Khoá luận tốt nghiệp

Lê Thị Trang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HOÁ HỌC
----------***----------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
CHUYÊN NGÀNH: HOÁ công nghệ - MÔI TRƢỜNG

nghiên cứu tính chất của màng shellac ứng dụng làm lớp bao
cho viên nang mềm

Giáo viên hƣớng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Văn Khôi
ThS. Nguyễn Thanh Tùng
Sinh viên thực hiện:

Lê Thị Trang

Lớp:

K31B

hà nội - 2009

Khoa Hoá học, Lớp K31B

1

Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

Lê Thị Trang

MỞ ĐẦU
Trong bối cảnh thực hiện công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nƣớc cũng
nhƣ đòi hỏi của xã hội, việc phát triển ngành công nghiệp hoá dƣợc nói riêng và
ngành công nghiệp dƣợc nói chung trở thành một yêu cầu bức xúc. Tuy nhiên,
quy mô của ngành công nghiệp hoá dƣợc ở Việt Nam còn nhỏ bé và nghèo nàn
về chủng loại sản phẩm, giá trị sử dụng còn thấp, công nghệ, kỹ thuật còn lạc
hậu, sản lƣợng thấp. Nguyên liệu sử dụng cho sản xuất thuốc phụ thuộc gần nhƣ
hoàn toàn vào nƣớc ngoài (nhập khẩu gần 60%). Trong khi đó, nguồn nguyên
liệu trong nƣớc dồi dào với các sản phẩm từ hoá dầu, thực vật, động vật, sinh vật
biển…lại chƣa đƣợc nghiên cứu, khai thác và sử dụng tƣơng xứng với tiềm
năng. Theo Cục quản lý dƣợc - Bộ Y tế, hiện trong nƣớc mới chỉ sản xuất đƣợc
những hoá dƣợc thông thƣờng, công nghệ đơn giản, phần lớn là hoá chất vô cơ
và hoá dƣợc chiết từ dƣợc liệu.
Theo Đề án quy hoạch phát triển ngành hoá dƣợc đến năm 2015 do Bộ Y
tế giới thiệu, nhằm từng bƣớc đáp ứng nhu cầu cơ bản về nguyên liệu hoá dƣợc
cho công nghiệp bào chế dƣợc phẩm, sẽ tập trung phát triển một số nhóm
nguyên liệu nhƣ nhóm thuốc kháng sinh, nhóm thuốc chống ung thƣ, tim mạch,
nhóm vitamin, nhóm thuốc giảm đau, hạ sốt… trong đó có nhóm tá dƣợc và phụ
gia, đặc biệt chú trọng đến việc tận dụng nguồn nguyên liệu dồi dào sẵn có ở
Việt Nam, tiến tới nội địa hoá nguồn nguyên liệu.
Shellac là một loại polyme tự nhiên có nguồn gốc động vật đƣợc tiết ra
bởi sâu cánh kiến. Sâu cánh kiến phát triển kí sinh trên một số loại cây ở Trung
Quốc, Ấn Độ và Thái Lan. Ở Việt Nam, nghề sản xuất cánh kiến phát triển ở
một số tỉnh nhƣ Sơn La, Hoà Bình, Lai Châu, vùng Nghệ An - Thanh Hoá tiếp

giáp với Lào và Tây Nguyên và là nguồn nguyên liệu dồi dào, sẵn có. Nhờ tính
chất tạo màng, tạo độ bóng và bảo vệ tốt, shellac đã đƣợc sử dụng làm lớp phủ
bảo quản hoa quả, bánh kẹo trong công nghiệp thực phẩm, công nghiệp sơn,
Khoa Hoá học, Lớp K31B

2

Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2


Khoá luận tốt nghiệp

Lê Thị Trang

công nghiệp đồ gỗ, nha khoa…Ngoài ra, shellac còn đƣợc sử dụng làm lớp bao
cho thuốc viên. Viên nang đƣợc bao màng shellac có thể bền trong môi trƣờng
dạ dày nhƣng bị hòa tan trong môi trƣờng ruột non tạo thành hệ vận chuyển
thuốc tác dụng hƣớng đích. Chính vì vậy, trong khoá luận tốt nghiệp này chúng
tôi lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu tính chất của màng shellac ứng dụng làm lớp
bao cho viên nang mềm”

Khoa Hoá học, Lớp K31B

3

Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2


Khoá luận tốt nghiệp


Lê Thị Trang

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung về cánh kiến đỏ và nhựa shellac từ cánh kiến đỏ
1.1.1. Nguồn gốc, thành phần của cánh kiến đỏ [1,2]
1.1.1.1. Nguồn gốc
Nhựa cánh kiến là một loại polyme tự nhiên thu đƣợc từ dịch tiết ra dạng
nhựa của sâu cánh kiến. Sâu cánh kiến đỏ là một loại côn trùng nhỏ có tên khoa
học là Lacciferkeer, thuộc bộ Coccidae (bọ rệp), sống kí sinh trên một số loại
cây. Ở Việt Nam có 3 giống gồm 5 loài: L. fici, L. greeni, L. lacca. Mỗi vòng
đời của sâu kéo dài 5- 6 tháng, mỗi năm thƣờng có 2 vụ thu hoạch: vụ chiêm thả
vào tháng 10- 11, thu hoạch vào tháng 4- 5 năm sau; vụ mùa thả vào tháng 4- 5,
thu hoạch vào tháng 10- 11.
Sâu cánh kiến đỏ đƣợc nuôi nhiều ở Ấn Độ, Thái Lan, Myanma, Trung
Quốc, Liên bang Nga và các nƣớc Đông Dƣơng. Ở Việt Nam, nghề sản xuất
cánh kiến đỏ có ở 1 số tỉnh: Sơn La, Hòa Bình, Lai Châu, vùng Nghệ An- Thanh
Hóa tiếp giáp với biên giới Việt- Lào và Tây Nguyên. Đây là một nguồn nguyên
liệu dồi dào và sẵn có.
Từ xa xƣa, con ngƣời đã biết sử dụng nhựa cánh kiến đỏ để gắn những
công cụ lao động nhƣ chuôi dao, lƣỡi cày, để nhuộm vải, nhuộm răng, sơn trang
trí. Những năm 1960 nó đƣợc thay thế một phần bằng nhựa tổng hợp, tuy nhiên
hầu hết các loại nhựa tổng hợp đều không thân thiện với môi trƣờng và có thể
gây ô nhiễm. Ngày nay, vấn đề bảo vệ môi trƣờng, bảo tồn tài nguyên ngày càng
đƣợc quan tâm và cánh kiến không độc có thể tái sinh, phân hủy tự nhiên và các
sản phẩm tạo ra từ cánh kiến có thể đáp ứng các yêu cầu về bảo vệ môi trƣờng.

Khoa Hoá học, Lớp K31B

4


Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2


Khoá luận tốt nghiệp

Lê Thị Trang

Nhựa cánh kiến đỏ đƣợc dùng làm nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp:
sơn, vecni, vật liệu cách điện, chất kết dính, bảo quản thực phẩm, y dƣợc…
1.1.1.2. Thành phần
Cánh kiến bao gồm 3 thành phần:
* Nhựa cánh kiến: là thành phần chính của cánh kiến. Phân tích định tính
và định lƣợng đƣợc tiến hành cách đây hơn 200 năm cho thấy nhựa cánh kiến là
một hỗn hợp polyeste, bao gồm axit béo có nhiều nhóm -OH và axit
sesquitecpenoid. Khối lƣợng phân tử trung bình của nó vào khoảng 1.000 và
mỗi phân tử chứa 4 hoặc 5 nhóm hydroxyl, 1 nhóm cacboxyl tự do, 1 nhóm
andehit, 2 hoặc 3 gốc este và một liên kết đôi.
Nhựa cánh kiến là một loại nhựa axit có thành phần hoá học khá phức tạp.
Khi thuỷ phân nhựa cánh kiến bằng kiềm thu đƣợc 3 axit mạch béo (axit
aleuritic, axit kerrolic và axit butolic) và 8 axit tecpenic mạch vòng (axit
shellolic, axit jalaric, axit epishellolic, axit laksholic, axit epilaksholic, axit
laccishellolic, axit epilaccishellolic và axit laccijalaric).
* Chất màu cánh kiến: có màu đỏ, tan trong nƣớc, là một phức hợp của
nhiều loại axit laccaic. Chất màu cánh kiến có thể tách thành 2 phần: một phần
là hồng cầu mới của cánh kiến, một loại dẫn xuất anthraquinon bao gồm 5 axit
laccaic và phần còn lại là màu vàng chứa erythrolaccin, deoxyerythrolaccin,
isoerythrolaccin.
* Sáp cánh kiến có thể tách thành 2 phần: một phần (80%) là hỗn hợp bao
gồm ancol sáp ong, ête sáp ong, axit sáp ong, axit cerinic, axit oleic, axit cetylic,
có thể hòa tan trong etanol nóng và phần kia (20%) axit laccerol và axit

lacceroic có thể tan trong benzen mà không tan trong ancol nóng.
Ngoài ra, còn có các chất khác: muối, abumin, đƣờng và các tạp chất nhƣ
xác sâu kiến, gỗ vụn, đất cát…
Bằng cách dùng một hệ thống các dung môi khác nhau rút chiết các thành
phần có trong nhựa thô nhờ tính tan trong các dung môi khác nhau của chúng,
Khoa Hoá học, Lớp K31B

5

Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2


Khoá luận tốt nghiệp

Lê Thị Trang

có thể xác định đƣợc những thành phần cơ bản có trong nhựa thô, nhựa hạt,
shellac.

Bảng 1. Tỉ lệ thành phần của nhựa thô, nhựa hạt và shellac
Thành phần (%)
Sáp
Nhựa
Xác sâu và những chất lạ khác
Độ ẩm

Nhựa thô
6–7
60 – 80
10 – 30

10 – 30

Nhựa hạt
4,5 – 6
80 – 92
3 – 10
1–2

Shellac
4,5 – 5,5
90 – 94
0,5 – 4,0
1–2

1.1.2. Shellac
1.1.2.1. Thành phần, cấu tạo
Shellac là một hỗn hợp các polyeste dẫn xuất của các axit béo hydroxy và
các axit secquitecpen. Đã xác định đƣợc trong một phân tử shellac trung bình có
chứa một nhóm cacboxyl, 5 nhóm hydroxyl, 3 liên kết este, 1 nhóm andehit,
không có mặt nhóm anhydrit và epoxy.
* Dùng ête etylic tách shellac thành 2 phần:
- Nhựa cứng (70%): không hòa tan trong ête, đƣợc sâu cánh kiến đỏ tiết ra
từ quá trình bình thƣờng, có những tính chất tƣơng ứng với các tính chất đặc
trƣng nhất của shellac.
- Nhựa mềm (30%): hòa tan trong ête, đƣợc tiết ra từ quá trình bất bình
thƣờng, có vai trò nhƣ một chất hóa dẻo cho nhựa cứng.
Hai phần nhựa này không kết hợp hóa học với nhau mà chỉ là một hỗn
hợp vật lý.
* Thuỷ phân shellac bằng kiềm cho một hỗn hợp các axit hydroxy béo và
vòng no.


Khoa Hoá học, Lớp K31B

6

Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2


Khoá luận tốt nghiệp

Lê Thị Trang

- Axit aleuritic (40%): là axit béo ở dạng tinh thể đầu tiên tách ra đƣợc từ
shellac có nhiệt độ nóng chảy 101,50C, tan trong nƣớc nóng, cồn, axeton,
amoniac nguội, benzen, toluen, cloroform, không tan trong ête, CS2. Axit
aleuritic là chất không quang hoạt. Axit aleuritic có công thức C16H32O5 gọi là
9,10,16- trihydroxypalmitic axit, công thức cấu tạo là:
HOCH2

(CH2)5

OH
H
C

C
H

(CH2)7 COOH


HO

Hình 1. 9,10,16- trihydroxypalmitic axit
Axit aleuritic chiếm khoảng 26-32% nhựa cánh kiến chứa chủ yếu là các
hợp chất mạch thẳng bởi thành phần và cấu trúc của các hợp chất mạch vòng
chịu ảnh hƣởng của các quá trình thứ cấp trong quá trình thuỷ phân nhựa cánh
kiến.
- Axit senloic (5-8%): là chất rắn, tinh thể hình lá, tan dễ dàng trong cồn,
nƣớc sôi, ête, benzen, cloroform. Sự có mặt của axit senlolic làm cho shellac trở
thành một nguyên liệu polyme ƣu việt để trùng hợp ghép tạo ra những sản phẩm
mới có những tính chất đáng chú ý. Axit senloic có công thức phân tử C15H20O6
và công thức cấu tạo:
COOH

HO
HOOC

CH2OH
H

CH3

Hình 2. Axit senloic
Axit shellolic chỉ chiếm 1,5% nhựa cánh kiến.
- Axit jalaric (30%): là một axit andehit, hút ẩm, tan đƣợc trong cồn,
etylaxetat, dioxan, rƣợu benzylic, ít tan trong nƣớc và không tan trong ête,

Khoa Hoá học, Lớp K31B

7


Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2


Khoá luận tốt nghiệp

Lê Thị Trang

cloroform, benzen. Axit jalaric có công thức phân tử là C15H20O5 và công thức
cấu tạo là:
HO

COOH

HOC

CH2OH
CH3

Hình 3. Axit jalaric
- Ngoài ra còn có các axit và các phân tử mạch vòng và mạch thẳng khác
với hàm lƣợng nhỏ hơn 0,1%.
* Cấu trúc phân tử của shellac
Shellac chỉ chứa cacbon, hydro, oxy và một lƣợng nhỏ tro không đáng kể,
có trọng lƣợng phân tử là 1.000. Công thức phân tử thực nghiệm là C60H90O15.
Cấu trúc phân tử của shellac còn chƣa sáng tỏ, cấu trúc hoá học gần đúng nhất:
CH2OH

CH2OH


(CH2)5

(CH2)5

CHOH

CHOH

CHOH
(H2C)7
O

(H2C)7

O

O
O

R

CHOH

CHOH

CHOH

CHOH
O


O

(H2C)7
O

O

R

R'

(CH2)5

(CH2)5

CHOH
O

CH2OH

CH2OH

(H2C)7
O

O
O

R
R'


O

O

O
O

R

R'

R'

Hình 4. Cấu trúc hoá học của shellac
Cấu trúc hoá học của shellac bao gồm các polyeste và các este đơn. Công
thức này xây dựng trên cơ sở 3 axit: aleuritic, jalaric và laccijalaric.

Khoa Hoá học, Lớp K31B

8

Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2


Khoá luận tốt nghiệp

Lê Thị Trang
CH2OH
(CH2)5

CHOH

PhÇn axit aleuritic

CHOH
(H2C)7
O

OH
O

PhÇn c¸ c axit tecpenic
O

R

R = CHO, R' = CH2OH
R = CHO, R' = CH3

R'

Axit jalaric
Axit laccijalaric

Hình 5. Cấu trúc hoá học các polyeste và các este đơn
1.1.2.2. Phương pháp tách shellac
Nguyên liệu cánh kiến đỏ chủ yếu để tinh chế lấy nhựa do đó kĩ thuật tinh
chế cánh kiến đỏ nhằm thực hiện việc tách bỏ tạp chất ra khỏi nhựa. Nguyên tắc
tách là từng bƣớc loại trừ những chất không phải nhựa ra khỏi nguyên liệu, giữ
vững hoặc cải thiện chất lƣợng nhựa có trong nguyên liệu. Tiến hành theo 3 giai

đoạn:
* Chuẩn bị nguyên liệu: Phân loại nguyên liệu theo chất lƣợng (màu sắc,
độ lớn, địa phƣơng…) và theo dạng (rời, bết, cục, đóng bánh); xử lý sơ bộ tách
bỏ đất cát, que cành, mảnh vỡ vụn; phá vỡ dạng bết cục, đóng bánh…
* Tách những tạp chất tan trong nƣớc:
- Nghiền: phá vỡ tổ nhựa, làm dễ dàng cho quá trình trích ly những chất
tan trong nƣớc có trong xác sâu cánh kiến đỏ.
- Sàng: Phân loại hạt nhựa sau khi nghiền theo độ lớn, thƣờng làm 3 loại
hạt: gạo, tấm, cám. Những loại hạt này không những khác nhau về độ lớn mà
còn về tỷ lệ nhựa có trong đó, nên phân loại hạt để có cách xử lý thích hợp.
- Trích ly: Là quá trình chủ yếu của giai đoạn hai, có nhiều cách trích ly
song đều dùng nƣớc làm dung môi tách các chất tan.
- Tách nƣớc: Sau khi rửa phải tách nƣớc bám vào các hạt nhựa bằng cách
làm ráo và phơi sấy.
Khoa Hoá học, Lớp K31B

9

Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2


Khoá luận tốt nghiệp

Lê Thị Trang

- Làm sạch: các hạt nhựa sau khi khô còn đƣợc làm sạch khỏi những tạp
chất không tan và nhẹ hơn nhựa bằng cách dùng sàng sấy để tách hoặc dùng
quạt gió kết hợp với các cyclon.
* Tách những tạp chất không tan
- Lợi dụng nhiệt độ nóng chảy thấp (800C) của nhựa. Những hạt nhựa

đƣợc đun tới chảy lỏng sau đó ép hoặc lọc nhựa qua lƣới lọc, tách giữ lại những
tạp chất không tan.
- Lợi dụng tính tan của nhựa trong một số dung môi xác định để hòa tan
nhựa thành dung dịch, lọc tách tạp chất không tan khỏi dung dịch nhựa và sau
đó tách dung môi khỏi nhựa.
* Tinh chế shellac
Hòa tan shellac vào trong thùng đựng cồn (etylic) có nồng độ và tỷ lệ phù
hợp. Khuấy đều dung dịch lên. Sau đó dung dịch đƣợc đổ vào các thùng lắng,
phần lớn các tạp chất không tan theo trọng lực lắng xuống đáy. Phần dung dịch
trong ở trên đƣợc lọc tiếp bằng vải lọc. Dung dịch lọc sạch đƣợc đem cô đặc ở
áp suất thấp tới khi hết dung môi thu đƣợc phần nhựa nóng, để nguội ta thu đƣợc
shellac tinh khiết hơn.
1.1.2.3. Tính chất của shellac [3]
Shellac là thành phần chủ yếu trong cánh kiến thô. Shellac là một loại
nhựa cứng, dai, vô định hình chứa một lƣợng nhỏ sáp, chất màu vàng và chất có
mùi. Shellac thay đổi từ đỏ thẫm tới da cam và vàng nhạt, nặng hơn nƣớc và khi
gia nhiệt nó chảy mềm ở 65-70oC và nóng chảy trong khoảng 75-800C. Shellac
không tan trong nƣớc, glyxerin, các dung môi hydrocacbon và este nhƣng tan
trong ancol và các axit hữu cơ.
Shellac có thể đƣợc tách thành 2 phần bởi ête: Phần tan trong ête đƣợc gọi
là nhựa mềm, dính và nhớt chiếm khoảng 30% tổng số. Phần không tan trong ête
đƣợc gọi là nhựa cứng hay nhựa tinh khiết có điểm chảy mềm 840C và điểm
nóng chảy 940C.
Khoa Hoá học, Lớp K31B

10

Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2



Khoỏ lun tt nghip

Lờ Th Trang

Khi cỏnh kin c gia nhit kộo di cao hn im núng chy, nú mt dn
tớnh chy v tri qua trng thỏi cao su ti sn phm khụng tan nh sng cng.
Shellac l mt vt liu kt dớnh tuyt vi khụng c, cú dn nhit thp, h s
gión n rt nh v chu cht n tt.
Shellac l mt vt liu cng cú th lm mm d dng bng cỏch gia nhit
khụ nhng khụng d dng b bin dng hay chy mm bi nhit trong ming.
Shellac khụng cú im chy mm v núng chy rừ rt, khụng ging nh cỏc hp
cht kt tinh khỏc. Nú chuyn dn t rn sang lng nhng s thay i trng thỏi
khụng liờn tc ng nht. Nu c gia nhit trờn 1000C vt liu to bt do cú
th xy ra quỏ trỡnh trựng hp ngng t ca shellac gii phúng nc di dng
hi v sau ú tng nht ca vt liu mm.
S cú mt ca cỏc nhúm hydroxyl v cacboxyl t do trong nha khin cho
nú rt d phn ng, c bit l este hoỏ, liờn quan n mt trong cỏc nhúm ú.
Quỏ trỡnh este hoỏ ln nhau din ra nhit cao (>700C) v thu c sn phm
trựng hp khụng tan. Mt trong nhng du hiu ú l quỏ trỡnh este hoỏ liờn
quan n s gii phúng nc. Phn ng l thun nghch, cú ngha l nu shellac
c gia nhit cú mt nc, nha trựng hp s chuyn thnh dng tan. Bi vy,
shellac khụng th trựng hp trong khuụn di ỏp sut do nú khụng th gii
phúng nc. Quỏ trỡnh trựng hp b lm chm bi mt s vt liu, iu ny rt
cú li khi shellac chu gia nhit lp li. Vớ d v cỏc vt liu ny l natri
hydroxit, natri axetat v diphenyl ure. Quỏ trỡnh trựng hp cú th b c ch bi
quỏ trỡnh este hoỏ nha cỏnh kin vi cỏc axit no mono basic trong khi mt s
cht tng tc c bit ti nh axit oxalic v ure nitrat.
1.2. Mt s ng dng ca shellac [34]
Shellac có rất nhiều ứng dụng trong thực tế, nó
đ-ợc sử dụng nhiều cho mục đích bảo vệ và trang trí

nh- làm lớp phủ bề mặt cho gỗ, kim loại, da và giấy.
Trong công nghiệp điện, shellac đ-ợc liên kết với các
Khoa Hoỏ hc, Lp K31B

11

i hc S phm H Ni 2


Khoỏ lun tt nghip

Lờ Th Trang

vật liệu khác nh- mica để tạo thành vật liệu cách
điện tốt. Trong lĩnh vực công nghệ nó đ-ợc sử dụng
làm môi tr-ờng kết dính trong sản xuất bánh mài. Ngoài
ra shellac cú th c ỏp dng trong cụng nghip quõn s, mc in, da, cht do,
nha, luyn kim, mỏy múc, g, thc phm v dc phm.
Tựy thuc vo mc tinh khit ca nha tinh ch t nguyờn liu cỏnh
kin m shellac c phõn ra lm nhiu cp cú cht lng khỏc nhau v c
s dng vo cỏc lnh vc khỏc nhau.
1.2.1. Trong cụng nghip g
Vecni shellac cú th d dng thu c v rt d s dng. Mng vecni cú
tớnh cht búng tt vi bn kt dớnh tt v n hi tt. Vecni shellac cú th
gi cho g khi b mt v cỏc hp cht du bờn ngoi phỏ hu lp ph b mt.
Cỏnh kin bin tớnh c s dng lm lp lút v sau khi ph, tớnh cht quột v
búng sn ca lp lút c ci thin. Tớnh cht bn bỏm dớnh, chu nhit,
chu nc v bn dung mụi cng c ci thin.
Mt loi sn lc polyurethan c sn xut bng cỏch úng rn hn hp
isocyanat trựng hp s b v cỏnh kin bin tớnh vi du lanh v glyxerin. Sn

lc thu c cú búng tt, bn kt dớnh cao v tớnh cht chu nc tt, nú
cú th chu c n mũn vi H2SO4 20% v NaOH 5%. Polyme ghộp cng cú
th c tng hp t cỏnh kin vi metyl metacrylat (MMA) s dng kali
pemanganat lm cht khi mo v cỏnh kin bin tớnh cú cng v chu
nc tt hn.
1.2.2. Trong luyn kim v cụng nghip mỏy múc
Trong luyn kim v cụng nghip mỏy múc, cỏnh kin c s dng ch
yu lm lp ph b mt v tỏc nhõn kt dớnh bo v v trang trớ cỏc sn phm
kim loi. Tớnh chu nhit v bn kt dớnh ca cỏnh kin c ci thin khi
bin tớnh vi axit tannic v canxi abietic; kh nng chu mi mũn cng c ci
thin nu bin tớnh vi nha ure- formandehit v mu sc ca nha cỏnh kin tr
Khoa Hoỏ hc, Lp K31B

12

i hc S phm H Ni 2


Khoá luận tốt nghiệp

Lê Thị Trang

nên tốt hơn với axit oxalic. Kết quả thí nghiệm sƣơng muối cho thấy khả năng
chịu ăn mòn của sơn cánh kiến tăng 1,38 lần.
Lớp phủ màng shellac trên các tấm kim loại đƣợc thực hiện nhờ quá trình
trùng hợp điện hoá. Có thể thấy rằng việc thêm metylacrylamit vào dung dịch
shellac tạo lớp phủ bám dính hơn và nhẵn hơn trên các tấm kim loại.
Wang và cộng sự [33] nghiên cứu tạo lớp phủ thân thiện môi trƣờng trên
cơ sở shellac sử dụng diamin béo làm tác nhân tạo lƣới trong dung môi etanol.
Nhóm amin xuất hiện trên phổ hồng ngoại trong cấu trúc shellac biến tính chứng

tỏ 1,3- propandiol có thể phản ứng thành công với nhóm axit trong shellac. Sự
tăng hiệu quả chống ăn mòn của shellac biến tính có thể quan sát đƣợc trực tiếp
từ sự đổi màu của ảnh bề mặt đồng, đồng phủ shellac biến tính sau 60 giờ thử
nghiệm mù muối. Các kết quả phổ tổng trở điện hoá chứng tỏ rằng sau 24 giờ
ngâm trong dung dịch NaCl 0,5M, ion Cl- và nƣớc đi tới điện cực đồng và
shellac bị mất khả năng bảo vệ đồng. Tuy nhiên, tính chất ăn mòn của điện cực
đồng phủ shellac biến tính ngâm trong dung dịch NaCl 0,5M trong 24 giờ vẫn
có các đặc tính của nửa thời gian ngâm và lớp phủ cản trở quá trình thâm nhập
của nƣớc và các ion lên bề mặt đồng. Trong khi đó sau 72 giờ ngâm, shellac
biến tính bắt đầu mất khả năng bảo vệ đồng. Việc cải thiện hiệu quả chống ăn
mòn đồng của shellac biến tính là do sự hình thành cấu trúc mạng lƣới và đƣa
các nhóm béo kị nƣớc vào cấu trúc shellac, làm chậm tốc độ di chuyển của nƣớc
và ion lên bề mặt đồng.
1.2.3. Trong công nghiệp điện
Nhựa cánh kiến có tính chất cách điện, tính chất bám dính, khả năng chịu
lửa và dẻo hoá nhiệt rất tốt. Nó đƣợc sử dụng rộng rãi làm vecni cách điện, lá
cách điện, cách đất. Màng vecni khô trong không khí đƣợc tổng hợp từ nhựa
70:30 shellac- epoxy có thể chịu đƣợc nhiệt độ 1800C sau khi đóng rắn ở 1750C
trong 30 phút.
1.2.4. Trong công nghiệp mực in
Khoa Hoá học, Lớp K31B

13

Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2


Khoá luận tốt nghiệp

Lê Thị Trang


Do cánh kiến có một loạt các đặc tính tốt nhƣ độ bám dính tốt, khô nhanh,
bền ẩm, bền mài mòn và độ bóng tốt nên nó đƣợc áp dụng rộng rãi trong việc
sản xuất mực in. Việc chế tạo nhựa cánh kiến biến tính cho mực in từ cánh kiến
tẩy trắng cho sản phẩm phù hợp với quá trình in. Việc sử dụng nhựa cánh kiến
đƣợc mở rộng và các sản phẩm mới đã đƣợc phát triển.
1.2.5. Trong công nghiệp chất dẻo
Do nhựa shellac là một loại hợp chất nhiệt dẻo đặc trƣng và có khả năng
chịu nhiệt ở một mức độ nhất định nên nó có thể đƣợc sử dụng trong công
nghiệp chất dẻo. Khi chất tăng tốc hoặc chất độn đƣợc bổ sung vào nhựa shellac,
nó có thể đƣợc chế tạo thành bột đúc hay khuôn đúc và đƣợc sử dụng làm vật
liệu cho sản phẩm bakelit.
Shellac có ảnh hƣởng tới cấu trúc và tính chất của bọt phenolic. Sau khi
chất dẻo bọt phenol đƣợc độn bằng gốc shellac, độ bền cơ lý của nó đƣợc cải
thiện rõ rệt trong khi đó sự hấp thụ ẩm giảm.
Nhựa cánh kiến biến tính đƣợc sử dụng để tổng hợp vật liệu đúc phenolic
cánh kiến biến tính. Các sản phẩm này có thể đạt tất cả các chỉ số chất lƣợng
đƣợc quy định trong GB1404-89 với chi phí sản phẩm giảm 10% so với các sản
phẩm nhựa cánh kiến không biến tính. Đây là lần đầu tiên nhựa cánh kiến đƣợc
sử dụng để tổng hợp các vật liệu đúc phenolic ở Trung Quốc.
1.2.6. Trong công nghiệp quân sự
Cánh kiến là một vật liệu thô quan trọng và không thể thiếu trong công
nghiệp quân sự. Nó có thể sử dụng làm tác nhân phủ, vật liệu cách điện và keo
dán. Hơn nữa, axit aleuritic, thành phần chủ yếu trong nhựa cánh kiến, có thể
đƣợc áp dụng làm thuỷ tinh chống đạn và các thiết bị quân sự với chức năng
chắn tử ngoại và chắn bức xạ.
1.2.7. Trong các ngành công nghiệp khác
Cánh kiến cũng có thể đƣợc sử dụng làm tác nhân đánh bóng hoặc thuộc
da, lớp phủ bóng và bảo vệ tấm giấy và nhựa trao đổi ion. Hồng cầu cánh kiến
Khoa Hoá học, Lớp K31B


14

Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2


Khoá luận tốt nghiệp

Lê Thị Trang

có thể đƣợc áp dụng trong quá trình nhuộm vải, tạo màu cho đồ uống hay kẹo.
Sáp cánh kiến có thể đƣợc sử dụng để đánh giày, sáp phủ sàn và giấy than. Phủ
sáp cho quả có thể đƣợc thực hiện từ sáp cánh kiến và có thể đƣợc sử dụng làm
tác nhân chống hỏng cho trứng, quả và rau.
1.3. Ứng dụng của shellac trong thực phẩm và dƣợc phẩm
1.3.1. Ứng dụng của shellac trong thực phẩm
Trong số các phƣơng pháp bảo quản rau quả và thực phẩm hiện nay, lớp
phủ ăn đƣợc rất đƣợc chú ý. Lớp phủ ăn đƣợc là một lớp vật liệu mỏng đƣợc áp
dụng trên bề mặt sản phẩm hoặc để thay thế lớp sáp bảo vệ tự nhiên và cung cấp
cho thực phẩm một lớp chắn ẩm, oxy và sự di chuyển chất tan. Các lớp phủ này
đƣợc áp dụng trực tiếp trên bề mặt hoa quả bằng cách nhúng, phun hay quét để
tạo một lớp khí quyển biến đổi. Lớp phủ ăn đƣợc có một số ƣu điểm nhƣ: cải
thiện khả năng duy trì các thành phần chất màu, đƣờng, axit và mùi thơm, giảm
hao hụt khối lƣợng, duy trì chất lƣợng trong quá trình vận chuyển và bảo quản,
kéo dài thời hạn sử dụng.
Các polyme sinh học nhƣ protein, polysaccarit, lipit và nhựa là các vật
liệu tạo màng thƣờng đƣợc sử dụng. Lớp phủ shellac có độ thấm khí O2, CO2 và
etylen thấp, lớp phủ cũng khô nhanh và tạo cho sản phẩm phủ một bề mặt bóng.
Các kết quả nghiên cứu cho thấy lớp phủ shellac làm giảm độ thấm khí qua lớp
vỏ của cam, ớt chuông và táo [10], có độ bóng cao hơn lớp phủ hydroxypropyl

metylxenlulozơ (HPMC) [30], ổn định màu khi bảo quản kéo dài [31], tính chất
chắn ẩm tốt hơn lớp phủ từ sáp ong khi bảo quản mận [25], cải thiện các thông
số chất lƣợng nhƣ độ chắc quả, hao hụt khối lƣợng, độ Brix, độ axit chuẩn độ,
hàm lƣợng etanol so với lớp phủ sáp khi bảo quản táo Delicious và các loại táo
khác [4,7], giảm các rối loạn sinh lý nhƣ hƣ hỏng lạnh, thâm vỏ, hao hụt khối
lƣợng khi bảo quản quít [5,9], làm giảm hàm lƣợng etanol và cho mùi thơm hơn
khi bảo quản cam Valencia [8].

Khoa Hoá học, Lớp K31B

15

Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2


Khoá luận tốt nghiệp

Lê Thị Trang

Zhou và cộng sự [32] đã sử dụng lớp phủ trên cơ sở shellac để bảo quản
quả lê Huanghua ở 40C. Những thay đổi về chất lƣợng và thay đổi bên trong
(tốc độ hô hấp, hao hụt khối lƣợng, độ thấm nàng tế bào, độ cứng, độ giòn đƣợc
ghi lại định kỳ trong 60 ngày sau khi thu hoạch để so sánh ảnh hƣởng của các
lớp phủ áp dụng. Kết quả cho thấy, so với các quả lê Huanghoa không đƣợc
phủ, tất cả các quả lê đƣợc phủ đều giảm đáng kể cƣờng độ hô hấp và hao hụt
khối lƣợng cũng nhƣ làm chậm những thay đổi ở những thông số độ chín nhƣ độ
thấm của màng tế bào, hàm lƣợng rắn hoà tan, độ axit chuẩn độ, hàm lƣợng axit
ascorbic và mùi vị. So với các lớp phủ khác, lớp phủ shellac hiệu quả hơn trong
việc ức chế trao đổi chất và duy trì chất lƣợng của quả lê Huanghoa trong quá
trình bảo quản.

Lớp phủ shellac có tác động tới sinh lý sau thu hoạch của dƣa Hami. Lớp
phủ shellac có thể làm giảm mất nƣớc và thuận lợi cho quá trình chống hỏng.
Khi dƣa đƣợc xử lý bằng lớp phủ shellac, cƣờng độ hô hấp và sự giải phóng
etylen của nó giảm. Trong khi đó, sự tích luỹ cacbonic trong các lỗ hổng tăng
mạnh.
Màng ăn đƣợc đƣợc tạo từ dung dịch cánh kiến trong ancol và tinh bột có
đặc tính chịu nƣớc, bền ẩm tốt hơn và độ bền cao hơn, không gây hại cho cơ thể
ngƣời và có khả năng phân huỷ trong điều kiện tự nhiên. Nếu bánh mì đƣợc phủ
bằng màng này, nó có thể đƣợc bảo vệ không bị mốc và kéo dài thời hạn sử
dụng. Lớp phủ shellac cũng đƣợc sử dụng cho bánh kẹo, socola để tạo độ bóng,
chắn ẩm, chống đóng bánh và kéo dài thời hạn sử dụng [14].
Caner [6] nghiên cứu ảnh hƣởng của lớp phủ shellac tới chất lƣợng trứng
gà và khả năng chấp nhận của ngƣời tiêu dùng. Lớp phủ shellac có hao hụt khối
lƣợng nhỏ nhất cũng nhƣ chỉ số lòng đỏ cao nhất so với các lớp phủ khác. Trên
cơ sở đánh giá cảm quan, lớp phủ shellac cũng có độ bóng cao nhất.
Màng 2 lớp ăn đƣợc gồm aga và tinh bột sắn là lớp gắn kết cấu trúc và
shellac tráng trong etanol là lớp chắn ẩm đƣợc nghiên cứu về khả năng sử dụng
Khoa Hoá học, Lớp K31B

16

Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2


Khoá luận tốt nghiệp

Lê Thị Trang

để bảo quản thực phẩm [20]. Màng 2 lớp có chứa shellac không dẻo hoá có độ
thấm hơi nƣớc thấp. Giá trị tốc độ hấp thụ nƣớc lỏng thấp chứng tỏ các lớp chắn

này có bề mặt tƣơng đối kị nƣớc. Tuy nhiên, đặc tính cứng và giòn của shellac
khiến cho lớp này không nguyên vẹn. Nó có xu hƣớng bị giòn và vỡ. Việc bổ
sung chất hoá dẻo polyetylen glycol (PEG) vào shellac cải thiện tính mềm dẻo,
ngăn sự khuyết tật cấu trúc và tăng độ bám dính giữa lớp shellac và lớp gắn kết
cấu trúc. Việc sử dụng chất hoá dẻo ít có ảnh hƣởng đến độ thấm hơi nƣớc của
màng 2 lớp, tuy nhiên, tính kị nƣớc bề mặt cũng nhƣ tốc độ thấm nƣớc lỏng
tƣơng đƣơng với lớp shellac không dẻo hoá. Hơn nữa, PEG làm tăng tính biến
dạng kéo của màng 2 lớp. Dù đƣợc dẻo hoá hay không thì lớp shellac cũng có
thể cải thiện đáng kể các tính chất chức năng của rào chắn 2 lớp và hứa hẹn sử
dụng làm bao gói sinh học.
Ảnh hƣởng của các chất hoá dẻo và polyme khác nhau tới tính chất cơ lý,
tính chất nhiệt, độ xốp và khả năng thấm thuốc của màng shellac đƣợc nghiên
cứu [26]. Việc thêm chất hoá dẻo trietyl citrat làm giảm cả modun đàn hồi và
nhiệt độ chuyển hoá thuỷ tinh và tăng độ dãn dài khi đứt của màng shellac. Ảnh
hƣởng này có liên quan đến nồng độ chất hoá dẻo. Bổ sung các polyme HPMC
và MC với lƣợng khác nhau vào màng shellac làm tăng độ mềm dẻo, trong khi
đó bổ sung PVA làm giảm độ mềm dẻo, khả năng thấm thuốc cũng nhƣ tăng
nhiệt độ chuyển hoá thuỷ tinh. Bổ sung EC làm giảm nhẹ tính đàn hồi và giảm
nhẹ khả năng thấm thuốc. Tuy nhiên điều này không có ảnh hƣởng nhiều đến
nhiệt độ chuyển hoá thuỷ tinh. Ngoài ra, có thể thấy rằng khả năng thấm thuốc
có liên quan trực tiếp đến tính chất cơ lý và nhiệt độ chuyển hoá thuỷ tinh của
màng shellac.
1.3.2. Ứng dụng của shellac trong dược phẩm
Trong công nghiệp dƣợc, cánh kiến chủ yếu đƣợc sử dụng làm lớp phủ
chịu ẩm cho thuốc đạn, viên nén và viên nang. Sau khi phủ bằng shellac lên bề
mặt, thuốc đạt đƣợc độ bóng, chịu ẩm và thời hạn sử dụng dài, hơn nữa lớp phủ
Khoa Hoá học, Lớp K31B

17


Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2


Khoá luận tốt nghiệp

Lê Thị Trang

có thể che dấu một cách hiệu quả mùi không mong muốn của thuốc. Nhƣ một
loại vật liệu phủ tan trong ruột, shellac có thể bảo vệ thuốc không bị hoà tan
trong dạ dày mà tan trong ruột.
Trenktrog và cộng sự [29] đã phát triển thuốc vê insulin bao phim tan
trong ruột và nghiên cứu quá trình nhả thuốc và đánh giá in vivo. Thuốc vê
insulin cho ngƣời là một loại thuốc mẫu đƣợc bào chế bằng quá trình đùn và vê
viên để nghiên cứu đƣa peptit qua đƣờng miệng. Quá trình này tỏ ra phù hợp để
bào chế những mẻ nhỏ 50g qui mô phòng thí nghiệm. Các công thức đƣa ra
đƣợc hoàn thiện bằng cách bổ sung chất ức chế proteaza là aprotinin và natri
cholat là chất thúc đẩy sự hấp thụ trong ruột nhằm tăng cƣờng hiệu lực sinh học
qua miệng của insulin. Để bảo vệ peptit trong môi trƣờng dịch dạ dày, thuốc vê
đƣợc phủ shellac trong thiết bị phủ tầng sôi. Tính chất dƣợc của các mẻ bào chế
đƣợc đánh giá bằng cách phân tích hàm lƣợng và thử nghiệm hoà tan. Quá trình
hoà tan insulin trong dịch dạ dày mô phỏng có pH 1,2 đƣợc ngăn chặn nhờ
shellac. Mặt khác, insulin đƣợc phân tán ở cấp độ phân tử giải phóng nhanh và
hoàn toàn trong dịch ruột mô phỏng có pH 7,5 với hiệu quả đồng thời của chất
ức chế proteaza chống lại hoạt tính enzyme đƣa vào.
Shellac đƣợc sử dụng làm lớp phủ cho hệ vận chuyển thuốc tác dụng
hƣớng đích tại ruột. Công thức viên nén tác dụng hƣớng đích tại ruột sử dụng
các polysaccarit tự nhiên nhƣ chitosan và gôm guar làm chất mang và diltiazem
clorua làm thuốc mẫu. Các viên nén thuốc- polyme bào chế đƣợc bao 2 lớp, lớp
bên trong là inulin và lớp bên ngoài là shellac, sau đó đƣợc đánh giá các tính
chất nhƣ khối lƣợng trung bình, độ cứng và chiều dày lớp bao. Nghiên cứu nhả

thuốc in vitro đƣợc thực hiện 2 giờ trong đệm HCl pH 1, 2, 3 giờ trong đệm
photphat pH 7,4 và 6 giờ trong dịch ruột mô phỏng để bắt chƣớc các điều kiện
từ miệng tới ruột. Quá trình giải phóng thuốc từ viên nén đƣợc theo dõi nhờ sử
dụng quang phổ tử ngoại/khả kiến. Các nghiên cứu in vitro chứng tỏ rằng viên
nén bao màng inulin và shellac điều khiển quá trình giải phóng thuốc trong môi
Khoa Hoá học, Lớp K31B

18

Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2


Khoá luận tốt nghiệp

Lê Thị Trang

trƣờng dạ dày và ruột non, lƣợng thuốc giải phóng cực đại trong môi trƣờng ruột
[27].
Một hệ thuốc uống dạng sủi nhiều đơn vị đƣợc bào chế để kéo dài thời
gian làm trống dạ dày của thuốc. Khả năng sủi và đặc tính giải phóng chậm của
hệ đƣợc đánh giá in vitro. Hệ bao gồm các viên thuốc đạn giải phóng chậm dạng
hạt và lớp kép trên các viên thuốc đạn. Lớp bên trong là lớp sủi chứa đồng thời
natri cacbonat và axit tartaric. Lớp bên ngoài là lớp màng trƣơng chứa chủ yếu
là polyvinyl axetat và shellac tinh chế. Khi hệ đƣợc ngâm trong nƣớc, nó tạo
thành các viên thuốc trƣơng nhƣ bóng có tỷ trọng nhỏ hơn 1,0g/ml. Phản ứng là
do khí cacbonic sinh ra bởi quá trình trung hoà trong lớp sủi khi nƣớc khuếch
tán qua lớp màng trƣơng. Hệ sủi hoàn toàn trong khoảng 10 phút và sủi khoảng
80% còn lại trong thời gian 5 giờ không phụ thuộc pH và độ nhớt của môi
trƣờng thử nghiệm. Trong khi hệ đang sủi, thuốc (p- aminobenzoic axit) đƣợc
giải phóng. Tốc độ giải phóng thuốc khỏi hệ là bậc 0 và phụ thuộc đặc tính giải

phóng chậm của các hạt giải phóng chậm có trong hệ. Tốc độ giải phóng không
bị ảnh hƣởng bởi khối lƣợng lớp màng trƣơng tới 13% khối lƣợng [13].
Động học giải phóng thuốc của viên nén nền trên cơ sở shellac đƣợc điều
biến nhờ quá trình trùng hợp in situ qua giai đoạn ủ. Viên nén giải phóng chậm
dạng liều uống trên cơ sở shellac đƣợc lập công thức và bào chế sử dụng
metronidazole (MZ) làm thuốc mẫu. Viên nén đƣợc bào chế bằng quá trình dập
ƣớt với những lƣợng shellac và lactozơ khác nhau. Ảnh hƣởng của thời gian ủ
và pH của môi trƣờng tới quá trình giải phóng thuốc khỏi viên nén đƣợc nghiên
cứu. Tăng lƣợng shellac và tăng nhiệt độ ủ có ảnh hƣởng đáng kể tới tính chất
cơ lý (có nghĩa là độ cứng viên nén và sự phân rã viên nén) và quá trình giải
phóng MZ khỏi viên nén. Quá trình trùng hợp in situ đóng vai trò quan trọng tới
những thay đổi tính chất shellac trong quá trình ủ. Mặc dù shellac không tan
trong môi trƣờng axit, sự giải phóng MZ trong HCl 0,1N nhanh hơn trong đệm
pH 7,3, do MZ có độ tan lớn hơn trong môi trƣờng axit. Việc điều biến động học
Khoa Hoá học, Lớp K31B

19

Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2


Khoá luận tốt nghiệp

Lê Thị Trang

quá trình giải phóng MZ khỏi viên nén nền shellac có thể thực hiện đƣợc bằng
cách thay đổi lƣợng shellac và nhiệt độ ủ [19].
Shellac là một polyme thú vị đƣợc ứng dụng để bao màng tan trong ruột
cho thuốc viên bởi nó là một polyme tan trong ruột đƣợc chứng nhận làm phụ
gia thực phẩm. Viên vê chứa thuốc dạng lớp đƣợc bao bằng bột shellac khô bằng

kỹ thuật bao màng bột khô thay cho lớp phủ nƣớc và hữu cơ đã đƣợc nghiên
cứu. Nồng độ chất hoá dẻo cao và đóng rắn nhiệt là cần thiết để kết hợp các hạt
polyme và tạo màng. Thông số chính quyết định quá trình lắng đọng bột trên
viên vê không chỉ là nhiệt độ chảy mềm (chuyển hoá thuỷ tinh) của polyme mà
còn là kích thƣớc hạt của bột polyme. Hiệu quả bao màng có thể tăng tới hơn
80% khi nhiệt độ bao màng tăng tới 60-650C. Nhiệt độ này cao hơn nhiệt độ hoá
thuỷ tinh của shellac (khoảng 500C). Là một polyme nhiệt dẻo, các hạt shellac
dính tạo thành ở nhiệt độ này sẽ bám lên bề mặt viên vê đƣợc gia nhiệt [21].
Tính chất tan trong ruột và độ bền của màng shellac đƣợc tăng cƣờng nhờ
tạo muối composit [17]. Mẫu shellac đƣợc chế tạo ở các dạng muối khác nhau
bằng cách hoà tan chúng với 2-amino-2metyl-1- propanol (AMP) và amoni
hydroxit (AMN) theo tỷ lệ khác nhau. Kết quả cho thấy độ tan trong nƣớc của
muối shellac đƣợc cải thiện khi tỷ lệ AMP:AMN tăng. Nhƣợc điểm chính của
muối AMN là độ tan và độ bền kém đƣợc bù trừ nhờ kết hợp với muối AMP,
trong khi đó nhƣợc điểm chính của muối AMP là tính hút ẩm cao và độ bền
màng thấp đƣợc đối trọng nhờ kết hợp với muối AMN. Tỷ lệ AMP:AMN tối ƣu
trong khoảng 40:60 đến 80:20.
Tính chất tan trong ruột của shellac cũng có thể đƣợc cải thiện nhờ tạo
dẫn xuất succinat qua phản ứng trong môi trƣờng khô. Shellac và anhydrit
succinic đƣợc trộn và nghiền bằng máy nghiền bi. Hỗn hợp nghiền đƣợc hoạt
hoá bằng cách gia nhiệt trong những khoảng thời gian khác nhau và rửa để loại
anhydrit succinic dƣ. Hỗn hợp nghiền và hỗn hợp nghiền hoạt hoá nhiệt đƣợc
đặc trƣng bằng phân tích lý hoá bao gồm giá trị axit, phổ hồng ngoại, phổ 1H
Khoa Hoá học, Lớp K31B

20

Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2



Khoá luận tốt nghiệp

Lê Thị Trang

NMR và 13C NMR, phân tích nhiệt và tính chất màng. Màng đƣợc tổng hợp từ
shellac succinat cho độ tan tốt, đặc biệt là tại pH của ruột non (5,8-6,7) so với
shellac tự nhiên. Màng shellac succinat cũng có tính chất cơ lý tốt hơn. Nói
chung, sự hình thành este shellac succinat ở trạng thái rắn cải thiện tính chất tan
trong ruột [18].
Nhƣợc điểm của shellac là độ bền và độ tan kém trong pH kiềm của ruột
so với các polyme tổng hợp và bán tổng hợp tan trong ruột khác nhƣ polyacrylat,
dẫn xuất xenlulozơ...Để cải thiện các tính chất này, shellac đƣợc biến tính bằng
cách thuỷ phân một phần trong dung dịch NaOH [15,16]. Shellac thuỷ phân
đƣợc đánh giá các tính chất lý hoá và tính chất màng so với shellac tự nhiên.
Viên nén bao màng shellac tự nhiên và shellac thuỷ phân cũng đƣợc đánh giá.
Viên nén bao màng shellac thuỷ phân có độ thấm axit cao hơn. Trong lớp màng
bao trên cơ sở etanol, shellac có độ tan thấp hơn và hoà tan thuốc chậm hơn.
Trong lớp màng bao trên cơ sở amoniac, độ tan của shellac đƣợc cải thiện ở gần
pH 7 nhờ trung hoà thành muối amoni tan tốt, bởi vậy hoà tan thuốc nhanh hơn.
Viên nén bao màng shellac cũng có độ bền độ ẩm tốt hơn là viên nén bao
màng hydroxy propyl metylxenlulozơ (HPMC) và lớp bao shellac có thể che
giấu hiệu quả mùi không mong muốn của acetaminophen. Ngoài ra, shellac cũng
phù hợp cho viên nén tác dụng kéo dài [23].
Pearnchob và cộng sự [22,24] đã tìm ra phƣơng pháp để cải thiện khả
năng solvat hoá của viên nang gelatin mềm phủ shellac trong dịch ruột mô
phỏng nhờ bổ sung các tác nhân tạo mao quản nhƣ các axit hữu cơ và polyme ƣa
nƣớc, và duy trì đƣợc độ bền trong dạ dày. Kết quả cho thấy rằng sự phân rã tốt
nhất đạt đƣợc khi sử dụng axit sorbic làm chất tạo mao quản. Axit sorbic duy trì
lớp phủ shellac ở pH thấp nhƣng bị hoà tan trong pH đệm 6,8, bởi vậy bền trong
dạ dày và phân rã nhanh trong dịch ruột mô phỏng. Thời gian phân rã của viên

nang gelatin mềm bao màng shellac trong etanol giảm khi tăng lƣợng chất tạo
mao quản.
Khoa Hoá học, Lớp K31B

21

Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2


Khoá luận tốt nghiệp

Lê Thị Trang

Việc áp dụng shellac từ dung dịch nƣớc cho hiệu quả tan trong ruột tốt
hơn so với áp dụng trong dung dịch etanol. Tính chất lớp bao của màng shellac
trong nƣớc đƣợc so sánh với polyme polymetacrylat tan trong ruột thƣờng đƣợc
sử dụng, cho thấy ở dạng này shellac có tính chất tạo màng và tan trong ruột tốt
hơn. Điều này có thể hạn chế nguy cơ cháy nổ cũng nhƣ nồng độ cao cục bộ của
dung môi dễ bay hơi trong lớp màng bao [28].
Trong dƣợc phẩm, shellac còn đƣợc sử dụng làm vật liệu chân răng [11]
hay có khả năng chống sâu răng [12].

Khoa Hoá học, Lớp K31B

22

Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2


Khoá luận tốt nghiệp


Lê Thị Trang

CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM
2.1. Hoá chất, dụng cụ
2.1.1. Hoá chất
- Shellac (Công ty XNK lâm sản Lai Châu)
- Ống chuẩn HCl 0,1N (Việt Nam)
- Axit citric (Trung Quốc)
- Axit benzoic (Trung Quốc)
- Axit sorbic (Trung Quốc)
- Natri dihydrophotphat NaH2PO4 (Trung Quốc)
- Dinatri hydrophotphat Na2HPO4 (Trung Quốc)
- Etanol tuyệt đối, etanol 960 (Việt Nam)
- Sorbitol (Trung Quốc)
- Glyxerin (Trung Quốc)
- Natri clorua NaCl (Việt Nam)
- Magie clorua MgCl2 (Trung Quốc)
- Kali clorua KCl (Trung Quốc)
- Kali nitrat KNO3 (Trung Quốc)
- Natri hydroxit NaOH (Trung Quốc)
- Axit clohydrric HCl (Trung Quốc)
Các dung môi đƣợc sử dụng không qua tinh chế
2.1.2. Dụng cụ
- Cốc thuỷ tinh 500, 250, 100ml
- Pipet các loại, đũa thuỷ tinh
- Máy khuấy từ có gia nhiệt IKA (Đức)
- Tấm thuỷ tinh tạo màng kích thƣớc 10 x 10cm
- Tủ sấy chân không Karl Korb (Đức)


Khoa Hoá học, Lớp K31B

23

Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2


Khoá luận tốt nghiệp

Lê Thị Trang

2.2. Phƣơng pháp tiến hành
2.2.1. Thuỷ phân shellac
Shellac đƣợc thuỷ phân một phần bằng cách xử lý trong dung dịch NaOH.
200g shellac đƣợc hoà tan trong 1800g dung dịch NaOH 2% và giữ ở 300C trong
những khoảng thời gian khác nhau 10, 15, 30 và 60 phút. Hỗn hợp đƣợc trung
hoà bằng dung dịch axit sunfuric 2N, rửa hết axit dƣ bằng nƣớc và làm khô ở
250C.
* Xác định chỉ số axit (acid index -AI): Chỉ số axit là số miligam kali
hydroxit cần thiết để trung hoà các axit tự do chứa trong 1g shellac. Chỉ số axit
AI đƣợc xác định theo tiêu chuẩn Dƣợc điển Việt Nam. Cân chính xác khoảng
10g shellac, thêm 50 ml hỗn hợp đồng thể tích etanol 96% và ete, dùng 0,5ml
dung dịch phenolphtalein làm chỉ thị. Lắc để shellac tan hoàn toàn. Chuẩn độ
bằng dung dịch KOH 0,1 N cho đến khi xuất hiện màu hồng bền trong 15 giây.
Chỉ số axit đƣợc tính theo công thức sau:
AI =
trong đó:

5,610  a
P


a- số ml dung dịch KOH 0,1 N đã dùng
P- lƣợng shellac đem thử (g)

* Xác định chỉ số xà phòng hoá (Saponification index SI ): Chỉ số xà
phòng hoá là số miligam kali hydroxit cần thiết để trung hoà các axit tự do và để
xà phòng hoá các este chứa trong 1g shellac. Chỉ số xà phòng hoá SI đƣợc xác
định theo tiêu chuẩn Dƣợc điển Việt Nam. Cân chính xác một lƣợng shellac cho
vào bình nón nút nhám dung tích 250 ml. Thêm 25ml dung dịch KOH 0,5N
trong etanol và vài viên đá bọt. Lắp ống sinh hàn ngƣợc và đun sôi 30 phút trên
cách thuỷ. Thêm 1ml dung dịch phenolphtalein và chuẩn độ ngay (khi dung dịch
còn đang nóng) bằng dung dịch HCl 0,5N. Song song tiến hành một mẫu trắng.
Chỉ số xà phòng hoá đƣợc tính theo công thức sau:

Khoa Hoá học, Lớp K31B

24

Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2


Khoá luận tốt nghiệp

Lê Thị Trang

SI =
trong đó:

28,05  b  a 
P


b- số ml dung dịch HCl 0,5N dùng để chuẩn độ mẫu trắng
a- số ml dung dịch HCl 0,5N dùng để chuẩn độ mẫu thử
P- lƣợng shellac đem thử (g)

* Chỉ số este (este index - EI): là hiệu của chỉ số xà phòng hoá và chỉ số
axit
EI = SI - AI
2.2.2. Tạo màng và xác định tính chất của màng shellac chứa chất hoá dẻo
polyol
* Chuẩn bị dung dịch và tạo màng: Dung dịch 10% (khối lƣợng/thể tích)
của shellac trong etanol đƣợc chuẩn bị bằng cách hoà tan shellac hoặc shellac
thuỷ phân một phần (thời gian thuỷ phân 10 phút) trong etanol tuyệt đối. Các
chất hoá dẻo là glyxerin hoặc sorbitol đƣợc thêm vào sau khi hoà tan shellac với
các hàm lƣợng khác nhau (theo khối lƣợng) so với shellac. 10ml dung dịch
shellac đƣợc rót lên tấm Teflon và để bay hơi ở nhiệt độ phòng. Màng đƣợc bóc
và bảo quản trong bình hút ẩm 12 giờ trƣớc khi thí nghiệm.
* Xác định các tính chất của màng shellac
- Chiều dày màng: đƣợc xác định bằng thiết bị đo độ dày màng cầm tay
QuaNix®1500. Tiến hành đo tại 10 vị trí ngẫu nhiên, lấy giá trị trung bình.
- Hình thái học bề mặt của màng đƣợc theo dõi bằng cách chụp ảnh kính
hiển vi điện tử quét (SEM) trên máy Hitachi S4800 (Singapore) tại Viện Khoa
học vật liệu - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
- Tính chất cơ lý: Độ bền kéo đứt và độ dãn dài khi đứt của màng đƣợc đo
trên máy Zick Z2,5 (Đức) tại Viện Kỹ thuật Nhiệt đới - Viện KH&CN Việt
Nam.
- Xác định hệ số thấm hơi nƣớc của màng (WVPC) [15]: Mẫu màng
shellac đƣợc dán lên miệng chén cân thuỷ tinh hình trụ tròn đƣờng kính 38mm
Khoa Hoá học, Lớp K31B


25

Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2