Download luận văn thạc sĩ ngành hóa phân tích với đề tài: Khảo sát một số đặc tính hóa lý của phức bọc lutein-beta cyclodextrin điều chế bằng phương pháp đồng kết tủa, cho các bạn tham khảo Nhận viết luận văn đại học, thạc sĩ trọn gói, chất lượng, LH ZALO=>0909232620 Tham khảo dịch vụ, bảng giá tại: https://baocaothuctap.net

1. Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan mọi kết quả của đề tài: “Khảo sát một số đặc tính
hóa lý của phức bọc lutein-beta cyclodextrin điều chế bằng phương pháp
đồng kết tủa” là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi và chưa từng được
công bố trong bất cứ công trình khoa học nào khác cho tới thời điểm này.
Nha Trang, ngày 09 tháng 10 năm 2019
Tác giả luận văn
Hồ Thị Hoàng Yến

2. Lời cảm ơn
Trong quá trình học tập và thực hiện bản luận văn này, tôi đã nhận
được rất nhiều sự giúp đỡ quý báu của các thầy cô giáo, các nhà khoa học
thuộc nhiều lĩnh vực cùng bạn bè trong lớp.
Đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Hoàng Thị Huệ An
và TS. Hà Thị Hải Yến đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện cho tôi hoàn
thành bản luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Học viện Khoa học và Công
nghệ, Khoa Hóa học và phòng Đào tạo của Học viện cũng như Ban lãnh đạo
Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang đã tạo mọi điều kiện
thuận lợi giúp tôi thực hiện luận văn và hoàn thành mọi thủ tục cần thiết.
Tôi xin cảm ơn các thầy cô tại Học viện Khoa học và Công nghệ, Khoa
Hóa học và Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang đã tận tình
truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt khóa học.
Tôi chân thành cảm ơn ban lãnh đạo và các thầy cô bộ môn Kỹ thuật
Hóa học và Trung tâm Thí nghiệm Thực hành Trường Đại học Nha Trang đã
hỗ trợ trang thiết bị thuận lợi giúp tôi thực hiện luận văn này.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân
và bạn bè đã luôn quan tâm, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học
tập và hoàn thành luận văn.
Trân trọng!
Nha Trang, ngày 09 tháng 10 năm 2019
Tác giả luận văn
Hồ Thị Hoàng Yến

3. Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt
Danh mục các ký hiệu
v/v volume/volume thể tích/thể tích
v/w volume/weight thể tích/khối lượng
w/w weight/weight khối lượng/khối lượng

4. Danh mục chữ viết tắt
Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
A Absorbance Độ hấp thụ
CD Cyclodextrin Cyclodextrin
α-CD α - Cyclodextrin α- Cyclodextrin
β-CD β - Cyclodextrin β - Cyclodextrin
γ-CD γ- Cyclodextrin γ - Cyclodextrin
DHA Docosahexaenoic acid Axit docosahexaenoic
DSC Differential Scanning
Calorimetry
Phổ nhiệt lượng quét vi
phân
EtOH Ethanol Etanol
FT-IR Fourier Transform Infrared Quang phổ hồng ngoại
biến đổi Fourier
L-βCD Lutein-β-cyclodextrin Lutein-β-cyclodextrin
nm Nanometer Nanomet
TCVN Vietnam Standard Tiêu chuẩn Việt Nam
TGA Thermogravimetric
Analysis
Phân tích nhiệt trọng
lượng
UV-Vis Ultraviolet-Visible Tử ngoại-khả kiến

5. Danh mục các bảng
Bảng 1.1. Hàm lượng beta caroten, lutein, lycopen trong các mẫu thực vật .12
Bảng 1.2. Mô tả một số phương pháp tạo vi nang ..................................... 15
Bảng 1.3. Một số thông số vật lý của các CD ................................................19
Bảng 1.4. Nồng độ β-CD sử dụng trong thực phẩm....................................... 21
Bảng 2.1. Khảo sát nồng độ và dung môi tạo phức bọc L- βCD....................36
Bảng 3.1. Kết quả tạo phức bọc L- βCD khi sử dụng dung etyl axetat..........47
Bảng 3.2. Một số đặc trưng hóa – lý quan trọng của phức bọc L-βCD..........49
Bảng 3.3. Độ tan lutein theo nồng độ β-CD trong dung dịch.........................58
Bảng 3.4. Hàm lượng lutein trong phức bọc L-βCD...................................... 60
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản đến độ bền của lutein trong
phức bọc L- βCD............................................................................................. 61

6. Danh mục các hình vẽ, đồ thị
Hình 1.1. Cấu tạo phân tử lutein (dạng đồng phân all-trans) ........................... 9
Hình 1.2. Hình dạng của hạt vi nang ...............................................................14
Hình 1.3. Cấu trúc và kích thước của các CD.............................................. 18
Hình 1.4. Các dạng giản đồ pha – độ tan của phức bọc...................................34
Hình 2.1. Sơ đồ tổng quát của quá trình điều chế phức bọc L-βCD tan trong
nước bằng phương pháp đồng kết tủa...............................................................35
Hình 3.1. Ảnh hưởng của nồng độ lutein trong etanol lên hiệu suất thu hồi vi nang
(%MY) của phức L-βCD và hiệu suất bọc lutein bằng β-CD (%ME)..................45
Hình 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ lutein trong axeton lên hiệu suất thu hồi vi nang
(%MY) của phức L-βCD và hiệu suất bọc lutein bằng β-CD (%ME)..................47
Hình 3.3. Sản phẩm phức bọc L-βCD được điều chế bằng phương pháp đồng
kết tủa................................................................................................................50
Hình 3.4. Phổ UV-Vis của β-CD trong EtOH/H2O 1:4 (v/v).......................... 52
Hình 3.5. Phổ UV-Vis của L-βCD trong EtOH/H2O 1:4 (v/v)........................52
Hình 3.6. Phổ FTIR của phức lutein tinh......................................................... 53
Hình 3.7. Phổ FTIR của phức bọc L-βCD........................................................53
Hình 3.8. Phổ FTIR của β-CD tinh...................................................................53
Hình 3.9. Giản đồ TGA của lutein....................................................................55
Hình 3.10. Giản đồ DSC của lutein..................................................................55
Hình 3.11. Giản đồ TGA của β-CD..................................................................56
Hình 3.12. Giản đồ DSC của β-CD.................................................................. 56
Hình 3.13. Giản đồ TGA của L-βCD............................................................... 57
Hình 3.14. Giản đồ DSC của L-βCD................................................................58

7. 1
MỤC LỤC
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt
Danh mục chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
MỤC LỤC.......................................................................................................... 1
MỞ ĐẦU............................................................................................................ 6
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI..................................................................................6
2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI.............................................................................7
3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU............................................................................. 7
4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI............................7
4.1. Ý NGHĨA KHOA HỌC.............................................................................. 7
4.2. Ý NGHĨA THỰC TIỄN..............................................................................8
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU............................................................9
1.1. TỔNG QUAN VỀ LUTEIN....................................................................... 9
1.1.1. Lutein........................................................................................................9
1.1.2. Tính chất vật lý và hóa học của lutein..................................................... 9
1.1.2.1. Tính chất vật lý......................................................................................9
1.1.2.2. Tính chất hóa học................................................................................ 10
1.1.3. Hoạt tính sinh học của lutein................................................................. 10
1.1.4. Ứng dụng của lutein............................................................................... 10
1.1.4.1. Trong công nghiệp thực phẩm............................................................ 10
1.1.4.2. Trong y học..........................................................................................11

8. 2
1.1.5. Các nguồn lutein quan trọng trong tự nhiên ......................................... 12
1.2. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT BAO GÓI VI NANG............................13
1.2.1. Khái quát.................................................................................................13
1.2.2. Cấu tạo hạt vi nang ................................................................................14
1.2.3. Các phương pháp bao gói vi nang..........................................................14
1.3. TỔNG QUAN VỀ CYCLODEXTRIN VÀ BETA CYCLODEXTRIN. 17
1.3.1. Cấu trúc hóa học và tínhchất chungcủa các cyclodextrin..............................17
1.3.2. Tính chất vật lý của β-cyclodextrin........................................................19
1.3.3. Tính chất hóa học của β-CD..................................................................20
1.3.4. Tính an toàn của β-CD........................................................................... 20
1.3.5. Các phương pháp điều chế phức bọc với β-CD.....................................21
1.3.6.Ứngdụngphứcbọcβ-CDtrongcôngnghệthựcphẩmvàdượcphẩm................ 22
1.3.6.1. Trong công nghệ thực phẩm................................................................23
1.3.6.2. Trong công nghiệp dược phẩm........................................................... 23
1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN
ĐẾN ĐỀ TÀI....................................................................................................24
1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới.........................................................24
1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước...........................................................25
CHƯƠNG 2.NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..27
2.1. HÓA CHẤT...............................................................................................27
2.2. DỤNG CỤ - THIẾT BỊ.............................................................................27
2.2.1. Dụng cụ:..................................................................................................27
2.2.2. Thiết bị:...................................................................................................27
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.............................................................28

9. 3
2.3.1. Phương pháp nghiên cứu tính chất hóa lý của phức bọc tạo bởi
-cyclodextrin...................................................................................................28
2.3.1.1. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron
Microscopy, SEM)............................................................................................28
2.3.1.2. Phân bố kích thước hạt........................................................................29
2.3.1.3. Phổ hấp thụ UV-Vis ........................................................................... 29
2.3.1.4. Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR: Fourrier Transformation
Infrared)............................................................................................................ 30
2.3.1.5. Phổ nhiệt lượng quét vi phân (DSC: Differential Scanning
Calorimetry)......................................................................................................31
2.3.1.6. Phân tích nhiệt trọng lượng (TGA: Thermogravimetric Analysis)..........31
2.3.1.7. Giản đồ độ tan pha (Phase Solubility Diagram)................................. 32
2.3.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất điều chế phức bọc
lutein-β-cyclodextrin bằng phương pháp đồng kết tủa....................................35
2.3.2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm điều chế phức bọc L-βCD.............................35
2.3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của dung môi hữu cơ và nồng độ lutein............ 36
2.3.3. Phân tích một số đặc tính hóa lý của phức bọc lutein –β-cyclodextrin............37
2.3.3.1. Độ ẩm...................................................................................................37
2.3.3.2. Độ tan trong nước................................................................................38
2.3.3.3. Khối lượng riêng................................................................................. 38
2.3.3.4. Hình dạng hạt...................................................................................... 38
2.3.3.5. Phân bố kích thước hạt........................................................................39
2.3.3.6. Phổ hấp thụ UV-Vis............................................................................ 39
2.3.3.7. Phổ FT-IR............................................................................................39
2.3.3.8. Phổ nhiệt lượng quét vi phân và phân tích nhiệt trọng lượng............ 39
2.3.3.9. Giản đồ độ tan pha (Phase Solubility Diagram)................................. 40

10. 4
2.3.3.10. Hàm lượng lutein trong phức bọc, hiệu suất thu hồi vi nang, hiệu
suất bọc lutein...................................................................................................41
2.3.3.11. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản đến độ bền của lutein...............43
2.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU.........................................................44
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...................................................45
3.1. KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA DUNG MÔI HỮU CƠ VÀ NỒNG
ĐỘ LUTEIN ĐẾN HIỆU SUẤT ĐIỀU CHẾ PHỨC BỌC L-βCD................45
3.1.1. Dung môi etanol..................................................................................... 45
3.1.2. Dung môi axeton.................................................................................... 46
3.1.3. Dung môi etyl axetat:............................................................................. 47
3.2. PHÂN TÍCH MỘT SỐ TÍNH CHẤT HÓA LÝ ĐẶC TRƯNG CỦA
SẢN PHẨM PHỨC BỌC L-βCD....................................................................49
3.2.1. Độ ẩm......................................................................................................50
3.2.2. Độ tan trong nước...................................................................................50
3.2.3. Khối lượng riêng.....................................................................................50
3.2.4.Ảnh SEM................................................................................................. 51
3.2.5. Phân bố kích thước hạt...........................................................................51
3.2.6. Phổ hấp thụ phân tử UV-Vis..................................................................52
3.2.7. Phổ hấp thụ FTIR................................................................................... 53
3.2.8. Phổ nhiệt lượng TGA và DSC............................................................... 54
3.2.9. Giản đồ độ tan pha..................................................................................58
3.2.10. Hàm lượng lutein trong phức bọc - Hiệu suất thu hồi vi nang – Hiệu
suất bọc lutein...................................................................................................59
3.2.11. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản đến độ bền của lutein trong phức
bọc L- βCD....................................................................................................... 61
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................63

11. 5
KẾT LUẬN...................................................................................................... 63
KIẾN NGHỊ......................................................................................................64
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................65

12. 6
MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Lutein là một sắc tố carotenoid màu vàng cam có trong nhiều loài thực
vật (các loại rau lá màu xanh lục đậm; hoa, quả) và động vật (lòng đỏ trứng
gia cầm. Ở người, lutein và zeaxanthin (một đồng phân của lutein) tập trung
nhiều trong hoàng điểm (macular), nó có chức năng tiếp nhận ánh sáng và do
đó có vai trò quan trọng đối với thị lực của người. Lutein còn có khả năng
ngăn ngừa triệu chứng lão hóa, chứng xơ vữa động mạch, bệnh đục thủy tinh
thể, chứng thoái hóa hoàng điểm do tuổi già (AMD: age-related macular
degeneration) và một số bệnh ung thư (ung thư da, phổi, buồng trứng,…).
Hiện nay, nhiều quốc gia sử dụng lutein làm phụ gia trong công nghiệp thực
phẩm (chất tạo màu cho thực phẩm), mỹ phẩm (kem dưỡng da chống lão hóa,
kem chống nắng, son dưỡng môi …) và dược phẩm (hoạt chất chống oxy hóa,
thuốc bổ mắt…) [1]. Tuy nhiên, lutein dễ bị oxi hóa bởi oxi không khí và các
tác nhân axit, dễ bị phân hủy bởi nhiệt và ánh sáng dẫn đến sự mất màu và
hoạt tính sinh học. Ngoài ra, lutein cũng là một hợp chất kém phân cực, dễ
tan trong dầu nhưng lại kém tan trong nước. Những tính chất này làm hạn chế
khả năng ứng dụng của lutein trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm.
Để cải thiện khả năng ứng dụng của lutein, cần chuyển hóa lutein
thành dạng chế phẩm bền và dễ tan trong nước. Một trong những kỹ thuật
thường dùng cho mục đích này là điều chế lutein dưới dạng vi nang
(microcapsule). Trong đó, lutein được bao bọc bằng một lớp vỏ vật liệu ưa
nước, tạo thành các hạt có kích thước nhỏ [2]. Ở Việt Nam đã có một số
nghiên cứu điều chế lutein vi nang bằng kỹ thuật sấy phun sử dụng
maltodextrin làm vật liệu bọc [3], [4]… Tuy nhiên, chế phẩm lutein vi nang
thu được kém bền, chưa đáp ứng yêu cầu ứng dụng thực tiễn. Nguyên nhân là
do chất mang sử dụng là maltodextrin chưa phù hợp.
Trong những năm gần đây, nhóm chất mang cyclodextrin (CD) được
ứng dụng nhiều trong công nghệ vi nang dược phẩm và thực phẩm. CD là tên
gọi chung của các oligosaccarit vòng có cấu trúc đặc biệt với bộ khung rỗng
kỵ nước bên trong và các nhóm hyđroxyl ưa nước bên ngoài. Với cấu trúc này

13. 7
các CD có khả năng tương tác và bao gói các phân tử hoạt chất kém phân cực
vào trong cấu trúc rỗng tạo thành một dạng hợp chất đặc biệt gọi là phức bọc
(inclusion complex). Nhờ sự tạo phức này mà các phân tử hoạt chất được bảo
vệ khỏi sự phân hủy dưới tác động của môi trường xung quanh, đồng thời độ
tan của hoạt chất ở dạng phức bọc được cải thiện so với dạng tự do.
Mặc dù ở Việt Nam đã có một số nghiên cứu sử dụng các CD để bao gói
các thành phần nhạy cảm có trong thực phẩm và dược phẩm [3], [4] nhưng chưa
có công trình công bố nào liên quan đến phức bọc lutein với CD. Do vậy, chúng
tôi thực hiện đề tài “Khảo sát một số đặc tính hóa lý của phức bọc lutein-beta
cyclodextrin điều chế bằng phương pháp đồng kết tủa”.
2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất điều chế phức bọc
lutein-β-cyclodextrin (L-βCD) bằng phương pháp đồng kết tủa.
Phân tích một số đặc tính hóa lý của sản phẩm phức bọc L-βCD thu được.
3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Hiện nay, trên thị trường có nhiều phương pháp tạo phức bọc và nhiều
dạng chất mang CD như: -CD, -CD, -CD, hyđroxypropyl-cyclodextrin…
Tuy nhiên, trong đề tài này chúng tôi hạn chế sử dụng:
- Chất mang -cyclodextrin (β-CD)
- Phương pháp đồng kết tủa (co-precipitation) để tạo phức bọc
4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
4.1. Ý NGHĨA KHOA HỌC
Đề tài cung cấp những dữ liệu khoa học mới về:
- Điều kiện thích hợp để điều chế vi nang lutein bằng phương pháp
đồng kết tủa.
- Các đặc trưng hóa lý của sản phẩm phức bọc giữa lutein và β-CD thu được.

14. 8
4.2. Ý NGHĨA THỰC TIỄN
- Đánh giá khả năng ứng dụng phương pháp đồng kết tủa để điều chế
phức bọc lutein với β-CD.
- Làm cơ sở cho việc nghiên cứu hoàn thiện và phát triển sản phẩm lutein bao
gói bởi β-CDnhằm ứng dụng trong công nghệ thực phẩm và dược phẩm ở Việt Nam.

15. 9
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. TỔNG QUAN VỀ LUTEIN
1.1.1. Lutein
Lutein là dẫn xuất 3,3' điol của β, ε-caroten, có công thức phân tử là
C40H56O2 (M = 568,88 g/mol). Đây là một loại sắc tố carotenoid có màu
vàng – cam thường có trong nhiều loài thực vật, đặc biệt là có nhiều trong
cánh hoa cúc vạn thọ châu Phi (Tagetes erecta L.).
Trong phân tử lutein ngoài khung isoprenoid C40 giống như các carotenoid
khác, nó còn có chứa 2 nhóm –OH ở 2 vòng 6 đầu mạch (một vòng β- và một
vòng α-ionon). Mặc dù chuỗi nối đôi liên hợp trong phân tử lutein có thể tồn
tại dưới dạng đồng phân trans hay cis (mono-cis hay poly-cis) nhưng phần lớn
lutein tự nhiên tồn tại ở dạng all-trans.
5
OH
2
3
4
6
1 7
8
9
10 12 14
16
18OH
11
13
15
15'
14'
13' 12'
11'
10'
9'
8'
7'
6'
5'
4'
3'
2'
1'
17
19 20
19'20'
17'16'
18'
Hình 1.1. Cấu tạo phân tử lutein (dạng đồng phân all-trans) [5].
1.1.2. Tính chất vật lý và hóa học của lutein [6], [7]
1.1.2.1. Tính chất vật lý
Về trạng thái: Lutein tinh thể ở dạng bột chảy tự do có màu vàng cam.
Nhiệt độ nóng chảy: 190o
C.
Tính tan: là hợp chất kém phân cực nên không tan trong nước, tan trong
các dung môi không phân cực hoặc phân cực kém. Cụ thể, khả năng hòa tan
lutein của một số dung môi hữu cơ lần lượt là: hexan (20 mg/l), etanol (300
mg/l), axeton (800 mg/l), etyl axetat (800 mg/l), điclometan (800 mg/l) và
một số dung môi không phân cực khác [8].
Sự hấp thụ ánh sáng: lutein hấp thụ mạnh ánh sáng xanh (hấp thụ cực
đại ở 445nm và 473 nm) và tia tử ngoại [3].

16. 10
1.1.2.2. Tính chất hóa học
Lutein rất nhạy với axit và chất oxy hóa nhưng lại bền vững với kiềm.
Với cấu trúc phân tử chứa chuỗi polyen liên hợp, lutein dễ bị oxy hóa bởi oxy
không khí, phản ứng với các tác nhân axit, bị phân hủy bởi ánh sáng, bị đồng
phân hóa từ dạng trans thành dạng cis dưới tác dụng của nhiệt, dẫn đến sự mất
màu nhanh chóng [5], [7], [9].
Vì vậy, trong quá trình tiến hành nghiên cứu, lutein phải được hạn chế
tiếp xúc với ánh sáng, nhiệt độ cao… để tránh làm phân hủy lutein.
1.1.3. Hoạt tính sinh học của lutein
Phần lớn hoạt tính sinh học của chất màu lutein dựa trên khả năng hấp thụ
ánh sáng và khả năng bắt giữ các gốc tự do của phân tử lutein. Theo những kết
quả nghiên cứu đã công bố, do phân tử chứa nhiều nối đôi liên hợp (gồm 8 đơn vị
isopropenoid liên kết với nhau) lutein có khả năng hấp thụ tia tử ngoại, bắt giữ
oxy singlet hình thành trong cơ thể, nhờ đó lutein có khả năng chống oxy hóa vượt
trội và có những hoạt tính sinh học quan trọng như sau [10]:
Lutein có khả năng hấp thụ tia tử ngoại và ánh sáng xanh, do đó lutein
có khả năng bảo vệ da, mắt khỏi tác hại của các bức xạ này, ngăn ngừa ung
thư da, thoái hóa điểm vàng .
Lutein có hoạt tính chống oxy hóa và bắt giữ các gốc tự do sinh ra
trong tế bào do đó có khả năng bảo vệ cơ thể khỏi nguy cơ mắc các bệnh tim
mạch như xơ vữa động mạch, đột quỵ,…
1.1.4. Ứng dụng của lutein
1.1.4.1. Trong công nghiệp thực phẩm
Trong công nghệ thực phẩm, màu sắc đóng một vai trò rất quan trọng,
giúp cho sản phẩm bắt mắt hơn, hấp dẫn hơn. Tuy nhiên, việc sử dụng chất
màu tổng hợp tuy đẹp mắt nhưng lại không an toàn, thậm chí gây ung thư.
Hiện nay, có nhiều loại chất màu có nguồn gốc tự nhiên không độc hại lại tạo
được sản phẩm có màu sắc đặc trưng, hấp dẫn. Trong số đó, lutein được xem
là một chất màu tự nhiên có tiềm năng do có màu vàng cam sáng đẹp và bắt

17. 11
mắt. Đặc biệt, lutein giúp giảm nguy cơ mù lòa ở người cao tuổi do thoái hóa
điểm vàng. Lutein đã được phép sử dụng làm chất tạo màu vàng cho một số
thực phẩm như bánh nướng, nước giải khát, nước ép trái cây, ngũ cốc, kẹo
cao su, kẹo cứng, các sản phẩm từ sữa, trứng, các loại thực phẩm cho trẻ sơ sinh
và trẻ mới biết đi, chất béo và dầu, nước thịt, nước sốt và súp hỗn hợp [11].
1.1.4.2. Trong y học
Lutein bảo vệ khỏi các bệnh rối loạn về mắt
Lutein có mặt ở hoàng điểm, một khu vực của võng mạc giúp bảo
vệ mắt khỏi ánh sáng mạnh. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra mối quan hệ trực tiếp
giữa mức tiêu thụ lutein và sắc tố của mắt Các chuyên gia đánh giá lutein là
“phương pháp tự nhiên” để điều trị thoái hóa điểm vàng. Lutein lọc và giảm tỉ
lệ tia UV bước sóng ngắn gây ảnh hưởng đến võng mạc nhạy cảm của mắt.
Nghiên cứu mật độ sắc tố mắt ở bệnh nhân thoái hóa điểm vàng do tuổi già
sau 1 năm khi bổ sung dinh dưỡng bằng lutein và axit docosahexaenoic (DHA)
mật độ sắc tố mắt tăng đáng kể [12], [13].
Việc bổ sung 12 mg lutein mỗi ngày có thể làm chậm sự suy giảm chức
năng thị giác ở người trưởng thành [14]. Lutein còn có tác dụng làm giảm tình
trạng mỏi mắt, chói mắt, nhạy cảm với ánh sáng và tăng cường thị lực.
Lutein bảo vệ sức khỏe làn da
Lutein có khả năng ngăn chặn các tổn thương trên da do ánh sáng, làm
chậm tốc độ mất cân bằng oxy hóa và ngăn ngừa ung thư da. Do đó, một số
sản phẩm kem chống nắng có công thức thảo dược chứa lutein ester chiết suất
từ hoa cúc vạn thọ Tagetes erecta L. đã được đưa ra thị trường [15].
Lutein góp phần cho sự phát triển não bộ
Những nghiên cứu khoa học năm 2017 thực hiện bởi Tập đoàn Abbott
(Hoa Kỳ) đã phát hiện ra rằng lutein và vitamin E đóng vai trò quan trọng cho
sự phát triển của não. Lutein, vitamin E tự nhiên cùng với DHA đã được tìm
thấy ở những vùng não bộ liên quan tới khả năng học hỏi. Nghiên cứu cho
thấy, công thức sữa bột kết hợp lutein với DHA giúp tăng cường hơn 81% kết
nối thần kinh so với DHA riêng lẻ, cũng như cung cấp nhiều dưỡng chất hơn

18. 12
cho sự phát triển não bộ của trẻ sơ sinh. Hơn nữa, kiểm tra mối quan hệ giữa
mức độ nhận thức và lutein cho thấy lutein liên quan đến một loạt các chức
năng điều hành, ngôn ngữ, học tập và trí nhớ [16].
Lutein có thể giảm nguy cơ mắc ung thư
Chế độ ăn cung cấp đủ lượng lutein cần thiết giúp giảm nguy cơ ung
thư vú, trực tràng, cổ tử cung và ung thư phổi. Người sử dụng vừa đủ lượng
vitamin A, retinol và một số carotenoid bao gồm beta cryptoxanthin, lycopen,
lutein và zeaxanthin có nguy cơ mắc ung thư biểu mô tế bào thấp hơn.
1.1.5. Các nguồn lutein quan trọng trong tự nhiên [17]
Con người không thể tổng hợp carotenoid trong cơ thể. Do đó, lutein đi
vào cơ thể người thông qua chế độ ăn uống. Lutein có trong nhiều thực phẩm
như: rau ngót, cải bó xôi, diếp cá, rau muống, sú lơ xanh, rau mồng tơi, ngô,
lá đinh lăng, trứng, đu đủ.
Bảng 1.1.Hàm lượng beta caroten, lutein, lycopen trong các mẫu thực vật [18]
Tuy trứng chứa ít lutein hơn so với các loại rau, nhưng lutein trong trứng
có tác dụng sinh học tốt hơn. Các nghiên cứu cho thấy rằng lutein được hấp
thụ từ trứng tốt hơn từ cải bó xôi hoặc từ viên nang [19].

19. 13
Nguồn nguyên liệu tự nhiên giàu lutein nhất hiện nay là hoa cúc vạn
thọ châu Phi. Nghiên cứu cho thấy cánh hoa cúc vạn thọ khô chứa khoảng
1,6g carotenoid tổng số/kg trọng lượng khô, trong đó carotenoid chủ yếu là
lutein ester [11].
Hoa cúc vạn thọ được trồng phổ biến, thu hoạch và chế biến theo quy mô
công nghiệp có vai trò quan trọng như một nguồn chất màu lutein có giá trị cao.
1.2. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT BAO GÓI VI NANG
1.2.1. Khái quát
Kỹ thuật bao gói vi nang (micro-encapsulation) đã ra đời vào những
năm 1930 áp dụng để bao gói những thành phần “nhạy cảm” trong thực phẩm
(các chất dễ bay hơi, dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ) nhằm bảo vệ chúng. Do đó,
các nhà sản xuất thực phẩm ngày càng chú ý đến kĩ thuật đầy tiềm năng này.
Về bản chất, bao gói vi nang là kỹ thuật bao bọc các chất rắn, lỏng hay
khí (chất nền) vào trong một lớp vỏ bao cực mỏng, lớp vỏ này sẽ giữ và bảo
vệ chất nền không bị biến đổi làm giảm chất lượng (đối với những chất nền dễ
bị ảnh hưởng bởi nhiệt) hay hạn chế tổn thất (đối với chất nền dễ bay hơi), nó
chỉ giải phóng các chất nền này ra ngoài trong một số điều kiện đặc biệt [20].
Kỹ thuật vi nang thích hợp với nhiều nhóm chất khác nhau (rắn, lỏng, hợp chất
dễ bay hơi, hỗn hợp …).
Kỹ thuật bao gói vi nang nhằm các mục đích sau:
+ Bảo vệ các chất được bao gói khỏi tác động của môi trường.
+ Che giấu những mùi vị không mong muốn đối với sản phẩm.
+ Tăng khả năng hấp thụ của hoạt chất qua thành ruột.
+ Tăng độ tan trong nước, dễ dàng phân tán hơn trong thực phẩm.
+ Tăng cường một số tiêu chuẩn kỹ thuật của sản phẩm: kéo dài thời
hạn sử dụng, hạn chế tương tác không mong muốn giữa các chất, không bị
biến tính trong quá trình xử lý công nghệ, có thể điều khiển quá trình giải
phóng hoạt chất được bao gói…

20. 14
1.2.2. Cấu tạo hạt vi nang [21]
Một vi nang thường bao gồm hai thành phần chính:
Phần lõi: chứa hoạt chất cần được bao gói. Đây được xem là thành
phần quan trọng của một vi nang, là các hoạt chất dễ bị bay hơi hoặc dễ bị ảnh
hưởng bởi các tác nhân bên ngoài cần được bao bọc. Thành phần hoạt chất có
thể ở dạng lỏng hoặc rắn.
Lớp vỏ bao bọc: là lớp polymer bao phủ quanh các phần lõi chứa hoạt
chất, nó được xem như là bức tường ngăn cản các tác nhân của môi trường
bên ngoài tác động đến các chất khác trong hệ thống. Lớp vỏ này có thể là
một polymer có nguồn gốc tự nhiên (polymer sinh học) hay polymer bán tổng
hợp hoặc tổng hợp.
Có nhiều hình thái vi nang được tạo ra, nhưng hai hình thái chủ yếu
thường thấy là nang đơn nhân (có một lõi đơn bao phủ bởi một lớp vỏ) và
nang đa nhân tập hợp (có nhiều lõi nhúng vào trong một nền). Hình dạng cụ
thể của chúng trong vi nang chịu ảnh hưởng bởi công nghệ xử lý, và bởi
các vật liệu lõi và vật liệu vỏ tạo ra các viên nang này.
Hình 1.2. Hình dạng của hạt vi nang [22]
1.2.3. Các phương pháp bao gói vi nang
Hiện nay, để tạo được vi nang người ta có thể tiến hành bằng nhiều
phương pháp. Các phương pháp này được phân làm 3 nhóm chính [21]:
- Nhóm phương pháp hóa học gồm: polyme hóa trên bề mặt, polyme

21. 15
hóa trong nhũ tương…
- Nhóm phương pháp hóa lý gồm: đông tụ, bay hơi dung môi, tĩnh diện,
sử dụng chất lỏng siêu tới hạn…
- Nhóm phương pháp cơ học gồm: sấy phun, sấy tầng sôi, nghiền, ly
tâm, ép đùn…
Cấu trúc của vi nang tạo thành cũng như kích thước và hiệu suất bọc
phụ thuộc vào phương pháp lựa chọn và được liệt kê ở bảng 1.2:
Bảng 1.2. Mô tả một số phương pháp tạo vi nang [2]
Quá trình Mô tả quá trình
Hiệu suất
bọc (%)
Kích thước
vi nang
(µm)
Sấy phun - Hòa tan hoặc phân tán lõi cần bao
vào dung dịch vỏ
- Phun vào buồng sấy
5 – 50 10–400
Sấy tầng sôi - Phun dung dịch vỏ vào lớp lõi ở
trạng thái tầng sôi
- Làm lạnh hoặc sấy khô
5 – 50 5–5000
Ép đùn
- Làm nóng chảy vỏ, phân tán lõi
vào trong vỏ
- Tạo hạt bằng thiết bị ép đùn. Làm
nguội.
5 – 40 300-5000
Nhũ
tương hóa
- Hòa tan lõi và chất nhũ hóa.
- Ðồng hóa bằng áp suất
1 – 100 0,2-5000
Ðông tụ - Tạo nhũ tương
- Thêm yếu tố tạo sự tách pha 40 – 90
10–800

22. 16
- Làm lạnh, tạo liên kết ngang
Nhỏ giọt
- Tạo nhũ tương lõi (thường trong
alginate)
- Nhỏ giọt vào dung dịch tạo gel
20 – 50 200–5000
Tạo vi hạt
trong nhũ
tương
- Tạo nhũ tương lõi/vỏ
- Thêm chất tạo gel 20 – 50 10–1000
Dung môi
siêu tới hạn
- Hòa tan vỏ vào dung môi ở trạng
thái siêu tới hạn
- Phân tán lõi vào vỏ, hạ áp suất để
loại bỏ dung môi
20 – 50 10–400
Tạo phức
bọc
- Trộn vỏ, lõi và nước. Sấy khô 5 – 15 0,001– 0,01
Liposome -Phân tán lõi vào dung dịch lipid
- Ðồng hóa để giảm kích thước hạt 5 – 10 10–1000
Sấy lạnh
hoặc sấy
chân không
- Trộn lẫn vỏ và lõi trong nước
- Ðông lạnh hỗn hợp, sấy khô.
- Nghiền
- 20– 5000
Trong quá trình điều chế vi nang, đầu tiên hoạt chất được nhũ hóa hoặc
phân tán trong các chất mang dạng dung dịch. Sau đó, hỗn hợp này được
đồng hóa nhằm phân tán hoạt chất thành các phân tử có kích thước rất nhỏ,
đồng thời giúp chúng phân tán đều trong dung dịch chất mang và tạo ra hỗn
hợp nhũ tương ổn định. Người ta thường đồng hóa hỗn hợp bằng cách
khuấy trộn với tốc độ cao. Ðối với chất mang có khả năng tạo phức cao, ta

23. 17
cần để một thời gian nhằm giúp phức vi nang ổn định trước khi sấy. Sau khi
ổn định, nhũ tương hay dung dịch phức vi nang được chuyển vào thiết bị làm
khô để được hạt vi nang.
1.3. TỔNG QUAN VỀ CYCLODEXTRIN VÀ BETA CYCLODEXTRIN
Để bảo vệ hoạt chất nhạy cảm với những tác nhân oxy hóa bên ngoài
có thể áp dụng kĩ thuật bao gói vi nang sử dụng chất mang phù hợp. Chất
mang (hay còn gọi là lớp vỏ ngoài) được sử dụng trong sản xuất vi nang có
ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của vi nang bởi vì nó quyết định khả năng
bảo vệ hoạt chất trước những tác nhân oxy hóa, khả năng hấp thụ chất trong
thành ruột. Một trong những loại chất mang không độc hại thường được sử
dụng trong sản xuất vi nang thực phẩm và dược phẩm là CD [22]. Các loại
CD thường dùng gồm có: -CD, -CD, - CD.
Trong đó, β-CD là một trong những CD thuộc họ oligosaccarit vòng
với cấu trúc lỗ trống trung tâm ưa béo và bề mặt ngoài ưa nước [23]. β-CD
còn có tên gọi khác là cycloamylose, cyclomalto oligosaccarit, cyclomalto
hoặc Schardinger dextrin.
1.3.1. Cấu trúc hóa học và tính chất chung của các cyclodextrin [24],[25]
CD là các oligosaccarit vòng chứa các đơn vị glucopyranose nối nhau
bởi các liên kết α-(1,4). Chúng có cấu trúc đặc biệt với bộ khung rỗng bên
trong kỵ nước và phần bên ngoài ưa nước và có thể tạo phức bọc với nhiều
loại phân tử khách. Khi phản ứng với CD, các phân tử hoạt chất kém phân
cực sẽ chui vào phần cấu trúc rỗng kỵ nước của CD, tạo thành phức bọc. Nhờ
đó, hoạt chất được bảo vệ và độ tan trong nước được cải thiện. Các CD tự
nhiên được ứng dụng rộng rãi là α-CD, β-CD và γ-CD chứa lần lượt 6, 7 và 8
đơn vị glucopyranose, trong đó dạng β-CD được ứng dụng nhiều hơn cả do
giá thành hợp lý và kích thước lỗ trống trung bình.

24. 18
Hình 1.3. Cấu trúc và kích thước của các CD [24]
Cấu trúc vòng của CD cho phép nó tạo phức bao dạng khách thể - hoạt
chất cần được bao bọc. Các phân tử khách thể có ảnh hưởng đến độ tan của
CD. Một số hợp chất có thể tạo phức không tan với CD trong khi đó số khác
có thế tạo phức tan rất tốt, thậm chí tan tốt hơn CD khi chưa tạo phức. Hiện
tượng này là do các phân tử khách thể tương tác với các CD và làm thay đổi
hướng quay của chúng. Vì vậy, có trường hợp phức tạo thành từ một chất
khách thể với γ-CD có thể kém tan hơn phức với α- CD hay β-CD.
Hiện nay, một số dẫn xuất của β-CD cũng đã được tổng hợp để cải
thiện độ tan của β-CD trong nước như: sulfobutylether β-cyclodextrin;
hyđropropyl β-cyclodextrin, β-cyclodextrin metyl hóa ngẫu nhiên (RM-β-CD:
randomly metylated β-CD). Tuy nhiên, những sản phẩm này khá đắt tiền nên
chưa ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp [25].

25. 19
1.3.2. Tính chất vật lý của β-cyclodextrin
Bảng 1.3. Một số thông số vật lý của các CD [26]
Tính chất vật lý chung của các CD được thể hiện qua bảng 1.3. Trong
đó, kích thước lỗ trống của cyclodextrin liên quan đến khả năng tạo phức bọc.
Từ bảng 1.3 ta thấy thể tích lỗ trống trong bộ khung cyclodextrin tăng dần
theo thứ tự: α-CD< β-CD < γ-CD.
α-CD thường chỉ bọc khách thể kích thước phân tử nhỏ. γ-CD có thể tích
lỗ trống lớn nhất chi phí sản xuất cao nên ứng dụng của nó còn hạn chế. -CD có
thể tích lỗ trống trung bình phù hợp với nhiều loại phân tử, chi phí sản xuất thấp
nên hiện đang được sử dụng nhiều nhất trong ngành công nghiệp sản phẩm CD.
Thông số α- CD β- CD γ- CD
Số đơn vị glucose 6 7 8
Công thức phân tử C36H60O30 C42H70O35 C48H80O40
Phân tử khối (g/mol) 972,85 1134,99 1297,14
Chiều cao của lỗ trống (Å) 7,9-8 7,9-8 7,9-8
Ðường kính trong (Å) 4,7-5,3 6,0-6,6 7,5-8,4
Ðường kính ngoài (Å) 14,6-15 15,4-15,8 17,5-17,9
Thể tích lỗ trống (ml/mol) 174 262 472
pKa ở 250
C 12,332 12,202 12,081
Nhiệt độ nóng chảy (o
C) 275 280 275
Ðộ tan trong nước(g/100ml,
25o
C)
14,5 1,85 23,2
Số phân tử nước được ngậm 6-7 10-12 7-13

26. 20
Tuy độ tan trong nước của β-CD còn thấp hơn so với α-CD và γ-CD
nhưng khi bao gói các phân tử khách thể độ tan này sẽ có thay đổi. Một số
hợp chất có thể tạo phức không tan với CD trong khi đó số khác có thế tạo
phức tan rất tốt, thậm chí tan tốt hơn CD khi chưa tạo phức. Hiện tượng này
là do các phân tử được bao gói tương tác với các CD và làm thay đổi hướng
quay của chúng. Vì vậy, phức bọc β-CD với các phân tử khách thể được sử
dụng khá phổ biến trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm, đặc
biệt trong y học…
1.3.3. Tính chất hóa học của β-CD
Do sự hình thành cấu tạo ghế của các đơn vị glucopyranose nên phân tử
β-CD có hình dạng giống như chóp cụt. β-CD có khả năng bao các phân tử khách
vào trong lỗ trống của nó nhờ các nhóm hyđroxyl trên phân tử β-CD được sắp xếp
ở cả mặt ngoài và mặt trong của lỗ trống. Mặt trong của lỗ trống là môi trường kị
nước có thể giúp β-CD dễ dàng bắt lấy các phân tử khách kị nước [27].
1.3.4. Tính an toàn của β-CD
Các nghiên cứu độc tính đã chứng minh rằng β-CD được hấp thụ bằng
đường uống thực tế là không độc hại [27]. Theo danh mục phụ gia được phép
sử dụng trong thực phẩm của Bộ Y tế (ban hành kèm theo Thông tư số
27/2012/TT-BYT ngày 30/11/2012) nồng độ β-CD cho phép trong một số
thực phẩm như bảng 1.4.

27. 21
Bảng 1.4. Nồng độ β-CD sử dụng trong thực phẩm
Nhóm thực phẩm
Hàm lượng tối đa
(Maximum Level- ML)
(mg/kg)
Sữa lên men (nguyên chất) 5
Kẹo cao su 20000
Mỳ ống, mì dẹt đã được làm chín và các
sản phẩm tương tự
1000
Đồ uống hương liệu, bao gồm đồ uống
“thể thao năng lượng” hoặc đồ uống “điện
giải” và các đồ uống đặc biệt khác
500
Snack khoai tây, ngũ cốc, bột và tinh bột
(từ thân củ, rễ, hạt họ đậu)
500
Trong dược phẩm bằng cách bao gói các hoạt chất, β-CD giúp tăng
hiệu quả trị liệu nên làm giảm độc tính của chất do chỉ sử dụng ở liều thấp
nhất. Ngoài ra, khi được bao gói bởi β-CD, các chất hạn chế được sự tiếp xúc
trực tiếp với màng sinh học, do đó làm giảm tác dụng không mong muốn và
sự kích ứng tại chỗ mà không ảnh hưởng đến hiệu quả trị liệu [28].
1.3.5. Các phương pháp điều chế phức bọc với β-CD [27]
Có nhiều phương pháp đã được áp dụng để điều chế phức bọc với β-CD
như phương pháp hòa tan, phương pháp đồng kết tủa, phương pháp trung hòa,
phương pháp nhào, phương pháp nghiền, phương pháp huyền phù đặc…
Sau đây là một số phương pháp tạo phức bọc thông dụng:
Phương pháp đồng kết tủa (Co-precipitation):
Phương pháp này sử dụng khá phổ biến trong phòng thí nghiệm. Để
thực hiện phương pháp này thì β-CD cần được hòa tan vào nước. Sau đó, hoạt
chất (chất cần được bao gói) được thêm vào khi đang khuấy dung dịch β-CD.
Dung dịch thu được trong nhiều trường hợp cần làm lạnh và khuấy trước khi

28. 22
kết tủa được tạo thành. Kết tủa được thu bằng cách gạn, ly tâm hoặc lọc. Sau
đó kết tủa được rửa với một lượng nhỏ dung môi phù hợp.
Phương pháp này cần phải sử dụng một lượng lớn nước; trang thiết bị
để chứa, nung nóng, làm lạnh nhưng các liên kết tạo phức lại bền chặt dẫn
đến hoạt chất được bao bọc tốt hơn.
Phương pháp nghiền (paste):
Trong phương pháp này, phân tử khách dạng dầu hoặc lỏng được trộn
với CD dạng bột nhão có chứa 10-20% nước và CD không được hòa tan,
nghiền sau vài giờ, dạng bột nhão tạo thành là phức ở dạng bột.
Nếu trộn phân tử khách với bột CD dạng sệt thì sử dụng lượng dư phân
tử khách. Sau khi làm lạnh, lượng dư đó bị loại bỏ bằng cách rửa cẩn thận với
dung môi tạo phức yếu.
Như vậy, phương pháp này có ưu điểm là tránh được lượng nước dư
trong dung môi, tuy nhiên các liên kết không được bền vững, đòi hỏi thời gian
thực hiện lâu.
Điều chế phức trong huyền phù (Extended Co-precipitation):
β-CD được hòa tan vào nước với hàm lượng cao tới 50-60%. Sau đó,
khuấy trộn phân tử khách vào β-CD trong dung dịch nước. Sự tạo phức hoàn
tất trong 2-24h ở nhiệt độ phòng.
Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp. Việc
khuấy trộn bằng sóng cao tần sẽ cải tiến hiệu suất tạo phức.
1.3.6.Ứngdụngphứcbọcβ-CDtrongcôngnghệthựcphẩmvàdượcphẩm
Việc tạo phức bọc với β-CD giúp các phân tử khách (thường là những
hoạt chất kém bền) được bảo vệ chống lại các tác nhân oxy hóa, tác dụng ánh
sáng, sự phân hủy do nhiệt, sự tự phân hủy, sự mất mát do bay hơi hay thăng
hoa. Ngoài ra, việc tạo phức bọc còn giúp giảm mùi vị không mong muốn, giảm
việc nhiễm vi sinh, giảm chi phí đóng gói và tăng độ tan của chất trong nước.

29. 23
1.3.6.1. Trong công nghệ thực phẩm
Bằng phương pháp tạo phức bọc, β-CD giúp loại bỏ thực phẩm mùi và
vị đắng của thực phẩm, giúp bảo vệ những chất màu tự nhiên nhạy cảm với
ánh sáng, nhiệt độ, axit, kiềm khỏi bị bay hơi, oxy hóa, phân hủy bởi ánh sáng
và nhiệt. Do vậy, β-CD ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp
chế biến thực phẩm và thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của ngành công
nghiệp phụ gia thực phẩm.
1.3.6.2. Trong công nghiệp dược phẩm [28]
-CD có khả năng tạo phức hợp bằng các cầu nối không hóa trị với phần
lớn các hoạt chất. Nhờ tính chất đa chức năng và đáp ứng sinh học tốt, các -CD
đang ngày càng được ứng dụng nhiều trong công nghiệp dược phẩm.
-CD đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện độ tan của các thuốc
kém tan trong nước bằng cách tạo phức hay hệ phân tán rắn. Đối với các
thuốc có phân tử khối không thích hợp để tạo phức, -CD sẽ đóng vai trò là
một chất ưa nước.
-CD cũng được xem là chất làm tăng tốc độ phóng thích một số hoạt
chất khỏi vật liệu bọc (naproxen, ketoprofen, theophylline...)
Bên cạnh đó, -CD còn cải thiện tính thấm của thuốc. CD làm tăng tính
thấm của các thuốc ưa béo không tan trong nước bằng cách làm cho thuốc
hiện diện tại bề mặt của các hàng rào sinh học như da, màng nhầy, giác mạc
từ đó thuốc đi vào trong màng mà không gây phá vỡ các lớp lipid màng.
-CD có thể cải thiện độ ổn định của các thuốc nhạy cảm với các phản
ứng dehydrat hóa, thủy phân, oxy hóa và phân hủy bởi ánh sáng, do vậy làm
tăng tuổi thọ của thuốc. Trong phức hợp, -CD che chở các thuốc kém bền
dưới dạng phân tử và như vậy cách ly chúng khỏi các tiến trình phân hủy.

30. 24
1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN
ĐẾN ĐỀ TÀI
1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Estrella De Castro và cộng sự (2006) đã nghiên cứu sản xuất vi nang
lutein bằng kỹ thuật bao gói vi nang. Nghiên cứu này đã khảo sát trên nhiều
dung môi dùng để hòa tan lutein trong quá trình điều chế nhũ tương lutein
(etyl axetat, propyl axetat, isopropyl axetat, butyl axetat, isobutyl axetat,
điclometan) đồng thời tìm vật liệu thích hợp cho việc bao gói lutein. Kết quả
cho thấy: dung môi hòa tan lutein tốt nhất là điclometan và các vật liệu bao
gói có nguồn gốc từ tinh bột như maltodextrin, cyclodextrin cho hiệu quả bao
gói lutein tốt nhất (hiệu suất bọc dao động từ 90 - 95%). Sản phẩm vi nang
lutein tạo thành có khả năng hòa tan tốt trong nước, hạn chế sự oxy hóa, giữ
nguyên được trạng thái ban đầu sau một khoảng thời gian dài bảo quản [35].
Itaciara Larroza Nunes và Adriana Zerlotti Mercadante (2007) đã tiến
hành bao gói lycopen bằng -CD theo phương pháp sấy phun, năng suất trung
bình đạt 51%. Sự tạo phức được hình thành khi tỉ lệ mol giữa lycopen: β-CD
là 1:4 [36].
B. Ozcelik và cộng sự (2009) cũng đã nghiên cứu tạo vi nang bằng các
kỹ thuật bao gói khác nhau như: sấy phun, đông khô, bẫy alginat để tạo lớp
vỏ bao bọc bảo vệ β-caroten bên trong. Kết quả nghiên cứu đã đi đến kết luận
rằng tạo vi nang β-caroten bằng kỹ thuật sấy phun sử dụng chất nhũ hóa là
Tween 80 với vật liệu bao gói là maltodextrin đạt hiệu suất bọc tốt nhất (81%),
sản phẩm vi nang β-caroten tạo thành cũng có khả năng hòa tan trong nước
cao nhất đạt 87% [37].
Zheng-de TAN và cộng sự (2016) đã tiến hành nghiên cứu quá trình
bao gói lutein bằng vật liệu β-CD. Vật liệu được điều chế qua 2 phương pháp
là sấy khô và phương pháp đồng kết tủa. Lutein vi nang thu được không độc
hại và có khả năng phóng thích lutein tốt hơn [38].

31. 25
1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Trong những năm gần đây hướng nghiên cứu về tách chiết, thu nhận
các hợp chất thuộc nhóm carotenoid (như lycopen, lutein, zeaxanthin… ) và
ứng dụng chúng trong các ngành thực phẩm, mỹ phẩm và dược phẩm đang
thu hút được nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học trong nước:
Bùi Quang Thuật (2010) đã sử dụng hỗn hợp chất mang đặc hiệu
β-CD/MD (maltodextrin DE 12) DE1
tỉ lệ 9:1 để bao gói hương cam và hương
gừng đạt hiệu suất cố định hương lần lượt là 92,55% và 93,97% [39].
Trần Hải Đăng và cộng sự (2013) đã nghiên cứu điều chế vi nang dầu
gấc bằng phương pháp sấy phun. Trong nghiên cứu này, các tác giả đã khảo
sát khả năng tạo vi nang dầu gấc của hệ nhũ tương maltodextrin tại các nồng
độ và điều kiện sấy khác nhau [40].
Trần Hải Minh (2016) nghiên cứu thay đổi điều kiện tạo nhũ tương và
điều kiện bao gói nhằm cải thiện độ bền màu của sản phẩm lutein vi nang
dùng maltodextrin làm vật liệu bao gói [3].
Đặng Gia Hân (2018) cũng đã tiến hành bao gói tinh dầu mang tang
bằng β-CD để dùng làm kháng sinh trong nông nghiệp (cụ thể dùng làm
kháng sinh cho nuôi trồng thủy sản) [41].
Tác giả Lưu Thái Danh và công sự (2019) đã điều chế thành công phức
hợp curcumin-hyđroxypropyl-β-cyclodextrin và phức hợp curcumin-
hyđroxypropyl-β-cyclodextrin - tinh dầu nghệ. Các phức hợp này có độ hòa
tan trong nước cao hơn hẳn curcumin, đặc biệt là phức hợp
curcumin-hyđroxypropyl-β-cyclodextrin - tinh dầu nghệ [42].
Trong dược phẩm có rất nhiều nghiên cứu điều chế vi nang sử dụng vật
liệu bao gói β-CD giúp tăng khả năng ứng dụng của các hoạt chất [27],[28].
Trong nước hiện nay vẫn chưa có nghiên cứu nào điều chế vi nang lutein
sử dụng β-CD làm vật liệu bao gói. Vì vậy, trong đề tài này chúng tôi thử
nghiên cứu bao gói lutein bằng β-CD nhằm bảo vệ lutein khỏi những tác nhân
1
DE là dextrose equivalent

32. 26
môi trường tốt hơn. Đồng thời việc khảo sát một số đặc tính hóa – lý của
lutein vi nang cũng là cơ sở quan trọng để đánh giá khả năng ứng dụng của
sản phẩm trong thực phẩm và dược phẩm.

33. 27
CHƯƠNG 2.
NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. HÓA CHẤT
- Lutein: tinh khiết trên 92%, được tách chiết và tinh chế từ hoa cúc vạn
thọ theo quy trình của tác giả Hoàng Thị Huệ An và cộng sự (2015) [43].
- - cyclodextrin: tiêu chuẩn thực phẩm (tinh khiết trên 96%), của hãng
Shandong (Trung Quốc)
- Các dung môi axeton, etanol (EtOH), etyl axetat thuộc loại tinh khiết
phân tích của hãng Xilong (Trung Quốc)
- Nước cất 2 lần được chưng cất trên thiết bị cất nước siêu sạch Milli-Q
(Merck, Đức) tại Trung tâm Thí nghiệm Thực hành Trường Đại học Nha
Trang.
- BHT (Butylated Hydroxy Toluene): thuộc loại tinh khiết phân tích
(Merck, Đức)
Tất cả dung môi sử dụng trong quá trình chuẩn bị mẫu đều có thêm
0,1% BHT để chống oxy hóa.
2.2. DỤNG CỤ - THIẾT BỊ
2.2.1. Dụng cụ:
- Cốc thủy tinh có mỏ các cỡ 50; 100; 250 ml (BOMEX, Trung Quốc)
- Phễu chiết 125 ml (ISOLAB, Đức)
- Ống nhựa ly tâm đáy nhọn 25; 50 ml (ISOLAB, Đức)
- Pipet và micropipet các cỡ
- Syringe thủy tinh 5 ml
- Đầu lọc (chứa màng lọc PTFE 0,45 m)
- Bình định mức các cỡ (ISOLAB, Đức)
2.2.2. Thiết bị:

34. 28
- Cân phân tích ± 0,1 mg (Satorius, Nhật)
- Máy khuấy rung Vortex 2 (IKA, Đức)
- Máy khuấy từ gia nhiệt RCT Basic – 20002620 (IKA, Đức)
- Máy ly tâm để bàn EBA21 (Hettich, Đức)
- Tủ sấy chân không VO400(Memmert, Đức)
- Máy lắc ổn nhiệt KS 4000 i Control (IKA, Đức)
- Quang phổ kế UV-Vis Libra S50 (BIOCHROM-UK, Mỹ)
- Quang phổ kế hồng ngoại Alpha FT-IR (Brucker, Đức)
- Kính hiển vi điện tử quét JEOL 6490 JED 2300 (Jeol, Nhật Bản)
- Thiết bị phân tích nhiệt trọng lượng và nhiệt vi sai (TGA-DTA) của
hãng Seterarm (Pháp)
- Máy đo kích thước hạt SZ-100Z (Horiba, Nhật)
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3.1. Phương pháp nghiên cứu tính chất hóa lý của phức bọc tạo
bởi -cyclodextrin
2.3.1.1. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron
Microscopy, SEM) [29]
Nguyên tắc: Sử dụng chùm tia electron để chụp ảnh mẫu nghiên cứu.
Ảnh đó khi đến màn huỳnh quang sẽ được phóng đại theo yêu cầu.
Chùm tia electron được tạo ra từ catôt (súng điện tử) qua 2 tụ quang sẽ
được hội tụ lên mẫu nghiên cứu. Chùm electron này được quét đều trên mẫu.
Khi chùm electron đập vào mẫu, trên bề mặt mẫu phát ra các electron phát xạ
thứ cấp. Mỗi một electron phát xạ này qua điện thế gia tốc vào phần thu và biến
đổi sẽ biến thành một tín hiệu ánh sáng, chúng được khuếch đại, đưa vào mạng
lưới điều khiển tạo độ sáng tối trên màn ảnh. Mỗi điểm trên mẫu nghiên cứu
cho một điểm tương ứng trên màn ảnh. Độ sáng tối trên màn ảnh tùy thuộc
lượng electron thứ cấp phát ra và tới bộ thu và phụ thuộc vào hình dạng bề mặt

35. 29
của mẫu nghiên cứu. Đặc biệt do có khả năng hội tụ chùm tia nên chùm
electron có thể đi sâu vào trong mẫu, cho phép nghiên cứu cả phần bên trong
của vật chất.
Hiển vi điện tử quét thường được sử dụng để nghiên cứu kích thước
và hình dạng tinh thể vật chất do khả năng phóng đại và tạo ảnh của mẫu rất
rõ nét và chi tiết.
2.3.1.2. Phân bố kích thước hạt
Phân tích kích thước hạt dựa trên nguyên lý tán xạ ánh sáng động học
(Dynamic light scattering-DLS). Dựa vào đặc tính vật lý của hệ mẫu, dải hạt
đo được từ 0,3 nm – 8 µm. Giới hạn dưới bị ảnh hưởng bởi nồng độ, mẫu tán
xạ mạnh hay yếu và sự có mặt của một số hạt kích thước lớn không mong
muốn. Giới hạn trên bị ảnh hưởng bởi mật độ của hạt vì DLS được tính toán
dựa trên chuyển động Brownian, không phụ thuộc vào trọng lượng hạt.
Điện tích trên bề mặt hạt được phân loại bằng phương pháp đo thế
zeta trong mẫu huyền phù. Mẫu được tiêm vào cell dùng một lần và kết quả
đo thế zeta được tính từ thế điện di di động của hệ hạt. Thế zeta của mẫu được
sử dụng nhiều nhất để xác định độ ổn định của hệ. Giá trị thế zeta lớn chỉ ra
rằng các hạt tích điện lớn và hệ có xu hướng bền vững. Việc đo thế zeta giúp
các nhà chế tạo tạo ra những sản phẩm mới với tuổi thọ cao. Ngược lại khi thế
zeta bằng 0 là cho phép chọn điều kiện tốt nhất để làm tích tụ và tách các hạt
trong mẫu.
2.3.1.3. Phổ hấp thụ UV-Vis [30]
Khi chiếu một chùm sáng có bước sóng phù hợp đi qua một dung dịch
chất màu, các phân tử hấp thụ sẽ hấp thụ một phần năng lượng chùm sáng,
một phần ánh sáng truyền qua dung dịch. Xác định cường độ chùm ánh sáng
truyền qua đó ta có thể xác định được nồng độ của dung dịch. Sự hấp thụ ánh
sáng của dung dịch tuân theo định luật Bughe – Lambert – Beer (1.1)
A= lgI0/ I = ɛlC (1.1)
trong đó: A: mật độ quang

36. 30
T=I0/I: độ truyền qua
ɛ: hệ số hấp thụ
l: chiều dày cuvét
C: nồng độ chất nghiên cứu ( mol/l)
Phương pháp phân tích UV-Vis được sử dụng rộng rãi vào nhiều mục
đích thực tiễn khác nhau. Phương pháp có thể áp dụng để xác định các chất có
nồng độ đa lượng hay vi lượng, đặc biệt có thể xác định các tạp chất đến nồng
độ giới hạn 10-5
÷10-6
%. Phương pháp phân tích đo quang thường có sai số
tương đối 3 ÷ 5% được ứng dụng để xác định hơn 50 nguyên tố trong các đối
tượng khác nhau trong các lĩnh vực thực phẩm, hoá học, luyện kim, địa chất,
nông nghiệp...
2.3.1.4. Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR: Fourrier
Transformation Infrared)
Phương pháp FT-IR hoạt động dựa trên sự hấp thụ bức xạ hồng ngoại
của chất cần nghiên cứu.
Phổ hồng ngoaị là phép phân tích phổ biến cho biết các liên kết và các
pha trong vâ liệu được phân tích. Nguyên tắc chung đo phổ hồng ngoại như
sau: khi chiếu một chùm tia đơn sắc có bước sóng nằm trong vùng hồng ngoại
qua mẫu phân tích, một phần năng lượng bị hấp thụ làm giảm cường độ tia
tới. Sự hấp thụ này tuân theo định luật Lambert-Beer (1.1) trong mục 1.3.7.3.
Phương trình (1.1) là phương trình cơ bản cho các phương pháp phân
tích phổ hấp thụ nguyên tử cũng như phân tử. Đường cong biểu diễn sự phụ
thuộc mật độ quang và chiều dài bước sóng kích thích gọi là phổ. Một số phân
tử khi dao động có gây ra sự thay đổi mômen lưỡng cực điện, có khả năng hấp
thụ bức xạ hồng ngoại để cho hiệu ứng phổ hồng ngoại hay (phổ dao động).
Theo quy tắc này, các phân tử có hai nguyên tử giống nhau không cho hiệu ứng
phổ hồng ngoại. Khi tần số dao động của nhóm nguyên tử nào đó trong phân tử
ít phụ thuộc vào các thành phần còn lại của phân tử thì tần số dao động đó được
gọi là tần số đặc trưng cho nhóm đó. Các tần số đặc trưng cho nhóm (hay còn
gọi là tần số nhóm) thường được dùng để phát hiện các nhóm chức trong phân

37. 31
tử. Dựa vào tần số đặc trưng, cường độ đỉnh trong phổ hồng ngoại , người ta có
thể phán đoán trực tiếp về sự có mặt của các nhóm chức, các liên kết xác định
trong phân tử nghiên cứu, từ đó xác định được cấu trúc của chất nghiên cứu.
2.3.1.5. Phổ nhiệt lượng quét vi phân (DSC: Differential Scanning
Calorimetry)
Cơ sở của phương pháp [31]:
DSC là phương pháp phân tích nhiệt mà ở đó độ chênh lệch về nhiệt độ
giữa hai mẫu chuẩn và mẫu nghiên cứu luôn được duy trì bằng không. Thay
vào đó người ta sẽ xác định entanpy của các quá trình này bằng cách xác định
lưu lượng nhiệt vi sai cần để duy trì mẫu vật liệu và mẫu chuẩn trơ ở cùng
nhiệt độ. Nhiệt độ này thường được lập trình để quét một khoảng nhiệt độ
bằng cách tăng tuyến tính ở một tốc độ định trước. Ta sẽ xác định được năng
lượng đó thông qua tính diện tích giới hạn bởi đồ thị mà chúng ta thu được.
Tính năng của phương pháp:
DSC cũng cho chúng ta những thông tin về sự chuyển pha của vật chất.
Trong những nghiên cứu về chuyển pha, người ta hay sử dụng phương pháp
DSC vì nó cho chúng ta những thông tin trực tiếp về năng lượng chuyển pha.
Phương pháp cũng có thể được dùng để xác định nhiệt dung, độ phát xạ nhiệt
và độ tinh khiết của mẫu rắn.
Đo nhiệt lượng vi sai DSC là kỹ thuật nghiên cứu các tính chất của
polymer khi ta thay đổi nhiệt độ tác dụng. Với DSC có thể đo được các hiện
tượng chuyển pha: nóng chảy, kết tinh, thủy tinh hóa hay nhiệt của phản ứng
hóa học của polymer.
2.3.1.6. Phân tích nhiệt trọng lượng (TGA: Thermogravimetric Analysis)
Cơ sở của phương pháp [32]:
TGA là phương pháp dựa trên cơ sở xác định khối lượng của mẫu vật
chất bị mất đi (hoặc nhận vào) trong quá trình chuyển pha như là một hàm của
nhiệt độ. Khi vật chất bị nung nóng khối lượng của chúng sẽ bị mất đi từ các
quá trình đơn giản như bay hơi hoặc từ các phản ứng hóa học giải phóng khí.

38. 32
Một số vật liệu có thể nhận được khối lượng do chúng phản ứng với không
khí trong môi trường kiểm tra.
Phép đo TGA nhằm xác định:
- Khối lượng bị mất trong quá trình chuyển pha.
- Khối lượng bị mất theo thời gian và theo nhiệt độ do quá trình khử
nước hoặc phân ly.
Đường phổ TGA đặc trưng cho một hợp chất hoặc một hệ do thứ tự của
các phản ứng hóa học xuất hiện tại một khoảng nhiệt độ xác định là một hàm
của cấu trúc phân tử.
Sự thay đổi của khối lượng là kết quả của quá trình đứt gãy hoặc sự
hình thành vô số các liên kết vật lý và hóa học tại một nhiệt độ gia tăng dẫn
đến sự bay hơi của các sản phẩm hoặc tạo thành các sản phẩm nặng hơn.
Nhiệt độ sử dụng bình thường khoảng 12000
C.
Tính năng của phương pháp:
Các quá trình diễn ra trong phương pháp phân tích này thông thường là
bay hơi, huỷ cấu trúc, phân huỷ cacbonat, oxi-hoá sufua, oxi-hoá florua… Đó
là các quá trình tạo lên những đứt gãy hoặc hình thành lên các liên kết vật lý,
hoá học xảy ra trong mẫu chất.
Đây là phương pháp phân tích khối lượng nên những thông tin ta nhận
được rất tốt cho việc xác định thành phần khối lượng các chất có mặt trong
một mẫu chất nào đó. Bên cạnh đó, ta xác định được thành phần độ ẩm, thành
phần dung môi, chất phụ gia, của một loại vật liệu nào đó.
2.3.1.7. Giản đồ độ tan pha (Phase Solubility Diagram)
Nghiên cứu giản đồ pha độ tan theo phương pháp Higuchi và Connors
(1965) [33] để xác định hằng số bền biểu kiến (KC) của phức bọc, đó là giá trị
biểu thị ái lực của hoạt chất lõi đối với vật liệu làm phức bọc trong nước.
Nguyên tắc phương pháp:

39. 33
Thêm lượng thừa dung dịch hoạt chất (D) có nồng độ xác định vào một
thể tích chính xác chứa dung dịch vật liệu bọc (CD) trong nước với những
nồng độ khác nhau để thực hiện phản ứng tạo phức.
D + CD  [D-CD]
Khuấy trộn ở nhiệt độ xác định cho đến khi phản ứng tạo phức đạt
trạng thái cân bằng (thực hiện sau 3 khoảng thời gian khác nhau, nếu thấy
nồng độ hoạt chất còn lại không thay đổi xem thì xem như khi đó phản ứng
tạo phức đã đạt cân bằng).
Sau khi cân bằng, lọc lấy dung dịch và định lượng để xác định nồng độ
hoạt chất còn lại, từ đó tính nồng độ hoạt chất đã đi vào phức bọc. Dựng đồ
thị biểu diễn sự phụ thuộc của nồng độ hoạt chất tan trong dung dịch theo
nồng độ vật liệu vỏ.
Với hoạt chất có kích thước lớn so với lỗ trống vật liệu bao gói, phức
tạo thành theo tỉ lệ 1:1, tức: D + CD  [D-CD] thì hằng số bền KC của phức
bọc được tính theo theo công thức (1.2):
)1(]].[[
][
0 kS
k
CDD
CDD
KC



 (1.2)
trong đó:
[D], [CD], [D-CD]: nồng độ hoạt chất, của vật liệu bọc và phức bọc
lúc cân bằng
k: độ dốc của đoạn thẳng của đường biểu diễn
S0: tung độ gốc của đường thẳng (chính là độ tan của hoạt chất trong
dung dịch nước không chứa vật liệu bao gói)
KC càng lớn thì hoạt chất tan càng nhiều, sự tạo phức bọc càng hiệu quả.
Giá trị KC lý tưởng vào 100-1000 M-1
[34].
Dựa vào dạng đường biểu diễn của nó mà giản đồ pha - độ tan, được
chia thành 2 loại chính:

40. 34
Loại A: nếu độ tan biểu kiến của hoạt chất D tăng theo nồng độ vật
liệu bọc CD.
Loại A lại được chia làm 3 loại:
AL: nếu đường biểu diễn là tuyến tính
AP: nếu đường biểu diễn sai lệch dương so với đường thẳng
AN: nếu đường biểu diễn sai lệch âm so với đường thẳng
Loại B: nếu đường biểu diễn cho thấy phức tạo thành có độ tan hạn chế.
Loại B lại được chia làm 2 loại:
BS: phức tan hạn chế
BI: phức không tan
Các phức bọc từ các dạng cyclodextrin tự nhiên ít tan trong nước có
thể thuộc loại A hay B, còn phức của cyclodextrin dẫn xuất có độ tan trong
nước cao thường thuộc loại A
Hình 1.4. Các dạng giản đồ pha – độ tan của phức bọc
Hầu hết phức của hoạt chất với cyclodextrin được xem là phức bọc.
Tuy nhiên, các cyclodextrin cũng có thể không tạo phức bọc với hoạt chất mà

41. 35
chỉ hòa tan hoạt chất qua sự tạo thành cấu trúc có tập hợp kiểu mixen. Do đó,
giản đồ pha-độ tan không khẳng định sự tạo thành phức bọc mà chỉ mô tả ảnh
hưởng của sự gia tăng nồng độ cyclodextrin đến độ tan của hoạt chất.
2.3.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất điều chế phức
bọc lutein-β-cyclodextrin bằng phương pháp đồng kết tủa
2.3.2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm điều chế phức bọc L-βCD
Hình 2.1. Sơ đồ tổng quát của quá trình điều chế phức bọc L-βCD tan trong
nước bằng phương pháp đồng kết tủa.
Thuyết minh quy trình:
Hòa tan β-CD vào nước tạo thành dung dịch β-CD đồng nhất, trong
suốt (có nồng độ Cβ-CD).
Thêm vào đó dung dịch lutein (có nồng độ CLu) trong dung môi hữu cơ
thích hợp vừa điều chế vào. Đun nóng hỗn hợp ở 45-500
C, khuấy đều 1500
rpm trong 3h. Khi đó, xảy ra tương tác giữa các phân tử lutein với bộ khung
rỗng kị nước của β-CD, tạo thành phức bọc L-βCD.
Sản phẩm phức bọc L-βCD
Phức bọc L-βCD
trong dung môi hữu cơ- nước (+ lutein dư)
Dung dịch lutein (CLu = ?)
trong dung môi hữu cơ thích hợp
Dung dịch β-CD/nước (Cβ-CD =?)
- Khuấy (40-500
C; 1500 rpm; 3h)
- Để nguội (t0
phòng ; 1h)
- Làm lạnh (40
C; 24h)
- Lọc hút chân không
- Sấy chất rắn (500
C; 50 mbars; 18h)
tỉ lệ Vlutein/Vβ-CD = ?

42. 36
Sau khi phản ứng, lấy hỗn hợp để nguội ở nhiệt độ phòng trong 1h, rồi
để ở 40
C trong 24h để phức bọc kết tinh và sa lắng xuống.
Lọc hút chân không để thu phức bọc rắn.
Sấy chất rắn thu được ở 500
C dưới áp suất 50 mbars trong 18h để loại
bỏ lượng dung môi còn dư và thu phức bọc L-βCD. Đem sản phẩm nghiền
thành bột, bảo quản ở -200
C đến khi phân tích.
Để tìm được điều kiện thích hợp điều chế phức bọc L-βCD, tiến hành
khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố dung môi và nồng độ lutein đến hiệu suất
thu hồi vi nang (%MY) và hiệu suất bọc lutein (%ME)
2.3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của dung môi hữu cơ và nồng độ lutein.
Lutein có độ phân cực thấp nên cần chọn dung môi kém phân cực hoặc
phân cực trung bình để hòa tan tốt lutein. Ngoài ra, các dung môi này phải an
toàn đối với các ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm, đồng
thời dễ bay hơi để dư lượng tồn tại trong sản phẩm phức bọc sau khi sấy khô
ở dưới mức cho phép. Do đó, trong đề tài này chúng tôi điều chế phức bọc L-
βCD theo sơ đồ 2.1 trong đó:
Cố định các thông số:
o Nồng độ β-CD trong pha nước là: Cβ-CD = 10% g/ml
o Tỉ lệ thể tích dung dịch lutein /dung dịch β-CD= 1/1 (v/v)
Thay đổi dung môi hòa tan lutein lần lượt là: axeton, etanol và etyl
axetat và nồng độ lutein trong các dung môi thay đổi như sau:
Bảng 2.1. Khảo sát nồng độ và dung môi tạo phức bọc L- βCD
Dung môi Nồng độ lutein (% g/ml)
Etanol 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0,03
Axeton - 0,01 0,02 0,04 0,06 0,08
Etyl axetat - - - - - 0,08

43. 37
Ghi chú: etyl axetat và axeton có khả năng hòa tan lutein tương đương
(800 mg/L) nên đối với dung môi etyl axetat chỉ khảo sát nồng độ lutein
0,08% g/ml để so sánh với khi sử dụng dung môi axeton
Sản phẩm phức bọc được đem đánh giá hiệu suất hiệu suất thu hồi vi
nang (%MY) và hiệu suất bọc lutein (%ME). Từ kết quả thu được, ta chọn lựa
dung môi và nồng độ lutein sao cho sản phẩm phức bọc có hiệu suất thu hồi
vi nang và hiệu suất bọc lutein cao nhất.
2.3.3. Phân tích một số đặc tính hóa lý của phức bọc
lutein –β-cyclodextrin
Sau khi xác định được điều kiện thích hợp để tạo phức bọc L–βCD, tiến
hành thử nghiệm tạo phức với lượng lớn. Thu sản phẩm và khảo sát các tính
chất hóa lý đặc trưng cho phức bọc L–βCD như: độ ẩm, độ tan, khối lượng
riêng, hình dạng hạt, phân bố kích thước hạt, phổ hấp phụ UV-Vis, phổ hồng
ngoại FT-IR, phổ nhiệt lượng quét vi phân, phổ phân tích nhiệt trọng lượng,
giản đồ pha, hàm lượng lutein trong phức bọc, hiệu suất thu hồi vi nang, hiệu
suất bọc lutein, độ bền phức bọc.
2.3.3.1. Độ ẩm: xác định theo TCVN 6470:2010 [44]
Cân chính xác khoảng 1gam bột L-βCD trên cân phân tích cho vào cốc
sấy thủy tinh. Sấy mẫu ở 100 -1050
C đến khi cốc chứa mẫu đạt khối lượng
không đổi (cứ 2h lấy cốc ra, để nguội trong bình hút ẩm rồi cân. Sấy đến khi
chênh lệch khối lượng giữa 2 lần cân liên tiếp không quá 0,002 g)
Độ ẩm bột L-βCD được tính theo công thức sau:
1 2
1
.100%
m m
X
m


(2.1)
trong đó : X là độ ẩm bột L-βCD
m1 là khối lượng bột trước khi sấy
m2 là khối lượng bột sau khi sấy

44. 38
2.3.3.2. Độ tan trong nước: được xác định dựa theo phương pháp của
Eastman & Moore (1984) [45].
Cân khoảng 1 gam bột L-βCD cho vào một ống thể tích chính xác
nước cất (V = 100 ml), khuấy mạnh đồng hóa với tốc độ cao trong 5 phút.
Nếu thấy dung dịch trong suốt thì thêm tiếp một ít bột L-βCD vào và khuấy
cho đến lúc tạo được dung dịch bão hòa (thấy còn một lượng bột L-βCD
không thể tan được nữa). Ly tâm hỗn hợp ở 2000 vòng/phút trong 5 phút. Cẩn
thận hút 10ml dịch trong bên trên và chuyển vào một đĩa petri (đã sấy và cân
trước) rồi sấy ở 105 - 1100
C trong 5 h. Cân đĩa petri chứa bột màu. Tiếp tục
sấy và cân đĩa petri chứa bột cứ 2 h một lần cho đến lúc chênh lệch khối
lượng giữa 2 lần cân liên tiếp không vượt quá 0,2 mg. Tính lượng bột màu
khô có trên đĩa (m; gam). Từ đó, tính độ tan của bột L-βCD trong nước (S, %
g/ml) theo công thức: S (g/ml) = m/V. (2.2)
trong đó: V = 10 ml
2.3.3.3. Khối lượng riêng: xác định theo TCVN I-1:2017 [46]
Cân chính xác 2 gam bột L-βCD cho vào ống đong 10 ml (khắc vạch
đến 0,1 ml). Cẩn thận san bằng mặt bột, không nén, vỗ vào thành ống đong và
nâng ống đong lên rồi thả xuống nhiều lần (ở độ cao khoảng 14 ± 2 mm) cho
đến khi mức thể tích bột đọc trên ống đong không thay đổi (V; ml).
Từ đó, tính được khối lượng riêng (d; kg/m3
) của bột màu theo công thức:
d = m/V (2.3)
Quá trình đo được thực hiện ở nhiệt độ phòng.
2.3.3.4. Hình dạng hạt
Hình dạng hạt được thể hiện qua ảnh SEM, chụp trên kính hiển vi điện
tử quét Jeol 6490 JED 2300 (Nhật Bản) tại Viện Khoa học Vật liệu – Viện
Hàn Lâm Khoa học Việt Nam.
Điều kiện chụp: thế kích thích 25 kV; độ phóng đại 3000-12000; tiêu
cự từ 10 – 14,1 mm.

45. 39
2.3.3.5. Phân bố kích thước hạt
Phân bố kích thước hạt được đo trên thiết bị đo kích thước hạt nano
SZ-100Z (Horiba, Nhật)
Điều kiện đo: Dung môi nước Nồng độ 25% g/ml Nhiệt độ 250
C
2.3.3.6. Phổ hấp thụ UV-Vis
Tiến hành ghi phổ UV-Vis của phức L-βCD như sau:
Trước hết, loại bỏ lutein bề mặt của phức bằng cách chiết vài lần với
etyl axetat đến khi dịch chiết không còn màu vàng. Sau đó, lấy chất rắn còn
lại hòa tan trong dung dịch hỗn hợp EtOH:H2O tỉ lệ 1:4 (v/v) rồi quét phổ hấp
thụ UV-Vis từ 200 – 800 nm (sử dụng mẫu trắng là dung dịch hỗn hợp
EtOH:H2O tỉ lệ 1:4 v/v) trên quang phổ kế UV-Vis Libra S50 (BIOCHROM-UK,
Mỹ) tại Trung tâm Thí nghiệm và Thực hành (Trường Đại học Nha Trang).
Để so sánh, đồng thời quét phổ UV-Vis của dung dịch β-CD trong dung
dịch hỗn hợp EtOH:H2O tỉ lệ 1:4 v/v và của dung dịch lutein trong EtOH.
2.3.3.7. Phổ FT-IR
Phổ hồng ngoại FT-IR của phức bọc L-βCD được ghi trong vùng phổ từ
500 – 4000 cm-1
trên quang phổ kế FT-IR model Alpha S/N 201418 (Brucker,
Đức) tại Trung tâm Thí nghiệm và Thực hành (Trường Đại học Nha Trang).
Mẫu được chuẩn bị ở dạng bột mịn, được trộn đều trong bột KBr khan
theo tỉ lệ (98:2 w/w) rồi nén thành viên đưa vào thiết bị đo.
2.3.3.8. Phổ nhiệt lượng quét vi phân và phân tích nhiệt trọng lượng
Các phổ nhiệt lượng quét vi phân (DSC: Differential Scanning
Calorimetry) và phân tích nhiệt trọng lượng (TGA: Thermal gravimetric
analysis) cũng là phương pháp chứng minh có sự hình thành tương tác giữa
lutein và β-CD trong phức bọc nhờ khả năng ghi nhận sự thay đổi thành phần
khối lượng của mẫu trong quá trình gia nhiệt để phân hủy mẫu.
Cân khoảng 3 mg mẫu bột L-BCD cho vào đĩa Al đựng mẫu. Tiến hành
quét phổ TGA và DSC từ 25 – 4000
C trên thiết bị phân tích nhiệt trọng lượng

46. 40
và nhiệt vi sai (TGA-DTA) của hãng Seterarm (Pháp) tại Viện Khoa học Vật
liệu (Viện Hàn Lâm Khoa học Việt Nam). Quét với tốc độ 100
C/phút dưới khí
quyển N2 (đuổi oxy không khí để tránh oxy hóa mẫu)
Tiến hành tương tự với các mẫu BCD và lutein tinh để so sánh.
2.3.3.9. Giản đồ độ tan pha (Phase Solubility Diagram)
Tiến hành xây dựng giản đồ pha độ tan dựa theo phương pháp Higuchi
và Connors (1965) như sau [33] :
Thêm chính xác một lượng thừa dung dịch lutein trong dung môi etanol
(3 ml dung dịch lutein 0,03% g/ml) vào một dãy 6 ống nghiệm ly tâm có nút
vặn chứa 3 ml dung dịch β-CD trong EtOH:H2O 1:3 v/v, trong đó nồng độ
β-CD lần lượt là: 0; 3; 6; 9; 12 và 15 mM. Đậy kín các ống và lắc ở 350
C
trong 24 h2
(cho vào máy lắc ngang, che để tránh ánh sáng). Sau đó, lấy các
ống nghiệm ra, ly tâm ở 2000 rpm trong 10 min. Hút lấy dung dịch bên trên
bằng syringe và lọc qua màng lọc teflon 0,45 m. Đo độ hấp thụ của các dung
dịch thu được ở 445 nm, cuvet 1 cm (dung dịch so sánh là các dung dịch thu
được khi tiến hành giống dung dịch mẫu nhưng không thêm lutein).
Tính nồng độ lutein trong dung dịch dựa vào công thức [47]:
luteincm ME
mM
.1000.
10.A.D
)(C %1
1
4
Lu 
(2.4)
trong đó:
A: độ hấp thụ của các dung dịch mẫu đo ở 445 nm
%1
1cmE = 2550 - là độ hấp thụ của dung dịch lutein 1% g/ml đo ở 445 nm
với cuvet 1 cm
D: hệ số pha loãng (D = 10)
Mlutein = 569 (là khối lượng mol của lutein)
2
Khảo sát sơ bộ cho thấy sau 24 h phản ứng tạo phức bọc đạt trạng thái cân bằng (khi đó nồng độ của lutein
trong dung dịch không thay đổi)

47. 41
Dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa nồng độ lutein trong dung dịch
(mM) theo nồng độ β-CD (mM). Từ đó, tính hằng số bền Kc của phức.
2.3.3.10. Hàm lượng lutein trong phức bọc, hiệu suất thu hồi vi nang,
hiệu suất bọc lutein.
Khi tiến hành bao gói lutein bằng vật liệu bao gói β-CD sẽ có một
lượng lutein đi vào bên trong lỗ trống của vật liệu bao gói và một lượng lutein
còn lại vẫn nằm trên bề mặt phức bọc. Tuy nhiên, dù lutein đi vào trong vật liệu
bao gói hay còn nằm trên bề mặt đều có giá trị nhất định. Do đó, phức bọc cần
được xác định hàm lượng lutein cả bên trong và trên bề mặt phức bọc.
Xác định hàm lượng lutein bề mặt:
Lutein bề mặt được chiết bằng cách thêm 5ml etyl axetat vào 0,03g bột
L-βCD, vortex trong 1 phút. Ly tâm hỗn hợp, hút lấy dịch chiết lutein trong
etyl axetat. Lặp lại quá trình chiết nói trên thêm vài lần đến khi dịch chiết
không còn màu. Gộp tất cả dịch chiết lutein trong etyl axetat vào bình định
mức 25 ml, định mức đến vạch bằng etyl axetat, lắc đều. Đo độ hấp thụ của
dung dịch thu được ở 445 nm, cuvet 1 cm.
Hàm lượng lutein bề mặt (LuBM) của phức L-βCD được tính theo
Rodriguez-Amaya (2001) [47]:
GE
V
kgmg
cm
ĐM
.
10..A
)/(Lu %1
1
4
BM
BM 
(2.5)
trong đó:
ABM: là độ hấp thụ của dung dịch lutein ở bề mặt phức bọc
VĐM =25ml - là thể tích định mức dung dịch lutein
%1
1cmE = 2550 - là độ hấp thụ của dung dịch lutein 1% g/ml đo ở 445 nm
với cuvet 1 cm
G (gam): khối lượng bột L-βCD đem phân tích

48. 42
Xác định hàm lượng lutein trong phức:
Sau khi chiết hết lượng lutein bề mặt ta thu được phần rắn là phức bọc
L-βCD. Thêm vào phần rắn đó 5 ml dung dịch hỗn hợp EtOH: H2O tỉ lệ 1:4
(v/v) và 5ml dung dịch etyl axetat. Sau đó vortex 1 phút rồi đem ly tâm và hút
dịch chiết etyl axetat. Lặp lại nhiều lần cho đến khi dịch chiết hết màu vàng,
gôm toàn bộ dịch chiết và định mức lên 25ml, lắc đều. Đo độ hấp thụ của
dung dịch thu được ở 445 nm, cuvet 1 cm.
Hàm lượng lutein trong phức bọc (LuIn) được tính theo
Rodriguez-Amaya (2001) [47]:
GE
V
kgmg
cm
ĐM
.
10..A
)/(Lu %1
1
4
In
In 
(2.6)
trong đó:
AIn là độ hấp thụ của dung dịch hòa tan lutein bên trong phức bọc
L-βCD
VĐM =25ml - là thể tích định mức dung dịch lutein
G (gam): khối lượng bột L-βCD đem phân tích
%1
1cmE = 2550
G: khối lượng mẫu bột L-βCD đem phân tích
Xác định hàm lượng lutein tổng trong phức L-βCD:
Hàm lượng lutein tổng trong phức bọc (LuTS) được tính theo công thức (2.7):
LuTS = LuIn + LuBM (2.7)
Hiệu suất thu hồi vi nang (%MY: Microencapsulation Yield):
Hiệu suất thu hồi vi nang được đánh giá bằng phần trăm khối lượng
phức bọc thu được sau khi sấy khô (mL-βCD) trên tổng lượng lutein (mLutein) và
lượng β-CD (mβ-CD) đã dùng để tạo phức [36]:

49. 43
%100.%
CDLutein
CDL
mm
m
MY






(2.8)
Hiệu suất bọc lutein (%ME: Microencapsulation Efficiency):
Hiệu suất bọc lutein được xác định bởi phần trăm lượng lutein được
bao gói bên trong phức bọc (LuIn) trên tổng lượng lutein có trong phức bọc
(LuTS) [36]:
%100.%100.%
BMIn
In
TS
In
AA
A
Lu
Lu
ME


(2.9)
trong đó: LuTS: là tổng hàm lượng lutein có trong toàn bộ sản phẩm
phức bọc thu được, bao gồm lutein bề mặt (LuBM) và lutein trong phức (LuIn)
AIn và ABM lần lượt là độ hấp thụ của dung dịch hòa tan lutein bên
trong và trên bề mặt phức bọc.
2.3.3.11. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản đến độ bền của lutein.
Lutein kém bền với các tác nhân bên ngoài như nhiệt độ, ánh sáng… Do đó,
để xác định lutein sau khi bao gói có được bảo vệ trước các tác nhân bên ngoài
hay không thì cần tiến hành bảo quản sản phẩm phức bọc L-βCD ở các điều kiện
khác nhau, sau đó, xác định hàm lượng lutein còn lại theo thời gian.
Cách tiến hành: Cân 0,5 gam mẫu bột phức bọc L-βCD (vừa mới được
xác định hàm lượng LuBM và LuTS) cho vào các lọ có nắp vặn kín.
Bảo quản bột ở 2 điều kiện:
-nhiệt độ phòng, có ánh sáng trực tiếp (ký hiệu : P-S)
-nhiệt độ phòng, trong bóng tối (ký hiệu : P-T)
Định kỳ 5 ngày một lần lấy mẫu, xác định hàm lượng lutein bề mặt
(LuBM) và lutein được bao gói trong phức bọc (LuIn) (xem phần 2.3.3.10.).
Từ đó, tính % lutein còn lại theo công thức :
( )
( 0)
% 100%t
cl
t
A
lutein x
A 

(2.10)

50. 44
trong đó: A(t) và A(t = 0) lần lượt là độ hấp thụ của dung dịch lutein
tương ứng đo ở thời điểm khảo sát và thời điểm ban đầu
2.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU
Số liệu, đồ thị được xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel 2003. Các
kết quả được biểu diễn là trung bình cộng của 3 lần thí nghiệm song song.
Việc loại bỏ các hệ số không có ý nghĩa (dùng chuẩn Student), phân
tích ANOVA đều được thực hiện với mức ý nghĩa 0,05.

51. 45
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA DUNG MÔI HỮU CƠ VÀ
NỒNG ĐỘ LUTEIN ĐẾN HIỆU SUẤT ĐIỀU CHẾ PHỨC BỌC L-βCD
Trong phương pháp đồng kết tủa, vật liệu bao gói và hoạt chất được
bao gói cần được hòa tan với nhau để tăng sự tiếp xúc. β-CD tan trong nước
nhưng lutein lại không tan trong nước. Do đó, lutein cần được hòa tan vào
dung môi thích hợp. Dung môi này không những giúp quá trình điều chế phức
bọc đạt hiệu suất cao nhất mà còn dễ bay hơi để dễ dàng bị loại khỏi sản
phẩm ứng dụng trong thực phẩm. Trong nghiên cứu này, các dung môi hòa
tan lutein (etanol, axeton và etyl axetat) được khảo sát ở nhiều nồng độ lutein
khác nhau.
3.1.1. Dung môi etanol
Hình 3.1 thể hiện kết quả khảo sát nồng độ lutein trong dung môi etanol
đến hiệu suất điều chế phức bọc khi nồng độ dung dịch β-CD được cố định ở
mức 10% (g/ml).
Hình 3.1. Ảnh hưởng của nồng độ lutein trong etanol lên hiệu suất thu hồi
vi nang (%MY) của phức L-βCD và hiệu suất bọc lutein bằng β-CD (%ME).
Từ hình 3.1 ta thấy, hiệu suất thu hồi vi nang (%MY) tăng. Bên cạnh đó,
khi nồng độ lutein tăng thì hàm lượng lutein hấp phụ trên bề mặt phức bọc cũng

52. 46
tăng dẫn đến sự tăng hiệu suất thu hồi vi nang. Tuy nhiên, nếu tiếp tục tăng nồng
độ lutein (> 0,01%) thì hiệu suất thu hồi vi nang gần như không đổi.
Tương tự hiệu suất thu hồi vi nang (%MY), khi tăng nồng độ lutein từ
0,000 – 0,010% (g/ml) thì hiệu suất bọc lutein (% ME) cũng tăng lên rõ rệt (từ
0-37,87% hình 3.1) do sự gia tăng lượng lutein đi vào phức bọc. Tuy nhiên,
khác với %MY, nếu tiếp tục tăng nồng độ lutein từ 0,01 đến 0,03% (g/ml)
thì% ME lại có chiều hướng giảm đi (hình 3.1). Điều này được giải thích bởi
sự tăng rất mạnh hàm lượng lutein bề mặt (Lu-BM) từ 4,5-12,9g/g, trong khi
đó hàm lượng lutein trong phức (Lu-In) lại có xu hướng gần như bão hòa.
Kết quả trên cho thấy nếu dùng dung môi etanol thì nồng độ lutein
thích hợp nhất để tạo phức L- βCD là 0,01% (g/ml). Khi đó, hiệu suất thu hồi
vi nang đạt khoảng 82,54% và hiệu suất bọc lutein xấp xỉ 37,87%, ứng với
hàm lượng lutein trong phức bọc 3,283 g/g.
3.1.2. Dung môi axeton
Kết quả khảo sát ảnh hưởng đến hiệu suất điều chế phức bọc khi thay đổi
nồng độ lutein trong các dung môi axeton được thể hiện qua đồ thị hình 3.2.
Tương tự dung môi etanol, khi sử dụng dung môi axeton, hiệu suất thu hồi
vi nang (%MY) ở vùng nồng độ lutein thấp (0- 0,02% g/ml) có sự tăng mạnh từ
0,00% đến 90,12% và gần như không đổi ở vùng nồng độ lutein cao (0,02 –0,08%
g/ml). Quy luật biến đổi này cũng có thể được giải thích dựa vào quy luật gia tăng
khối lượng phức bọc L- βCD theo nồng độ lutein.
Bên cạnh đó, quy luật biến đổi hiệu suất bọc lutein (%ME) trong dung
môi axeton biến đổi như sau: % ME tăng lên khi nồng độ lutein thấp (<
0,02% g/ml) và sau đó gần như không đổi. Điều này được lý giải bởi sự gia
tăng rất mạnh đồng thời cả hàm lượng lutein bề mặt (Lu-BM) (từ 10,84 -
94,93g/g) và lutein trong phức bọc (Lu-In) (từ 1,72 - 15,35 g/g) khi nồng
độ lutein trong dung dịch thay đổi từ 0,02%-0,08%

53. 47
Hình 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ lutein trong axeton lên hiệu suất thu hồi
vi nang (%MY) của phức L-βCD và hiệu suất bọc lutein bằng β-CD (%ME).
Hình 3.2 cho thấy nếu dùng dung môi axeton thì ở nồng độ lutein 0,04%
g/ml hiệu suất thu hồi vi nang và hiệu suất bọc lutein đạt giá trị cao nhất (tương
ứng là 90,67% và 16,13%). Do đó, nồng độ lutein thích hợp nhất để tạo phức
L-βCD khi sử dụng dung môi axeton là 0,04% (g/ml).
3.1.3. Dung môi etyl axetat:
Etyl axetat có khả năng hòa tan lutein tương đương axeton (khoảng 800
mg/L, tức 0,08% g/ml) [8]. Để so sánh với dung môi axeton, tiến hành tạo
phức bọc lutein với các điều kiện tạo phức như axeton nhưng sử dụng dung
môi etyl axetat để hòa tan lutein nồng độ 0,08% (g/ml).
Bảng 3.1. Kết quả tạo phức bọc L- βCD khi sử dụng dung etyl axetat
Dung
môi
Nồng độ
lutein
(% g/ml)
Hiệu suất
thu hồi vi
nang
(%MY)
Hiệu suất
bọc lutein
(%ME)
Lutein
bề mặt
Lu-S (g/g)
Lutein
trong phức
Lu-In (g/g)
Etyl
axetat 0,08 72,79 4,68 5,33 5,59

54. 48
Từ bảng 3.1 ta có thể thấy nếu sử dụng cùng nồng độ lutein là 0,08%
(g/ml) thì hiệu suất thu hồi vi nang, hiệu suất bọc, hàm lượng lutein bề mặt và
trong phức bọc khi dùng dung môi etyl axetat đều thấp hơn đáng kể so với khi
dùng dung môi axeton. Nguyên nhân là do sự khác nhau nhiều về khả năng
hòa tan trong nước, cả etanol và axeton đều tan vô hạn trong nước trong khi
đó, etyl axetat chỉ tan tối đa 8,7g/100g nước ở 200
C [48]. Etyl axetat khó trộn
lẫn với nước, do đó khả năng tiếp xúc giữa các phân tử lutein với các phân tử
β-CD trong dung môi nước hạn chế, làm giảm hiệu quả tạo phức. Do vậy, khi
sử dụng phương pháp đồng kết tủa để tạo phức bọc nên sử dụng các dung môi
không chỉ an toàn trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm mà còn phải
có khả năng trộn lẫn tốt với nước (ví dụ: axeton, etanol).
Theo bảng 3.1, hiệu quả tạo vi nang khi dùng dung dịch lutein 0,04%
g/ml trong axeton (90,67%) cao hơn một ít so với khi dùng dung dịch lutein
0,010% g/ml trong etanol (82,54%), trong khi đó nhưng hiệu suất bọc khi
dùng dung môi axeton (16,13%) lại thấp hơn nhiều so với khi dùng dung môi
etanol (37,87%). Vì vậy, trong những khảo sát tiếp theo chúng tôi sử dụng
dung dịch lutein 0,01% g/ml trong etanol để tạo phức bọc với β-CD.
Tóm lại, điều kiện thích hợp nhất để phản ứng tạo phức bọc lutein bằng
phương pháp đồng kết tủa đạt hiệu quả tốt nhất như sau:
- Sử dụng etanol làm dung môi hòa tan lutein
- Nồng độ lutein trong dung môi etanol là 0,01% g/ml
Cách tiến hành:
Thêm dung dịch lutein 0,01% g/ml (pha trong etanol) vào dung dịch
β-CD 10% g/ml trong nước. Đun nóng hỗn hợp ở 45-500
C, khuấy 1500
vòng/phút trong 3h. Sau khi phản ứng, lấy hỗn hợp để nguội ở nhiệt độ phòng
trong 1 h, rồi và để ở 40
C trong 24h để phức bọc kết tinh và sa lắng xuống.
Lọc hút chân không để thu phức bọc rắn L-βCD. Sấy chất rắn thu được ở
500
C dưới áp suất 50 mbars trong 18h để thu sản phẩm phức bọc L-βCD khô.
Bảo quản sản phẩm trong lọ kín, tránh ánh sáng ở -200
C đến khi phân tích.

55. 49
3.2. PHÂN TÍCH MỘT SỐ TÍNH CHẤT HÓA LÝ ĐẶC TRƯNG CỦA
SẢN PHẨM PHỨC BỌC L-βCD
Từ kết quả thu được trên đây, tôi tiến hành điều chế 3 mẻ phức L-βCD
ở điều kiện thích hợp đã chọn. Thu phức bọc và tiến hành phân tích đánh giá
một số đặc tính hóa lý của sản phẩm.
Một số đặc tính hóa lý quan trọng của sản phẩm phức bọc L-βCD được
trình bày trong bảng 3.2:
Bảng 3.2. Một số đặc trưng hóa – lý quan trọng của phức bọc L-βCD
Đặc trưng hóa lý Kết quả phân tích Đơn vị đo
Trạng thái cảm quan Bột mịn, xốp, nhẹ,
có màu vàng cam.
-
Độ ẩm 4,73  0,43 % g/g
Độ tan trong nước (ở 270
C) 13,33  0,05 g/100 ml
Khối lượng riêng 0,494  0,006 g/cm3
Hình dạng hạt (Ảnh SEM) Hình dạng hạt không đồng
nhất và không có cấu trúc
đều đặn của tinh thể
Phân bố kích thước hạt 261  18,5 nm
Bước sóng hấp thụ cực đại
(trong EtOH/H2O 1/4 v/v; ở
250
C)
444 nm
Hiệu suất thu hồi vi nang 82,54  1,82 %
Hiệu suất bọc lutein 37,87  3,03 %

56. 50
Hình 3.3. Sản phẩm phức bọc L-βCD được điều chế bằng phương pháp
đồng kết tủa
3.2.1. Độ ẩm
Phức bọc L-βCD thu được có độ ẩm thấp (4,73%) phù hợp khi sử dụng
trong công nghiệp thực phẩm.
3.2.2. Độ tan trong nước
Lutein là một hợp chất hữu cơ kém phân cực nên hầu như không tan
trong nước. Mặt khác độ tan của β-CD trong nước ở 250
C là 1,85 g/100 ml
[26]. Trong khi đó phức bọc L-βCD thu được có độ tan trong nước là 13,33
g/100 ml, tức lớn hơn khoảng 7,2 lần so với độ tan của β-CD trong nước và
gấp nhiều lần so với lutein tự nhiên. Điều đó chứng tỏ đã có sự hình thành
liên kết giữa lutein với vật liệu bao gói β-CD.
Như vậy, nhờ sự tạo phức bọc với β-CD dễ tan trong nước có thể đưa lutein
vào cơ thể thông qua đường uống, từ đó lutein có khả năng hấp thụ vào cơ thể.
3.2.3. Khối lượng riêng
Phức bọc L-βCD điều chế được có khối lượng riêng là 0,494 g/cm3
.
Giá trị này cho thấy phức khá nhẹ và xốp.

57. 51
3.2.4. Ảnh SEM
Ảnh SEM (hình 3.14) cho thấy phức bọc L-βCD có hình dạng hạt
không đồng nhất và không có cấu trúc đều đặn của tinh thể. Như vậy, phức
bọc L-βCD ở dạng vô định hình. Nghiên cứu của một số tác giả khác cũng
cho thấy phức bọc giữa hoạt chất với các cyclodextrin thường ở dạng vô định
hình. Chẳng hạn, phức bọc giữa lycopen và β-CD [49]; phức bọc giữa
catechin và glucosyl-β-CD [50]. Tuy nhiên, nghiên cứu của Li-Hua Zhang và
cộng sự (2015) lại cho thấy lutein vi nang điều chế bằng phương pháp sấy
phun với vật liệu bao gói là tinh bột biến tính và tinh bột bắp có dạng gần như
hình cầu [51]. Như vậy, hình dạng hạt vi nang phụ thuộc vào vật liệu bao gói
và nhất là phương pháp điều chế.
Hình 3.14. Ảnh SEM của phức bọc L-βCD
3.2.5. Phân bố kích thước hạt
Kích thước hạt của phức bọc L-βCD trong nước khá đồng đều: phức
tạo thành chỉ có 1 peak với độ phân tán khá thấp (kích thước = 261  18,5
nm). Với kích thước nhỏ như vậy phức bọc L-β-CD sẽ dễ phân tán trong nước,
đi qua thành ruột non và hấp thụ vào cơ thể người

58. 52
3.2.6. Phổ hấp thụ phân tử UV-Vis
β-CD là bột màu trắng nên dung dịch β-CD trong dung môi EtOH/H2O 1:4
(v/v) gần như không hấp thụ ánh sáng trong vùng 200 - 800nm (hình 3.4).
Trong khi đó phức bọc L-βCD trong dung môi nói trên lại cho peak hấp thụ
rất đặc trưng của lutein ở 444nm (hình 3.5). Điều này chứng tỏ phức bọc
L-βCD có chứa lutein. Giá trị cực đại hấp thụ của lutein hầu như không thay
đổi cho thấy tương tác giữa lutein và β-CD chỉ là tương tác yếu Van der
Waals.
Hình 3.4. Phổ UV-Vis của β-CD trong EtOH/H2O 1:4 (v/v)
Hình 3.5. Phổ UV-Vis của L-βCD trong EtOH/H2O 1:4 (v/v)

59. 53
3.2.7. Phổ hấp thụ FTIR
Kết quả phân tích phổ FTIR của lutein tinh (hình 3.6) và của phức bọc
L-βCD (hình 3.7) cho thấy:
Trên phổ FTIR của phức bọc L-βCD (hình 3.7) hầu như không thấy
những hấp thụ đặc trưng của lutein (hình 3.6) như: đỉnh hấp thụ rộng có
cường độ trung bình ứng với dao động hóa trị của liên kết –O-H có liên kết
hyđro (ở 3400 cm-1
), các hấp thụ ứng với liên kết –CH trong bộ khung phân
tử lutein (ở vùng 2900 cm-1
và 940 cm-1
).
Hình 3.6. Phổ FTIR của phức lutein tinh
Hình 3.7. Phổ FTIR của phức bọc L-βCD
Hình 3.8. Phổ FTIR của β-CD tinh [38].