Collagen Firming Cream Tonymoly dƣỡng da giúp cho da khỏe và có khả năng đàn hồi với thành phần: collagen; men giá đỗ; men gạo; tinh chất từ: cam thảo, lựu, chanh, cà chua, mật ơng, dầu oliu, chất béo từ sữa.
Hình 1.15. Kem dƣỡng da ban đêm Collagen. 1.2.4. Cơ chế giữ độ ẩm của da 1.2.4. Cơ chế giữ độ ẩm của da
Trong lớp biểu bì thì lớp sừng bên ngồi có tác dụng ngăn cản sự mất nƣớc của da, và bảo vệ cơ thể khỏi các tác nhân lý hóa bên ngồi. Trong lớp sừng chứa nhiều hợp chất nhƣ corneocyte, keratin, lipid đặc biệt là chất giữ ẩm tự nhiên (NMF).. đóng vai trị quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe của da.
Chất giữ ẩm tự nhiên là một hỗn hợp các chất tan, bao gồm các chất: amino acid, pyrrolidone carboxylic acid, magnesium/calcium/ potassium/ sodium lactate,
Ngành cơng nghệ kỹ thuật hóa học 19 Khoa Hóa học và cơng nghệ thực phẩm
chloride, phosphate, citrate và formiate có tác dụng liên kết đƣợc với các phân tử nƣớc và giữ chúng ở lại tế bào. Điều này làm cho các corneocyte trƣơng lên, tạo thành rào cản chống lại tác nhân bên ngồi nhằm duy trì sự linh hoạt và tính đàn hồi của da, hạn chế sự thất thốt nƣớc ra ngồi.
Các yếu tố ảnh hƣởng đến lƣợng nƣớc có trong da:
Sebum: tạo lớp màng dầu mỏng trên da nhằm ngăn cản sự bay hơi của nƣớc, giữ ẩm cho da.
Chất giữ ẩm tự nhiên (natural moisturizing factor NMF):
Lipid gian bào: chiếm khoảng 14% khối lƣợng lớp stratum corneum, có cấu trúc lamellar nhiều lớp. Lipid da có thành phần gồm ceramide (40-50%), acid béo tự do (15-25%), cholesterol (20-25%), cholesterol sulphate (5-10%), đây là các chất có tính dầu nên khơng hịa tan đƣợc trong nƣớc, có tác dụng ngăn cản sự mất nƣớc, giữ nƣớc lại trong lớp stratum corneum.
Nhờ vậy, nƣớc đƣợc giữ lại sâu trong lớp hạ bì rồi đến lớp thƣợng bì của da, giúp da mềm mại, linh động, không gây khô da. Da khỏe khi hàm lƣợng nƣớc trong lớp stratum corneum tối thiểu là 30%.
1.2.5. Kem dƣỡng ẩm
Kem dƣỡng ẩm là hỗn hợp phức tạp của các chất hóa học thiết kế đặc biệt để làm cho các lớp bên ngoài của da mềm và mịn hơn. Chúng làm tăng độ ẩm của da bằng cách giảm sự mất nƣớc [19].
Thành phần quan trọng của kem dƣỡng ẩm là chất giữ ẩm và chất làm mềm: Chất giữ ẩm là chất có thành phần tƣơng thích hay giống với các thành phần trong chất giữ ẩm tự nhiên. Chất giữ ẩm hoạt động bằng cách giả hay thay thế các thành phần trong chất giữ ẩm tự nhiên để gia tăng khả năng giữ ẩm của da.
Chất làm mềm phổ biến hiện nay ở dạng ester, dầu, và silicon, hay chất có thành phần tƣơng thích hay giống lớp lipid gian bào. Chất làm mềm hoạt động bằng cách tạo một lớp film mỏng trên bề mặt, có tác dụng ngăn cản sự thoát nƣớc, làm mềm
Ngành cơng nghệ kỹ thuật hóa học 20 Khoa Hóa học và cơng nghệ thực phẩm
lớp sừng khơ ráp bên ngồi, cải thiện lại độ đàn hồi cho da. Do đó khi sử dụng chất làm mềm trong công thức mỹ phẩm ta sẽ cảm nhận đƣợc da mềm mại và mƣợt.
Công dụng của việc dƣỡng ẩm: giữ ẩm sẽ cải thiện những cảm nhận và kết cấu của da , và giúp ngăn sự hình thành các nếp nhăn do da khơ. Giữ ẩm làm giảm sự mất nƣớc trong tự nhiên của da và da sẽ giữ đƣợc chức năng của nó nhƣ là một rào cản khi nó đƣợc dƣỡng ẩm .
Một loại kem dƣỡng ẩm da tốt cũng có thể giảm thiểu q trình lão hóa trên da của bạn . Giữ ẩm là một bƣớc mà sẽ bảo vệ làn da của bạn chống lại các tác động của mơi trƣờng bên ngồi. Da sẽ liên tục đƣợc tái tạo.
1.2.6. Collagen trong kem dƣỡng da a) Tác dụng của collagen đối với da a) Tác dụng của collagen đối với da
Trong thành phần của da collagen chiếm 70% cấu trúc da và đƣợc phân bố chủ yếu ở lớp hạ bì, tạo ra một hệ thống năng đỡ, hỗ trợ các đặc tính cơ học của da.
Collagen có tác dụng giúp duy trì độ ẩm cho da, chống lão hóa, ngăn ngừa và cải thiện nếp nhăn, ngồi ra collagen cịn đảm bảo sắc tố da, làm sáng da, mờ sẹo. Với làn da, ngồi nhiệm vụ liên kết collagen cịn có nhiệm vụ tạo sự đàn hồi. Da mặt chúng ta có thể giãn ra khi cƣời, nói chuyện hay nheo mắt, và co lại nhƣ cũ khi ngừng các hoạt động này là do sự chuyển động của cơ và độ đàn hồi của da. Da mặt có thể căng mịn khi còn trẻ và chùng nhão nhiều nếp nhăn khi về già là do sự thay đổi về tính chất của collagen vì thế nó chính là nhân tố quan trọng nhất giúp chúng ta duy trì sự trẻ trung của mình.
Sự suy giảm về số lƣợng cũng nhƣ chất lƣợng collagen sẽ dẫn đến da trở nên khô, mất độ căng, đàn hồi và thúc đẩy q trình lão hóa cơ thể.
Ngành cơng nghệ kỹ thuật hóa học 21 Khoa Hóa học và cơng nghệ thực phẩm
Hình 1.16. Vai trị của collagen đối với da [1]. b) Ƣu điểm khi sử dụng collagen vào công thức kem dƣỡng ẩm
Collagen đƣợc chiết xuất từ nguồn gốc tự nhiên, an tồn và có thể sử dụng cho mọi đối tƣợng, không gây dị ứng, khơng có tác dụng phụ.
Collagen có khả năng hút nƣớc mạnh do đó giúp dƣỡng ẩm tốt, ngồi ra cịn có thêm nhiều tác dụng tốt khác nhƣ: chống lão hóa, mờ sẹo,… Collagen giúp lớp trên cùng của da giữ nƣớc bằng cách hút nƣớc và giữ lại tại lớp trên cùng của da . Hơn nữa, collagen có khối lƣợng phân tử nhỏ có thể đi vào lớp hạ bì bổ sung, cải thiện da, giảm thiểu xuất hiện các đƣờng và nếp nhăn nhỏ hình thành.
Khi sử dụng kem dƣỡng ẩm collagen, collagen giữ nƣớc lƣu lại trên da nhƣng không gây tắc nghẽn hay viêm nhiễm các lỗ chân lông của da.
1.2.7. Một số sáng chế về collagen ứng dụng vào kem dƣỡng ẩm
Xu hƣớng mỹ phẩm hiện nay là có nguồn gốc từ thiên nhiên, có hiệu quả cao, an toàn, dễ sử dụng. Và collagen thủy phân đƣợc chú ý và trở thành cái tên quen thuộc trong mỹ phẩm dƣỡng da trong nữa thế kỷ qua.
Sáng chế năm 1990 của Helen M. Fernandez, 20933 Bandera St., Woodland Hills, Calif. 91364 về: “Skin moisturizing product and process”, thiết kế một sản phẩm
Ngành công nghệ kỹ thuật hóa học 22 Khoa Hóa học và cơng nghệ thực phẩm
dƣỡng ẩm mà ngƣời sử dụng nhanh chống và dễ dàng ở bất cứ nơi đâu bằng cách trộn collagen với nƣớc và một số phụ gia đƣợc phun lên da với dạng sƣơng. Sáng chế có hai cơng thức, một dành cho da thƣờng bao gồm: 1-2% collagen, 0,03% -0,05 % DMDM Hydantoin và nƣớc cho đủ 8 ounces (=28,3495g); hai dành cho da nhờn và mụn bao gồm: 1-2% collagen, 1-2% chiết xuất dƣa chuột, 0,03% -0,05 % DMDM Hydantoin và nƣớc cho đủ 8 ounces [8].
Sáng chế năm 2000 của Rita Redlinger , San Diego, California về: “Moisturizing skin cream”, xây dựng kem dƣỡng ẩm sử dụng cho cổ và mặt với mục đích dƣỡng ẩm và ngăn ngừa sự lão hóa vừa an tồn vừa hiệu quả. Kem dƣỡng da đặc biệt xây dựng để cung cấp collagen , dầu bơ , lô hội và quan trọng các chất dinh dƣỡng theo yêu cầu của da nhƣ vitamin A , C, D và E cho da. Công thức của kem: 0,01% - 5,00% Aloe Barbadensis Gel; 0,9 % - 1,10% Tocopheryl Acetate; 0,01% - 1,00% Vitamin A & D3 lỏng; 4,90 % - 5,10% dầu bơ; 1.50% - 2.00 % Collagen hòa tan; 0,01% - 1,00% về Vitamin C & E và C và các thành phần khác nhƣ: chất làm mềm da , chất làm trơn , chất nhũ hoá , chất làm đặc, chất giữ ẩm , chất bảo quản , thuốc kháng nấm , chất tạo mùi và chất làm ƣớt [13].
Sáng chế năm 2006 của Ibrahim Hanna, Kearny, NJ (US) về: “Skin nourishing and moisturizing cream”, xây dựng cơng thức kem dƣỡng ẩm và chống lão hóa bằng cách kết hợp một pha dầu và một pha nƣớc để tạo ra hỗn hợp đồng nhất. Pha dầu bao gồm: 3% theo thể tích Spermacetti, 10% theo thể tích Lanolin khan, 3% theo thể tích Sáp ong tinh khiết, 15% khối lƣợng dầu quả hạnh nhân, 15% khối lƣợng dầu dừa. Pha nƣớc bao gồm: 7,5% theo thể tích Glycerin, 12,5% theo thể tích nƣớc hoa hồng, 2% theo thể tích collagen thủy phân, 2% theo thể tích axit Hyaluronic, 30% lƣợng nƣớc cất [16].
1.2.8. Tiêu chuẩn đối với collagen thủy phân từ da cá tra
Dựa vào bảng dự thảo 2 của tiêu chuẩn quốc gia 2012 về tiêu chuẩn collagen thủy phân từ da cá tra.
Ngành cơng nghệ kỹ thuật hóa học 23 Khoa Hóa học và cơng nghệ thực phẩm
Chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm: các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm đƣợc quy định trong bảng 1.3
Bảng 1.3. Các chỉ tiêu cảm quan của collagen thủy phân [4].
Chỉ tiêu Mức và yêu cầu
Màu sắc Từ trắng đến trắng ngà
Mùi Khơng có mùi tanh cá
Vị Khơng vị hoặc vị ngọt đạm nhẹ, khơng có vị lạ
Trạng thái Dạng bột đồng nhất
Chỉ tiêu lý - hóa của sản phẩm: các chỉ tiêu lý – hóa của sản phẩm đƣợc quy định trong bảng 1.4.
Bảng 1.4. Yêu cầu lý hóa đối với collagen thủy phân [4].
Chỉ tiêu Mức và yêu cầu
Hàm lƣợng protein tính bằng % chất khơ ≥ 95
Độ Ph 5,0 – 7,0
Ngành cơng nghệ kỹ thuật hóa học 24 Khoa Hóa học và cơng nghệ thực phẩm
CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 2.1. Phƣơng tiện nghiên cứu 2.1. Phƣơng tiện nghiên cứu
2.1.1. Dụng cụ và thiết bị a) Dụng cụ: a) Dụng cụ:
- Cốc thủy tinh loại 10ml, 250ml, 450ml, 1 lít, 2 lít - Bình tia - Pipet 5ml, 10ml - Giấy lọc - Gạc 4 lớp - Màng cellophane - Dụng cụ thẩm tích - Phiễu chiết
- Lọ thủy tinh có nút đậy b) Thiết bị:
- Cân phân tích – Precisa
- Máy khuấy từ – AND EK-200i
- Bơm chân không – Value - Tủ sấy – Memmert
- Máy ly tâm – Hettich Zentrifugen - Máy siêu âm – Power Sonic 410
- Máy đo pH – HANNA pH 210
- Máy đo độ ẩm – Skincore
- Máy sắc ký lọc gel – Agilent GPC-Addon Rev.B01.01
- Máy đông khô – Eyela FDU-2100
Ngành công nghệ kỹ thuật hóa học 25 Khoa Hóa học và cơng nghệ thực phẩm
2.1.2. Nguyên vật liệu
a) Da cá: Da cá tra đƣợc mua từ công ty cổ phần thủy sản Vinh Quang, lô 37-40, KCN Mỹ Tho – Tiền Giang.
b) Enzyme: Trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng chế phẩm enzyme do
phịng Hóa Sinh thuộc Viện Cơng nghệ Hóa học cung cấp.
Enzyme bromelain là nhóm protease thực vật có mã số EC- 3.4.22.33 đƣợc thu nhận từ họ Bromeliaceae, hoạt tính 200 U/g. Bromelain là nhóm endoprotease có khả năng phân cắt các liên kết peptide nội phân tử protein để chuyển phân tử protein thành các đoạn nhỏ gọi là các peptide. Trong phân tử bromelain chứa nhóm sulfurhydryl có vai trị chủ yếu trong hoạt tính xúc tác và trong mỗi phân tử có tất cả 5 cầu nối disulfite. Ngồi ra, trong phân tử cịn có các ion Zn2+. Enzyme Bromelain hoạt động ở nhiệt độ từ 45oC - 65oC, trên nhiệt độ đó hoạt tính giảm nhanh.
c) Kem nền: sử dụng kem Hand And Body Lotion đuợc cung cấp bởi Cơng
Ty Franciacosmetic, Lơ I-8B, Đƣờng CN 11, Nhóm CN I Khu Cơng nghiệp Tân Bình, Quận Tân Phú, Thành phố Hồ Chí Minh.
Cơng thức bao gồm: Carbomer, Axit stearic, Emul165, Cetyl alchol, H2O, Glyxerin, TEA.
Đƣợc sản xuất theo quy trình:
Chuẩn bị nguyên liệu: cân định lƣợng các thành phần theo các pha riêng biệt.
Chuẩn bị nền làm đặc: Polymer hòa tan trong nuớc theo tỷ lệ, sau đó để cho trƣơng nở từ từ trong 24 h ở nhiệt độ phòng đến khi tan hoàn toàn thành hệ gel đồng nhất. Trong q trình hịa tan polymer có thể khuấy trộn nhẹ.
Pha A ( carbomer, glycerin, nƣớc ) đƣợc cho vào thiết bị khuấy đồng thời
kết hợp gia nhiệt đến nhiệt độ khoảng 70–750C. Tiến hành giữ nhiệt đồng thời cho pha
Ngành cơng nghệ kỹ thuật hóa học 26 Khoa Hóa học và cơng nghệ thực phẩm
khuấy trộn cho đến khi pha B tan hịa tồn trong pha A. Sau khi pha B tan, tiến hành cho pha C (trietanolamin) vào hỗn hợp rồi tiến hành giải nhiệt bằng khơng khí.
Cho từ từ pha dầu và pha nuớc (chứa polymer và các chất khác) có khuấy trộn đến khi hết pha dầu (trong vòng 5 phút, 2,5 ml/ phút) và khuấy liên tục trong 30 phút với tốc độ khuấy tăng dần sao cho dịng chất lỏng có độ lõm hình bầu dục (nếu quan sát đuợc). Tốc độ khuấy trung bình khoảng 800 v/phút.
Đánh đồng hóa trong vịng 3 phút với tốc độ 15.000v phút.
Để nguội đến nhiệt độ phịng có khuấy trộn vừa phải và thêm hƣơng liệu.
Để ổn định hệ nhũ 3h. 2.1.3. Hóa chất
Bảng 2.1. Các loại hóa chất sử dụng trong nghiên cứu.
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.2.1. Thời gian và địa điểm thực hiện
Thời gian: từ ngày 10/2 đến ngày 30/6/2014
Địa điểm: thực hiện tại phịng thí nghiệm hóa hữu cơ thuộc Viện Cơng nghệ Hóa học, số 1 Mạc Đĩnh Chi, Quận 1, thành phố Hồ Chí Minh.
STT Tên hóa chất Nơi sản xuất
1 Acid acetic Trung quốc
2 NaCl Trung quốc
3 NaOH Trung quốc
4 Cồn Trung quốc
Ngành cơng nghệ kỹ thuật hóa học 27 Khoa Hóa học và cơng nghệ thực phẩm
2.2.2. Phƣơng pháp tách chiết collagen từ da cá tra
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình tách chiết collagen từ da cá tra bằng acid acetic. a) quá trình loại tạp chất
Mục đích: làm sạch da và loại bỏ các tạp chất nhƣ: chất béo, protein hòa tan, các sắc tố,… nhằm nâng cao chất lƣợng collagen và tăng hiệu quả quá trình tách chiết.
Da cá Xử lý sơ bộ Xử lý với NaOH 0,1M Rửa sạch bằng nƣớc Xử lý với ethanol >90% Rửa sạch bằng nƣớc Xử lý với dung môi cao su
Rửa sạch bằng nƣớc Cắt nhỏ Trích ly Lọc Kết tủa Thẩm tích Đơng khơ Collagen thành phẩm Nƣớc Tạp chất Nƣớc Nƣớc Tạp chất Tạp chất CH3COOH 0,7M
Ngành cơng nghệ kỹ thuật hóa học 28 Khoa Hóa học và cơng nghệ thực phẩm
Tiến hành:
Da cá đƣợc xử lý sơ bộ bằng phƣơng pháp cơ học nhƣ loại bỏ các phần thịt mỡ cịn sót lại, rửa sạch bằng nƣớc.
Sau đó da cá đƣợc xử lý bằng cách ngâm trong dung dịch NaOH 0,1M trong 24 giờ ở nhiệt độ 40C, tiến hành thay dung dịch 5 lần. Sau mỗi lần thay dung dịch NaOH cần rửa nhiều lần với nƣớc sạch.
Sau khi xử lý da cá với NaOH tiếp tục xử lý với dung dịch cồn (>90%) trong 8 giờ ở nhiệt độ 40C, tiến hành thay dung dịch 3 lần và rửa với nƣớc sạch sau mỗi lần thay dung dịch.
Cuối cùng da cá đƣợc xử lý bằng dung môi cao su trong 48 giờ ở 40
C và rửa lại thật sạch với nƣớc.
Hình 2.2. Da cá sau khi xử lý. b) Quá trình tách chiết
Xoay nhuyễn
Mục đích: nhằm tăng diện tích tiếp xúc giữa da cá và dung môi dùng để tách chiết, tăng hiệu suất tách chiết.
Tiến hành: da cá sau khi đƣợc ngâm trong acid acetic 24h đem xay nhuyễn bằng máy xay.
Trích ly
Ngành cơng nghệ kỹ thuật hóa học 29 Khoa Hóa học và cơng nghệ thực phẩm
Tiến hành: da cá sau khi đã làm sạch tạp chất đƣợc ngâm trong dung dịch acid acetic 0,7M trong 72 giờ ở 40C với tỷ lệ khối lƣợng da và dung mơi là 1:30 (g/ml).
Hình 2.3. Da cá ngâm sau 72 giờ.
Quá trình tách chiết colagen trong acid acetic ở thời gian 72h, nếu để càng lâu thì collagen sẽ bị phân hủy bởi acid, do đó hiệu suất thu collagen của ta sẽ thấp.