CHUYÊN KHẢO KHOA HỌC VỀ NGUYÊN LÝ CHIẾT XUẤT HOẠT CHẤT BẰNG RƯỢU TRONG CÔNG NGHỆ ĐÔNG TRÙNG HẠ THẢO

Trung Tâm Nghiên Cứu Hoạt Chất Sinh Học và Đông Trùng Hạ Thảo KIMSOHA thuộc Công ty Cổ phần Vận tải Du lịch và Truyền thông Quốc tế HHN.

Chiết xuất hoạt chất bằng rượu trong công nghệ Đông Trùng Hạ Thảo Cordyceps militaris về bản chất là quá trình sử dụng hệ dung môi ethanol – nước để hòa tan, giải phóng và chuyển các hợp chất hóa học từ nguyên liệu nấm sang pha lỏng. Đây là phương pháp có nguồn gốc từ kỹ thuật ngâm dược liệu truyền thống, nhưng khi được nghiên cứu theo hướng công nghệ hiện đại, quá trình chiết cần dựa trên các nguyên lý về độ phân cực của dung môi, khả năng hòa tan, khuếch tán, truyền khối và kiểm nghiệm hàm lượng hoạt chất.

Ethanol có khả năng hòa trộn với nước và tạo thành hệ dung môi có độ phân cực thay đổi theo tỷ lệ phối trộn. Nhờ đặc tính này, việc thay đổi nồng độ ethanol có thể làm thay đổi khả năng hòa tan và thu nhận các nhóm hợp chất khác nhau trong Đông Trùng Hạ Thảo. Vì vậy, không thể đơn giản cho rằng rượu có độ cồn càng cao thì khả năng chiết hoạt chất càng tốt. Nồng độ ethanol phù hợp phải được xác định theo đặc tính của nguyên liệu và nhóm hoạt chất mục tiêu.

Cordyceps militaris chứa nhiều thành phần hóa sinh như cordycepin, adenosine, polysaccharide, D-mannitol, ergosterol, ergothioneine, amino acid, peptide, lipid, carotenoid và nhiều chất chuyển hóa khác. Mỗi nhóm hợp chất có đặc tính hòa tan khác nhau nên không tồn tại một nồng độ ethanol duy nhất có khả năng chiết tối ưu toàn bộ các thành phần này.

Đối với cordycepin và adenosine, hệ ethanol – nước có thể được nghiên cứu nhằm thu nhận các hợp chất mục tiêu. Hiệu quả chiết chịu ảnh hưởng của nồng độ ethanol, tỷ lệ nguyên liệu – dung môi, kích thước nguyên liệu, nhiệt độ và thời gian chiết. Hàm lượng thực tế sau chiết cần được xác định bằng các phương pháp kiểm nghiệm phù hợp như HPLC hoặc UHPLC thay vì đánh giá đơn thuần qua màu sắc, mùi vị hay độ đậm của dịch rượu.

Đối với polysaccharide, nước thường giữ vai trò quan trọng do nhiều polysaccharide có tính phân cực cao. Ethanol còn có thể được sử dụng trong một số quy trình để hỗ trợ kết tủa polysaccharide sau quá trình chiết nước. Ngược lại, ergosterol và một số thành phần lipid có đặc tính hòa tan khác. Đây chính là cơ sở khoa học để nghiên cứu công nghệ chiết phân đoạn, lựa chọn những hệ dung môi khác nhau cho từng nhóm hoạt chất.

Hiệu quả chiết còn phụ thuộc vào độ ẩm và kích thước nguyên liệu. Việc cắt hoặc nghiền quả thể làm tăng diện tích tiếp xúc với dung môi và hỗ trợ quá trình truyền khối, nhưng nghiền quá mịn có thể kéo theo nhiều thành phần không mong muốn và gây khó khăn cho quá trình lọc. Nguyên liệu chứa nhiều nước cũng có thể làm thay đổi nồng độ ethanol thực tế của hệ chiết, vì vậy độ ẩm cần được kiểm soát khi xây dựng quy trình chuẩn hóa.

Tỷ lệ nguyên liệu – dung môi, nhiệt độ và thời gian là những thông số công nghệ quan trọng. Dung môi quá ít có thể hạn chế khả năng thu hồi hoạt chất, trong khi sử dụng quá nhiều làm tăng chi phí xử lý. Tăng nhiệt độ có thể thúc đẩy hòa tan và khuếch tán nhưng đồng thời có thể ảnh hưởng đến những thành phần nhạy nhiệt. Thời gian ngâm quá dài cũng không đồng nghĩa với việc hàm lượng hoạt chất sẽ tăng liên tục, bởi quá trình truyền khối sẽ dần tiến tới trạng thái cân bằng.

Tại KIMSOHA, nguyên tắc quan trọng trong nghiên cứu là lượng chất hòa tan không đồng nghĩa với hàm lượng hoạt chất. Một dịch rượu có màu đậm hoặc nhiều chất chiết chưa chắc có hàm lượng cordycepin, adenosine hoặc các hợp chất mục tiêu cao hơn. Vì vậy, công nghệ chiết phải được kết hợp với kiểm nghiệm hóa học để xác định chính xác hiệu quả của từng điều kiện công nghệ.

Chuỗi nghiên cứu được định hướng theo mô hình: nguyên liệu Cordyceps militaris → kiểm soát độ ẩm → xử lý nguyên liệu → lựa chọn hệ ethanol – nước → chiết xuất → lọc và phân đoạn → kiểm nghiệm hoạt chất → đánh giá độ ổn định → chuẩn hóa quy trình.

Trung Tâm Nghiên Cứu Hoạt Chất Sinh Học và Đông Trùng Hạ Thảo KIMSOHA định hướng từng bước chuyển từ phương pháp “ngâm rượu theo kinh nghiệm” sang “chiết xuất theo dữ liệu hoạt chất”, trong đó nồng độ ethanol, tỷ lệ nguyên liệu – dung môi, nhiệt độ và thời gian được nghiên cứu dựa trên kết quả định lượng cordycepin, adenosine và các hợp chất chức năng.

Cần phân biệt ethanol sử dụng với vai trò dung môi công nghệ và rượu sử dụng làm đồ uống. Việc Đông Trùng Hạ Thảo được chiết trong ethanol không đồng nghĩa sản phẩm có tác dụng phòng hoặc điều trị bệnh và cũng không loại bỏ những nguy cơ sức khỏe vốn có của đồ uống chứa ethanol.

Từ độ phân cực → hòa tan → khuếch tán → truyền khối → phân đoạn → kiểm nghiệm → chuẩn hóa, KIMSOHA hướng tới xây dựng cơ sở khoa học cho công nghệ chiết xuất và nghiên cứu rượu Đông Trùng Hạ Thảo hiện đại, trong đó chất lượng được xác định bằng dữ liệu hóa học, khả năng truy xuất và độ ổn định của hoạt chất.

Xem thêm các nghiên cứu và công nghệ Đông Trùng Hạ Thảo KIMSOHA tại website: nongtraidongtrunghathao.com hoặc liên hệ ĐT: 0936.651.567.