Xây dựng quy trình chiết xuất SAC từ tỏi đen

TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 1-2014<br /> <br /> XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHIẾT XUẤT SAC TỪ TỎI ĐEN<br /> Vũ Đình Tiến*; Vũ Bình Dương*; Nguyễn Trọng Điệp*<br /> Nguyễn Văn Bạch*; Phan Đình Châu**<br /> TÓM TẮT<br /> Nghiên cứu đã xây dựng đƣợc quy trình chiết xuất cao tỏi đen bằng phƣơng pháp chiết siêu ở<br /> âm tần số 60 MHz, với dung môi là nƣớc (tỷ lệ dƣợc liệu/dung môi 1:10); chiết 02 lần trong thời gian<br /> 60 phút ở nhiệt độ 600C, cô cao ở nhiệt độ 600C dƣới áp suất giảm. Hiệu suất chiết SAC đạt 87,36%.<br /> * Từ khóa: Tỏi đen; Chiết xuất, SAC.<br /> <br /> PROCESS OF EXTRACTION OF SAC FROM BLACK GARLIC<br /> SUMMARY<br /> Ultrasound method for extraction of SAC from black garlic was established. Conditions of<br /> ultrasound extraction: frequency at 60 MHz, using water as the extraction solvent with ratio of 1:10<br /> (herbal/solvent); 02 times of extration, 60 min per time, temperature at 60 0C, remove solvent at 600C<br /> her high temperature under low pressure. Efficiency of SAC extraction reached 87.36%.<br /> * Key words: Black garlic; Extraction; SAC.<br /> <br /> ĐẶT VẤN ĐỀ<br /> Tỏi đã đƣợc sử dụng phổ biến trên thế<br /> giới cũng nhƣ ở Việt Nam để làm gia vị<br /> trong thực phẩm. Ngoài ra, tỏi còn có tác<br /> dụng quí nhƣ: tăng cƣờng miễn dịch, ức<br /> chế tế bào ung thƣ, phòng chống cúm,<br /> giảm mỡ máu... [1]. Tỏi khi đƣợc lên men<br /> trong điều kiện thích hợp sẽ tạo thành tỏi<br /> đen. Sản phẩm tỏi đen có vị ngọt, không<br /> cay, không mùi hôi [8]. Tỏi đen có một số<br /> hoạt chất tƣơng tự tỏi thƣờng nhƣng hàm<br /> lƣợng cao hơn: flavonoid, polyphenol, SAC...<br /> cao hơn [2, 4]. Tỏi đen có tác dụng có tác<br /> dụng chống oxy hóa, phòng chống ung thƣ,<br /> kích thích miễn dịch tốt hơn so với tỏi<br /> thƣờng... [7, 9]. Trong những năm gần đây,<br /> Học viện Quân y đã nghiên cứu thành công<br /> <br /> quy trình lên men tỏi thƣờng ở Việt Nam<br /> thành tỏi đen. Để bào chế sản phẩm thuốc,<br /> thực phẩm chức năng từ tỏi đen có hiệu<br /> quả cao cần phải xây dựng đƣợc quy trình<br /> chiết xuất, điều chế cao tỏi đen với hàm<br /> lƣợng hoạt chất cao. Xuất phát từ yêu cầu<br /> thực tế chúng tôi tiến hành nghiên cứu xây<br /> dựng chiết xuất SAC từ tỏi đen.<br /> NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP<br /> NGHIÊN CỨU<br /> 1. Nguyên vật liệu nghiên cứu.<br /> * Nguyên liệu:<br /> Tỏi đen do Trung tâm Nghiên cứu ng<br /> dông Sản xuất thuốc, Học viện Quân y cung cấp.<br /> <br /> * Học viện Quân y<br /> ** Viện Dinh Dưỡng<br /> Người phản hồi (Corresponding): Nguyễn Trọng Điệp (nguyentrongdiep_qy@yahoo.com.vn)<br /> Ngày nhận bài: 14/10/2013; Ngày phản biện đánh giá bài báo: 18/12/2013<br /> Ngày bài báo được đăng: 19/12/2013<br /> <br /> 57<br /> <br /> TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 1-2014<br /> <br /> * Hoá chất:<br /> - S-allyl -L- cystein chuẩn (Sigma).<br /> - MeOH, ACN đạt tiêu chuẩn HPLC<br /> (Merck).<br /> - Hoá chất: EtOH đạt tiêu chuẩn tinh<br /> khiết phân tích. Lactose đạt tiêu chuẩn<br /> DĐVN IV.<br /> <br /> chiết xuất; nhiệt độ chiết xuất và thời gian<br /> chiết xuất.<br /> - Chỉ tiêu đánh giá: lƣợng S-allyl-L-cystein<br /> (SAC) chiết đƣợc.<br /> * Định lượng SAC bằng HPLC:<br /> - Xử lý mẫu: cân chính xác 1,2 g bột cao<br /> khô tỏi đen, thêm 15 ml nƣớc cất, lắc siêu<br /> <br /> * Dụng cụ - thiết bị:<br /> <br /> âm trong 30 phút, ly tâm với tốc độ 3.500<br /> <br /> - Cân phân tích Sartorius (độ chính xác<br /> <br /> vòng/phút trong 5 phút. Gạn lấy dịch ly tâm.<br /> <br /> 0,1 mg).<br /> - Máy ly tâm lạnh Universal 320 (Hettich,<br /> Đức).<br /> - Hệ thống cất quay chân không Ellye<br /> (Nhật).<br /> - Máy chiết dƣới tác động của siêu âm<br /> SM30- CEP (Hàn Quốc).<br /> - Thiết bị chiết xuất cô đặc 200 lít (Trung<br /> Quốc).<br /> - Thiết bị phun sấy LPG5 (High speed<br /> centrifugal spraying dryer) (Trung Quốc).<br /> - Hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao<br /> Waters - 2695D (Mỹ).<br /> <br /> Bã đƣợc tiếp tục chiết nhƣ trên thêm 2 lần<br /> nữa. Tập trung các dịch vào bình định mức<br /> 50 ml, thêm nƣớc cất vừa đủ đến vạch, lắc<br /> đều. Lọc qua màng 0,45 µm đƣợc dung<br /> dịch tiêm sắc ký [3].<br /> - Điều kiện sắc ký: cột Luna Phenomenex<br /> C18 (5 m, 250 mm x 4,6 mm). Pha động:<br /> methanol - axít đệm phosphat 0,02 M pH = 3<br /> (12:88). Đệm phosphat 0,02 M pH = 3:dung<br /> dịch kali dihyrophosphat 0,02 M - triethylamin<br /> (100:0,3), điều chỉnh đến pH = 3,0  0,2 bằng<br /> axít phosphoric đặc. Detector UV:205 nm.<br /> <br /> - Một số dụng cụ, thiết bị nghiên cứu<br /> khác,...<br /> <br /> Tốc độ dòng: 0,7 ml/phút. Thể tích tiêm: 20 l.<br /> <br /> Nghiên cứu đƣợc thực hiện tại Trung<br /> tâm Đào tạo - Nghiên cứu Dƣợc và Trung<br /> tâm Nghiên cứu Ứng dụng Sản xuất thuốc,<br /> Học viện Quân y.<br /> <br /> KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ<br /> BÀN LUẬN<br /> 1. Kết quả khảo sát lựa chọn phƣơng<br /> pháp chiết xuất.<br /> <br /> 2. Phƣơng pháp nghiên cứu.<br /> <br /> Tiến hành chiết xuất với dung môi là nƣớc<br /> <br /> * Xây dựng quy trình chiết xuất:<br /> <br /> theo phƣơng pháp chiết nóng và chiết dƣới<br /> <br /> - Khảo sát lựa chọn phƣơng pháp chiết<br /> xuất: chiết nóng và chiết siêu âm gia nhiệt.<br /> - Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng: loại<br /> <br /> tác động của siêu âm gia nhiệt trên 03 mẻ<br /> nguyên liệu theo phƣơng pháp chiết siêu<br /> âm.<br /> <br /> dung môi và tỷ lệ dung môi/dƣợc liệu; số lần<br /> <br /> 59<br /> <br /> TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 1-2014<br /> <br /> Bảng 1: Kết quả chiết xuất tỏi đen bằng phƣơng pháp chiết nóng và chiết siêu âm (n = 3).<br /> PHƢƠNG PHÁP<br /> CHIẾT<br /> <br /> TỶ LỆ DUNG<br /> MÔI/DƢỢC<br /> LIỆU (l/kg)<br /> <br /> Chiết nóng với nƣớc<br /> <br /> Chiết siêu âm với<br /> nƣớc<br /> <br /> NHIỆT ĐỘ<br /> CHIẾT<br /> <br /> THỜI GIAN<br /> CHIẾT (giê)<br /> <br /> 0<br /> <br /> 10/1<br /> <br /> 60 C<br /> <br /> 0<br /> <br /> 10/1<br /> <br /> KHỐI LƢỢNG SAC<br /> (mg)/DỊCH CHIẾT<br /> <br /> HIỆU SUẤT<br /> CHIẾT(%)<br /> <br /> 1<br /> <br /> 123,50 ± 9,14<br /> <br /> 47,5<br /> <br /> 2<br /> <br /> 141,96 ± 11,64<br /> <br /> 54,6<br /> <br /> 5<br /> <br /> 150,28 ± 8,59<br /> <br /> 57,8<br /> <br /> 1<br /> <br /> 170,30 ± 12,43<br /> <br /> 65,5<br /> <br /> 2<br /> <br /> 182,52 ± 11,36<br /> <br /> 70,2<br /> <br /> 60 C<br /> <br /> Với phƣơng pháp chiết nóng, tiến hành chiết với khoảng thời gian khác nhau là 01, 02<br /> và 05 giờ đều cho khối lƣợng SAC thấp hơn so với chiết siêu âm. Do đó, phƣơng pháp chiết<br /> dƣới tác động của siêu âm đƣợc lựa chọn cho nghiên cứu.<br /> 2. Kết quả khảo sát các thông số của quy trình chiết xuất.<br /> * Ảnh hưởng của loại dung môi:<br /> Tiến hành chiết dƣới tác động của siêu âm tỏi đen với các loại dung môi khác nhau:<br /> nƣớc, ethanol 50% và ethanol 96% ở cùng tỷ lệ 10:1.<br /> Bảng 2: Ảnh hƣởng của loại dung môi đến hàm lƣợng SAC trong dịch chiết.<br /> THÔNG SỐ<br /> <br /> Khối lƣợng SAC (mg)<br /> <br /> NƢỚC TINH KHIẾT<br /> <br /> ETHANOL 50%<br /> <br /> ETHANOL 96%<br /> <br /> 170,3 ± 12,43<br /> <br /> 174,5 ± 12,19<br /> <br /> 179,9 ± 13,46<br /> <br /> 65,5<br /> <br /> 67,1<br /> <br /> 69,2<br /> <br /> Hiệu suất chiết (%)<br /> <br /> Khi tăng dần độ cồn, hiệu suất chiết xuất tăng dần. Tuy nhiên, mức độ tăng không đáng<br /> kể so với sử dụng nƣớc làm dung môi chiết xuất. Vì vậy, lựa chọn nƣớc làm dung môi để<br /> chiết xuất, vì nƣớc là dung môi giá thành rẻ, an toàn khi triển khai sản xuất ë quy m« công nghiệp.<br /> * Ảnh hưởng của số lần chiết:<br /> Bảng 3: Ảnh hƣởng của số lần chiết đến hàm lƣợng SAC trong dịch chiết.<br /> THÔNG SỐ<br /> <br /> Tỷ lệ dung môi/dƣợc liệu<br /> Khối lƣợng SAC (mg)<br /> Tổng hiệu suất chiết (%)<br /> Mức tăng hiệu suất so với lần chiết trƣớc<br /> <br /> CHIẾT 1 LẦN<br /> <br /> CHIẾT 2 LẦN<br /> <br /> CHIẾT 3 LẦN<br /> <br /> 10:1<br /> <br /> 10:1<br /> <br /> 10:1<br /> <br /> 170,3 ± 12,43<br /> <br /> 227,5 ± 14,33<br /> <br /> 237,12 ± 16,36<br /> <br /> 65,5<br /> <br /> 87,5<br /> <br /> 91,2<br /> <br /> -<br /> <br /> 22,0<br /> <br /> 3,7<br /> <br /> Khi tăng số lần chiết hiệu suất chiết tăng. Tuy nhiên, hiệu suất chiết của lần 3 không<br /> tăng nhiều so với lần 2. Do đó, lựa chọn chiết 2 lần là phù hợp.<br /> <br /> 60<br /> <br /> TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 1-2014<br /> <br /> * Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/dược liệu:<br /> Bảng 4: Ảnh hƣởng của tỷ lệ dung môi/dƣợc liệu đến hàm lƣợng SAC trong dịch chiết (n = 5).<br /> THÔNG SỐ<br /> <br /> CHIẾT 01 LẦN VỚI TỶ LỆ DUNG MÔI/DƢỢC LIỆU KHÁC NHAU<br /> <br /> Tỷ lệ dung môi/dƣợc liệu (l/kg)<br /> Khối lƣợng SAC (mg)<br /> <br /> 10:1<br /> <br /> 20:1<br /> <br /> 30:1<br /> <br /> 170,3 ± 12,43<br /> <br /> 204,36 ±15,33<br /> <br /> 229,58 ± 18,83<br /> <br /> 65,5<br /> <br /> 78,6<br /> <br /> 88,3<br /> <br /> -<br /> <br /> 13,1<br /> <br /> 9,7<br /> <br /> Hiệu suất chiết (%)<br /> Mức tăng hiệu suất so với lần chiết trƣớc<br /> <br /> Khi tăng tỷ lệ dung môi, hiệu suất chiết tăng. Khi tỷ lệ dung môi/dƣợc liệu là 20:1; chiết<br /> xuất một lần duy nhất cho hiệu suất chiết 78,6%, trong khi nếu chiết 2 lần với tổng lƣợng<br /> dung môi tƣơng tự, hiệu suất chiết của hai lần đạt 87,5%. Do đó, lựa chọn tỷ lệ dung<br /> môi/dƣợc liệu 10:1 và 2 lần chiết là phù hợp.<br /> * Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết xuất:<br /> Sau khi khảo sát đƣợc tỷ lệ dung môi chiết xuất, tiếp tục khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt<br /> độ chiết xuất. Tiến hành chiết xuất với nhiệt độ khác nhau, lần lƣợt là: 40 - 60 - 80 - 1000C.<br /> Bảng 5: Ảnh hƣởng của nhiệt độ chiết xuất hàm lƣợng SAC trong dịch chiết (n = 5).<br /> CHIẾT XUẤT Ở CÁC NHIỆT ĐỘ KHÁC NHAU<br /> 0<br /> <br /> THÔNG SỐ<br /> <br /> Tỷ lệ dung môi/ dƣợc liệu<br /> Khối lƣợng SAC trong<br /> dịch chiết (mg)<br /> Hiệu suất chiết (%)<br /> <br /> 600C<br /> <br /> 40 C<br /> <br /> 800C<br /> <br /> 1000C<br /> <br /> Lần 1<br /> <br /> Sau 2 lần<br /> <br /> Lần 1<br /> <br /> Sau 2 lần<br /> <br /> Lần 1<br /> <br /> Sau 2 lần<br /> <br /> Lần 1<br /> <br /> Sau 2 lần<br /> <br /> 10:1<br /> <br /> 10:1<br /> <br /> 10:1<br /> <br /> 10:1<br /> <br /> 10:1<br /> <br /> 10:1<br /> <br /> 10:1<br /> <br /> 10:1<br /> <br /> 164,32 ±<br /> 12,98<br /> <br /> 222,04 ±<br /> 20,43<br /> <br /> 170,3 ±<br /> 12,43<br /> <br /> 227,5 ±<br /> 14,33<br /> <br /> 159,64 ±<br /> 11,97<br /> <br /> 217,36 ±<br /> 18,26<br /> <br /> 63,2<br /> <br /> 85,4<br /> <br /> 65,5<br /> <br /> 87,5<br /> <br /> 61,4<br /> <br /> 83,6<br /> <br /> 151,84 ± 194,22 ±<br /> 11,54<br /> 16,51<br /> 58,4<br /> <br /> 74,7<br /> <br /> Nhiệt độ chiết xuất có ảnh hƣởng rõ rệt đến khối lƣợng SAC thu đƣợc trong dịch chiết.<br /> Nhiệt độ chiết xuất tỏi đen 600C cho hiệu suất cao nhất.<br /> * Ảnh hưởng của thời gian chiết xuất.<br /> Bảng 6: Ảnh hƣởng của thời gian chiết xuất đến hàm lƣợng SAC trong dịch chiết (n = 5).<br /> THỜI GIAN CHIẾT XUẤT (phót)<br /> THÔNG SỐ<br /> <br /> Tỷ lệ dung môi/dƣợc liệu<br /> Khối lƣợng SAC (mg)<br /> Hiệu suất chiết (%)<br /> <br /> 30 phút<br /> <br /> 60 phút<br /> <br /> 90 phút<br /> <br /> Lần 1<br /> <br /> Sau 2 lần<br /> <br /> Lần 1<br /> <br /> Sau 2 lần<br /> <br /> Lần 1<br /> <br /> Sau 2 lần<br /> <br /> 10:1<br /> <br /> 10:1<br /> <br /> 10:1<br /> <br /> 10:1<br /> <br /> 10:1<br /> <br /> 10:1<br /> <br /> 142,22 ±<br /> 11,95<br /> <br /> 199,68 ±<br /> 17,77<br /> <br /> 170,3 ±<br /> 12,43<br /> <br /> 227,5 ±<br /> 14,33<br /> <br /> 180,44 ±<br /> 12,45<br /> <br /> 232,96 ±<br /> 17,24<br /> <br /> 54,7<br /> <br /> 76,8<br /> <br /> 65,5<br /> <br /> 87,5<br /> <br /> 69,4<br /> <br /> 89,6<br /> <br /> Thời gian chiết chiết xuất tỏi đen thích hợp nhất là 60 phút.<br /> <br /> 61<br /> <br /> TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 1-2014<br /> <br /> * Kết quả chiết xuất tỏi đen:<br /> Từ các khảo sát ở trên, đã xác định đƣợc<br /> các thông số của quy trình chiết xuất nhƣ sau:<br /> <br /> dung môi chiết là nƣớc với tỷ lệ 1:10 (dƣợc<br /> liệu/dung môi); chiết 02 lần trong thời gian<br /> 60 phút ở nhiệt độ 600C, cô cao ở nhiệt độ 600C,<br /> áp suất giảm. Hiệu suất chiết đạt 87,36%.<br /> <br /> - Dung môi chiết xuất: nƣớc.<br /> - Tỷ lệ dƣợc liệu/dung môi: 10:1.<br /> <br /> 1. Đỗ Tất Lợi. Những cây thuốc và vị thuốc<br /> Việt Nam. NXB Y học. 1999, tr.181-182.<br /> <br /> - Số lần chiết: 02 lần.<br /> - Thời gian chiết: 60 phút/lần.<br /> - Nhiệt độ chiết: 600C.<br /> - Thiết bị chiết: máy chiết dƣới tác động<br /> của siêu âm SM30 (Hàn Quốc) dung tích 30<br /> lít, tần số siêu âm 60 MHz.<br /> Để đánh giá độ lặp lại của quy trình chiết<br /> xuất: tiến hành chiết xuất 05 mẻ khác nhau<br /> với cùng nguyên liệu tỏi đen, mỗi mẻ 01 kg<br /> nguyên liệu với các thông số quy trình nhƣ<br /> trên. Gộp phần dịch chiết lần 1 và 2 trộn<br /> đều, lấy mẫu và tiến hành định lƣợng SAC<br /> trong dịch chiết. Từ đó, tính khối lƣợng SAC<br /> chiết đƣợc.<br /> Bảng 7: Hàm lƣợng SAC trong 05 mẻ dịch<br /> chiết.<br /> KHỐI LƢỢNG<br /> SAC CHIẾT<br /> ĐƢỢC (mg)<br /> <br /> HIỆU SUẤT THU<br /> HỒI SAC (%)<br /> <br /> 229,32<br /> <br /> 88,2<br /> <br /> 2<br /> <br /> 220,48<br /> <br /> 84,8<br /> <br /> 3<br /> <br /> 217,36<br /> <br /> 83,6<br /> <br /> 4<br /> <br /> 241,02<br /> <br /> 92,7<br /> <br /> 5<br /> <br /> 227,50<br /> <br /> 87,5<br /> <br /> LÔ CHIẾT<br /> <br /> 1<br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> <br /> X ± SD<br /> <br /> 87,36 ± 3,53<br /> <br /> RSD%<br /> <br /> 4,04<br /> <br /> Khi chiết ở cùng điều kiện với 5 mẻ khác<br /> nhau, hiệu suất chiết khá tƣơng đồng với<br /> giá trị RSD% là 4,04%. Nhƣ vậy, điều kiện<br /> chiết xuất tỏi đen xây dựng có độ lặp lại<br /> cao.<br /> <br /> 2. Trần Thị Thanh Huyền. Nghiên cứu sơ bộ<br /> thành phần hoá học và tác dụng chống oxy hoá của<br /> tỏi đen Lý Sơn (Allium sativum L.). Khóa luận tốt<br /> nghiệp Dƣợc sỹ đại học, Học viện Quân y. 2012.<br /> 3. Chử Văn Mến, Vũ Bình Dương, Trịnh Nam<br /> Trung, Đào Văn Đôn. Nghiên cứu định lƣợng SAllyl-L-Cystein trong tỏi Lý Sơn bằng sắc ký lỏng<br /> hiệu năng cao. Tạp chí Y - Dƣợc học Quân sự.<br /> 2012, số 9, tr.7-13.<br /> 4. Hoàng Anh Tuấn. Nghiên cứu thành phần<br /> hóa học của tỏi Lý Sơn (Allium sativum L.)”, Khóa<br /> luận tốt nghiệp Dƣợc sỹ đại học. Học viện Quân<br /> y. 2010.<br /> 5. Nguyễn Thị Hồng Minh, Nguyễn Thị Thùy<br /> Ninh. Tối ƣu hóa quy trình sấy phun dịch cà chua,<br /> Tạp chí Khoa học và Phát triển. 2011, tập 9, số 6.<br /> 7. Tôn Nữ Minh Nguyệt, Đào Văn Hiệp.<br /> Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật sấy phun trong<br /> sản xuất bột Chanh dây. Tạp chí phát triển Khoa<br /> học và Công nghệ. 2006, tập 9, số 4.<br /> 8. Dana Wang, Yonghui Feng, Jun Liu. Black<br /> garlic (Allium sativum) extracts enhance the<br /> Immune system. Medicinal and Aromatic plant<br /> science and Biotechology. 2010, 4 (1), pp.37-40<br /> 9. Duk Ju Choi, Soo Jung Lee, Min Jung<br /> Kang, Hee Sook Cho, Nak Ju Sung, Jung Hye<br /> Shin. Physicochemical characteristics of black<br /> garlic (Allium sativum L). J. Korean Soc Food Sci<br /> Nut. 2008, 37 (4). pp.465-471.<br /> 10. Emiko Sato, Masahiro Kohno, Yoshimi<br /> Niwano. Increased anti-oxidative potency of garlic<br /> by spontaneous short-term fermentation. Plant<br /> Foods for Human Nutrition. 2006, 61, pp.157-160<br /> <br /> KẾT LUẬN<br /> Nghiên cứu xây dựng thành công quy<br /> trình chiết xuất cao tỏi đen 1:1 bằng phƣơng<br /> pháp chiết siêu âm tần số 60 MHz, sử dụng<br /> <br /> 62<br /> <br />