Đề tài Nghiên cứu công nghệ chiết tách một số chế phẩm thiên nhiên có giá trị kinh tế cao bằng CO2 lỏng ở trạng thái siêu tới hạn

MỤC LỤC CHƯƠNG I : TỔNG QUAN 1.1 Công nghệ chiết xuất bằng CO 2 siêu tới hạn (Supercritical CO 2 - SCO 2 ) 2 1.1.1 Vài nét về trạng thái siêu tới hạn 2 1.1.2 Lùa chän dung m«i CO 2 siªu tíi h¹n trong chiết tách 4 1.1.2.1 TÝnh tan cña c¸c chÊt trong CO 2 siªu tíi h¹n 5 1.1.2.2 Sö dông dung m«i hỗ trợ trong quá trình chiết xuất bằng SCO 2 5 1.1.2.3 Ảnh hưởng của áp suất và nhiệt độ tới hệ số khuyếch tán (D) của các chất tan trong SCO 2 6 1.1.3 Một số ứng dụng của công nghệ chiết xuất các sản phẩm thiên nhiên bằng CO 2 siêu tới hạn trên thế giới 8 1.1.3.1 T¸ch cafein trong Cµ phª vµ ChÌ 9 1.1.3.2 ChiÕt xuất ho¹t chÊt tõ hoa Huplon 10 1.1.3.3 Chiết xuất các chất cú ho?t tớnh sinh học, tinh dầu và các chất thơm từ thảo d-ợc bằng công nghệ s? d?ng SCO 2 1.2 Các đối tượng lựa chọn nghiên cứu của đề tài 13 1.2.1 Cây Chè (Camellia sinensis (L.) Kuntze) và một số nghiên cứu về thành phần polyphenol từ lá Chè xanh 13 1.2.1.1 Cây Chè, Camellia sinensis (L.) Kuntze 13 1.2.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ Chè trong n-ớc và trên thế giới 1.2.1.3 Vài nét về thµnh phÇn hóa häc cña ChÌ 14 1.2.1.4 Các tác dụng sinh học của Chè 14 1.2.1.5 Chiết xuÊt polyphenol tõ lá ChÌ xanh 16 1.2.2 Hoa Bưởi và một số nghiên cứu về tinh dầu hoa Bưởi 19 1.2.2.1 Cây Bưởi, Citrus maxima (Burn.) Merrill., Rutaceae, nguôn gốc và đặc điểm hình thái 19 1.2.2.2 Tinh dÇu hoa vµ vá B−ëi 19 a/ Thµnh phÇn ho¸ häc cña tinh dÇu hoa B−ëi 19 b/ Thµnh phÇn ho¸ häc cña tinh dÇu vá B−ëi 21 vi 1.2.3 Hương bài và các nghiên cứu về hóa học của tinh dầu rễ Hương bài 23 1.2.3.1 Cây Hương bài, nguồn gốc, đặc điểm hình thái, trồng trọt và thu hoạch 23 a/ Nguồn gốc và đặc điểm hình thái 23 b/ Sinh trưởng, phát triển và nhân giống Vetiver 23 c/ Thu hoạch, phân loại và bảo quản rễ 1.2.3.2 TÝnh chÊt ho¸ lý vµ thµnh phÇn ho¸ häc cña tinh dÇu Vetiver 24 1.2.3.3 Giá trị sử dụng cña tinh dÇu Vetiver 26 1.2.3.4 Tình hình sản xuất tinh dầu Vetiver trên thế giới và ở Việt Nam a/ Trên thế giới 27 b/ Ở việt nam 28 1.2.4 Cây Nhài và các nghiên cứu chiết xuất tinh dầu hoa Nhài 29 1.2.4.1 Cây Nhài 29 1.2.4.2 Thµnh phÇn vµ tÝnh chÊt cña tinh dÇu hoa Nhµi 29 1.2.4.3 Một số kỹ thuật khai thác tinh dầu hoa Nhài 32 1.2.4.4 Công nghệ chiết concrete hoa Nhài bằng SCO 2 33 a/ Sản xuất Absolute bằng cách dïng SCO 2 chiÕt Concrete Nhµi 33 b/ Sản xuất concrete Nhài b»ng c¸ch dïng SCO 2 chiÕt hoa Nhµi 33 CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu 35 2.1.1 Lá Chè xanh, Camellia sinensis (L.) Kuntze, Theaceae 35 2.1.2 Hoa Bưởi, Citrus maxima (Burn.) Merrill, Rutaceae 35 2.1.3 Rễ Vetiver, Vetiveria zizanioides (L.) Nash., Poaceae 35 2.1.4 Hoa Nhài, Jasminum sambac (L.) Ait., Oleaceae 35 2.2 Thiết bị và phương pháp nghiên cứu 36 2.2.1 Nghiên cứu kỹ thuật chiết mẫu thực vật bằng SCO 2 36 a/ Thiết bị SFT-250 36 b/ Nguyªn lý ho¹t ®éng 37 c/ Tối ưu hóa các điều kiện công nghệ chiÕt bằng SCO 2 theo quy hoạch hóa thực nghiệm 38 2.2.2 Chiết và chưng cất các mẫu đối chứng theo các kỹ thuật truyền thống 40 a/ Chiết đối chứng bằng Soxhlet 40 b/ Chưng cất tinh dầu theo cách lôi cuốn hơi nước bằng Clevender 40 2.2.3 Các thiết bị và phương pháp phân tích chế phẩm chiết xuất 40 a/ Phân tích 40 b/ Chuẩn độ axít - bazơ 41 vii c/ Các phương pháp khác 41 2.2.4 Các thiết bị hỗ trợ 41 CHƯƠNG III : THỰC NGHIỆM 3.1 ChiÕt xuÊt polyphenol tõ lá ChÌ xanh 42 3.1.1 ChiÕt xuÊt polyphenol tõ lá ChÌ xanh b»ng SCO 2 42 3.1.2 ChiÕt polyphenol tõ l¸ ChÌ xanh b»ng kü thuËt truyÒn thèng 42 3.1.3 §¸nh gi¸ chÊt l−îng chÕ phÈm polyphenol 43 3.2 ChiÕt xuÊt concrete hoa B−ëi 44 3.2.1 ChiÕt xuÊt concrete từ hoa B−ëi b»ng SCO 2 44 3.2.2 ChiÕt concrete hoa B−ëi bằng n-hexan 44 3.2.3 Ph©n tÝch xác định thµnh phÇn tinh dÇu và concrete Hoa B−ëi 45 3.3 ChiÕt xuất Vetiver concrete 45 3.3.1 Chiết xuất Vetiver concrete bằng SCO 2 45 3.3.2 Chưng cất lôi cuốn hơi nước tinh dÇu Vetiver 45 3.3.3 Ph©n tÝch tinh dÇu và Vetiver concrete 46 3.3.4 B¶o qu¶n tinh dÇu 46 3.4 Chiết xuất concrete hoa Nhài 46 3.4.1 Chiết xuất concrete từ hoa Nhài bằng CO 2 lỏng siêu tới hạn 46 3.4.2 Chiết xuất concrete từ hoa Nhài bằng n-hexan 47 3.4.3 Ph©n tÝch tinh dÇu và concrete hoa Nhài 47 CHƯƠNG IV : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Nghiên cứu công nghệ chiÕt xuất polyphenol tõ ChÌ xanh 48 4.1.1 Nghiên cứu công nghệ chiết nguyên liệu Chè xanh b»ng SCO 2 48 4.1.1.1 M« h×nh hóa thùc nghiÖm xác định các thông số trạng thái SCO 2 và nồng độ co-solvent 48 4.1.1.2 Kh¶o s¸t ¶nh h−ëng cña thêi gian chiÕt - tû lÖ dung m«i SCO 2 /nguyªn liÖu tới hàm lượng thu được của s¶n phÈm 49 4.1.2 Chiết polyphenol từ lá chè xanh bằng dung môi hữu cơ 51 4.2 Nghiên cứu công nghệ chiết xuất concrete từ hoa Bưởi 52 4.2.1 Nghiên cứu sử dụng SCO 2 chiết concrete hoa Bưởi 52 4.2.1.1 Mô hình hóa thực nghiệm xác định điều kiện chiết xuất tối ưu 52 4.2.1.2 Ảnh hưởng của thời gian tiến hành chiết xuất và tỷ lệ dung môi SCO 2 /nguyên liệu chiết tới hàm lượng của concrete thu được 53 4.2.1.3 Ảnh hưởng của tình trạng nguyên liệu tới hàm lượng thu được của concrete 54 4.2.2 Nghiên cứu chiết xuất concrete hoa Bưởi bằng bằng n-hexan 56 4.2.3 Ph©n tÝch thµnh phÇn tinh dÇu thu được từ hoa B−ëi theo hai phương pháp chiết bằng n-Hexan và bằng SCO 2 57 4.3 Nghiên cứu công nghệ chiết xuất concrete từ rễ Vetiver 59 4.3.1 Nghiên cứu công nghệ chiết rễ Vetiver bằng SCO 2 59 4.3.1.1 Mô hình hóa thực nghiệm để tìm điều kiện chiết xuất 59 4.3.1.2 Nghiên cứu mức độ ảnh hưởng của tình trạng nguyên liệu tới kết quả chiết concrete từ rễ Vetiver 60 4.3.3 Ph©n tÝch thµnh phÇn tinh dÇu Vetiver đã ®−îc điều chế bằng hai ph−¬ng ph¸p cÊt lôi cuèn h¬i n−íc và chiết bằng SCO 2 62 4.4 Nghiên cứu c«ng nghÖ chiÕt xuất concrete hoa Nhµi bằng SCO 2 64 4.4.1 Nghiên cứu công nghệ chiết concrete hoa Nhµi b»ng SCO 2 64 4.4.1.1 M« h×nh hóa thùc nghiÖm xác định điều kiện tối ưu quá trình chiết bằng SCO 2 với co-solvent 64 4.4.1.2 Ảnh hưởng của thời gian chiết và tỷ lệ dung môi SCO 2 /nguyên liệu tới hàm lượng concrete thu được 65 4.4.1.3 Ảnh hưởng của nguyên liệu tới hàm lượng thu được của concrete hoa Nhài 67 4.4.2 ChiÕt tinh dÇu hoa Nhµi b»ng n-hexan 68 4.4.3 Ph©n tÝch thµnh phÇn tinh dầu hoa Nhài thu được theo hai phương pháp chiết bằng n-hexan và bằng SCO 2 69 CHƯƠNG V TÓM TẮT ĐỀ ÁN SẢN XUẤT HƯƠNG LIỆU VÀ CÁC HOẠT CHẤT SINH HỌC TỪ NGUỒN THỰC VẬT 5.1 Phương án sản xuất concrete từ hoa Nhài, hoa Bưởi và rễ Vetiver 70 5.2 Phương án sản xuất polyphenol từ lá chè xanh công suất 400 kg/ngày 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77

137 trang | Chia sẻ: maiphuongtl | Lượt xem: 1958 | Lượt tải: 5

Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Nghiên cứu công nghệ chiết tách một số chế phẩm thiên nhiên có giá trị kinh tế cao bằng CO2 lỏng ở trạng thái siêu tới hạn, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Start:10h12 - mmÉu=200g T=450C P=120bar t=270phút mtd=0,845g 08/05/04 Start:10h45 - mmÉu=200g T=450C P=120bar t=270phút mtd=0.849 09/05/04 Start:12h30 - mmÉu=200g T=450C P=168,40bar t=270phút mtd=0.884 10/05/04 Start:11h30 - mmÉu=200g T=450C P=168,40bar t=270phút mtd=0.879 12/05/04 Start:11h30 - mmÉu=200g T=270C P=120bar t=270phút mtd=0.811 13/05/04 - mmÉu=200g mtd=0.824 Start:9h30 T=270C P=120bar t=270phút 14/05/04 Start:10h30 - mmÉu=200g T=63,20C P=120bar t=270phút mtd=0.884 15/05/04 Start:10h30 - mmÉu=200g T=63,20C P=120bar t=270phút mtd=0.879 16/05/04 Start:11h30 - mmÉu=200g T=450C P=72bar t=270phút mtd=0.474 17/05/04 Start:11h30 - mmÉu=200g T=450C P=72bar t=270phút mtd=0.470 18/05/04 Start:11h - mmÉu=200g T=300C P=80bar t=60phút t=480phút mtd=0.199 mtd=0.969 19/05/04 Start:11h - mmÉu=200g T=300C P=80bar t=60phút t=480phút mtd=0.209 mtd=0.973 20/05/04 Start:7h25 - mmÉu=200g T=600C P=80bar t=480phút mtd=0.882 21/05/04 Start:8h15 - mmÉu=200g T=600C P=80bar t=480phút mtd=0.879 21/05/04 Start:13h - mmÉu=200g T=600C P=160bar t=60phút mtd=0.234 22/05/04 Start:14h45 - mmÉu=200g T=600C P=160bar t=60phút mtd=0.238 22/05/04 Start:7h30 - mmÉu=200g T=600C P=80bar t=60phút mtd=0.144 23/05/04 Start:8h15 - mmÉu=200g T=600C P=80bar t=60phút mtd=0.155 23/05/04 Start: 15h20 - mmÉu=200g T=300C P=160bar t=60phút mtd=0.194 24/05/04 Start: 7h45 - mmÉu=200g T=300C P=160bar t=480phút mtd=0.973 25/05/04 Start:8h00 - mmÉu=200g T=300C P=160bar t=480phút mtd=0.971 26/05/04 Start:10h - mmÉu=200g T=450C P=120bar t=14,80phút mtd=0.016 26/05/04 Start:15h - mmÉu=200g T=450C P=120bar t=14,80phút mtd=0.012 27/05/04 Start:8h15 - mmÉu=200g T=600C P=116,8bar t=417phút mtd=1.0932 Thí nghiệm lặp để kiểm chứng 28/05/04 Start:8h30 - mmÉu=200g T=600C P=116,8bar t=417phút mtd=1.0977 29/05/04 Start:8h15 - mmÉu=200g T=600C P=116,8bar t=417phút mtd=1.0732 30/05/04 Start:9h15 - mmÉu=200g Ảm 23% T=600C P=116,8bar t=4h; t=6h; t=8h; t=10 mtd=0.3542(4h) mtd=0.4774(6h) mtd=0.539(8h) mtd=0.539(10h) Thí nghiệm về ảnh hưởng của độ ẩm 31/05/04 Start:9h15 - mmÉu=200g Ảm 17,12% T=600C P=116,8bar t=4h; 6h; 8h; 10h mtd=0.4476(4h) mtd=0.4973(6h) mtd=0.5967(8h) mtd=0.6299(10h) 2. Ph−¬ng ph¸p chiÕt b»ng CO2 có etanol làm cosolvent Nguyªn liÖu ®−îc nghiÒn nhá cho vµo tói v¶i. Sau khi chiÕt xong b· l¹i tiÕp tôc ®−îc ®em ch−ng cÊt Ngµy TN §iÒukiÖn thÝ nghiÖm KÕt qu¶ NhËn xÐt 11/01/05 - mmÉu=145g QT chiÕt b»ng CO2 - T = 60-610C - P = 140 bar - Thêi gian chiÕt: 7 giê QT chiÕt b»ng CO2-EtOH - VEtOH = 20 ml - Thêi gian chiÕt sau khi thªm cån :4 giê QT cÊt b· ®· chiÕt CO2 QT chiÕt b»ng CO2 mtd1=0,909g H1=0,606% QT chiÕt b»ng CO2-EtOH mtd2=0,0367g H2=0,0285% Htotal =0,6261% QT cÊt b· ®· chiÕt CO2 mtd=0 B· sau khi chiÕt ®em ch−ng cuèn h¬i n−íc kh«ng thu thªm ®−îc tinh dÇu 18/01/05 mmÉu=242,4 2g QT chiÕt b»ng CO2 - T =600C - P =160 bar - Thêi gian chiÕt:3 giê QT chiÕt b»ng CO2-EtOH - VEtOH =17 ml(1%mol so víi CO2) -Thêi gian chiÕt sau khi thªm cån :6 giê §iÒu kiÖn chiÕt: T =600C P =160 bar QT cÊt b· ®· chiÕt CO2 QT chiÕt b»ng CO2 mtd1=0,9798g H1=0.407% QT chiÕt b»ng CO2-EtOH mtd2=0,4695g H2=0,2182% Htotal =0,6250% QT cÊt b· ®· chiÕt CO2 Voil=0,25ml mtd=0,2499g Hd−=0,09767% B· sau khi chiÕt ®em ch−ng cuèn h¬i n−íc thu ®−îc kh«ng đáng kể tinh dÇu Thí nghiệm chiết polyphenol từ chè xanh Ngµy TN §iÒukiÖn tiÕn hµnh KÕt qu¶ NhËn xÐt 16/08/04 Start:8h35 - mmÉu=100g T=600C P=300bar C=10 mp=0.4298 g Bắt đầu phần thí nghiệm của quy hoạch trực giao 17/08/04 Start:8h45 - mmÉu=100g T=600C P=300bar C=10 mP=0.4489 g 18/08/04 Start:9h20 - mmÉu=100g T=600C P=300bar C=5 mp=0.42975 19/08/04 Start:10h35 - mmÉu=100g T=600C P=300bar C=5 mP=0.41065 20/08/04 Start:9h - mmÉu=100g T=700C P=220bar C=5 mp=0.29605 218/08/04 Start:11h - mmÉu=100g T=700C P=220bar C=5 mP=0.3056 24/08/04 Start:9h30 - mmÉu=100g T=700C P=300bar C=5 mp=0.41065 25/08/04 Start:8h35 - mmÉu=100g T=700C P=300bar C=5 mp=0.42975 26/08/04 Start:7h20 - mmÉu=100g T=700C P=220bar C=10 mp=0.33425 27/08/04 Start:9h15 - mmÉu=100g T=700C P=220bar C=10 mp=0.3438 28/08/04 Start:8h15 - mmÉu=100g T=700C P=300bar C=10 mp=0.41065 29/08/04 Start:10h - mmÉu=100g T=700C P=300bar C=10 mp=0.4202 31/08/04 - mmÉu=100g mp=0.42975 Start:9h T=600C P=300bar C=5 1/09/04 Start:8h45 - mmÉu=100g T=600C P=300bar C=5 mp=0.41065 04/09/04 Start: 9h15 - mmÉu=100g T=600C P=220bar C=5 mp=0.23875 05/09/04 Start: 8h 45 - mmÉu=100g T=600C P=220bar C=5 mp=0.21965 06/09/04 Start:8h00 - mmÉu=100g T=600C P=220bar C=10 mp=0.3056 07/09/04 Start:9h15 - mmÉu=100g T=600C P=220bar C=10 mp=0.27695 08/09/04 Start:8h45 - mmÉu=100g T=650C P=308,6bar C=7,5 mp=0.49087 09/09/04 Start:10h - mmÉu=100g T=650C P=308,6bar C=7,5 mp=0.47941 08/09/04 Start:9h30 - mmÉu=100g T=650C P=211.4bar C=7,5 mp=0.33903 09/09/04 Start:9h40 - mmÉu=100g T=650C P=211.4bar C=7,5 mp=0.32948 10/09/04 Start:9h00 - mmÉu=100g T=650C P=260bar C=10,54 mp=0.41065 11/09/04 Start:10h - mmÉu=100g T=650C P=260bar C=10,54 mp=0.4011 12/09/04 Start:8h18 - mmÉu=100g T=650C P=260bar C=4,46 mp=0.26072 13/09/04 Start:7h45 - mmÉu=100g T=650C P=260bar mp=0.2483 C=4,46 14/09/04 Start:8h20 - mmÉu=100g T=650C P=260bar C=7.5 mp=0.4011 15/09/04 Start:8h30 - mmÉu=100g T=650C P=260bar C=7.5 mp=0.4011 16/09/04 Start:9h15 - mmÉu=100g T=71.10C P=260bar C=7.5 mp=0.44885 17/09/04 Start:9h20 - mmÉu=100g T=71.10C P=260bar C=7.5 mp=0.4393 18/09/04 Start:8h30 - mmÉu=100g T=590C P=260bar C=7.5 mp=0.41065 19/09/04 Start: - mmÉu=100g T=590C P=260bar C=7.5 mp=0.37245 kết thúc phần thí nghiệm trực giao 25/09/04 Start:9h30- 12h50 - mmÉu=100g t=3h T=590C P=300bar C=10 mp=0,4842 h=0,507 phần thí nghiệm lặp 26/09/04 Start:10h15- 13h15 - mmÉu=100g t=3h T=590C P=300bar C=10 mp=0,5071 h=0,531 phần thí nghiệm lặp 27/09/04 Start: 7h30- 15h25 - mmÉu=100g T=590C P=300bar C=10 t mp(g) 8h30 0.20437 9h35 0.312285 10h30 0.51379 11h30 0.549125 12h30 0.556765 13h30 0.56154 14h35 0.56345 15h35 0.56345 phần thí nghiệm lặp và ảnh hưởng của thời gian chiết 28/09/04 Start:10h45- 13h45 - mmÉu=200g t=3h T=590C P=300bar C=10 mp=0,9588 h=0,502 khảo sát tỉ lệ dung môi nguyên liệu 29/09/04 Start:11h15- 14h15 - mmÉu=250g t=3h T=590C P=300bar C=10 mp=1,1579 h=0,458 30/09/04 - mmÉu=150g t=3h mp=0,7549 Start:10h15- 13h15 T=590C P=300bar C=10 h=0,527 01/10/04 Start:10h25- 13h35 - mmÉu=50g t=3h T=590C P=300bar C=10 mp=0,2578 h=0,54 Thí nghiệm chiết Tinh dầu hoa Nhài Ngµy TN §iÒukiÖn tiÕn hµnh KÕt qu¶ NhËn xÐt 06/06/04 Start:10h- 10hday 10/06 - mmÉu=1000g- 3mẫu dm/NL=1/3. Ngâm kiệt M1ccret=0.3664g M1Abs=0.1649g M2ccret=0.3777 M2Abs=0.1888g M3ccret=0.3975g M3Abs=0.1888g Chiết dung môi n-Hexan 06/06/04 Start:8h30 - mmÉu=500g T=300C P=100bar C=0.5 mtd=0.1473g Thí nghiệm cho kế hoạch trực giao 07/06/04 Start: 8h15 - mmÉu=500g T=300C P=100bar C=0.5 mtd=0.1501g 08/06/04 Start: 9h45 - mmÉu=500g T=300C P=100bar C=5 mtd=0.1317 09/06/04 Start:8h50 - mmÉu=500g T=300C P=100bar C=5 mtd=0.1283 10/06/04 Start:9h10 - mmÉu=500g T=300C P=140bar C=5 mtd=0.1382 11/06/04 Start:8h30 - mmÉu=500g T=300C P=140bar C=5 mtd=0.1375 12/06/04 Start:10h20 - mmÉu=500g T=300C P=140bar C=0.5 mtd=0.1536 13/06/04 - mmÉu=500g mtd=0.1557 Start:9h15 T=300C P=140bar C=0.5 14/06/04 Start:9h20 - mmÉu=500g T=600C P=140bar C=0.5 mtd=0.1452 15/06/04 Start:10h35 - mmÉu=500g T=600C P=140bar C=0.5 mtd=0.1416 16/06/04 Start:9h30 - mmÉu=500g T=600C P=140bar C=5 mtd=0.1394 17/06/04 Start:8h15 - mmÉu=500g T=600C P=140bar C=5 mtd=0.1359 18/06/04 Start:8h45 - mmÉu=500g T=600C P=100bar C=5 mtd=0.1036 19/06/04 Start:9h00 - mmÉu=500g T=600C P=100bar C=5 mtd=0.1001 22/06/04 Start:8h00 - mmÉu=500g T=600C P=100bar C=0.5 mtd=0.1113 23/06/04 Start:9h15 - mmÉu=500g T=600C P=100bar C=0.5 mtd=0.1078 24/06/04 Start:9h00 - mmÉu=500g T=63.20C P=120bar C=2.75 mtd=0.1177 25/06/04 Start:10h - mmÉu=500g T=63.20C P=120bar C=2.75 mtd=0.1148 26/06/04 Start:10h15 - mmÉu=500g T=270C P=120bar C=2.75 mtd=0.0753 27/06/04 Start:9h00 - mmÉu=500g T=270C P=120bar C=2.75 mtd=0.0718 28/06/04 Start:8h20 - mmÉu=500g T=450C P=145bar mtd=0.1522 C=2.75 29/06/04 Start:8h35 - mmÉu=500g T=450C P=145bar C=2.75 mtd=0.1507 30/06/04 Start:8h45 - mmÉu=500g T=450C P=96bar C=2.75 mtd=0.1022 1/07/04 Start:9h25 - mmÉu=500g T=450C P=96bar C=2.75 mtd=0.1036 2/07/04 Start:8h15 - mmÉu=500g T=450C P=120bar C=5.48 mtd=0.1283 3/07/04 Start:8h35 - mmÉu=500g T=450C P=120bar C=5.48 mtd=0.1289 4/07/04 Start:9h10 - mmÉu=500g T=450C P=120bar C=0,0163 mtd=0.1535 5/07/04 Start:9h - mmÉu=500g T=450C P=120bar C=0,0163 mtd=0.1515 6/07/04 Start:8h45 - mmÉu=500g T=450C P=120bar C=2.75 mtd=0.1503 7/07/04 Start:9h20 - mmÉu=500g T=450C P=120bar C=2.75 mtd=0.1488 12/07/04 Start:10h - mmÉu=500g T=480C P=100bar C=0.5 mtd=0.1906 H=0,271 Thí nghiệm lặp để kiểm tra điểm tối ưu 13/07/04 Start:8h45 - mmÉu=500g T=480C P=100bar C=0.5 mtd=0.1874 H=0,266 14/07/04 Start:7h25- 15h45 - mmÉu=500g T=480C P=100bar C=0.5 t mtd 8h25 0.1258 9h25 0.1418 10h28 0.1945 11h25 0.1998 12h30 0.2000 13h30 0.2001 14h25 0.2002 15h35 0.2002 TNo kiểm chưng và thí nghiệm kiểm tra ảnh hưởng của thời gian chiết và quá trình chiết nhiều lần 15h35 0.2002 15/07/04 Start:8h25- 16h40 - mmÉu=500g T=480C P=100bar C=0.5 9h25 0.1292 10h25 0.1452 11h30 0.1979 12h30 0.2031 13h30 0.2034 14h38 0.2035 15h38 0.2036 16h40 0.2036 16/07/04 Start:9h15 - mmÉu=500g M1h T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.1988 Ảnh hưởng của thời gian bảo quản 17/07/04 Start:8h20 - mmÉu=500g M1h T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.2064 18/07/04 Start:9h30 -mmÉu=500g M2h T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.1979 19/07/04 Start:10h50 -mmÉu=500g M2h T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.2057 20/07/04 Start:7h35 -mmÉu=500g M3h T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.1862 21/07/04 Start:8h15 -mmÉu=500g M3h T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.1932 22/07/04 Start:9h -mmÉu=500g M4h T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.1629 23/07/04 Start:8h45 -mmÉu=500g M4h T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.1706 24/07/04 Start:8h45 -mmÉu=500g M5h T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.1432 25/07/04 Start:8h45 -mmÉu=500g M5h T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.1486 26/07/04 Start: -mmÉu=500g M6h T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.1304 27/07/04 Start: -mmÉu=500g M6h T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.1362 27/07/04 Start: -mmÉu=500g M7h T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.1191 29/07/04 Start: -mmÉu=500g M8h T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.0994 30/07/04 Start: -mmÉu=500g M9h T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.0698 1/08/04 Start: -mmÉu=500g G1 T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.1903 TNo với các mẫu nghiền 2/08/04 Start: -mmÉu=500g G2 T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.1979 3/08/04 Start: -mmÉu=500g G3 T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.1853 4/08/04 Start: -mmÉu=100g T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.0402 5/08/04 Start: -mmÉu=100g T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.0401 6/08/04 Start: -mmÉu=300g T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.1198 7/08/04 Start: -mmÉu=300g T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.1207 8/08/04 Start: -mmÉu=700g T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.2628 9/08/04 Start: -mmÉu=700g T=480C P=100bar C=0.5 t=4h mtd=0.2641 Thực nghiệm chiết Tinh dầu hoa Bưởi 16/02/05 3day - mmÉu=1000g-3mẫu dm/NL=1/3.Ngâmkiệt M1ccret=0.5205 M1Abs=0.233 M2ccret=0.495 M2Abs=0.2246 M3ccret=0.4903 M3Abs=0.1965 Thí nghiệm với n- hexan 16/02/05 Start: - mmÉu=500g T=300C P=100bar C=0.5 mtd=0.2041 17/02/05 Start: - mmÉu=500g T=300C P=100bar C=0.5 mtd=0.202 18/02/05 Start: - mmÉu=500g T=300C P=100bar C=2 mtd=0.1955 18/02/05 Start: - mmÉu=500g T=300C P=100bar C=2 mtd=0.194 20/02/05 Start: - mmÉu=500g T=300C P=140bar C=0.5 mtd=0.219 21/02/05 Start: - mmÉu=500g T=300C P=140bar C=0.5 mtd=0.218 22/02/05 Start: - mmÉu=500g T=300C P=140bar C=2 mtd=0.209 23/02/05 Start: - mmÉu=500g T=300C P=140bar C=2 mtd=0.211 24/02/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=600C P=140bar C=2 mtd=0.225 25/02/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=600C P=140bar C=2 mtd=0.222 26/02/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=600C P=140bar C=0.5 mtd=0.2322 27/02/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=600C mtd=0.2476 P=140bar C=0.5 28/02/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=600C P=100bar C=2 mtd=0.1922 1/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=600C P=100bar C=2 mtd=0.1911 2/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=600C P=100bar C=0.5 mtd=0.1976 3/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=600C P=100bar C=0.5 mtd=0.2010 4/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=450C P=145bar C=1.25 mtd=0.2343 5/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=450C P=145bar C=1.25 mtd=0.2322 5/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=450C P=96bar C=1.25 mtd=0.2106 5/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=450C P=96bar C=1.25 mtd=0.2063 6/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=450C P=120bar C=2.16 mtd=0.2257 7/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=450C P=120bar C=2.16 mtd=0.2225 8/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=450C P=120bar C=0.34 mtd=0.2365 9/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=450C P=120bar C=0.34 mtd=0.2375 10/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=450C P=120bar C=1.25 mtd=0.2343 11/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=450C P=120bar C=1.25 mtd=0.2322 12/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=270C P=120bar C=1.25 mtd=0.1857 13/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=270C P=120bar C=1.25 mtd=0.1922 14/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=63.20C P=120bar C=1.25 mtd=0.2171 15/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=63.20C P=120bar C=1.25 mtd=0.2203 16/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=35.70C P=140bar C=0.5 mtd=0.2688 Thí nghiệm kiểm chứng 17/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h T=35.70C P=140bar C=0.5 mtd=0.2764 18/03/05 Start:7h20 - mmÉu=500g t=3h T=35.70C P=140bar C=0.5 t mtd 8h20 0.200 9h20 0.237 10h30 0.276 11h30 0.279 12h30 0.281 13h40 0.279 14h45 0.279 19/03/05 Start:7h20 - mmÉu=500g t=3h T=35.70C P=140bar C=0.5 t mtd 8h20 0.202 9h20 0.241 10h30 0.280 11h30 0.282 12h30 0.284 13h40 0.282 14h45 0.282 21/03/05 Start:7h20 - mmÉu=100g t=3h T=35.70C P=140bar C=0.5 mtd=0.0554 21/03/05 Start:7h20 - mmÉu=300g t=3h T=35.70C P=140bar C=0.5 mtd=0.1723 21/03/05 - mmÉu=700g t=3h mtd=0.3521 Start:7h20 T=35.70C P=140bar C=0.5 22/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h G1 T=35.70C P=140bar C=0.5 mtd=0.1997 23/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h G1 T=35.70C P=140bar C=0.5 mtd=0.2008 24/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h G2 T=35.70C P=140bar C=0.5 mtd=0.2171 25/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h G2 T=35.70C P=140bar C=0.5 mtd=0.2182 26/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h G3 T=35.70C P=140bar C=0.5 mtd=0.2126 27/03/05 Start: - mmÉu=500g t=3h G3 T=35.70C P=140bar C=0.5 mtd=0.2141 1 A. LỜI MỞ ĐẦU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI ViÖt Nam cã tµi nguyªn thùc vËt rÊt phong phó vµ ®a d¹ng. Cho ®Õn nay ®· cã xÊp xØ 12.000 loµi thùc vËt bËc cao ®−îc thèng kª, trong sè ®ã nhiÒu loµi chøa các hoạt chất có giá trị ®−îc sử dụng làm hương liệu hoặc sử dụng trong y häc ®Ó ®iÒu trÞ cã hiÖu qu¶ nhiÒu bÖnh tËt. Đã có nhiều công trình nghiên cứu từ trước tới nay thực hiện các nhiệm vụ phân tách, xác định cấu trúc và triển khai sản xuất concrete và hoạt chất sinh học từ nguồn thảo dược Việt Nam, nhưng hướng nghiên cứu phát triển việc áp dụng công nghệ chiết bằng CO2 siêu tới hạn (SCO2) vẫn còn chưa được chú ý. Trên thế giới, công nghệ chiết bằng SCO2 để sản xuất dược chất và hương liệu từ nguồn thiên nhiên là một kỹ thuật đang được phát triển cạnh tranh với các kỹ thuật truyền thống do ưu thế vượt trội, tạo các sản phẩm có độ tinh khiết cao, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và không để lại dư lượng hóa chất có hại cho sức khỏe con người, đây là những tiêu chí quan trọng trong sản xuất các chế phẩm hóa dược, mỹ phẩm và thực phẩm. Do vậy chúng tôi đã đề xuất mục tiêu nghiên cứu của đề tài này là “Nghiên cứu công nghệ chiết xuất các hoạt chất hữu ích có lợi ích kinh tế cao từ nguồn thiên nhiên bằng CO2 lỏng ở trạng thái siêu tới hạn”. Các nhiệm vụ cụ thể của đề tài: - Nghiên cứu sử dụng và làm chủ kỹ thuật chiết dược liệu và hương liệu thiên nhiên bằng CO2 ở trạng thái siêu tới hạn; - Áp dụng kỹ thuật chiết xuất bằng SCO2 và kỹ thuật truyền thống để nghiên cứu công nghệ chiết xuất dược chất và hương liệu từ nguyên liệu chè, rễ hương bài, hoa nhài và hoa bưởi của Việt Nam; - Đề xuất một số quy trình công nghệ chiết xuất chế phẩm từ các nguồn dược liệu kể trên. 2 B. NỘI DUNG CHÍNH BÁO CÁO 1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 Lá chè xanh, Camellia sinensis (L.) Kuntze, Theaceae Nguyên liệu sử dụng trong nghiên cứu là chè thµnh phÈm mua cña c«ng ty xuÊt nhËp khÈu thùc phÈm Hµ Néi. Đặc điểm nguyên liệu: “Chè xanh loại F”, thành phần chủ yếu từ lá 3 và 4, mảnh chè có kích thước 0,5 - 1,5 mm. §é Èm nhá h¬n 4,5 % theo quy định đối với “Chè xanh loại F” của công ty. ChÌ ®−îc b¶o qu¶n trong tói polietilen kÝn ®Ó ë n¬i kh« r¸o, tr¸nh ¸nh s¸ng. 1.2 Hoa bưởi, Citrus maxima (Burn.) Merrill, Rutaceae Nguyên liệu hoa Bưởi thu hái t¹i huyÖn Kho¸i Ch©u - H−ng Yªn, vµo buæi s¸ng các ngày của th¸ng 4 - 5 năm 2004. Đặc điểm nguyên liệu: Hoa bưởi ở dạng b¾t ®Çu hÐ në, c¸c c¸nh hoa ®−îc gi÷ nguyªn vÑn kh«ng t¸ch ra khái ®µi hoa, mẫu hoa ít dập nát để tránh mất concrete, độ ẩm trung bình 78,4 %. 1.3 Rễ Hương bài, Vetiveria zizanioides (L.) Nash., Poaceae Cây Hương bài được trồng tại vùng đất cát ven biển Tiền Hải - Thái Bình, thu hoạch rễ cây vào tháng 4 năm 2004 sau khi cây đã được 15 tháng tuổi. Đặc điểm nguyên liệu: RÔ H−¬ng bµi (Vetiver) sau thu ho¹ch xö lý b»ng c¸ch ph¬i trong bãng r©m tíi kh«. ChiÒu dµi cña bé rÔ tõ 20 - 35 cm, độ Èm trung bình 11,23 %. RÔ cã mµu n©u h¬i ng¶ tr¾ng. 1.4 Hoa Nhài, Jasminum sambac (L.) Ait., Oleaceae Hoa Nhài thu hái tại §«ng Anh, Hà Nội từ tháng 5 - 9 năm 2005. Đặc điểm nguyên liệu: Hoa b¾t ®Çu hÐ në, c¸c c¸nh hoa ®−îc gi÷ nguyªn vÑn kh«ng t¸ch ra khái ®µi hoa. Hoa ít bÞ dËp n¸t nh»m tránh mÊt tinh dÇu. Khèi l−îng trung b×nh mét b«ng hoa Nhµi lµ 0,25 g. Hoa t−¬i ch−a s¬ chÕ cã độ Èm trung bình 85,93 %. 3 1.5 Thiết bị và phương pháp nghiên cứu 1.5.1 Kỹ thuật chiết mẫu thực vật bằng SCO2 a/ Thiết bị SFT-250 Ảnh chụp thiết bị SFT-250 Sơ đồ hệ thống chiết xuất bằng SCO2 b/ Nguyªn lý ho¹t ®éng CO2 lỏng được bơm nén vào bình chiết tới áp suất làm việc đã đặt trước, tại đây được gia nhiệt tạo ra CO2 siêu tới hạn. Dịch chiết được hạ áp xuống 50 at bằng van điều áp rồi dẫn sang bình tách, tại đây CO2 hóa hơi bay lên, sản phẩm được thu hồi ở dạng concrete tại bình hứng có áo gia nhiệt. B¬m nÐn án CO l g2 M ¸y l¹nh B×nh chøa CO2 Van ®iÒu ¸p 2Läc khÝ B¬m co-solvent B×nh chøa dung m «i B×nh t¸ch B×nh chiÕt Van th¸o 1 Van th¸o 2 2 1 1 4 3 KhÝ nÐn Chó thÝch: 1 - Van mét chiÒu 2 - Van bi 3 - Mµng b¶o hiÓm 4 - Bé ®iÒu khiÓn 4 Đối với trường hợp cần chiết những hợp chất có độ phân cực cao hơn, thông thường người ta sử dụng co-solvent được bổ sung vào dòng CO2 lỏng bởi một bơm cao áp phụ. Quá trình chiết nguyên liệu thực vật bằng CO2 siêu tới hạn có thể thực hiện liên tục hoặc gián đoạn tùy theo yêu cầu công nghệ. Với hệ thiết bị được sử dụng trong đề tài, do lưu lượng nhỏ nên hệ thiết bị không thu hồi CO2. Trong sản xuất công nghiệp, khí CO2 được sử dụng tuần hoàn. c/ Tối ưu hóa các điều kiện công nghệ chiÕt bằng SCO2 theo quy hoạch hóa thực nghiệm C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn hiÖu suÊt vµ chÊt l−îng s¶n phÈm cña qu¸ tr×nh chiÕt xuÊt đã được nghiên cứu bao gồm: - T×nh tr¹ng mÉu: thêi gian b¶o qu¶n mÉu tr−íc khi chiÕt, kÝch th−íc m¶nh nguyªn liÖu cña mÉu; - C¸c th«ng sè tr¹ng th¸i ¸p suÊt P vµ nhiÖt ®é T cña SCO2 trong b×nh chiÕt; - Nång ®é co-solvent trong SCO2; - Thêi gian cña qu¸ tr×nh tiÕn hµnh chiÕt xuÊt; - Tû lÖ theo khèi l−îng gi÷a dung m«i SCO2 vµ nguyªn liÖu thùc vËt; Từ các dữ kiện thực nghiệm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình chiết SCO2, đã thiết lập được phương trình tÝnh to¸n møc ®é ¶nh h−ëng cña c¸c th«ng sè và lập trình để tính toán trên ngôn ngữ Pascal. Từ kết quả tính toán, các điều kiện chiết tách hiệu quả nhất cho mẫu nghiên cứu cũng được xác lập và kiểm chứng lại bằng thực nghiệm. Thuật toán tìm cực trị cho hàm mục tiêu của quá trình chiết bằng SCO2 BEGIN Đọc giá trị các hệ số bi, khoảng chia m ∆temp = (x1a - x1b)/m ∆time = (x2a - x2b)/m ∆conn = (x3a - x3b)/m Fmax = 0 i = 1 - m j = 1 - m n = 1 - m F = f (x1a + j*∆temp, x2a + j*∆time, x3a + n* ∆conn) F > Fmax Fmax = F; imax = i jmax = j; nmax = n Ghi Fmax và điều kiện tối ưu Đúng END 5 1.5.2 Chiết tách đối chứng bằng các phương pháp truyền thống Các đối tượng nghiên cứu đã được chiết tách hoạt chất và concrete theo các kỹ thuật truyền thống đã được nghiên cứu hoàn thiện về mặt công nghệ như ngâm chiết với dung môi, chiết đun hồi lưu với bộ dụng cụ Soxhlet và cất lôi cuốn hơi nước bằng bộ dụng cụ Clevender. Kết quả phân tích các sản phẩm dịch chiết và concrete từ các kỹ thuật này được sử dụng để so sánh đối chiếu với các sản phẩm tương ứng từ phương pháp SCO2. 2. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 2.1 Chiết xuất polyphenol từ lá chè xanh bằng SCO2 Khảo sát các thông số công nghệ như áp suất P, nhiệt độ T và nồng độ co- solvent etanol C của SCO2 cho phép xác định được phương trình liên hệ giữa hàm lượng thu được của sản phẩm và các thông số kể trên như sau: Y = -1,954 + 0,005T + 0,009P + 0,179C - 9.10-5TP - 0,007C2 Cực trị của hàm lượng chế phẩm thu được tính toán được trong vùng quy hoạch là 0,538 (%). Kiểm tra lại các thông số chiết đã tính được (T = 59o C, P = 300 bar và C = 10 %) bằng thực nghiệm cho kết quả hàm lượng thu được trung bình là 0,522 %. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian chiết lá chè xanh bằng SCO2, víi c¸c ®iÒu kiÖn tr¹ng th¸i SCO2 cho qu¸ tr×nh chiÕt ®· kh¶o s¸t trªn thiÕt bÞ SFT- 250, thêi gian chiÕt tèt nhÊt lµ kho¶ng tõ 3 - 5 giê (bảng 1). Bảng 1: Kết quả thu polyphenol từ chè xanh theo thời gian chiết Thời gian (h) 1 2 3 4 5 6 7 8 Hàm lượng thu được 0,214 % 0,327 % 0,538 % 0,575 % 0,583 % 0,588 % 0,590 % 0,590 % Kết quả khảo sát sự biến thiên của hiệu hàm lượng thu được của sản phẩm chiết từ Chè xanh theo sự biến đổi tỷ lệ SCO2/nguyên liệu cũng phù hợp với các kết quả tính toán dựa vào sự thay đổi thời gian chiết xuất. Ở thí nghiệm chiết 100 g mẫu Chè xanh trong 3 h với điều kiện áp suất 300 bar, nhiệt độ bầu chiết 59oC và nồng độ co-solvent etanol/SCO2 10 %, hiệu suất chiết đạt cực đại 0,538 % với tỷ lệ dung môi SCO2/nguyên liệu là 18,26/1. 6 Chế phẩm chiết SCO2 từ chè xanh đã được làm sạch bằng cách chiết lại với etyl axetat. Kết quả phân tích bằng phương pháp so màu UV-VIS cho thấy hàm lượng polyphenol tổng số trong sản phẩm đạt 84,7 %. Chiết đối chứng polyphenol tổng số từ lá chè xanh bằng các dung môi hữu cơ đạt được hiệu suất thu hồi sản phẩm khoảng 28 - 30 %. Tuy vậy hàm lượng polyphenol tổng số trong chế phẩm chỉ đạt 51,2 %. Đã nghiên cứu phương án kỹ thuật sử dụng SCO2 trên thiết bị SFT-250 chiết xuất polyphenol từ lá chè xanh loại F của Công ty xuất nhập khẩu thực phẩm Hà Nội. Hàm lượng polyphenol tổng số trong chế phẩm đạt 84,7 %; hàm lượng thu được của sản phẩm đạt 0,583 % với quá trình chiết kéo dài 5 h ở áp suất 300 bar, nhiệt độ 59oC và nồng độ etanol/SCO2 là 10 %; Trên cơ sở quy trình chiết xuất polyphenol từ lá chè xanh bằng SCO2, chúng tôi tiến hành sản xuất thử nghiệm và thu được 215 g polyphenol. Đã nghiên cứu thử nghiệm công nghệ chiết xuất polyphenol từ Chè xanh bằng các dung môi hữu cơ, sản phẩm có hàm lượng polyphenol tổng số là 51,2 %; hàm lượng thu được cña sản phẩm chiết là 6-7%. Như vậy phương án chiết Chè xanh bằng SCO2 tỏ ra không phù hợp về mặt kinh tế. 200 g sản phẩm polyphenol từ sản xuất thử nghiệm đã được Công ty cổ phần Dược liệu trung ương II thử nghiệm làm thuốc thực phẩm chức năng. Công ty đã đề nghị Viện Hóa học công nghiệp xây dựng tiêu chuẩn cơ sở và cung cấp bước đầu 500 kg polyphenol >80 %. 2.2 Chiết xuất concrete từ hoa Bưởi Dựa vào các kết quả thí nghiệm chiết hoa Bưởi bằng SCO2 theo quy hoạch hóa, phương trình tính toán mức độ ảnh hưởng của áp suất P, nhiệt độ T và nồng độ co-solvent etanol C tới hiệu suất thu concrete đã được lập như sau: Hiệu suất = - 0,097 + 0,005T + 0,002P - 0,0375C - 7.10-5T2 + 0,0127C2 Theo phương trình này, cực trị của hµm l−îng concrete thu ®−îc là 0,26 % đạt được với các thông số công nghệ nhiệt độ T = 35,70C; áp suất P = 140 bar và nồng độ co-solvent etanol C = 0,5 % (Thực nghiệm kiểm chứng điều kiện chiết cho thấy hàm lượng concrete thu được trung bình là 0,25 %; nghiệm đúng kết quả tính toán). 7 Kết quả khảo sát thời gian tối ưu để chiết hoa Bưởi bằng SCO2 với các điều kiện công nghệ nêu trên cho thấy hàm lượng concrete thu được tăng mạnh từ 0,185 đến 0,260 % trong khoảng thời gian từ 1 - 5 giờ và sau đó thay đổi không đáng kể. Như vậy, trên thiết bị SFT-250, thời gian chiết xuất bằng SCO2 ở nhiệt độ 35oC và áp suất 140 bar ở khoảng thời gian từ 3 - 5 giờ là phù hợp (Xem thêm đồ thị 1). Đồ thị 1: Sự phụ thuộc của kết quả thu concrete hoa Bưởi vào thời gian chiết SCO2 Sự phụ thuộc của hàm lượng concrete thu được vào tỷ lệ dung môi SCO2/nguyên liệu trong quá trình chiết concrete hoa Bưởi ở áp suất 140 bar, nhiệt độ 35,7oC và nồng độ co-solvent etanol 0,5 % cũng đã được nghiên cứu. Hàm lượng concrete thu được lớn nhất đạt được là 0,26 %, khi chiết 500 g mẫu hoa Bưởi bằng 1526 g SCO2 trong 4 h, tương ứng với tỷ lệ dung môi SCO2/nguyên liệu là 3,025. Trong các quá trình chiết xuất concrete từ nguyên liệu hoa tươi, yếu tố lớn nhất ảnh hưởng tới chất lượng và hàm lượng concrete thu được chính lại là thời gian bảo quả mẫu và kỹ thuật xử lý mẫu trước khi chiết. Với cùng các điều kiện chiết xuất trong 3 h bằng SCO2 ở áp suất 140 bar, nhiệt độ 35oC và nồng độ co-solvent etanol 0,5 %, chúng tôi đã thực hiện các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu và thời gian bảo quản tới hiệu quả thu concrete. Kết quả khảo sát các yếu tố này được đưa ra trong bảng 2 và bảng 3. Bảng 2: Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu hoa Bưởi (sau bảo quản 3 h) tới hiệu quả thu concrete Mẫu Concrete (%) G1 (Mẫu giữ nguyên) 0,185 G2 (5 - 7 mm) 0,201 G3 (nhỏ hơn 1 mm) 0,197 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 1 2 3 4 5 6 7 8 Thêi gian(h) H µm l− în g( % ) 8 Bảng 3: Ảnh hưởng của thời gian bảo quản hoa tới hiệu quả thu concrete hoa Bưởi Thời gian bảo quản (h) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Hàm lượng concrete thu được (%) 0,202 0,202 0,184 0.177 0,163 0,142 0,121 0,102 0,089 Các kết quả nghiên cứu chiết concrete bằng SCO2 từ nguyên liệu hoa Bưởi đã trải qua các thời gian bảo quản khác nhau với các kích thước nguyên liệu khác nhau đã cho thấy: Kết quả thu concrete cao nhất đạt được với mẫu hoa có kích thước mảnh từ 5 - 7 mm và được thu hái, bảo quản dưới 3 h trước khi chiết. Để làm đối chứng, nguyên liệu hoa Bưởi đã được chiết với n-hexan theo phương pháp ngâm kiệt, hàm lượng concrete thu được trung bình là 0,233 %, gần tương đương so với phương pháp chiết bằng SCO2 (0,26 %). Concrete thu được theo các phương pháp n-hexan và SCO2 được phân tích bằng GC-MS (Bảng 4). Bảng 4: Kết quả phân tích GC-MS concrete hoa Bưởi Hàm lượng (%) Stt Hợp chất Mẫu chiết bằng SCO2 Mẫu chiết bằng n-Hexan 1 β-Myrcen 13,15 2,44 2 p-Xylen 1,23 1,95 3 Phellandren - 1,26 4 Limonen 10,97 - 5 Sabinen 0,83 - 6 Trans-β-ocimen 21,33 2,48 7 Linalool 32,36 3,87 8 Methyl anthranilat 1,10 - 9 β-Caryophylen 0,92 - 10 Farnesol 1,99 - Các kết quả thể hiện trong bảng 4 cho thấy concrete hoa Bưởi từ Khoái Châu - Hưng Yên khi được chiết bằng SCO2 có hàm lượng các thành phần chính (limonen - 10,97 %; linalool - 32,36 %; metylanthranilat - 1,1 %; trans-β-ocimen - 21,33 %, fanesol - 1,99 %) khá đầy đủ và cao hơn hẳn concrete chiết bằng n-hexan (không có các thành phần fanesol, metylanthranilat, limonen, các thành phần còn lại có hàm lượng rất thấp ~ 2 - 4 %). 9 Đã nghiên cứu công nghệ chiết xuất concrete từ nguyên liệu hoa Bưởi tươi bằng SCO2. Bằng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm theo quy hoạch hóa, chúng tôi đã thiết lập được các thông số trạng thái tối ưu của SCO2 trong quá trình chiết: Hàm lượng concrete thu được đạt cực đại (0,2566 %) khi chiết 500 g nguyên liệu hoa Bưởi tươi bằng thiết bị SFT-250 với SCO2 trong 4 h ở nhiệt độ 35,7oC, áp suất 140 bar với nồng độ co-solvent etanol 0,5 %. Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố tình trạng nguyên liệu tới hiệu suất và chất lượng concrete hoa Bưởi và đã có được các kết luận cụ thể để chuẩn hóa nguyên liệu đầu vào. Hoa Bưởi được sử dụng làm nguyên liệu chiết xuất concrete phải thỏa mãn được các tiêu chuẩn: hoa tươi mới bắt đầu nở (thu hái vào buổi sáng sớm ngày không có sương mù hoặc mưa vào tháng 4 - 5 hàng năm); từ lúc thu hái đến khi xử lý và chiết cần được bảo quản lạnh không lâu hơn 3 h; mẫu nguyên liệu chỉ gồm cánh và nhị hoa được nghiền tới kích thước khoảng 5 - 7 mm. Kết quả phân tích cho thấy chất lượng concrete được chiết bằng SCO2 tốt hơn chiết bằng n-hexan cả về mặt cảm quan cũng như về thành phần hóa học. Chiết xuất thử nghiệm hoa Bưởi bằng SCO2 theo các điều kiện công nghệ đã xác lập cho thiết bị SFT-250, chúng tôi đã thu được 160 ml concrete. Sản phẩm đã được Công ty Vimedimex II thử nghiệm trong thuốc ho trẻ em. Công ty đánh giá concrete hoa Bưởi cho hương đặc trưng, mùi tự nhiên, phù hợp và có khả năng ứng dụng tốt. 2.3 Chiết xuất concrete rễ Vetiver Dựa vào kết quả khảo sát sơ bộ, các thông số kỹ thuật cho quá trình chiết rễ Hương bài đã được lựa chọn để đưa vào kế hoạch hóa thực nghiệm bao gồm áp suất P (bar), nhiệt độ T (oC) và thời gian t (phút). Hµm l−îng thu ®−îc cña concrete Vetiver đã được biểu diễn dưới dạng phương trình như sau: Y = - 0,2 + 0,007P + 0,002t + 3,1.10-6T.t - 3.10-5P2 - 2,4.10-6t2 Kết quả tính toán gần đúng giá trị cực đại của hiệu suất thu concrete và các biến số (điều kiện chiết tách) đã được kiểm chứng lại bằng thực nghiệm: hµm l−îng lớn nhất 0,625 % đạt được khi chiết ở nhiệt độ T = 60oC, áp suất P = 116,8 bar và thời gian chiết t = 417 phút. Trong các quá trình chiết concrete Vetiver, kích thước nguyên liệu và độ ẩm cũng có ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng concrete thu được. Các kết quả khảo sát 10 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 4 6 8 10 12 thêi gian(h) H µm l− în g( % ) 11,23% 17,12% 23% chiết bằng SCO2 rễ Vetiver với các kích thước và có độ ẩm khác nhau thể hiện rất rõ ảnh hưởng của các yếu tố này (Xem các đồ thị 2 và 3). Kích thước nguyên liệu: Mẫu 1: 0,05-0,1 mm Mẫu 2: 0,1 - 0,5 mm Mẫu 3: 0,5 - 2,0 mm Mẫu 4: 2,0 - 4,0 mm Đồ thị 2: Sự phụ thuộc của hiệu quả thu concrete vào kích thước nguyên liệu và thời gian chiết Độ ẩm của nguyên liệu: Đồ thị 3: Sự phụ thuộc của hiệu quả thu concrete vào độ ẩm của nguyên liệu ban đầu Như vậy, để chiết concrete bằng SCO2, rễ Vetiver tốt nhất được cắt thành mảnh khoảng 0,5 - 2 mm và có độ ẩm ban đầu là 11,23 %. Bảng 5: Kết quả phân tích thành phần concrete Vetiver bằng GC-MS Hàm lượng % Stt Thành phần SCO2 Chưng cất 1 Humulen + Caryophyllen 15,81 8,87 2 Cedren 16,93 9,65 3 Cadinen - 11,77 4 Vetivenol 3,72 0,99 5 Khusimon - 11,77 6 Khusimol+ Zizanol 29,49 9,65 7 Vetivon 4,92 3,73 8 Cedran-diol 2,22 - 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 1 2 3 4 5 6 7 8 thêi gian(h) h µm lu în g( % ) mau 1 mau2 mau 3 mau 4 11 Kết quả phân tích GC-MS cho thấy concrete chiết bằng SCO2 từ rễ Vetiver có sự nổi trội hơn về hàm lượng các thành phần quan trọng (Vetivenol, khusimol, zizanol, vetivenon) so với mẫu cất lôi cuốn hơi nước (Xem bảng 5). Về cảm quan, concrete chiết bằng SCO2 cho màu vàng sáng, mùi thơm tự nhiên hơn. Công nghệ chiết concrete Vetiver bằng CO2 ở trạng thái siêu tới hạn đã được nghiên cứu theo quy hoạch hóa thực nghiệm. Các thông số công nghệ liên quan đến tình trạng nguyên liệu, thời gian chiết và các thông số trạng thái của SCO2 đã được xây dựng và kiểm chứng bằng thực nghiệm. Các kết quả thu được đã khẳng định công nghệ tối ưu chiết xuất concrete Vetiver bằng SCO2 trên thiết bị SFT-250. Cụ thể: Lượng concrete thu được lớn nhất 0,625 % khi chiết rễ Vetiver với kích thước 0,5 - 2 mm và độ ẩm 11,23 % bằng SCO2 trên thiết bị SFT-250 trong 417 phút ở nhiệt độ 60oC, áp suất 116,8 bar. So với kỹ thuật cất lôi cuốn hơi nước, phương pháp chiết bằng SCO2 cho hiệu suất chiết cao hơn khoảng 1,2 lần đồng thời giảm đáng kể thời gian thực hiện. Kết quả phân tích chất lượng concrete Vetiver đã cho thấy Concrete Vetiver chiết bằng SCO2 cho thấy, các chỉ số hóa lý, hàm lượng các cấu tử thơm chính cao hơn. Chúng tôi đã sản xuất thử nghiệm 200 ml concrete Vetiver bằng công nghệ SCO2 và thử nghiệm sản phẩm tại Công ty Cổ phần Mỹ phẩm Sài Gòn. Đánh giá về chất lượng concrete, Công ty cho biết sản phẩm phù hợp do có chất lượng tốt, không có mùi ủng thường gặp; đặc biệt, tính định hương cao. 2.4 ChiÕt xuất concrete hoa Nhµi Quá trình chiết hoa Nhài bằng SCO2 đã được quy hoạch theo hướng tối ưu các thông số nhiệt độ T, áp suất P và nồng độ co-solvent etanol C. Từ kết quả thực nghiệm, phương trình hồi quy biểu diễn sự phụ thuộc hàm lượng concrete thu được vào các thông số này đã được biểu diễn như sau: Y = 0,319+5.10-3T-5.10-3P-39,8.10-3C-10-4T2+1,9.10-5P2+5,218.10-3C2 +3,3.10-5PT Kết quả thực nghiệm kiểm chứng cho thấy: hàm lượng concrete Nhài thu được đạt được cực trị 0,2762 % khi chiết với SCO2 ở nhiệt độ T = 480C; áp suất P = 100 bar và nồng độ co-solvent etanol C = 0,5 %. 12 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 1 2 3 4 5 6 7 8 Thêi gian(h) H iÖ u su Êt (% ) Thêi gian Với các điều kiện chiết tối ưu này, thời gian chiết xuất và tỷ lệ dung môi/nguyên liệu thích hợp cũng được lựa chọn bằng các khảo sát chiết trong các khoảng thời gian khác nhau, với các lượng dung môi khác nhau. Kết quả các thực nghiệm này được mô tả trong đồ thị 4 và bảng 6. §å thÞ 4: Sự phụ thuộc của hiệu quả thu Concrete hoa Nhµi vµo thêi gian chiÕt SCO2 Bảng 6: Kết quả thu concrete hoa Nhài với các tỷ lệ dung môi SCO2/nguyên liệu khác nhau Khối lượng mẫu(g) Tỷ lệ dung môi/nguyên liệu Lượng concrete (%) 100 13,02 0,2832 300 4,34 0,2837 500 2,60 0,2835 700 1,86 0,2663 Từ kết quả thực nghiệm ở các điều kiện P, T và C tối ưu, thời gian chiết xuất thích hợp được lựa chọn là khoảng 4 - 5 h với tỷ lệ dung môi SCO2/nguyên liệu là 2,6/1., hàm lượng concrete hoa Nhài thu được đạt 0,28 %. Kỹ thuật chiết nhiều lần cũng được khảo sát, kết quả cho thấy: với quá trình chiết 3 lần, hàm lượng thu được chỉ đạt 0,292 %, trong khi lượng CO2 tiêu tốn tăng lên 1,56 lần. Như vậy phương án này không phù hợp về công nghệ. Nhài là nguyên liệu hoa tươi, nên hàm lượng concrete giảm nhanh theo thời gian bảo quản. Hiệu suất chiết hoa Nhài bằng SCO2 và chất lượng của sản phẩm đạt cao nhất chỉ với những mẫu hoa Nhài đã qua bảo quản ít hơn 3 giờ kể từ khi hái. kích thước cánh hoa nghiền nhở khoảng từ 5 - 7 mm. Chất lượng các sản phẩm concrete: hoa Nhài chiết bằng SCO2 và bằng n-hexan đã được Công ty Giám định chất lượng hàng hóa xuất nhập khẩu Việt Nam - Vina Control xác định. Kết quả được tóm tắt trong bảng 7. 13 So sánh các thành phần của các sản phẩm concrete Nhài thu được bằng phương pháp chiết với n-hexan và chiết bằng SCO2, chúng tôi nhận thấy các cấu tử chính của mẫu SCO2 đều vượt trội hơn mẫu chiết bằng n-hexan về hàm lượng. Ngoài ra các thành phần khác của mẫu chiết với SCO2 cũng phong phú hơn. Bảng 7: Tóm tắt thành phần hóa học của concrete hoa Nhài chiết bằng n-Hexan và SCO2 Stt Tên chất n-Hexan SCO2 1 Benzyl ancol 5,65 3,4 2 Linalool 11,49 21,0 3 Linalyl axetat - 3,9 4 1-tetracosanol 4,89 10,14 5 Benzyl axetat 18,73 35,0 6 Indol 2,34 2,5 7 Cis-3-hexenyl-benzoat 19,47 28,77 8 Jasmon - 1,0 9 Cresol - 1,0 10 Eugenol - 2,5 Công nghệ chiết concrete hoa Nhài bằng SCO2 đã được nghiên cứu theo quy hoạch hóa thực nghiệm. C¸cth«ng sè c«ng nghÖ tèi −u trên thiết bị SFT-250 ®· ®−îc kh¼ng ®Þnh: Lượng concrete thu được lớn nhất 0,2835 % khi chiết hoa Nhài bằng bằng SCO2 trong 4 giờ ở 48oC, áp suất 100 bar và nång ®é dung môi hỗ trợ etanol là 0,5 %. KÕt qu¶ ph©n tÝch cho thÊy concrete hoa Nhài chiết bằng SCO2 có thành phần và hàm lượng các cấu tử thơm phong phú hơn so với concrete chiết bằng n-hexan. Phương pháp chiết SCO2 cũng cho hiệu suất thu hồi concrete cao hơn. Với 150 ml concrete hoa Nhài chiết xuất bằng SCO2, chúng tôi đã gửi mẫu thử nghiệm tại các Công ty Cổ phần Mỹ phẩm Sài Gòn và Vimedimex II. Đánh giá chung của các công ty cho thấy concrete hoa Nhài có mùi tự nhiên, thể hiện cao vai trò chất điều hòa với hương thơm đặc trưng. 14 C. KẾT LUẬN Sau 30 tháng thực hiện đề tài “Nghiªn cøu c«ng nghÖ chiÕt t¸ch mét sè chÕ phÈm thiªn nhiªn cã gi¸ trÞ kinh tÕ cao b»ng CO2 láng siªu tíi h¹n”, nhóm nghiên cứu ®· thu ®−îc nh÷ng kÕt qu¶ sau: 1. Lần đầu tiên ở Việt Nam đã xây dựng và thử nghiệm phương pháp chiết tách bằng SCO2 concrete và các chất có hoạt tính sinh học từ nguồn thiên nhiên nhiên. 2. Đã nghiên cứu quy trình công nghệ tách polyphenol từ lá chè xanh bằng SCO2 và bằng dung môi hữu cơ. Sản phẩm polyphenol chiết bằng SCO2 có hàm lượng tổng số polyphenol 84,7 %. 3. Nghiên cứu quy trình công nghệ chiết tách concrete hoa Bưởi bằng SCO2, sản phẩm thử nghiệm đạt hiệu suất thu hồi 0,26 %. Kết quả phân tích GC-MS cho thấy chất lượng concrete được chiết bằng SCO2 tốt hơn hẳn concrete chiết bằng n-hexan về thành phần hóa học. Về mặt cảm quan, sản phẩm SCO2 cho mùi hương tự nhiên. 4. Đã nghiên cứu và tối ưu hóa quy trình công nghệ chiết concrete từ rễ Hương bài bằng SCO2. Hiệu suất thu sản phẩm của công nghệ này cao gấp hơn 1,2 lần so với kỹ thuật cất lôi cuốn hơi nước ®ång thêi gi¶m ®¸ng kÓ thêi gian thùc hiÖn. KÕt qu¶ ph©n tÝch chÊt l−îng Vetiver concrete ®· cho thÊy Vetiver concrete chiÕt b»ng SCO2 có c¸c chØ sè hãa lý, hµm l−îng c¸c cÊu tö th¬m chÝnh cao h¬n, cã tÝnh ®Þnh h−¬ng tèt h¬n so víi c¸c mÉu tinh dÇu cÊt l«i cuèn. VÒ c¶m quan cña mÉu SCO2 còng cã mïi tù nhiªn h¬n s¸ng mµu h¬n, thÝch hîp cho c¸c s¶n phÈm n−íc hoa vµ ®Þnh h−¬ng cao cÊp. 5. Nghiên cứu công nghệ chiết hoa Nhài bằng SCO2, chúng tôi đã thiết lập được các thông số công nghệ tối ưu để chiết xuất concrete hoa Nhài, với hiệu suất thu sản phẩm đạt 0,276 %. KÕt qu¶ ph©n tÝch cho thÊy concrete Nhài chiết bằng SCO2 có thành phần và hàm lượng các cấu tử thơm phong phú hơn so với concrete chiết bằng n-hexan, concrete hoa Nhài chiết bằng SCO2 có mùi tự nhiên, thể hiện cao vai trò chất điều hòa với hương thơm đặc trưng 6. C¸c s¶n phÈm concrete hoa Nhµi, concrete hoa B−ëi, Vetiver concrete vµ polyphenol tõ l¸ chÌ xanh ®· ®−îc chµo hµng vµ tiÕn hµnh thö nghiÖm t¹i c¸c C«ng ty cæ phÇn Mü phÈm Sµi Gßn, C«ng ty cæ phÇn D−îc liÖu TW II vµ Vimedimex II. Đánh giá chung của các công ty cho thấy “ba concrete nêu trên 15 có mùi tự nhiên, không lẫn các tạp chất thường gặp như dư lượng dung môi hoặc mùi ủng thường gặp đối với các concrete thu được bằng phương pháp cát lôi cuốn hơi nước. Concrete Vetiver có tính định hương tốt, concrete hoa Bưởi và hoa Nhài thể hiện khả năng chất điều hòa với hương thơm đặc trưng. Polyphenol có tính tan tốt, chất lượng đạt yêu cầu trong những sản phẩm thử nghiệm”. 7. §· tháa thuËn b−íc ®Çu gi÷a ViÖn Hãa häc c«ng nghiÖp vµ Công ty cổ phần D−îc liÖu trung −¬ng II hîp t¸c s¶n xuÊt thuèc thùc phÈm chức năng tõ polyphenol do ViÖn Hãa häc c«ng nghiÖp cung cÊp. 8. Đã ký được Thỏa thuận hợp tác Khoa học kỹ thuật và chuyển giao công nghệ giữa Viện Hóa học công nghiệp và Công ty Xuất nhập khẩu y tế II (Vimedimex II) về việc chuyển giao công nghệ chiết tách concrete Hương bài, concrete hoa Nhài và concrete hoa Bưởi bằng SCO2. 9. §èi víi Dù ¸n ®Çu t− x©y dùng mét nhµ m¸y Hãa d−îc cña c«ng ty Vimedimex II mµ ViÖn lµ mét trong nh÷ng ®èi t¸c, ®ã báo cáo xin chủ trương đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất hóa dược từ thảo mộc làm nguyên liệu thuốc thiết yếu và xuất khẩu. Theo dự án đầu tư trên, ngoài những hạng mục khác, dự kiến xây dựng tại Bắc Giang một phân xưởng chiết xuất concrete và các chất có hoạt tính sinh học bằng SCO2 với bình chiết 1000 lít. 10. Trên cơ sở đơn đặt hàng bước đầu 500 kg polyphenol > 80 % của Công ty Cổ phần Dược liệu trung ương II và một số đơn đặt hàng khác, nhóm tác giả đã xây dựng phương án sản xuất các sản phẩm từ thực vật đồng thời đăng ký với Nhà nước một Dự án sản xuất P. 11. Chóng t«i ®· ®¨ng ký mét b¶o hé ®éc quyÒn ph¸t minh s¸ng chÕ t¹i Côc Së h÷u trÝ tuÖ ViÖt Nam vÒ “Ph−¬ng ph¸p chiÕt t¸ch Vetiver concrete tõ rÔ c©y H−¬ng bµi b»ng CO2 ë tr¹ng th¸i siªu tíi h¹n” và gửi ®¨ng 3 bµi b¸o trªn mét sè t¹p chÝ khoa häc c«ng nghÖ. 12. Trong quá trình thực hiện đề tài, đã tham gia đµo t¹o 04 c¸n bé vËn hµnh thiÕt bÞ SCO2, tham gia ®µo t¹o 02 th¹c sü c«ng nghÖ vµ 02 kü s− c«ng nghÖ. 13. Đề nghị Nhà nước hỗ trợ kinh phí để triển khai Dự án sản xuất “Xây dựng cơ sở chiết tách sản xuất các chất có hoạt tính sinh học từ nguồn nguyên liệu thiên nhiên phục vụ dược phẩm và mỹ phẩm”. PHIẾU ĐĂNG KÝ VÀ GIAO NỘP KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHCN 1. Tên đề tài nghiªn cøu c«ng nghÖ chiÕt t¸ch mét sè chÕ phÈm thiªn nhiªn cã gi¸ trÞ kinh tÕ cao b»ng CO2 láng ë tr¹ng th¸i siªu tíi h¹n 2.Mã số đề tài: ĐTĐL-2002/13 3. Cấp đề tài: Nhà nước 5 Bộ Tỉnh/TPhố Cơ sở 4. Cơ quan chủ trì đề tài/ dự án: Viện Hóa học công nghiệp Địa chỉ: Số 2 Phạm Ngũ Lão-Hà Nội Điện Thoại: 048253930 5. Cơ quan cấp trên trực tiếp: Tổng công ty Hóa chất Việt Nam Địa chỉ: Số 2 Phạm Ngũ Lão-Hà Nội Điện thoại: 6. Bộ, địa phương chủ quản: Bộ Công nghiệp Địa chỉ: Số 54 Hai Bà Trưng- Hà nội Điện thoại:04-8258311 7. Tổng kinh phí: 2.900 triệu đồng Trong đó từ Ngân sách Nhà nước:2.400 triệu đồng 8. Thời gian thực hiện: Bắt đầu: 10/2002 Kết thúc: 4/2005 9. Chủ nghiêm đề tài: Lưu Hoàng Ngọc Học hàm: Học vị: Tiến sĩ Địa chỉ liên hệ: Viện Hóa học công nghiệp- Số 2 Phạm Ngũ Lão-Hà Nội Điện thoại: 04 8370815 Fax: 04 8257383 Email: lhngoc@fpt.vn 10. Danh sách cá nhân tham gia nghiên cứu: ện Hóa học công nghiệp, Tổng công ty Hóa chất Việt Nam 1.PGS. TS Mai Ngọc Chúc Viện trưởng Viện Hóa học công nghiệp 2.ThS Nguyễn Ngọc Thanh PGĐ. Trung tâm Hóa thực vật 3.TS Trần Bạch Dương Trung tâm Hóa thực vật 4.ThS Lê Thị Kim Liên Trung tâm Hóa thực vật 5.ThS Nguyễn Hoài Anh Trung tâm Hóa thực vật 6.ThS Nguyễn Thị Thu Hương Trung tâm Hóa thực vật 7.KS Trịnh Thị Thanh Hương Trung tâm Hóa thực vật 8.KS Lê Đăng Quang Trung tâm Hóa thực vật 9.KS Nguyễn Mai Cương Trung tâm Hóa thực vật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Bộ Giáo dục và đào tạo 10. PGS.TS Nguyễn Năng Vinh Đại học Bách khoa Hà Nội 11. ThS Vũ Hồng Sơn Bộ môn Quản lý chất lượng và thực phẩm nhiệt đới 12. KS Vũ Thị Thu Vân Đại học Bách khoa Hà Nội 11. Bảo mật thông tin A- Phổ biến rộng rãi B- Phổ biến hạn chế C-Không phổ biến 12. Tóm tắt kết quả nghiên cứu Sau 30 tháng thực hiện đề tài “Nghiªn cøu c«ng nghÖ chiÕt t¸ch mét sè chÕ phÈm thiªn nhiªn cã gi¸ trÞ kinh tÕ cao b»ng CO2 láng siªu tíi h¹n”, nhóm nghiên cứu ®· thu ®−îc nh÷ng kÕt qu¶ sau: Lần đầu tiên ở Việt Nam đã xây dựng và thử nghiệm phương pháp chiết tách bằng SCO2 tinh dầu và các chất có hoạt tính sinh học từ nguồn thiên nhiên nhiên. Đã nghiên cứu quy trình công nghệ tách polyphenol từ lá chè xanh bằng SCO2 và bằng dung môi hữu cơ. Sản phẩm polyphenol chiết bằng SCO2 có hàm lượng tổng số polyphenol 84,7 %. Nghiên cứu quy trình công nghệ chiết tách concrete hoa Bưởi bằng SCO2, quy tr×nh chiÕt tối ưu với hàm lượng concrete thu được 0,26 %. Kết quả phân tích GC-MS cho thấy chất lượng concrete được chiết bằng SCO2 tốt hơn hẳn concrete chiết bằng n-hexan về thành phần hóa học. Về mặt cảm quan, sản phẩm SCO2 cho mùi hương tự nhiên. Đã nghiên cứu và tối ưu hóa quy trình công nghệ chiết concrete rễ Vetiver bằng SCO2. Hàm lượng sản phẩm thu được của công nghệ này cao gấp hơn 1,2 lần so với kỹ thuật cất lôi cuốn hơi nước ®ång thêi gi¶m ®¸ng kÓ thêi gian thùc hiÖn. KÕt qu¶ ph©n tÝch chÊt l−îng Vetiver concrete ®· cho thÊy mÉu concrete chiÕt b»ng SCO2 có c¸c chØ sè hãa lý, hµm l−îng c¸c cÊu tö th¬m chÝnh cao h¬n, cã tÝnh ®Þnh h−¬ng tèt h¬n so víi c¸c mÉu tinh dÇu cÊt l«i cuèn hơi nước. VÒ c¶m quan cña mÉu SCO2 còng cã mïi tù nhiªn h¬n s¸ng mµu h¬n, thÝch hîp cho c¸c s¶n phÈm n−íc hoa vµ ®Þnh h−¬ng cao cÊp. Nghiên cứu công nghệ chiết concrete hoa Nhài bằng SCO2, chúng tôi đã thiết lập được các thông số công nghệ tối ưu để chiết xuất concrete hoa Nhài, với hàm lượng concrete thu được đạt 0,276 %. KÕt qu¶ ph©n tÝch cho thÊy concrete Nhài chiết bằng SCO2 có thành phần và hàm lượng các cấu tử thơm phong phú hơn so với concrete chiết bằng n-hexan, concrete hoa Nhài chiết bằng SCO2 có mùi tự nhiên, thể hiện cao vai trò chất điều hòa với hương thơm đặc trưng C¸c s¶n phÈm concrete hoa Nhµi, concrete hoa B−ëi, Vetiver concrete vµ polyphenol tõ l¸ chÌ xanh ®· ®−îc chµo hµng vµ tiÕn hµnh thö nghiÖm t¹i c¸c C«ng ty cæ phÇn Mü phÈm Sµi Gßn, C«ng ty cæ phÇn D−îc liÖu TW II vµ Vimedimex II. Đánh giá chung của các công ty cho thấy “ba tinh dầu nêu trên có mùi tự nhiên, không lẫn các tạp chất thường gặp như dư lượng dung môi hoặc mùi ủng thường gặp đối với các tinh dầu thu được bằng phương pháp cất lôi cuốn hơi nước. Vetiver concrete có tính định hương tốt, concrete hoa Bưởi và hoa Nhài thể hiện khả năng chất điều hòa với hương thơm đặc trưng. Polyphenol có tính tan tốt, chất lượng đạt yêu cầu trong những sản phẩm thử nghiệm”. §· tháa thuËn b−íc ®Çu gi÷a ViÖn Hãa häc c«ng nghiÖp vµ Công ty cổ phần D−îc liÖu trung −¬ng II hîp t¸c s¶n xuÊt thuèc thùc phÈm chức năng tõ polyphenol do ViÖn Hãa häc c«ng nghiÖp cung cÊp. Đã ký được Thỏa thuận hợp tác Khoa học kỹ thuật và chuyển giao công nghệ giữa Viện Hóa học công nghiệp và Công ty Xuất nhập khẩu y tế II (Vimedimex II) về việc chuyển giao công nghệ chiết tách concrete hoa Nhài, concrete hoa Bưởi và Vetiver concrete bằng SCO2. §èi víi Dù ¸n ®Çu t− x©y dùng mét nhµ m¸y Hãa d−îc cña c«ng ty Vimedimex II mµ ViÖn lµ mét trong nh÷ng ®èi t¸c, ®ã báo cáo xin chủ trương đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất hóa dược từ thảo mộc làm nguyên liệu thuốc thiết yếu và xuất khẩu. Theo dự án đầu tư trên, ngoài những hạng mục khác, dự kiến xây dựng tại Bắc Giang một phân xưởng chiết xuất concrete và các chất có hoạt tính sinh học bằng SCO2 với bình chiết 1000 lít. . Trên cơ sở đơn đặt hàng bước đầu 500 kg polyphenol > 80 % của Công ty Cổ phần Dược liệu trung ương II và một số đơn đặt hàng khác, nhóm tác giả đã xây dựng phương án sản xuất các sản phẩm từ thực vật đồng thời đăng ký với Nhà nước một Dự án sản xuất P. . Chóng t«i ®· ®¨ng ký mét b¶o hé ®éc quyÒn ph¸t minh s¸ng chÕ t¹i Côc Së h÷u trÝ tuÖ ViÖt Nam vÒ “Ph−¬ng ph¸p chiÕt t¸ch tinh dÇu H−¬ng bµi tõ rÔ c©y H−¬ng bµi b»ng CO ë tr¹ng th¸i siªu tíi h¹n” và gửi ®¨ng 3 bµi b¸o trªn mét sè t¹p chÝ khoa häc c«ng nghÖ. 12. Trong quá trình thực hiện đề tài, đã tham gia đµo t¹o 04 c¸n bé vËn hµnh thiÕt bÞ SCO2, tham gia ®µo t¹o 02 th¹c sü c«ng nghÖ vµ 02 kü s− c«ng nghÖ. 13. Kiến nghị áp dụng KQNC Đề nghị Nhà nước hỗ trợ kinh phí để triển khai Dự án sản xuất “Xây dựng cơ sở chiết tách sản xuất các chất có hoạt tính sinh học từ nguồn nguyên liệu thiên nhiên phục vụ dược phẩm và mỹ phẩm” 14. Chủ nhiệm đề tài (Ký, ghi rõ họ tên) Hà Nội, ngày 30 tháng 05 năm 2006 15. Cơ quan chỉ trì đề tài (Thủ trưởng cơ quan ký tên, đóng dầu)

Các file đính kèm theo tài liệu này:

5847.pdf