Tổng quan luận án

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Tinh bột là nguồn hydratcacbon dự trữ dồi dào trong tự nhiên, có khả năng phân hủy sinh học, tái tạo cao và giữ vai trò nguyên liệu trọng yếu trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, dệt may, giấy và vật liệu. Tuy nhiên, tinh bột tự nhiên bộc lộ nhiều hạn chế về đặc tính công nghệ như độ bền lạnh đông - tan giá kém, khả năng hòa tan và trương nở trong nước lạnh thấp, dễ thoái hóa và độ trong của hồ tinh bột không ổn định. Nhằm khắc phục các nhược điểm này, biến tính hóa học là giải pháp thay đổi cấu trúc không gian và tính chất chức năng để mở rộng phạm vi ứng dụng.

Trước bối cảnh dự báo dân số toàn cầu đạt 8,6 tỷ người vào năm 2030 kéo theo sự gia tăng tiêu thụ tinh bột, việc khai thác độc quyền các nguồn ngũ cốc và củ truyền thống (ngô, gạo, lúa mì, khoai tây, sắn) có nguy cơ ảnh hưởng đến an ninh lương thực. Do đó, xu hướng nghiên cứu quốc tế đang tập trung tìm kiếm các nguồn tinh bột mới từ hạt, cây họ đậu và rễ củ không phổ biến. Tại Việt Nam, nguồn phụ phẩm nông nghiệp và cây trồng như hạt mít, đậu xanh và khoai môn có sản lượng lớn nhưng chưa được khai thác toàn diện ở góc độ hóa học và vật liệu. Luận án giải quyết khoảng trống nghiên cứu thực nghiệm có hệ thống từ khâu tách chiết, biến tính hóa học đến thử nghiệm tính năng làm tá dược trong ngành dược phẩm.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

Mục tiêu tổng quát của đề tài là biến đổi cấu trúc, tính chất hóa lý của tinh bột từ ba nguồn không phổ biến (hạt mít, đậu xanh, khoai môn) bằng các phương pháp hóa học nhằm nâng cao giá trị sử dụng và định hướng ứng dụng thực tế.

Năm nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể được xác lập gồm:

  1. Tách, thu hồi và xác định đặc trưng lý hóa, tính năng của ba loại tinh bột không phổ biến: tinh bột hạt mít (Jackfruit starch - JS), tinh bột đậu xanh (Mung bean starch - MS) và tinh bột khoai môn (Taro starch - TS).
  2. Nghiên cứu quá trình carboxymetyl hóa các loại tinh bột JS, MS, TS trong dung môi isopropanol; đánh giá đặc trưng cấu trúc và tính năng của sản phẩm carboxymetyl tinh bột (CMS).
  3. Nghiên cứu quá trình thủy phân tinh bột hạt mít và đậu xanh bằng axit clohydric trong môi trường dung môi ancol (etanol, metanol); khảo sát đặc trưng hóa lý và tính năng của sản phẩm tinh bột thủy phân (HS).
  4. Nghiên cứu quá trình oxy hóa tinh bột hạt mít và đậu xanh bằng hai tác nhân natri hypoclorit (NaClO) và hydro peroxit (H2O2); khảo sát đặc trưng hóa lý và tính năng của sản phẩm tinh bột oxy hóa (OS).
  5. Thăm dò ứng dụng tinh bột đậu xanh thủy phân (HMS) làm tá dược độn và carboxymetyl tinh bột hạt mít (CMJS) làm tá dược rã trong công thức bào chế thuốc viên nén paracetamol 500 mg.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu:
    • Tinh bột tách từ hạt mít tươi (Artocarpus heterophyllus Lam, giống mít Nghệ thu gom tại huyện Tân Phú, tỉnh Đồng Nai).
    • Tinh bột tách từ hạt đậu xanh (Vigna radiata, do Công ty An Hòa Food cung cấp).
    • Tinh bột tách từ củ khoai môn (Colocasia esculenta, giống khoai môn cao chỉ tím thu mua tại huyện Lấp Vò, tỉnh Đồng Tháp).
    • Các dẫn xuất tinh bột biến tính (CMJS, CMMS, CMTS, HJS, HMS, OJSH, OJSJ, OMSH, OMSJ) và mẫu thuốc viên nén paracetamol 500 mg.
  • Phạm vi không gian và thời gian: Nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành tại Viện Hóa học (Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam), Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng TP.HCM, Trung tâm Nghiên cứu Vật liệu Polyme (Trường ĐH Bách khoa TP.HCM), Khoa Hóa học (Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Hà Nội) và Phòng thí nghiệm Công ty TNHH MTV 120 AMEPHACO; hoàn thành vào tháng 10 năm 2022.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trong và ngoài nước

Tài liệu tổng quan chỉ ra bức tranh đa dạng về nghiên cứu tinh bột trên thế giới và tại Việt Nam:

Nhóm nghiên cứu / Tác giả Năm Nội dung và kết quả chính được ghi nhận
FAO / European Starch Industry 2020 Báo cáo sản lượng tinh bột toàn cầu và cơ cấu tiêu thụ tại Châu Âu (56% thực phẩm, 41% giấy, 3% thức ăn chăn nuôi).
Nisit và cộng sự - Biến tính kép tạo lưới - carboxymetyl hóa tinh bột hạt mít, tăng khả năng trương nở và ứng dụng làm tá dược rã cho viên nén.
Dutta và cộng sự - Thủy phân tinh bột hạt mít bằng axit-ancol trong thời gian ngắn; kiểm soát độ nhớt và tính chất hồ hóa theo nồng độ axit.
Rahman và cộng sự; Hoover và cộng sự - Xác định nhiệt độ hồ hóa (To, Tp, Te) và đặc tính trương nở, độ bền gel của tinh bột đậu xanh có hàm lượng amylozơ cao.
Zeng và cộng sự - Nghiên cứu cấu trúc tinh thể loại A, kích thước hạt (1-5 µm) và nhiệt độ hồ hóa của tinh bột khoai môn.
Kooijman và cộng sự - Tối ưu hóa phản ứng carboxymetyl hóa tinh bột dạng hạt trong môi trường isopropanol - nước.
Zhang và cộng sự; El-Sheikh và cộng sự; Sangseethong và cộng sự - Khảo sát oxy hóa tinh bột bằng H2O2 và NaClO; chỉ ra NaClO ưu tiên tạo nhóm carboxyl còn H2O2 ưu tiên tạo nhóm carbonyl.
Mukerjea; Singh và cộng sự; Kerfa và cộng sự - Đánh giá sự gia tăng độ kết tinh tương đối và thay đổi nhiệt độ hồ hóa bằng DSC của tinh bột thủy phân axit.
Nguyễn Phương - Tách và biến tính oxy hóa tinh bột khoai môn bằng NaClO ứng dụng trong bánh cracker, bột dinh dưỡng và phụ gia thực phẩm.
Lương Hồng Nga 2010, - Nghiên cứu đặc tính hóa lý 10 giống đậu xanh; biến tính thủy nhiệt và oxy hóa bằng NaClO tạo màng sinh học và miến.
Vũ Thị Ngọc Bích - Biến tính tinh bột khoai lang và dong riềng ứng dụng làm phụ gia tạo gel, tạo nhớt.
Trường ĐH Y Dược Huế 2012 Nghiên cứu cấu tạo tinh bột củ mài, chế biến bánh hỗ trợ điều trị đái tháo đường type 2.
Phạm Văn Hùng và cộng sự - Xử lý axit kết hợp nhiệt ẩm trên tinh bột khoai lang và khoai mỡ, gia tăng tỷ lệ tinh bột tiêu hóa chậm (SDS) và tinh bột kháng (RS).

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Tổng quan các công bố trong nước cho thấy:

  • Chưa có công trình nào nghiên cứu toàn diện từ khâu phân lập, xác định cấu trúc lý hóa đến biến tính hóa học tinh bột hạt mít.
  • Các nghiên cứu về tinh bột đậu xanh và khoai môn trong nước mới tập trung vào tuyển chọn giống, công nghệ chế biến thực phẩm truyền thống hoặc biến tính đơn lẻ bằng xử lý nhiệt ẩm và oxy hóa NaClO.
  • Thiếu các khảo sát có hệ thống về cơ chế, động học và sự tương quan giữa các yếu tố công nghệ trong phản ứng carboxymetyl hóa (dung môi hữu cơ), thủy phân axit trong ancol và oxy hóa bằng H2O2 đối với các nguồn nguyên liệu này.
  • Luận án định vị trọng tâm vào việc thiết lập quy trình hóa học chuẩn hóa và đánh giá khả năng thay thế tá dược ngoại nhập trong sản xuất dược phẩm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và cơ chế phản ứng

  1. Cấu trúc tinh bột: Tinh bột gồm amylozơ (mạch thẳng, liên kết $\alpha$-1,4-glycozit) và amylopectin (mạch nhánh, liên kết $\alpha$-1,4 và $\alpha$-1,6-glycozit). Hạt tinh bột gồm các vùng vô định hình xen kẽ vùng kết tinh tạo thành các cấu trúc đa hình kiểu A, B hoặc C.
  2. Cơ chế thủy phân axit: Diễn ra qua hai con đường song song: proton hóa nguyên tử oxy của vòng pyranose hoặc oxy của cầu nối glycozit, bẻ gãy liên kết C-O tạo carbocation trung gian, sau đó kết hợp với nước để cắt ngắn mạch phân tử tinh bột.
  3. Cơ chế phản ứng oxy hóa: Tác nhân oxy hóa tác kích vào các vị trí C2, C3 và C6 của đơn vị anhydroglucose (AGU), chuyển hóa nhóm hydroxyl bậc một thành carboxyl (-COOH), hydroxyl bậc hai thành carbonyl (-C=O), hoặc bẻ gãy liên kết C2-C3 tạo dẫn xuất dialdehyd và dicarboxylic.
  4. Cơ chế carboxymetyl hóa: Phản ứng xảy ra qua hai giai đoạn: kiềm hóa các nhóm hydroxyl của tinh bột bằng NaOH tạo tinh bột alkoxide ($St-ONa$), sau đó thế ái nhân ($S_N2$) với natri monocloaxetat (SMCA) hoặc axit monocloaxetic (MCA) tạo liên kết ete ($St-O-CH_2-COONa$). Đồng thời có phản ứng phụ tạo natri glycolat và natri diglycolat.

Phương pháp phân tích và kỹ thuật đo đạc

  • Xác định thành phần nguyên liệu và tinh bột: Độ ẩm (TCVN 9934:2013), tro tổng số (TCVN 9939:2013), protein thô (phương pháp Kjeldahl, TCVN 8125:2015), lipit (phương pháp Soxhlet, TCVN 9938:2013), xơ thô (phương pháp Schaven, TCVN 4329:2007).
  • Phân tích cấu trúc và hình thái:
    • Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) trên máy IMPACT Nicolet 410.
    • Nhiễu xạ tia X (XRD) trên thiết bị D2 Phaser.
    • Nhiệt lượng quét vi sai (DSC) trên máy DSC 204F1 Phoenix (xác định $T_o, T_p, T_e$).
    • Kính hiển vi điện tử quét (SEM) trên thiết bị JSM-IT200 InTouchScope.
    • Phân bố kích thước hạt bằng kỹ thuật tán xạ laser trên máy Horiba LA-950.
  • Xác định tính chất chức năng: Độ thế (DS), hàm lượng nhóm carboxyl (Cax), carbonyl (Can), hiệu suất phản ứng (RE), độ nhớt hồ tinh bột, độ hòa tan trong nước (WS) và khả năng trương nở (SP).
  • Kiểm nghiệm thuốc viên nén: Đánh giá độ đồng đều khối lượng, độ đồng đều hàm lượng, độ rã, độ hòa tan và độ cứng theo tiêu chuẩn Dược điển Việt Nam.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý thuyết về nguồn gốc, thành phần sinh hóa và cấu trúc phân tử của tinh bột; so sánh hàm lượng tinh bột giữa các nguồn nguyên liệu phổ biến và không phổ biến:

Nguồn nguyên liệu Tên khoa học Phân loại bộ phận Hàm lượng tinh bột (%)
Sắn Manihot esculenta Củ 84,00
Gạo Oryza sativa Hạt 87,70
Lúa mì Triticum aestivum L. Hạt ngũ cốc 25,03
Ngô Zea mays Hạt ngũ cốc 31,30
Khoai tây Solanum tuberosum Củ 23,65
Hạt mít Artocarpus heterophyllus L. Hạt trái cây 32,14
Đậu xanh Pisum sativum L. / Vigna radiata Hạt họ đậu 40,00
Khoai môn - sọ Colocasia esculenta Thân củ 11,91
Hạt dẻ Castanea sativa Quả hạch 93,20
Gừng Zingiber officinale roscoe Thân rễ 85,00

Chương này cũng phân tích sâu các cơ chế biến tính hóa học (thủy phân axit, oxy hóa bằng NaClO/H2O2, carboxymetyl hóa, este hóa) và vai trò của các dẫn xuất tinh bột biến tính trong công nghiệp dược phẩm (tá dược rã, tá dược độn, tá dược dính, chất mang phóng thích chậm) và công nghiệp thực phẩm.

Chương 2: Nguyên liệu, hoá chất, dụng cụ, thiết bị nghiên cứu

Chương 2 trình bày chi tiết nguồn gốc nguyên liệu và thành phần hóa học cơ bản của các nguồn nông sản thực nghiệm:

Chỉ tiêu phân tích Hạt mít tươi (%) Hạt đậu xanh (%) Củ khoai môn (%)
Độ ẩm $25,25 \pm 0,23$ $15,89 \pm 1,31$ $71,33 \pm 0,56$
Tro $2,62 \pm 0,15$ $3,85 \pm 0,13$ $3,96 \pm 0,11$
Xơ thô $2,64 \pm 0,12$ $8,24 \pm 0,29$ $4,77 \pm 0,11$
Protein $11,07 \pm 0,21$ $23,43 \pm 2,80$ $4,28 \pm 0,05$
Lipit $0,44 \pm 0,17$ $2,40 \pm 0,12$ $0,61 \pm 0,03$
Carbohydrate $60,62 \pm 0,35$ $54,43 \pm 1,16$ $19,81 \pm 0,61$

Mô tả các quy trình thực nghiệm:

  • Tách thu nhận tinh bột: Xử lý hạt mít qua dung dịch NaOH 0,25% để bóc vỏ lụa; đậu xanh ngâm nước 10 giờ loại vỏ; khoai môn chần NaOH 9% ở 80°C, ngâm $Na_2S_2O_5$ 0,3% và xử lý nhớt bằng $NH_4OH$ 0,2% (pH 8,0 - 8,5), ly tâm tách phân đoạn. Quá trình nghiền đều sử dụng dung dịch $NaHSO_3$ 0,1% để chống oxy hóa, rửa kết tủa và sấy ở 50°C trong 14 giờ.
  • Biến tính hóa học: Quy trình carboxymetyl hóa dùng MCA/NaOH trong dung môi isopropanol; quy trình thủy phân axit bằng HCl trong môi trường etanol/metanol; quy trình oxy hóa bằng dung dịch NaClO hoặc $H_2O_2$ (xúc tác $CuSO_4$ 0,1%).
  • Công thức viên nén Paracetamol 500 mg: Thiết lập công thức đối chứng và công thức thay thế tá dược thực nghiệm theo phương pháp tạo hạt khô:
Thành phần viên thuốc Hàm lượng (mg/viên) Vai trò trong công thức
Paracetamol 500 Dược chất chính (hạ sốt, giảm đau)
Explotab (hoặc CMJS thay thế) 30 Tá dược rã nhanh
Lycatab DSH (hoặc HMS thay thế) 15 Tá dược độn
Kollidon R 90F 30 Tá dược dính
Etanol 96% Vừa đủ Dung môi tạo hạt
Talc 14 Tá dược trơn chảy, chống dính chày cối
Magie stearat 1 Tá dược bôi trơn, làm bóng bề mặt

Chương 3: Kết quả và thảo luận

Chương 3 triển khai 5 cụm nội dung thực nghiệm trọng tâm:

  1. Đặc trưng hóa lý của tinh bột ban đầu: Khảo sát hình thái hạt qua ảnh SEM (JS hình bán cầu nhẵn, MS hình bầu dục/hình cầu, TS hình đa giác nhỏ 1-5 µm); giản đồ XRD xác định kiểu kết tinh; phổ FTIR ghi nhận các vân hấp thụ đặc trưng; phân tích DSC xác định các điểm nhiệt độ hồ hóa ($T_o, T_p, T_e$) và đánh giá độ hòa tan, khả năng trương nở theo nhiệt độ.
  2. Quá trình Carboxymetyl hóa tinh bột: Khảo sát sự phụ thuộc của độ thế (DS) và hiệu suất phản ứng (RE) vào thời gian phản ứng, nhiệt độ, tỷ lệ mol MCA/AGU, tỷ lệ mol NaOH/AGU và thể tích dung môi isopropanol. Đánh giá sự suy giảm độ kết tinh trên XRD, sự xuất hiện vân dao động carboxylate trên FTIR, sự thay đổi kích thước hạt trên SEM và đặc tính trương nở vượt trội của CMS trong nước lạnh.
  3. Quá trình Thủy phân tinh bột bằng axit: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ HCl, tỷ lệ dung môi/tinh bột, nhiệt độ và thời gian phản ứng đến độ nhớt và hiệu suất thu hồi sản phẩm. Phân tích SEM cho thấy hiện tượng bào mòn bề mặt hạt; giản đồ XRD cho thấy vùng vô định hình bị tấn công ưu tiên làm tăng nhẹ độ kết tinh tương đối; DSC chỉ ra sự gia tăng nhiệt độ hồ hóa.
  4. Quá trình Oxy hóa tinh bột: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ clo hoạt động (đối với NaClO), nồng độ $H_2O_2$, pH môi trường, nhiệt độ và thời gian phản ứng đến hàm lượng nhóm carboxyl (Cax), carbonyl (Can) và hiệu suất thu hồi. Xác nhận NaClO tạo hàm lượng nhóm carboxyl cao hơn trong khi $H_2O_2$ xúc tác ion đồng tạo hàm lượng carbonyl chiếm ưu thế; ghi nhận sự giảm nhiệt độ hồ hóa và độ nhớt của tinh bột oxy hóa.
  5. Thử nghiệm ứng dụng trong bào chế viên nén:
    • Đánh giá chất lượng của tinh bột đậu xanh thủy phân (HMS) khi thay thế hoàn toàn tá dược độn thương phẩm Lycatab DSH trong viên nén paracetamol 500 mg: các chỉ tiêu cơ lý, độ bền cơ học và độ hòa tan hoạt chất đáp ứng tiêu chuẩn Dược điển.
    • Đánh giá chất lượng của carboxymetyl tinh bột hạt mít (CMJS) khi thay thế tá dược rã siêu tốc Explotab: viên nén đạt độ rã nhanh, độ đồng đều khối lượng và giải phóng hoạt chất tốt.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt khoa học và lý luận

  • Thiết lập hệ thống dữ liệu toàn diện về thành phần hóa sinh, đặc tính hình thái, cấu trúc tinh thể, phổ dao động và thông số nhiệt động học của ba nguồn tinh bột không phổ biến tại Việt Nam (hạt mít Nghệ, hạt đậu xanh và khoai môn cao chỉ tím).
  • Làm sáng tỏ quy luật biến tính hóa học trên các hệ tinh bột này:
    • Xác lập tương quan giữa các thông số công nghệ (tỷ lệ tác nhân phản ứng, nồng độ bazơ/axit, môi trường dung môi, nhiệt độ, thời gian) đến độ thế DS và hiệu suất RE trong phản ứng carboxymetyl hóa.
    • Chứng minh cơ chế phân cắt chọn lọc vùng vô định hình của ion $H^+$ trong môi trường dung môi ancol đối với tinh bột hạt mít và đậu xanh.
    • Làm rõ tính chọn lọc oxy hóa tạo nhóm chức carboxyl (-COOH) hoặc carbonyl (-C=O) khi sử dụng hai hệ tác nhân oxy hóa khác nhau (NaClO kiềm hóa và $H_2O_2$ xúc tác $Cu^{2+}$).

Đóng góp mới về mặt thực tiễn và ứng dụng

  • Tận dụng hiệu quả nguồn phụ phẩm nông nghiệp (hạt mít từ các nhà máy chế biến trái cây) và nông sản giá trị thấp (khoai môn, đậu xanh) để tổng hợp các dẫn xuất polyme sinh học có giá trị kinh tế kỹ thuật cao.
  • Chế tạo thành công tá dược độn HMS và tá dược rã CMJS đạt các tiêu chuẩn kiểm nghiệm dược dụng theo Dược điển Việt Nam, chứng minh khả năng thay thế trực tiếp các tá dược nhập khẩu đắt tiền (Lycatab DSH, Explotab) trong dây chuyền sản xuất viên nén quy mô công nghiệp.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Các khảo sát biến tính và thử nghiệm bào chế thuốc viên nén mới dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm (mẻ phản ứng 50 g tinh bột) và thử nghiệm trên một mô hình dược chất duy nhất là Paracetamol 500 mg bằng phương pháp tạo hạt khô; chưa khảo sát trên các nhóm hoạt chất nhạy cảm ẩm hoặc khó nén khác.
  • Hướng nghiên cứu tiếp theo:
    • Mở rộng quy mô tổng hợp tinh bột biến tính (pilot) để tối ưu hóa chi phí năng lượng và thu hồi dung môi hữu cơ.
    • Thử nghiệm ứng dụng các dẫn xuất tinh bột (CMS, OS, HS) trong các dạng bào chế dược phẩm phức tạp khác (viên bao phim, hệ phân phối thuốc phóng thích kéo dài, hydrogel mang thuốc) cũng như ứng dụng làm màng bọc ăn được và chất ổn định trong chế biến thực phẩm.

Giá trị tham khảo

  • Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên: Cung cấp tài liệu tham khảo chi tiết về quy trình công nghệ hóa hữu cơ, hóa học các hợp chất thiên nhiên và phương pháp luận phân tích cấu trúc polyme sinh học (kết hợp FTIR, XRD, DSC, SEM, Laser Scattering).
  • Đối với các nhà nghiên cứu dược học và công nghệ thực phẩm: Cung cấp thông số kỹ thuật thực nghiệm và công thức bào chế tá dược từ tinh bột biến tính, làm cơ sở phát triển các công thức thuốc viên nén và thực phẩm chức năng tự chủ nguyên liệu trong nước.
  • Đối với doanh nghiệp sản xuất nông sản và dược phẩm: Đưa ra giải pháp công nghệ nâng cao chuỗi giá trị chế biến phụ phẩm nông nghiệp, định hướng chuyển giao công nghệ sản xuất tá dược thay thế hàng nhập khẩu.

Câu hỏi thường gặp

1. Nguồn gốc cụ thể của ba loại nguyên liệu tinh bột được sử dụng trong luận án là gì?

Hạt mít tươi (Artocarpus heterophyllus Lam, giống mít Nghệ) được thu gom tại các cơ sở chế biến mít thuộc huyện Tân Phú, tỉnh Đồng Nai; củ khoai môn (Colocasia esculenta, giống khoai môn cao chỉ tím) được thu mua tại xã Mỹ An Hưng A, huyện Lấp Vò, tỉnh Đồng Tháp; hạt đậu xanh (Vigna radiata) và tinh bột sắn thương phẩm do Công ty An Hòa Food cung cấp.

2. Luận án đã thực hiện những phương pháp biến tính hóa học nào trên các loại tinh bột?

Luận án thực hiện ba phương pháp biến tính hóa học:

  • Carboxymetyl hóa bằng axit monocloaxetic (MCA) trong môi trường kiềm NaOH và dung môi isopropanol (thực hiện trên JS, MS, TS).
  • Thủy phân bằng axit clohydric (HCl) trong môi trường dung môi metanol và etanol (thực hiện trên JS, MS).
  • Oxy hóa bằng hai tác nhân natri hypoclorit (NaClO) và hydro peroxit ($H_2O_2$ xúc tác $CuSO_4$) (thực hiện trên JS, MS).

3. Khác biệt cơ bản về sản phẩm oxy hóa khi sử dụng tác nhân NaClO so với H2O2 là gì?

Quá trình oxy hóa bằng natri hypoclorit (NaClO) ưu tiên hình thành nhóm chức carboxyl (-COOH), trong khi quá trình oxy hóa bằng hydro peroxit ($H_2O_2$) có mặt xúc tác muối đồng ưu tiên hình thành nhóm chức carbonyl (-C=O). Cả hai phương pháp đều làm suy giảm độ nhớt và giảm nhiệt độ hồ hóa của tinh bột so với tinh bột tự nhiên ban đầu.

4. Hai sản phẩm tinh bột biến tính nào được thử nghiệm làm tá dược và đóng vai trò gì trong viên nén Paracetamol?

Sản phẩm tinh bột đậu xanh thủy phân (HMS) được thử nghiệm làm tá dược độn nhằm thay thế tá dược thương mại Lycatab DSH; sản phẩm carboxymetyl tinh bột hạt mít (CMJS) được thử nghiệm làm tá dược rã siêu tốc nhằm thay thế tá dược thương mại Explotab trong công thức bào chế viên nén Paracetamol 500 mg.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Lê Thị Hồng Thúy đã nghiên cứu có hệ thống từ khâu tách chiết, xác định cấu trúc lý hóa đến thực hiện các phản ứng biến tính hóa học (carboxymetyl hóa, thủy phân axit, oxy hóa) trên ba nguồn tinh bột không phổ biến gồm hạt mít, đậu xanh và khoai môn. Kết quả phân tích khẳng định cấu trúc và tính chất chức năng của tinh bột biến tính đã thay đổi rõ rệt, đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật làm tá dược dược phẩm. Thử nghiệm bào chế viên nén paracetamol 500 mg cho thấy sản phẩm HMS và CMJS hoàn toàn có khả năng thay thế các tá dược độn và tá dược rã thương phẩm nhập ngoại, mở ra tiềm năng ứng dụng thực tiễn cao cho nguồn phụ phẩm nông sản Việt Nam.