Sử dụng các chất diện hoạt để chiết xuất Chlorophyll

Chlorophyll là sắc tố tạo nên màu xanh của lá cây và đóng vai trò quan trọng trong quá trình hô hấp. Trong y học, Chlorophyll có tác dụng kích thích hệ thống miễn dịch, giải độc tố trong cơ thể, giảm mùi, giảm cân và có khả năng ngăn ngừa ung thư…Các dung môi hiện đang được sử dụng để chiết xuất Chlorophyll thường dễ bay hơi, dễ cháy nổ và độc tính khi sử dụng trong ngành dược, mỹ phẩm, gây hại cho môi trường, tồn dư khó xử lý. Mặt khác, phương pháp sử dụng để chiết xuất Chlorophyll thường yêu cầu nhiệt độ cao, nhiều bước và cho hiệu quả kinh tế thấp. Vì vậy, việc sử dụng các dung môi xanh thân thiện với môi trường để thay thế dung môi hữu cơ được xem là một bước tiếp cận mới trong quá trình chiết xuất Chlorophyll.

Chất hoạt động bề mặt (surfactants/surface active agent) trong nước sẽ tạo thành hạt keo micelles khi nồng độ của chúng vượt quá giá trị CMC (critical micellar concentration). Chlorophyll là chất kém tan trong nước, nhưng với cấu trúc của hạt keo cho phép tăng khả năng hòa tan Chlorophyll trong dung dịch nước, vì vậy làm tăng hiệu suất chiết xuất. Người ta lợi dụng điểm đám mây (cloud point) để tách phân đoạn chứa nhiều Chlorophyll ra khỏi dung dịch.

DQuá trình cloud point extraction. A) Dung dịch nước ban đầu chứa chất kị nước. B) Bổ sung chất hoạt động bề mặt với nồng độ cao hơn CMC. C) Sự tách thành hai pha do thay đổi nhiệt độ. D) Hình ảnh thực tế của quá trình cloud point extraction.

Nguồn: TLTK cuối bài

Ana và cộng sự đã báo cáo khả năng chiết Chlorophyll khi sử dụng chất hoạt động bề mặt là 0.94 ± 0.03 mg/g, trong khi đó nếu sử dụng etanol tinh khiết cho hiệt suất chiết là 0.98 ± 0.01 mg/g. Hiệu suất chiết 1.04 mg/g cũng được báo cáo khi sử dụng etanol 93%. Như vậy, kết quả chỉ ra rằng dung dịch nước của các chất diện hoạt cho phép chiết xuất Chlorophyll hiệu suất cao với tiềm năng lợi ích kinh tế và tiết kiệm năng lượng.

Có khoảng 50% thuốc được sử dụng trong lâm sàng có nguồn gốc từ tự nhiên. Cấu trúc các hợp chất từ tự nhiên là rất phức tạp, nên khó tổng hợp bằng con đường hóa dược. Vì vậy, chiết xuất từ tự nhiên là sự lựa chọn khả thi nhất. Trong khi các dung môi hữu cơ đang có những hạn chế lớn thì việc sử dụng dung môi xanh để chiết xuất hoạt chất từ dược liệu là một hướng đi bền vững và lâu dài. Các dung dịch chất hoạt động bề mặt (sử dụng chủ yếu là nước và một lượng ít chất hoạt động bề mặt) đã cho thấy hiệu quả chiết xuất cũng như hiệu quả kinh tế. Cloud point extraction là một phương pháp đầy hứa hẹn trong tương lai để chiết xuất hoạt chất trong dược liệu và thực phẩm.

ThS. Lê Trọng Nhân

Tham khảo: Ana C. Leite, Ana Maria Ferreira, Eduarda Morais, Imran Khan, Mara G. Freire, and J. A. P. C. (2018). Cloud point extraction of chlorophylls from spinach leaves using aqueous solutions of non-ionic surfactants. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 6(1), 590–599.