Ngoài ra, mỹ phẩm cũng được thiết kế để tăng cường vẻ ngoài của một người trang điểm có thể được sử dụng để che giấu nhược điểm, tăng cường các đặc điểm tự nhiên của một người như lông m
Tổng quan
Khái niệm
Vi sinh vật (microorganism) là tên gọi chung để chỉ tất cả các sinh vật có kích thước nhỏ bé không thể nhìn thấy được bằng mắt thường Muốn quan sát người ta phải sử dụng kính hiển vi có độ phóng đại hàng trăm đến hàng vạn lần [ CITATION TSV \l 1066 ] Vi sinh vật có vai trò quan trọng trong công nghệ sinh học, hóa sinh, di truyền học và sinh học phân tử.
Vi sinh vật bao gồm các nhóm cơ bản: vi khuẩn, xạ khuẩn, nắm men, nấm mốc, tảo, vi khuẩn lam, xoán thể, Ricketxi, Micoplatma, virut, [ CITATION TSV \l 1066 ]
Mỹ phẩm được cấu thành từ hỗn hợp các hợp chất hóa học có nguồn gốc từ các nguồn tự nhiên hoặc được tạo ra tổng hợp Theo Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA), mỹ phẩm được định nghĩa là "một sản phẩm (không bao gồm xà phòng nguyên chất) nhằm mục đích áp dụng cho cơ thể con người để làm sạch, làm đẹp, thúc đẩy sự hấp dẫn hoặc thay đổi ngoại hình" Mỹ phẩm có nhiều mục đích khác nhau Đầu tiên, nó có thể được thiết kế để chăm sóc da có với các mục đích như: Làm sạch, tẩy tế bào chết và bảo vệ da, cũng như bổ sung các dưỡng chất cho da, bằng các sản phẩm như chất tẩy rửa, toner, serum, kem dưỡng ẩm, kem mắt và dầu dưỡng, … Mỹ phẩm cũng được thiết kế để chăm sóc cá nhân, chẳng hạn như dầu gội, xà phòng và sữa tắm, có thể được sử dụng để làm sạch cơ thể Ngoài ra, mỹ phẩm cũng được thiết kế để tăng cường vẻ ngoài của một người (trang điểm) có thể được sử dụng để che giấu nhược điểm, tăng cường các đặc điểm tự nhiên của một người (như lông mày và lông mi), thêm màu sắc cho khuôn mặt của một người và trong một số trường hợp các hình thức trang điểm được sử dụng cho các buổi biểu diễn, trình diễn thời trang và những người mặc trang phục có thể được sử dụng để thay đổi diện mạo của khuôn mặt hoàn toàn giống với một người khác, sinh vật hoặc đồ vật Mỹ phẩm cũng có thể được thiết kế để thêm hương thơm cho cơ thể
Mỹ phẩm đã được sử dụng từ hàng nghìn năm nay, được người Ai Cập và Sumer cổ đại sử dụng Ở châu Âu, việc sử dụng mỹ phẩm vẫn tiếp tục kéo dài đến thời Trung cổ bắt đầu từ việc làm trắn mặt và làm hồng má mặc dù thái độ đối với mỹ phẩm thay đổi theo thời gian, với việc việc sử dụng mỹ phẩm bị phản đối một cách công khai ở nhiều thời điểm trong lịch sử phương Tây Bất kể những thay đổi trong thái độ của xã hội đối với mỹ phẩm, mong muốn của nhiều người về mặt ngoại hình đôi khi vẫn đạt được thông qua việc sử dụng mỹ phẩm.
Theo một số nguồn tin, những phát triển lớn ban đầu trong mỹ phẩm bao gồm:
1) Bột Kohl (kajal hoặc kajol) là một loại mỹ phẩm mắt cổ đại được sử dụng bởi người Ai Cập cổ đại.
2) Dầu thầu dầu cũng được sử dụng ở Ai Cập cổ đại như một loại dầu dưỡng bảo vệ.
3) Kem dưỡng da làm từ sáp ong, dầu ô liu và nước hoa hồng, được mô tả bởi người La Mã.
4) Vaseline và lanolin vào thế kỷ XIX.
Xu hướng
Ngày nay, ngành thẩm mỹ là một ngành khoa học ngày càng phát triển, có tác động trực tiếp đến xã hội Có một sự gia tăng đáng kể nhu cầu về mỹ phẩm trong vài thập kỷ qua do sự phát triển của nền kinh tế thế giới và mức sống ngày càng được cải thiện Nhiều người bắt đầu quan tâm nhiều hơn đến việc sử dụng các sản phẩm chăm sóc cá nhân để cải thiện sức khỏe hoặc vẻ ngoài của họ Ngành công nghiệp mỹ phẩm được tiếp thị chủ yếu dưới dạng các sản phẩm không cần kê đơn [ CITATION Sch011 \l 1066 ] Thị trường mỹ phẩm lớn toàn cầu đang dần được phân nhánh sang Mỹ, Châu Âu và Châu Á – Thái Bình Dương. Trong số các quốc gia Châu Á – Thái Bình Dương, Ấn Độ đại diện cho thị trường mới nổi cho các sản phẩm mỹ phẩm khác nhau và đã phát triển nhanh chóng trong vài năm qua Hơn nữa, sự thay đổi sở thích của các sản phẩm làm đẹp từ các nguồn tổng hợp sang các nguồn có nguồn gốc sinh học cũng đã thúc đẩy đáng kể sự tiến bộ của thị trường mỹ phẩm [ CITATION Pra19 \l 1066 ] Ngày nay, để duy trì vị thế trên thị trường, các công ty sản xuất mỹ phẩm đang thực hiện các chiến lược khác nhau để nghiên cứu các sản phẩm có nguồn gốc sinh học Xu hướng sử dụng mỹ phẩm có nguồn gốc sinh học đáp ứng nhu cầu sắp tới của người tiêu dùng ngày càng phát triển [ CITATION Pra19 \l 1066 ] Nguyên nhân là việc sử dụng mỹ phẩm thảo dược và các thành phần hữu cơ từ các nguồn sinh học khác nhau đã làm giảm đáng kể khả năng xảy ra bất kỳ tác dụng phụ của sản phẩm Chính vì vậy đã làm nhu cầu sử dụng các hợp chất có nguồn gốc sinh học trong thị trường mỹ phẩm ngày càng nở rộ.
Lĩnh vực mỹ phẩm ngày quan tâm đến việc tìm kiếm các giải pháp thay thế sinh học mới có thể nâng cao hiệu quả của sản phẩm cũng như có thể thay thế các hợp chất hóa học. Nhiều hợp chất có nguồn gốc sinh học được thu được từ vi khuẩn, nấm và tảo Ví dụ là một loạt các hợp chất sinh học đã được ra đời như: Chất hoạt động bề mặt sinh học, vitamin, chất chống oxy hóa, sắc tố, enzyme, peptide có những đặc tính và lợi ích đầy hứa hẹn [ CITATION Pra19 \l 1066 ] Hơn nữa, những sản phẩm này có thể được sản xuất thương mại một cách dễ dàng [ CITATION Pra19 \l 1066 ]
Theo truyền thống, các thành phần tự nhiên có hoạt tính sinh học có mặt trong mỹ phẩm thường có nguồn gốc sinh học từ thực vật, và nhiều loài sinh vật khác Đây vẫn là một nguồn nổi bật của các hợp chất mới Tuy nhiên, có một xu hướng mới xuất hiện trong những năm gần đây là sử dụng các hoạt chất được tổng hợp từ vi sinh vật [ CITATION Pra19 \l
1066 ] Vì trong số các nguồn đa dạng tồn tại trên sự sống, vi khuẩn đại diện cho một trong những nguồn rẻ nhất, tái tạo và mới lạ cho bất kỳ hóa chất nào [ CITATION Pra19 \l 1066 ]. Cộng đồng vi sinh vật đại diện cho 30 ngành, phần lớn trong số đó không thể nuôi cấy và được tìm thấy trong các môi trường khác nhau [ CITATION Pra19 \l 1066 ] Mặc dù, có sự hiện diện của sự đa dạng của vi khuẩn trong tự nhiên, tuy nhiên rất ít vi khuẩn được sử dụng để thương mại trong ngành công nghiệp mỹ phẩm Do đó, đa dạng sinh học hiện tại dồi dào nhưng vẫn chưa được khai thác tối đa, vì vậy vi sinh vật đại diện cho một cơ hội tiềm năng cho công nghệ sinh học và ứng dụng mỹ phẩm trong tương lai [ CITATION Pra19 \l 1066 ].
Nghiên cứu hóa học để thu nhận các hợp chất có hoạt tính sinh học, được phân lập từ vi khuẩn đã tăng tốc rất nhiều trong những năm gần đây [ CITATION Pra19 \l 1066 ] Chủ yếu, nhu cầu ngày càng tăng đối với các phân tử sinh học là do hiệu quả tiềm năng của chúng trong mỹ phẩm và các sản phẩm mỹ phẩm, thực phẩm chăm sóc cá nhân [ CITATION Pra19 \l 1066 ] Vi sinh vật là nguồn tài nguyên thuận lợi vì việc sản xuất các chất chuyển hóa từ vi khuẩn là khả thi và có thể đạt được quy mô với số lượng lớn với chi phí hợp lý hơn các nguồn khác [ CITATION Pra19 \l 1066 ] Hơn nữa, các vi khuẩn có khả năng thích nghi và tồn tại trong các điều kiện riêng biệt khác với các môi trường sống khác và tích lũy các hợp chất hoạt tính sinh học độc đáo không tìm thấy hoặc tìm thấy rất ít ở các sinh vật khác [ CITATION Pra19 \l 1066 ] Vi khuẩn rất giàu axit béo, enzyme, peptide, vitamin, lipopolysacarit và sắc tố có đặc tính có lợi cho các ứng dụng mỹ phẩm [ CITATION Pra19 \l
1066 ] Hơn nữa, hợp chất độc đáo như ceramides, axit amin giống mycosporine, carotenoids và axit béo như omega-3, 6 và 9, thu được từ các vi khuẩn có ứng dụng rất lớn trong ngành công nghiệp mỹ phẩm [ CITATION Pra19 \l 1066 ].
Hình 1 Một số hợp chất thu được từ vi sinh vật
Một số vi sinh vật được ứng dRng
Bacillus subtilis là một loại vi khuẩn đất hiếu khí, Gram dương, phát triển nhanh, các tế bào có dạng hình que thường dài 2–6 μm và đường kính dưới 1 μm B subtilis thường tồn tại đơn lẻ, nhưng cũng có thể tạo thành "quần thể" hình chuỗi ngắn, có khả năng di động trong môi trường nước nhờ hoạt động của các lông giống như trùng roi Trong điều kiện không thuận lợi, B subtilis thường tồn tại ở trạng thái bào tử, có lớp vỏ khá dày và cứng chịu đựng được điều kiện môi trường khắc nghiệt Bào tử hình bầu dục nhỏ, kích thước từ 0,8 – 1,8 àm, được bao bọc bởi vỏ gồm nhiều lớp màng với cỏc thành phần lipoprotein, peptidoglycan… có khả năng chịu được pH thấp, có khả năng chịu nhiệt (ở 100oC trong
180 phút), chịu ẩm, tia tử ngoại, tia phóng xạ, áp suất, chất sát trùng, có thể sống vài năm đến vài chục năm [ CITATION Wik2 \l 1066 ] Nhiệt độ tăng trưởng tối ưu là khoảng 30-35, cho thời gian tăng gấp đôi ít nhất là 20 phút Trong một số điều kiện tăng trưởng, các tế bào
Vi Khu nẩ có xu hướng hình thành các chuỗi dài được kết nối bằng vật liệu tường vách ngăn không phân cắt [ CITATION Jef20 \l 1066 ]
Hình 2 Trực khuẩn Bacillus subtilis
Bacillus subtilis còn có khả năng dùng các hợp chất vô cơ làm nguồn carbon trong khi một số loài khác như Bacillus sphaericus Bacillus cereus cần các hợp chất hữu cơ là, vitamin và amino acid cho sự sinh trưởng Năm 1993, giáo sư Richard Losik và cộng sự thuộc Đại học Havard ở Boston (Mỹ) và Jose Gonzalez-Pastor của Trung tâm công nghệ sinh học quốc gia ở Madrid (Tây Ban Nha) đã chứng minh được loài Bacillus subtilis có tập tính ăn thịt đồng loại Chúng dùng cách này như một phương pháp đơn giản để thoát khỏi những trường hợp có đời sống giới hạn như dinh dưỡng trong môi trường đã cạn kiệt Một cách đơn giản là các cá thể khỏe mạnh sinh tổng hợp kháng sinh tiêu diệt những cá thể xung quanh cá khác loài lẫn cùng loài, để thu lấy chất dinh dưỡng bên trong, giúp chúng sống sót chờ đến khi mỗi trường thuận lợi hơn.
Bacillus subtilis được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1835 do Christion Erenberg và tên của loài vi khuẩn này lúc bấy giờ là "Vibrio subtilis" Gần 30 năm sau, Casimir Davaine đặt tên cho loài vi khuẩn này là "Bacteridium" Năm 1872, Ferdimand Cohn xác định thấy loài trực khuẩn này có đầu vuông và đặt tên là Bacillus subtilis.
Vi khuẩn này đã được sử dụng rộng rãi để sản xuất protein dị thể Nó tiết ra nhiều enzyme để làm suy giảm nhiều loại chất nền, cho phép vi khuẩn tồn tại trong môi trường thay đổi liên tục Loài này và một số họ hàng gần của nó có khả năng bài tiết protein tuyệt vời, khiến chúng trở thành vật chủ quan trọng để sản xuất protein dược liệu và enzyme công nghiệp Vì những lý do này, nó đã được sử dụng rộng rãi để sản xuất protein dị thể Hơn nữa, nó có đặc điểm sinh lý tuyệt vời và sự trao đổi chất thích nghi cao, giúp dễ dàng trồng trọt trên các chất nền rẻ tiền Theo đó, B.subtilis phát triển nhanh và chu kỳ lên men ngắn hơn, thông thường, khoảng 48 giờ, trong khi chu kỳ lên men của Saccharomyces cerevisiae là khoảng 180 giờ Hơn nữa, các hệ thống biểu hiện tuyệt vời với sự ổn định di truyền tốt có sẵn cho sinh vật này và nó không có sở thích codon mạnh mẽ Khác với Escherichia coli, B. subtilis có màng tế bào đơn, tạo điều kiện tiết protein, đơn giản hóa quá trình xử lý hạ nguồn và giảm chi phí xử lý Cuối cùng, loài này thường được công nhận là an toàn (GRAS). [ CITATION Yua20 \l 1066 ]
Ngoài việc là một vật chủ tuyệt vời trong các lò phản ứng sinh học, B subtilis là một chế phẩm sinh học đa chức năng lý tưởng, có tiềm năng lớn để ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh và tăng cường đồng hóa chất dinh dưỡng B subtilis cũng thường được sử dụng như một nhà máy sản xuất tế bào công nghiệp, để sản xuất vitamin, inositol, acetoin và các hóa chất khác [ CITATION Yua20 \l 1066 ] Một trong các ứng dụng của Bacillus subtilis trong lĩnh vực thẫm mĩ là chính là sản xuất Hyaluronic Acid (hyaluronan), một glycosaminoglycan có trong cơ thể con người với nhiệm vụ giữ nước Ngoài ra, các vi khuẩn thuộc chi Bacillus (như B subtilis, B pumilus A, B licheniformis và B. amyloliquefaciens) còn một nguồn nổi bật để sản xuất ra chất hoạt động bề mặt sinh học, được ứng dụng rất nhiều trong các sản phẩm mỹ phẩm mang lợi những lợi ích to lớn[ CITATION Pra19 \l 1066 ].
Hình 3 Hai dạng tồn tại của tảo Haematoccocus pluvialis
Haematoccocus pluvialis là một loài tảo đơn bào nước ngọt, hình cầu, tế bào có màu xanh lá cây với đường kính ~30 μm [ CITATION Mal20 \l 1066 ] Sinh sản vô tính bằng cách nhân đôi Hình thái tế bào của H pluvialis có biến đối khác nhau trong chu trình sống của chúng Dựa trên vòng đời, hình thái và sinh lý học, H pluvialis có thể tồn tại dưới dạng tế bào xanh sinh dưỡng (hình a) có khả năng di chuyển nhờ hai roi của chúng, liên kết chặt chẽ với giai đoạn xanh và tích lũy sinh khối, hoặc dưới dạng nang bào tử màu đỏ (hình b) [ CITATION Mal20 \l 1066 ], sự tích lũy astaxanthin để đáp ứng với điều kiện môi trường khắc nghiệt Các tế bào được quan sát thấy trong giai đoạn sinh dưỡng là: macrozooids (zoospores: bào tử vô tính di động), microzooids và palmella, trong khi các tế bào của giai đoạn tích lũy astaxanthin là aplanospores vô tính.[ CITATION LƯU17 \l 1066 ]
Tế bào sinh dưỡng: màu xanh, dạng cẩu hoặc elip với đường kính khoảng 10-20 um, có thể chuyển động nhờ 2 roi Trong điều kiện thuận lợi, phần lớn tế bào ở dạng sinh dưỡng, có hàm lượng chlorophyll a, b và tiền carotenoit, đặc biệt là B-carotene và lutein cao Sinh trưởng quang tự dưỡng khi có ánh sáng và dị dưỡng trong tối [ CITATION Côn \l 1066 ]
Nang bảo tử: khi gặp điều kiện bất lợi (cạn kiệt dinh dưỡng, cường độ ánh sáng cao,nhiệt độ cao, stress muối ) Tế bào sẽ cảm ứng hình thành nang bảo tử và hình thái thay đổi sang dạng nang (cyst) Tế bào dạng này hình cầu, mất roi, không còn khả năng di động.
Thành tế bào dầy lên Đường kính của tế bào tăng lên tới 40-50 um Ngoài ra, những tế bào nang này có hàm lượng carotenoit thứ cấp như echinenone, canthaxanthin và astaxanthin cao trong khi đó hàm lượng chlorophyll và tiền carotenoit lại giảm Tốc độ sinh trưởng của
H.pluvialis ở giai đoạn này giảm Tế bào tích luỹ một lượng lớn astaxanthin Ban đầu, astaxanthin chủ yếu được hình thành tập trung quanh nhân và quá trình được tiếp diễn tới khi toàn bộ TB chuyển sang màu đỏ Các TB dạng cyst có hàm lượng astaxanthin đạt khoảng 5% khối lượng khô [ CITATION Côn \l 1066 ]
Với khả năng tổng hợp một lượng lớn astaxanthin, một hoạt chất có khả năng chống oxi hóa mạnh mẽ Nên hiện nay, loài H.pluvialis được ứng dụng để sản xuất astaxanthin dùng trong lĩnh vực mĩ phẩm giúp chống oxi hóa, chống lão hóa da rất hiệu quả
Chlorella là một chi của khoảng mười ba loài tảo lục đơn bào thuộc bộ phận
Chlorophyta [ CITATION Bác2 \l 1066 ] Tảo lục Chlorella hay còn được gọi là “rong tiểu cầu”, là loài tảo lục xuất hiện trên trái đất cách đây 540 triệu năm và là một trong những dạng thực vật đầu tiên trên trái đất có được cấu trúc nhân hoàn chỉnh Tên Chlorella được lấy từ tiếng Hy Lạp, trong đó "chloros" có nghĩa là màu xanh lá cây và phần hậu tố lấy từ tiếng Latin “ella” có nghĩa là nhỏ bé [ CITATION Bác2 \l 1066 ] Tảo Chlorella có cấu trúc cơ thể dạng monas đơn bào hình trứng, hình tròn hay hình ovan [ CITATION Trầ12 \l
1066 ] Đường kớnh tế bào trung bỡnh khoảng 5àm - 10àm, khụng vượt quỏ 15àm [ CITATION Trầ12 \l 1066 ] Tế bào không có roi nên không có khả năng di động Đa số tế bào có một nhân, nhân gồm có màng dịch nhân, hạch nhân và mạng lưới nhiễm sắc [ CITATION Trầ12 \l 1066 ] Sắc tố quang hợp chỉ có một thể sắc tố chloroplast và có dạng hình chén Sở dĩ Chlorella có màu xanh lá cây nhờ sắc tố quang hợp chlorophyll-a và chlorophyll-b trong lục lạp [ CITATION Bác2 \l 1066 ] Lục lạp được bao phủ bởi một màng mỏng kép, bên trong chứa dịch protein gọi là chất nền (matrix) và những cấu trúc dạng bản mỏng hay là lamen [ CITATION Trầ12 \l 1066 ] Lục lạp là nơi duy nhất trong tế bào tích lũy tinh bột, tinh bột tập trung xung quanh cơ quan chuyên hóa gọi là pyreoit hay hạt tạo bột [ CITATION Trầ12 \l 1066 ] Chất dự trữ của vi tảo Chlorella sp là tinh bột [ CITATION Trầ12 \l 1066 ].
Tảo lục chủ yếu phân bố ở các thủy vực nước ngọt, chỉ có khoảng 10% phân bố ở các thủy vực nước lợ, mặn Chlorella sp sinh sản bằng bào tử và không đòi hỏi điều kiện sống phức tạp nên Chlorella sp phân bố rộng khắp mọi thủy vực nước ngọt [ CITATION Trầ12 \l
1066 ] Ngày nay, người ta thường dùng 2 loại Chlorella với mục đích phục vụ sức khỏe, đó là Chlorella Vulgaris và Chlorella Pyrenoidosa.
Ứng dRng của vi sinh vật trong thẫm mỹ
Ứng dRng Bacillus subtilis tổng hợp Hyaluronic Acid
Axit hyaluronic (còn được gọi là HA hoặc hyaluronan) là một polysacarit tuyến tính, không phân nhánh được tạo thành từ N-acetyl-d-glucosamine và axit d-glucuronic xen kẽ và có thể đạt độ dài chuỗi lên tới 20.000 đơn vị disacarit hoặc cao hơn (8 MDa) [ CITATION Bil \l 1066 ]
HA tồn tại trong tự nhiên dưới dạng gel ngậm nước và có mặt khắp nơi trong các mô của người và động vật [ CITATION Bil \l 1066 ] Đại phân tử này ảnh hưởng đến hoạt động của tế bào và có các chức năng cấu trúc, lưu biến, sinh lý và sinh học quan trọng trong cơ thể Đặc tính đàn hồi nhớt đặc biệt của nó, cùng với việc không có khả năng miễn dịch hoặc độc tính, đã dẫn đến nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp mỹ phẩm và dược phẩm, bao gồm dưỡng ẩm cho da, điều trị viêm xương khớp, phẫu thuật mắt, ngăn ngừa bám dính sau phẫu thuật bụng và chữa lành vết thương Trong vài năm gần đây, một phương pháp mới đã được phát triển để làm ra HA từ một chủng vi khuẩn lành tính được gọi là Bacillus subtilis.
Vì vậy ngày nay HA không còn bị nhiễm khuẩn, không có nguồn gốc từ động vật.
2.1.2 Đặc điểm nổi bật của Bacillus subtilis
Các loài Bacillus từ lâu đã được coi là một “nhà máy” để sản xuất các sản phẩm từ enzyme thủy phân, chẳng hạn như protease và alpha-amylase, đến các hóa chất đặc biệt,chẳng hạn như axit amin và vitamin Loài này có khả năng tiết ra một lượng lớn sản phẩm,cho thấy khả năng sinh tổng hợp rất phát triển của chúng và rất kinh tế khi nuôi trong các thiết bị lên men công nghiệp [ CITATION Bil \l 1066 ]
B subtilis đã được chứng minh là vật chủ biểu hiện vượt trội để sản xuất HA dựa trên một số tiêu chí Năng suất và chất lượng của sản phẩm rất tốt, cả về khối lượng phân tử và tính đa phân tán Bacillus subtilis không chứa ngoại độc tố và nội độc tố, vấn đề thường gặp khi sản xuất ở một số chủng liên cầu khuẩn [ CITATION Bil \l 1066 ] Do đó, nhiều sản phẩm được sản xuất từ sinh vật này đã được cấp chứng chỉ GRAS (thường được công nhận là an toàn) [ CITATION Bil \l 1066 ] Hơn nữa, HA được tiết vào môi trường xung quanh và không liên kết với tế bào, điều này sẽ đơn giản hóa rất nhiều quá trình thu nhận và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý hạ lưu [ CITATION Bil \l 1066 ] Ngoài ra lợi nhuận kinh tế sản xuất sẽ được tăng cường hơn do khả năng phát triển của B subtilis trên môi trường nuôi cấy đơn giản, trái ngược với các nhóm liên cầu khuẩn A và C, là những vi sinh vật khó tính đòi hỏi môi trường phức tạp đắt tiền hơn để tăng trưởng [ CITATION Bil \l 1066 ] Một nguyên nhân khác là B subtilis có trình tự bộ gen không mã hóa và cũng không tạo ra và Hyaluronidase (enzyme có tác dụng thủy phân acid hyaluronic) có thể làm suy giảm lượng
HA [ CITATION Bil \l 1066 ] Và cuối cùng, B subtilis là một trong những vi sinh vật gram dương có đặc điểm nổi bật nhất, bộ gen của nó đã được giải trình tự và có rất nhiều công cụ sẵn có để thao tác di truyền nên vi khuẩn này mang lại một số lợi thế khi có thể làm vật chủ để sản xuất HA Nếu so sánh với E.coli rõ ràng B subtilis mạnh mẽ hơn về mặt trao đổi chất, ít nhất là liên quan đến việc sản xuất HA, nguyên nhân là E.coli biểu hiện quá mức hasA tự nó làm tổn hại nghiêm trọng đến khả năng phát triển của tế bào Những đặc điểm kể trên khiến Bacillus subtilis là lựa chọn không thể phù hợp hơn trong việc sản xuất
HA để ứng dụng trong các sản phẩm mĩ phẩm.
Cấp ẩm cho làn da
Hyaluronic Acid có khả năng giữ lại độ ẩm cho da, hiệu quả này vượt trội hơn hẳn các thành phần tự nhiên hay các polymer nhân tạo [ CITATION Med23 \l 1066 ] Vì axit hyaluronic thuộc về loại phân tử chuỗi dài, phức tạp được gọi là polyme Chuỗi có rất nhiều điểm là nơi mà các hợp chất hóa học khác (như nước) có thể bám vào [ CITATION Cle22 \l
1066 ] Nhờ cấu trúc đặc biệt đó, phân từ HA có khả năng giữ nước tuyệt vời gấp khoảng
1000 lần trọng lượng phân tử của nó, cứ 1g HA có thể hấp thụ tối đa 6l nước [ CITATION Med23 \l 1066 ] Do đó kho sử dụng HA sẽ giúp cải thiện độ ẩm, khôi phục hàng rào bảo vệ da nhờ đó làn da bạn sẽ trở nên căng bóng, đàn hồi tốt hơn
Tác dụng chống lão hóa của các sản phẩm axit hyaluronic có thể thay đổi từ người này sang người khác, tùy thuộc vào các yếu tố khác ảnh hưởng đến da Trong một nghiên cứu năm 2017, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra tác dụng chống lão hóa của việc bổ sung axit hyaluronic ở 60 người trưởng thành Nhật Bản [ CITATION Med23 \l 1066 ] Các nhà nghiên cứu đã chỉ định ngẫu nhiên những người tham gia nghiên cứu vào một nhóm điều trị hoặc giả dược Những người tham gia bổ sung axit hyaluronic đã giảm nếp nhăn và cải thiện tình trạng da so với những người trong nhóm giả dược Tuy nhiên, nghiên cứu chỉ liên quan đến một cỡ mẫu nhỏ và nó cũng nhận được tài trợ từ một công ty sản xuất bổ sung axit hyaluronic, vì vậy có thể đã ảnh hưởng đến kết quả [ CITATION Med23 \l 1066 ] Một nghiên cứu nhỏ khác của Đức năm 2016 cho thấy axit hyaluronic có thể cải thiện độ đàn hồi của da và giảm độ thô ráp của da trong ít nhất là 2-8 tuần [ CITATION Med23 \l 1066 ] Các nhà nghiên cứu đã so sánh tác dụng chống lão hóa của bốn loại kem mặt khác nhau có chứa axit hyaluronic và đã quan sát thấy độ săn chắc da tăng lên và giảm 10-20% độ sâu nếp nhăn ở tất cả 20 người tham gia [ CITATION Med23 \l 1066 ].
Nhiều thương hiệu mỹ phẩm quảng cáo rằng các sản phẩm chứa axit hyaluronic của họ có thể chống lại các dấu hiệu lão hóa Tuy nhiên, theo một bài báo đánh giá năm 2015, hầu hết các sản phẩm không kê đơn đều chứa các dạng phân tử axit hyaluronic quá lớn để đi qua lớp biểu bì của da [ CITATION Med23 \l 1066 ].
Kích thích làm lành vết thương
Hyaluronic acid không chỉ thúc đẩy quá trình hydrat hóa da mà còn đóng một vai trò quan trọng trong việc chữa lành vết thương Cấu trúc giống như chuỗi của axit hyaluronic giúp nó có thể hoạt động như một cấu trúc giàn giáo, cho phép các mô phát triển, đây là một bước quan trọng trong sự lành hóa vết thương trên cơ thể [ CITATION Cle22 \l 1066 ] Theo một bài báo đánh giá năm 2016, axit hyaluronic tăng tốc độ chữa lành vết thương bằng cách kiểm soát viêm và chuyển hướng các mạch máu đến các vùng da bị tổn thương Trong một nghiên cứu cùng năm, các nhà nghiên cứu quan sát thấy rằng axit hyaluronic giúp vết loét chân do tiểu đường lành nhanh hơn so với vật liệu băng vết thương tiêu chuẩn [ CITATIONMed23 \l 1066 ] Trong một nghiên cứu trên động vật năm 2019, các nhà nghiên cứu đã áp dụng một loại gel phân hủy sinh học có chứa axit hyaluronic và poloxamer lên vết thương ngoài da Kết quả cho thấy gel thúc đẩy chữa lành vết thương bằng cách ngăn ngừa nhiễm trùng do vi khuẩn và giữ ẩm cho vết thương [ CITATION Med23 \l 1066 ].
2.1.4 Sản phẩm chứa HA từ Bacillus subtilis
Ứng dRng Bacillus subtilis tổng hợp Surfactin
Lipopeptide tuần hoàn (CLPs) là một nhóm chất hoạt động bề mặt sinh học quan trọng có đặc tính hoạt động bề mặt và hoạt tính kháng nấm [ CITATION Sim20 \l 1066 ]. Trong đó lipopeptide của Bacillus, nhờ các đặc tính độc đáo như độc tính thấp, hoạt động bề mặt cao và khả năng phân hủy sinh học, nên ngày càng được nghiên cứu cho các ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm, môi trường và dược phẩm [ CITATION Ham20 \l 1066 ] Một số ví dụ liên quan của chúng bao gồm: surfactin, fengycin và iturin, tuy nhiên, danh sách này hiện đang tăng lên khi các phân tử mới hơn liên tục được phát hiện [ CITATION Sim20 \l 1066 ].
Trong đó, Surfactin một trong ba CLP, là một chất hoạt động bề mặt sinh học loại lipopeptide được sản xuất bởi Bacillus subtilis, là heptapeptide liên kết với nhau để tạo thành cấu trúc vòng lactone tuần hoàn với axit béo β-hydroxy Surfactin bao gồm bảy axit amin được gắn vào các nhóm carboxyl và hydroxyl trên các axit béo chuỗi dài (C13 đến C15) tạo thành cấu trúc vòng lactone tuần hoàn chặt chẽ [ CITATION Ham20 \l 1066 ] Sự ổn định với nhiệt độ và điều kiện pH rộng, cho khả năng xây dựng được nhiều loại mỹ phẩm khác nhau [ CITATION Ham20 \l 1066 ] Surfactin được tuyên bố là một trong những chất hoạt động bề mặt sinh học hữu ích nhất được xác định cho đến nay Surfactin là một chất có tính axit, có thể hòa tan trong nước kiềm, nhiều dung môi hữu cơ (như ethanol,metanol, butanol, chloroform và dichloromethane) và trong hỗn hợp pha nước và dầu[ CITATION Ham20 \l 1066 ] Sodium Surfactin là tên đăng ký INCI cho một lipopeptide bao gồm các axit amin và axit béo và được sản xuất bởi quá trình lên men của Bacillus subtilis [ CITATION Sim20 \l 1066 ], có công thức phân tử là C53H93N7NaO 13
Hình 6 Công thức cấu tạo của Sodium Surfactin.
Mặc dù hoạt động của Surfactin đầy hứa hẹn, vẫn có những vấn đề đáng chú ý ngăn cản việc sử dụng trên quy mô lớn liên quan đến hiệu suất kém của các phương pháp sản xuất hiện có Năng suất sản xuất thấp đã được phát hiện ở các chủng vi khuẩn sản xuất đã được biết đến Các dự án nghiên cứu nhằm cải thiện năng suất sản xuất đang được tiến hành, một nghiên cứu gần đây của Wu và cộng sự (2019) đã phát triển một phương pháp kỹ thuật trao đổi chất hoạt động trên Bacillus subtilis 168, loài thường không sinh ra chủng Surfactin [ CITATION Ham20 \l 1066 ] Hoạt tính sinh tổng hợp Surfactin đã được phục hồi thành công ở chủng không sản xuất thông qua việc điều chỉnh các quá trình trao đổi chất liên quan đến sinh tổng hợp Surfactin được quan sát trước đây ở chủng MT45 hoang dã, được biết đến với khả năng sản xuất cao [ CITATION Ham20 \l 1066 ].
2.2.2 Đặc điểm nổi bật của surfactin
Các tính chất bề mặt của surfactin đã được so sánh với các tính chất của natri lauryl sulphate (SLS) Sức căng bề mặt của dung dịch surfactin thấp hơn đáng kể so với dung dịch SLS ở cùng nồng độ [ CITATION Ham20 \l 1066 ] Mặt khác, surfactin có thể hoạt động như một thành phần hoạt động bề mặt, chất làm ướt và hòa tan, chất nhũ hóa, tính năng này có thể được sử dụng không chỉ trong lĩnh vực dược phẩm mà còn cho các mục đích sử dụng mỹ phẩm [ CITATION Ham20 \l 1066 ]
Surfactin được chứng minh là chất kháng khuẩn hiệu quả chống lại một số vi khuẩn da gây bệnh Năm 2009, một nghiên cứu của Hirata và cộng sự cho thấy surfactin dẫn đến một chất hoạt động bề mặt sinh học có khả năng phân hủy như các sophorolipid khác Và trong cùng nghiên cứu đó, chất hoạt động bề mặt sinh học đã được so sánh với các chất hoạt động bề mặt tổng hợp khác, cho thấy nó có khả năng phân hủy sinh học sau 8 ngày Trong một nghiên cứu khác, Hwang và cộng sự (2008) đã thử nghiệm các nồng độ surfactin C khác nhau từ Bacillus subtilis đến chuột mang thai trong thời kỳ hình thành cơ quan chính Kết quả cho thấy chất hoạt động bề mặt sinh học không gây độc tính đến mẹ và thai nhi hoặc gây quái thai, và kết luận rằng lượng 500 mg/kg mỗi ngày ở chuột không thực thi bất kỳ tác động có hại nào [ CITATION Ham20 \l 1066 ] Đặc biệt, surfactin sở hữu sự pha trộn khác biệt của các đặc tính như nồng độ micelle tới hạn thấp (CMC = 9,4 μM), khả năng tạo thành nhũ tương dầu trong nước ổn định (Mulligan et al., 2014), kháng khuẩn (Vollenbroich et al., 1997) và chống mụn trứng cá (Rincón-Fontán et al., 2019) và đã được thử nghiệm để an toàn trên da khiến nó trở thành một ứng cử viên nhũ hóa đầy hứa hẹn cho các ứng dụng mỹ phẩm Tuy nhiên, thị trường surfactin chưa được phổ biến do chi phí sản xuất cao, dẫn đến hạn chế việc sử dụng nó đối với các công thức mỹ phẩm giá rẻ [ CITATION Ham20 \l 1066 ]
Một trong những ứng dụng phổ biến nhất của chất hoạt động bề mặt trong mỹ phẩm là để làm sạch Khi da và tóc bị bẩn, thực sự có hai loại bụi bẩn: hạt rắn và chất nhờn Các chất nhờn đến từ bã nhờn tự nhiên được sản xuất trong nang lông Các hạt rắn chỉ được tự bám trên da tự nhiên từ môi trường, chúng bám được trên tóc và da thông qua lực Van der Waals Mặc dù rửa sạch bề mặt bằng nước có thể loại bỏ một số bụi bẩn, nhưng cặn dầu sẽ có xu hướng bám vào các bề mặt ưa mỡ hơn của tóc và da Chất hoạt động bề mặt trong chất tẩy rửa giúp loại bỏ các chất dầu này Các đầu ưa dầu (lipophilic) của các phân tử này bị thu hút và liên kết với lipid trên bề mặt tóc và da Trong khi đó, các đầu ưa nước của các phân tử thẳng hàng về phía bề mặt của các trầm tích này, do đó làm tăng tính ưa nước Điều đó cho phép các cặn lipid nhấc lên khỏi bề mặt da hoặc tóc nơi nước xả rửa sạch chúng. [ CITATION Per15 \l 1066 ]
Bọt là một đặc tính quan trọng của mỹ phẩm làm sạch Nó được hình thành khi không khí được phân tán trong môi trường lỏng liên tục Các bọt khí được bao quanh bởi các lớp chất lỏng mỏng, và các chất hoạt động bề mặt giúp ổn định các bong bóng được hình thành, tạo bọt Điều quan trọng cần lưu ý là bọt không thực sự đóng góp nhiều vào việc loại bỏ bụi bẩn nhưng người tiêu dùng thích nó, vì vậy điều rất quan trọng đối với một sản phẩm làm sạch là tạo bọt [ CITATION Per15 \l 1066 ]
Một ứng dụng chính khác của chất hoạt động bề mặt cho mỹ phẩm là tạo ra hỗn hợp bán ổn định của dầu và nước (nhũ tương) Để tạo nên kết cấu các loại kem dưỡng da cung cấp các loại lipid có lợi cho bề mặt da và tóc Chúng có thể là nhũ tương dầu trong nước hoặc nước trong dầu đơn giản hoặc nhiều nhũ tương phức tạp hơn Mỗi loại có những lợi ích làm cho nó phù hợp với các ứng dụng mỹ phẩm nhất định [ CITATION Per15 \l 1066 ]
2.2.4 Sản phẩm chứa Surfactin từ Bacillus subtilis
Ứng dRng Haematococcus pluvialis tổng hợp Astaxanthin
Astaxanthin (3,3 -dihydroxy-B.B-carotene-4.4-dione) là một carotenoid có màu đỏ cam, là dẫn xuất của các hợp chất isoprenoid, chúng tạo thành các chất có màu sắc khác nhau trong tự nhiên và có chức năng sinh học thiết yếu đối với động vật [ CITATION LƯU17 \l 1066 ] Astaxanthin có công thức phân tử là C40H52O4, điểm nóng chảy xấp xỉ 224°C [ CITATION LƯU17 \l 1066 ] Chúng không hoa tan trong các dung dịch lỏng và hầu hết các dung môi hữn cơ, tuy nhiên, chúng có thể hoà tan trong các dung môi không phân cực như acetone, dimethyl-sulfoxide ngay ở nhiệt độ phòng [ CITATION LƯU17 \l
1066 ] So với các loại carotenoid khác, astaxanthin dễ dàng được hấp thụ và tích lũy [ CITATION LƯU17 \l 1066 ].
Astaxanthin có thể được tìm thấy trong nhiều loại thủy hải sản như cá hồi, cả vền, tôm, cua, trứng cá, đôi khi astaxanthin cũng được phát hiện ở một số loài chim Động vật có vú không có khả năng tổng hợp astaxanthin và phải được cung cấp từ khẩu phần ăn (Higuera-Ciapara và cộng sự 2006) [ CITATION LƯU17 \l 1066 ].
Astaxanthin được tạo thành từ hai hệ thống vòng β-ionone trong cấu trúc của nó được liên kết bởi chuỗi polyene và chứa các gốc keto và hydroxyl được oxy hóa [ CITATION Mal20 \l 1066 ] Nhờ cấu trúc đặc biệt đó, astaxanthin là một yếu tố đầy hứa hẹn trong việc ngăn ngừa các bệnh liên quan đến stress oxy hóa, bao gồm các bệnh về hệ thống mạch máu và tim, tiểu đường và ung thư [ CITATION Mal20 \l 1066 ]
2.3.2 Đặc điểm nổi bật của Haematococcus pluvialis
Hầu hết mọi người thường cung cấp astaxanthin từ thực phẩm như hải sản Trong tự nhiên, mặc dù một số loại thực vật, vi khuẩn và nấm men có khả năng tổng hợp astaxanthin nhưng hàm lượng astaxanthin nội bào của chúng rất thấp [ CITATION LƯU17 \l 1066 ]. Nghiên cứu của Ambati và cộng sự (2014) ghi nhận có 6 mg astaxanthin trên mỗi kg thịt cá hồi châu Âu, 25 mg/kg thịt cá hồi Nhật Bản và 6–8 mg/kg thịt cá hồi Đại Tây Dương nuôi [ CITATION Mal20 \l 1066 ] Trong khi đó, trong tự nhiên vi tảo lục Haematococcus pluvialis (H pluvialis) có khả năng tích lũy astaxanthin từ 3-7% sinh khối khô (SKK) [ CITATION LƯU17 \l 1066 ] H pluvialis được nhiều nhà nghiên cứu coi là nguồn cung cấp astaxanthin chính cho ngành công nghiệp thực phẩm vì dạng đồng phân lập thể (3S, 3S') là đồng phân hiệu quả nhất cho ứng dụng của con người, so với các dạng đồng phân như (3R, 3S') và (3R, 3R') [ CITATION LƯU17 \l 1066 ]
2.3.3 Vai trò với làn da
Căng thẳng oxy hóa đóng một vai trò quan trọng trong quá trình lão hóa da và tổn thương da của con người Các cơ chế lão hóa bên trong (theo trình tự thời gian) và bên ngoài, bao gồm việc tạo ra các loại oxy phản ứng (ROS) thông qua quá trình chuyển hóa oxy hóa và tiếp xúc với tia cực tím (UV) của mặt trời [ CITATION Ser18 \l 1066 ] Mặc dù có nhiều chất từ chế độ ăn uống hoặc ngoại sinh hoạt động như chất chống oxy hóa, ví dụ như polyphenol và carotenoids Tuy nhiên astaxanthin gần đây đã thu hút sự quan tâm của các nhà nghiên cứu vì hoạt động chống oxy hóa rất mạnh mẽ cũng như các đặc tính truyền tin sinh hóa và phân tử độc đáo có tác dụng điều trị và ngăn ngừa bệnh ngoài da [ CITATION Ser18 \l 1066 ]
Astaxanthin có khả năng kết hợp với các màng sinh học để làm giảm và ổn định các gốc tự do [ CITATION Mal20 \l 1066 ] Các nghiên cứu so sánh tác dụng bảo vệ quang của các carotenoid đã chứng minh rằng astaxanthin là chất chống oxy hóa vượt trội, có khả năng chống oxy hóa cao hơn canthaxanthin và mạnh hơn 10 lần so với β-carotene và mạnh hơn
100 lần so với α-tocopherol trong nguyên bào sợi ở da người [ CITATION Ser18 \l 1066 ] [ CITATION Mal20 \l 1066 ] Đầu tiên, astaxanthin ức chế sự hình thành ROS và điều chỉnh sự biểu hiện của các enzyme phản ứng với stress oxy hóa như heme oxyase-1 (HO-1), là dấu hiệu của stress oxy hóa và cơ chế điều hòa liên quan đến sự thích ứng của tế bào chống lại tổn thương oxy hóa Thứ hai, ASX làm giảm đáng kể nồng độ oxit nitric cảm ứng (iNOS) và cyclooxygenase (COX)-2, đồng thời làm giảm sự giải phóng prostaglandin E2 từ tế bào sừng sau khi chiếu tia UV [ CITATION Ser18 \l 1066 ] Tác dụng ức chế của astaxanthin đối với việc sản xuất iNOS có ý nghĩa quan trọng đối với việc phát triển các loại thuốc chống viêm điều trị các bệnh viêm da như bệnh vẩy nến và viêm da dị ứng (AD) [ CITATION Ser18 \l 1066 ] Ngoài ra, một báo cáo gần đây cho thấy astaxanthin đã ức chế sự biểu hiện gen của một số dấu ấn sinh học tiền viêm như interleukin-1β (IL-1β), interleukin-6 (IL-6) và yếu tố hoại tử khối u-α (TNF-α) trong mô hình động vật bị viêm da dị ứng [ CITATION Ser18 \l 1066 ] Một số nhà điều tra đã kiểm tra sự ức chế yếu tố hạt nhân-kappa B (NF-κB) của astaxanthin Đặc biệt, astaxanthin đã được báo cáo là có khả năng mạnh mẽ để ngăn chặn sự chuyển vị hạt nhân của tiểu đơn vị NF-κB p65 và sự thoái hóa IκBα thông qua tác dụng ức chế của nó đối với hoạt động NκB kinase (IKK) [ CITATION Ser18 \l 1066 ] Quan trọng hơn, các nghiên cứu cho thấy khả năng astaxanthin ức chế sản xuất các chất trung gian gây viêm bằng cách ngăn chặn sự kích hoạt NF-κB trong tế bào keratinocytes ở người, cho thấy astaxanthin có thể đưa ra một chiến lược mới hấp dẫn để điều trị các bệnh viêm da [ CITATION Ser18 \l 1066 ].
Sự hình thành gốc tự do (ROS) là cơ chế then chốt dẫn đến lão hóa da Các phản ứng oxy hóa của da liên quan đến tổn thương DNA, phản ứng viêm, giảm sản xuất chất chống oxy hóa [ CITATION Ser18 \l 1066 ] Ngoài ra, gốc tự do do tia cực tím tạo ra kích thích sự tổng hợp enzyme phân hủy chất nền ngoại bào (MMP) Các thành chất nền ngoại bào da (ECMs) bao gồm collagen, elastin và glycosaminoglycans (GAGs), chịu trách nhiệm cho cấu trúc toàn vẹn của da Trong cả lão hóa bên trong và bên ngoài, những thay đổi trong các cấu trúc sẽ dẫn đến mất độ bền kéo và khả năng đàn hồi, hình thành nếp nhăn, khô và khả năng chữa lành vết thương bị suy yếu [ CITATION Ser18 \l 1066 ]
Trong ống nghiệm, astaxanthin ngăn chặn hiệu quả tổn thương tế bào bởi các gốc tự do MMP-1 gây ra cho da sau khi chiếu xạ tia cực tím [ CITATION Ser18 \l 1066 ] Một số nghiên cứu tương tự cũng báo cáo rằng astaxanthin ức chế sự biểu hiện của MMP trong các tế bào khác nhau, bao gồm đại thực bào và tế bào sụn (chondrocytes) [ CITATION Ser18 \l
1066 ] Gần đây, chiết xuất astaxanthin phong phú từ H pluvialis làm tăng hàm lượng collagen thông qua ức chế biểu hiện MMP-1 và MMP-3 trong nguyên bào sợi da của người [ CITATION Ser18 \l 1066 ].
Trong quá trình chữa lành vết thương, chất nền ngoại bào (ECM) tại vị trí vết thương sẽ trải qua quá trình tái tạo lại đáng kể Astaxanthin đã được chứng minh là một hợp chất hiệu quả để tăng tốc độ chữa lành vết thương trong các vết thương da ở chuột [ CITATION Ser18 \l 1066 ] Các vết thương được điều trị bằng astaxanthin cho thấy sự gia tăng đáng kể biểu hiện của các dấu hiệu sinh học chữa lành vết thương như collagen loại I α 1 (Col1A1) và yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi cơ bản (bFGF) [ CITATION Ser18 \l 1066 ].
2.3.4 Sản phẩm chứa Astaxanthin từ Haematococcus pluvialis
Serum dưỡng da chống lão hóa Graymelin Astaxanthin StemCell Serum 50ml
Hình 8 Serum Graymelin Astaxanthin StemCell
Ứng dRng chiết xuất tảo Chlorella
Vi tảo là một nguồn tạo ra các hợp chất có hoạt tính sinh học như axit béo không bão hòa đa, tocopherols và sterol, vitamin và khoáng chất, chất chống oxy hóa và sắc tố (ví dụ như chất diệp lục và carotenoid), có liên quan lớn trong lĩnh vực y tế, dược phẩm và mỹ phẩm [ CITATION Mar21 \l 1066 ] Do cấu trúc đa bào đơn bào đơn giản, chúng có thể phát triển nhanh chóng và sống trong điều kiện khắc nghiệt và các yếu tố gây căng thẳng môi trường như nóng, lạnh, kỵ khí, độ mặn, quang hóa, áp suất thẩm thấu và tiếp xúc với bức xạ cực tím [ CITATION Mar21 \l 1066 ] Nhiều chủng Chlorella có thể phát triển nhanh chóng và đạt được mật độ tế bào cao trong điều kiện được kiểm soát, và do đó được coi là nguồn protein đầy hứa hẹn [ CITATION Cát20 \l 1066 ] Những vi tảo này có thể đóng vai trò là vật chủ để sản xuất các thành phần khác nhau thông qua việc sử dụng các kỹ thuật di truyền[ CITATION Cát20 \l 1066 ] Chiết xuất Chlorella cũng được sử dụng trong lĩnh vực mỹ phẩm chăm sóc da để sửa chữa các dấu hiệu lão hóa sớm, kích thích tổng hợp collagen, ngăn ngừa rạn da và giảm nếp nhăn [ CITATION Cát20 \l 1066 ].
Vi tảo thường được thương mại hóa và sử dụng trong công nghệ sinh học thuộc về lớp tảo lục Chlorophyceae (như Chlorella vulgaris Haematococcus pluvialis, , Dunaliella salina và vi khuẩn lam) [ CITATION Mar21 \l 1066 ] Trong đó, loài Chlorella Vulgaris được ứng dụng khá phổ biến.
Thành phần của chúng thay đổi tùy theo loài và môi trường nuôi như cường độ ánh sáng, nhiệt độ, pH, độ mặn và môi trường [ CITATION Mar21 \l 1066 ] Chiết xuất
Chlorella vulgaris chủ yếu bao gồm một số thành phần sau: protein (43–58%), lipid (5–
58%), carbohydrate (12–55%), sắc tố (diệp lục (1–2%) và carotenoids (0,4% astaxanthin, lutein, β-carotene, lycopene, canthaxanthin), vitamin (vitamin A, B, C và E) và khoáng chất (canxi, kali, magiê và kẽm) [ CITATION Mar21 \l 1066 ].
2.4.2 Tác dRng với làn da
Chống oxi hóa, lão hóa
Polysacarit sunfat từ Chlorella Vulgaris thể hiện khả năng ngăn chặn sự tích tụ và hoạt động của các gốc tự do và các loại phản ứng oxi hóa, đóng vai trò là hệ thống bảo vệ chống lại các tác nhân gây stress oxy hóa và gốc tự do Ngoài ra, peptide đã được chứng minh là làm giảm biểu hiện ma trận metallicoproteinase-1 (MMP-1) trong nguyên bào sợi tế bào da người, nguyên nhân gây ra sự phân hủy collagen
Thực tế là chiết xuất Chlorella Vulgaris có khả năng kích thích tổng hợp collagen trong da khiến nó phù hợp để sử dụng trong mỹ phẩm chống lão hóa cũng như trong các sản phẩm chữa lành vết thương
Một số nghiên cứu báo cáo tác dụng có lợi của chiết xuất Chlorella Vulgaris đối với sức khỏe làn da Một nghiên cứu cho thấy chiết xuất Chlorella Vulgaris có thể làm giảm viêm da dị ứng (AD) do Dermatophagoides farinae (DFE) gây ra ở chuột bằng đường uống,làm giảm kích thước và số lượng khối u do 12-dimethylbenz[a]anthracene (DMBA) gây ra bằng cách điều chỉnh tăng nồng độ sulfhydryl (-SH) và glutathione S-transferase (GST) trong các mô da Những phát hiện này cho thấy Chlorella Vulgaris có thể hữu ích như một tác nhân phòng ngừa và điều trị các bệnh viêm da khác nhau.
Thành phần thường được sử dụng trong các sản phẩm dưỡng tóc và chăm sóc da là protein Sericin có thể thu được từ vi tảo Chlorella Vulgaris [ CITATION Pra19 \l 1066 ]. Axit Docosahexaenoic (DHA) và Eicosapentaenoic (EPA) có nguồn gốc từ vi tảo, thường được sử dụng trong dầu dưỡng tóc, serum dưỡng tóc, gel và xịt dưỡng tóc, cung cấp dưỡng chất sâu cho nang tóc và da đầu giúp tóc chắc khỏe hơn [ CITATION Pra19 \l 1066 ] Hơn nữa tảo lục là nguồn cung cấp vitamin B phong phú, một loại vitamin đóng vai trò dinh12 dưỡng quan trọng đối với sức khỏe của tóc, thiếu nó sẽ khiến tóc rụng sớm [ CITATION Trầ23 \l 1066 ] Các chất dinh dưỡng khác trong chlorella như selen, kẽm và canxi còn giúp tóc sáng bóng và mềm mại [ CITATION Trầ23 \l 1066 ].
2.4.3 Sản phẩm chứa chiết suất Cholorella
MartiDerm Acniover Serum [ CITATION Mar3 \l 1066 ]
Ứng dRng Aspergillus oryzae tổng hợp Kojic acid
Kojic acid được Saito phát hiện vào năm 1907 trong môi trường nuôi cấy Aspergillus oryzae [ CITATION Pha22 \l 1066 ] Axit hữu cơ này được hình thành khi nhiều loại nấm lên men Kojic acid chủ yếu được tiết ra bởi hơn 58 chủng nấm thuộc chi Aspergillus
[ CITATION Pha22 \l 1066 ] Một số loài tạo thành axit này bao gồm Aspergillus, Penicillium Acetobacter, và các loài khác Trong số các loài Aspergillus, sinh vật sản xuất chính là Aspergillus oryzae Thành phần này được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm để bảo quản hoặc thay đổi màu sắc của các chất Trong ngành công nghiệp mỹ phẩm, nó nổi tiếng với hoạt tính ức chế tyrosinase
Tính chất: Cấu trúc hóa học Kojic acid được xác định là 5-hydroxy-2-hydroxymethyl-γ- pyrone Kojic acid là hợp chất dị vòng có cấu trúc như trong hình bên dưới [ CITATION Pha22 \l 1066 ].
Hình 10 Cấu trúc hóa học axit Kojic, được điều chỉnh với sự cho phép của Ref (2020,
Một số nghiên cứu đã được tiến hành để đánh giá sự an toàn và hiệu quả của các chất ức chế tyrosinase trong ngành công nghiệp mỹ phẩm và dược phẩm Nhiều cuộc điều tra khác nhau đã chỉ ra rằng khi sử dụng ở nồng độ 1-2% Kojic acid không gây ra bất kỳ sự nhạy cảm nào ở mắt hoặc gây dị ứng [ CITATION Pha22 \l 1066 ] Các nghiên cứu đã khuyến nghị sử dụng KA trong các chế phẩm tại chỗ ở nồng độ 1% hoặc ít hơn bởi vì trong phạm vi này, nó cho thấy các sự hiệu quả và an toàn [ CITATION Pha22 \l 1066 ] Mặc dù vậy, cơ quan nghiên cứu ung thư quốc tế (IARC) tuyên bố Kojic acid là chất gây ung thư nhóm 3 [ CITATION Pha22 \l 1066 ] Ngoài ra, Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩmHoa Kỳ (FDA) không cho phép sử dụng Kojic acid trong dược phẩm mà không có đơn thuốc [ CITATION Pha22 \l 1066 ] Tuy nhiên, SCCP đã báo cáo rằng liều Kojic acid nên là
1% trong các sản phẩm chăm sóc da và nó không phải là chất độc ở dạng nhiễm độc toàn thân, mãn tính, cấp tính và nhiễm độc gen [ CITATION Pha22 \l 1066 ].
2.5.2 Tác dRng đến da Ức chế emzyme tyrosinase
Kojic acid được coi là một trong những chất làm sáng da tốt nhất trong ngành làm đẹp Nó có tác dụng ức chế tyrosinase chậm và hiệu quả, do đó ngăn ngừa sự hình thành melanin và cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành melanin trong tế bào [ CITATION Pha22 \l 1066 ] Theo dữ liệu có sẵn từ nhiều nghiên cứu khác nhau, nó có thể được sử dụng như đơn trị liệu hoặc kết hợp với các thuốc khác [ CITATION Pha22 \l 1066 ]. Ở Nhật Bản, thành phần này được xem như một loại dược mĩ phẩm [ CITATION Pha22 \l
1066 ] Do có khả năng ức chế hoạt động tyrosinase, kojic acid đã được sử dụng trong một số nghiên cứu như một chất chuẩn về khả năng ức chế tyrosinase [ CITATION Pha22 \l
1066 ] Một nghiên cứu khác tiết lộ rằng Kojic acid ức chế bệnh hắc tố bằng cách can thiệp vào sự hấp thu oxy cần thiết cho quá trình hóa nâu (enzymatic browning) [ CITATION Pha22 \l 1066 ].
Kháng nấm và kháng khuẩn
Kojic acid có đặc tính kháng nấm và kháng khuẩn Các xét nghiệm hoạt tính kháng khuẩn trước đây cho thấy Kojic acid hoạt động chống lại vi khuẩn Gram âm mạnh hơn so với vi khuẩn Gram dương [ CITATION Pha22 \l 1066 ] Tuy nhiên, một số dẫn xuất của nó đã cho thấy có sự mâu thuẫn khác biệt với hoạt động kháng khuẩn của Kojic acid [ CITATION Pha22 \l 1066 ] Khi được sử dụng trong các sản phẩm mỹ phẩm, Kojic acid có thể ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật và có thể được sử dụng làm chất bảo quản [ CITATION Pha22 \l 1066 ] Kojic acid và các dẫn xuất của nó có hoạt tính mạnh chống lại vi khuẩn như Staphylococcus aureus [ CITATION Pha22 \l 1066 ] Khi thử nghiệm chống lại các vi sinh vật khác nhau, Kojic acid khả năng chống lại Micrococcus luteus mạnh nhất và ít tác động chống lại Pseudomonas aeruginosa nhất [ CITATION Pha22 \l 1066 ].
Do đặc tính kháng nấm, Kojic acid được kết hợp vào một số sản phẩm chống nấm để nâng cao hiệu quả của chúng Hơn nữa, nó có thể hữu ích trong việc điều trị các bệnh nhiễm trùng nấm khác nhau trên da cũng như nhiễm trùng nấm men, nấm ngoài da, nấm bàn chân và nấm candida [ CITATION Pha22 \l 1066 ].
Kojic acid có đặc tính chống oxy hóa và an toàn hơn nên được sử dụng thay thế cho hydroquinone (HQ) để làm sáng da trong ngành công nghiệp mỹ phẩm [ CITATION Pha22 \l 1066 ] Nghiên cứu của Zhang và cộng sự (2017) cho thấy KA cải thiện phản ứng stress oxy hóa ở nấm, do đó cho thấy khả năng chống oxy hóa của chất chuyển hóa này [ CITATION Pha22 \l 1066 ] Các nghiên cứu hoạt tính sinh học khác trước đây về KA cho thấy nó có đặc tính chống oxy hóa Mối tương quan giữa hoạt động chống melanogen với tác dụng oxy hóa của este kojic acid và kojic acid đã được Lajis và cộng sự nghiên cứu
(2012), kết quả nghiên cứu cho thấy cả Kojic acid và các este của nó đều có hoạt tính nhặt gốc tự do nhẹ ở nồng độ từ 1,95 đến 1000 μg/mL [ CITATION Pha22 \l 1066 ]
Hoạt tính chống viêm Kojic acid có thể có tác dụng chống viêm nhẹ và có thể được cải thiện tốt bằng cách tạo ra các dẫn xuất Kojic acid mới [ CITATION Pha22 \l 1066 ] Một nghiên cứu đã đánh giá hoạt động chống viêm của KA và axit p-coumaric và tiết lộ rằng cả hai đều có đặc tính chống viêm [ CITATION Pha22 \l 1066 ] Nghiên cứu cho thấy tác dụng chống viêm của Kojic acid đã được tăng cường bằng cách bổ sung cinnamate moiety từ axit p-coumaric [ CITATION Pha22 \l 1066 ] Trong một nghiên cứu khác, Kojic acid và hai dẫn xuất mới của nó được phân lập từ nấm Aspergillus versicolor được đánh giá về tác dụng chống viêm của chúng, cho thấy kojic acid có tác dụng chống viêm vừa phải, trong khi hai dẫn xuất còn lại cho thấy hiệu quả chống viêm được cải thiện [ CITATION Pha22 \l 1066 ]
2.5.3 Một số sản phẩm chứa Kojic acid
Ứng dRng Saccharomyces cerevisiae tổng hợp Ceramides
Lớp ngoài cùng của da, được gọi là lớp sừng, giữ độ ẩm và tạo thành một rào cản để bảo vệ da chống lại các kích thích bên ngoài [CITATION Sug16 \l 1066 ] Lớp sừng bao gồm các tế bào sừng, các yếu tố giữ ẩm tự nhiên và lipid nội bào Ceramides chiếm khoảng một nửa số lipid nội bào và đóng một vai trò quan trọng trong các chức năng này (tỉ lê ¤ còn lại là cholesterol và các acid béo tự do) [ CITATION Sug16 \l 1066 ] Ví dụ, một đặc điểm chung của viêm da dị ứng và da khô do tuổi già là suy giảm khả năng giữ ẩm, do nồng độ ceramide giảm do chuyển hóa lipid bất thường [ CITATION Sug16 \l 1066 ] Hơn nữa, ceramides đã được chứng minh là tăng cường chức năng hàng rào bảo vệ da và ngăn chặn việc sản xuất melanin [ CITATION Sug16 \l 1066 ].
Ceramides là một loại lipid liên kết màng tế bào (sphingolipids) với vai trò sinh lý đa dạng [ CITATION Mas21 \l 1066 ] Trong da, ceramides và các lipid khác đóng một vai trò thiết yếu trong việc hình thành một hàng rào trên lớp sừng, ngăn ngừa mất nước quá mức và sự xâm nhập của các chất có hại từ môi trường [ CITATION Mas21 \l 1066 ] Một ceramide bao gồm một bazơ sphingoid (SB) và một axit béo (FA), được liên kết thông qua một liên kết amide (hình 11) [ CITATION Mas21 \l 1066 ]
Hình 11 Cấu trúc của một ceramide
Có nhiều loại ceramides khác nhau là kết quả của sự kết hợp của các loại SB và FA khác nhau Khoảng 20 năm trước, ít nhất bảy lớp ceramide đã được phân lập từ hàng rào bảo vệ da của con người thông qua sắc ký lớp mỏng và được chỉ định là các ceramide 1-7 [ CITATION Mas21 \l 1066 ] Các nghiên cứu sử dụng sắc ký lỏng - khối phổ đã xác định được một số lớp SC ceramides mới Đến nay, mỗi lớp ceramide được chỉ định bởi sự kết hợp của các chữ viết tắt của FA và SB Có bốn loại FA, bao gồm: không hydroxy (N), α- hydroxy (A), ω-hydroxyb (O) và este hóa ω-hydroxy (EO) Trong khi có năm loại SB, bao gồm: dihydrosphingosine (DS), sphingosine (S), phytosphingosine (P), 6-hydroxy sphingosine (H) và 4,14-sphingadiene (SD)
Dựa trên dạng sphingosine và axit béo liên kết sẽ tổng hợp các loại ceramide khác nhau Hiện nay có các loại ceramide sau thường được sử dụng trongsản phẩm chăm sóc da:
1 Ceramide 1: còn được gọi là ceramide EOS
2 Ceramide 2: còn được gọi là ceramide NS hoặc NG
3 Ceramide 3: còn được gọi là ceramide NP
4 Ceramide 6-II: còn được gọi là ceramide AP
5 Ceramide 9: còn được gọi là ceramide EOP
2.6.2 Đặc điểm nổi bật của ceramide từ vi sinh vật
Trên thực tế, một số sản phẩm mỹ phẩm có chứa ceramide từ lâu đã được thương mại hóa và thị trường nguyên liệu ceramide ngày càng phát triển Ceramides có nguồn gốc từ động vật (ví dụ như bò) đã được sử dụng, nhưng vì lo ngại về các bệnh truyền nhiễm như bệnh não xốp bò, sau đó được thay thế bằng ceramides có nguồn gốc thực vật từ gạo, lúa mì, đậu và khoai tây Tuy nhiên, lượng ceramides tự do trong thực vật rất thấp và chúng rất khó chiết xuất và tinh chế Hơn nữa, các nghiên cứu trước đây đã gợi ý rằng cấu trúc của ceramides rất quan trọng đối với chức năng giữ ẩm và rào cản của da Điều này đặt ra câu hỏi về việc liệu ceramides thực vật, có cấu trúc khác với ceramides của con người, có phải là lipid chức năng ở người hay không Do đó, một kỹ thuật sản xuất mới có thể khắc phục những vấn đề này là mong muốn Nấm men đã được sử dụng rộng rãi và thành công như một vật chủ để sản xuất các chất hữu ích trong lĩnh vực mỹ phẩm, thực phẩm sức khỏe và y học Hơn nữa, lượng ceramide tương đối trong nấm men S cerevisiae (0,5 ~ 2 mg/g) cao hơn so với thực vật hiện đang được sử dụng để sản xuất ceramide Điều này cho thấy Saccharomyces cerevisiae là vật chủ tiềm năng để sản xuất hiệu quả ceramides cho con người [ CITATION Sug16 \l 1066 ]
2.6.3 Tác dRng của ceremide lên da
Giữ ẩm và phRc hồi hàng rào da
Ceramides là các phân tử lipid giữ vai trò quan trọng trong việc giữ nước trong không gian ngoại bào ở lớp sừng [ CITATION Sug16 \l 1066 ] Bằng cách tạo thành hàng rào bảo vệ, ngăn chặn quá trình thoát hơi nước qua da (hay còn gọi là TEWL) [ CITATION Sug16 \l 1066 ] Để từ đó, độ ẩm trên da sẽ được giữ ở mức ổn định, hạn chế tình trạng khô da và bị kích ứng Ngoài ra, hoạt chất này cũng giúp bảo vệ lớp biểu bì của da trước những tác nhân gây hại có trong môi trường sống xung quanh cũng như chống lão hóa sớm nhờ khả năng cấp ẩm hiệu quả Sự thiếu hụt Ceramide sẽ dẫn đến tăng sự mất nước qua da, khô da, tăng tính thấm đối với các chất gây kích ứng và dị ứng từ môi trường
Hình 12 Cơ chế hoạt động của ceramide, tạo thành hàng rào bảo vệ da.
Liên quan đến một số bệnh về da
Bên cạnh đó, việc thiếu hụt Ceramide cũng có liên quan đến một số bệnh lý như bệnh vảy cá phiến mỏng Lamellar, bệnh vẩy nến, … Một vấn đề đáng chú ý là không phải trong các bệnh lý này, tất cả các loại Ceramide đều giảm, Ví dụ trong bệnh vẩy nến, Ceramide EOS, NP, AP giảm nhưng Ceramide NS, AS lại tăng Đặc biệt, Ceramide có liên quan mật thiết trong bệnh viêm da dị ứng (Atopic dermatitis -AD) và cũng từ các quan sát mối liên hệ này mà các nhà điều chế mỹ phẩm bắt đầu thêm Ceramide vào các sản phẩm của mình. Tổng mức độ Ceramide trên da, cũng như các loại Ceramide NH, NP, EOS, EOH, EOP được phát hiện là thấp hơn đáng kể ở cả vị trí bị bệnh so với các vị trí da bình thường, cũng như so với da ở những người khỏe mạnh Đáng chú ý là nghiên cứu này cũng cho thấy biểu hiện của Ceramide AS cao hơn đáng kể ở vị trí bị bệnh khi so với vị trí không có bệnh và so với người khỏe mạnh [ CITATION LêP \l 1066 ]
2.6.4 Các sản phẩm chứa Ceramides từ Saccharomyces cerevisiae
Ứng dRng Bifidobacterium Longum trong sản xuất mỹ phẩm probiotic
Da người là cơ quan lớn nhất của cơ thể con người và là nhà của một số vi sinh vật.
Da bao phủ toàn bộ cơ thể để tạo thành một hàng rào hiệu quả chống lại môi trường bên ngoài, đóng một vai trò quan trọng trong việc mất cân bằng mất nước qua da, duy trì nhiệt độ và miễn dịch Hàng rào bảo vệ da là bốn thành phần chính: lớp miễn dịch, lớp vật lý, lớp hóa học, lớp microbiome Microbiome được gọi là hệ vi sinh vật trong da vi sinh vật, là một tập hợp các vi sinh vật để duy trì mối quan hệ phức tạp trên da Tương tự như ruột, các vi sinh vật cư trú trên da chịu trách nhiệm cho một số chức năng Probiotic đã được định nghĩa là "vi sinh vật sống, khi được sử dụng với số lượng đầy đủ, mang lại lợi ích sức khỏe cho vật chủ" (FAO/WHO) [ CITATION Rui23 \l 1066 ]
Các chủng probiotic cụ thể đã được chứng minh là có ảnh hưởng có lợi đến thành phần và hoạt động trao đổi chất của hệ vi sinh vật nội sinh và một số trong số này đã được chứng minh là có tác dụng ức chế sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn gây hại Bằng các cạnh tranh về các chất dinh dưỡng thiết yếu, cạnh tranh vị trí thụ thể, kết tụ với các vi sinh vật gây bệnh và sản xuất các chất chuyển hóa chống lại vi khuẩn Tất cả các yếu tố trên đều được báo cáo là có vai trò trong việc ức chế vi khuẩn có hại Probiotic có thể được tiêu thụ dưới nhiều dạng sản phẩm thực phẩm lên men hoặc không lên men.[ CITATION Rui23 \l
Mặc dù chưa biết được các cơ chế chính xác mà các sản phẩm chứa probiotic cải thiện sức khỏe làn da, nhưng tác dụng có lợi đối với sức khỏe của da đã được chứng minh trong một số tài liệu, bài báo và bằng sáng chế Tuy nhiên, các sản phẩm mỹ phẩm chứa probiotic vẫn còn có nhiều bất cập như sau: [ CITATION Rui23 \l 1066 ]
1) Các sản phẩm chăm sóc da probiotic là một trào lưu mới phát triển rất gần đây Vì vậy, thiếu dữ liệu lâm sàng được khoa học xác nhận về hiệu quả của chúng
2) Các sản phẩm chứa lợi khuẩn không vô trùng và có thể chứa chất bảo quản kháng khuẩn, nên có thể ảnh hưởng đến khả năng tồn tại của chủng lợi khuẩn.
3) Do chứa các tế bào vi khuẩn còn hoạt động nên bảo quản để các tế bào này là một trở ngại lớn, dẫn đến công thức của sản phẩm kém bền.
4) Hiện tại, vẫn chưa có các luật quy định cụ thể để thương mại hóa sản phẩm chứa probiotic Ngoài ra, ranh giới rõ ràng giữa thực phẩm, thuốc và mỹ phẩm, khiến việc phát triển các sản phẩm mỹ phẩm probiotic trở thành một thách thức
5) Tất cả các sản phẩm mỹ phẩm và chăm sóc cá nhân phải được chứng minh là an toàn cho người tiêu dùng và các tuyên bố về mỹ phẩm phải được chứng minh đúng Tuy nhiên, đối với mỹ phẩm probiotic một số tuyên bố có thể khó hoặc quá phức tạp để xác minh.
2.7.2 Các dạng sản phẩm chứa probiotic
Hiện nay trên thị trường, mỹ phẩm probiotic thường thấy ở 3 dạng chính:
1) Mỹ phẩm với vi sinh vật còn hoạt động: Đây là dạng hiếm thấy nhất của mỹ phẩm probiotic Hầu hết các loại mỹ phẩm đều chứa nước và các chất bảo quản chống lại các vi sinh vật gây hại, vì vậy để kết hợp được khuẩn sống là điều vô cùng khó khăn Mỹ phẩm với vi khuẩn sống thường có hạn sử dụng rất ngắn, yêu cầu bảo quản chặt chẽ và có giá thành cao Trên thị trường hiện nay có rất ít các hãng có đủ công nghệ để tạo nên những sản phẩm này
2) Mỹ phẩm với vi khuẩn bán hoạt động hoặc ngừng hoạt động: Từ sự khó khăn trong việc bảo quản và điều chế mỹ phẩm với vi khuẩn sống, thế nên đây là giải pháp được nhiều hãng mỹ phẩm chọn lựa Bằng cách đưa các lysate từ vi khuẩn Lactobacillus hay Bifidus vào sản phẩm, việc tiến hành bảo quản cũng như hạ giá thành sản xuất trở nên đơn giản hơn (Lysates chứa các thành tế bào, các chất chuyển hóa của vi khuẩn và các vi khuẩn chết).
3) Mỹ phẩm lên men: Mỹ phẩm lên men phát triển từ Nhật và Hàn Quốc trong rất nhiều năm trở lại đây dựa trên việc lên men nhờ các vi sinh vật Chúng ta có thể coi đây là một trong những thành tựu về điều chế mỹ phẩm probiotic đầu tiên Nhờ quá trình lên men, những vi khuẩn chuyển hóa đường và tinh bột tạo thành lactic acid Quá trình này không chỉ bảo quản mà còn tạo nên vitamin B, Omega-3, các acid béo và enzyme có lợi cho da Trong khi đó, nấm men phá vỡ cấu trúc phân tử của các thành phần hoạt tính thành các hạt nhỏ hơn, nhờ đó các khoáng chất và chất dinh dưỡng được hấp thụ vào da nhanh chóng hơn Ngoài ra, chúng còn tạo ra các axít amin và chất chống oxy hóa bổ sung và tăng cường cho da vượt trội hơn so với những dòng mỹ phẩm thông thường, đặc biệt dành cho những làn da nhạy cảm và da khô.
Tuy nhiên gần đây, một số nhóm khoa học đã chỉ ra rằng một số chế phẩm vi khuẩn bán hoạt động hoặc không hoạt động vẫn giữ được các hiệu quả tương đương với các dạng sống Các dạng vi khuẩn bán hoặc ngừng hoạt động dường như được quan tâm để thiết kế cho các sản phẩm mĩ phẩm với mục đích làm đẹp da và chăm sóc sức khỏe Nhiều tác giả đã chứng minh rằng một số chiết xuất vi khuẩn bất hoạt bằng sóng siêu âm (Bacillus coagulans, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum và Lactobacillus acidophilus) có đặc tính chống bám dính và chống vi khuẩn khi sử dụng cho bề mặt da và niêm mạc Sử dụng các mô hình in vitro, một số nghiên cứu chứng minh rằng chiết xuất vi khuẩn bất hoạt từ Bifidobacterium longum sp điều chỉnh kích thích tế bào thần kinh cảm giác viêm thần kinh bằng capsaicin Hơn nữa, trong một thử nghiệm lâm sàng thí điểm, đã chứng minh rằng chiết xuất vi khuẩn làm giản kích ứng và khô da ở những tình nguyện viên nữ khỏe mạnh [ CITATION Aud10 \l 1066 ]
Bifidobacteria longum reuter lysate (có mã INCI là Bifida Ferment Lysate) là chiết xuất lên men, chất chuyển hóa, mảnh tế bào chất, thành phần thành tế bào và phức hợp polysacarit thu được bằng cách nuôi cấy, bất hoạt và phân hủy Bifidobacteria [ CITATION Rui23 \l 1066 ], trong đó có Bifidobacterium Longum, một loại vi khuẩn axit lactic hữu ích có trong hệ tiêu hoá của con người [ CITATION Aud10 \l 1066 ] Đây là một dạng huyền phù thu được bằng cách bất hoạt siêu âm Bifidobacterium Longum trong môi trường nước [ CITATION Aud10 \l 1066 ] Trong đó, vi khuẩn còn hoạt động ở mức 5% trong tổng huyền phù [ CITATION Aud10 \l 1066 ] Mặc dù chưa có nhiều nghiên cứu chuyên sâu nhưng đây vẫn là một thành phần đầy hứa hẹn EWG xếp thành phần này vào nhóm các chất an toàn để sử dụng trong mỹ phẩm và các sản phẩm chăm sóc cá nhân với khả năng kích ứng ở mức thấp nhất
Một thử nghiệm ngẫu nhiên, mù đôi, đối chứng giả dược được tiến hành trên 66 tình nguyện viên nữ Các tình nguyện viên bôi kem chứa 10% chiết xuất vi khuẩn (kem thử nghiệm) hai lần mỗi ngày lên da mặt, cánh tay và chân trong hai tháng Để ngăn chặn bất kỳ tác động sai lệch nào từ loại kem bôi ngoài da khác đã được bôi trước đó, thời gian các tình nguyện viên đã ngừng sử dụng các loại sản phẩm khác trước một tuần khi bắt đầu điều trị hai tháng bằng thử nghiệm hoặc kem giả dược [ CITATION Aud10 \l 1066 ]
Giảm hiện tượng da nhạy cảm
Phương pháp thử nghiệm nổi tiếng nhất để đánh giá khả năng giảm độ nhạy da là thử nghiệm châm chích axit lactic do Frosch và Kligman phát triển Thử nghiệm bao gồm việc ghi lại cảm giác châm chích của đối tượng tại những thời điểm nhất định sau khi bôi dung dịch axit lactic vào rãnh mũi má Kết quả cho thấy sự giảm đáng kể độ nhạy cảm của da ở những tình nguyện viên thoa kem có chứa chiết xuất vi khuẩn Bifidobacterium Longum trong 2 tháng Ba cơ chế tiềm năng có thể giải thích tác dụng của Bifidobacteria lysate đối với độ nhạy cảm của da: Tác động trực tiếp bằng cách ức chế giải phóng các chất trung gian thần kinh và bằng cách giảm tình trạng viêm thần kinh thường liên quan đến các triệu chứng da nhạy cảm Và tác động gián tiếp bằng cách cải thiện chức năng hàng rào bảo vệ da cũng như bảo vệ tế bào thần kinh khỏi các kích thích bên ngoài [ CITATION Aud10 \l 1066 ]
Ứng dRng Acetobacter Xylinum trong sản xuất mỹ phẩm probiotic
lông. có thể gây khô da hoặc kích ứng da cho một số người.
Sản phẩm có mùi hương dễ chịu, không gây khó chịu cho người dùng.
Sản phẩm có ống hút tự động, giúp lấy lượng sản phẩm vừa đủ, tiết kiệm và tiện lợi.
Khi sử dụng sản phẩm này, nên kiểm tra xem da có bị dị ứng với bất kỳ thành phần nào trong sản phẩm hay không bằng cách thử sản phẩm trên một vùng da nhỏ trước khi sử dụng trên toàn bộ khuôn mặt
Bạn nên bảo quản sản phẩm ở nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp.
2.8 Ứng dRng Acetobacter Xylinum trong sản xuất Bio Cellulose
Bio cellulose là một loại sợi tự nhiên được tạo ra bởi vi sinh vật Acetobacter
Xylinum từ nước dừa tươi Loại vi khuẩn này có chức năng giống như những “thợ dệt” kết dính các sợi thành các dải cellulose tinh khiết đan xen vào nhau, tạo thành lớp màng Bio Cellulose [ CITATION Fai \l 1066 ] Sợi Bio cellulose có kích thước rất nhỏ, chỉ 20 nanomet, mỏng hơn 1000 lần so với tóc người Bio cellulose có nhiều ưu điểm như khả năng giữ nước cao, độ bền kéo tốt, tính vô trùng và tinh khiết [ CITATION Fai \l 1066 ] Bio cellulose được sử dụng rộng rãi trong y khoa và làm đẹp, đặc biệt là trong ngành sản xuất mặt nạ dưỡng da.
Quá trình sản xuất bio cellulose bao gồm các bước sau: Đầu tiên, nước dừa tươi được lọc và tiệt trùng để loại bỏ các tạp chất và vi sinh vật có hại Sau đó, nước dừa được thêm đường và các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của vi sinh vật Acetobacter Xylinum Tiếp theo, nước dừa được thêm vi sinh vật Acetobacter Xylinum và để lên men trong điều kiện kiểm soát (nhiệt độ, độ pH và độ oxy hòa tan).
Trong quá trình lên men, vi sinh vật Acetobacter Xylinum sẽ chuyển hóa glucose thành cellulose và tạo ra một lớp màng bio cellulose trên bề mặt dung dịch Cuối cùng, màng bio cellulose được thu hoạch, rửa sạch, sấy khô và cắt thành các miếng theo kích thước mong muốn [ CITATION Fai \l 1066 ]
2.8.2 Đặc điểm nổi bật của Bio Cellulose
Những đặc điểm vật lý nổi bật của Bio cellulose phát sinh từ cấu trúc nano đặc biệt của nó, bao gồm một mạng lưới ba chiều được tạo thành từ các chuỗi tuyến tính -1,4-glucan liên kết với nhau bằng các tương tác hydro Bio cellulose có nhiều ứng dụng trong mặt nạ dưỡng da nhờ vào các tính chất đặc biệt của nó Loại vật liệu này có khả năng giữ chất lỏng gấp 100 lần trọng lượng khô của nó, giúp mặt nạ ngấm được nhiều dưỡng chất hơn, từ đó duy trì độ ẩm tốt hơn cho da Bio cellulose cũng có độ kết dính và đàn hồi cao, cho phép mặt nạ ôm sát da như làn da thứ hai và truyền các thành phần hoạt tính vào da hiệu quả hơn (Chúng cũng giúp các thành phần thẩm thấu sâu hơn, gấp 8,7 ~ 14,5 lần so với mặt nạ thông thường) Ngoài ra, chúng không bị khô khi sử dụng, tốc độ thoát hơi nước của xenlulo sinh học chỉ bằng 32% so với mặt nạ thông thường, giúp giữ được nhiều tinh chất hơn trong mặt nạ Điều này đảm bảo bạn sẽ thu được lợi ích tối ưu khi sử dụng những mặt nạ giấy này Bio cellulose còn có tính vô trùng và tinh khiết, không chứa độc tố hay gây kích ứng da, an toàn cho mọi loại da, kể cả da nhạy cảm hay bị tổn thương bền và có thể phân hủy 100% [ CITATION Fai \l 1066 ]
2.8.3 Các sản phẩm sử dRng Bio Cellulose
Mặt Nạ Sinh Học Phục Hồi Da Emmié Skin Relief Revitalizing Bio Cellulose B5 Complex
Hình 13 Mặt nạ Emmié Skin Relief Revitalizing Bio Cellulose B5 Complex
Mặt nạ sinh học Emmié Skin Relief Revitalizing Bio Cellulose B5 Complex
Mask với chất liệu đặc biệt thân thiện với da và môi trường Được làm từ chất liệu bio- cellulose là một chất liệu đặc biệt vì có 100% xuất xứ tự nhiên được lên men từ dừa Cách sản xuất cũng cầu kỳ hơn vì chúng ta phải nuôi cấy vi sinh vật để chuyển hóa Glucose thành Cellulose cho ra các sợi sinh học kết thành lớp màng đặc biệt ôm sát khuôn mặt Bên cạnh đó, chất liệu bio-cellulose có khả năng phân huỷ sinh học (biodegradable) nên thân thiện với môi trường Cũng như phù hợp để sử dụng trên da nhạy cảm Bên cạnh đó, khả năng chứa dưỡng chất của chất liệu này tốt hơn hẳn so với những chất liệu mặt nạ thông thường, ngoài ra còn tăng cường khả năng giúp thẩm thấu dưỡng chất vào da vượt trội.
Ưu, nhược điểm của các hoạt chất thu từ vi sinh vật
Ưu điểm
1) Vi sinh vật có thể sản xuất ra các hoạt chất phức tạp và đa dạng hơn so với các chất tổng hợp hóa học Điều này là các kĩ thuật di truyền hiện đại giúp vi sinh vật có khả năng sản xuất các chất độc đáo mà không thể hoặc rất ít có trong các loài sinh vật khác [ CITATION Nis23 \l 1066 ]
2) Các hoạt chất được tổng hợp từ vi sinh vật cũng thường ít gây độc cho cơ thể, cũng như ít gây ra các phản ứng dị ứng hơn so với các hóa chất được tổng hợp [ CITATION Nis23 \l 1066 ]
3) Thân thiện với môi trường hơn so với các chất tổng hợp hóa học Điều này là do các hoạt chất từ vi sinh vật thường có khả năng tự phân hủy, trong khi đó các chất tổng hợp thường khó bị phân hủy hơn [ CITATION Nis23 \l 1066 ].
4) Các chất tổng hợp từ vi sinh vật có chi phí thấp so với các chất có nguồn gốc hóa học Nguyên nhân là do sự phong phú của nguyên liệu thô ở Đông Nam Á, cùng với các công nghệ sinh học hiện đại như quy trình lên men không chỉ an toàn mà còn ít tốn năng lượng hơn Một ví dụ là butylene glycol, một chất làm mềm và giữ ẩm được sử dụng rộng rãi trong mỹ phẩm, được sản xuất bằng cách lên men đường có nguồn gốc thực vật làm cho nó trở thành một sự thay thế tự nhiên và bền vững hơn so với khử hydro xúc tác của acetaldehyde gây ung thư [ CITATION Nis23 \l 1066 ].
5) Các chất tổng hợp từ vi sinh vật có thể được tối ưu hóa để để phù hợp hơn cho chức năng trên da người so với các hoạt chất thu được từ các loài thực vật hay động vật [ CITATION Emi22 \l 1066 ].
Nhược điểm
1) Tuy nhiên, quá trình sản xuất các hoạt chất từ vi sinh vật phức tạp hơn so với quá trình sản xuất các chất tổng hợp hóa học Điều này là do vi sinh vật buộc được nuôi cấy trong các điều kiện phù hợp nhất
2) Ngoài ra, vi sinh vật cũng có thể bị biến đổi di truyền gây nhiễm khuẩn bởi các tác nhân gây bệnh Do đó, cần phải kiểm soát chặt chẽ quá trình sản xuất và đảm bảo an toàn cho người sử dụng.