Từ thảo dược truyền thống đến công nghệ chiết xuất hiện đại

Khi khoa học giúp chúng ta hiểu rõ hơn những gì thực sự có trong một cây thuốc: từ sắc thuốc truyền thống đến chiết xuất, định tính, định lượng và chuẩn hoá.

Vì sức khoẻ của chính mình, hãy dành ít phút tìm hiểu khoa học về tế bào và phân tử — để hiểu cơ thể cần gì và biết cách chăm sóc sức khoẻ đúng từ nền tảng.

Khi khoa học giúp chúng ta hiểu rõ hơn những gì thực sự có trong một cây thuốc.

Từ hàng nghìn năm trước, con người đã biết sử dụng cây cỏ và thảo dược để chăm sóc sức khoẻ. Trong y học cổ truyền, dược liệu thường được phơi hoặc sấy khô, phối hợp thành các bài thuốc rồi sắc với nước để sử dụng. Đây là một kho tàng kinh nghiệm quý giá được tích luỹ qua nhiều thế hệ.

Ngày nay, khoa học không làm mất đi giá trị của thảo dược. Ngược lại, sự phát triển của hoá học, sinh học, dược học và công nghệ thực phẩm đang giúp con người đi sâu hơn vào bên trong thảo dược: xác định trong đó có những thành phần nào, hàm lượng bao nhiêu, chiết xuất chúng bằng phương pháp nào và làm thế nào để kiểm soát chất lượng của sản phẩm cuối cùng.

Đó chính là một bước chuyển quan trọng:

Từ sử dụng dược liệu → nghiên cứu thành phần → chiết xuất → định tính → định lượng → chuẩn hoá.

Phương pháp truyền thống: sắc dược liệu lấy nước

Trong phương pháp sắc truyền thống, một lượng dược liệu nhất định được cho vào nước và đun trong một khoảng thời gian. Nước và nhiệt giúp hoà tan, giải phóng một phần các hợp chất có trong nguyên liệu.

Chúng ta có thể biết khá chính xác đã sử dụng bao nhiêu gam dược liệu ban đầu. Ví dụ, một thang có thể sử dụng 10 g, 20 g hay 30 g của một loại dược liệu.

Nhưng có một vấn đề hoàn toàn khác:

10 gam dược liệu không đồng nghĩa với 10 gam hoạt chất.

Và biết đã sử dụng bao nhiêu gam cây khô cũng không đồng nghĩa với việc biết chính xác bao nhiêu miligam của từng hợp chất đã được chiết vào nước sắc.

Hàm lượng các chất trong dược liệu tự nhiên có thể thay đổi theo giống cây, vùng trồng, đất đai, khí hậu, mùa thu hoạch, tuổi cây, bộ phận sử dụng, phương pháp phơi sấy và điều kiện bảo quản.

Quá trình sắc lại chịu ảnh hưởng bởi lượng nước, nhiệt độ, thời gian, kích thước nguyên liệu, số lần sắc và đặc tính hoà tan của từng hợp chất.

Vì vậy, hai thang thuốc có cùng khối lượng dược liệu ban đầu chưa chắc tạo ra hai dịch sắc có thành phần hoá học và hàm lượng hoàn toàn giống nhau.

Định tính và định lượng khác nhau ở chỗ nào

Một điểm cần phân biệt rất rõ:

• Định tính trả lời câu hỏi: trong mẫu có những chất hoặc nhóm chất nào?
• Định lượng trả lời câu hỏi: mỗi chất có bao nhiêu, hàm lượng hoặc nồng độ của nó là bao nhiêu?

Nếu chỉ cân dược liệu rồi sắc với nước mà không tiến hành các phương pháp phân tích hoá học thích hợp, chúng ta không thể từ khối lượng cây ban đầu suy ra chính xác thành phần và hàm lượng của từng hợp chất trong nước sắc.

Biết lượng dược liệu không đồng nghĩa với biết chính xác lượng hoạt chất đã được chiết ra.

Khoa học hiện đại đi sâu vào thành phần của thảo dược

Ngày nay, nghiên cứu thảo dược không chỉ dừng ở câu hỏi "đây là cây gì?", mà tiếp tục đi sâu hơn:

• Trong cây có những hợp chất nào?
• Hàm lượng của chúng bao nhiêu?
• Những chất nào được chiết ra?
• Điều kiện chiết nào phù hợp?
• Làm thế nào kiểm soát sự ổn định giữa các lô sản phẩm?

Các phương pháp phân tích hiện đại như sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), sắc ký khí (GC), khối phổ (MS) và nhiều kỹ thuật quang phổ cho phép các nhà nghiên cứu khảo sát ngày càng sâu thành phần hoá học của nguyên liệu và dịch chiết.

Nhờ đó, thảo dược không còn chỉ được nhìn dưới dạng "một cây thuốc", mà có thể được nghiên cứu như một hệ phức hợp gồm rất nhiều phân tử hoá học khác nhau — cách những phân tử ấy tác động tới tế bào là nội dung bài Sinh học phân tử.

Tuỳ từng loại thực vật, người ta có thể nghiên cứu các nhóm hợp chất như polyphenol, flavonoid, terpenoid, alkaloid, polysaccharide, acid hữu cơ, acid béo, vitamin, khoáng chất và nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học khác.

Không phải mọi thảo dược đều chứa tất cả các nhóm chất này, và cũng không phải thành phần nào cũng có thể được chiết hiệu quả bằng cùng một phương pháp. Đó chính là lý do công nghệ chiết xuất phải được lựa chọn dựa trên đặc tính của nguyên liệu và hợp chất mục tiêu.

Chiết xuất hiện đại không đơn giản là "nấu cây thuốc"

Chiết xuất là quá trình sử dụng những điều kiện được kiểm soát để đưa các hợp chất mong muốn từ nguyên liệu thực vật vào dịch chiết.

Tuỳ mục tiêu, nhà sản xuất có thể lựa chọn nước, ethanol hoặc những hệ dung môi phù hợp khác; đồng thời kiểm soát nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ dung môi trên nguyên liệu và các thông số công nghệ.

Sau quá trình chiết, dịch chiết còn có thể trải qua các công đoạn lọc, cô đặc, tinh sạch, sấy và kiểm nghiệm.

Điểm quan trọng ở đây không phải chỉ là biến cây thành bột hay viên nang. Giá trị của công nghệ hiện đại nằm ở khả năng kiểm soát quá trình và kiểm tra sản phẩm bằng các phương pháp phân tích.

Từ "chiết xuất" đến "chuẩn hoá" là một bước tiến quan trọng

Một khái niệm đặc biệt quan trọng là chuẩn hoá dịch chiết.

Một sản phẩm ghi "chiết xuất thảo dược" chưa tự động có nghĩa rằng tất cả các hoạt chất trong đó đều đã được định lượng.

Trong những sản phẩm được chuẩn hoá thích hợp, nhà sản xuất có thể lựa chọn một hoặc một số hợp chất đặc trưng, hoạt chất hoặc chất chỉ thị (marker compounds) để kiểm soát hàm lượng theo tiêu chuẩn xác định. Nhờ vậy, chất lượng nguyên liệu và dịch chiết có thể được kiểm soát tốt hơn giữa các lô sản xuất.

Có thể hình dung quá trình phát triển này như sau:

THẢO DƯỢC → XÁC ĐỊNH NGUYÊN LIỆU → CHIẾT XUẤT → PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN → ĐỊNH TÍNH → ĐỊNH LƯỢNG → CHUẨN HOÁ → KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG

Y học cổ truyền và khoa học hiện đại không nhất thiết đối lập nhau

Sẽ không chính xác nếu cho rằng phương pháp truyền thống hoàn toàn không có giá trị, hoặc công nghệ hiện đại đơn giản thay thế toàn bộ kinh nghiệm cổ truyền. Hai lĩnh vực có thể được nhìn nhận theo một cách khác.

• Kinh nghiệm truyền thống giúp con người nhận biết và tích luỹ tri thức về việc sử dụng thảo dược.
• Khoa học hiện đại cung cấp công cụ để phân tích, kiểm chứng, định tính, định lượng và kiểm soát những thành phần có trong thảo dược.

Một bên hình thành từ kinh nghiệm sử dụng qua thời gian. Một bên sử dụng các phương pháp khoa học để đi sâu xuống cấp độ hoá học và phân tử.

Khi hai nguồn tri thức được nghiên cứu một cách nghiêm túc, thảo dược có thể được hiểu rõ hơn thay vì chỉ được sử dụng theo kinh nghiệm.

Không chỉ là "cây gì", mà còn là "trong đó có gì và bao nhiêu"

Đây chính là sự thay đổi lớn trong cách tiếp cận thảo dược.

Thay vì chỉ hỏi "loại cây này được dùng để làm gì?", khoa học còn đặt những câu hỏi sâu hơn:

• Trong cây có những phân tử nào?
• Hàm lượng của chúng bao nhiêu?
• Phương pháp nào chiết được chúng?
• Sau sản xuất còn lại bao nhiêu?
• Có thể kiểm soát chất lượng giữa các lô hay không?

Đó là con đường đưa nghiên cứu thảo dược từ kinh nghiệm tiến tới đo lường và kiểm soát bằng khoa học.

Từ kinh nghiệm đến đo lường

Giá trị của khoa học hiện đại không nằm ở việc phủ nhận những gì con người đã biết về thảo dược từ hàng nghìn năm trước. Giá trị của khoa học nằm ở khả năng nhìn sâu hơn, đo chính xác hơn và kiểm soát tốt hơn.

Từ một cây thảo dược, khoa học có thể từng bước nghiên cứu những phân tử cấu thành nên nó; từ dịch chiết, có thể phân tích thành phần; và với những sản phẩm được chuẩn hoá phù hợp, có thể kiểm soát hàm lượng của các hợp chất hoặc chất chỉ thị quan trọng.

THẢO DƯỢC → CHIẾT XUẤT → ĐỊNH TÍNH → ĐỊNH LƯỢNG → CHUẨN HOÁ

Ngày xưa ông bà ta dùng thảo mộc, thảo dược thô bằng các phương pháp bào chế truyền thống. Ngày nay khoa học áp dụng công nghệ chiết xuất, định tính và định lượng chính xác các thành phần và hàm lượng hoạt chất.