Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn dược dụng quy mô công nghiệp đạt tiêu chẩn cơ sở

B ộ G IÁ O D Ụ C V À Đ À O T Ạ O

B ộ Y TÉ

T R U Ỡ N G DẠI MỌC D U Ụ C MÀ NỘI

HÀ HẢI ANH

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
TINH BỘT SẮN DƯỢC DỤNG QUY MÔ CÔNG NGHIỆP
ĐẠT TIÊU CHUẨN c ơ s ở

L U Ậ N VĂN THẠC s ĩ DƯỢC HỌC

CHUYÊN NGÀNH: CỒNG NGHỆ DUợ C PHẨM - BÀO CHế THUỐC
MÃ Sỏ: 607301

N gườ i h u ủ n g dẫn kh o a học:
PG S. T S. Phan T úy

ĩéíiiu
Hà N ội - 2005


LỜI CẢM ƠN
T ô i xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất của mình tới
PGS. TS. Phan Túy
L à người thầy đ ã tận tình hướng dẫn và dành cho tôi sự giúp đ ỡ qu ỉ háu trong
suốt quá trình nghiên cíni và hoàn thành ìiiận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn cô N gu yễn Thị Thơm, hộ m ôn V ô C ơ Trường Đ ại
học D ược H à nội về sự giúp đ ỡ của cô trong suốt thời íỊÌan qua.

T ôi cũng xin gỉá tới Ban giám hiệu, P hòng đào tạo san đại học Trường Đ ại học
Dược H à nội, Phòng N ghiên

C ÍÙ I

và Phòng K iểm nghiệm Xí nghiệp D ược phẩm

TW 5 lòng biết ơn v ề sự quan tâm giúp đ ỡ trong quá trình học tập và thực hiện
luận văn.
Tôi xin trân trọng cảm ơn toàn th ể các thầy cô giáo, cán bộ kỹ thuật hộ m ôn H òa
Vô C ơ - Trườỉĩg đại học Dược H à N ội, các cán hộ văn phòng H ội Đ ồng Dược
Đ iển V iệt N a m đ ã tạo diều kiện thuận lợi và giúp đ ỡ tồi thực hiện luận văn của
mình.
M ột ỉần nữa tôi xin trân trọng cảm ơti tất cả những sự giúp đ ỡ quỷ báu này!

H à H ải Anh


MỤC LỤC
Trane
C Á C C H Ũ V I É T T Ắ T ..........................................................................................................iii
D A N H M Ụ C CÁC B Ả N G ...................................................................................................IV
D A N H M Ụ C CÁC H Ì N H ....................................................................................................vi
Đ Ặ T V Ấ N Đ Ề ........................................................................................................................... 1
Phần 1:TỔNG Q U A N ............................................................................................................ 3
1.1.

TIN H B Ộ T V À TIN H B Ộ T S Ắ N ........................................................................ 3

1.1.1.

Tinh bột - một số tính chất của tinh b ộ t ............................................................. 3

1.1.2.

Cây sắn và tinh bột sắn (A m ylum M a n ih o ti)....................................................3

1.1.3.

Cấu trúc của hạt tinh bột s ắ n ................................................................................. 5

1.2.

S Ử D Ụ N G TINH B Ộ T SẮ N LÀ M TÁ D ư ợ c ............................................... 8

1.2.1.

Chỉ tiêu chất lượng tinh bột dược d ụ n g .............................................................. 8

1.2.2.

Sử dụng tinh bột làm tá d ư ợ c ...............................................................................10

1.2.3.

Sản xuất các dược chất, tá dược khác từ tinh b ộ t...........................................13

1.3.

SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN VÀ TINH BỘT SẮN D ư ợ c DỤNG ... 14

1.3.1.

Sản xuất tinh bột sắn thực p h ẩ m ........................................................................ 14

1.3.2.

N ghiên cứu sản xuất tinh bột sắn dược d ụ n g ..................................................15

1.3.3.

Các phương pháp tinh chế tinh bột.....................................................................17

1.3.4.

Q uy trình công nghệ tinh chế tinh bột sắn dược d ụ n g ............................... 17

1.4.

N H Ậ N X É T C H Ư N G : ........................................................................................19

Phần 2:N G Ư Y Ê N LIỆU, P H Ư Ơ N G TIỆN, NỘI DUNG VÀ P H Ư Ơ N G PHÁP
N G H IÊ N C Ứ U ....................................................................................................................... 21

2.1.

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN c ứ u ........................... 21

2.1.1.

N guyên l i ệ u ..............................................................................................................21

2.1.2.

Thiết b ị....................................................................................................................... 21

2.1.3.

Hóa c h ấ t...................................

23


11

c ứ u .............................................................................. 24

2.2.

NỘI D U N G N G H IÊN

2.3.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u ....................................................

2.3.1.

Các phương pháp kiêm tra chât lượng tinh b ộ t ............................................. 25

2.3.2.

P hương pháp khảo sát các đặc tính cơ lý của tinh b ộ t ................................26

2.3.3.

P hư ơng pháp nghiên cứu quy trình công n g h ệ : ............................................27

2.3.4.

P hư ơng pháp hoàn thiện dây chuyền thiết b ị : ............................................... 27

2.3.5.

P hư ơng pháp đánh giá chất lưọng tinh bột tinh c h ế .................................... 28

25

Phần 3;K ẾT Q U Ả V À B À N L U Ậ N ................................................................................32
3.1.

K Ế T Q U Ả N G H IÊ N C Ứ U ..................................................................................32

3.1.1.

N ghiên cứu quy trình công n g h ệ : ..................................................................... 32

3.1.2.

Kết quả tinh chế thử n g h i ệ m .............................................................................. 43

3.1.3.

Đ ánh giá chất lượng tinh bột đã tinh c h ế ....................................................... 43

3.2.

B À N L U Ậ N .............................................................................................................56

KẾT L U Ậ N V À K ÍÉN N G H Ị .............................

63

1. KẾT L U Ậ N ........................................................................................................................ 63
2. K IÉN N G H Ị ........................................................................................................................ 64
TÀI LIỆU T H A M K H Ả O ...................................................................................................65


Ill

CÁC C H Ữ V IÉ T TẮT

BP

Bristish Pharmacopoeia

DĐVN

Dược điển Việt Nam

EP

European Pharmacopoeia

GMP

Thực hành sản xuất tốt

TBS

Tinh bột sắn

TBS QN

Tinh bột sắn Quảng Ngãi

TCCS

Tiêu chuẩn cơ sở

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

USP

The United State Pharmacopoeia


IV

DANH MỤC CÁC BẢNG
TT

Trang

1

Bảng 1.1: Một số thành phần chính của củ sắn (%)

4

2

9

3

Bảng 1.2: Các chỉ tiêu chất lượng tinh bột sắn dược dụng của V N và m ột
số dược điến nước ngoài.
Bảng 1.3: M ột số tiêu chuẩn chung đối với tinh bột thực phẩm:

15

4

B ảng 2 .1 : Các thiết bị thuộc dây chuyền thiết bị tinh chế tinh bột sắn

21

5

Bảng 2 .2 : Các thiết bị kiểm nghiệm chất lượng sản phẩm

22

6

Bảng 2 .3 : Các thiết bị sử dụng để khảo nghiệm chất lượng và thử nghiệm

22

độ ôn định sản phâm.
7

Bảng 2 .4 : Các nguyên liệu và hóa chất được sử dụng trong quá trình tinh

24

chế tinh bột.
8

Bảng 2 .5 : Các hóa chất được sử dụng để kiểm nghiệm chất lượng sản

23

phẩm
9

Bảng 2.6: Các công đoạn kiểm soát chất lượng trong quá trình tinh chế

28

10

B ảng 3 .1 : Kết quả khảo sát chất lương tinh bôt nguyên liêu theo TC CS

32

11

B ảng 3.2: Kết quả kiểm tra chất lượng sản phẩm tinh chế bằng dung dịch

34

H 2 O 2 ở các nồng độ 0,1%; 0,2%; 0,3% trong 24 giờ
12

Bảng 3 .3 : Ket quả kiếm tra chất lượng sản plìấm tinh chế bằng dung dịch

35

H 2 O 2 ở các nồng độ 0,1%; 0,2%; 0,3% trong 2 giờ
13

Bảng 3 .4 : Tóm tắt các đề xuất và kết quá cải tiến quy trình công nghê

37

14

Bảng 3 .5 : Ket quả kiếm tra chất lượng các mẫu tinh bột sắn xử lý theo

44

quy trình 1
15

Bảng 3 .6 : Ket quả kiếm tra chất lượng các mẫu tinh bột sắn xử lý theo

45

quy trình 2
16

Bảng

3 .7 : Ket quả xác dinh các giá tri tỷ trong biếu kiến tinh bỏt.

46

17

Bảng

3 .8 : Ket quả xác định độ chịu nén và lực.đẩy viên.

46


18

Bảng 3 .9 : Ket quả đánh giá các chỉ tiêu chung của viên nén Phenobarbital

48

lOOmg sản xuất theo công thức với tinh bột sắn M l , M 2, M3
19

Bảng 3.10 : Độ hòa tan của các mẫu viên Phenobarbital lOOmg sản xuất

49

theo công thức với tinh bột sắn M 1, M2, M3
20

Bảng 3 .1 1 :Ket quả kiểm tra chất

lượng thành phẩm viên bao đưÒTig

51

Bảng 3.1 2: Ket quả thử nghiệm độ ổn định viên bao đường B C om plex

52

B C om plex các m ẫu nghiên cứu.
21

m ẫu M I (A m idon de bỉé):
22

23

Bảng 3 .13 : Kết quả thử nghiệm độ ổn định viên bao đường B C om plex
m ẫu M 2 (Dilutab):
Bảng 3 .14 : Ket quả thử nghiệm độ on định viên bao đường B C om plex
mẫu M3 (Tinh bột sắn Quảng Ngãi);

53
53


VI

DANH MỤC CÁC HÌNH
TT

Trang

1

Hình 1.1: Vi ảnh tinh bột sắn (độ phóng đại 1500X)

5

2

Hình 1.2: M ô hình cấu trúc hạt tinh bột (theo Gallant và cộng sự, 1997)

6

3

Hinh 1.3: Công thức hoá hoc của A m ylose và A m ylopectin

7

4

Hình 1.4: Sơ đồ cơ chế rã viên nén theo cơ chế vi mao quản

10

5

Hình 1.5: Sơ đồ quy trình cơ bản sản xuất tinh bôt sấn:

14

6

Hình 1.6: Sơ đồ quy trình tinh chế TBS dược dụng ở quy mô thực nghiệm

18

7

Hình 2.1: Sơ đồ quy trình bào chế viên nén Phenobarbital lOOmg

29

8

Hỉnh 2 .2 : Sơ đồ quy trình bào chế viên bao đường B C om plex

30

9

Hình 3.1 :

Q uy trình công

nghệ tinh chế tinh bột sắn dược dụng quy m ô 38

công nghiệp
10

Hình 3.2:Sơ đồ bố trí bố trí thiết bị trong dây chuyền sản xuất tinh bột

42

sắn dược dLing quy mô công nghiệp
11

Hỉnh 3.3: Tốc dô giải phóng hoat chất từ viên Phenobarbital lOOmg

49

12

Hình 3.4: Sir biến đối hàm lượng Vitam in B I giữa các mẫu nghiên cứu

54

trong thời gian thử nghiệm lão hóa cấp tốc.
13

Hình 3.5 :

Sự biến đối hàm lượng Vitam in B2 giữa các mẫu nghiên cứu 54

trong thời gian thử nghiệm lão hóa cấp tốc.
14

Hình 3 .6:Sự biến đối hàm lượng Vitam in B6 giữa các mẫu nghiên cứu
trong thời gian thử nghiệm lão hóa cấp tốc.

55


ĐẶT VẤN ĐÈ
•

Tinh bột là sản phấm được chế biến từ thực vật, đóng vai trò quan trọng
trong nhiều ngành công nghiệp. Đối với ngành Dược, tinh bột được sử dụng làm
tá dược với nhiều mục đích khác nhau trong sản xuất thuốc viên như tá dược rã,
tá dược độn, pha chế tá dưọ'c dính. Đồng thời, tinh bột cũng đang được nghiên
cứu sử dụng trong m ột số dạng bào chế đặc biệt [21],[22],[29],[30],[37], được
dùng làm nguyên liệu đế sản xuất một số dược chất có giá trị cao hay để sản
xuất một số loại tá dược khác có nhiều ưu điểm trong công nghệ sản xuất thuốc

viên [4],[17],[18].
Gần đây ở trong nước, m ột số nhà m áy sản xuất tinh bột quy mô lớn, hiện
đại đã được xây dụng và đi vào hoạt động, chủ yếu là sản xuất tinh bột sắn theo
tiêu chuẩn của ngành công nghiệp thực phẩm. M ột số sản phẩm của các nhà máy
trên cũng đã đạt tiêu chuẩn dược điển Việt N am II - tập 3, nhưng vẫn chưa đáp
ứng tiêu chuẩn tinh bột dược dụng theo dược điển M ỹ (USP 28), dược điển châu
Âu (EP 2002) theo các chỉ tiêu vi sinh, kim loại nặng, S O 2 V.V.. Dược Đ iển Việt
N am III xuất bản năm 2002 chưa có chuyên luận về tinh bột dược dụng. Theo
các nghiên cứu gần đây, ở nước ta vẫn chưa có cơ sở sản xuất tinh bột dược
dụng [15],[16]. Có thể nói, chất lượng tinh bột sử dụng trong nước chưa đáp ứng
yêu cầu của ngành Dược.
Các doanh nghiệp sản xuất dược pliẩm trong nước hằng năm nhập một
lượng lớn tinh bột dược dụng chất lượng cao từ nước ngoài chứ không chọn sử
dụng tinh bột sản xuất trong nước. Riêng xí nghiệp dược phấm T rung u ’ơng 5,
mỗi năm đã sử dụng khoảng 150 tấn tinh bột làm tá dược[ 15],
Theo quyết định số QĐ 18 - 2001 QD. QLD 27/4/2001 của Cục Quản Lý
Dược, tất cả nguyên liệu, phụ liệu, bao bì tiếp xúc trực tiếp với thuốc đều phải
đăng ký và kháo nghiệm. Vì vậy, việc tiếp tục nghiên cứu sản xuất tinh bột làm


tá dược ở quy mô công nghiệp đạt tiêu chuẩn cơ sở tương đương với tiêu chuẩn
D ược Điển của các nước tiên tiến, đáp ứng yêu cầu hiện nay là điều cần thiết. Từ
năm 2002 đến 2005, Xí nghiệp dược phẩm Trung U oìig 5 thực hiện dự án độc
lập câp nhà nước "Hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất tinh bột san dược

dụng"
Đê góp phần vào việc thực hiện dự án, trong khuôn khổ luận văn thạc sĩ
dược học, chúng tôi chọn đề tài: Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất
tinh bột sắn dưọ’c dụng quy mô công nghiệp đạt tiêu chuẩn CO’ sở.
M ục tiêu của đề tài:

1. N ghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ sản xuất tinh bột Dược dụng ở
quy m ô công nghiệp.
2. N ghiên cứu hoàn thiện dây chuyền thiết bị sản xuất tinh bột dược dụng ở
quy m ô Itấn/mẻ.
3. Đánh giá chất lượng sản phấm theo tiêu chuẩn cơ sở; đánh giá sự thay
đôi về tính chất, cấu trúc của tinh bột; khảo nghiệm việc sử dụng làm tá dược
viên nén và khảo sát đô ổn đinh của viên.


P h ầ n l:

TỎNG QUAN

1.1.TIN H BỘT VÀ TINH B Ộ T SẮN
1.1.1. Tinh bôt - mỏt số tính chất của tinh bôt
Trong tự nhiên, tinh bột là hợp chất hữu cơ rất phổ biến và dồi dào, chỉ
đứng sau cellulose. Người ta thấy tinh bột có trong cây xanh, rễ, cành, hạt, củ và
quả. Tinh bột được hình thành từ những hạt nhỏ trong suốt quá trình trưởng
thành và lớn lên của cây, được hình thành do quá trình quang hợp của cây xanh.
Trong thời kỳ "ngủ" và nảy mầm , tinh bột là chất dự trĩr năng lượng cho cây.
Tinh bột giữ chức năng sinh học giống nhau đối với con người, động vật, cũng
như đối với các sinh vật hạ đẳng [7 .
Trong thực vật, tinh bột thường có m ặt dưới dạng không hoà tan trong nước
nên có thể tích tụ m ột lượng nước lớn trong tế bào m à vẫn không ảnh hưởng đến
áp suất thẩm thấu. Do đó, có thế thu được một lượng lớn tinh bột từ nhiều nguồn
tinh bột phong phú trong tir nhiên. Tinh bột đại diện cho 60-90% tổng sản lượng
của các loại lương thực.
Tinh bột dự trữ trong cây dưới dạng hạt. Hạt tinh bột của tất cả các hệ
thống có dạng hình tròn, hình bầu dục hay hình đa giác. N gay cả trên cùng loại
nguyên liệu, hình dáng và kích thước của chúng cũng không giống nhau. Hình

dáng cấu tạo và kích thước của các hạt tinh bột phii thuộc vào giống cây, điều
kiện trồng trọt và quá trình sinh trưởng của cây.
1.1.2. Cây sắn và tinh bôt sắn (Amyliim M anihoti)
Cây sắn (Manihot

L itilissim a

Pohl.) họ Tliầu Dầu (Euphorbiaceae) được coi

là có nguồn gốc Nam Mỹ, được di thực về châu Á từ thế kỷ 16 và đến thế kỷ 19
thì bắt đầu được trồng nhiều ở khu vực Đông Nam Á [9 .
ơ nước ta, sắn được trồng từ Nam chí Bẳc, nhất là các vùng đồi núi Truno;
du, đến nay, nó đã thành cây màu quan trọng trong nhân dân [6], s ắ n có nhiều
loại, dira vào m àu sắc thân, lá; màu sắc và kích cỡ củ mà người ta phân loại.


4

Hiện nay, những loại phố biến là: sắn dù, sắn vàng, sắn đỏ và sắn trắng. Thông
thường củ sắn dài 30 - 40cm, nhưng cũns, có củ dài đến 1 mét, đường kính đến
lOcm [9]. Hàm lượng tinh bột của sắn dao động trong khoảng khá lớn, phụ
thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó phụ thuộc nhiều nhất là m ức độ già của sắn [7],
Thành phần hóa học chủ yếu của củ sắn nói chung giống nhau nhưng hàm
lượng các chất trong củ sắn lại khác nhau giữa các loài, giữa các cây và ngay cá
giữa các củ trong cùng m ột cây. Có thế nêu một số giá trị trung bình các thành
phần của củ sắn như sau: (Bảng 1.1)
Bảng 1.1: M ột số thành phần chính của củ sắn (%)
Nưó-C (%)

Tinh bột (%)

Protein(yo)

Chât béo(% )

60-70

22-29

0,7-1,9

0,1-0,7

Glucose(% )
1,0-4,8

Tro(% )
0,6-1,2

Ngoài ra, trong củ săn còn có một ưọng acid cyanhydric (H CN) khá cao,
nhất là sắn Việt N am (củ đã bóc vỏ: 64,8mg/kg). Do tính chất dễ tan trong nước
nên acid này dễ dàng bị loại khỏi tinh bột trong quá trình sản xuất. [14
Tinh bột sắn có nhiều dạng, đa số hình cầu hoặc hình chuông, kích thước
hạt thay đổi từ 1,5 - 30[,im, trong đó gần 70% có kích thước từ 6-12|iim. Các hạt
tinh bột đứng riêng lẻ hay đôi khi tụ tập thảnh tCmg đám, có rốn hạt hình chấm
hay hình sao, vân tăng trưởng không rõ [14],[18]. Có thế quan sát hình dạng của
các hạt tinh bột qua kính hiến vi quang học hoặc kính hiển vi điện tử quét (Hình
1 . 1 ).

Các hạt tinh bột kích thước nhỏ có cấu tạo chặt, hạt lớn có cấu tạo xốp, tính

chất này liên quan đến sự khác nhau về tính chất cơ lý của các hạt tinh bột như
nhiệt độ hồ hoá, khả năng hấp thụ... [7], Tinh bột sắn không tan trong nước lạnh
và cồn 70%, trương nở khi đun nóng với nước, độ trương nở ló'n nhát ở

90°c.


Hình l . ĩ : Vi ảnh tinh bột sắn (độ phóng đại 1500X)
1.1.3. Cấu trúc cùa hạt tinh bôt sắn
N h ư những tinh bột khác, tinh bột sắn không phải là m ột họp chất đồng thể
m à gồm hai polysaccarid khác nhau là amylose và amylopectin. Tỷ lệ
Am ylose/A m ylopectin trong tinh bột sắn cũng không khác nhiều so với các loại
tinh bột khác (xấp xỉ 1/4): Am ylose: 15,7% ; Am ylopectin: 84,3% [10
Cấu tạo của phân tử Ainylose: gồm các đơn vị glucose trùng hợp với nhau
bằng liên kết a -(l-> 4 ), hầu như không có các mạch nhánh.
Cấu tạo của phân tử Am ylopectin: Các đơn vị glucose trùng hợp với nhau
theo các chuỗi mạch: M ạch A được liên kết với các m ạch khác bằng liên kết a ( l- > 6 ) , không có mạch nhánh. M ạch B thường có một hoặc vài nhánh A nối
vào. M ạch

c

là m ạch duy nhất trong phân tử có m ang gốc glucose kliử. [26

(Hình 1.2)
Cấu tạo bên trong của hạt tinh bột khá phức tạp. Hạt tỉnh bột có cấu tạo lớp,
trong mỗi lớp đều có lẫn lộn các tinh thể Am ylose và Am ylopectin sắp xếp theo
phương hướng tâm. Các mạch polysaccarid sắp xếp hướng tâm tạo ra độ tinh
thế: các mạch bên của một phân tử amylopectin này nằm xen giữa các mạch bên
của phân tử kia. Các phân tử Am ylose kề nhau và các mạch nhánh của

A m ylopectin sẽ liên kết với nhau bằng các liên kết hydro kề nhau để tạo nên các
chùm tinh thê song song và đồng tâm gọi là các mixen, chính các m ixen này giữ
vững cấu trúc cho hạt và cho phép nó trương nở trong nước nóng mà không bị
phá huỷ hoàn toàn, cũng như kliông bị tan ra từng phân tử riêng biệt [9],

đ ịn h
' M ạch A

hình

• ‘ V, .V i i l i i L i I

— M ạchB

M ạch

c

Đ ầ u khử

R ốn hạt
6 đ ơ n vị
glucose

.......

"

Đ iểm nhán h

a-1^6

A - cấu trúc đặc trưng của phân tử amylopectin. B - Cách sắp xếp hướng
tâm tạo các vùng tinh thể xen kẽ các vùng vô định hình, c - H ướng sắp xếp của
các phân tử amylopectin trong hạt tinh bột. D - Các liên kết ở điểm nhánh troni’
phân tử amylopectin.
Hình 1.2: M ô hình cấu trúc hạt tinh bột (theo Gallant và cộng sự, 1997)


CH..OH

H
OH

C H jO H

y\

OH

C H ,OH

H

oh

h

N

L—o—'

)

\

OH

ÓH/

^
OH

H

0H

-n = 3 0 0 - 1000
Liên kết a - ( 1 ^ 4 )
đ ơ n vị glucose

CHjOH
H

CH,OH

/

H

[X H

H

\J

OH

N;

/

H

[X H

—

V

1^

,

OH

H

H

OH

^

^

1
'L iên kết a - ( l - > 6 )

H

OH

CH;OH

CH,

ị

ỉ A

OH

-o —

— oị

H

ỉ

OH

OH

B
A: Đoạn phân tử Amylose. B; đoạn phân tử Amylopectin.
Hình 1.3: C ông thức hoá học của A m ylose và A m ylopectin
Ngoài cách sap xếp bên trong như vậy, mỗi hạt tinh bột còn có vỏ bao phía
ngoài. Đa số các nhà nghiên cứu cho rằng vỏ hạt tinh bột khác với tinh bột nằm
ở các lớp bên trong như: vỏ đặc hơn, chứa ít ẩm hơn và bền đối với các tác động
bên ngoài. Trong hạt tinh bột có lỗ xốp nhưng không đồng đều. v ỏ hạt tinh bột
cũng có lỗ nhỏ do đó các chất hoà tan có the xâm nhập vào hoặc loại ra bằng con
đường khuếch tán qua vỏ. [10
Các ion chứa trong tinh bột khi xử lý tinh bột bằng các chất điện ly khác
nhau có thể thay thế bằng những ion khác. Đe thu được tinh bột có chứa các
cation nhất định, người ta phải xử lý sơ bộ tinh bột bằng acid đế thay thế các
cation liên kết với tinh bột bàng ion p r , sau đó lại xử lý bằng dung dịch muối
tương ứng thì sẽ thay thế ion M* bằng ion m ong m uốn [10],


1.2. S Ử D Ụ N G T IN H B Ộ T SẮN LÀ M T Á D Ư Ợ C .
1.2.1. Chí tiêu chất lư ọn g tinh bột d ư ọc dụng
Đối với thuốc dạng viên, với vai trò tá dược, tinh bột thường chiếm một tỷ
lệ lớn về khối lượng trong viên và do đó có ảnh hưởng lớn đến chất lượng và
tuổi thọ của thuốc. Vì thế, những năm gần đây, các nhà sản xuất dược phẩm đặc
biệt quan tâm đến chất lượng tinh bột dược dụng. D ược điến các nước liên tục
điều chỉnh, bố sung và nâng cao các chỉ tiêu trong tiêu chuẩn tinh bột dược
dụng.
Trong Dược điến Việt N am II tập 3, tiêu chuẩn tinh bột dược dụng còn
thấp. Trong Dược điển Việt Nam III (2002) chưa có chuyên luận về tinh bột

dược dụng.
Trước đây, tinh bột sắn chưa được đề cập đến trong Dược điển các nước.
N h ữ ng năm gần đây, trong D ược điến Anh, M ỹ, tinh bột sắn cũng đã được coi là
m ột loại tinh bột làm tá dược như các loại tinh bột khác. Dược điển M ỹ U SP 24
(năm 2000) chỉ có m ột chuyên luận chung cho các loại tinh bột tá dược, đến năm
2004, dược điển M ỹ U SP 28 đã có 5 chuyên luận riêng biệt cho 5 loại tá dược
tinh bột khác nhau, trong đó có tinh bột sắn. Tư ơng tự, dược điển Anh (BP
2003) các dược điển của Châu Âu 2002, dược điển Quốc tế lần thứ III (2004)
cũng đã có các chuyên luận cho tá dược tinh bột. ở các nước châu Á, các dược
điển Trung Quốc, Ấn Độ, N hật Bản, Hàn Quốc đều có các chuyên luận riêng về
tá dược tinh bột. Nhìn chung, tiêu chuẩn chất lượng tinh bột dược dụng hiện nay
(theo Dược điến V N II tập 3) còn thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn trong khu
vực cũng như các dược điên của các nước phát triên và dược điên quốc tế.
Đôi với tinh bột sắn, do tính chất đặc thù của khu vực trồng trọt và niLic
đích sử dụng, các chỉ tiêu tinh bột sắn dược dụng được đưa vào dược điển
thường chậm hơn so với m ột số loại tinh bột khác. Tại bảng 1.2, chúng tôi thống
kê các chỉ tiêu chất lượng đối với tinh bột sắn dược dụng của Việt Nam và chỉ
tiêu được ghi trong các dược điến Anh, Mỳ, Châu Âu.


ĩ

r

Bảng 1.2 Các chỉ tiêu chât lirọng tinh bột săn d ư ọ c dụng của VN và
m ôt số d ư o c C
STT

1

2

C h ỉ tiêu

D D V N II
tập 3

B P 2003

E P 2002

USP28

Đ ặc đ iêm thực
vật
T ạo hồ
Tạo m à u với I2

Đ ặc diem
thực vật
Tạo hồ
Tao màu với h

^ 5 ,0 %
(100°C-105°C)

Đo pH
5,0-8,0
^ 4 ,0 %
(130°C-l,5h)

Đo pH
4,5-7,0
^ 6 ,0 %
(130°C-l,5h)

á ) , 6%

^ ,6 %

Đặc
vật
T ạo
T ạo
CĐ

điêm thực Đ ặ c diêm thực
vật
Đ ịn h tính
hồ
T ạo hồ
màu với I2 T ao m à u với 12
acid - base C Đ acid - base
G ió i hạn acid
Vwaoii < 1,5ml
Vwaoii <2ml

TCCS
DIL U T A B
Đặc đièni thực

vật
Tạo hồ
T ạo m àu với I2
C Đ acid - base
VwaOH <2ml

3

pH

4

M âtkh ôi
l ư ợ n g d o sấy

5

T r o sulfat

6

C ă n s a u khi
nung

7

Sắt

^ 0 ppm

^ 0 ppm

á O ppni

8

C h ấ t ôxy hóa

á ) , 002 %

^ ,0 0 2 %

á ) ,00 2 %

9

S u lfu r
dioxid e

<9,005%

á ) ,005 %

^ ,0 0 4 %

10

T ô n g protein

K hôn g có

E .C 0 I1 và
S alm o nella

Không được
có tạp chất lạ
chụm lại hoặc
nổi lên khi
khuấy và để lắng
Trong 1 gam
i: vi khuẩn < 10^
E vi nâm <10
Không đưọc có
Salmonella,
s. aureus,
p. aeruginosa.
E. Coli

11

T ạ p ch ất lạ

^ 4 ,0 %
(100°C-105°C)

G ió i hạn vi
sinh vật

13

A rsenic

14

K im loại
n ặn g

^ ,5 %
á ) , 6%

^ ,1 %
Chi CÓ vài tiêu Chỉ có vêt của Soi k ính hiên vi
phân lạ, nhìn
m à n g tế bào
chỉ thấy có vết
kỳ m ới thấy
và chất nội
của vách tế bào
bào
và chất nội bào
T ro n g Ig
k h ô n g được
có E. Coli

12

^ 4 ,0 %
(120°c-4h)

Trong 1 gam
L vi khuẩn ^ 0 ^

'Ù vi nấm <10'
Không có E.
Coli

K hô ng có vêt
vàng khi làm
pliản ứng
K hô ng có tủa
nâu khi làm
pliản ứng

Qua bảng 1.2 có thế nhận thấy, dược điến Mỹ và Châu Âu dều có quy định
về chỉ tiêu hàm lượng sắt trong tinh bột mà không quy dịnh hàm lượng kim loại


10

nặng. Điều này là hợp lý vì không những sắt là m ột chất xúc tác m ạnh m à các
kết quả nghiên cứu trước đây còn cho thấy trong tinh bột, hàm lượng sắt cao hơn
hàm lượng kim loại khác nhiều lần. M ặt khác, do tích số tan của sắt hydroxyd
rất nhỏ nên nếu hạ được hàm lượng sắt thì đương nhiên hàm lượng các kim loại
khác cũng sẽ hạ thấp. Dược điển Anh (BP2003) không quy định hàm lượng sắt
cho tinh bột sắn, tuy nhiên đối với tinh bột mì, tinh bột khoai tây và tinh bột ngô
đều quy định hàm lượng sắt <10ppm.

1.2.2. S ử dung tinh bôt làm tá dtroc
1.2.2.1.

Tá dirọc rã:

Tinh bột sắn cũng như tinh bột nói chung đều có cấu trúc xốp, sau khi dập
viên tạo ra được hệ thống vi mao quản phân bố khá đồng đều trong viên, làm rã
viên theo cơ chế vi m ao quản. [!],[!7],[18],[35]. Theo W agner, quá trình giải
phóng dược chất từ viên nén xảy ra theo sơ đồ (Hình 1.4):
Rã lần 1
Viên nén

Rã lần 2
Hat

Tiểu phân

Hoat chấl đươc hấD thu
Hinh 1.4: So’ đồ CO’ chế rã viên nén theo cơ chế vi mao quản
Với vai trò là tá dược rã, người ta thưòiig dùng tinh bột sắn với tỷ lệ từ
10%-20% so với khối lượng viên. Bình thường linh bột hấp phụ khá nhiều nước,


11

do đó, để tăng khả năng làm rã, trước khi dùng phải sấy khô. Cách rã của viên
phụ thuộc một phần vào cách phối hợp tinh bột. Thông thường người ta chia tinh
bột thành 2 phần: phàn rã trong (khoảng 50% -70%) và phần rã ngoài (25%50%).[1],[17],[35].
Hiện nay, có nhiều loại tinh bột biến tính được dùng làm tá dược rã với tỷ
lệ từ 2-6% như Sodium starch glycolat, Pregelatinized starch.
1.2.2.2.

Tá dirọc độn:

Tinh bột là tá dược trơ về dược lý và tương đối bền về mặt hóa học, từ lâu

đã được sử dụng trong công nghệ dược phẩm. Trên thế giới, các nước hay sử
dụng tinh bột ngô, tinh bột khoai tây, tinh bột lúa mì... làm tá dược. Tại Việt
nam, do nguyên liệu dễ kiếm và giá rẻ, các xí nghiệp dược phẩm thư ờng dùng
tinh bột sắn làm tá dược thuốc viên. Tuy nhiên, tinh bột nói chung có độ trơn
chảy kém, dễ hút ẩm và ít chịu nén, do đó, nếu dùng tỷ lệ lón trong viên thì viên
dễ bị bở sau một thời gian bảo quản. Đe đảm bảo độ chắc của viên, khi cần,
người ta phối hợp với tinh bột 20-30% bột đường. H ỗn hợp tá dược này có thể
xát riêng dưới dạng "hạt trơ", phối họfp với dược chất rồi dập viên. M ặt khác,
nếu

quá trình sản xuất không bảo

đảm

tốt vệ

sinh, viên

có thể

bị

m ốc.[l],[17],[18].
Tại xí nghiệp D ược phấm trung ương 5, tinh bột được sử dụng nhiều làm tá
dược rã và độn trong các dạng viên nén bao đường với thành phần hoạt chất chủ
yếu là các Vitamin. Thực tế cho thấy các dạng viên này khó ổn định chất lượng,
đặc biệt là hàm lượng hoạt chất giảm và hình thức viên thay đổi (mất màu) trong
quá trình lưu hành. Đe khẳc phục hiện tưọng này, người ta đã thử thay thế thành
phần tinh bột trong viên bằng tá dược tinh bột nhập ngoại (Am idon de blé) và
thu được kết quả tốt trong việc tăng ốn định chất lượng của viên.

12

1.2.2.3.

Tá d ư ọc dính:

Tinh bột có thể chế biến thành hồ để sử dụng làm tá dược dính trong sản
xuất thuốc viên, thường dùng ở nồng độ 5-10%. Hiện nay trên thị trường đã có
nhiều sản phâm tá dược dính khác nhau, có thế đưa vào pha chế cả ở dạng bột
khô và dạng dung dịch. Tuy nhiên ở nhiều cơ sở sản xuất trong và ngoài nước
vẫn sử dụng hồ tinh bột làm tá dược dính vì một số ưu điểm của nó như: Tạo khả
năng kết dính tốt, dễ pha chế, giá thành rẻ, ít có xu hư ớng kéo dài thời gian rã,
bảo đảm khả năng hoà tan cũng như tốc độ hòa tan hoạt chất của viên...
1.2.2.4.

Tá d ư ọ c bao viên:

Do có khả năng tạo m àng mỏng nên tinh bột có thế được sử dụng làm tá
dược bao viên. M àng từ tinh bột giàu Am ylose (đặc biệt là m àng A m ylose) có
tính chất đặc biệt như không thấm đối với oxy và chất béo [4],[17],[18], Tuy
nhiên ở Việt Nam, các xí nghiệp dược phẩm ít sử dụng tinh bột làm tá dược bao
do trên thị trường đã có nhiều hệ tá dược bao m ảng m ỏng có giá rẻ, thuận tiện
trong sử dụng.
1.2.2.5.

Sử dụng tinh bột trong các dạng bào chế hiện đại:

Ngoài việc sử dụng tinh bột như là m ột tá dược truyền thống, m ột số trung

tâm nghiên cứu trên thế giới cũng đã triến khai nghiên cứu sử dụng tinh bột
trong m ột sổ dạng bào chế hiện đại.
- Tạo vi cầu: Tinh bột đã được sử dụng nghiên cứu với vai trò tá dược để
tạo vi cầu để làm tăng hấp thu đối với một số loại hoạt chất thuộc nhóm
glycopeptid qua niêm mạc mũi [30],
- Hệ tác dụng kéo dài: Tinh bột được sử dụng làm thành phần chính đế
chê tạo hệ cốt Matrix trong một vài dạng bào chế tác dụng kéo dài, giảm số lần
sử diing thuốc và tăng hiệu quả điều trị [29'.


13

- H ệ tác dụng tại đích: Trong dạng bào chế này, tinh bột được sử dụng làm
nguyên liệu đê sản xuất dạng thuốc có tác dụng khu trú tại một vị trí nhất định
nhằm làm tăng hiệu quả điều trị và giảm tác dụng ngoại ý của thuốc [22'.
1.2.3. Sản xuất các dươc chất, tá d iioc khác từ tinh bôt
- Tinh bột biến tính (modified starch):
Tinh bột được biến tính theo nhiều phương pháp khác nhau để thu được
nhiều sản phẩm có thể gọi chung là tinh bột biến tính nhưng có các tính chất và
ứng dụng rất khác nhau. Ví dụ như để cải thiện độ trơn chảy và khả năng chịu
nén của tinh bột, người ta xử lý tinh bột bằng các phương pháp vật lý hay hóa
học. Tinh bột sau khi xử lý trơn chảy và chịu nén tốt, đồng thời làm cho viên dễ
rã. ớ nước ngoài hiện nay chủ yếu người ta dùng tinh bột biến tính, dưới nhiều
tên thương mại khác nhau. [1] C ũng có các dạng tinh bột biến tính khác được sử
dụng làm tá dược rã như Pregelatinized starch hay tá dược dính như Lycatab

[ 18 ],
- C á c d ẫ n xuất củ a tinh bột: Tinh bột có thể được sử dụng làm nguyên
liệu để tạo ra các dẫn xuất khác nhau với nhiều mục đích khác nhau, một số sản
phẩm đã được ứng dụng trong công nghệ dược phấm làm tá dược viên nén. Điển

hình trong trường hợp này là tá dược rã D ST (Sodium starch glycolat) có tính
năng tốt trong việc cải thiện độ rã viên nén [18 .
- ứ n g dụng trong công nghệ hoá tlirọ-c; Tinh bột đang được sử dụng
nhiều để làm nguyên liệu đế sản xuất Glucose, Ethanol, Sorbitol... Hiện nay, ở
m ột số nước trên thế giới, tinh bột cũng đang được nghiên cứu sử dụng

làm

nguyên liệu cơ bản để điều chế một số hoạt chất khác do có nhiều lợi thế về giá
cả hay tính an toàn khi sử dụng [ 1 8 .


14

1.3.SẢN X U Ấ T T IN H BỘ• T SẮN VÀ T IN H B Ộ• T S Ắ N D Ư Ợ• C DỤ• N G
1.3.1, Sản xuất tinh bỏt sắn thưc phẩm
Mặc dù cây sắn được trồng nhiều nơi ở nước ta và là cây lương thực quan
trọng nhưng ngành công nhiệp sản xuất tinh bột sắn chưa phát triển mạnh. Gần
đây, m ột số nhà m áy sản xuất tinh bột sắn quy m ô công nghiệp đã được xây
dựng và đi vào sản xuất, chủ yếu phục vụ cho công nghiệp thực phẩm và công
nghiệp dệt. Sản xuất tinh bột sắn hiện nay hầu hết theo sơ đồ công nghệ sau
(Hình 1.5). [10]

Hình 1.5: S ơ đồ quy trình CO’ bản sản xuất tinh bột sắn:

Thời gian gần đây, ở nước ta đã nhập m ột số dây chuyền công nghệ chế
biến tinh bột sắn thực phẩm trên quy mô công nghiệp. M ột số nhà m áy chế biến
tinh bột như Vithai Tapioca Co. Ltd ở Gia Lai; Vedan Vietnam Enterprise Co.
Ltd ở Đ ồng Nai; Fom iosatapioca Co. Ltd ở Q uảng Nam; hai nhà m áy sản xuất
tinh bột sắn ở Tây Ninh do Singapore và Thailand đầu tư; nhà m áy TBS ở Sơn

Tịnh - Quảng N g ãi...[7],
Tuy nhiên, chất lượng sản phẩm của từng cơ sở sản xuất tinh bột sắn rất
khác nhau, phụ thuộc vào nhiều yếu tố n h ư chất lượng nguyên liệu, phụ liệu, quy


15

m ô sản xuất, dây chuyền công nghệ, công đoạn kiểm tra, kiểm soát chất lượng
trong quá trình sản xuất. Chúng tôi đã tham khảo m ột số tiêu chuẩn tinh bột sắn
thực phấm được cung cấp bởi các doanh nghiệp. Bảng số liệu được trình bày
trong Bảng 1.3:
B ảng 1.3: M ột số tiêu chuẩn chung đối vói tinh bột thực phẩm:
STT

C h ỉ tiêu (*)

T B S Q. N gãi

CT . T r ư ò n g X u ân

CT . Bình Định

1

Độ âm

< 1 0 ,8 %

< 1 0 ,5 %

< 1 2 ,5 %

2

Tỷ lệ xơ sợi

< 0,2%

< 0,2 %

< 0 ,2 %

3

Độ tro

4

í làm lượng tinh bột thật

-

^J0%

< 0 ,2 5 %

-

>85%

>85%

Ghi ch ủ :
TBS Q. Ngãi; Tiêu chuẩn thành phấm xuất xưởng - Nhà máy TBS Quảng Ngãi;
CT. T ru ’o’ng Xuân: Tiêu chuẩn TBS thực phẩm xuất khẩu - Công ty xuất nhạp khẩu
thương mại Trường Xuân;
CT. Bình Định: Tiêu chuấn tinh bột sắn thực phấm xuất khẩu - Công ty Lương thực
Bình Định.
1.3.2. Nghiên ciVu sán xuất tinh bôt sắn d ư oc dung
1.3.2.1.

Tình hình nghiên cứu ngoài nưóc:

- Các nước thường sử dụng tinh bột ngô, tinh bột khoai tây làm tá dược
thuốc viên. Trong vài năm gần đây, dược điển của m ột số nước phát triến (Dược
điển Anh, Dược điển Mỹ) đã nghiên cứu bổ sung chuyên luận Tinh Bột s ắ n và
khắng định khả năng sử dụng làm tá dưọ'c thuốc viên của loại tinh bột này. Tiêu
chuân tinh bột dược dụng cúa các nưóc nói chung cao hon tiêu chuẩn tinli bột
dược dụng của Việt Nam. [19], [23], [31], [32], [33], [39], [41'
- Một số dạng tinh bột dược dụng nước ngoài: Am idon de blé, Am idon de
mais (Pháp).


16

1.3.2.2.

Tình hình nghiên cứu trong nưóc:

Theo các nghiên cứu gần đây, ở nước ta vẫn chưa có cơ sở sản xuất tinh bột

dược dụng [15],[16]. Trước đây, tinh bột sắn được sản xuất bằng phương pháp
thủ công nên chất lượng kém và không đồng đều. Thời gian gần đây, nhiều
doanh nghiệp sản xuất tinh bột thực phấm đã đầu tư quy trình và các trang thiết
bị hiện đại, quy mô công nghiệp đế sản xuất tinh bột sắn. Tuy nhiên, các sản
phẩm tinh bột này đều phục vụ cho nhu cầu thực phẩm nên hầu hết chưa đạt tiêu
chuẩn tinh bột dược dụng do không đạt chỉ tiêu về hàm lượng kim loại, tiêu
chuấn vi sinh và một số không đạt cả các chỉ tiêu về chất oxy hoá hay chất khử
13], Ket quả nghiên cứu cho thấy, tinlì bột sắn ở các tỉnh phía Bắc có hàm
lượng kim loại nặng cao hơn hàm lượng kim loại nặng trong tinh bột sắn ở các
tỉnh miền Trung. Tinh bột sắn m iền Triing nói chung có hàm lượng kim loại
nặng thấp, gần đạt chỉ tiêu kim loại (sắt) theo D ược điển M ỹ (ƯSP 28).
M ột số công trình nghiên cứu tinh chế tinh bột dược dụng ở trong nước có
thê kê đên như sau:
- Trước đây, Đại học quân Y đã nghiên cứu sử dụng tinh bột sắn làm tá
dược viên nén và đã được các xí nghiệp dược phấm trong nước ứng dụng. Tuy
vậy, cho đến nay trong cả nước chưa có cơ sở sản xuất tinh bột sắn dược dụng
cho nên chất lượng tinh bột thấp, không đáp úng yêu cầu sản xuất hiện nay.
- Từ năm 1990, Đại học D ược Hà Nội đã nghiên cứu nâng cao chất lượng
tinh bột sắn làm tá dược và đã đạt kết quả ở quy mô phòng thí nghiệm
[11],[12],[13],
- Từ năm 1999, Đại học Dược Hà Nội kết họp với Xí nghiệp dược phẩm
trung ương 5 nghiên cứu xây dựng tiêu chuẩn tinh bột sắn dược dụng tương
đương tiêu chuấn tinh bột dược dụng của dược điến M ỹ (USP 23) và xây dựng
mô hình dây chuyền tinh chế tinh bột đạt chất lượng trên quy mô 5 tạ/mỏ 114],
Tiêu chuấn trên đã được Viện Kiếm nghiệm thẩm định đạt yêu cầu và Xí nghiệp


17

dược phấm TW5 đã hoàn thiện hồ sơ xin cấp đăng ký. Sản phẩm đã được Cục

Quản Lý D ược - Bộ Y Te cấp số đăng ký lưu hành toàn quốc theo quyết định số:
9 0 /2 0 0 1/QĐ-QLD ngày 21 tháng 12 năm 2001. [15]. Tuy nhiên, tinh bột sản
xuất theo quy trình thực nghiệm trong nghiên cứu này chưa được khảo nghiệm
đối với vai trò làm tá dược thuốc viên.
1.3.3. Các p h u o n g pháp tinh chá tinh bôt
- Các phương pháp vật lý:
Trong quá trình sản xuất tinh bột thirc phẩm, các nhà sản xuất đã sử dụng
các phương pháp vật lý đê tinh chế tinh bột, chủ yếu đế giảm các tạp chất cơ
học, loại bỏ bã và dịch bào. Phương pháp được sử dụng chủ yếu là lắng gạn và
rửa tinh bột nhiều lần, sau đó sấy khô để thu được sản phẩm tinh bột theo tiêu
chuẩn thực phẩm.
- Các phương pháp hoá lý;
Đe thu được tinh bột đạt tiêu chuấn dược dựng, các nhà sản xuất tá dirọc dã
sử dụng nhiều phương pháp hoá lý đế tinh chế tinh bột. M ục đích của các quá
trình tinh chế này là để giảm hàm lượng kim loại, làm trắng và tiệt khuẩn tinh
bột. Các phương pháp hoá lý thường dùng đe tinh chế tinh bột là:
+ D ùng các phụ gia hoá học để giảm hàm lượng kim loại trong tinh bột.
+ Sử dụng các chất tiệt khuấn và làm trắng tinh bột bằng các chất oxy hoá,
sau đó trung hoà bằng chất khử.
+ Sử dụng nước trao đổi ion để rửa và loại các hợp chất phát sinh trong
quá trình tinh chế tinh bột.
1.3.4. Q uy trình công nghê tinh chế tinh bỏt sắn duo'c dung
Quy trình tinh chế tinh bột đã nghiên cứu tại Xí nghiệp dược phẩm TW 5,
theo đề tài cấp Bộ đã nghiệm thu năm 2002. Sơ đồ quy trình tinh chế được thể
hiện ở hình 1.6:

Ch 30/.