Chiết xuất hoạt chất sinh học là gì

Chiết xuất sinh học là gì?

Thông thường các nguyên liệu thô sử dụng trong sản xuất sản phẩm sau khi thu hoạch xong vẫn chưa thể đưa vào quy trình sản xuất trực tiếp được. Các nguyên liệu này cần phải trải qua một quá trình chiết xuất để thu được các tinh chất tự nhiên có trong nguồn nguyên liệu. Tuỳ vào tính chất đặc điểm của các loại nguyên liệu mà ta sử dụng các phương pháp chiết xuất khác nhau để có thể lấy được các hoạt chất cần thiết dưới nhiều dạng khác nhau từ dung dịch đến dạng cô đặc hay dạng bột sấy phun với các độ tinh khiết khác nhau.

Chiết xuất là phương pháp tách chiết các hoạt chất sinh học ra khỏi mô thực vật. Thông thường quá trình này sẽ được kết hợp sử dụng với các loại dung môi để có thể lấy được tối đa lượng hoạt chất và bảo quản chúng dưới dạng dung dịch. Sản phẩm thu được sau quá trình chiết xuất là một dung dịch của các chất hòa tan trong dung môi dung dịch này được gọi là dịch chiết.

Đây là quá trình đòi hỏi sự am hiểu tường tận về tính chất lý hoá của nguyên vật liệu để có thể chiết xuất các tinh chất của nó một cách hiệu quả nhất. Tại Alba Bio các chuyên gia đã và đang từng bước nghiên cứu và ứng dụng các kỹ thuật chiết xuất khác nhau để thu được tinh chất của nhiều nguồn nguyên liệu đa dạng. Hãy cùng tìm hiểu sâu hơn về cách thức chiết xuất hoạt chất sinh học để hiểu về quy trình sản xuất sản phẩm của chúng tôi.

4 Công đoạn chiết xuất

Đây là bước tách chiết các hoạt chất hay nguyên liệu mong muốn khỏi các nguyên liệu thô. Việc chiết xuất các sản phẩm tự nhiên trải qua các giai đoạn sau

• Giai đoạn 1: Cho dung môi tiếp xúc trực tiếp với nguyên liệu thông qua nhiều phương pháp khác nhau. Dung môi sẽ ngấm vào nguyên liệu.
• Giai đoạn 2: Các chất tan trong nguyên liệu sẽ hòa tan trong dung môi;
• Giai đoạn 3: Các chất tan được khuếch tán ra khỏi khối nguyên liệu thô;
• Giai đoạn 4: Các chất hòa tan được thu thập.

Bất kỳ yếu tố nào tăng cường độ khuếch tán và độ hòa tan trong các bước trên sẽ được ứng dụng triệt để. Chẳng hạn như nhiệt độ chiết và thời gian chiết sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất chiết xuất, các tính chất của dung môi, kích thước hạt của nguyên liệu thô và nồng độ trích ly (solvent to solid ratio).

CHIẾT XUẤT TRONG Y HỌC CỔ TRUYỀN

Từ xa xưa các thầy thuốc đã biết tận dụng dược tính trong các nguyên liệu trong thiên nhiên để chữa các bệnh cho con người.

Việc nghiên cứu đặc tính của các nguyên liệu trong thiên nhiên để tách chiết các hoạt tính sinh học quan trọng trong việc chữa trị các vấn đề về sức khoẻ luôn là mối quan tâm của các dược sĩ và thầy thuốc. Việc này đòi hỏi các nhà nghiên cứu dược liệu phải luôn phát triển các kỹ thuật chiết xuất chuyên biệt  để có thể thu được các hoạt chất mong muốn với hiệu suất tốt nhất trong nhiều loại nguyên liệu.

CHIẾT XUẤT TRONG GIA CÔNG SẢN PHẨM

Các loài thực vật có chứa các hoạt chất sinh học được ứng dụng rộng rãi trong việc sản xuất gia công các sản phẩm chăm sóc sức khỏe. Tuy nhiên nồng độ các hoạt chất này chịu nhiều ảnh hưởng bởi các yếu tố như địa lý, nhiệt độ, khí hậu cùng một loài nhưng tồn tại ở nhiều thể khác nhau. Các chuyên gia về công thức sản phẩm sẽ phải nghiên cứu, lựa chọn các đặc điểm này, đưa ra phương pháp tách chiết tối ưu nhất để thu được các hoạt chất mong muốn ứng dụng trong các sản phẩm của họ.

Ngày nay với sự cạnh tranh của nhiều loại thực phẩm bảo vệ sức khỏe khác nhau khả năng tìm ra nhiều hoạt tính sinh học tăng cường đặc tính phục hồi chức năng của cơ thể… hoặc giúp bảo quản sản phẩm và thân thiện với người dùng trong các nguồn nguyên liệu thô và chiết xuất được các sản phẩm này sẽ là yếu tố then chốt giúp cho doanh nghiệp nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường.

TẦM QUAN TRỌNG CỦA CHIẾT XUẤT NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT

Tách chiết được hợp chất có lợi trong nguyên liệu để đem lại công dụng hiệu quả cao nhất.

Loại bỏ các tạp chất gây hại do trong quá trình sơ chế sẽ không tránh khỏi nguyên liệu bị ẩm mốc, sâu, mọt cũng như giảm bớt độc tính của nguyên liệu.

Hỗ trợ trong việc chế biến nguyên liệu thành các dạng khác nhau để dễ bảo quản và giúp cho việc pha trộn các công thức sản phẩm được nhanh gọn và dễ dàng trong quá trình gia công các sản phẩm chăm sóc sức khỏe.

Thay đổi tính năng của nguyên liệu để dễ hoà tan, đồng hoá và dể thấm hút với các nguyên liệu khác.

NGUYÊN LIỆU THÔ DÙNG TRONG CHIẾT XUẤT

Chủ yếu là các loài thực vật có thể được xử lý và sơ chế để thu lấy một bộ phận của nguyên liệu như cành, lá hoặc hoa hoặc toàn bộ cây. Tuy nhiên tuỳ thuộc vào thời điểm thu hoạch, sự khác biệt giữa vị trí địa lý và khí hậu, đặc điểm của đất và giống cây trồng mà các hoạt chất sinh học của cây sẽ bị ảnh hưởng

DUNG MÔI ĐỂ CHIẾT XUẤT NGUYÊN LIỆU GIA CÔNG SẢN PHẨM

Việc lựa chọn dung môi là rất quan trọng trong quá trình chiết xuất. Tính chọn lọc, độ hòa tan, chi phí và an toàn nên được xem xét trong việc lựa chọn dung môi. Cơ sở để lựa chọn dung môi chiết xuất là dựa vào đặc tính của chất tan là chất cần chiết xuất trong dung môi và tính chất vật lý, độ phân cực của dung môi.

Có hai cách để phân biệt các loại dung môi. Một là dựa trên quá trình tổng hợp mà người ta chia làm 2 loại dung môi hữu cơ hay vô cơ. Hầu hết dung môi hữu cơ được sử dụng  trong quá trình gia công sản phẩm. Hai là dựa vào độ phân cực của dung môi mà ta có dung môi phân cực hay không phân cực. Hằng số điện môi của dung môi xác định độ phân cực của dung môi. Nước là một dung môi có tính phân cực mạnh. Hằng số phân cực của nước được lấy làm tiêu chuẩn ở nhiệt độ 20^oC là 80,10. Các loại dung môi có hằng số điện môi nhỏ hơn 15 thì được xem là không có tính phân cực.

Phân loại dung môi trong chiết xuất dược liệu chia làm các nhóm:

• Nhóm 1 gồm các dung môi phân cực lưỡng cực như: Dichloromethane, Tetrahydrofuran, Dimethyl sulfoxide…
• Nhóm 2 gồm các dung môi phân cực không lưỡng cực: Nước, Acetic acid…
• Nhóm 3 gồm các dung môi không phân cực không lưỡng cực: CHCl3 (‎Clorofom), Diethyl ether..

KỸ THUẬT CHIẾT XUẤT

Đa số các tinh chất tự thu được bằng cách chiết xuất nguyên liệu thông qua bốn kỹ thuật:

• Nén/ép: được sử dụng khi chất có hàm lượng dầu trong nguyên liệu dồi dào và dễ dàng thu được.
• Hấp thụ: được thực hiện bằng cách ngâm trong rượu.
• Ngâm: là phương pháp chiết xuất hoạt chất bằng cách cho dung môi chảy rất chậm qua khối nguyên liệu đựng trong dụng cụ
• Chưng cất: là quá trình được kết hợp sau khi ngâm nguyên liệu chiết xuất để chiết xuất tinh chất dưới dạng hơi và sau khi qua hệ thống ngưng tụ sẽ thu được sản phẩm chiết xuất dưới dạng lỏng

CÁC CƠ CHẾ VẬT LÝ XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH CHIẾT XUẤT

QUÁ TRÌNH KHUẾCH TÁN

Đây là hiện tượng vật lý xảy ra khi vật chất từ nơi có nồng độ cao sẽ di chuyển đến nơi có nồng độ thấp hơn hoặc khi hai vật chất di chuyển từ nơi có nhiệt độ cao sang nơi có nhiệt độ thấp hơn. Các nguyên liệu chiết xuất sẽ được kết hợp với các loại dung môi. Các phân tử cần chiết xuất trong nguyên liệu sẽ dịch chuyển và hoà tan vào dung môi. Dưới tác động của nhiệt độ hỗn hợp này sẽ bốc hơi và luồng hơi này sẽ được cho qua hệ thống ngưng tụ để thu được các hợp chất mong muốn. Tuỳ vào mục đích sử dụng mà các chất thu được sẽ ở dạng lỏng, cô đặc hoặc sẽ được xử lý sâu hơn

 QUÁ TRÌNH THẨM THẤU

Đây là một quá trình khuếch tán giữa các chất tan trong 2 dung dịch thông  qua một màng bán thấm. Tuỳ thuộc vào nồng độ chất tan và kích thước phân tử giữa dung môi và các tinh chất muốn chiết xuất nguyên liệu mà tinh chất sẽ di chuyển từ nơi có nồng độ hoà tan cao đến nơi có nồng độ hoà tan thấp hơn. Màng bán thấm có tác dụng lọc các phân tử có kích thước nhỏ và ngăn các phân tử có kích thước lớn di chuyển qua dung dịch có nồng độ thấp hơn.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất nguyên liệu:

• Bản chất của chất tan
• Dung môi chiết xuất
• Nhiệt độ chiết xuất
• Áp suất trong quá trình chiết xuất
• Cấu tạo của vách tế bào
• Kích thước của tiểu phân bột dược liệu

Khi nắm được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất chúng ta có thể tối ưu hóa quá trình chiết xuất dược liệu để thu được kết quả tốt.

Kết quả của quá trình chiết xuất sinh học sẽ thu được các thành phẩm như: tinh dầu, dung dịch hoặc cao chiết!

Tóm lại, quá trình chiết xuất sinh học là một quá trình phức tạp đòi hỏi công nghệ và chuyên môn cao của các chuyên gia, nhằm thu được các hoạt chất sinh học như mong muốn từ các nguồn dược liệu. Từ đó có thể tạo nên các sản phẩm với hoạt tính sinh học cao, hỗ trợ điều trị hiệu quả và giá thành phù hợp!