Nghiên cứu tách và tạo hệ nano chứa saponin từ rau má và định hướng ứng dụng trong sản phẩm chăm sóc cá nhân

I.Nghiên cứu quá trình chiết xuất và tinh chế hoạt chất saponin từ Centella asỉatica, huớng tới tạo hệ nano định huớng ứng dụng cho các sản phẩm chăm sóc da. Với nội dungChuẩn bị nguyên liệu, xây dụng quy trình chiết saponin từ rau má Centella asỉatỉcaTăng độ tinh khiết của chiết xuất (loại bỏ tạp chất)Tạo hệ phân tán và khảo sát đặc điểmứng dụng hệ nano C.asiatica vào sản phẩm chăm sóc daĐánh giá các sản phẩm chăm sóc da

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN NGỌC THANH NGHIÊN CỨU TÁCH VÀ TẠO HỆ NANO CHỨA SAPONIN TỪ RAU MÁ VÀ ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG SẢN PHẨM CHĂM SÓC CÁ NHÂN CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT HÓA HỌC MÃ SỐ : 60520301 fl * LUẬN VĂN THẠC SĨ TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2019 fl CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học : TS Phan Nguyễn Quỳnh Anh PGS TS Lê Thị Hồng Nhan Cán chấm nhận xét 1: PGS.TS Nguyễn Thị Phương Phong Cán chấm nhận xét 2: PGS.TS Bạch Long Giang Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP HCM ngày 11 tháng năm 2019 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: GS.TS Phan Thanh Sơn Nam PGS.TS Nguyễn Thị Phương Phong PGS.TS Bạch Long Giang TS Hà Cẩm Anh TS Lê Vũ Hà Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KTHH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN NGỌC THANH MSHV: 1770144 Ngày, tháng, năm sinh: 11/06/1994 Nơi sinh: TP.HCM Chuyên ngành: KỸ THUẬT HÓA HỌC Mã số : 60520301 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu tách tạo hệ nano chứa saponin từ rau má định huớng ứng dụng sản phẩm chăm sóc cá nhân Tên tiếng Anh : Preparation of nano saponin systems from Centella asiatica and application in personal care products II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu trình chiết xuất tinh chế hoạt chất saponin từ Centella asỉatica, huớng tới tạo hệ nano định huớng ứng dụng cho sản phẩm chăm sóc da Với nội dung - Chuẩn bị nguyên liệu, xây dụng quy trình chiết saponin từ rau má Centella asỉatỉca - Tăng độ tinh khiết chiết xuất (loại bỏ tạp chất) - Tạo hệ phân tán khảo sát đặc điểm - ứng dụng hệ nano C.asiatica vào sản phẩm chăm sóc da - Đánh giá sản phẩm chăm sóc da III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 13/08/2018 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 2/12/2018 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ học hàm, học vị, họ, tên): TS Phan Nguyễn Quỳnh Anh PGS TS Lê Thị Hồng Nhan Tp HCM, ngày .2 tháng năm 2019 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Trước hết khơng biết nói ngồi lời cảm ơn sâu sắc đến ba, mẹ, anh chị Mọi suy nghĩ khó diễn tả lời Cảm ơn gia đình hỗ trợ mặt tinh thần lẫn vật chất, để có điều kiện học tập sinh hoạt ngơi trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám Hiệu trường Đại Học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh tồn thể thầy giáo khoa Kỹ Thuật Hóa Học giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho em suốt thời gian học tập trường tạo điều kiện cho em thực đề tài Đặc biệt, xin gởi lời biết ơn vô đến cô Lê Thị Hồng Nhan, cố vấn học tập đồng thời hướng dẫn chuyên môn, lời nhận xét cô giúp em mở rộng hiểu biết, tiếp cận, nhận nhiều vấn đề quan họng trình thực Cùng với chị Phan Nguyễn Quỳnh Anh tận tình giúp đỡ, hướng dẫn kiến thức, điểm cần hướng đến đề tài tạo điều kiện thuận lợi phương tiện tài suốt thời gian em làm luận văn vừa qua Cảm ơn bạn Nguyễn Minh Đức phòng thí nghiệm Bộ mơn hóa hữu giúp đỡ, hỗ trợ dụng cụ, chia sẻ khó khăn em lúc thực đề tài Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến bạn lớp HC14HC, đặc biệt bạn Gia Huy, bạn Kim Ngân, bạn Ngọc Ánh, bạn Ngọc Hân, bạn Gia Bảo hỗ trợ, chia sẻ đồng hành qua khó khăn niềm vui suốt thời gian vừa qua Cuối cùng, em xin kính chúc q thầy, cơ, gia đình, anh, chị bạn dồi sức khỏe thành công điều tốt đẹp sống Xin hết lòng cảm ơn tri ân! TPHCM, ngày tháng năm 2019 Học viên thực Nguyễn Ngọc Thanh TÓM TẮT Dịch chiết cồn từ rau má Centella asỉatỉca (thu hái số vùng 24.71% miền (xác nam định Việt Nam), phuơng có pháp thành phổ phần hấp saponin thu UV/Vis) tổng khoảng Cụ thể có thành 8.63% phần (phuơng asiaticoside pháp HPLC) Khi madecassoside sử dụng nhụa tuơng macro ứng HPD300 7.29% làm vật liệu phẩm, hấp đồng phụ, thời tạp hàm màu luợng đuợc asiaticoside loại bỏ cách madecassoside hiệu khỏi chế tăng lên nuớc đáng từ kể chế lần phẩm luợt sau đạt xử 35.33% lý với sụ 34.47% hỗ họ Hệ nano TWEEN80 phân tán thiết bị median) đồng hóa 1.540 siêu pm (kích âm có thuớc kích mean) thuớc phân 1.298 tích pm (kích thiết thuớc bị LDS cao chiết khoảng chế 50 phẩm 350 đuợc nm bổ thể sung vào qua hình sản SEM phẩm Sau serum hai Với Nhìn serum chung, có nhũng chiết thể xuất từ độ nghiên bền cao cứu serum cho thấy có cao chúng chiết sóc phụ cá nhân, gia tiềm nhu duợc hiệu phẩm để ứng dụng sản phẩm chăm ABSTRACT The ethanolic extract was prepared from Centella asiatica (harvested from Southern of Vietnam) and had total saponin content of 24.71% (by UV/Vis spectra method) It also had asiaticoside and madecassoside content (by HPLC method) of 7.29% and 8.63%, respectively By using macroresin HPD300 as an adsorbent, color impurity was removed effectively and the asiaticoside and madecassoside was remarkably raised to 35.33% and 34.47% The nano dispersion in water was formed from the treated product with supporting of TWEEN80 and ultrasonic homogenizer and size of 1.298 pm (median size), 1.540 pm (mean size) by LDS and 50 - 350 nm by SEM After that, both ethanolic extract and treated product were added to serum as simulated cosmetic products By mixing the treated product, the serums had higher stability The extracts from this study show as useful and potential additive for personal care as well as pharmaceutical products Ill LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa có cơng bố cơng trình khác TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 Nguyễn Ngọc Thanh MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH ẢNH • Hình 3, 12: Phổ HPLC chất chuẩn asỉatỉcosỉde, TECA dịch chiết (chương trình 1) Hình 36:các Ảnhmẫu hưởng phần 75 bới ánh sáng đển hàm lượng saponin toàn 10 tỉ lệ chế phẩm: HĐBM 1:1 có ngoại quan trọng, ổn định đồng tuông ứng nhu ban đầu khơng có dấu hiệu sa lắng 3.3.2 Phân bổ kích thước hạt hệ phân tán Hệ phân tán sơ tác động sóng siêu âm đánh giá kích thước thiết bị LDS [42] Bảng 9: Kích thước hệ phân tán chế phẩm saponin Hoạt động bề mặt Kích thước median Kích thước mean TWEEN80 1.298 pm 1.540 pm TWEEN20 5.516 pm 5.161 pm TWEEN80 + TWEEN20 5.101 pm 5.441 pm PEG40-HCO 1.404 pm 1.698 pm Ể N Diameterfum) -100 -90 70 -30 20 10 010 0.100 1.000 10.00 100.0 lúữữ 3000 DiamBter(um) ữiameter(fjmị ■1 00 ■ ■ 0.010 0.1Ũ0 ỉ.ũũũ 1C ŨŨ DiameterỊụm) 100.0 Hình 3.18: Phân bổ kích thước hạt hệ phân tán chế phẩm saponin sử dụng TWEEN80 TWEEN20 ễ ¥ ỉ % Phân bố kích thước hạt hệ phân tán đạt hình tháp chng Với hệ PEG40HCO kích thước mean median nhỏ tiểu phân sa lắng nhanh sau thời gian ngắn {Hình 3.18 dỵ Hệ sử dụng TWEEN80 tiểu phân có kích thước nhỏ, hệ TWEEN20 có kích thước lớn gấp 4.2 lần tương tự với sử dụng hỗn hợp TWEEN80 TWEEN20 {Hình 3.18 a, b c) Mặt khác, hệ TWEEN80 cho thấy độ bền ổn định theo thời gian tốt 3.3.3 Kính hiển vi điện tử quét SEM Hình 19: Anh SEM hệ nano saponin thước đo 400 nm (a) 500 nm (b) Hình 3.19 cho thấy bề mặt hạt hệ phân tán, hệ gồm nhiều hạt nhỏ có kích thước từ 50 - 350 nm phân bố rải rác, bên cạnh hạt nano có tượng kết lại chồng lên tạo thành cụm lớn Một phần khâu xử lý mẫu trước tiến hành đo SEM không triệt để ảnh hưởng đến kết So với nghiên cứu công bố trước kích thước tiểu phân nằm khoảng 330 nm - 710 nm [26, 43] 3.4 Định hướng ứng dụng sản phẩm chăm sóc cá nhân Trong nội dung này, serum phối với hai loại: Cao chiết chế phẩm sau nâng cao chất lượng với nhựa 3.4.1 Nền sản phẩm chăm sóc da Hình 20: Nền sản phẩm serum Bảng 3.10: Đặc điểm mẫu serum Đặc điểm Mô tả Ngoại quan Không màu, suốt, bóng, mượt Độ đặc Sệt Mùi hương Nhẹ, dễ chịu pH 7.30 3.4.2 Sản phẩm có phổi hợp cao chiết 3.4.2.1 Ảnh hưởng nồng độ cao chiết Cao chiết với hàm lượng tăng dần phối vào serưm với nồng độ hoạt chất từ 0.01% - 0.05% Bảng 3.11: Ảnh hưởng cao chiết lên serum Mẩu Ngoại quan Nồng độ Màu sắc pH L= 64.90 0.0% c= 2.96 h= 139.06 7.30 L= 62.67 0.01% c= 14.31 7.23 h= 113.81 L= 61.27 0.02% c= 22.24 7.16 h= 110.25 L= 59.71 0.03% c= 27.12 7.10 h= 108.04 L= 58.17 0.04% c= 31.31 7.11 h= 106.19 L= 55.87 J— 0.05% c= 36.49 h= 105.91 7.05 3.4.2.2 Đánh giá cảm quan Bảng 3.12: Cảm quan người dùng serum có cao chiết rri«A F r Tiêu chí đánh giá Ngoại quan sản phẩm Hệ số (%) Độ trong, màu 4.0 4.8 3.9 4.4 4.6 4.5 4.3 Độ đồng 3.0 4.8 4.8 4.5 4.6 4.6 4.8 Khả pickup 4.0 4.5 4.9 4.9 4.8 4.4 4.1 Huong Không xét Độ dàn trải 5.0 3.6 4.8 4.8 4.4 3.9 4.4 Cảm giác thoa lên da 5.0 4.0 4.4 4.3 4.5 4.1 4.4 5.0 4.5 4.3 4.6 4.8 4.6 4.3 Độ mát hên da 5.0 4.1 4.5 4.3 4.4 4.3 4.9 Độ bóng 5.0 5.0 5.0 5.0 4.5 4.6 4.5 Độ mượt 5.0 4.1 4.5 4.9 4.6 4.6 4.5 Độ ẩm 5.0 4.5 4.5 4.5 4.3 4.5 4.4 Độ rít 5.0 4.1 4.0 4.4 4.4 3.9 3.8 Trong sử Khả thẩm dụng thấu Sau sử dụng (5’) Tổng 255.0 Phần trăm 100 240.0 246.9 251.9 248.8 240.0 240.6 94.1 96.8 98.8 97.5 94.1 94.4 Hình 21: Mức độ hài lòng người sử dụng serum có cao chiết Trong hình 21, mẫu sản phẩm đánh giá cao, có mức độ hài lòng thấp 94.1% (chiết xuất 0.04%) cao 98.8% (với chiết xuất 0,02%) Các mẫu suốt đồng nhất, mẫu 0.01 - 0.03% có xu hướng yêu thích 0.04% 0.05% Độ dàn trải cải thiện đáng kể từ 3.6 (mẫu đối chứng) lên 4.8 Có thể giải thích tính chất bề mặt saponin, làm giảm sức căng tác động đến độ mịn khả thẩm thấu 3.4.2.3 Độ bền serum chứa cao chiết Ảnh hưởng học đến độ bền I W - “ fT'fl * J Hình 22: Anh hưởng học lên độ bền serum có cao chiết Các sản phẩm ly tâm 3000 vòng / phút 20 phút Sau q trình ly tâm mẫu có nồng độ 0.1% - 0.5% giữ hạng thái đồng ban đầu Ảnh hưởng điều kiện sốc nhiệt đến độ bền Các mẫu lưu trữ xen kẽ hai điều kiện lạnh 10 °C (1 ngày) ấm 45 °C (1 ngày) 30 ngày nhằm gia tăng tốc độ biến đổi nhiệt độ Hình 23: Giá trị sai biệt gốc màu delta H sai biệt tổng màu delta E điều kiện sổc nhiệt Từ hình 3.23, sau 15 chu kỳ, mẫu sản phẩm mặt ngoại quan ổn định Giá trị delta h góc màu có xu hướng ổn định không thay đổi Giá trị sai biệt tổng màu delta E tăng nhẹ dần Khi nồng độ chiết xuất cao, delta E tăng nhanh với mẫu số có nồng độ cao thấy rõ khác biệt, nhìn chung mẫu lại có chênh lệch Ảnh hưởng nhiệt độ đến độ bền Các mẫu lưu hai điều kiện chênh lệch: nhiệt độ cao 45 °C nhiệt độ thấp (10 °C) Khảo sát tiến hành 30 ngày, chu kỳ đánh giá ngày Hình 24: Anh hưởng nhiệt độ đến giá trị sai biệt góc màu delta h Hình 25: Ảnh hưởng nhiệt độ đến giả trị sai biết tổng màu delta E Nhìn chung, giá trị delta h hai điều kiện gần không biến đổi nên khơng có khác biệt tơng màu theo thời gian Mặt khác, delta E tăng nhẹ điều kiện nhiệt độ cao Mầu có thay đổi rõ so với mẫu lại Ảnh hưởng ảnh sáng đến độ bền Các mẫu serum đuợc lũu trữ điều kiện ánh sáng tụ nhiên tối Khảo sát đuợc tiến hành 30 ngày, chu kỳ đánh giá ngày Hình 26: Anh hưởng ánh sáng đến giá trị sai biệt góc màu delta h Hình 27: Anh hưởng ánh sáng đến giá trị sai biệt tổng màu delta E Với mẫu điều kiện tối, giá trị delta h giá trị delta E hầu nhu ổn định, không biến đổi 30 ngày Khi tiếp xúc với ánh sáng, giá trị delta E delta h tăng lên đáng kể tỷ lệ thuận theo chiều tăng dần nồng độ cao chiết Hơn khoảng cách chênh lệch mẫu thể rõ nét Điều giải thích lượng ánh sáng mặt tác động nhiều đến chất sản phẩm Đáng ý thay đổi mạnh mẫu số 5, sai biệt tổng màu tăng 23 ngày sau tăng mạnh ngày sau 3.4.3 Sản phẩm có phổi hợp chế phẩm 3.4.3.1 Ảnh hưởng nồng độ cao chiết Chế phẩm tạo hệ phân tán nano nước với hỗ họ chất hoạt động bề mặt thích hợp Sau phối vào serum với nồng độ hoạt chất tăng dần 0.1% - 0.5% Bảng 13: Anh hưởng nồng độ chế phẩm serum Mẩu Ngoại quan Nồng độ Màu sắc pH L= 66.65 0.0% c= 7.27 h= 7.30 110.38 L= 64.79 0.1% c= 15.71 7.20 h= 106.77 L= 64.01 0.2% c= 21.45 h= 7.12 104.52 L= 62.95 0.3% c= 26.16 6.95 h= 102.68 L= 62.13 0.4% c= 29.53 h= 6.82 101.37 L= 60.83 0.5% c= 32.66 6.65 h= 99.79 — Chế phẩm có tính acid yếu saponin có thành phần acid, pH sản phẩm tỷ lệ nghịch với độ tăng dần nồng độ 0.1 - 0.5% Do kết cấu serum dụa acid polyacrylic nên giá trị pH đuợc giũ ổn định vùng trung tính Bên cạnh đó, trục quan nhận thấy sụ tăng màu dần từ mẫu đến (vàng nhẹ sang đậm dần) Vậy nồng độ chế phẩm phối hợp với serum vừa tác động đến ngoại quan lẫn tính chất vật lý sản phẩm 3.4.3.2 Đánh giá cảm quan Bảng 3.14: Cảm quan người dùng serum có chế phẩm rri«A r Hệ số (%) Độ trong, màu 4.0 4.4 4.4 4.3 4.7 4.3 4.2 Độ đồng 3.0 4.6 4.6 4.5 4.7 4.3 4.7 Khả pickup 4.0 3.9 3.7 4.3 4.4 4.0 3.5 Tiêu chí đánh giá Ngoại quan sản phẩm Huơng Khơng xét Độ dàn trải 5.0 4.1 4.3 4.2 4.4 4.0 4.6 Cảm giác thoa lên da 5.0 3.9 4.4 4.6 4.6 3.9 4.6 5.0 4.3 3.9 4.1 4.4 4.1 4.1 Độ mát da 5.0 3.9 4.4 4.7 4.7 4.4 4.4 Độ bóng 5.0 4.4 4.4 4.1 4.4 4.6 4.2 Độ mượt 5.0 3.6 3.7 4.3 4.0 4.3 4.4 Độ ẩm 5.0 4.1 4.2 4.5 4.8 4.2 4.3 Độ rít 5.0 3.7 3.2 3.6 4.5 3.5 Trong sử Khả thẩm dụng thấu Sau sử dụng (5’) Tổng 255.0 Phần trăm 100 3.7 225.4 227.1 235.7 247.9 228.5 233.2 88.4 89.1 92.4 97.2 89.6 91.5 Hình 28: Mức độ hài lòng người sử dụng serum có chế phẩm Theo số liệu đánh giá tổng kết bảng 3.14, tất mẫu suốt đồng Độ dàn trải mẫu có hoạt chất nhìn chung có sụ hài lòng so với mẫu serum Kết tính chất bề mặt cấu trúc saponin hong chiết xuất rau má, làm giảm sức căng bề mặt tăng độ ẩm bề mặt da Hơn nũa nồng độ chế phẩm cho đánh giá hài lòng độ mát lẫn cảm giác da sử dụng độ muợt, trơn mịn sau dùng so với mẫu đối chứng Bên cạnh đó, nồng độ 0.1%; 0.2%; 0.3% chế phẩm gây độ rít sau sử dụng Trong hình 28, mẫu serum đuợc đánh giá với mức độ hài lòng 88.4% (mẫu đối chứng) cao 97.2% (với hàm luợng chế phẩm 0.3%) 3.4.3.3 Độ bền serum chứa chế phẩm Ảnh hưởng học đến độ bền Hình 29: Ảnh hưởng học lên độ bền serum chứa chế phẩm Các sản phẩm ly tâm 3000 vòng / phút 20 phút Sau ly tâm mẫu với nồng độ hoạt chất tăng dần từ 0.1% - 0.5% giữ hạng thái đồng không tách pha Ảnh hưởng điều kiện sốc nhiệt đến độ bền Các mẫu luân phiên đặt điều kiện 45 °C (1 ngày) 10 °C (1 ngày) ngày nhằm tăng biến đổi điều kiện tác động nhiệt độ môi trường lên độ bền mẫu serum Sau 10 chu kỳ khảo sát tất mẫu trực quan hạng thái ổn định đồng Hình 30: Giá trị sai biệt góc màu delta h delta E điều kiện sốc nhiệt ... phát từ mối quan tâm em lụa chọn đề tài: Nghiên cứu tách tạo hệ nano chứa saponin từ rau má định hướng ứng dụng sản phẩm chăm sóc cá nhân để thục CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan rau má 1.1.1... số : 60520301 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu tách tạo hệ nano chứa saponin từ rau má định huớng ứng dụng sản phẩm chăm sóc cá nhân Tên tiếng Anh : Preparation of nano saponin systems from Centella... tài Nghiên cứu nhằm khảo sát trình chiết xuất tinh chế sơ hoạt chất saponin từ Centella asiatica, hướng tới tạo hệ nano để khai thác tốt đặc tính định hướng ứng dụng cho sản phẩm chăm sóc cá nhân