Nghiên cứu quy trình tổng hợp và xác định các đặc trưng của vật liệu phức hợp sắt - Polymatose (Iron polymaltose complex - IPC)

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HÓA HỌC

NGUYỄN THỊ MẪN

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TỔNG HỢP VÀ
XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA VẬT LIỆU
PHỨC HỢP SẮT - POLYMATOSE
(IRON POLYMALTOSE COMPLEX - IPC)
Chuyên ngành: Hóa Vô cơ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Người hướng dẫn khoa học
TS. Vũ Duy Hiển

HÀ NỘI - 2015


LỜI CẢM ƠN
Khóa luận này được tài trợ bởi đề tài “Nghiên cứu tổng hợp phức hợp
sắt polymaltose (IPC) định hướng dùng làm thực phẩm chức năng và nguyên
liệu bào chế thuốc chống thiếu máu”, và được thực hiện tại Phòng Hóa vô
cơ, Viện Hóa học, Viện HL KH&CN Việt Nam.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy, cô trong Phòng hóa vô
cơ, Viện hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Đã tạo
mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Đặc biệt là
tiến sĩ Vũ Duy Hiển đã dành thời gian hướng dẫn, bổ sung, đóng góp ý kiến
trong suốt thời gian tôi thực hiện khóa luận tại Viện.
Tôi xin cảm ơn các thầy cô trong tổ Hóa Vô cơ cũng như toàn bộ các
thầy cô trong khoa Hóa học trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã truyền thụ
những kiến thức bổ ích giúp tôi thực hiện và hoàn thiện khóa luận của mình.

Trong quá trình làm khóa luận không tránh khỏi thiếu sót, tôi rất mong
nhận được sự góp ý từ phía thầy cô và các bạn. Tôi xin chân thành cảm ơn!
Tác giả

Nguyễn Thị Mẫn


MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU:.................................................................................................. 1
1. Lí do chọn đề tài ..................................................................................... 1
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................ 2
3. Các phương pháp khoa học áp dụng trong quá trình nghiên cứu ................ 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ....................................................................... 4
1.1.Thiếu máu do thiếu sắt .......................................................................... 4
1.1.1.Vai trò của sắt đối với sự sống ............................................................ 4
1.1.2. Cơ chế hấp thụ sắt ............................................................................. 7
1.1.3.Thiếu máu do thiếu sắt ....................................................................... 8
1.1.4. Các hợp chất chứa sắt dùng điều trị thiếu máu do thiếu sắt .................. 9
1.2. Giới thiệu về phức hợp sắt-polymaltose .............................................. 11
1.2.1. Tính chất của phức hợp sắt-polymaltose ........................................... 11
1.2.2. Ứng dụng........................................................................................ 11
1.3. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng IPC ............................................... 11
1.3.1. Trong nước ..................................................................................... 11
1.3.2. Trên thế giới ................................................................................... 13
1.4. Matodextrin (Polymaltose) ................................................................. 13
1.4.1. Tính chất của matodextrin ............................................................... 13
1.4.2. Ứng dụng của maltodextrin ............................................................. 14
1.5. Phương pháp xác định đặc trưng của vật liệu....................................... 16

1.5.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) ................................................. 16
1.5.2. Phương pháp phổ hồng ngoại (FT-IR) .............................................. 19
1.5.3. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) .......................................... 21
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM .............................................................. 23
2.1. Hóa chất, dụng cụ, thiết bị và chuẩn bị dung dịch ................................ 23
2.1.1. Hóa chất ......................................................................................... 23
2.1.2. Dụng cụ .......................................................................................... 23
2.1.3 Thiết bị ............................................................................................ 23
2.2. Các đặc trưng của maltodextrin .......................................................... 24
2.3. Nghiên cứu quy trình tổng hợp phức IPC ............................................ 27
2.3.1 Thực nghiệm tổng hợp phức IPC ...................................................... 27
2.3.2. Tổng hợp phức IPC ở các pH khác nhau........................................... 28
2.3.3. Tổng hợp phức IPC ở các nhiệt độ khác nhau ................................... 28
2.3.4. Ảnh hưởng của thời gian đến phản ứng tạo IPC ................................ 28
2.3.5. Chuẩn bị mẫu phân tích ................................................................... 28
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................... 30
3.1. Ảnh hưởng của pH đến phản ứng tạo IPC ........................................... 30
3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến phản ứng tạo IPC .................................... 32
3.3. Ảnh hưởng của thời gian đến phản ứng tạo IPC ................................... 34
3.4. Cấu trúc hạt ....................................................................................... 37
KẾT LUẬN............................................................................................. 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................... 40


DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1.1: Maltodextrin ............................................................................. 13
Hình 1.2 : Công thức cấu tạo của polymatose............................................. 14
Hình 1.3: Một số dược phẩm điều trị thiếu máu do thiếu sắt ....................... 15

Hình 1.4: Máy đo nhiễu xạ tia X ............................................................... 17
Hình 1.5: Hình vẽ cấu tạo máy nhiễu xạ bột............................................... 18
Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lý của SEM .......................................................... 22
Hình 2.1: Các thiết bị sử dụng cho nghiên cứu ........................................... 24
Hình 2.2: Giản đồ nhiễu xạ tia X của maltodextrin ..................................... 25
Hình 2.3: Ảnh SEM của moltodextrin nguyên liệu (a), maltodextrin kết tinh
trong etanol (b) ......................................................................................... 25
Hình 2.4: Giản đồ phân tích nhiệt của maltodextrin .................................... 26
Hình 2.5: Sơ đồ tóm tắt quy trình tổng hợp phức IPC ................................. 27
Hình 3.1: Phổ hồng ngoại FTIR của IPC ở pH khác nhau ........................... 30
Hình 3.2: Giản đồ XRD của mẫu IPC tổng hợp ở pH khác nhau ................. 31
Hình 3.3: Phổ hồng ngoại của IPC tổng hợp ở pH 11 và 70oC.................... 32
Hình 3.4: Giản đồ XRD của IPC tổng hợp ở nhiệt độ khác nhau và pH 11 .. 33
Hình 3.5: Phổ FTIR của IPC tổng hợp ở thời gian khác nhau ...................... 34
Hình 3.6: Giản đồ XRD của IPC với thời gian phản ứng khác nhau ........... 35
Hình 3.7: Ảnh SEM của IPC thu được sau 2 giờ phản ứng......................... 36
Hình 3.8: Ảnh SEM của IPC tổng hợp ở 70oC, pH 11, thời gian 2 giờ ........ 37
Hình 3.9: Ảnh TEM của IPC hòa tan trong nước ........................................ 38


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Sắt là một khoáng chất thiết yếu có vai trò hết sức quan trọng đối với
cơ thể, nó là nguyên tố quan trọng cấu tạo nên hồng cầu, một loại tế bào máu
đóng vai trò vận chuyển oxi trong quá trình trao đổi chất của cơ thể. Sự thiế u
máu do thiếu sắt sẽ gây ra những ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe cũng như
sự phát triển và hoạt động của cơ thể.
Nhu cầu cung cấp sắt hàng ngày ở mỗi lứa tuổi và mỗi giới lại có sự
khác nhau. Nhu cầu dinh dưỡng của trẻ em từ 1 đến 3 tuổi là 6-7mg, và tăng
lên ở tuổi dậy thì, đặc biệt là các em gái, phụ nữ trong thời kì kinh nguyệt,

mang thai và cho con bú. Một chế độ dinh dưỡng thiếu sắt sẽ dẫn đến thiếu
máu, khiến cơ thể mệt mỏi, giảm khả năng lao động, suy giảm khả năng phát
triển thể chất và tư duy. Với phụ nữ mang thai, thiếu máu gây ảnh hưởng
nghiêm trọng tới sức khỏe của người mẹ cũng như thai nhi, có thể dẫn đến
xảy thai, đẻ non hoặc tử vong. Việc bổ sung sắt cho phụ nữ trong giai đoạn
mang thai, sinh nở, cho con bú và mất máu tháng là hết sức quan trọng. Hầu
hết các trường hợp thiếu máu do thiếu sắt đều có thể được điều trị bằng cách
bổ sung sắt hàng ngày. Tuy nhiên, theo đánh giá của WHO năm 1989 có xấp
xỉ trên 2 tỉ người bị thiếu máu do thiếu sắt, năm 2002 có đến 58% phụ nữ
mang thai ở các nước đang phát triển mắc chứng bệnh này. Theo thống kê
của bộ y tế thì tình hình của bệnh thiếu máu do thiếu sắt ở Việt Nam cũng
tương tự như vậy và chỉ có 20% phụ nữ mang thai được uống viên sắt. Điều
này cho thấy nhu cầu cần bổ sung sắt ở Việt Nam cũng như thế giới là rất lớn
mà nguồn cung thì còn hạn chế.
Nhiều loại thuốc cung cấp và điều trị thiếu máu do thiếu sắt đã được
sản xuất trên thế giới bao gồm cả sắt vô cơ và sắt hữu cơ với hóa trị của sắt là

1


(II) và (III). Và quan trọng hơn là các hợp chất của sắt (III). Tuy nhiên, việc
đưa các ion sắt và cơ thể, với các ion sắt sinh ra từ muối sắt có thể xâm nhập
vào hệ thống tuần hoàn gây ngộ độc sắt và gây ra một số phản ứng phụ như
rối loạn đường ruột, biến dạng men răng. Trong trường hợp này thì các hợp
chất phức sắt tỏ ra có triển vọng trong việc điều trị các bệnh thiếu máu do
thiếu sắt. Các hợp chất phức thường được sử dụng trong việc điều trị bệnh
thiếu máu là sắt fumarat, sắt gluconat, sắt polysaccarit…trong đó hợp chất
của phức sắt với maltodextrin (IPC) tỏ ra rất hiệu quả trong việc điều trị bệnh
thiếu máu do thiếu sắt điều này đã được một số nghiên cứu khẳng định.
Tại Việt Nam việc nghiên cứu hợp chất phức IPC còn chưa được quan

tâm nhiều. Nhu cầu sử dụng phức này trong việc điều chế các sản phẩm thuốc
chống thiếu máu cho người già, trẻ em, phụ nữ mang thai… là rất lớn. Hiện
tại chỉ có vài công ty đưa ra thị trường sản phẩm của phức IPC với nguồn
nguyên liệu nhập khẩu. Từ năm 2009 đến nay, Phòng Vô cơ, Viện hóa học đã
thực hiện đề tài “Nghiên cứu tổng hợp phức hợp sắt polymaltose (IPC) định
hướng dùng làm sản phẩm chức năng và nguyên liệu bào chế thuốc chống
thiếu máu”. Trên cơ sở đã đạt được, với mục tiêu tạo ra sản phẩm phức sắt
polymaltose có tính ứng dụng cao tôi lựa chọn đề tài “Nghiên cứu quy trình
tổng hợp và xác định các đặc trưng của vật liệu phức hợp sắt-polymaltose
(Iron Polymaltose Complex - IPC)”.
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
Việc ứng dụng các phức sắt làm thuốc chống thiếu máu đã được biết
đến từ khá lâu nhưng việc nghiên cứu hình dạng, cấu trúc của phức này còn
chưa được công bố nhiều. Trong bài nghiên cứu này tôi tập trung trình bày
quy trình tổng hợp phức sắt polymaltose và xác định một số đặc trưng của
sản phẩm thu được như: dạng tồn tại của sắt trong phức IPC; thành phần,

2


khối lượng của sắt trong phức IPC; hình dạng và kích thước hạt của phức
IPC.
3. Các phương pháp khoa học áp dụng trong quá trình nghiên cứu
- Phương pháp nhiễu xạ tia X
- Phương pháp phổ hồng ngoại
- Phương pháp kính hiển vi điện tử quét SEM
- Phương pháp phân tích nhiệt và một số phương pháp hiện đại
khác

3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.Thiếu máu do thiếu sắt
1.1.1.Vai trò của sắt đối với sự sống
Sắt có vai trò rất cần thiết đối với mọi cơ thể sống, ngoại trừ một số vi
khuẩn. Nó chủ yếu liên kết ổn định bên trong các protein kim loại, vì trong
dạng tự do nó sinh ra các gốc tự do nói chung là độc với các tế bào. Nói rằng
sắt tự do không có nghĩa là nó tự do di chuyển trong các chất lỏng trong cơ
thể. Sắt liên kết chặt chẽ với mọi phân tử sinh học vì thế nó sẽ gắn với
các màng tế bào, axít nucleic, prôtêin v.v.
Sắt là một nguyên tố vi lượng cổ xưa nhất được nghiên cứu mặc dù nó
hiện diện trong cơ thể với một lượng rất nhỏ, nhưng nó rất cần thiết cho sự
sống, là chất tạo nên một số thành phần chính của cơ thể như máu, sinh tố…
và là chất xúc tác trong một số phản ứng sinh dưỡng của cơ thể. Trong cơ thể
người sắt chiếm khoảng 0,005% khối lượng cơ thể tương đương 4gam trên
60kg thể trọng số lượng này thay đổi theo tuổi tác, tình hình sức khỏe, chế độ
dinh dưỡng và giới tính [6,7]. Ví dụ ở nữ giới khoảng 35mg trên 1kg trọng
lượng cơ thể, ở nam giới thì nhiều hơn khoảng 50mg/kg.
Phần lớn sắt trong cơ thể được phân tán theo đường máu, đặc biệt ở sắc
tố hemoglobin của hồng cầu erthyrocytes hay còn gọi là hồng huyết cầu,
chiếm khoảng 70% tổng số chất sắt của cơ thể. Ngoài ra khoảng 3-5% chất sắt
phân tán ở loại hemoglobin khác ở bắp thịt gọi là myoglobin. Sắt trong các
Hemoglobin (Hb) và Myoglobin có thể gắn với oxy phân tử rồi chuyển chúng
vào trong máu và dự trữ ở trong cơ.
Hemoglobin có trong tế bào hồng cầu và làm hồng cầu có màu đỏ,
đóng vai trò quan trọng trong sự hô hấp, chuyển đổi khí oxy và cacbonic nhờ
tác động biến đổi của những nguyên tử sắt trong cấu tạo. Hemoglobin (Hb) là
4

1 protein màu, phức tạp thuộc nhóm chromoproteid màu đỏ, có nhóm ngoại là
hem. Hb là thành phần chủ yếu của hồng cầu, chiếm 28% và tương ứng với
14,6g trong 100 ml máu. Trọng lượng phân tử của Hb là 64.458.
Hb gồm 2 phần: hem và globin. Mỗi phân tử Hb có 4 hem và 1 globin.
Nó được tạo thành từ 4 dưới đơn vị. Mỗi dưới đơn vị là 1 hem kết hợp với
globin.
Myoglobin chỉ có ở cơ vân, có tác dụng như là nơi dự trữ oxy, chúng
kết hợp với các chất dinh dưỡng để giải phóng năng lượng cho hoạt động cơ
bắp. Myoglobin được xem như là Hemoglobin.
Hemoglobin có trong tế bào hồng cầu và làm hồng cầu có màu đỏ,
đóng vai trò quan trọng trong sự hô hấp, chuyển đổi khí oxy và cacbonic nhờ
tác động biến đổi của những nguyên tử sắt trong cấu tạo. Hemoglobin (Hb) là
1 protein màu, phức tạp thuộc nhóm chromoproteid màu đỏ, có nhóm ngoại là
hem. Hb là thành phần chủ yếu của hồng cầu, chiếm 28% và tương ứng với
14,6g trong 100 ml máu. Trọng lượng phân tử của Hb là 64.458.

Hb gồm 2 phần: hem và globin. Mỗi phân tử Hb có 4 hem và 1 globin.
Nó được tạo thành từ 4 dưới đơn vị. Mỗi dưới đơn vị là 1 hem kết hợp với
globin.

5


Myoglobin chỉ có ở cơ vân, có tác dụng như là nơi dự trữ oxy, chúng
kết hợp với các chất dinh dưỡng để giải phóng năng lượng cho hoạt động cơ
bắp. Myoglobin được xem như là Hemoglobin.
Dạng tồn tại của Fe trong hemoglobin

Dạng tồn tại của Fe trong Myoglobin

Khoảng 5-10% tổng số chất sắt trong cơ thể được tìm thấy trong những
cấu chất liên quan tới hoạt động hô hấp như các enzim trực tiếp hay gián tiếp
tác dụng trong các phản ứng hô hấp và sự sống của động vật. Như là enzim
cytochrome oxidase hay chất cytochrome liên hệ trong các phản ứng phóng
thích năng lượng từ chất đường bột, axit béo xảy ra trong cơ thể
mitochondrion trong tế bào chất.

6


1.1.2. Cơ chế hấp thụ sắt
Sự hấp thụ sắt chủ yếu xảy ra ở tá tràng, đoạn đầu của ruột non, tuy
nhiên cũng có một lượng nhỏ sắt được hấp thụ ở dạ dày cũng như phần sau
của đoạn tá tràng.
Có hai dạng sắt được hấp thụ mỗi dạng sắt được hấp thụ với một cơ chế
hấp thu khác nhau [6].
- Sắt có heme: chúng gắn với nhân heme, có trong các loại thực phẩm
nguồn gốc động vật như: thịt lợn, thịt gà, thịt bò, gan động vật và các loại hải
sản.
- Sắt không heme: có trong các loại thực phẩm nguồn gốc thực vật như
rau bắp cải, súp lơ, hạt hướng dương, hạt bí ngô.
Đa số sắt tồn tại trong thực phẩm dưới hai dạng Fe2+ và Fe3+, Fe2+ chủ
yếu ở động vật, Fe3+ chủ yếu ở thực vật.
Để cơ thể hấp thu được sắt thì phải chuyển từ dạng ferric (Fe 2+) sang
dạng ferro (Fe3+).
Hấp thụ sắt có heme: sau khi sắt heme được chuyển qua tế bào thành
ruột nhờ những thụ thể đặc hiệu ở thành ruột, khi vào tế bào nó sẽ được
chuyển hóa nhanh chóng với sự tham gia của hemoxygen, sau đó sắt được
chuyển vào nơi dự trữ chung trong tế bào. Do sắt đã gắn vào heme trước khi

hấp thụ vào thành ruột nên quá trình hấp thụ sắt có heme không phụ thuộc vào
các yếu tố có mặt trong bữa ăn.
Hấp thụ sắt không heme: để hấp thụ được, nguồn sắt loại này phải được
rời khỏi thức ăn ở phần trên thành ruột non thành dạng hòa tan sau đó chúng
được gắn với một protein vận chuyển giống như transferrin đi qua màng tế
bào vào thành ruột. Quá trình giải phóng sắt thành dạng tự do trong ruột trước
khi được hấp thụ phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố ức chế hoặc tăng cường
có mặt trong thức ăn.

7


1.1.3.Thiếu máu do thiếu sắt
Thiếu máu do thiếu sắt là hội chứng thiếu máu thường gặp, nhất là ở
phụ nữ. Bệnh do cơ thể không nhận đủ lượng sắt cần thiết để tạo hemoglobin,
một chất trong hồng cầu giúp hồng cầu thực hiện chức năng vận chuyển oxi
[6].
1.1.3.1. Dấu hiệu
Thiếu máu thường gây ra mệt mỏi, da xanh tái, yếu , khó thở, đau dầu
chóng mặt, bàn tay, bàn chân lạnh.
Lưỡi bị viêm đau, chán ăn ở trẻ em.
1.1.3.2. Nguyên nhân
Mất máu: mất máu do kinh nguyệt, do nhiễm giun móc, chảy máu ổ
loét đường tiêu hóa, xuất huyết dạ dày do dùng thuốc, khối u thận hoặc bàng
quang…
Thiếu máu trong chế độ ăn: thịt, trứng, sữa là những thực phẩm giàu
sắt. Nếu ăn quá ít thực phẩm chứa sắt thì dần dần sẽ bị thiếu sắt.
Không hấp thu được sắt: sắt trong thức ăn được hấp thu vào máu ở ruột
non. Một số bệnh ở ruột non như bệnh Crohn hoặc bệnh tiêu chảy mỡ có thể
ảnh hưởng đến khả năng hấp thu sắt. Một số thuốc như thuốc ức chế bơm

proton cũng ảnh hưởng đến khả năng này.
Thai nghén: phụ nữ có thai rất dễ bị thiếu máu do thiếu sắt, do cần dự
trữ sắt để phục vụ cho việc tăng lượng máu của mẹ và để tạo hemoglobin cho
thai nhi.
1.1.3.3. Ảnh hưởng của thiếu máu do thiếu sắt đến sức khỏe
Ảnh hưởng tới khả năng lao động: thiếu máu do bất kì nguyên nhân
nào cũng gây nên tình trạng thiếu oxi cao. Tình trạng thiếu máu làm năng suất
lao động của người bệnh giảm, khi có tình trạng thiếu sắt nhưng chưa bộc lộ
tình trạng thiếu máu cũng làm giảm khả năng lao động.

8


Ảnh hưởng tới năng lực trí tuệ: người thiếu máu thường có biểu hiện
mệt mỏi, kém tập chung tư tưởng, mất ngủ, tình trạng dễ bị kích thích. Ở trẻ
em thiếu máu làm giảm năng lực trí tuệ, kết quả học tập giảm sút.
Ảnh hưởng đến thai sản: thiếu máu làm tăng nguy cơ đẻ non, tăng tỉ lệ
mắc các bệnh và tử vong, người mẹ dễ bị chảy máu thời kì hậu sản, do vậy
thiếu máu được coi là đe dọa thai sản [4, 5, 6, 7].
1.1.3.4. Các biện pháp phòng chống
Đa dạng hóa bữa ăn: khuyến khích đa dạng hóa bữa ăn. Chế độ ăn phải
cung cấp đầy đủ năng lượng, dùng các thức ăn giàu sắt trong thành phần thức
ăn động vật, đậu, đỗ. Tăng khả năng hấp thụ sắt bằng thức ăn giàu vitamin C
như rau, quả. Khuyến khích ăn thức ăn lên men như giá đỗ, dưa chua, các sản
phẩm nảy mầm có nhiều vitamin C và giảm được lượng tannin, axit phitic
trong thực phẩm.
Bổ sung bằng viên sắt: bổ sung viên sắt cho phụ nữ có thai, trẻ em dưới
2 tuổi đều đặn đầy đủ.
1.1.4. Các hợp chất chứa sắt dùng điều trị thiếu máu do thiếu sắt
1.1.4.1. Thuốc Nycoplus Ferro-Retart (thuốc chứa hợp chất FeSO4)

- Dạng viên nén 100g
- Thành phần tá dược: Ferro. sulf. aeqv. Fe2+ 100 mg, lactos. 43 mg.
Fargestoff: Jernoksid (E 172), titandioksid (E 171). Filmdrasjert.
- Ưu điểm: chữa bệnh thiếu sắt, thiếu máu thiếu sắt
- Nhược điểm:
+ Khả năng dung nạp thuốc:
Liều lượng vừa đủ là 400 mg Fe 2 + (tương đương với 4 viên Nycoplus
Ferro-Retard). Liều gây chết tối thiểu ở trẻ em là 650 mg Fe 2 +(tương đương
với máy tính bảng 6-7 khoảng Nycoplus Ferro-Retard.)

9


+Tác dụng phụ:
Tác dụng phụ thông thường bao gồm kích ứng tiêu hóa và đau dạ dày
với buồn nôn và nôn. Những tác dụng phụ thường liên quan đến lượng sắt ăn
vào. Táo bón và tiêu chảy có thể xảy ra. Trong một số trường hợp có thể làm
hẹp thực quản.
1.1.4.2. Thuốc Ferrovit
Thuốc Ferrovit bổ sung sắt và acid folic hữu hiệu
Sắt (II) fumarate, còn được gọi là fumarate sắt, là sắt (II) muối của axit
fumaric, xuất hiện như một màu đỏ - cam bột, được sử dụng để bổ sung lượng
sắt. Nó có công thức hóa học C2H2FeO4. Tinh khiết fumarate sắt có hàm
lượng sắt trong 32,87%, do đó một viên 300 mg sắt fumarate sẽ chứa 98,6 mg
sắt.
- Ưu điểm:
+ Chứa các thành phần cần thiết cho quá trình tạo máu giúp phòng
ngừa và điều trị thiếu máu thiếu sắt hiệu quả.
+ Cung cấp axit folic giúp phòng ngừa dị tật ống thần kinh ở thai nhi.
+ Cung cấp lượng sắt cần thiết thích hợp cho mọi đối tượng: phụ nữ độ

tuổi sinh sản, phụ nữ trước thụ thai, phụ nữ mang thai và thiếu nữ tuổi dậy thì.
- Nhược điểm:
+ Khả năng dung nạp thuốc
Sự hấp thụ sắt bị ức chế bởi magie trisilicate, các thuốc kháng acid và
các loại thức ăn như trứng và sữa. Do vậy nên bổ sung sắt trước 1 hoặc 2 giờ
sau khi sử dụng các thức ăn như trứng, sữa, trà, cà phê, lúa mỳ, ngũ cốc,
thuốc kháng acid hoặc các chế phẩm bổ sung canxi.
+ Tác dụng phụ

10


Có thể gặp các rối loạn tiêu hóa như buồn nôn, táo bón, tiêu chảy, đau
bụng, đau dạ dày, đau quặn bụng…. Dùng các chế phẩm bổ sung sắt có thể
làm phân có màu đen.
1.2. Giới thiệu về phức hợp sắt-polymaltose
1.2.1. Tính chất của phức hợp sắt-polymaltose
- Phức hợp IPC dạng bột vô định hình, màu nâu đỏ đến đen, không
mùi, tan tốt trong nước, không tan trong cồn và một số dung môi khác.
- Dung dịch nước của phức IPC có màu nâu đỏ, có độ dẫn điện thấp và
pH trung tính, không tạo kết tủa như các muối sắt thông thường.
- Phức hợp sắt-polymaltose là một nguồn bổ sung sắt, thành phần thiết
yếu của cơ thể, cần thiết cho sự hình thành hemoglobin và cho các quá trình
oxy hóa của các mô sống.
1.2.2. Ứng dụng
- Phức hợp sắt-polymaltose được làm nguyên liệu cho thực phẩm chức
năng bổ sung sắt và thuốc chống thiếu máu.
- Ưu điểm của IPC so với các loại thuốc chứa sắt khác:
Các loại thuốc chứa sắt khác thường tồn tại ở trạng thái Fe 2+,
thường gây ra các hiệu ứng phụ có hại như rối loạn đường ruột, biến màu men

răng nếu lượng sắt đưa vào cơ thể quá cao. Các ion sắt sinh ra từ các muối sắt
có thể thâm nhập vào hệ tuần hoàn và gây ngộ độc sắt. Phức IPC khắc phục
được nhược điểm của các loại thuốc trên bằng cách ổn định các nhân sắt nano
sắt oxi-hydroxit FeOOH không ion bằng các tác nhân tạo phức tan trong nước
đáp ứng được yêu cầu chữa bệnh gồm độc tính thấp, dễ kết hợp với máu và độ
ổn định cao.
1.3. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng IPC
1.3.1. Trong nước

11


Những nghiên cứu về phức hợp IPC còn chưa được quan tâm nhiều.
Trong khi đó, nhu cầu sử dụng IPC làm thực phẩm chức năng bổ sung sắt và
nguyên liệu bào chế thuốc chống thiếu máu do thiếu sắt cho trẻ em, người già,
phụ nữ nói chung và phụ nữ mang thai nói riêng là rất lớn. Các dược phẩm
chứa IPC như Maltofer, Ferofol, MIGHTY-fer, FEROBIN, HEMOVIT… đều
được sản xuất ở nước ngoài và nhập khẩu vào Việt Nam với giá thành cao.
Hiện tại, chỉ có Công ty Dược phẩm 2-9 (thành phố Hồ Chí Minh) đã bào chế
và đưa ra thị trường sản phẩm Soluhema chứa IPC. Công ty TNHH Dược
phẩm Mê Linh cũng đưa ra sản phẩm FECAFOVIT có chứa IPC. Nhưng
nguồn nguyên liệu IPC để bào chế các sản phẩm trên đều phải nhập khẩu.
Công ty Cổ phần Thực phẩm Minh Dương (Hà Nội) sản xuất tinh bột sắn có
mức độ biến tính khác nhau, trong đó có polymaltose với sản lượng khá lớn.
Tương tự như dextrin, polymaltose được đặc trưng bằng chỉ số đương lượng
đường khử (DE, dextrose equivalent) là đại lượng chỉ khả năng khử đối với
chuẩn là 100% ở đường glucose (dextrose), hay là số gam tương đương Dglucose trong 100 g chất khô của sản phẩm. Maltodextrin có DE từ 4-7 được
sử dụng để tạo màng mỏng dễ tan để bọc kẹo, làm chất độn tạo viên trong
công nghiệp dược; sản phẩm có DE từ 9-12 được dùng làm kẹo gôm mềm,
chất lưu hương, tạo hình; sản phẩm có DE từ 15-18 được dùng làm chất kết

dính, chất mang các thành phần không phải đường, tá dược kết dính.
Có rất ít các công trình nghiên cứu về quy trình tổng hợp phức hợp sắtPolysaccharide. Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam đã nghiên cứu tổng hợp
sản phẩm sắt - dextran cho mục đích bào chế thuốc thú y. Năm 2009, Phòng
Hóa Vô cơ, Viện Hóa Học đã thực hiện đề tài cấp cơ sở “Nghiên cứu tổng
hợp phức hợp sắt polymaltose (IPC) định hướng dùng làm thực phẩm chức
năng và nguyên liệu bào chế thuốc chống thiếu máu”. Theo đó, tác giả
Nguyễn Thị Hạnh và các cộng sự đã đưa ra quy trình tổng hợp phức hợp sắt12


Polysaccharide từ muối FeCl3 và maltodextrin vào năm 2009. Tuy nhiên, sản
phẩm thu được không có cấu trúc hạt cầu mà ở dạng khối.
1.3.2. Trên thế giới
Trên thế giới, những năm gần đây, Tổ chức Y tế Thế giới WHO đã
triển khai nhiều chương trình bổ sung sắt vào thực phẩm (bổ sung
NaFeEDTA vào nước mắm ở Việt Nam, Thái Lan, Campuchia; bổ sung
NaFeEDTA vào nước tương ở Trung Quốc…) cho thấy mức độ cần thiết và
tầm quan trọng của việc đẩy lùi bệnh thiếu máu do thiếu sắt là rất quan trọng.
Trên thế giới, phức hợp IPC đang được nghiên cứu tổng hợp bằng phản
ứng tạo phức và khảo sát chi tiết về mặt hóa học, sinh hóa và dược học bằng
các phương pháp hiện đại và đã được thử nghiệm lâm sàng trước khi bào chế
thành dược phẩm.
1.4. Matodextrin (Polymaltose)
1.4.1. Tính chất của matodextrin
Matodextrin (hay còn gọi là polymaltose) là chất không ngọt, không
mùi, màu trắng, dễ tan trong nước.

Hình 1.1: Maltodextrin

13

Maltodextrin là sản phẩm thủy phân và oxi hóa một phần tinh bột (sắn,
ngô, khoai tây…) bằng phương pháp ezim hoặc axit. Maltodextrin với công
thức tổng quát là –[Cx(H2O)y ]n – (trong đó y = x -1), có cấu trúc mạch thẳng.
Maltodextrin là hỗn hợp các polymer D- glucozo có công thức (C 6H10O5)n với
phân tử dao động tương đối lớn.
Monome D-glucozo (công thức C 6H10O5) đầu tiên liên kết với
monome kế tiếp ở vị trí  -(1,6), các monome D-gulucozo trong dãy liên tiếp
nhau ở các vị trí  -(1,4) bằng liên kết hidro yếu. Nói chung, polymaltose có n
nằm trong khoảng 3 đến 20 và chỉ số đương lượng dextro (dextro equivalence
DE, đặc trưng cho khả năng khử của mẫu so với chuẩn là 100% ở dextro)
thấp. Maltodextrin tan trong nước và có thể kết tủa trong cồn. Việc tổng hợp
IPC bằng phương pháp hóa học được thực hiện từ các muối tan gốc vô cơ
hoặc hữu cơ của sắt (III) với các maltodextrin mạch thẳng có phân tử lượng
thay đổi trong khoảng từ 30.000 đến 80.000 hoặc đến 500.000 Dalton (DE từ
5 đến 37).

Hình 1.2 : Công thức cấu tạo của polymatose
1.4.2. Ứng dụng của maltodextrin
Maltodextrin là một chất phụ gia được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực
chế biến thực phẩm và dược phẩm.

14


Hình 1.3: Một số dược phẩm điều trị thiếu máu do thiếu sắt
- Dược phẩm
Thuộc nhóm cacbohydrat, maltodextrin có khả năng tạo phức với sắt.
Phức chất sắt Polymaltose tan tốt trong nước và đã được sử dụng làm thuốc
chống thiếu máu cả ở dạng viên nén và dạng dung dịch. Thuốc sắt

polymaltose chống thiếu máu được ghi nhận là hiệu quả trong việc tăng nồng
độ haemoglobin trong máu mà chưa có trường hợp sốc phản vệ nào xảy ra.
Một số thuốc chống thiếu máu mà thành phần chính là phức sắt polymaltose
có thể kể tên ở đây như Mighty-fer, Maltofer, Haem up, Ipec-plus, Ferofol,
Hemovit, Ferobin, EUROFER…
- Thực phẩm trẻ sơ sinh
Maltodextrin là hình thức đơn giản nhất của đường, nó mềm và dễ tiêu
hóa. Chính điều này làm cho việc sử dụng rộng rãi trong thực phẩm trẻ em, bổ
sung thức ăn, thực phẩm lão hóa. Nó cũng được sử dụng như một chất mang
và phân tán cho hương vị và rất phù hợp để đóng gói.
- Đồ uống
Maltodextrin là phổ biến như một hương liệu và làm khô chất trong
thức uống sôcôla, hương vị bột, chế độ ăn đặc biệt, bột chanh và bột cà phê,

15


bên cạnh những thứ khác. Nó cũng được sử dụng để thay thế một phần trong
đồ uống có ga.
- Thực phẩm ăn liền
Đối với thực phẩm ăn liền, maltodextrin là chất mang hoàn hảo vì tính
linh hoạt của nó, cấu trúc mở, phân tán trong nước lạnh và khả năng duy trì sự
rõ ràng và hấp dẫn mắt. Do đó, nó được sử dụng rộng rãi như một chất dùng
trong bánh, súp và món tráng miệng đông lạnh.
- Các sản phẩm bánh
Do sự hiện diện của sacarit trọng lượng phân tử cao hơn, maltodextrin
được sử dụng trong các đồ ăn nhẹ, loại chất hàn kem, đông lạnh và bánh ngọt.
Nó cũng được sử dụng như một chất giữ ẩm trong bánh mì, bánh ngọt và các
loại thịt.
- Công nghiệp thực phẩm, sữa

Maltodextrin được sử dụng trong bột canh, tập trung vào các loại gia vị,
pha trộn gia vị hương vị, nước sốt pho mát, nước sốt kem, nước sốt bánh
pizza và salad, làm tăng hương vị, rào cản oxi, điều khiển màu sắc, ổn định và
tạo độ nhớt.
- Maltodextrin còn được sử dụng rộng rãi trong chất làm trắng cà phê,
kem chua giả, pho mát…
1.5. Phương pháp xác định đặc trưng của vật liệu
1.5.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)
Nhiễu xạ tia X: là hiện tượng các chùm tia X nhiễu xạ trên các
mặt tinh thể của chất rắn do tính tuần hoàn của cấu trúc tinh thể tạo nên các
cực đại và cực tiểu nhiễu xạ. Kỹ thuật nhiễu xạ tia X (thường viết gọn là
phương pháp XRD) được sử dụng để phân tích cấu trúc chất rắn, vật liệu...
Xét về bản chất vật lý, nhiễu xạ tia X cũng gần giống với nhiễu xạ điện tử, sự

16


khác nhau trong tính chất phổ nhiễu xạ là do sự khác nhau về tương tác giữa
tia X với nguyên tử và sự tương tác giữa điện tử và nguyên tử.
Nguyên tắc : Theo lý thuyết cấu tạo tinh thể, mạng lưới tinh thể được
cấu tạo từ những nguyên tử hay ion phân bố đều đặn trong không gian theo
một quy luật xác định. Khoảng cách giữa các nguyên tử (hay ion) cỡ vài A o
xấp xỉ bước sóng tia X. Do đó khi chùm tia X tới đập vào bề mặt tinh thể
và đi vào bên trong nó thì mạng tinh thể đóng vai trò một cách tử. Trong
mạng tinh thể các nguyên tử hay ion có thể phân bố trên các mặt phẳng
song song nhau. Các nguyên tử bị kích thích bởi chùm tia X này sẽ trở
thành những tâm tán xạ. Hiệu quang trình của hai tán xạ bất kỳ trên hai mặt
phẳng cạnh nhau theo điều kiện giao thoa phải bằng số nguyên lần độ dài
bước sóng ánh sáng.
Phương pháp nhiễu xạ tia X dùng để nghiên cứu cấu trúc tinh thể của

vật liệu, cho phép xác định nhanh, chính xác các pha tinh thể, định lượng pha
tinh thể và kích thước tinh thể với độ tin cậy cao.

Hình 1.4: Máy đo nhiễu xạ tia X
Kỹ thuật nhiễu xạ tia X được sử dụng phổ biến nhất là phương pháp bột
hay phương pháp Debye. Trong kỹ thuật này, mẫu được tạo thành bột với
mục đích có nhiều tinh thể có tính định hướng ngẫu nhiên để chắc chắn rằng

17


có một số lớn hạt có định hướng thỏa mãn điều kiện nhiễu xạ Bragg.

Hình 1.5: Hình vẽ cấu tạo máy nhiễu xạ bột
Nguyên lý phương pháp nhiễu xạ bột
Nhiễu xạ bột (Powder X-ray diffraction) là phương pháp sử dụng với
các mẫu là đa tinh thể, phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất để xác
định cấu trúc tinh thể, bằng cách sử dụng một chùm tia X song song hẹp, đơn
sắc, chiếu vào mẫu. Người ta sẽ quay mẫu và quay đầu thu chùm nhiễu xạ
trên đường tròn đồng tâm, ghi lại cường độ chùm tia phản xạ và ghi phổ nhiễu
xạ bậc 1 (n = 1).
Phổ nhiễu xạ sẽ là sự phụ thuộc của cường độ nhiễu xạ vào 2 lần góc
nhiễu xạ (2θ). Đối với các mẫu màng mỏng, cách thức thực hiện có một chút
khác, người ta chiếu tia X tới dưới góc rất hẹp (để tăng chiều dài tia X tương
tác với màng mỏng, giữ cố định mẫu và chỉ quay đầu thu.
Phương pháp nhiễu xạ bột cho phép xác định thành phần pha, tỷ phần
pha, cấu trúc tinh thể (các tham số mạng tinh thể) và rất dễ thực hiện...
Khoảng cách d giữa các mặt mạng tinh thể liên hệ với góc nhiễu xạ cực
đại và chiều dài bước sóng tia X theo phương trình Vulff – Bragg:
nλ = 2d.sin θ

Trong đó:
- n: bậc nhiễu xạ, n có giá trị nguyên n = 1, 2, 3

18


- λ: chiều dài bước sóng tia X
- d: khoảng cách giữa hai mặt tinh thể
Ngoài ra bằng phương pháp nhiễu xạ tia X còn có thể định lượng pha
tinh thể và kích thước tinh thể với độ tin cậy cao.
Từ giản đồ XRD có thể xác định được kích thước tinh thể qua độ rộng
của vạch nhiễu xạ. Một cách định tính, mẫu có các tinh thể với kích thước hạt
lớn thì độ rộng vạch nhiễu xạ càng bé và ngược lại. Để định lượng có thể tính
toán kích thước hạt trung bình của tinh thể theo phương trình Scherrer:

Dt.b là kích thước hạt tinh thể, θ là góc nhiễu xạ (độ), B là độ rộng vạch
đặc trưng (radian) ở độ cao bằng nửa cường độ cực đại, λ = 1,5406 Å là bước
sóng của tia tới, k là hằng số Scherrer phụ thuộc vào hình dạng của hạt và chỉ
số Miller của vạch nhiễu xạ.
1.5.2. Phương pháp phổ hồng ngoại (FT-IR)
Phương pháp phân tích theo phổ hồng ngoại là một trong những kỹ
thuật phân tích rất hiệu quả. Một trong những ưu điểm quan trọng nhất của
phương pháp phổ hồng ngoại vượt hơn những phương pháp phân tích cấu trúc
khác (nhiễu xạ tia X, cộng hưởng từ điện tử vv…) là phương pháp này cung
cấp thông tin về cấu trúc phân tử nhanh, không đòi hỏi các phương pháp tính
toán phức tạp. Kỹ thuật này dựa trên hiệu ứng đơn giản là: các hợp chấp hoá
học có khả năng hấp thụ chọn lọc bức xạ hồng ngoại. Sau khi hấp thụ các bức
xạ hồng ngoại, các phân tử của các hợp chất hoá học dao động với nhiều vận
tốc dao động và xuất hiện dải phổ hấp thụ gọi là phổ hấp thụ bức xạ hồng
ngoại.Các đám phổ khác nhau có mặt trong phổ hồng ngoại tương ứng với

các nhóm chức đặc trưng và các liên kết có trong phân tử hợp chất hoá học.
Bởi vậy phổ ngoại của một hợp chất hoá học coi như "dấu vân tay", có thể

19


căn cứ vào đó để nhận dạng chúng.Vùng bức xạ hồng ngại là một vùng phổ
bức xạ điện từ rộng nằm giữa vùng trông thấy và vùng vi ba; vùng này có thể
chia thành 4 vùng nhỏ.
- Vùng tác dụng với phim ảnh: từ cuối vùng trông thấy đến 1,2micro.
- Vùng hồng ngoại cực gần 1,2 - 2,5micro (1200 – 2500picromet).Vùng hồng ngoại gần cũng gọi là vùng phổ dao động.
- Vùng hồng ngoại xa cũng gọi là vùng quay từ 25 đến 300, 400micro.
Phổ ứng với vùng năng lượng quay nằm trong vùng hồng ngoại xa, đo
đạc khó khăn nên ít dùng trong mục đích phân tích. Như vậy phương pháp
phân tích phổ hồng ngoại nói ở đây là vùng phổ nằm trong khoảng 2,5 –
25micro hoặc vùng có số sóng 4000 - 400 cm-1. Vùng này cung cấp cho ta
những thông tin quan trọng về các dao động của các phân tử do đó là các
thông tin về cấu trúc của các phân tử.
Phổ hấp thụ hồng ngoại dùng trong xác định cấu trúc phân tử của chất
cần nghiên cứu. Dựa vào vị trí và cường độ các giải hấp thụ trong phổ hồng
ngoại người ta có thể phán đoán trực tiếp về sự có mặt các nhóm chức, các
liên kết xác định trong phân tử chất nghiên cứu.
Khi chiếu một chùm tia đơn sắc có bước sóng nằm trong vùng hồng
ngoại (50-10.000 cm-1) qua chất nghiên cứu, một phần năng lượng bị chất hấp
thụ làm giảm cường độ của tia tới. Sự hấp thụ này tuân theo định luật
Lambert-Beer.
Định luật Lambert – Beer :

A  log

Io
  *l *C
I

Trong đó: ε là hệ số hấp thụ phân tử, C nồng độ dung dịch (mol/L), l độ
dày truyền ánh sáng (cm), A là độ hấp thụ quang.

20