Báo cáo y học: CôNG NGHỆ CHIẾT XUẤT DÙNG DUNG MôI CO2 SIêU TỚI HẠN

Công nghệ chiết xuất siêu tới hạn (Supercritical fluild extraction - SFE) dùng dung môi CO2 đã được áp dụng thành công để tách chiết các hoạt chất trong tự nhiên, làm nguyên liệu phục vụ công nghiệp dược phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm. So với các phương pháp chiết xuất truyền thống, SFE có nhiều ưu điểm vượt trội như: độ tinh khiết cao, không tồn dư các dung môi hóa chất độc hại trong sản phẩm, hoạt chất ít bị phân hủy, giá thành thấp, thân thiện với môi trường và sức khỏe con người... Với những tiêu...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo y học: "CôNG NGHỆ CHIẾT XUẤT DÙNG DUNG MôI CO2 SIêU TỚI HẠN " C«NG NGHỆ CHIẾT XUẤT DÙNG DUNG M«I CO2 SIªU TỚI HẠN Vũ Bình Dương*; Đào Văn Đôn* Chử Văn Mến*; Nguyễn Văn Long* TãM TẮT Công nghệ chiết xuất siêu tới hạn (Supercritical fluild extraction - SFE) dùng dung môi CO2 đã được áp dụng thành công để tách chiết các hoạt chất trong tự nhiên, làm nguyên liệu phục vụ công nghiệp dược phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm. So với các phương pháp chiết xuất truyền thống, SFE có nhiều ưu điểm vượt trội như: độ tinh khiết cao, không tồn dư các dung môi hóa chất độc hại trong sản phẩm, hoạt chất ít bị phân hủy, giá thành thấp, thân thiện với môi trường và sức khỏe con người... Với những tiêu chí quan trọng này, SEF đang là công nghệ được nghiên cứu, ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm thuốc, mỹ phẩm và thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên. * Từ khoá: Dung m«i CO2; C«ng nghÖ chiÕt xuÊt. EXTRACTION TECHNOLOGY USING SUPERCRITICAL CARBON DIOXIDE SOLVENT SUMMARY Supercritical fluid extraction (SFE) technology using carbon dioxide has successfully applied in the extraction of natural bioactive substances as raw materials for pharmaceutical, cosmetic and food industry. Compare with conventional extraction methods, SFE is superior such as high purity, no toxic solvent residue, no degradation of target compounds, low price, human health and environmental friendly… With these important advantages, SFE technology is being researched, applied in the manufacturing of natural medicinal, cosmetic and food products. * Key words: Carbon dioxide; Extraction technology. ĐẶT VÊN ĐÒ Công nghệ chiết xuất siêu tới hạn (Supercritical fluild extraction - SFE) dùng dung môi CO2 đã được áp dụng thành công để tách chiết các hoạt chất trong tự nhiên, làm nguyên liệu phục vụ công nghiệp dược phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm. So với các phương pháp chiết xuất truyền thống, SFE có nhiều ưu điểm vượt trội như: độ tinh khiết cao, không tồn dư các dung môi hóa chất độc hại trong sản phẩm, hoạt chất ít bị phân hủy, giá thành thấp, thân thiện với môi * Häc viÖn Qu©n y Ph¶n biÖn khoa häc: PGS. TS. NguyÔn V¨n MInh trường và sức khỏe con người... Với những tiêu chí quan trọng này, SEF đang là công nghệ được nghiên cứu, ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm thuốc, mỹ phẩm và thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên. C«NG NGHỆ CHIÕT XUÊT SỬ DỤNG DUNG M«i CO2 SIªU TỚI HẠN 1. Khái niệm chiết xuất siêu tới hạn (SFE). Là quá trình phân tách một hay một số chất từ hỗn hợp (dược liệu, nguyên liệu) sử dụng chất lỏng CO2 siêu tới hạn làm dung môi. Khi ở trạng thái này, CO2 có đặc tính về độ tan tương tự như một chất lỏng, đồng thời có khả năng khuếch tán và độ nhớt gần với chất khí, nhờ vậy chúng có khả năng khuếch tán và hòa tan nhanh các hoạt chất trong dược liệu [1]. Gore (1891) là người đầu tiên phát hiện ra khả năng hòa tan tốt của naphtalen và camphor trong CO2 lỏng. Sau đó, Andrews (1875) nghiên cứu về đặc tính của CO2 ở trạng thái siêu tới hạn. Tuy nhiên, tới đầu những năm 1970 công nghệ chiết xuất các hợp chất tự nhiên bằng dung môi CO2 siêu tới hạn (SC-CO2) mới thực sự phát triển và ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm như: loại bỏ cafein trong cà phê và chè xanh, chiết xuất dầu vừng đen, chiết xuất polyphenol từ chè xanh, loại bỏ cholesterol trong thực phẩm, loại bỏ alcol trong đồ uống, chiết xuất phẩm màu, các hoạt chất chống oxy hóa, tinh dầu, hương liệu từ thực vật sử dụng trong mỹ phẩm, thực phẩm… Bảng 1: Một số sản phẩm ứng dụng phương pháp SCF-CO2 đã được thương mại hoá (Moyler, 1994). ỨNG DỤNG TÊN SẢN PHẨM CHIẾT NGUåN DƯỢC LIỆU Tinh dầu gừng Củ gừng (Zingiber officinalis) Chế biến thức ăn, đồ uống, dược phẩm Tinh dầu quế Vỏ quế (Cinnamomun zeylendium) Dược phẩm, thực phẩm Vani Cây (Vanilla fragrant) Hương liệu trong công nghiệp bánh kẹo, đồ uống Tinh dầu hương thảo Cây hương thảo (Rosemary officinalis) Dược phẩm, chế biến thức ăn Tinh dầu xô thơm Cây xô thơm (Salva officinalis) Gia vị chế biến thức ăn Tinh dầu xạ hương Dược phẩm, chế biến thịt Cây x¹ h−¬ng (Thymus vulgaris) Chất mầu oleoresin Ớt (Capsicum annum) Bánh kẹo, nước sốt, chế biến súp, phở Cafein Trà xanh (Camellia sinensis) Đồ uống không cafein Cà phê (Coffea sp.) 2. Khái niệm về trạng thái siêu tới hạn. Ở nhiệt độ nhất định, khi nén một chất khí tới áp suất đủ lớn, chúng có thể chuyển thành chất lỏng và ngược lại. Tuy nhiên, có một giá trị áp suất mà tại đó, nếu tăng nhiệt độ lên thì chất lỏng không hóa hơi trở lại mà tồn tại ở dạng đặc biệt gọi là trạng thái siêu tới hạn. Ở điều kiện áp suất và nhiệt độ mà chất khí chuyển thành chất lỏng siêu tới hạn được gọi là điểm tới hạn (Critical point) gồm áp suất tới hạn (Critical pressure - Pc) và nhiệt độ tới hạn (Critical temperature - Tc) [1]. Điểm tới hạn của một chất phụ thuéc vào bản chất hóa học cũng như trọng lượng phân tử của chất đó. Trong đó, CO2 có áp suất, nhiệt độ tới hạn là 73 bar và 30,90C. Do nhiệt độ và áp suất tới hạn của CO2 thấp, vì vậy chúng thường được sử dụng làm dung môi chiết xuất. Kết quả khảo sát về khả năng hòa tan cho thấy SC-CO2 có đặc tính hòa tan tương tự n-hexan, một dung môi ít phân cực [6]. Tuy nhiên, độ phân cực của SC-CO2 phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất tới hạn, đồng thời phụ thuộc vào tỷ lệ các dung môi hỗ trợ. Trong thực tế, có thể làm tăng độ phân cực của SC-CO2 bằng cách thêm ethanol nồng độ 3 - 5%, nhờ vậy có thể chiết xuất được các hoạt chất có tính ...