Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.3 Bào chế kem thuốc và gel mỹ phẩm
3.3.2 Bào chế gel mỹ phẩm
3.3.2.2 Bào chế gel mỹ phẩm ở qui mô pilot
Bào chế gel thử nghiệm thăm dò với cỡ lô 30 kg
Công thức hoàn chỉnh theo kết quả 3.3.2.3 cho 1 kg gel được điều chỉnh để bào chế gel thử nghiệm với cỡ lô 30 kg.
Qui trình sản xuất lô gel thăm dò: Trên cơ sở qui trình ở qui mô phòng thí nghiệm (sơ đồ 3.8) đã khảo sát lại và điều chỉnh 1 số thông số gồm tốc độ đồng nhất hóa trước khi tạo gel đặc là 2000 vòng/phút, tốc độ đồng nhất hóa sau khi tạo gel đặc là 3200 vòng/phút.
Kết quả kiểm nghiệm lô gel thăm dò: Kết quả kiểm nghiệm lô thăm dò được trình bày ở bảng 3.63.
Bảng 3.63 Kết quả kiểm nghiệm lô gel thăm dò
Chỉ tiêu đánh giá Mẫu thăm dò Mẫu qui mô phòng thí nghiệm Thời gian tách lớp (phút) 161 210
Theồ chaỏt + ++
Ghi chú: - Xấu; + Đạt; ++ Đẹp.
Độ bền của mẫu thăm dò (161 phút) thấp hơn mẫu làm ở qui mô phòng thí nghiệm (210 phút) và thể chất của gel không đẹp bằng. Vì vậy tiếp tục hiệu chỉnh các thông số kỹ thuật để cho gel đạt yêu cầu.
Qua kết quả khảo sát, các yếu tố ảnh hưởng ít đến chất lượng gel được cố định gồm thời gian làm trương nở carpobol 940 là 15 giờ, nhiệt độ tạo gel olivem 1000 trong nước là 80 oC, tốc độ đồng nhất v1=2000 vòng/phút, thời gian đồng nhất húa trước khi tạo gel đặc bằng triethanolamin làứ t1=30 phỳt, phối hợp dung dịch natri lauryl sulfat sau khi tạo gel đặc và đồng thời dùng thiết bị chân không. Các thông số thiết bị như thể tích bình chứa 100 lít, kích thước cánh khuấy 180 mm được cố định. Còn yếu tốá tốc độ đồng nhất sau khi tạo gel đặc (v2) ảnh hưởng nhiều nhất đến gel nên tiếp tục được hiệu chỉnh.
Hiệu chỉnh tốc độ đồng nhất hoá sau tạo gel đặc
Hiệu chỉnh tốc độ đồng nhất hoá sau tạo gel đặc ở khoảng 3500-6500 vòng/phút với các mức 3500, 4500, 5500, 6500 vòng/phút. Kết quả hiệu chỉnh được trình bày ở bảng 3.64.
Bảng 3.64 Kết quả hiệu chỉnh tốc độ đồng nhất hoá theo thời gian tách lớp sau khi tạo gel đặc bằng triethanolamin
Thời gian tách lớp (phút) Tốc độ đồng nhất
hoá (vòng/phút) 3500 4500 5500 6500
1 176 215 198 186
2 173 212 193 184
3 178 218 192 182
4 170 216 197 186
Vò trí laáy maãu
5 178 214 200 189
TB 175 215 196 185
SD 3,46 2,24 3,39 2,61
CV (%) 1,98 1,04 1,73 1,41
Tốc độ đồng nhất hóa (v2) của mẫu ở 4500 vòng/phút cho thời gian tách lớp lâu nhất và độ phân tán về thời gian tách lớp của trung bình mẫu thấp nhất.
Vậy chọn mẫu thăm dò cuối cùng này (gọi là lô G1) cho qui trình sản xuất gel.
Qui trình sản xuất gel ở qui mô pilot: Được trình bày ở sơ đồ 3.10.
Sơ đồ 3.10 Qui trình sản xuất lô gel ở qui mô pilot
Làm trương nở carpobol 940, các chất tan trong nước Tinh daàu DCC,
olivem 400
Thiết bị đồng nhất hóa
v1=2000 vòng/phút, t1=30 phút
Máy khử bọt khí Triethanolamin
điều chỉnh pH Bán thành phẩm
Gel (30 kg)
Kieồm nghieọm bán thành phẩm
Natri lauryl sulfat v2=4500 vòng/phút
t2= 15 phuùt
Kiểm nghiệm gel G1 được sản xuất ở qui mô pilot
Kết quả kiểm nghiệm G1 đạt tiêu chuẩn tương tự như lô phòng thí nghiệm và được trình bày ở (PL 45). Tiếp tục bào chế G2, G3 cùng điều kiện G1.
Đánh giá tính ổn định của qui trình sản xuất
Để đánh giá tính ổn định của qui trình sản xuất, so sánh các lôâ về:
Độ bền: Kết quả đánh giá độ bền 3 lô G1, G2, G3 ở bảng 3.65, hình 3.39.
Bảng 3.65 Kết quả độ bền của 3 lô G1, G2, G3 Chỉ tiêu Thời gian tách lớp (phút)
TT Loâ G1 G2 G3
1 215 216 217
2 212 217 213
3 218 213 215
4 216 218 211
5 214 218 216
TB 215 216 214
SD 2,24 2,07 2,41
Hình 3.39 So sánh độ bền của các lô G1, G2, G3
Kết quả độ bền trung bình giữa 3 lô khác nhau không có ý nghĩa thống kê.
Độ dàn mỏng: Kết quả đánh giá độ bền 3 lô G1, G2, G3 được trình bày ở bảng 3.66 và hình 3.40.
Bảng 3.66 Kết quả độ dàn mỏng 3 lô G1, G2, G3 Chỉ tiêu Độ dàn mỏng (cm2)
TT Loâ G1 G2 G3
1 15,3 15,7 15,7
2 15,2 15,9 15,2
3 15,4 15,4 16,0
4 15,9 15,5 15,5
5 15,6 15,2 15,4
TB 15,48 15,54 15,56
SD 0,28 0,27 0,30
Hình 3.40So sánh thể chất của các lô G1, G2, G3
Độ dàn mỏng trung bình giữa 3 lô khác nhau không có ý nghĩa thống kê (p>0,05). Qua các kết quả thu được chứng tỏ rằng sản phẩm từ 3 lô nâng cấp có qui trình sản xuất và chất lượng ổn định. Vậy các thông số kỹ thuật và cỡ lô đã chọn có thể áp dụng trong sản xuất nhỏ. Các sản phẩm này sẽ được sử dụng cho nghiên cứu độ ổn định chế phẩm.
Theo dõi độ ổn định của gel
- Tương tự như kem thuốc ở điều kiện lão hóa cấp tốc, kết quả độ ổn định
của gel về cảm quan đạt TCCS.
- Tương tự như kem thuốc ở điều kiện nhiệt độ và độ ẩm bình thường, kết quả theo dõi ba lô gel G1, G2, G3 về cảm quan trong thời gian 18 tháng đều đạt theo TCCS (PL 40).
Kết quả theo dõi thời gian tách lớp của 3 lô gel bảo quản ở nhiệt độ bình thường được trình bày trong PL 46 nhận thấy độ bền của gel vẫn đảm bảo theo qui định (không dưới 200 phút).
Chửụng IV BÀN LUẬN
Thị trường các chế phẩm của DCC trên thế giới rất phong phú và đa dạng với hàng trăm chủng loại về dược phẩm, mỹ phẩm. Ở Việt Nam chưa có chế phẩm nào từ DCC di thực lưu hành trên thị trường trừ “trà hoa Cúc”. Như vậy muốn có các dược phẩm, mỹ phẩm có chất lượng từ DCC di thực ở nước ta phải có nguồn nguyên liệu ổn định. Việc trồng dược liệu để trực tiếp sản xuất ra các sản phẩm trung gian làm nguyên liệu cho các dạng bào chế dược phẩm, mỹ phẩm là một giải pháp hữu ích vì đảm bảo được chất lượng sản phẩm ổn định.
4.1 VEÀ NGUYEÂN LIEÄU DệễNG CAM CUÙC
Dương cam cúc có một lịch sử lâu đời trên 2000 năm, không chỉ là một cây thuốc quí ở nơi xuất xứ mà còn có mặt và phát triển ở nhiều nơi trên thế giới qua sự di thực. Ngày càng có nhiều nước quan tâm, đầu tư nghiên cứu để phát triển DCC cho mục đích thương mại toàn cầu [30], [35].
Nghiên cứu này đã kết hợp với Trung tâm trồng chế biến cây thuốc Đà Lạt (Vimedimex) để trực tiếp trồng DCC nhằm tránh tình trạng nhầm lẫn khi thu gom hoa trong môi trường tự nhiên, có thể kiểm soát được chất lượng dược liệu.
Nguyên liệu nghiên cứu DCC do Trung tâm trồng chế biến cây thuốc Đà Lạt cung cấp được định danh là DCC Đức (PL 1). Về thành phần hóa học, trên thế giới có hai loại tinh dầu DCC, loại giàu các bisabolol oxid và một loại giàu α- bisabolol. DCC Việt Nam thuộc loại giàu các bisabolol oxid.
Trong thành phần, DCC Việt Nam cũng chứa các thành phần hoạt chất chính là các bisabolol oxid A, B, chamazulen trong tinh dầu và các flavonoid trong dịch chiết theo các công bố ở một số nước trồng DCC Đức như Ý, Ukaraine,
Slovenia, Nepal, Ai Cập,… [81].
Về định tính, định lượng thành phần DCC, các phương pháp trong Dược điển Anh, Châu Âu, Mỹ thường định lượng trên hai nhóm tinh dầu và flavonoid. Tuy nhiên khi định lượng thành phần tinh dầu thường dựa trên chất chuẩn α- bisabolol nên không phù hợp với tinh dầu Việt Nam, thuộc loại giàu bisabolol oxid A, B. Vì vậy nghiên cứu này chỉ định lượng được các thành phần và hàm lượng trong tinh dầu Việt Nam bằng GC/MS vì chất chuẩn trên thị trường thế giới hiện nay thường là α-bisabolol. Các phương pháp định tính trong các Dược điển này đa số áp dụng được cho DCC Việt Nam vì đều kiểm nghiệm chamazulen trong tinh dầu và flavonoid dựa trên apigenin-7-glucosid của hai loại DCC trên thế giới.
Hàm lượng tinh dầu DCC phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thời điểm thu hoạch hoa, mùa, cách sơ chế và bảo quản. Cùng một thời điểm, hoa DCC trưởng thành ở các mức độ khác nhau. Vì đặc tính này, hoa thường được thu hoạch thành nhiều đợt thay vì một đợt. Hoa được thu hoạch đợt đầu tiên khi khoảng 50% hoa bắt đầu nở, bắt đầu xuất hiện những bông hoa đầu tiên đã nở nhiều. Để sản phẩm có hàm lượng tinh dầu cao nhất chỉ những hoa mới nở được thu hoạch trước, tránh làm tổn thương các nụ non. Nghiên cứu này đã cho thấy rằng, việc thu hoạch sớm hay muộn trong vụ mùa đều dẫn đến sự thất thu.
Năng suất trung bình hoa DCC tại Việt Nam đạt khoảng 300-550 kg/ha, chỉ đạt mức trung bình so với một số nước (Úc, Ý, Ai Cập,…) là 400-800 kg/ha. Chất lượng hoa DCC cũng thay đổi nhiều theo mùa. Kết quả cho thấy hoa có năng suất trung bình hằng năm vào mùa khô khoảng 450-550 kg/ha hơn hẳn mùa mưa (300- 360 kg/ha) [55], [81]. Về cảm quan, hoa DCC thu hoạch vào mùa khô trông chắc khỏe, đường kính hoa khoảng 18,8 mm, trong khi vào mùa mưa hoa thường bị
nhũn do nước mưa trước khi hoa đủ chín sinh lý, hoa trông nhỏ hơn, đường kính hoa chỉ khoảng 17,0 mm. Vì vậy sản phẩm hoa giống chỉ được thu hoạch từ hoa DCC vào mùa khô. Vào mùa này, hoa có hàm lượng tinh dầu trung bình các năm khoảng 0,81% (phương pháp CO2 SCF) hơn hẳn hàm lượng ở mùa mưa chỉ đạt khoảng 0,58%, hàm lượng này chỉ đạt mức trung bình so với hàm lượng tinh dầu của hoa DCC trồng tại một số nước đã được công bố là 0,21 - 0,96% [81].
Khi theo dõi hàm lượng tinh dầu theo ba cách sơ chế khác nhau gồm phơi nắng nhẹ đến khô, sấy ở 60 oC và để ráo rồi sấy ở 45 oC, nhận thấy phương pháp phơi nắng mà trung tâm thường áp dụng cho hoa khô có cảm quan đẹp và hàm lượng ổn định nhưng khó áp dụng với số lượng lớn hay điều kiện thời tiết không thuận lợi. Hoa DCC được sấy ở 60 oC thường bị đổi thành màu sậm, hàm lượng tinh dầu mất từ 8-10%. Phương pháp phơi đến ráo rồi sấy ở 45 oC cho hoa có màu sắc đẹp và hàm lượng tinh dầu khá ổn định, hơn nữa lại rút ngắn thời gian chỉ mất khoảng 3-4 ngày so với phơi nắng phải kéo dài hơn 1 tuần với điều kiện trời nắng. Vì vậy tùy điều kiện thời tiết có thể chọn phương pháp phơi nắng hay phơi đến ráo rồi sấy ở 45 oC cho phù hợp.
Khi so sánh chất lượng hoa và tinh dầu DCC với các cách bảo quản khác nhau theo thời gian, kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp bảo quản ở điều kiện tự nhiên với bao nylon dày hai lớp hàn kín vẫn không bảo quản tốt sản phẩm. Hoa sau một năm đã có các biến đổi về cảm quan, hàm lượng tinh dầu.
Sau hai năm tỷ lệ hoa bị vụn nát, mọt cao, mùi từ thơm dịu sang hơi hắc, đặc biệt là hàm lượng tinh dầu giảm từ 25-45%. Các phương pháp bảo quản trong phòng lạnh 25 oC hay trong điều kiện tự nhiên có bao bì chống ẩm đặc biệt có thể áp dụng được nhưng nên chú ý để dược liệu trong kho thông thoáng gió, không nên để dược liệu tiếp xúc gần mặt đất và không nên chồng dược liệu thành nhiều lớp.
Phương pháp bảo quản trong dụng cụ có hơi cồn bão hòa cho chất lượng tinh dầu tốt nhưng chỉ phù hợp để bảo quản giống vào mùa sau. Tóm lại, hoa DCC rất khó bảo quản, vì vậy nên rút ngắn thời gian lưu giữ trong kho, sắp xếp đưa vào sản xuất càng sớm càng tốt.
Khi kiểm nghiệm nguyên liệu, vì chưa có chất chuẩn apigenin-7-glucosid được điều chế từ DCC di thực Việt Nam nên có nhiều khó khăn trong việc xác định chính xác chất lượng của nguyên liệu cũng như thành phẩm từ DCC. Hiện nay chất chuẩn thường phải dựa vào nguồn cung cấp ở nước ngoài, giá đắt (700
$US /30mg) và thường không có sẵn. Do đó nghiên cứu này đã phân lập được chất chuẩn apigenin-7-glucosid làm chất đối chiếu, điều này có tính cấp thiết, thực tế, có ý nghĩa tích cực trong việc kiểm tra chất lượng của DCC từ khâu nguyên liệu, sản phẩm trung gian đến các dược phẩm, mỹ phẩm, mở ra hướng mới trong việc mạnh dạn đầu tư sản xuất các sản phẩm từ DCC.
Trong đề tài này, apigenin-7-glucosid đã được phân lập từ dịch chiết DCC.
Kết quả quá trình phân lập apigenin-7-glucosid đạt hiệu quả cao hơn khi sử dụng mẫu phân tích là cao khô DCC. Điều này có thể do cao khô đã được loại tạp, vì vậy, khi dùng dung môi đặc hiệu để chiết flavonoid bằng SKC, quá trình chiết flavonoid bằng dung môi thuận tiện hơn khi dung môi không bị pha loãng bởi nước có trong cao lỏng và các tạp chất cũng không lẫn nhiều vào dịch chiết. Sản phẩm phân lập được tinh chế, kiểm tra cấu trúc bằng các phương pháp hiện đại như phổ UV-Vis, phổ IR, phổ MS, phổ 1H NMR,13C NMR và được đánh giá, so sánh với chuẩn apigenin-7-glucosid USP (100%). Chất chuẩn do Viện kiểm nghiệm thuốc TP. HCM nhập khẩu từ Hội đồng Dược điển Mỹ. Mẫu phân lập đạt độ tinh khiết 97,08% đủ tiêu chuẩn làm chất chuẩn làm việc (PL 9, 10).
Từ kết quả nghiên cứu trên có thể kết luận DCC di thực có thể trồng được tại Việt Nam, cây thích hợp với khí hậu mát, tuy nhiên hàm lượng chỉ đạt mức trung bình so với các nước khác. Vì vậy DCC Việt Nam muốn có sản lượng cao và chất lượng tinh dầu tốt, trung tâm phải liên tục cải tiến qui trình nuôi trồng riêng cho hoa giống và áp dụng các biện pháp để chống thoái hóa giống.
Trong ngành dược, tiêu chuẩn các nguyên liệu làm thuốc được cơ quan quản lý cao nhất ban hành và được tập hợp trong bộ Dược điển Việt Nam nhưng đến nay DCC di thực chưa có chuyên luận trong tài liệu này.
Với mong muốn ứng dụng DCC di thực trong sản xuất dược phẩm, mỹ phẩm được thuận lợi và phát triển, nghiên cứu này đã xây dựng tiêu chuẩn cho dược liệu DCC di thực trồng tại Việt Nam với mục đích xác định chính xác nguồn nguyên liệu đưa vào sản xuất, đánh giá đúng chất lượng dược liệu, đảm bảo tính an toàn và phát huy tác dụng dược lý của DCC. Cây và hoa khô DCC di thực đã được tiêu chuẩn hóa về các chỉ tiêu lý, hóa, định tính, định lượng, vi sinh, giới hạn kim loại nặng, dư lượng thuốc trừ sâu và clo hữu cơ qua kết quả kiểm nghiệm theo TCCS đề tài xây dựng đều đạt (PL 8a,b).
4.2 VỀ ĐIỀU CHẾ SẢN PHẨM TRUNG GIAN TỪ DƯƠNG CAM CÚC Tinh dầu DCC được điều chế bằng hai phương pháp cất kéo hơi nước và CO2 SCF. Kết quả xác định thành phần các chất chính có trong tinh dầu DCC của hai phương pháp đa số tương tự nhưng trong thành phần tinh dầu DCC chiết bằng CO2 SCF có thêm sáp (PL 18a,b). Có lẽ là do dung môi CO2 SCF ở nhiệt độ và áp suất đã chọn có độ phân cực mà cả tinh dầu và sáp đều có thể tan được. Tuy nhiên tinh dầu và sáp đa số được tách pha vì có độ đông đặc khác nhau. Kết quả thu được tinh dầu khá tinh khiết.
Hàm lượng tinh dầu DCC Việt Nam thu hoạch vào mùa khô đạt khoảng
0,52% (cất kéo hơi nước). Thành phần hoạt chất chính của tinh dầu DCC Việt Nam có chứa bisabolol oxid A, B khoảng 31,68% và chamazulen 1,66% (theo cất kéo hơi nước), chỉ đạt mức thấp so với nghiên cứu của Kerr, N., Salamon, I.
Simonson, S. (Newzealand, USA) đã công bố (chamazulen 0,5-5,4 %; bisabolol oxid A, B 32-53%) [54], [81].
Nghiên cứu đã chọn phương pháp CO2 SCF để điều chế tinh dầu DCC vì phương pháp này có nhiều ưu điểm là quá trình chiết đặc trưng và thân thiện với môi trường. Ngoài ra, phương pháp này lại cho hàm lượng tinh dầu cao (khoảng 0,84% theo qui mô pilot) hơn hẳn so với phương pháp cất kéo hơi nước (khoảng 0,52%). Hơn nữa, theo phương pháp này, bã dược liệu thu được gần như nguyên vẹn, có thể dùng sản xuất trà hay chiết xuất các hoạt chất khác còn lại trong dược liệu. Điều này giúp tiết kiệm được một số lượng nguyên liệu đáng kể, đạt hiệu quả kinh tế cao. Trong khi đó, phương pháp cất kéo hơi nước sau khi điều chế tinh dầu, bã dược liệu vụn nát, khó có thể sử dụng làm nguyên liệu cho các chiết xuất khác.
Trong một số nghiên cứu về điều chế tinh dầu DCC trên thế giới như của Scalia, S. và cộng sự (Ý) [85], tinh dầu được điều chế bằng phương pháp cất kéo hơi nước có hàm lượng hoạt chất lớn hơn phương pháp CO2 SCF (44,4% bisabolol oxid A, B so với 33,1%) [48], còn tinh dầu DCC Việt Nam có kết quả ngược lại.
Tinh dầu DCC Việt Nam có hàm lượng bisabolol oxid A, B khoảng 40% điều chế bằng phương pháp CO2 SCF nhưng chỉ đạt khoảng 31,7% trong phương pháp cất kéo hơi nước. Điều này có thể do nguồn nguyên liệu DCC Việt Nam có hàm lượng tinh dầu thực tế cao hơn kết quả trong nghiên cứu này. Hàm lượng tinh dầu DCC chiết được trong điều kiện của nghiên cứu còn giới hạn có thể do thiết bị điều chế tinh dầu bằng cất kéo hơi nước chưa đạt các yêu cầu kỹ thuật để chiết
được tối đa tinh dầu hay khống chế nhiệt độ không tốt nên một số thành phần trong tinh dầu bị biến đổi.
Trong quá trình điều chế tinh dầu bằng CO2 SCF, các thông số như nhiệt độ, áp suất, tốc độ dòng, thời gian và sự có mặt của chất hỗ trợ được nghiên cứu trong đề tài này. Kết quả là áp suất, nhiệt độ và chất hỗ trợ là những thông số có ảnh hưởng lớn đến chất lượng tinh dầu. Điều này cũng phù hợp với nghiên cứu của Povh, P. N. và cộng sự (Braxin) [80], khi chiết xuất tinh dầu DCC ở nhiệt độ 40
oC, áp suất 100 bar thì hàm lượng tinh dầu tăng rất chậm, khi áp suất tăng lên 160-200 bar thì hàm lượng tinh dầu tăng nhanh gấp 1,5 lần.
Theo kết quả nghiên cứu bước đầu, phương pháp điều chế tinh dầu bằng CO2 SCF sử dụng thiết bị của Viện công nghệ hóa học TP. Hồ Chí Minh trong qui mô sản xuất nhỏ ở điều kiện nhiệt độ 55 oC, áp suất 100 bar, tốc độ dòng 4 lít/phút, thời gian 4 giờ, điều chế được tinh dầu DCC khá tinh khiết có màu xanh rêu, mùi đặc trưng. Kết quả phân tích thành phần tinh dầu bằng GC/MS cho thấy có chứa thành phần hoạt chất chính là bisabolol oxid A, B, không có chamazulen vì thế tinh dầu không có màu xanh dương đậm. Kết quả này cũng phù hợp theo nghiên cứu của Scalia, S. và cộng sự (Ý) [85], điều chế tinh dầu bằng CO2 SCF ở nhiệt độ thấp 40 oC, 200 bar, thời gian 3 giờ, thu được tinh dầu có chứa matricin nên tinh dầu có màu xanh vàng sậm, matricin là một tiền chất của chamazulen, chất này có hoạt tính sinh học yếu hơn chamazulen.
Chamazulen thường được tạo thành do sự gia nhiệt trong quá trình chiết tinh dầu và thuận lợi khi có mặt của các chất hỗ trợ. Vì vậy, khi Sở khoa học công nghệ và Viện công nghệ hoá học TP. Hồ Chí Minh nâng cấp hoàn thiện thiết bị chiết xuất tinh dầu trầm bằng CO2 SCF dung tích 50 lít thì nghiên cứu có thể cải tiến được một số thông số trong quá trình chiết. Điều kiện chiết tinh dầu DCC áp