Phương pháp ngấm kiệt là gì? Ứng dụng trong chiết xuất dược liệu

Bài viết sau đây, nhà thuốc Ngọc Anh xin trình bày về Phương pháp ngấm kiệt là gì? Ứng dụng trong chiết xuất dược liệu

Nguyên tắc

• Dược liệu sau làm nhỏ được đưa vào bình chiết và dung môi chảy từ từ qua dược liệu. 
• Dung môi tiếp xúc với dược liệu, ngấm qua các tế bào dược liệu và hòa tan các thành phần bên trong.
• Dung môi tiếp tục đi xuống dưới và tiếp tục hòa tan các hoạt chất ở nguyên liệu tiếp theo.
• Vì nguyên liệu ở dưới vẫn còn hàm lượng cao, do đó dịch chiết những lần đầu được đậm đặc.
• Song song với quá trình rút dịch chiết, dung môi mới cũng được bổ sung vào đầu thiết bị, dung môi mới hòa tan các hoạt chất còn lại của dược liệu và đẩy dung môi cũ ra khỏi bình chiết. Nhờ quá trình này mà nguyên liệu được chiết kiệt.

Ưu nhược điểm

Ưu điểm

• Chiết kiệt được hoạt chất
• Dịch chiết lần đầu đậm đặc, dịch chiết trong do được lọc trước khi được tháo ra ngoài
• Tiết kiệm được dung môi

Nhược điểm

• Dịch chiết các lần sau loãng, do đó tốn dung môi và tốn năng lượng để tăng nồng độ. 
• Thao tác và thiết bị phức tạp hơn Phương pháp ngâm
• Có thể gây tắc trong quá trình rút dịch
• Bình ngấm kiệt nếu không được thiết kế tốt có thể tạo ra những điểm chết làm dung môi không thể tiếp xúc với nguyên liệu
• Thao tác vẫn còn thủ công, chưa tự động hóa, năng suất thấp.

Thiết bị: bình ngấm kiệt hình trụ hoặc hình nón cụt

Thiết bị thường được thiết kế có đường kính nhỏ dần về phía dưới và không có các góc cạnh để đảm bảo không có các góc chết trong thiết bị. 

Cuối thiết bị sẽ có van để mở xả và điều chỉnh tốc độ rút dịch. Phía trên đầu bình sẽ có hệ thống cấp dung môi chiết và tốc độ cấp bằng với tốc độ rút dịch.

Trong hệ thống này có đặt một màng lọc ở dưới để lọc dịch chiết trước khi tháo dịch và có hệ thống lưới phía trên để giữ cho nguyên liệu cố định không dịch chuyển hay xáo trộn trong quá trình chiết.

Hệ thống cũng có thể lắp đặt bơm tuần hoàn để chuyển dịch chiết quay trở lại nguyên liệu.

Tiến hành

1. Đưa dược liệu đã được làm nhỏ vào trong bình chiết ngấm kiệt
2. Đưa dung môi chiết vào tiếp xúc với dược liệu trong bình chiết 
3. Ngâm trong thời gian thích hợp tùy từng loại dược liệu
4. Tháo dịch chiết với tốc độ hằng định, đồng thời bổ xung dung môi mới ở phía trên. 

Lưu ý: trong quá trình chiết ngấm kiệt không được khuấy trộn nguyên liệu và lượng dung môi phải ngập lớp dược liệu từ 3-4 cm

Phân loại

Có 2 loại phương pháp ngấm kiệt

Phương pháp ngấm kiệt đơn giản: là phương pháp luôn sử dụng dung môi mới trong quá trình chiết.

Phương pháp ngấm kiệt cải tiến:

Ngấm kiệt phân đoạn: là phương pháp mà dược liệu sẽ được chia làm nhiều phần, dịch chiết đặc ngấm kiệt đơn giản của mẻ nguyên liệu đầu để riêng và dịch chiết loãng của chúng sẽ được sử dụng để chiết cho các mẻ nguyên liệu sau. Nhờ vậy mà dịch chiết sẽ đậm đặc hơn ngấm kiệt đơn giản.

Ngấm kiệt có tác động bởi áp suất: có thể dùng áp suất cao (khí nén) hoặc áp suất thấp (dùng bơm chân không) để hỗ trợ sự dịch chuyển của dịch chiết qua thiết bị

Ngấm kiệt chiết xuất ngược dòng: hệ thống gồm nhiều bình ngấm kiệt, thông thường từ 4- 16 bình. Dược liệu sẽ được chiết với dịch chiết có nồng độ giảm dần và được chiết lần cuối với dung môi mới. Đồng thời, dung môi cũng tiếp xúc với dược liệu có hàm lượng dược chất tăng dần, chúng sẽ thực hiện chiết liền cuối ở bình chứa nguyên liệu mới và sẽ được rút ra ngoài. Nhờ quá trình này sẽ thu được dịch chiết đậm đặc và nguyên liệu được chiết kiệt.

Trong 3 phương pháp ngấm kiệt cải tiến, phương pháp này được đánh giá là nổi trội nhất bởi ưu điểm về dịch chiết đậm đặc và nguyên liệu được chiết kiệt. Tuy nhiên, nó cũng có nhược điểm như hệ thống cồng kềnh, phức tạp hơn các phương pháp ngấm kiệt khác, tốn nhiều diện tích do có từ 4 đến 16 bình chiết và thao tác thủ công, chưa tự động hóa. 

Các ứng dụng của phương pháp ngấm kiệt trong chiết xuất dược liệu

Trong sản xuất cao

Cao lá Benladon 

Quy trình: 

 Trong quy trình có sử dụng phương pháp chiết là phương pháp ngấm kiệt lên dịch chiết trong. Do đó, dịch sau chiết không cần lắng gạn hay ly tâm để loại bỏ cắn.

Chỉ tiêu chất lượng chính: Hàm lượng alcaloid toàn phần 1,15 đến 1,35%. 

Bảo quản: Trong bao bì kín, nhiệt độ không quá 30°C

Cồn gừng 

Công thức: Gừng khô (bột thô vừa) 1000 g Ethanol 90% vừa đủ 2000 mL 

Điều chế: 

• Cho 2000 ml ethanol 90% vào ngâm với 1000 g gừng khô đã được nghiền trong 24 giờ, sau đó thực hiện chiết ngấm kiệt với tốc độ tháo dịch từ 1-3 mL/phút, đến khi dịch ngấm kiệt gần như không có mùi; màu và vị rất nhạt. 
•  Để riêng 850 mL phần dịch chiết đầu. Phần dịch loãng sẽ được cô đặc ở nhiệt độ dưới 60°C đến khi còn khoảng 150 mL. Sau đó, phối hợp 150 ml này với 850 phần dịch chiết đầu, để lắng rồi lọc trong.

Bảo quản: nơi thoáng mát, bao bì kín. 

Tài liệu tham khảo

slide “cao thuốc” – TS Bùi Thị Thúy Luyện.

slide “đại cương về chiết xuất dược liệu” – Ths. Trần Trọng Biên

Xem thêm: Kem chống già hóa là gì? Các thành phần và kỹ thuật bào chế