Nghiên cứu xây dựng quy trình thủy phân đường trắng để ứng dụng pha chế dung dịch tiêm truyền ngọt đẳng trương trong điều kiện dã ngoại

TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 5-2018 
 22 
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỦY PHÂN 
ĐƢỜNG TRẮNG ĐỂ ỨNG DỤNG PHA CHẾ 
DUNG DỊCH TIÊM TRUYỀN NGỌT ĐẲNG TRƢƠNG 
TRONG ĐIỀU KIỆN DÃ NGOẠI 
 Nguyễn Cẩm Vân*; Nguyễn Minh Tuấn* 
 Nguyễn Tuấn Quang*; Đỗ Thế Khánh* 
TÓM TẮT 
Mục tiêu: khảo sát được các yếu tố ảnh hưởng, xây dựng quy trình thủy phân đường trắng 
và đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng dung dịch đường trắng sau thủy phân. Đối tượng và 
phương pháp: sử dụng phương pháp hóa học, thực nghiệm để khảo sát lựa chọn các yếu tố 
xây dựng quy trình thủy phân từ đường trắng đạt tiêu chuẩn TCVN 7270:2003. Kết quả: nồng 
độ glucose từ 2,48 - 2,54%; quy trình thủy phân đường trắng (mẻ 10 lít): 475,0 g đường trắng, 
10 lít nước cất, axít xúc tác HCl 1:1, pH 3,5. Đóng chai 500 ml hấp ở 110
o
C/30 phút. Dung dịch 
sau thủy phân đạt: nồng độ glucose 2,64 ± 0,02%; nồng độ đường nghịch đảo 4,9 - 5,1%; tạp 
5-HMF 0,120 ± 0,01%; pH 3,45 - 3,53. Kết luận: đã xây dựng được quy trình thủy phân đường 
trắng và đánh giá được một số chỉ tiêu chất lượng dung dịch đường trắng sau thủy phân. 
* Từ khóa: Quy trình thủy phân; Đường trắng; Điều kiện dã ngoại; Dung dịch tiêm truyền 
ngọt đẳng trương. 
Study on the Development of a White Sugar Hydrolysis Process 
for Preparing Sweet Isotonic Infusion in Field Conditions 
Summary 
Objectives: To investigate factors influencing the development of white sugar hydrolysis and 
evaluate some quality indicators of white sugar solution after hydrolysis. Subjects and methods: 
Using chemical, experimental method to investigate the selection of factors to build the 
hydrolysis process from white sugar up to TCVN 7270:2003 standard. Results: Glucose 
concentrations ranged from 2.48 - 2.54%; white sugar hydrolysis process (for 1 batch of 
10 liters): 475.0 g white sugar dissolved in 10 liters distilled water, catalyzed by 1:1 HCl acid, 
pH 3.5. Bottle 500 ml steamed at 110
o
C/30 minutes. Hydrolysis solution meets quality criteria: 
glucose concentration of 2.64 ± 0.02%; Inverse sugar concentration of 4.9 - 5.1%; 5-HMF 
of 0.120 ± 0.01%; pH of 3.45 - 3.53. Conclusion: White sugar hydrolysis process has 
been developed and some quality indicators of white sugar solution after hydrolysis have 
been assessed. 
* Keywords: Hydrolysis process; White sugar; Field conditions; Sweet Isotonic Infusion. 
* Học viện Quân y 
Người phản hồi (Corresponding): Nguyễn Cẩm Vân (nguyencamvan.hvqy@gmail.com) 
Ngày nhận bài: 27/02/2018; Ngày phản biện đánh giá bài báo: 09/05/2018 
 Ngày bài báo được đăng: 30/05/2018 
TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 5-2018 
 23 
ĐẶT VẤN ĐỀ 
Đường trắng là sản phẩm được sản 
xuất và ứng dụng nhằm phục vụ cho đời 
sống con người từ rất lâu đời, sử dụng 
rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như làm tá 
dược sản xuất thuốc, làm nguyên liệu sản 
xuất bánh kẹo, đồ uống, gia vị chế biến 
thức ăn trong cuộc sống hàng ngày [5]. 
Ngoài ra, từ đường trắng khi cấp thiết có 
thể pha chế dung dịch tiêm truyền 
glucose với nhiều nồng độ khác nhau. 
 hó khăn đặt ra trong điều kiện thời 
chiến là thiếu thốn về trang thiết bị và 
dung dịch tiêm truyền glucose phục vụ 
công tác cứu chữa thương binh bệnh 
binh, từ đó làm gián đoạn công tác điều 
trị, ảnh hưởng không nhỏ đến tình hình 
quân số khỏe của toàn đơn vị. Việc tìm ra 
giải pháp tối ưu để sản xuất dung dịch 
tiêm truyền glucose đáp ứng nhu cầu điều 
trị của bộ đội và nhân dân trong những 
tình huống này vô cùng cấp thiết. 
Đã có một số tài liệu công bố công 
thức và phương pháp thủy phân đường 
trắng làm dung dịch tiêm truyền, tuy nhiên 
chưa đánh giá được các yếu tố ảnh 
hưởng đến khả năng thủy phân của 
đường trắng và các chỉ tiêu chất lượng 
của dung dịch tiêm truyền thủy phân từ 
đường trắng. Do đó, việc nghiên cứu xây 
dựng quy trình thủy phân đường trắng để 
ứng dụng trong pha chế dã ngoại là cần 
thiết và có ý nghĩa. 
ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP 
NGHIÊN CỨU 
1. Nguyên vật liệu, hóa chất và thiết 
bị. 
- Nguyên liệu: đường tinh luyện Biên 
Hòa đạt tiêu chuẩn TCVN 7968:2008; 
đường glucose dược dụng. 
- Hóa chất: đường D-fructose 
(Canada); natri thiosulfate chuẩn 0,1N, 
iode chuẩn 0,1N (Viện Kiểm nghiệm 
Thuốc Trung ương); nước cất pha tiêm 
do hoa Dược, Bệnh viện Quân y 103 
cung cấp. 
- Dụng cụ, thiết bị: nồi hấp xách tay 15 lít, 
máy đo quang phổ UV-2960 Labomed 
(Mỹ); máy đo pH ettler Toledo S220 
(Trung Quốc); máy đo nồng độ đường 
nghịch đảo Atago (Nhật). 
2. Phƣơng pháp nghiên cứu. 
* Phương pháp thủy phân đường 
trắng: 
Tiến hành cân các mẫu theo công 
thức, đóng chai 500 ml. Hấp dung dịch 
theo nhiệt độ, thời gian khảo sát để xác 
định khả năng thủy phân của đường 
trắng. Khảo sát ảnh hưởng của các yếu 
tố pH, nhiệt độ và thời gian đến quá trình 
thủy phân đường trắng. 
* Định lượng glucose theo phương 
pháp hóa học: 
- Nguyên tắc: định lượng glucose bằng 
phép đo iod, phương pháp chuẩn độ thừa 
trừ [4]. 
- Tiến hành: hút chính xác 1 ml dung 
dịch thủy phân vào bình nón 250 ml có 
nút mài. Thêm chính xác 10 ml iod 0,1N 
và 10 ml dung dịch Na2CO3 5% (cho từ từ 
và lắc đều). Đậy nút, để yên trong bóng 
tối 10 phút. Thêm từ từ dung dịch H2SO4 
10% tới phản ứng axít rõ với giấy quỳ 
(giấy quỳ chuyển màu hồng). 
Chuẩn độ iod thừa bằng Na2S2O3 
0,1N. Song song làm 1 mẫu trắng. 
- Đánh giá: hàm lượng glucose trong 
mẫu thử được tính theo công thức 
TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 5-2018 
 24 
(biết 1 ml iod 0,1N tương ứng với 9,008 
mg glucose). 
C% = 
(V1 - V2) x 0,009008 x K x 100 
Vglc 
V1: thể tích dung dịch Na2S2O3 0,1N 
dùng cho mẫu trắng (ml); V2: thể tích 
dung dịch Na2S2O3 0,1N dùng cho mẫu 
thử (ml); Vglc: thể tích dung dịch mẫu thử 
(ml); K: hệ số hiệu chỉnh của dung dịch 
Na2S2O3 0,1N. 
* Đánh giá thay đổi một số chỉ tiêu chất 
lượng của dung dịch đường trắng sau 
thủy phân theo thời gian: 
Dựa trên các chỉ tiêu: nồng độ glucose 
trong dung dịch đường trắng sau thủy 
phân; nồng độ đường nghịch đảo; tạp 
5-HMF và pH. 
* Phương pháp x lý số liệu: 
Các số liệu thu thập trong quá trình 
nghiên cứu được xử lý bằng phần mềm 
Microsoft Excel 2010. 
KẾT QUẢ NGHI N CỨU VÀ 
BÀN LUẬN 
1. Ảnh hƣởng củ fructose đến kết 
quả định ƣợng g ucose. 
Tiến hành tạo hỗn hợp glucose và 
fructose theo tỷ lệ 1:1, hòa tan trong 500 ml 
nước, định lượng glucose. Đánh giá hưởng 
của fructose đến kết quả định lượng 
glucose cho thấy: nồng độ glucose trung 
bình dao động trong khoảng từ 2,48 - 2,54% 
lần lượt với 3 axít là axít citric 18%, axít 
HCl 1:1 và axít H3PO4 10%. Trong tất cả 
các lần đo, giá trị nồng độ thấp nhất 2,48 
(mẫu 3, mẫu 5 của xúc tác citric 18%; 
mẫu 1 của axít HCl 1:1) và giá trị nồng độ 
cao nhất đo được 2,54 (mẫu 1, mẫu 5 
của axít xúc tác H3PO4 10%). Với các giá 
trị p > 0,1, sự khác biệt giữa nồng độ 
glucose đo được ở các mẫu với 3 axít 
không có ý nghĩa thống kê. Như vậy, 
fructose không ảnh hưởng đến nồng độ 
glucose định lượng được trong hỗn hợp. 
2. Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng thủy phân đường trắng. 
* Ảnh hưởng của pH: 
Thực hiện khảo sát thủy phân trên 5 mẫu với mỗi axít là axít citric 18%, axít HCl 1:1 
và axít H3PO4 10%, ở pH 2,5; 3 và 3,5. Cố định nhiệt độ hấp 110
0C trong thời gian 
30 phút. 
Bảng 1: Ảnh hưởng của pH đến nồng độ glucose trong dung dịch. 
Axít Chỉ tiêu pH 2,5 3 3,5 
H3PO4 10% 
H3PO4 10% 
Nồng độ 
(%) 
M1 2,76 2,6 2,06 
M2 2,76 2,6 2,07 
M3 2,75 2,6 2,05 
M4 2,75 2,62 2,06 
M5 2,75 2,63 2,07 
± SD 2,75 ± 0,01 2,61 ± 0,02 2,06 ± 0,01 
H (%) 110,4 104,0 82,4 
TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 5-2018 
 25 
HCl 1:1 
Nồng độ 
(%) 
M1 2,65 2,67 2,59 
M2 2,68 2,68 2,59 
M3 2,66 2,67 2,59 
M4 2,65 2,67 2,59 
M5 2,66 2,67 2,63 
± SD 2,66 ± 0,01 2,67 ± 0,01 2,60 ± 0,02 
H (%) 105,1 105,5 102,8 
Citric 18% 
Nồng độ 
(%) 
M1 2,47 2,69 2,09 
M2 2,48 2,69 2,08 
M3 2,46 2,68 2,08 
M4 2,47 2,68 2,07 
M5 2,46 2,68 2,06 
± SD 2,47 ± 0,01 2,68 ± 0,01 2,08 ± 0,01 
H (%) 97,6 105,9 82,2 
Với axít H3PO4 10% sau khi hấp, tại 
pH 2,5 có 1 chai xuất hiện màu vàng 
nhạt. Ở pH 3,5, hiệu suất quá trình thủy 
phân thấp, chỉ đạt 82,4%. Với HCl 1:1, sau 
khi hấp, tất cả các chai có pH 2,5 đều xuất 
hiện màu vàng nhạt. Hiệu suất quá trình 
hấp của axít này đều đạt > 100% ở tất cả 
giá trị pH khảo sát. Với axít citric 18%, các 
chai có pH 2,5 và 3,5, hiệu suất thủy phân 
thấp, chỉ đạt lần lượt 97,6 và 82,2%. Ở 
pH 3, hiệu suất thủy phân đạt 105,9%. 
Từ kết quả khảo sát, lựa chọn axít HCl 
1:1 và pH 3,5 cho các khảo sát tiếp theo. 
Kết quả này hoàn toàn phù hợp với pH và 
axít xúc tác được nêu trong tài liệu [2] và 
phù hợp với nghiên cứu của Nguyễn Trọng 
Toàn [3]. 
* Ảnh hưởng của nhiệt độ: 
Thực hiện khảo sát thủy phân ở nhiệt 
độ khác nhau 100; 110; 115 và 120oC. Cố 
định trong thời gian 30 phút tại pH 3,5 với 
axít HCl 1:1. 
Bảng 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến nồng độ glucose trong dung dịch. 
Nhiệt độ (
o
C) M1 M2 M3 M4 M5 ± SD H (%) 
100 2,53 2,52 2,54 2,53 2,50 2,52 ± 0,02 99,6 
110 2,63 2,59 2,59 2,59 2,59 2,60 ± 0,02 102,8 
115 2,75 2,75 2,75 2,71 2,74 2,74 ± 0,02 108,3 
120 2,75 2,71 2,71 2,75 2,75 2,73 ± 0,02 107,9 
Ở 3 mức nhiệt độ 110, 115 và 120oC, các chai dung dịch đường trắng đều được 
thủy phân hoàn toàn. Riêng ở nhiệt độ 100oC, quá trình thủy phân xảy ra không hoàn 
toàn (99,6%). 
TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 5-2018 
 26 
Tiến hành đo độ hấp thụ các mẫu dung dịch đường trắng sau thủy phân tại nhiệt độ 
110, 115 và 120oC (ở trên) để xác định hàm lượng tạp chất 5-HMF. 
Bảng 3: Độ hấp thụ của dung dịch sau khi hấp ở nhiệt độ 110, 115 và 120oC. 
Nhiệt độ (
o
C) 
M1 M2 M3 M4 M5 ± SD (%) 
110
0,113 0,103 0,091 0,106 0,110 0,105 ± 0,009 
115 0,487 0,526 0,574 0,750 0,534 0,57 ± 0,103 
120 0,620 0,525 0,760 0,610 0,541 0,61 ± 0,093 
Khi thủy phân dung dịch đường trắng 
ở nhiệt độ 115oC và 120oC, quá trình thủy 
phân hoàn toàn. Tuy nhiên, ở hai khoảng 
nhiệt độ này, tất cả các mẫu đều tạo ra 
lượng tạp 5-HMF, không đạt yêu cầu 
DĐVN IV (yêu cầu độ hấp thụ dung dịch 
< 0,25). 
Tài liệu [2] đưa quy trình thủy phân 
đường trắng ở 121oC trong thời gian 
30 phút. Tuy nhiên, kết quả ở bảng 4 nhận 
thấy nếu thực hiện thủy phân ở nhiệt độ 
121oC sẽ tạo ra một lượng tạp vượt quá 
yêu cầu cho phép của DĐVN IV [1]. Do 
vậy, loại bỏ hai mức nhiệt độ 115oC và 
120oC trong các khảo sát tiếp theo. Ở nhiệt 
độ 110oC, quá trình thủy phân cũng xảy ra 
hoàn toàn, độ hấp thụ của dung dịch nằm 
trong giới hạn cho phép. Do vậy, lựa chọn 
được nhiệt độ thủy phân 110oC phù hợp 
nhất . 
* Ảnh hưởng của thời gian: 
Thực hiện khảo sát thủy phân trong 
thời gian từ 30; 45; 60 phút. Cố định pH 
3,5 và nhiệt độ 110oC. 
Bảng 4: Ảnh hưởng của thời gian đến nồng độ glucose trong dung dịch. 
Thời gian (phút) M1 M2 M3 M4 M5 ± SD H (%) 
30 (1) 2,50 2,52 2,52 2,53 2,52 2,53 ± 0,01 100,8 
45 (2) 2,60 2,58 2,58 2,59 2,57 2,58 ± 0,01 102,0 
60 (3) 2,63 2,59 2,59 2,59 2,59 2,60 ± 0,02 102,8 
p1-2 > 0,1; p2-3 > 0,1; p1-3 > 0,1 
Hiệu suất quá trình thủy phân ở thời 
gian 30, 45 và 60 phút đạt lần lượt 100,8%, 
102,0% và 102,8% (p > 0,1), sự khác biệt 
giữa hiệu suất của 3 mức thời gian trên 
không có ý nghĩa thống kê. Do vậy, lựa 
chọn thời gian thủy phân đường kính 
trắng 30 phút. Theo nghiên cứu của 
Nguyễn Trọng Toàn về tiêu chuẩn đường 
trắng để pha chế dung dịch tiêm truyền, 
tác giả sử dụng nhiệt độ hấp 110oC trong 
60 phút với xúc tác axít HCl 1:1 để thủy 
phân hoàn toàn đường trắng [3]. Tuy nhiên, 
dựa vào kết quả khảo sát ở bảng 4 cho 
thấy, chỉ cần với thời gian 30 phút đã đạt 
được hiệu suất 100%, không cần hấp tới 
60 phút, gây lãng phí thời gian. 
TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 5-2018 
 27 
3. Xây dựng quy trình thủy phân đƣờng trắng. 
Từ kết quả của quá trình khảo sát các yếu tố ảnh hưởng, đã xây dựng được quy 
trình thủy phân đường kính trắng như sau: 
Các bước thủy phân (cho 1 mẻ 10 lít) 
tiến hành như sau: 
- Cân 475,0 g đường trắng, chuyển 
vào bình pha chế 10 lít đã có sẵn khoảng 
3 lít nước cất, khuấy đến tan hết. 
- Bổ sung nước gần đủ đến vạch, 
khuấy đều liên tục. 
- Thêm 1 ml axít HCl 1:1, định mức 
bằng nước cất đến vạch. 
- Chuyển dung dịch pha được vào chai 
thủy tinh 500 ml, đậy nắp, siết nút nhôm. 
- Hấp ở 110oC trong thời gian 30 phút. 
Dung dịch đường trắng sau thủy phân 
đem xác định sự thay đổi các chỉ tiêu chất 
lượng. 
4. Đánh giá một số chỉ tiêu chất 
 ƣợng củ dung dịch đƣờng trắng s u 
thủy phân. 
- Thay đổi nồng độ glucose của dung 
dịch đường trắng sau thủy phân: thực 
hiện khảo sát trên 5 mẫu theo quy trình 
đã xây dựng, sau 30 ngày cho thấy, nồng 
độ glucose thấp nhất 2,50% (mẫu số 1, 
ngày thứ 1) và cao nhất là 2,66% (mẫu 
thứ 3 từ ngày thứ 22). Từ ngày thứ 22, 
nồng độ đường trong các mẫu ổn định ở 
mức 2,64 ± 0,02% và cơ bản không thay 
đổi. 
- Thay đổi nồng độ đường nghịch đảo 
của dung dịch đường trắng sau thủy 
phân: sau 30 ngày, nồng độ đường 
Xác định các chỉ tiêu chất lượng 
Định mức vừa đủ 10 lít 
Đường trắng (475 g) 
Đóng chai thủy tinh 500 ml 
Hấp 110oC trong 30 phút 
Dung dịch đường trắng 
Hòa tan bằng 3 lít nước cất 
cất 
Axít HCl 1:1 đến pH 3,5 
Đậy nắp, xiết nút nhôm 
Hình 1: Sơ đồ quy trình thủy phân đường trắng Hình 1: Sơ đồ quy trình thủy phân đường trắng. 
TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 5-2018 
 28 
nghịch đảo của dung dịch đường trắng 
sau thủy phân có giá trị tương đối ổn 
định, dao động từ 4,9 - 5,1% (trong cùng 
một mẫu khảo sát, nồng độ đường nghịch 
đảo chỉ thay đổi trong khoảng 0,1%). 
- Thay đổi chỉ tiêu giới hạn tạp 5-HMF: 
sau 30 ngày, lượng tạp 5-HMF đạt 
0,120 ± 0,01, trong giới hạn cho phép 
theo DĐVN IV (< 0,25). 
- Thay đổi của giá trị pH: sau 30 ngày, 
giá trị pH dao động không đáng kể (3,45 - 
3,53) (sự thay đổi pH lớn nhất trong cùng 
1 mẫu là 0,05). 
KẾT LUẬN 
- Nghiên cứu xác định được fructose 
không ảnh hưởng đến kết quả định lượng 
glucose. Đã khảo sát được ảnh hưởng 
của pH, nhiệt độ, thời gian đến quá trình 
thủy phân đường trắng. Xây dựng được 
quy trình thủy phân đường trắng với các 
điều kiện: axít xúc tác HCl 1:1 đạt pH = 3,5; 
nhiệt độ hấp 110oC; thời gian hấp 30 phút. 
- Đã đánh giá được một số chỉ tiêu 
chất lượng dung dịch đường trắng sau 
thủy phân: nồng độ glucose đạt 2,64 ± 
0,02%; nồng độ đường nghịch đảo đạt 
4,9 - 5,1%; tạp 5-HMF đạt 0,120 ± 0,01 
nằm trong giới hạn cho phép theo DĐVN 
IV (< 0,25); pH dao động từ 3,45 - 3,53. 
KIẾN NGHỊ 
Tiếp tục nghiên cứu điều kiện chuyển 
dạng giữa fructose và glucose; chỉ tiêu nội 
độc tố vi khuẩn của dung dịch sau thủy 
phân; ảnh hưởng của dung dịch đến các 
chỉ số hóa sinh như thay đổi áp suất thẩm 
thấu và pH máu. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Bộ Y tế. Dược điển Việt Nam IV. Nhà 
xuất bản Y học. 2009. 
2. Bộ Y tế. Kỹ thuật bào chế và sinh dược 
học các dạng thuốc, tập 1. Nhà xuất bản 
Y học. 2013. 
3. Nguyễn Trọng Toàn. Nghiên cứu khả 
năng thủy phân của đường trắng để pha dung 
dịch tiêm truyền. Luận văn Thạc sỹ Dược học. 
2014. 
4. F. Daniels, J.W. Williams, P. Bender, 
R.A. Alberty, C.D Cornwell. Experimental 
Physical Chemistry, 7th Ed.McGraw-Hill. 
1970. 
5. J.M. Nelson. Influence of glucose and 
fructose on the rate of hydrolysis of sucrose 
by invertase from honey. Columbia University. 
New York. 1924.