Áp dụng phương pháp enzyme, nhóm nghiên cứu do TS Nguyễn Hoàng Chinh và cộng sự tại Đại học Tôn Đức Thắng, TP HCM đã chiết xuất thành công hợp chất tự nhiên có lợi cho sức khỏe như polysaccharide (hỗ trợ điều trị ung thư máu), flavonoid (ức chế ung thư), polyphenol, terpenoid (chống lão hóa) từ đông trùng hạ thảo, linh chi và các loại dược liệu hương thảo, cây xạ đen.

Phương pháp này được TS Chinh (30 tuổi) tìm hiểu khi còn là sinh viên đại học. Anh cho biết, các phương pháp trước đây chủ yếu sử dụng các dung môi hữu cơ như methanol, acetone, chloroform làm chất xúc tác trong quá trình chiết xuất. Mặc dù các dung môi này cho hiệu suất tách chiết cao, nhưng có thể ảnh hưởng tới chất lượng và hoạt tính dược chất nếu tồn dư.

"Để loại bỏ lượng tồn dư phải dùng nhiệt độ để đuổi dung môi bay hơi, nhưng một số hợp chất kém bền có lợi khi gặp mức nhiệt cao dễ bị biến đổi và giảm hoạt tính sinh học", TS Chinh nói. Vì vậy, từ năm 2018, anh và cộng sự phát triển các phương pháp tách chiết hợp chất mới mà không sử dụng hóa chất độc hại.

Phương pháp này sử dụng enzyme trong quá trình tách chiết. Nhóm nghiên cứu không sử dụng dung môi hữu cơ mà chọn nước làm môi trường để tách chiết. Để tăng hiệu quả, một số loại enzyme như protease, cellulase được tiến hành thủy phân, phá vỡ các thành phần cấu trúc tế bào của nguyên liệu. Từ đó, hợp chất bên trong tế bào dễ dàng thoát ra ngoài với hiệu suất tách chiết cao mà không cần dùng dung môi độc hại.

Theo TS Chinh, yếu tố quan trọng nhất khi sử dụng phương pháp tách chiết bằng enzyme là phải xác định được loại hoặc phức hợp phù hợp với từng loại chất. Bởi việc xác định và thu nhận được nguồn enzyme có hoạt tính cao có thể tăng hiệu quả phân giải tế bào. "Nếu sử dụng các enzyme không phù hợp, chúng không thể phá hủy được cấu trúc tế bào, khi đó hiệu suất tách chiết sẽ kém", anh nói.

Các enzyme đều có nguồn gốc từ vi sinh vật, thực vật. Sau đó được nhóm nghiên cứu nuôi cấy trong điều kiện môi trường thích hợp để chúng phát triển và tiếp tục sản sinh. Khi phát triển đến mức phù hợp, enzyme được thu nhận, tinh sạch để sử dụng tách chiết hợp chất.

Do các enzyme dễ biến tính ở nhiệt độ cao nên được bảo quản ở mức 4 độ C. Tùy vào đặc điểm hợp chất, nhóm sử dụng riêng lẻ hoặc phối trộn hai loại enzyme với nhau để tăng hiệu quả tách chiết. Ngoài ra, các phương pháp bổ trợ như microwave (vi sóng) hay ultrasound (sóng siêu âm) cũng được tích hợp giúp hợp chất dễ giải phóng bên ngoài và rút ngắn thời gian tách chiết.

TS Chinh cho biết, ngoài việc phát triển phương pháp tách chiết mới bằng enzyme, nhóm nghiên cứu đang trong quá trình phát triển các loại dung môi mới thân thiện với môi trường (switchable solvent và deep eutectic solvent), hạn chế ảnh hưởng tới chất lượng và hoạt tính dược chất.