Mã số N1071: Quy trình công nghệ sản xuất hoạt chất 1,8 cineole có độ tinh khiết cao (>98%) dùng làm nguyên liệu sản xuất dược từ nguyên liệu thảo dược của Việt Nam

1. Tổng quan

Tinh dầu là các hợp chất hữu cơ có mùi hương và dược tính dễ bay hơi được lấy ra từ thảo mộc. Đây là sản phẩm vừa có thể dùng trực tiếp hoặc là nguồn nguyên liệu để sản xuất nhiều các sản phẩm thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm như phụ gia bảo quản tự nhiên trong thực phẩm, các kháng sinh thay thế để chống lại hiện tượng kháng thuốc.

+ Tràm gió: Tinh dầu dùng nhiều trong dược phẩm, mỹ phẩm trong chăm sóc bà mẹ và trẻ em ở Trung tâm Dược liệu Đồng Tháp Mười ~2000 hecta, các tỉnh miền Trung, Huế và một số tỉnh như Bình Phước và Tây Ninh. 

Riêng nguồn tràm gió ở Trung tâm dược liệu đồng tháp mười có thể sản xuất khoảng 1 tấn  tinh dầu tràm gió/tháng. Các vùng ven biên giới Việt Nam – Campuchia ở Bình Phước có thể sản xuất 1-2 tấn tinh dầu tràm gió/tháng. Tương tự như vậy các vùng Huế và Quảng trị có thể sản xuất 1-2 tấn tinh dầu/tháng. Tràm gió có nhiều hoạt chất có tính dược tính cao như eucalyptol, α terpinol, β myrene, β Linalool. Chính nhờ các hoạt chất này, mà tràm gió được sử dụng nhiều trong các sản phẩm thuốc trị cảm lạnh, ho cho bà mẹ và trẻ em. Các chế phẩm xua đuổi côn trùng, chống muỗi.

Tràm gió là nguồn tinh dầu đặc biệt chỉ một số ít nước có nguồn nguyên liệu này, trong đó có Việt Nam. Trong các sản phẩm tinh dầu nổi tiếng thế giới được đánh giá bởi tổ chức ECOCERT, tinh dầu tràm gió của Việt Nam nằm trong danh sách này. Đây là nguồn dược liệu có thể tạo thương hiệu Việt Nam trên thế giới và là nguồn dược liệu để bào chế nhiều dòng dược mỹ phẩm trong chăm sóc sức khỏe như trị cảm cúm, xua đuổi muỗi, chống nhiễm trùng.

 Hiện trạng sản xuất tinh dầu

• Sản xuất tinh dầu có chất lượng không đều 

Mặc dù tinh dầu là nguyên liệu của nhiều ngành mỹ phẩm và dược phẩm, nhưng tinh dầu của Vietnam thường phải nhập của nước ngoài. Nguyên nhân chính của hiện tượng này là tinh dầu Việt Nam sản xuất có chất lượng không đồng đều và đặc biệt là hàm lượng các hoạt chính chính không đạt. Ví dụ, tinh dầu tràm gió, một loại tinh dầu được dùng phổ biến cho trẻ em, phụ nữ mang thai và sau khi sinh, theo quy định của Bộ Y tế phải có hàm lượng hoạt chất chính 1,8 cineole >40%. Tuy vậy, các mẫu kiểm tra của công ty chúng tôi với các sản phẩm tinh dầu tràm gió trên thị trường có hàm lượng thường 20-25%. 

• Sản xuất thủ công tại mỗi vùng nên năng suất nhỏ, không thể tập hợp để xuất khẩu

Mặc dù sản lượng mỗi vùng có một loại tinh dầu có thể đạt số lượng 1 vài tấn/tháng. Tuy vậy số lượng này là khá nhỏ để tính đến xuất khẩu khi mà sản lượng phải đạt tới mức vài chục tấn/tháng. Do vậy để đáp ứng nhu cầu sản xuất lớn và nhu cầu xuất khẩu cần phải tính đến phương án tập trung thu mua tinh dầu từ nhiều vùng nguyên liệu khác nhau. Bởi vì chất lượng tinh dầu sẽ thay đổi theo thổ nhưỡng, khí hậu, nên chất lượng tinh dầu tại các vùng khác nhau là rất khác nhau. Để có thể xuất khẩu và sử dụng, chất lượng tinh dầu phải được ổn định và chuẩn hóa. Nghĩa là tính chất và thành phần của tinh dầu phải dao động trong một phạm vi cho phép theo các chuẩn quốc tế hoặc trong nước. Đây là một thực tế sản xuất phải giải quyết nếu muốn sản xuất tinh dầu chất lượng cao

• Tinh dầu sản xuất giản đơn hiện tại không thể vượt qua các rào cản kỹ thuật 

Với sự phát triển của khoa học, các tiêu chuẩn kỹ thuật về chất lượng tinh dầu ngày càng cao. Do vậy nếu chỉ sản xuất tinh dầu bằng phương pháp thủ công truyền thống (lôi cuốn hơi nước, trực tiêp bằng nước) sẽ gặp khó khăn trong việc thỏa mạn các yêu cầu kỹ thuật. Ví dụ tràm trà (tea tree oil), khi so sánh tiêu chuẩn iso 4730 năm 2004 và năm 2017 thì hàm hoạt chất chính terpinen-4-ol tối thiểu tăng từ 30 lên 35% trong khi đó thành phần cineole tối đa giảm từ 15 xuống 10%. Để thoả mãn các tiêu chuẩn kỹ thuật này, tinh dầu tràm trà sau khi được chưng cất phải trải qua giai đoạn phân tách phân đoạn để điều chỉnh các thành phần thỏa mãn tiêu chuẩn xuất khẩu.

2. Vấn đề cần giải quyết

Tuy nhiên, đối với các loại tinh dầu được chiết xuất thô, thường có hàm lượng hoạt chất quan trọng thấp, thành phần dược tính chưa cao. Ngoài ra, trong tinh dầu vẫn lẫn nhựa của cây, làm cho khả năng thẩm thấu tinh dầu trên da bị giảm. Vì vậy, để khắc phục những nhược điểm này, nhóm nghiên cứu của Công ty AOTA đã nghiên cứu, ứng dụng các công nghệ phân tách và công nghệ nano để sản xuất tinh dầu tràm gió.

 Ở công nghệ phân tách, sử dụng các thiết bị (do nhóm nghiên cứu, thiết kế) để tách tinh dầu từ lá và hạt của cây dược liệu, thu tinh dầu thô. Sau đó, tinh dầu được loại bỏ phần nhựa lẫn trong đó và tách thành các phân đoạn khác nhau dựa trên nhiệt độ sôi, nhiệt độ kết tinh để thu được hoạt chất quan trọng với hàm lượng cao. Cụ thể, trong lá tràm gió có chứa α-Terpineol, một chất không chỉ có khả năng sát khuẩn tốt mà còn kháng nấm hiệu quả, bằng công nghệ phân tách, nhóm có thể thu được 95% hàm lượng α-Terpineol có trong tinh dầu tràm gió. Cũng bằng cách này, nhóm có thể thu 95% Eugenol (có tác dụng sát khuẩn, kháng nấm)trong tinh dầu hương nhu, 90% Citral (có tác dụng kháng khuẩn, kháng viêm, khử mùi) trong tinh dầu sả,…

Hình 1:  Các phân đoạn của tinh dầu tràm gió.

Hình 2: Sản phẩm tinh dầu tràm gió hoạt chất cao

3. Ý nghĩa và tính sáng tạo

Công nghệ sử dụng để sản xuất 1,8 cineole đảm bảo cineole có độ tinh khiết 98%. Công nghệ sử dụng trong việc tinh chế này dựa vào phương pháp vật lí, do vậy hoàn toàn đáp ứng được các chuẩn của nguyên liệu hữu cơ.