Axit ferulic (FA) là một hợp chất phenolic phổ biến trong thành phần tế bào thực vâṭ, là một chất chống oxi hóa, chống ung thu; ngoài ra nó còn có khả năng hấp thu ̣tia UV, giảm cholesterol trong máu. Ngày nay, FA được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiêp̣ mỹ phẩm, làm chất phụ gia thực phẩm và ngày càng được nghiên cứu ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế.

Trong quy trình sản xuất dầu cám gạo, dầu kiềm thải soapstock là loại sản phẩm phụ được thải ra có hàm lượng γ-oryzanol cao (hỗn hơp̣ các este của FA), việc tinh chế γ-oryzanol từ loại sản phẩm phu ̣này là rất khó khăn do thành phần tạp̣ chất quá nhiều, chi phí cao, thay thế vào đó người ta sử dụng quá trình thủy phân để thu được FA một cách hiệu quả hơn. Tuy nhiên, thủy phân theo tỉ lê ̣thông thường đối với γ-oryzanol là không thể thực hiện được do các gốc rượu của hỗn hơp̣ este này là các nhóm thế lớn, gây cản trở về mặt không gian, nên cần có những nghiên cứu sâu hơn về phản ứng thủy phân này. Vì thế, TS. Đỗ Văn Mạnh cùng các cộng sự tại Viện Công nghệ môi trường đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu điều chế axit ferulic từ sản phẩm dầu kiềm thải của nhà máy trích ly cám gạo ở Cần Thơ bằng phương pháp thủy phân kết hợp sóng siêu âm nhằm phục vụ cho lĩnh vực y dược”.

Các kết quả thu được có giá trị thực tiễn, khả năng ứng dụng và có tính mới cao. So sánh với kết quả nghiên cứu trước đó của công ty Tsuno (Nhật Bản), với hiệu suất đạt được là 86% tính theo γ-oryzanol có độ tinh khiết 80%, sử dụng isopropanol tại 90°C trong 8 giờ; phương pháp mới mang lại hiệu quả gần như tương đương, ở nhiệt độ thấp hơn (75°C) và thời gian phản ứng chỉ trong 3 giờ.

Kết quả về ảnh hưởng của các điều kiêṇ tớ i hiêụ suất phản ứng thủy phân γ-oryzanol. Tối ưu hóa các điều kiêṇ : nhiệt độ, thời gian, tần số sóng siêu âm, tỉ lệ giữa các dung mô, itỉ lệ γ-oryzanol/kiềm. Kết quả đạt được: Các điều kiện ảnh hưởng tới hiệu suất phản ứng thủy phân γ-oryzanol được khảo sát đầy đủ.

Kết quả về ảnh hưởng của sự hình thành etyl ferulate tớ i hiê ̣ u suất phản ứng điều chế FA. Kết quả đạt được: Mặc dù etyl ferulat là sản phẩm phụ được tạo ra trong quá trình phản ứng, nhưng sản phẩm này hầu như không ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất tạo axit ferulic. Sau 30 phút phản ứng, nồng độ etyl ferulat giảm dần. Sóng siêu âm 20 hoặc 200 kHz giúp cho quá trình này xảy ra nhanh hơn. Sau 3 giờ phản ứng, nồng độ etyl ferulat chỉ còn lại dưới 3 %. Kết quả này hoàn toàn có tính mới, vì chưa có một nghiên cứu nào trước đây khảo sát sự hình thành của etyl ferulat trong quá trình phản ứng thủy phân γoryzanol tạo axit ferulic.

Xây dưṇg quy trình chiết γ-oryzanol từ dầu kiềm thải bằng etyl axetat và điều chế FA từ dung dịch chiết áp dụng các điều kiện tối ưu đã nghiên cứu. Kết quả đạt được: Để điều chế FA từ soapstock, nhóm nghiên cứu thực hiện phản ứng với khối lượng soapstock khoảng 96g cho một mẻ thí nghiệm. 120 mL etyl axetat được thêm vào mẫu soapstock và hỗn hợp được siêu âm trong bể siêu âm Elma 38 kHz trong 20 phút. Thời gian siêu âm để chiết γ-oryzanol từ soapstock được khảo sát tại 10, 20, và 30 phút. Kết quả cho thấy sau 20 phút, hàm lượng γ-oryzanol chiết được từ soapstock hầu như không đổi và đạt giá trị 3,1% (wt/wt). Lọc và thu được dịch chiết etyl axetat. Phần dịch chiết được cất quay dưới áp suất thấp để đuổi bớt dung môi. Phần dung môi thu được khi cô quay ở lần chiết trước được tận dụng để chiết tiếp lần sau. Phần dịch chiết thu được sau cô quay có thể tích là 30 mL, trong đó nồng độ γ-oryzanol đạt gần đúng là 96 mg/ml. Dịch chiết này (gọi là dịch chiết GO) sẽ được thủy phân trong điều kiện thích hợp để thu được FA. Phản ứng thủy phân soapstock được thực hiện dựa trên các điều kiện tối ưu như sau: 

- Nồng độ γ-oryzanol trong dịch chiết soapstock: 96 mg/mL

- Tỉ lệ etanol/etyl acetate trong hỗn hợp phản ứng là 5:1 - Tỉ lệ KOH/ γ-oryzanol (wt/wt) là 10 :1

- Nhiệt độ phản ứng 75°C, thời gian phản ứng 4h

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 15229) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

N.P.D (NASATI)