đề án.

Nội dung của đề án. Tổ chức thực hiện đề án. Kết quả của đề án. 42 CHƯƠNG III.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC. i DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Từ nguyên Ý nghĩa 1. DĐVN V Dược điển Việt Nam V 2.

EFSA European Food Safety Cơ quan An toàn Thực phẩm Authority châu Âu 3. GRAS Generally Regarded as Chứng nhận an toàn Safe 4. HL Hàm lượng 5. HPLC High performance liquid Sắc ký lỏng hiệu năng cao chromatography 6.

SKLM Sắc ký lớp mỏng 7. SCO2 Supercritical CO2 CO2 siêu tới hạn 8. SFE Supercritical Fluid Chiết xuất lỏng siêu tới hạn Extraction 9. PPG Panax pseudoginseng Tên khoa học của Tam thất 10.

PNS Panax notoginseng Tên khoa học của Tam thất 11. Pc Pressure critical Áp suất siêu tới hạn 12. Tc Temperature critical Nhiệt độ siêu tới hạn. ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.

Một số dung môi sử dụng cho phương pháp chiết lỏng siêu tới hạn. So sách đặc tính của chất ở 3 trạng thái lỏng khí và siêu tới hạn. Bảng các chất đối chiếu và một số hóa chất. Danh mục trang thiết bị.

Danh mục dụng cụ. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dung môi ethanol phối trộn. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ chiết. Khảo sát ảnh hưởng của áp suất chiết.

Khảo sát thời gian chiết. Các chỉ tiêu định lượng của cao chiết Tam thất. Kết quả đánh giá mất khối lượng do làm khô của bột Tam thất. Kết quả hàm lượng tro toàn phần của bột Tam thất.

Kết quả hàm lượng tro không tan trong acid của bột Tam thất. Kết quả hàm lượng chất chiết được của bột Tam thất. Kết quả định tính bột dược liệu bằng phương pháp tạo bọt. Kết quả quả định lượng tính trên dược liệu khô kiệt.

Kết quả đánh giá chất lượng Tam thất đầu vào. Kết quả khảo sát tốc độ dòng. Kết quả khảo sát nhiệt độ chiết. Kết quả khảo sát áp suất chiết xuất.

Kết quả nâng cấp cỡ lô chiết xuất. Kết quả đánh giá cảm quan. Kết quả mất khối lượng do làm khô. Kết quả định tính.

Kết quả tro toàn phần. Kết quả hàm lượng saponin toàn phần. kết quả đánh giá chỉ tiêu giới hạn nhiễm khuẩn. Tổng kết kết quả xây dựng chỉ tiêu chất lượng cao chiết Tam thất.

iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2. Cây và củ Panax pseudoginseng (Burkill) F. Viên nang cứng Tam Thất OPC. Viên nang cứng OPCARDIO Viên hộ tâm.

Viên nang cứng Não đắc sinh CERINPAS. Viên nén bao phim Đan sâm Tam thất. Giãn đồ pha trạng thái siêu tới hạn của một chất 21. Sơ đồ quy trình công nghệ chiết SCO2 hiện nay.

Sự biến đổi trạng thái của CO2 trong quá trình chiết. Lưu đồ điều chế cao Tam thất. Hình ảnh về rễ củ Tam thất. Hình ảnh về mặt cắt ngang của rễ củ Tam thất.

Hình ảnh về đặc điểm vi học của bột Tam thất. Kết quả định tính bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng. Sắc ký đồ định lượng dược liệu Tam thất đầu vào. Sắc ký đồ mẫu chuẩn và thí nghiệm 5.

Biểu đồ ảnh hưởng của tốc độ dòng ethanol 96% đến hiệu suất chiết cao và HL Saponin. Sắc ký đồ mẫu thí nhiệm 7. Biểu đồ ảnh hưởng của nhiệt độ chiết xuất đến hiệu suất chiết cao và HL Saponin. Sắc ký đồ mẫu thí nghiệm 12.

Biểu đồ ảnh hưởng của áp suất chiết xuất đến hiệu suất chiết cao và HL Saponin. Kết quả định tính bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng theo thời gian chiết. Sơ đồ điều chế cao Tam thất. Sắc ký đồ nâng cấp cỡ lô chiết suất.

Tên đề tài Xây dựng quy trình chiết xuất nhóm hợp chất saponin từ dược liệu Tam thất (panax pseudoginseng) bằng phương pháp chiết lỏng siêu tới hạn. Người thực hiện Học viên: Nguyễn Hoàng Vinh MSHV: 527217019 Chuyên ngành: Công nghệ dược phẩm và bào chế thuốc Khóa học: 2021 – 2023 Người hướng dẫn khoa học: TS. Lê Minh Quân 1. Lý do thực hiện đề án Các nghiên cứu hiện nay đang hướng đến việc nghiên cứu và phát triển quy trình chiết xuất xanh, để khắc phục những nhược điểm của những phương pháp truyền thống bao gồm việc sử dụng dung môi độc hại, hao tốn thời gian và kinh phí mà còn đem lại hiệu suất chiết thấp.

Phương pháp chiết lỏng siêu tới hạn (SFE) là phương sử dụng các dung môi, đặc biệt là dung môi CO2 ở nhiệt độ và áp suất trên điểm tới hạn với khả năng chọn lọc trong ly trích các nhóm hợp chất tốt hơn, thời gian chiết xuất ngắn và đặc biệt là hạn chế ô nhiễm môi trường1. Vì vậy, việc nghiên cứu ứng dụng phương pháp chiết lỏng siêu tới hạn (SFE) để ly trích các nhóm hợp chất có hoạt tính sinh học trong các loại dược liệu đang được quan tâm và đẩy mạnh phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu thị trường ngày càng tăng của các chế phẩm có nguồn gốc thảo dược. Một trong số những hoạt chất sinh học được quan tâm, nghiên cứu và ứng dụng rất nhiều trong y học hiện nay là nhóm hợp chất saponin, trong đó dược liệu Tam thất (Panax pseudoginseng) là một trong những nguồn chứa saponin hàng đầu có thể kể đến. Thành phần hóa học chủ yếu của Tam thất là các ginsenosid saponin như notoginsenosid R1, gingsenosid Rg1 và Rb1…2,3 Các thành phần này đã được chứng minh có tác dụng tốt đối với sức khoẻ, như các lợi ích đối với hệ tim mạch2,3,4, khả năng chống xơ vữa động mạch 5, khả năng chống viêm6,7, chống oxi hoá8, giảm nồng độ cholesterol trong máu cũng như điều hoà huyết áp9,10 và chống ung thư 11,12,13.

2 những minh chứng trên, có thể thấy đây là dược liệu quý giàu saponin với nhiều tác dụng dụng có lợi đối với sức khoẻ con người, do đó cần có một phương pháp phù hợp để chiết chọn lọc các hợp chất saponin từ Tam thất giúp tạo ra cao chiết saponin để phát triển các sản phẩm hỗ trợ sức khỏe. Hiện nay, phương pháp chiết lỏng siêu tới hạn cho thấy những ưu điểm vượt trội được dùng trong chiết xuất các hợp chất từ dược liệu như: chiết chọn lọc các nhóm hợp chất, tạo ra sản phẩm có độ tinh khiết cao, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và đặc biệt không để lại dư lượng hóa chất có hại cho sức khỏe con người. Mặt khác, hiện Việt Nam chưa có nhiều nghiên cứu chiết cao Tam thất bằng phương pháp chiết lỏng siêu tới hạn, có thể coi nghiên cứu này là bước đi đầu ứng dụng công nghệ hiện đại vào chiết xuất dược liệu này. Do đó, với mong muốn chiết xuất được nhiều các hợp chất saponin từ Tam thất, đề tài “Xây dựng quy trình chiết xuất nhóm hợp chất saponin từ dược liệu Tam thất (panax pseudoginseng) bằng phương pháp chiết lỏng siêu tới hạn” được thực hiện với các mục tiêu chính được xác lập mục 1.

Mục tiêu của đề án Mục tiêu tổng quát: Xây dựng quy trình chiết xuất nhóm hợp chất saponin từ dược liệu Tam thất (panax pseudoginseng) bằng phương pháp chiết lỏng siêu tới hạn Mục tiêu cụ thể:  Khảo sát quá trình chiết xuất, xác định được các thông số thích hợp để chiết xuất cao chiết Tam thất.  Hoàn chỉnh quy trình chiết và nâng cỡ lô chiết xuất.  Xây dựng tiêu chuẩn chất lượng cho cao chiết Tam thất thu được từ quy trình chiết lỏng siêu tới hạn đã xác lập. Nhiệm vụ của đề án Từ mẫu củ Tam thất khô tiến hành kiểm tra chất lượng dược liệu đầu vào cho quá trình chiết xuất.

Khảo sát các thông số quy trình chiết xuất siêu tới hạn ảnh hưởng đến hàm lượng saponin trong cao chiết từ dược liệu Tam thất. Từ đó, tiến hành tối ưu `. 3 hóa quy trình chiết và nâng cấp cỡ lô. Sản phẩm thu được được tiêu chuẩn hóa để tiến đến sử dụng cho các mục đích thương mại hoặc nghiên cứu tiếp theo.

Phạm vi của đề án Đối tượng nghiên cứu: Dược liệu rễ củ Tam thất 3 năm tuổi, được thu hái tại Lào Cai. Nơi thực hiện nghiên cứu: Khoa Nghiên cứu phát triển – Viện Kiểm nghiệm Thuốc Thành phố Hồ Chí Minh. Thời gian thực hiện đề án: Từ tháng 10/2022 – 06/2023 `. 4 CHƯƠNG II.

Cơ sở xây dựng đề án 2. Tổng quan về nhóm Saponin 2. Khái niệm về saponin Saponin hay saponosid là một nhóm glycosid có phần genin có cấu trúc triterpen hay steroid gặp rộng rãi trong thực vật, cũng được tìm thấy trong động vật thân mềm ở biển như Hải sâm, Sao biển. Theo truyền thông, saponin thường được định nghĩa dựa trên một số tính chất chung đặc trưng của nhóm hợp chất này là: - Làm giảm sức căng bề mặt, tạo bọt nhiều khi lắc với nước.

- Làm vỡ hồng cầu ngay ở những nồng độ rất loãng. - Độc vổi cá, diệt các loài thân mềm như giun, sán, ốc sên… - Kích ứng niêm mạc gây hắt hơi, đỏ mắt. - Có thể tạo phức với cholesterol hoặc với các chất hydroxy steroid khác. Tuy nhiên, không phải tất cả các saponin đều thể hiện đầy đủ các tính chất trên.

Ngày nay, saponin thường được định nghĩa trên cơ sở cấu trúc hóa học đó là các triterpen glycosid hay các 27-C steroid glycosid 14. Cấu trúc hóa học và phân loại saponin Trước đây, dựa vào khả năng tạo tủa trong các môi trường khác nhau, người ta chia saponin thành 2 loại là saponin trung tính và saponin acid. Theo cách chia này thì: Saponin trung tính: cho tủa với dung dịch Ba (OH)2 và chì acetat kiềm. Saponin acid: tan trong dung dịch kiềm, cho tủa với dung dịch chì acetat, ammonium sulfat.

Ngoài ra người ta cũng có thể chia saponin thành 3 loại: - Saponin acid: trong phân tử có nhóm –COOH - Saponin kiềm: trong phân tử có N, không có nhóm –COOH - Saponin trung tính. Hiện nay, dựa vào cấu trúc hóa học, người ta chia saponin thành 2 loại chính: saponin triterpenoid và saponin steroid, được trình bày trong sơ đồ sau 15:  Saponin triterpenoid Cấu trúc của Saponin triterpenoid rất đa dạng, dựa vào cấu trúc của genin người ta chia thành 4 nhóm chính16,17:  Dẫn xuất α-amyrin  Dẫn xuất β-amyrin  Dẫn xuất lupeol  Triterpen: 4 vòng, 5 vòng.