Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật hóa học: Đánh giá khả năng ức chế enzyme tyrosinase của hỗn hợp cao chiết ổi, trầu, tía tô, ngải cứu, mận và trà xanh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG TP HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Hà Cẩm Anh Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS TS Trần Văn Hiếu Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Phan Nguyễn Quỳnh Anh

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM, ngày 13 tháng 07 năm 2022

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1 PGS TS Bạch Long Giang - Chủ tịch hội đồng

2 TS Nguyễn Trần Vũ - Thư ký hội đồng

3 PGS TS Trần Văn Hiếu - Ủy viên Phản biện 1

4 TS Phan Nguyễn Quỳnh Anh - Ủy viên Phản biện 2

5 TS Phan Thị Hoàng Anh - Ủy viên hội đồng

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên : PHẠM LÊ PHƯƠNG MSHV: 2070659

Ngày, tháng, năm sinh: 01/01/1998 Nơi sinh: Thành phố Hồ Chí Minh Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa Học Mã số: 8520301

I TÊN ĐỀ TÀI:

 Tiếng Việt: Đánh giá khả năng ức chế enzyme tyrosinase của hỗn hợp cao chiết ổi, trầu, tía tô, ngải cứu, mận và trà xanh

 Tiếng Anh: Evaluation of tyrosinase inhibitory activity of plants mixture extract (Psidium

guajava L., Piper betel L., Perilla frutescent L., Artemisia vulgaris L., Syzygium samarangense and Camellia sinensis L.)

 Thu hái, xử lý nguyên liệu

 Chiết cao ethanol của các đối tượng khảo sát, xác định số lần chiết thích hợp

 Định tính sơ bộ cho từng đối tượng nghiên cứu

 Định lượng polyphenol tổng, flavonoid, tannin của các đối tượng

 Khảo sát hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase và khả năng kháng oxy hóa của các đối tượng

 Kết hợp các đối tượng có hoạt tính sinh học đa dạng

 Loại tannin tổ hợp tốt nhất để chọn ra kết quả tối ưu

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 14/02/2022

Tp HCM, ngày 22 tháng 06 năm 2022

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

LỜI CÁM ƠN

Lời đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn trường Đại học Bách Khoa, đặc biệt là Bộ môn Hóa hữu cơ đã hỗ trợ thiết bị trong khoảng thời gian cho nghiên cứu này Để có thể hoàn thành luận văn tốt nghiệp, tôi xin gửi lời sâu sắc đến toàn thể thầy cô đã tận tình dạy dỗ tôi trong suốt thời gian theo học và làm luận văn tại trường Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:

TS Hà Cẩm Anh – người đã hướng dẫn tôi rất tận tình về nội dung nghiên cứu, hỗ trợ thao tác thí nghiệm và động viên tinh thần tôi rất nhiều trong suốt quá trình thực hiện luận văn này

TS Lê Xuân Tiến đã cho tôi nhiều ý kiến hay để hoàn thành nội dung cũng như quyển luận văn tốt nghiệp

Các thầy cô khoa Kỹ thuật Hóa học nói chung và bộ môn Kỹ thuật Hữu cơ nói riêng đã truyền đạt kiến thức chuyên ngành Đây là nền tảng vững chắc để tôi hoàn thành luận văn cũng là hành trang kiến thức cho nghề nghiệp của tôi sau này

Các bạn cùng làm thí nghiệm luận văn với tôi tại phòng 401B2 đã chia sẻ những kinh nghiệm và hỗ trợ tôi rất nhiều trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Ba mẹ và mọi người trong gia đình luôn là chỗ dựa tinh thần vững chắc, giúp tôi có thêm nghị lực vượt qua khó khăn trong suốt quãng thời gian học tập

Mặc dù tôi đã cố gắng rất nhiều để hoàn thiện luận văn nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý giá của thầy cô và các bạn Tôi xin chân thành cảm ơn

Xin kính chúc quý thầy cô và các bạn lời chúc tốt đẹp nhất

Người thực hiện luận văn Phạm Lê Phương

TÓM TẮT

Nghiên cứu được thực hiện chiết bằng cồn tại 45-50 oC trong khoảng thời gian 45 phút và xác định được số lần chiết phù hợp cho sáu đối tượng nghiên cứu bao gồm lá ổi, lá trầu, lá tía tô, ngải cứu, lá mận và trà xanh Sau đó, thực hiện sơ bộ hóa thực vật và khảo sát hàm lượng polyphenol, flavonoid, tannin cũng như các hoạt tính sinh học Kết quả cho thấy lá ổi cho hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase mạnh nhất với giá trị IC50 = 205.41 µg/mL (các giá trị TPE, TFE, TTE lần lượt là 173.79; 245.02 and 144.60 mg/g), tiếp theo đó là lá mận và lá trà xanh với giá trị IC50 lần lượt là 223.53 và 518.23 µg/mL Tiến hành kết hợp theo tỷ lệ 1:1 theo cặp giữa ba đối tượng lá ổi, lá mận và trà xanh theo hai trường hợp kết hợp cao và kết hợp lá Kết quả nghiên cứu cho thấy tổ hợp ổi với mận ở trường hợp kết hợp lá cho kết quả tốt nhất về khả năng làm trắng da với giá trị IC50 = 172.07 µg/mL và khả năng kháng oxy hóa đạt 86.19% tại nồng độ 10 g/mL Tổ hợp ổi- mận này tiếp tục được thực hiện ở các tỷ lệ còn lại 3:1; 2:1; 1:2; 1:3 để lựa chọn ra kết quả tối ưu nhất Tiến hành loại tannin của mẫu ổi- mận 1:1 này, từ kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của các điều kiện hấp phụ đến hàm lượng tannin đã xác định được điều kiện thích hợp để đạt tối ưu giá trị TTE (18.17 mg TAE/g) hay giá trị IC50 (252.01 g/mL) của kết hợp ổi- mận là: thời gian hấp phụ 24h với hàm lượng collagen 0.5 g

In this research, Psidium guajava L leaves, Piper betel L leaves, Perilla

frutescent L leaves, Artemisia vulgaris L., Syzygium samarangense and Camellia sinensis L were extracted in ethanol at 45-50 degrees Celsius for 45 minutes and the

number of appropriate extracting times was determined After performing a preliminary survey of plants, content of polyphenols, flavonoids and tannins, the

biological activity were determined The results showed that Psidium guajava L

leaves had the best enzyme tyrosinase inhibitory activity with IC50 value of 205.41 µg/mL (TPE, TFE, TTE values were 173.79; 245.02 and 144.60 mg/g) , followed by

Syzygium samarangense leaves; Camellia sinensis L leaves with IC50 value of 223.53 and 518.23 µg/mL, ompared to acid kojic with IC50 value of 20.33 µg/mL The

combination of Psidium guajava L leaves; Syzygium samarangense leaves and

Camellia sinensis L leaves in a pair was investigated. The results showed that the

proportion 1:1 of Psidium guajava L leaves and Syzygium saramangense gave the

optimal anti- tyrosinase activity (IC50 value of 172.07 µg/mL) as well as the high antioxidant ability (I% value of 86.19% at µg/mL) Because this combination was the best among the combined samples, it proceeded to remove tannins to increase adsorption through the skin and reduce side effects The results had determined that the appropriate conditions for the optimal TTE value (18.17 mg TAE/g) or IC50 value (252.01 g/mL) of this combination were 24 hours and 0.5 g collagen

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đề tài: “Đánh giá khả năng ức chế enzyme tyrosinase của một số loài thực vật” là một công trình nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn TS Hà Cẩm Anh Đề tài, nội dung luận văn thạc sĩ là sản phẩm mà em đã nỗ lực trong quá trình học tập tại trường Đại học Bách Khoa- ĐHQG Thành phố Hồ Chí Minh Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn là hoàn toàn trung thực, em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm, kỷ luật của bộ môn và nhà trường đề ra nếu như có vấn đề xảy ra

TP Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 06 năm 2022 Tác giả

Phạm Lê Phương

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ ii

LỜI CÁM ƠN iii

1.1 Tình hình làm trắng da trên thế giới và Việt Nam 2

1.2 Đặc điểm cấu tạo và sinh lý của da 3

1.2.1 Cấu tạo và chức năng của da 3

1.2.2 Phân loại da 6

1.3 Các yếu tố chính của màu da 6

1.3.1 Melanin 6

1.3.2 Enzyme tyrosinase 8

1.3.3 Các chất ức chế của enzyme tyrosinase 10

1.3.4 Ảnh hưởng của quá trình kháng oxy hóa đến quá trình ức chế enzyme tyrosinase 11

1.4.1 Các hợp chất ức chế tyrosinase có nguồn gốc tự nhiên 12

1.4.2 Các hợp chất ức chế enzyme tyrosinase có nguồn gốc từ tổng hợp 15

1.5 Đối tượng nghiên cứu khả năng làm trắng da 17

1.5.1 Ổi (Psidium guajava L – Myrtaceae) 17

1.5.2 Trầu (Piper betel L.) 18

1.5.3 Tía tô (Perilla frutescent L Britt) 19

1.5.4 Ngải cứu (Artemisia vulgaris L.) 20

1.5.5 Trà xanh (Camellia sinensis L.) 21

1.5.6 Mận (Syzygium samarangense) 22

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG THỰC NGHIỆM 24

2.1 Mục tiêu, đối tượng và nội dung nghiên cứu 24

2.1.1 Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu 24

2.1.2 Nội dung nghiên cứu 24

2.2 Hoá chất và thiết bị sử dụng 25

2.2.1 Hoá chất sử dụng 25

2.2.2 Thiết bị sử dụng 25

2.3 Phương pháp nghiên cứu 26

2.3.1 Phương pháp xác định độ tro toàn phần 26

2.3.7 Định lượng tannin theo phương pháp Folin - Ciocalteau 34

2.3.8 Phương pháp đánh giá hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase 38

2.3.9 Đánh giá khả năng kháng oxy hóa theo phương pháp DPPH 41

2.3.10 Phương pháp loại tannin bằng collagen 43

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 45

3.1 Chuẩn bị nguyên liệu 45

3.2 Hiệu suất thu cao tổng 48

3.3 Kết quả sơ bộ hoá thực vật 49

3.4 Định lượng các hoạt chất tiêu biểu có hoạt tính trắng da và kháng oxy hóa…… 51

3.4.1 Định lượng polyphenol và flavonoid 51

3.4.2 Định lượng tannin 54

3.5 Khảo sát hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase 56

3.6 Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa 59

3.7.3 Định lượng tannin của các cao chiết kết hợp 64

3.7.4 Khảo sát hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase của các cao chiết kết hợp… 65

3.7.5 Khảo sát hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase của các cao chiết kết hợp ổi- mận theo các tỷ lệ 67

3.7.6 Khảo sát khả năng kháng oxy hóa của cao chiết kết hợp ổi- mận 1:1 69

3.8 Khảo sát khả năng loại tannin khỏi tổ hợp ổi- mận 69

3.8.1 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình loại tannin 70

3.8.2 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng collagen đến quá trình loại tannin 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO 77

PHỤ LỤC 90

Phụ lục 1 Độ ẩm của các đối tượng nghiên cứu 90

Phụ lục 2 Độ tro toàn phần của các đối tượng nghiên cứu 90

Phụ lục 3 Hiệu suất thu cao tổng của các đối tượng nghiên cứu 91

Phụ lục 4 Kết quả sơ bộ thực vật của cao ổi 93

Phụ lục 5 Kết quả sơ bộ thực vật của dịch chiết trầu 94

Phụ lục 6 Kết quả sơ bộ thực vật của dịch chiết tía tô 96

Phụ lục 7 Kết quả sơ bộ thực vật của dịch chiết ngải cứu 98

Phụ lục 8 Kết quả sơ bộ của dịch chiết mận 99

Phụ lục 9 Kết quả sơ bộ của dịch chiết trà xanh 101

Phụ lục 10 Kết quả định lượng polyphenol của các mẫu dược liệu 103

Phụ lục 11 Kết quả định lượng flavonoid của các mẫu dược liệu 104

Phụ lục 12 Kết quả định lượng tannin của các mẫu dược liệu 105

Phụ lục 13 Kết quả khảo sát hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase của các đối tượng nghiên cứu 106

Phụ lục 14 Kết quả khảo sát hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase của kojic acid…… 107

Phụ lục 15 Kết quả khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa của các đối tượng nghiên cứu… 108

Phụ lục 16 Kết quả khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa của vitamin C 109

Phụ lục 17 Kết quả định lượng polyphenol của các mẫu cao kết hợp 110

Phụ lục 18 Kết quả định lượng flavonoid của các mẫu cao kết hợp 111

Phụ lục 19 Kết quả định lượng tannin của các mẫu cao kết hợp 112

Phụ lục 20 Kết quả khảo sát hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase của các đối tượng nghiên cứu 113Phụ lục 21 Kết quả khảo sát hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase của các mẫu ổi- mận tỉ lệ 114 Phụ lục 22 Kết quả khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa của mẫu kết hợp ổi- mận 1:1…… 115

Phụ lục 23 Kết quả định lượng flavonoid mẫu ổi- mận trước và sau khi loại tannin 116

Phụ lục 24 Kết quả định lượng tannin mẫu ổi- mận trước và sau khi loại tannin 117

Phụ lục 25 Kết quả khảo sát hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase trước và sau khi loại tannin của đối tượng nghiên cứu 118

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 120

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Cấu tạo lớp thượng bì 4

Hình 1.2 Quá trình sừng hoá theo độ tuổi 4

Hình 1.3 Cấu trúc của melanin 7

Hình 1.4 Cơ chế hình thành melenin 8

Hình 1.5 Cấu trúc của enzyme tyrosinase 9

Hình 1.6 Đồng liên kết với histamine trong vùng hoạt động 9

Hình 1.7 Quá trình oxy hoá phenol với xúc tác enzyme tyrosinase 10

Hình 1.16 Lá ổi (Psidium guajava L.) 18

Hình 1.17 Lá trầu (Piper betel L.) 19

Hình 1.18 Tía tô (Perilla frutescent L.) 20

Hình 1.19 Ngải cứu (Artermisia vulgaris L.) 21

Hình 1.20 Trà xanh (Camellia sinensis L.) 21

Hình 1.21 Mận (Syzygium samarangense) 22

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình chiết cao của các đối tượng nghiên cứu 27

Hình 2.2 Quy trình định lượng polyphenol 30

Hình 2.3 Độ hấp thu của gallic acid 31

Hình 2.4 Quy trình định lượng flavonoid của mẫu 33

Hình 2.5 Độ hấp thụ của quercetin 33

Hình 2.6 Quy trình định lượng tannin (1) 36

Hình 2.7 Quy trình định lượng tannin (2) 37

Hình 2.8 Độ hấp thu của tannic acid 38

Hình 2.9 Quy trình khảo sát hoạt tính enzyme tyrosinase 40

Hình 2.10 Phản ứng giữa gốc tự do DPPH và chất chống oxy hóa 41

Hình 2.11 Quy trình khảo sát hoạt tính chống oxy hóa 42

Hình 2.12 Sơ đồ quy trình loại tannin trong cao chiết bằng collagen hấp phụ 44

Hình 3.1 Nguyên liệu trước và sau khi sấy 47

Hình 3.2 Hiệu suất thu cao tổng của sáu đối tượng nghiên cứu 48

Hình 3.3 Flavonoid liên kết với tâm Cu của enzyme tyrosinase 52

Hình 3.4 Hàm lượng polyphenol và flavonoid của đối tượng nghiên cứu 53

Hình 3.6 Chevibetol (CHV) 57

Hình 3.7 Allylpyrocatechol (APC) 57

Hình 3.8 Khả năng ức chế enzyme tyrosinase của các đối tượng 58

Hình 3.9 Kết quả khảo sát kháng oxy hóa 60

Hình 3.10 Hàm lượng polyphenol của các cao chiết kết hợp lá và kết hợp cao 62Hình 3.11 Hàm lượng flavonoid của các cao chiết kết hợp lá và kết hợp cao 63

Hình 3.12 Hàm lượng tannin của các cao chiết kết hợp lá và kết hợp cao 65

Hình 3.13 Khả năng ức chế enzyme tyrosinase của các cao chiết kết hợp lá và kết hơp cao 65

Hình 3.14 Phản ứng trùng hợp giữa catechin và andehyde 66

Hình 3.15 Phản ứng polymer hóa catechin 67

Hình 3.16 Khả năng ức chế enzyme tyrosinase của các cao kết hợp tỷ lệ 68

Hình 3.17 Ảnh hưởng của thời gian lên hàm lượng tannin, flavonoid và khả năng ức chế enzyme tyrosinase 71

Hình 3.18 Ảnh hưởng của hàm lượng collagen lên hàm lượng tannin, flavonoid và khả năng ức chế enzyme tyrosinase 73

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 Độ tro và độ ẩm của các đối tượng nghiên cứu 47

Bảng 3.2 Kết quả sơ bộ thực vật của các cao chiết 50

Bảng 3.3 Khả năng ức chế enzyme tyrosinase ở nồng độ 1000 µg/mL 56

Bảng 3.4 Phần trăm ức chế DPPH của cao chiết kết hợp ổi-mận tỷ lệ 1:1 69

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, cùng với sự phát triển của xã hội, nhu cầu làm đẹp cụ thể là làm trắng da của con người ngày càng cao và như một làn sóng lan rộng khắp nơi trên thế giới, trên mọi giới tính, đặc biệt là người châu Á Chính vì thế, thị trường công nghiệp mỹ phẩm trên thế giới phát triển không ngừng Nhờ đó mà các phân khúc phát triển mỹ phẩm dưỡng và trắng da ngày càng phát triển Bên cạnh đó, các hợp chất hóa học phục vụ cho phân khúc làm đẹp này luôn được tìm kiếm và ứng dụng vào các sản phẩm dưỡng da Tuy nhiên, đã có nhiều công trình nghiên cứu chứng minh được một số hợp chất có trong mỹ phẩm trắng da có thể làm ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe người sử dụng, điển hình là hợp chất chứa hydroquinone đã được phát hiện có khả năng gây ung thư ở người và đã được cấm ở Châu Âu và Nhật Bản Ngoài ra, các phương pháp làm trắng da vật lý luôn có giá thành cao, đồng thời luôn kèm theo các rủi ro Vì vậy, con người ngày càng có xu hướng tìm các hợp chất có nguồn gốc tự nhiên, những đối tượng nghiên cứu có tính an toàn, hiệu quả có khả năng làm trắng da

Việt Nam là đất nước có hệ thực vật phong phú, có tiềm năng to lớn về tài nguyên dược liệu Từ xa xưa, Việt Nam đã có rất nhiều bài thuốc dân gian về những thảo dược có khả năng làm trắng da Tuy nhiên, những bài thuốc đó chưa được xác nhận và kiểm chứng Vì vậy, việc nghiên cứu những thảo dược có khả năng trắng da sẽ đánh giá khách quan về hoạt tính của chúng

Vì những nguyên nhân trên, nghiên cứu sẽ thực hiện xác định khả năng làm trắng da của một số thực vật được lưu truyền trong dân gian và kết hợp các thảo dược để tìm ra mẫu tổ hợp tốt nhất Sau đó, tổ hợp sẽ được loại tannin để hạn chế các tác dụng phụ cũng như tăng khả năng thẩm thấu của các hoạt chất vào da.

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Tình hình làm trắng da trên thế giới và Việt Nam

Trên thế giới, nhu cầu dưỡng trắng da ngày càng tăng lên nhanh và tập trung chủ yếu tại các nước châu Á, Trung Đông, châu Phi Theo thống kê, khu vực châu Á chiếm thị phần lớn nhất với 41% toàn thị trường mỹ phẩm thế giới vào năm 2019 Trong đó, Trung Quốc chiếm khoảng 40%, Nhật Bản 21% và Hàn Quốc 18% là các thị trường hàng đầu về làm đẹp và mỹ phẩm [1, 2] Ngoài ra, theo báo cáo của Hiệp hội Tinh dầu - Hương liệu - Mỹ phẩm Việt Nam (VOCA), chỉ tính riêng thị trường mỹ phẩm trong nước đã đạt 854.3 triệu USD vào năm 2019 [3] Trong đó, sản phẩm dưỡng trắng da chiếm hơn 70% các sản phẩm chăm sóc da khác Những số liệu trên đã chứng minh ngành công nghiệp mỹ phẩm làm trắng là một ngành vô cùng tiềm năng

Hiện nay, ngoài việc sử dụng mỹ phẩm, nhiều phương pháp làm trắng da khác đã được tìm thấy có tác dụng điều trị cũng như hỗ trợ trong việc thay đổi sắc tố da, đem lại hiệu quả tốt hơn trong thời gian ngắn Hầu hết các phương pháp này chủ yếu sử dụng hai cơ chế chính là giảm hàm lượng sắc tố melanin có trên da hoặc ức chế enzyme tyrosinase [4] Tuỳ thuộc vào tình trạng da và nhiều loại da khác nhau mà sử dụng phương pháp trắng da phù hợp Sau đây là một số phương pháp làm trắng da phổ biến:

a) Phương pháp laser

Là phương pháp tái tạo bề mặt da bằng cách loại bỏ các lớp da và kích thích sự tăng trưởng của lớp hạ bì sản sinh collagen tái tạo da mới [5] Kỹ thuật này hướng các tia sáng ngắn, tập trung xung ánh sáng ở chỗ da không đều màu, loại bỏ chính xác từng lớp [6] Phương pháp laser được dùng điều trị các vấn đề về da như nhăn da, sạm da, sẹo, mụn cóc…

Tuy nhiên, việc lạm dụng phương pháp điều trị đốt laser có thể gặp phải một số tác dụng phụ như đỏ da, sưng phù và đau rát da rất phổ biến sau khi thực hiện phương pháp laser do bước sóng của tia laser có thể phá hủy lớp biểu bì trên cùng của da [7]

b) Phương pháp “peel da”

Phương pháp này dựa trên việc dùng các sản phẩm chứa acid hữu cơ có trong các loại trái cây như alpha hydroxy acid (AHA) hay beta hydroxy acid (BHA) nhằm kích thích bong tróc biểu bì, thúc đẩy lớp da non phát triển cũng như tái tạo làn da (bằng cách thúc đẩy tăng sinh collagen, elastin…) [8] Đây là phương pháp làm trắng da một cách nhanh chóng, có hiệu quả tức thời nhưng làm mất đi lớp bảo vệ bên ngoài, trong khi đó lớp da non bên trong vẫn còn quá mỏng, không đủ khả năng chống chọi với các tác nhân gây hại từ môi trường như ánh nắng, bụi bẩn Kết quả là da nhanh chóng sạm, thậm chí có thể gây viêm da, bong tróc, dị ứng Không chỉ vậy, những thành phần độc hại có trong các sản phẩm lột tẩy nhưhydroquinone, iode và corticoid còn tiềm ẩn nguy cơ nhiễm trùng dẫn đến hoại tử, thậm chí ung thư da [9, 10]

1.2 Đặc điểm cấu tạo và sinh lý của da

Da là đối tượng chịu tác động chính của các sản phẩm dưỡng trắng da Do đó, tại phần này sẽ tiếp tục tổng quan về cấu tạo, chức năng cũng như là phân loại da để có những định hướng thiết kế các sản phẩm phù hợp

1.2.1 Cấu tạo và chức năng của da

a) Lớp thượng bì

Lớp thượng bì (tầng biểu bì) là cấu trúc da ở lớp trên cùng có độ dày trung bình

khoảng 0.1-1 mm tùy từng vùng cơ thể [11] Thông thường, lớp thượng bì dày nhất ở lòng bàn chân và mỏng nhất ở quanh mắt Các bộ phận khác như nang lông, tuyến bã nhờn, tuyến mồ hôi… cũng tồn tại ở lớp thượng bì [12] Nhiệm vụ chính của lớp thượng bì là bảo vệ cơ thể khỏi sự xâm nhập của vật lạ, bao gồm khói bụi, hóa chất độc hại, nấm, vi khuẩn… Ngoài ra, lớp thượng bì còn có khả năng tổng hợp vitamin D từ ánh nắng mặt trời, ngăn chặn tia cực tím và quyết định sắc tố da [13] Từ ngoài vào trong, lớp thượng bì được phân thành lớp sừng, lớp hạt, lớp gai và lớp đáy Ngoài ra, lòng bàn tay và bàn chân còn xuất hiện thêm lớp bóng giữa lớp sừng và lớp hạt

Hình 1.1 Cấu tạo lớp thượng bì

Lớp sừng là lớp ngoài cùng của da, bị sừng hóa trở thành mô chết, không còn cấu trúc tế bào [14] Các mô này xếp chồng lên nhau tạo thành bức tường chống thấm, bảo vệ da cũng như ngăn cản sự mất nước Còn lớp hạt bao gồm 2-3 lớp tế bào, các hạt này đi ra ngoài sẽ tạo thành chất sừng và các lipid thượng bì Lớp gai (lớp Malpigi) là lớp dày nhất gồm các tế bào nằm chồng lên và liên kết với nhau một cách chặt chẽ Lớp đáy là lớp trong cùng của thượng bì, nơi sản sinh melanin từ những tế bào tua melanocytes (tế bào biểu bì tạo hắc tố) [14] Trong khi đó, lớp bóng chỉ hình thành ở vùng da dày như lòng bàn tay, lòng bàn chân, thường trong suốt, ít thấm nước, ít cản tia, có vân nhưng không có lông và tuyến bã [15]

Hình 1.2 Quá trình sừng hoá theo độ tuổi

Làn da con người sản xuất khoảng 5 tỷ tế bào mỗi ngày, khi tế bào da được tái tạo, các tế bào cũ có một cơ chế tẩy da chết tự nhiên, gọi là bong da hay quá trình sừng hóa (turnover) [16] Đó là quá trình loại bỏ của các tế bào da cũ, khô cứng ra khỏi bề mặt da do mất đi độ ẩm và được thay thế bởi các tế bào mới Quá trình này bắt đầu ở lớp đáy Các tế bào lớp đáy sản sinh ra tế bào mới, di chuyển dần lên tạo thành các tế bào lớp trên, cuối cùng thành lớp sừng và tróc ra khỏi da Quá trình này thường mất khoảng 28 ngày (trong đó tế bào di chuyển từ lớp đáy lên lớp sừng mất khoảng 14 ngày và mất thêm 14 ngày nữa để tróc ra khỏi da) [17] Tùy từng độ tuổi

mà quá trình này diễn ra nhanh hay chậm (Hình 1.2) [16] Càng lớn tuổi, turnover diễn ra càng chậm nên theo thời gian làn da của người lớn tuổi sẽ trở nên dày, nhăn nheo Quá trình turnover của em bé diễn ra nhanh và liên tục, nên da em bé lúc nào cũng hồng hào, khỏe mạnh

Khi tiếp xúc với nắng, các tuyến mồ hôi tiết ra urocanic acid, tế bào hạt sinh ra hắc tố melanin, tế bào sừng dày hơn để cản tia tử ngoại [18] Phản ứng tự vệ này gây ra bất lợi về mặt thẩm mỹ trên da bởi tế bào sừng càng dày thì càng bịt chặt tuyến bã nhờn gây viêm như mụn và các sắc tố melanin khiến da trở nên sần sùi, đen sạm đi và gây viêm

b) Lớp trung bì

Là lớp nằm dưới thượng bì gồm 2 phần là lớp nhú và lớp lưới Lớp nhú là lớp trên bề mặt có gai hình nón, ăn sâu vào trong lòng thượng bì, rất mỏng chỉ khoảng 0.1 mm Lớp lưới là lớp chống đỡ, dày khoảng 0.4 mm, được cấu tạo từ nhiều bó liên kết chằng chịt với nhau chứa các phần phụ của da như tuyến mồ hôi, tuyến bã, nang lông… [19] Lớp biểu bì làm da trông sáng và mềm mại, còn nếp nhăn xuất hiện là do sự thay đổi ở lớp trung bì Đây là lớp chứa collagen, elastin và hyaluronic acid (HA) là 3 thành phần quan trọng của lớp bì trong việc tái tạo da [11]

c) Lớp hạ bì

Lớp này nằm dưới cùng trong cấu trúc da, có chứa nhiều mỡ nên còn được gọi là mô mỡ dưới da Lớp này đóng vai trò quan trọng như một tấm nệm giúp giữ nhiệt và bảo vệ cơ bắp và các cơ quan bên trong [12]

1.2.2 Phân loại da

Mỗi loại da đều có một đặc điểm riêng Việc phân loại da phụ thuộc vào các hệ thống và phương thức được thiết lập như: Fitzpatrick (1975), Kawada dành riêng cho da người Nhật (1986), hệ thống phân loại Glogau (1994), phân loại da cho toàn thế giới của Goldman (2002), hệ thống phân loại của Willis và Earles (2005) và phân loại da của Leslie Baumann (2006) [20] Trong số đó, cách phân loại da của Fitzpatrick và Leslie Baumann được sử dụng nhiều trong lĩnh vực da liễu, thẩm mỹ Tuy nhiên, theo phương pháp thông thường và phổ biến nhất (theo cách phân loại da của Fitzpatrick và Leslie Baumann), loại da được quyết định bởi gen di truyền và dựa trên tỷ lệ hàm lượng nước, hàm lượng dầu (lipid), mức độ nhạy cảm [21] Vì vậy, da cơ bản được phân làm 5 loại: da thường, da khô, da dầu, da hỗn hợp và da nhạy cảm

Da thường là loại da có sự cân bằng tốt giữa hàm lượng dầu và nước Da thường có bề mặt da mịn màng, lỗ chân lông nhỏ, sắc diện da đồng đều [22] Loại da khô sản sinh ít dầu hơn da thường, kèm theo sự đặc trưng thiếu nước trong các lớp da nên có vẻ ngoài căng chặt, khô ráp, sần sùi và dễ dàng bong tróc [23] Da dầu với đặc trưng là sự hoạt động quá mức của tuyến dầu khiến làn da dầu có vẻ bóng nhờn toàn bộ bề mặt, lỗ chân lông to, tối sẫm do oxy hoá bã nhờn [24] Còn da hỗn hợp là làn da có sự kết hợp giữa da dầu và da khô, trong đó, dầu có xu hướng tiết ra ở khu vực chữ T và hai má có xu hướng từ thường đến khô hơn [25]

Khác với loại da, tình trạng da được quyết định bởi các tác nhân bên ngoài và bên trong Các tác nhân bên ngoài có thể là môi trường sống (bao gồm thời tiết hay sự ô nhiễm), thuốc uống hay tác nhân bên trong như tuổi tác, hormones, sự căng thẳng lâu dài có thể quyết định tình trạng da [26] Trong cùng một thời điểm có thể có nhiều tình trạng da diễn ra Tuỳ thuộc vào loại da và tình trạng da mà có phương pháp chăm sóc phù hợp

1.3 Các yếu tố chính của màu da 1.3.1 Melanin

Melanin là một nhóm lớn các sắc tố tự nhiên có nhiều trong tóc, tròng đen của mắt và đặc biệt là quyết định sắc tố da Sắc tố da melanin được tạo ra bởi những tế bào melanocytes (tế bào biểu bì tạo hắc tố), nằm phân bố rải rác ở lớp đáy của thượng

bì Ở người, sắc tố da melanin tồn tại dưới ba dạng: eumelanin, pheomelanin và neuromelanin [27]

Hình 1.3 Cấu trúc của melanin

Eumelanin tạo sắc tố nâu hoặc đen cho làn da, tóc và mắt Sắc tố này có nguồn gốc từ acid 5,6-dehydroxyindole-2-carbonxylic (DHICA) và 5,6-dehydroxyindole (DHI) Eumelanin là một sắc tố trơ có khả năng hấp thụ hiệu quả các photon UV khi chúng đi vào lớp biểu bì [28] Do đó, da càng sẫm màu thì càng có nhiều eumelanin trong da và hạn chế tia cực tím (UV) xâm nhập vào lớp biểu bì Sự lắng đọng của eumelanin trong lớp biểu bì giải thích lí do tại sao phần lớn những người da sẫm màu được bảo vệ tương đối khỏi các bệnh UV cấp và mãn tính Pheomelanin có nguồn gốc từ tyrosine, có sự kết hợp của cysteine trong quá trình sinh tổng hợp Nguyên tử lưu huỳnh trong cấu trúc phân tử là nguyên nhân tạo ra màu đỏ/cam của pheomelanin

phối hợp với các photon UV để thúc đẩy sự hình thành gốc tự do và gây ung thư trong da [29]

Melanin được hình thành thông qua hàng loạt các phản ứng oxy hoá từ amino

acid tyrosine và enzyme tyrosinase (Hình 1.4)

Hình 1.4 Cơ chế hình thành melenin

Để tổng hợp melanin, đầu tiên các sắc tố eumelanin và pheomelanin có bản chất là các amino acid tyrosine sẽ được oxy hóa bởi enzyme tyrosinase tạo thành 3,4-dehydroxyphenylalanine (L-Dopa) Sau đó, L-Dopa bị oxy hóa thành dopaquinone Quá trình này sẽ xảy ra nhanh hơn khi có mặt enzyme tyrosinase [30] Bởi vì dopaquinone là một chất hoạt động mạnh nên có thể tự oxy hóa thành dopachrome Tiếp theo đó dopachrome sẽ chuyển hóa thành 5,6-dehydroxyindole (DHI) và thông qua các phản ứng oxy hóa sẽ hình thành 5,6-indole quinone và melanin

1.3.2 Enzyme tyrosinase

Tyrosinase (phenol oxydase) là một enzyme có chứa đồng (Cu) trong glycoprotein, được gọi là phân tử T4, có trung tâm hoạt động hay vùng hoạt động (active site) gồm các nguyên tử đồng tạo liên kết phối trí với các phân tử histamin, đóng vai trò quan trọng trong việc xúc tác của enzyme Tyrosinase được tổng hợp bởi melanocytes ở biểu mô, niêm mạc, võng mạc và đường mật Ngoài ra còn được hình thành từ các chuỗi acid amin như Val283, Phel264, His244, Val248, Asn260… [31]

Hình 1.5 Cấu trúc của enzyme tyrosinase

Hình 1.6 Đồng liên kết với histamine trong vùng hoạt động

Enzyme tyrosinase rất cần thiết cho sự hình thành melanogenesis và chịu trách nhiệm trong bước đầu tiên sản xuất sắc tố melanin giúp bảo vệ da khỏi tia cực tím nhờ vào quá trình oxy hoá và khử trong lớp biểu bì [32] Để sản xuất melanin, enzyme tyrosinase tham gia vào hai phản ứng riêng biệt của quá trình chuyển hóa melanin; một là hydroxyl hóa monophenol thành O-diphenol, hai là oxy hóa O-diphenol thành O-quinon; sau đó, O-quinon tham gia một loạt các phản ứng để tạo thành melanin [33]

Hình 1.7 Quá trình oxy hoá phenol với xúc tác enzyme tyrosinase 1.3.3 Các chất ức chế của enzyme tyrosinase

Chất ức chế kiểu cạnh tranh: Các hợp chất ức chế cạnh tranh sẽ liên kết với

enzyme tyrosinase và ngăn cản enzyme này liên kết với cơ chất Ở đây, các chất ức chế và cơ chất loại trừ lẫn nhau, thường là bởi chúng cạnh tranh cho cùng một vị trí Các chất ức chế cạnh tranh dùng làm trắng da thường sẽ là một hợp chất hữu cơ có liên kết tâm đồng Cu của enzyme tyrosinase hoặc một dẫn xuất từ chính cơ chất đó [34]

Chất ức chế không cạnh tranh: Chất ức chế chỉ bám vào phức hợp enzyme - cơ

chất (E – S), sản phẩm P không được tạo thành (Hình 1.8) [34]

Chất ức chế hỗn hợp: Chất ức chế này vừa liên kết với một enzyme tyrosinase

vừa liên kết với phức hợp enzyme - cơ chất Phần lớn các loại hỗn hợp này có thế liên kết cân bằng cho mỗi loại enzyme khác nhau và hoạt động độc lập [34]

Chất ức chế cân bằng: Là một trường hợp đặc biệt của chất ức chế hỗn hợp khi

liên kết của chúng với enzyme tyrosinase và enzyme chất nền có thể liên kết cân bằng giống như nhau (K2 = K4) (Hình 1.8) [34]

K2K4Không cạnh tranh K1

Trong đó: E, S, I, và P lần lượt là enzyme, cơ chất, chất ức chế, và sản phẩm tương ứng; ES là phức hợp enzyme - cơ chất, EI và ESI lần lượt là phức hợp enzyme - chất ức chế và enzyme - cơ chất - chất ức chế.

1.3.4 Ảnh hưởng của quá trình kháng oxy hóa đến quá trình ức chế enzyme tyrosinase

Các dạng oxy hoạt động (reactive oxygen species - ROS) bao gồm các gốc tự do và một số phân tử đặc biệt mà trong cấu trúc có chứa nguyên tử oxy có khả năng tham gia phản ứng oxy hóa khử mạnh [35] ROS là sản phẩm chuyển hóa tự nhiên của quá trình trao đổi chất trong cơ thể và đóng vai trò quan trọng trong hoạt động tế bào, cân bằng nội môi Tuy nhiên, qua thời gian bị tác động bởi các yếu tố bên ngoài (tia UV, tiếp xúc với nhiệt độ cao…) hay yếu tố bên trong (căng thẳng, nội tiết tố…), lượng ROS có thể hình thành vượt quá khả năng kiểm soát của hệ thống chống oxy hóa của cơ thể dẫn đến tình trạng stress oxy hóa [36]

Nhiều nghiên cứu khoa học đã chứng minh sự gia tăng stress oxy hóa có ảnh hưởng đến quá trình hình thành sắc tố melanin trong da Trong đó, gốc hydroxyl (OH) được tạo ra thông qua phản ứng monophenolase chuyển tyrosine thành L-Dopa với xúc tác enzyme tyrosinase [37] Đây là gốc có hoạt động mạnh nhất trong các ROS và gây nhiều thương tổn cho tế bào [38] Sự có mặt của gốc hydroxyl này tham gia

Cạnh tranh

vào hàng loạt các quá trình oxy hóa L-Dopa thành Dopaquinone, sau cùng là hình thành hắc tố melanin [30]

Kháng oxy hóa đóng vai trò quan trọng và là bước đầu tiên ngăn chặn quá trình hình thành hắc sắc tố melanin Nhiều nghiên cứu đã chứng minh gốc tự do NO có khả năng kích hoạt enzyme tyrosinase, xúc tác quá trình tổng hợp các dihydroxyphenylalanin (L-Dopa) từ các acid amin tyrosine [39] Ngoài ra, gốc tự do superoxide (H2O2) kích hoạt enzyme phenylalanine hydroxylase (PAH) để sản xuất ra các L-tyrosine [40]

Do đó, bằng cách sử dụng các hợp chất có khả năng kháng oxy hóa trong các loài thực vật như polyphenol, flavonoid… sẽ có tác dụng ức chế và ngăn chặn gốc tự do hydroxyl thông quan phản ứng enzyme tyrosinase với chất nền tyrosine và L-Dopa

1.4 Các hợp chất có khả năng ức chế enzyme tyrosinase

Yếu tố chính quyết định sắc tố da là hàm lượng melanin có trên da và enzyme tyrosinase là một phân tử quan trọng tham gia vào quá trình hình thành các sắc tố melanin [41] Vì thế, ức chế enzyme tyrosinase có thể giúp điều trị, hạn chế các rối loạn liên quan đến vấn đề tăng sắc tố Hiện nay, việc nghiên cứu tìm kiếm các hợp chất có tác dụng ức chế enzyme này có ý nghĩa lớn trong y học và mỹ phẩm

1.4.1 Các hợp chất ức chế tyrosinase có nguồn gốc tự nhiên

Polyphenol đại diện cho một nhóm đa dạng các hợp chất phenolic, chúng được phân bố rộng rãi trong tự nhiên Polyphenol cũng là một trong các hợp chất ức chế enzyme tyrosinase Tùy vào vị trí của nhóm thế trên các polyphenol đóng vai trò quyết định đến khả năng ức chế enzyme tyrosinase

Ngoài chiết xuất Citrus, các chất chiết xuất từ các loài thuộc chi Morus được

biết đến như một cây giàu polyphenol và được sử dụng rộng rãi như một tác nhân điều trị tự nhiên không độc hại, cũng có tiềm năng cao do có nhiều chất ức chế tyrosinase mạnh đã được phân lập từ các bộ phận khác nhau của cây Mulberroside F

(moracin M-6,3′-di-O-β-glucopyranoside) được phân lập từ lá cây dâu tằm có tác

dụng ức chế enzyme tyrosinase cao gấp 4-5 lần kojic acid và thể hiện khả năng ức chế ảnh hưởng của việc hình thành melanin trong tế bào melanoma [34]

Flavonoid là một trong những hợp chất tự nhiên điển hình có khả năng ức chế enzyme tyrosinase [42] Những hợp chất thuộc họ flavonoid có số lượng rất lớn và là một trong những dẫn xuất của polyphenol Có hơn 4000 flavonoid được chia thành 7 nhóm chính là flavone, flavonol, flavanone, flavanol, isoflavonoid, chalcone và catechine có trong các bộ phận của cây như rễ, thân, quả, lá… đã được phát hiện [43] Các hợp chất flavonoid có khả năng ức chế mạnh do trong cấu trúc chứa nhóm resorcinol (là một nhóm có hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase mạnh) Những hợp chất này giúp chống lại bức xạ tia cực tím (UV), mầm bệnh Ngoài ra, chúng còn tạo màu xanh, đỏ đặc trưng của quả và rượu vang [44]

Hình 1.9 Resorcinol

Năm 2011, nhóm nghiên cứu của You-Lin Xue và cộng sự đã phân lập thành công một số hợp chất thuộc nhóm polyphenol như quercetin, kaempferol từ lá của cây Persimmon, Diospyros kaki Nghiên cứu cũng đã thực hiện các thí nghiệm về hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase của các hợp chất trên và cho thấy giá trị IC50 của quercetin là 9.7 µM và IC50 của kaempferol là 50.1 µM [45]

Hình 1.10 Quercetin

Hình 1.11 Kaempferol

Ngoài ra, nhiều aldehyde và các dẫn xuất khác cũng được phân lập và xác định

là có tác dụng ức chế enzyme tyrosinase như cinnamaldehyde (1), methoxybenzaldehyde (2), anisaldehyde (3), cuminaldehyde (4), cumic acid (5) và benxaldehyde (6) [46-50] Cơ chế ức chế của chúng đến từ khả năng tạo thành base

2-hydroxy-4-với nhóm amino trong phân tử của enzyme bằng phản ứng sinh học 2-hydroxy-4-với nhóm nucleophilic (cho điện tử) như sulfhydryl, amino hay nhóm hydroxyl [47, 48]

1.4.2 Các hợp chất ức chế enzyme tyrosinase có nguồn gốc từ tổng hợp

a) Hydroquinone

Hydroquinone (Hình 1.13) có nhiều trong trà, lúa mì, quả mọng, bia, cà phê và

đã được sử dụng rộng rãi trong điều trị tăng sắc tố [51, 52] Hydroquinone ức chế cạnh tranh tổng hợp melanin bằng cách liên kết cộng hóa trị với histone, tương tác

với đồng tại vị trí hoạt động [53] Các thử nghiệm in vitro và in vivo đã chứng minh

hiệu quả đáng kể của hydroquinone trong việc ức chế sự tăng trưởng nhóm tế bào melanin trong cơ thể người Hydroquinone có khả năng làm giảm hoạt động của enzyme tyrosinase xuống 90% Vì thế, hydroquinone được sử dụng để điều trị nám da trong một thời gian dài

Hình 1.13 Hydroquinone

Tuy nhiên, hydroquinone có thể gây ra tổn hại vĩnh viễn cho melanosome và melanocytes bởi các gốc tự do semiquinone được tạo ra trong phản ứng enzyme [54] Do các tác dụng phụ, chẳng hạn như sự mất sắc tố vĩnh viễn và không đồng bộ ngoại sinh do sử dụng lâu dài, hydroquinone đã bị cấm trong hầu hết các loại mỹ phẩm Bên cạnh đó, các dẫn xuất của hợp chất này như arbutin, deoxyarbutin và mequinol vẫn được sử dụng trong ngành công nghiệp mỹ phẩm như các chất làm trắng da [55, 56]

b) Ascorbic acid

Vitamin C (Ascorbic acid – AA) (Hình 1.14) là một trong những chất chống

lão hóa lâu đời và vẫn được sử dụng phổ biến nhất hiện nay Vitamin C có trong rau quả, trái cây thường dễ bị tác động bởi nhiệt, ánh sáng nên ít được sử dụng trực tiếp để làm trắng da Do đó, một dẫn xuất bền của vitamin C là Magnesium L-ascorbic acid-2-phosphate (MAP) được sử dụng như một chất làm trắng da Trong một nghiên cứu ở bệnh nhân bị mụn trứng cá và sạm da, một loại kem chứa 10% MAP có hiệu

Ngoài ra, MAP còn tác dụng bảo vệ chống lại tác động của bức xạ UVB (được xem như nguyên nhân chính gây ung thư da)

Hình 1.14 Ascorbic acid

Vitamin C đóng vai trò quan trọng trong quá trình tái tạo và sản sinh collagen

Với vai trò là một chất chống oxy hóa, vitamin C giúp da chống lại các gốc tự do là nguyên nhân khiến da bị lão hóa và trở nên sậm màu [57] Ngoài ra, vitamin C còn giúp làm tăng lượng glutathione và lượng vitamin E trong cơ thể Hai hợp chất này cũng được biết đến là những chất chống oxy hóa Glutathione còn giúp da sản sinh pheomelanin thay vì eumelanin, nhờ đó da sẽ trở nên sáng hơn Hầu hết các loại thực vật, động vật đều có khả năng tự tổng hợp vitamin C, nhưng một số động vật có xương sống và con người lại không có khả năng này

Vitamin C còn được xem là một chất tẩy tế bào chết, giúp da loại bỏ các tế bào hư tổn chứa melanin Trong trường hợp da đang bị viêm nhiễm và sưng đỏ, cũng có thể điều trị với vitamin C Không những thế, vitamin C còn bảo vệ da không bị cháy nắng và giữ cho da trắng hồng Một nghiên cứu trên nhóm 20 người cho thấy khả năng chống nắng tăng lên đến 20% sau 8 ngày sử dụng vitamin C (2 mg) Đồng thời

da cũng giảm nguy cơ bị viêm nhiễm và hư tổn [58]

c) Kojic acid

Kojic acid (Hình 1.15) là một chất thiên nhiên có nguồn gốc từ nấm như

Aspergillus và Penicillium, có dạng bột, màu trắng, tan trong dầu, không bền khi tiếp

xúc với không khí và phản ứng với các chất khác khi có ánh nắng mặt trời [59] Kojic acid có tác dụng ức chế enzyme tyrosinase với giá trị IC50 = 0.054 mM, là chất ức chế tyrosinase tốt nhất nên thường được sử dụng như chất đối chiếu trong các quy trình thử hoạt tính [60] Kojic acid làm sáng da, tăng đáng kể quá trình thực bào của

bạch cầu đa nhân trung tính và tăng sinh tân bào giúp cho việc loại bỏ các hắc tố gây nám da tốt hơn

Hình 1.15 Kojic acid

Kojic acid là một trong những chất an toàn có thể sử dụng trực tiếp lên da mặt Hợp chất này thường được dùng nhiều trong sản phẩm dưỡng da như kem dưỡng trắng, kem tẩy tế bào chết, xà phòng rửa mặt, huyết thanh do độ hiệu quả và tính dịu nhẹ của nó Ngoài ra, đây cũng là một thành phần quan trọng trong kem đánh răng giúp làm trắng răng Kojic acid đã được các bác sĩ da liễu chứng minh là an toàn và không để lại các tác dụng phụ như hydroquinone [61] Nó giúp loại bỏ các đốm đen mà không gây khô da, không gây mẫn đỏ da đối với làn da nhạy cảm Kojic acid thường được sử dụng ở nồng độ từ 1% đến 4% [56] Trong suốt quá trình nghiên cứu, việc bổ sung 2% kojic acid vào hỗn hợp 2% hydroquinone, 2% glycolic acid làm tăng đáng kể việc điều trị nám và tàn nhang [62] Bên cạnh đó, kojic acid cũng được sử dụng làm chất bảo quản thực phẩm giúp kéo dài thời hạn sử dụng cho sản phẩm Vì vậy, nó thực sự an toàn cho người tiêu dùng

1.5 Đối tượng nghiên cứu khả năng làm trắng da

1.5.1 Ổi (Psidium guajava L – Myrtaceae)

Ổi có tên khoa học là Psidium guajava L, thuộc họ Myrtaceae, là một loại cây

ăn quả và cây thuốc có ở các nước nhiệt đới và cận nhiệt đới Thân ổi phân cành nhiều, cao 4-6 m, cao nhất 10 m, đường kính thân tối đa 30 cm Trên cành có lá đơn, mọc đối Hoa to, lưỡng tính, mọc từng chùm 2 đến 3 chiếc, ít khi ở đầu cành mà thường ở nách lá [63, 64]

Hình 1.16 Lá ổi (Psidium guajava L.)

Ổi chứa các thành phần hóa học quan trọng như tannin, triterpene, flavonoid (quercetin), pentacyclic triterpenoid (guajanoic acid), saponin, carotenoid, profin, leucocyanidin, ellagic acid, acid amin [65] Vì thế, nó có các tác dụng dược lý trong y học như chống oxy hóa, chống viêm, kháng khuẩn , thuốc trị đái tháo đường, hạ mỡ máu, tác dụng bảo vệ tim mạch

Năm 2011, nhóm nghiên cứu của Dong-Huyn You và cộng sự đã khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa và hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase của dịch chiết ethanol từ cây ổi (cành, quả, lá và hạt) Các chiết xuất của cành và lá cho thấy chất khả năng kháng oxy hóa của chúng cao hơn chiết xuất từ quả ổi và hạt ổi Đồng thời hoạt tính ức chế tyrosinase của chiết xuất ethanol từ lá ổi đạt 69,56% cao hơn hẳn so với các bộ phận còn lại của cây ở cùng một nồng độ [66]

Với những nghiên cứu về những ưu điểm của lá ổi như trên, đây thực sự là một đối tượng đáng được nghiên cứu nhiều hơn về các khía cạnh khác nhau để hiểu rõ được công dụng của nó

1.5.2 Trầu (Piper betel L.)

Trầu có tên khoa học là Piper betel L., thuộc họ Piperaceae, là một loại cây mọc

leo, thân nhẵn có lá mọc so le, cuống có bẹ, dài 1.5-3.5 cm, phiến lá hình trái xoan, dài 10-13 cm, rộng 4.5-9 cm, phía cuống hình tim Cây được trồng tại nhiều nước ở châu Á, vùng nhiệt đới như Malaysia, Indonesia, Philippin và Việt Nam [67]

Hình 1.17 Lá trầu (Piper betel L.)

Trong lá trầu có 0.8-1.8%, có khi đến 2.4% tinh dầu thơm mùi creozot (củi đốt), vị nóng và hai hợp chất phenol là betel - phenol (đồng phân với chất eugenol chavibetol C10H12O2 và chavicol), kèm theo một số hợp chất phenolic khác [64]

Năm 2009, theo nghiên cứu của Li-Ching Morgan Row và Jiau-Ching Ho, tinh dầu, chiết xuất methanolic và dịch chiết nước từ lá trầu đã được thử nghiệm hoạt động kháng khuẩn, đặc tính chống oxy hoá và ức chế tyrosinase Trong đó, chiết xuất methanolic của lá trầu không cho thấy hoạt động diệt khuẩn trong 2 giờ và 24 giờ với giá trị LD50 tương ứng là 153 và 125 g/mL, trong khi dịch chiết nước cho thấy hoạt động nhẹ hơn Tinh dầu có trong lá cũng thể hiện khả năng ức chế mạnh mẽ hoạt động enzyme tyrosinase, cho giá trị IC50 là 126 g/mL [68]

Lá trầu không chỉ gần gũi với đời sống hàng ngày mà còn đã được nghiên cứu qua nhiều bài báo khoa học Nhờ có nguồn kiến thức phong phú, sự hiểu biết về đối tượng nghiên cứu trầu được mở rộng, đây là cơ sở cho các ý tưởng nghiên cứu, ứng dụng về cây được thực hiện dễ dàng hơn

1.5.3 Tía tô (Perilla frutescent L Britt)

Tía tô có tên khoa học là Perilla frutescent L Britt, thuộc họ Lamiaceae, là một

loại thân thảo mọc hằng năm, thân thẳng đứng có lông Lá mọc đối, đầu nhọn, mép có răng cưa to; phiến lá dài 4-12 cm, rộng 2.5-10 cm, màu tím hoặc xanh tím [67]

Hình 1.18 Tía tô (Perilla frutescent L.)

Trong toàn cây tía tô có chứa 0.50% tinh dầu có thành phần chủ yếu gồm perilla- andehyde C10H14O (55%), limonen (20-30%), CL-pinen và dihydrocumin C10H14O Chất perilla andehyt cho mùi thơm đặc biệt của tía tô, ngọt gấp 2000 lần đường, khó tan trong nước, đun nóng sẽ phân giải, có độc, cho nên không dùng làm chất điều vị được, nhưng có người dùng làm ngọt thuốc lá Chất màu trong lá tía tô là do este cùa chất xyanin clorit C27H31O16Cl Ngoài các chất trên, trong tía tô còn chứa adenin C5H5N5 và acginin C6H14N4O2 [69]

Theo nghiên cứu của Lee và Jin Hwan vào năm 2021, tía tô ngoài khả năng chống oxy hóa thì còn có hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase (với giá trị IC50 đạt 20.8 M) [70] Bên cạnh đó, theo kinh nghiệm dân gian, lá tía tô được dùng để ngâm tắm để có thể làm trắng da Vì thế, lá tía tô là đối tượng nghiên cứu tiềm năng cho khả năng làm trắng da

1.5.4 Ngải cứu (Artemisia vulgaris L.)

Ngải cứu có tên khoa học là Artemisia vulgaris L., thuộc họ Asteraceae, là một

loại cỏ sống lâu năm, cao 50-60 cm, thân có rãnh dọc Lá mọc so le, rộng, không có cuống Màu lá ở hai mặt rất khác nhau, mặt trên nhẵn màu lục sẫm, mặt dưới màu trắng tro do có rất nhiều lông nhỏ, trắng, hoa mọc thành chùy kép gồm rất nhiều cụm hoa hình đầu [71]

Hình 1.19 Ngải cứu (Artermisia vulgaris L.)

Thành phần hoá học của ngải cứu gồm các hợp chất flavonoid, phenolic, tinh dầu và tannin,… Tuy nhiên, tannin chiếm tỷ lệ rất ít Dịch chiết của cây cũng có tác dụng ức chế enzyme tyrosinase 42.06% tại 3.58 g [72]

Về công dụng, ngải cứu là một vị thuốc có tính hơi ôn, vị cay, có tác dụng điều kinh, an thai, sơ cứu vết thương, trị mụn, mẫn ngứa, cảm cúm, ho, đau đầu…

1.5.5 Trà xanh (Camellia sinensis L.)

Hình 1.20 Trà xanh (Camellia sinensis L.)

Trà xanh là cây gỗ sống lâu năm Thân non màu xanh nhẵn bóng, thân già màu xám tiết diện tròn Lá dài 9-11 cm, rộng 4-5 cm mọc ra từ đốt trà, thường mọc cách, màu xanh lục đậm dần từ trên xuống có mùi thơm đặc trưng Trên lá có nhiều gân, rìa lá có dạng răng cưa, có lông ở mặt dưới Hoa trà là hoa lưỡng tính, màu trắng, mọc thành từng cụm ở nách lá Quả chè thuộc loại quả nang Trong mỗi quả sẽ có khoảng 3 nang chia thành 3 ngăn riêng biệt, mỗi nang sẽ chứa 1 hạt Trung bình mỗi quả chè như vậy sẽ cho ra khoảng 2-4 hạt chè Quả chè chín sẽ ngả sang màu nâu Quả khô có thể tự nẻ ra làm bắn hạt ra ngoài tự nhiên Trà xanh có nguồn gốc ở Bắc Ấn Độ và Nam Trung Quốc nhưng ngày này được trồng phổ biến trên thế giới Trà

ưa khí hậu ẩm nên được trồng chủ yếu ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Ở Việt Nam, cây tập trung nhiều ở Vĩnh Phú, Hà Giang, Bắc Giang, Lâm Đồng [73]

Trong lá trà có tinh dầu, các dẫn xuất của polyphenol (flavonoid, catechol, tannin), alkaloid (cafein, xanthin, theophyllin) và các vitamin C, B1, B2, B3 [74]

Lá trà trong Đông y để trị hen phế quản, nhiệt miệng, bệnh tim mạch vành và bệnh mạch máu ngoài Ngày nay, bên cạnh được dùng làm thuốc, trà xanh được dùng làm thức uống góp phần ngừa ung thư, diệt khuẩn và chống lão hóa do trà chứa lượng lớn catechins [73]

Năm 2017, nhóm nghiên cứu của Surached Thitimuta đã xác định hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase từ chiết xuất lá trà xanh với dung môi methanol Kết quả cho thấy khả năng làm trắng da với giá trị IC50 của lá trà là 349 g/mL [75] Ngoài ra, một nghiên cứu khác của E.W.C Chan đã khảo sát tổng hàm lượng và khả năng kháng oxy hóa theo phương pháp DPPH và FRAP từ dịch chiết trà xanh Trong đó, hoạt tính kháng oxy hóa theo phương pháp DPPH cao với giá trị IC50 là 35 g/mL và hàm lượng polyphenol tổng là 7586 mg GAE/100 g [76]

Với hàm lượng polyphenol cao, giá trị tiềm năng cao đã được các nhà khoa học chứng minh, lá trà xanh sẽ được chọn làm đối tượng nghiên cứu nhằm thực hiện hướng nghiên cứu mới tiếp theo, góp phần mở rộng giá trị của lá trà xanh

1.5.6 Mận (Syzygium samarangense)

Hình 1.21 Mận (Syzygium samarangense)

Mận là cây có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới Đông Nam Á, thuộc họ Myrtacae, được trồng ở nhiều nước như Việt Nam, Thái Lan, Đài Loan… [77] Mận có thân gỗ nhỏ, cành mảnh dẻ, có thể ra nhiều quả trên một cành Nhiều cành vừa là cành quả

vừa là cành mẹ Lá mận có hình bầu dục, chiều rộng lá từ 1 đến 4 cm và chiều dài từ 1.5 đến 10 cm Gân lá nổi rõ, mép lá có hình răng cưa, đỉnh lá nhọn hoặc hơi tù Hoa mận lưỡng tính có đường kính 3 đến 4 mm, có màu trắng Quả mận hình quả lê, có màu vàng nhạt trở nên màu đỏ sau khi chín và phát triển thành chùm ở ngọn nhánh [77-79]

Trong nghiên cứu về cây mận, thành phần chủ yếu của cây là các hợp chất tannin Điển hình trong lá Syzygium samarangense chứa lupeol; betuline; 2,4-

2,4-dihydroxy-6-methoxy-3,5-dimethylchalcone… và một hỗn hợp của stearate cycloartenyle, stearate lupenyl, 24 methylenecycloartenylstearate Bên cạnh đó, trong lá mận còn chứa các hợp chất acid như acid gallique và acid ellagique [77]

Vì trong lá mận có rất nhiều các hợp chất tự nhiên như polyphenol, flavonoid với điển hình là tannin nên cây được sử dụng nhiều trong y học hiện đại và y học truyền thống Với đặc tính của tannin, các chất có trong lá mận được sử dụng để làm chất se thắt để chống các bệnh khác nhau như tiêu chảy, sốt và đau viêm mắt Ngoài ra trong các nghiên cứu khoa học, mận có nhiều các hoạt tính như kháng viêm, ức chế enzyme tyrosinase (lá mận có nhiều hợp chất quercetin) và khả năng bắt gốc gốc tự do mạnh [80] Trong một nghiên cứu của Min-Jin Kim cùng các cộng sự vào năm 2016, cao tổng lá mận sau quá trình chiết bằng dung môi cồn 70 độ đã được đem đi đo các hoạt tính trắng da và kháng oxy hóa Kết quả cho thấy khả năng bắt gốc tự do DPPH khá cao với giá trị IC50 là 36 g/mL, khả năng ức chế enzyme tyrosinase là 284.8 g/mL Bên cạnh đó, một nghiên cứu khác của Bibi Sharmeen Jugreet cùng các cộng sự vào năm 2021 đã thực hiện phân lập và khảo sát hoạt tính trắng da của các hoạt chất chính có trong lá mận Kết quả đặc tính chống enzyme tyrosinase tốt ở giá trị 109.35 đến 158.23 mg KAE/g) [81]

Với các nghiên cứu về lá mận cũng như hàm lượng polyphenol cao, điển hình là tannin cùng các hợp chất flavonoid, lá mận là đối tượng tiềm năng trong quá trình đo ham lượng và xác định các hoạt tính như kháng oxy hóa và ức chế enzyme tyrosinase.