Làm Giàu Hoạt Chất Sinh Học Từ Bã Lá Hương Thảo (Rosmarinus officinalis L.) Sau Chưng Cất Bằng Nhựa Hấp Phụ

• Tác giả: Nguyen Huynh Huong Thao
• Người hướng dẫn: Dr. Le Xuan Tien
• Trường học: Ho Chi Minh City University Of Technology – Vnu-hcm
• Chuyên ngành: Chemical Engineering
• Đề tài: Enrichment Of The Bioactive Components From The Residue Of Rosemary (Rosmarinus Officinalis L.) Leaf After Distillation By Using Macroporous Resin
• Loại tài liệu: Master Thesis
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

• ACKNOWLEDGEMENTS
• ABSTRACT
• 1. CHAPTER 1: LITERATURE REVIEW
• 1.1. AN OVERVIEW OF CARNOSIC ACID AND CARNOSOL
• 1.1.1. Anti-inflammatory activity
• 1.1.2. Anti-cancer activity
• 1.2. MACROPOROUS ADSORPTION RESIN
• 1.2.1. Characteristics of macroporous resin
• 1.2.2. The HPD – 100 resin
• 1.2.3. The DM – 301 resin
• 1.2.4. The XAD – 7HP resin
• 1.2.5. The potential applications of macroporous resins in the future
• 1.3. AN OVERVIEW OF ACNE AND THE MECHANISM OF ACNE FORMATION ON THE SKIN
• 1.4. SUMMARIZE THE FOREIGN AND DOMESTIC RESEARCH
• 2. CHAPTER 2: EXPERIMENTAL
• 2.1. OBJECTIVE AND RESEARCH CONTENT
• 2.2. Method for measuring moisture content
• 2.3. The extraction process of rosemary leaves
• 2.4. Investigate the adsorption and desorption ratio of macroporous resins
• 2.5. The quantification method of target compounds in extract after adsorption in macroporous resin
• 3. CHAPTER 3: RESULT & DISCUSSION
• 3.1. Distillation efficiency of rosemary essential oil by steam distillation method
• 3.2. The extraction efficiency
• 3.3. The polyphenol content in dried rosemary leaves and RDR extract
• 3.4. Investigation of factors affecting the adsorption capacity of macroporous resin
• 3.5. Selection of the suitable solvents for dissolving rosemary extract
• 3.6. Investigation of the adsorption capacity of three types of resins
• 3.7. Selecting the macroporous resin based on the content of carnosol and carnosic acid
• 3.8. Investigation of factors affecting the desorption capability of the resin
• 3.9. Selection of desorption solvent
• 3.10. Selecting the desorption time
• 3.11. Selection of desorption solvent volume
• 3.12. Comparison of the carnosol and carnosic acid content in the initial extract and purified extract
• 3.13. Enrichment of carnosol and carnosic acid by resin column
• 3.14. Qualitative analysis by thin-layer chromatography (TLC)
• 3.15. Quantification of the content of target compounds by HPLC
• 3.16. Determine the TBARS value in artificial sebum
• 4. CHAPTER 4: CONCLUSION AND DISCUSSION
• LIST OF FIGURES
• LIST OF TABLES

I. Tổng Quan Về Hương Thảo Rosmarinus officinalis L

Hương thảo (Rosmarinus officinalis L.) là một loại cây có hương thơm dễ chịu, thường được sử dụng để chiết xuất tinh dầu bằng phương pháp chưng cất hơi nước. Ngoài ra, phần polyphenol ít bay hơi trong bã hương thảo được coi là một nguồn giàu các hợp chất antioxidant. Lá hương thảo chứa tới 2% essential oil, và các chất khác như tannin, axit ursolic, flavonol, vitamin, và các khoáng chất khác chiếm khoảng 2-8%. Hương thảo được sử dụng như một chất bảo quản tự nhiên, thay thế các chất bảo quản tổng hợp như butylated hydroxyanisole (BHA) hoặc butylated hydroxytoluene (BHT). Nhiều nghiên cứu đã chứng minh các hoạt tính sinh học nổi bật của hương thảo, chủ yếu bắt nguồn từ nhóm polyphenol. Các hợp chất đáng chú ý bao gồm carnosic acid, carnosol, rosmarinic acid, ursolic acid, và oleanolic acid. Phương pháp chiết xuất hương thảo thường sử dụng các bộ phận mạnh nhất trong hương thảo, chẳng hạn như lá, rễ, thân hoặc hoa, với các dung môi phù hợp. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng của quá trình chiết xuất bao gồm đặc điểm của thực vật, dung môi, nhiệt độ, áp suất và thời gian chiết xuất.

1.1. Lịch Sử Sử Dụng và Phân Bố của Hương Thảo Rosemary

Hương thảo có nguồn gốc từ vùng Địa Trung Hải và đã được sử dụng từ thời cổ đại. Các nhà khảo cổ học có bằng chứng về việc sử dụng hương thảo trong nấu ăn ở Ai Cập, Mesopotamia, Trung Quốc đại lục và Ấn Độ. Ngày nay, hương thảo được trồng rộng rãi trên khắp thế giới, đặc biệt là ở các vùng khí hậu ấm áp và khô ráo. Hcini et al. đã phân tích nhiều loại hương thảo được trồng ở ba vùng ở Tunisia, bao gồm Beja, Sidi Bouzid và Gabes. Theo kết quả, nghiên cứu kết luận rằng đất, khí hậu và độ cao là những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng, thành phần và hàm lượng các hợp chất trong tinh dầu hương thảo.

1.2. Thành Phần Hóa Học và Đặc Tính Sinh Học Của Hương Thảo

Thành phần hóa học của hương thảo rất đa dạng, bao gồm essential oil (chứa camphor và các hợp chất dễ bay hơi khác), các hợp chất phenolic (rosmarinic acid, chlorogenic acid, caffeic acid), diterpenes (carnosic acid, carnosol) và triterpenes. Các thành phần này mang lại cho hương thảo nhiều đặc tính sinh học, bao gồm khả năng antioxidant, kháng viêm và kháng khuẩn. Chiết xuất hương thảo giàu polyphenol giúp ngăn ngừa quá trình oxy hóa trên da, bảo vệ da khỏi tác nhân gây hại, và có tiềm năng ứng dụng trong các sản phẩm chăm sóc da tự nhiên.

II. Thách Thức Tận Dụng Bã Hương Thảo Sau Chưng Cất Hiệu Quả

Mặc dù hương thảo được đánh giá cao, nhưng phần lớn giá trị kinh tế đến từ việc chiết xuất essential oil cho mục đích thương mại. Bã hương thảo sau quá trình chưng cất thường bị loại bỏ, gây lãng phí tài nguyên. Bã chưng cất lá hương thảo (rosemary residue) vẫn chứa một lượng đáng kể các hợp chất bioactive components, đặc biệt là các polyphenol ít bay hơi. Việc tìm ra phương pháp hiệu quả để tận dụng bã hương thảo không chỉ giúp giảm thiểu lượng chất thải mà còn mang lại nguồn nguyên liệu giá trị cho các ngành công nghiệp khác nhau. Do đó, việc nghiên cứu giải pháp waste valorization để chiết xuất và làm giàu các hợp chất có hoạt tính sinh học từ bã hương thảo là rất cần thiết.

2.1. Tình Trạng Hiện Tại Về Xử Lý Bã Hương Thảo Rosemary Residue

Hiện nay, bã hương thảo sau chưng cất thường được coi là chất thải và xử lý bằng các phương pháp như đốt hoặc chôn lấp. Những phương pháp này không chỉ gây ô nhiễm môi trường mà còn lãng phí các hợp chất có giá trị tiềm năng. Việc thiếu các công nghệ chiết xuất và làm giàu hiệu quả là một trong những rào cản chính trong việc tận dụng bã hương thảo.

2.2. Tiềm Năng Ứng Dụng Các Hợp Chất Chiết Xuất Từ Bã Hương Thảo

Các hợp chất được chiết xuất từ bã hương thảo có thể được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm: nutraceuticals (thực phẩm chức năng), pharmaceutical applications (dược phẩm), food additives (phụ gia thực phẩm), cosmetics (mỹ phẩm). Đặc biệt, các hợp chất antioxidants như carnosic acid và carnosol có tiềm năng lớn trong việc bảo vệ sức khỏe và làm đẹp da.

III. Phương Pháp Làm Giàu Hợp Chất Bằng Nhựa Hấp Phụ Macroporous

Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng macroporous resin để làm giàu carnosol và carnosic acid trong chiết xuất từ bã hương thảo sau chưng cất. Nhựa hấp phụ macroporous có khả năng hấp phụ chọn lọc các hợp chất mong muốn, sau đó giải phóng chúng bằng dung môi phù hợp. Quá trình này giúp tăng hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học trong chiết xuất, đồng thời loại bỏ các tạp chất không mong muốn. Nghiên cứu cũng đánh giá khả năng antioxidant của chiết xuất sau khi làm giàu trên mô hình artificial sebum.

3.1. Tổng Quan Về Nhựa Hấp Phụ Macroporous Macroporous Adsorption Resin

Macroporous resin là vật liệu polyme có cấu trúc xốp lớn, cho phép các phân tử có kích thước khác nhau dễ dàng xâm nhập và tương tác. Nhựa hấp phụ được sử dụng rộng rãi trong các quá trình extraction, purification, separation và recovery các hợp chất từ nhiều nguồn khác nhau. Việc lựa chọn loại nhựa phù hợp là yếu tố quan trọng để đảm bảo hiệu quả của quá trình làm giàu.

3.2. Quy Trình Hấp Phụ và Giải Hấp Phụ Adsorption Desorption

Quá trình hấp phụ bao gồm việc đưa chiết xuất bã hương thảo tiếp xúc với nhựa hấp phụ, cho phép các hợp chất carnosic acid và carnosol bám dính lên bề mặt nhựa. Quá trình giải hấp phụ sử dụng dung môi phù hợp để tách các hợp chất đã hấp phụ khỏi nhựa. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình này bao gồm: loại nhựa, dung môi, nhiệt độ, thời gian và tỷ lệ dung môi/nhựa. Việc optimization các yếu tố này là cần thiết để đạt được yield và purity cao nhất.

3.3. Các Loại Nhựa Hấp Phụ Được Nghiên Cứu Resin Selection

Nghiên cứu sử dụng DM301 resin. DM301 resin cho thấy khả năng hấp phụ carnosol là 82.52% và carnosic acid là 93.27%. Ethanol 99.5% (v/v) được xác định là dung môi hiệu quả cho việc loại bỏ các hợp chất mục tiêu khỏi bề mặt nhựa DM301, với thời gian giải hấp phụ là 60 phút và tỷ lệ nhựa: dung môi là 1:70 g/mL. Trong các điều kiện này, tỷ lệ giải hấp phụ là 88.49% đối với carnosol và 83.01% đối với carnosic acid.

IV. Tối Ưu Hóa Quy Trình Chiết Xuất và Làm Giàu Hoạt Chất

Để tối ưu hóa quy trình, nghiên cứu tập trung vào việc khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ và giải hấp phụ của nhựa. Các yếu tố này bao gồm loại dung môi sử dụng, thời gian tiếp xúc, tỷ lệ dung môi so với nhựa, và nhiệt độ. Bằng cách điều chỉnh các thông số này, nhóm nghiên cứu đã tìm ra điều kiện tối ưu để thu được chiết xuất giàu carnosic acid và carnosol nhất. Kết quả cho thấy nhựa DM301 phù hợp cho quá trình hấp phụ, đạt tỷ lệ hấp phụ 82,52% đối với carnosol và 93,27% đối với carnosic acid.

4.1. Lựa Chọn Dung Môi Thích Hợp Để Chiết Xuất

Nghiên cứu cũng đánh giá khả năng hòa tan của chiết xuất hương thảo trong các dung môi khác nhau. Việc lựa chọn dung môi thích hợp là quan trọng để đảm bảo quá trình chiết xuất hiệu quả và không ảnh hưởng đến chất lượng của các hợp chất mục tiêu. Ethanol 99.5% (v/v) được xác định là dung môi hiệu quả cho việc loại bỏ các hợp chất mục tiêu khỏi bề mặt nhựa DM301.

4.2. Xác Định Điều Kiện Hấp Phụ và Giải Hấp Phụ Tối Ưu

Thời gian hấp phụ và giải hấp phụ, nhiệt độ và tỷ lệ dung môi so với nhựa đều ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình. Nghiên cứu đã tiến hành các thí nghiệm để xác định các điều kiện tối ưu cho từng bước của quy trình. Thời gian giải hấp phụ tối ưu là 60 phút và tỷ lệ nhựa: dung môi là 1:70 g/mL.

V. Đánh Giá Hoạt Tính Antioxidant Trên Mô Hình Sebum Nhân Tạo

Nghiên cứu đánh giá khả năng antioxidant của chiết xuất sau khi làm giàu bằng nhựa hấp phụ trên mô hình artificial sebum. Kết quả cho thấy, chiết xuất sau khi làm giàu có khả năng bảo vệ artificial sebum khỏi quá trình oxy hóa cao hơn so với chiết xuất ban đầu. Điều này chứng minh rằng quy trình làm giàu bằng nhựa hấp phụ không chỉ tăng hàm lượng các hợp chất bioactive components mà còn cải thiện đáng kể khả năng chống oxy hóa của chiết xuất. Nghiên cứu được kiểm tra độ tinh khiết của carnosol trong chiết xuất giải hấp tĩnh (32,99%) và chiết xuất nồng độ gradient (23, đối với carnosic acid, độ tinh khiết trong chiết xuất nồng độ gradient (gấp 70,4 lần so với giải hấp tĩnh (15).

5.1. Phương Pháp Đánh Giá Hoạt Tính Antioxidant Antioxidants

Hoạt tính antioxidant được đánh giá bằng phương pháp TBARS (Thiobarbituric Acid Reactive Substances), đo lượng MDA (Malondialdehyde) tạo ra trong quá trình oxy hóa lipid. MDA là một sản phẩm phụ của quá trình oxy hóa lipid và được sử dụng làm chỉ số để đánh giá mức độ tổn thương do oxy hóa gây ra. Nồng độ chiết xuất làm giàu 400 ppm (chiết xuất nồng độ gradient) thể hiện khả năng antioxidant cao hơn 3,5 lần đối với artificial sebum so với chiết xuất RDR ở cùng nồng độ, với các giá trị lần lượt là 45,47 mg MDA/kg mẫu và 154,22 mg MDA/kg mẫu.

5.2. So Sánh Hoạt Tính Với Chất Chống Oxy Hóa Tiêu Chuẩn

Nghiên cứu cũng so sánh hoạt tính antioxidant của chiết xuất sau khi làm giàu với các chất chống oxy hóa tiêu chuẩn như tocopherol (vitamin E). Kết quả cho thấy chiết xuất có hoạt tính tương đương hoặc thậm chí cao hơn so với tocopherol ở một số nồng độ nhất định, cho thấy tiềm năng thay thế các chất chống oxy hóa tổng hợp trong các sản phẩm food additives và cosmetics.

VI. Kết Luận Hướng Phát Triển Tiềm Năng Ứng Dụng Rộng Rãi

Nghiên cứu này đã chứng minh tính khả thi và hiệu quả của việc sử dụng macroporous resin để làm giàu carnosic acid và carnosol từ bã hương thảo sau chưng cất. Quy trình này không chỉ giúp tận dụng nguồn phế phẩm mà còn tạo ra chiết xuất giàu bioactive components với khả năng antioxidant cao. Kết quả nghiên cứu mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi của chiết xuất hương thảo trong các lĩnh vực như thực phẩm chức năng, dược phẩm và mỹ phẩm.

6.1. Tổng Kết Kết Quả Nghiên Cứu

Nghiên cứu đã thành công trong việc tối ưu hóa quy trình làm giàu carnosic acid và carnosol từ bã hương thảo bằng macroporous resin. Chiết xuất sau khi làm giàu có hoạt tính antioxidant cao, có tiềm năng ứng dụng trong các sản phẩm bảo vệ sức khỏe và làm đẹp da. DM301 là loại nhựa hứa hẹn được sử dụng để thu hồi carnosic acid và carnosol.

6.2. Hướng Nghiên Cứu và Ứng Dụng Trong Tương Lai

Trong tương lai, cần tiến hành các nghiên cứu sâu hơn về tính an toàn và hiệu quả của chiết xuất hương thảo trên các mô hình in vivo và lâm sàng. Ngoài ra, cần phát triển các quy trình sản xuất quy mô lớn để đáp ứng nhu cầu của thị trường. Các nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc khám phá thêm các ứng dụng tiềm năng của chiết xuất hương thảo trong các lĩnh vực khác nhau, góp phần vào sự phát triển của ngành công nghiệp rosmarinus officinalis extract bền vững.

Tổng quan nghiên cứu

Rosemary (Rosmarinus officinalis L.) là một loại thảo mộc phổ biến với hương thơm đặc trưng và được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp tinh dầu, mỹ phẩm và thực phẩm. Theo ước tính, lá hương thảo chứa khoảng 2% tinh dầu và 2-8% các hợp chất polyphenol có hoạt tính sinh học cao như carnosic acid và carnosol, nổi bật với khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ. Tuy nhiên, phần bã còn lại sau quá trình chưng cất tinh dầu thường bị bỏ đi, gây lãng phí nguồn nguyên liệu quý giá. Vấn đề nghiên cứu đặt ra là làm thế nào để tận dụng phần bã này nhằm thu hồi và làm giàu các hoạt chất sinh học có lợi, đặc biệt là các hợp chất chống oxy hóa.

Mục tiêu chính của luận văn là sử dụng nhựa hấp phụ đa xốp để tăng hàm lượng carnosol và carnosic acid trong chiết xuất từ bã lá hương thảo sau chưng cất, đồng thời đánh giá khả năng chống oxy hóa của chiết xuất làm giàu trong môi trường sebum nhân tạo. Nghiên cứu được thực hiện trên mẫu lá hương thảo thu hoạch tại Lâm Hà, Lâm Đồng vào tháng 3 năm 2022, thời điểm cây phát triển mạnh và hàm lượng tinh dầu cao nhất. Thời gian nghiên cứu kéo dài từ tháng 2 đến tháng 12 năm 2023 tại Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc khai thác hiệu quả nguồn nguyên liệu phụ phẩm, góp phần phát triển các sản phẩm chống oxy hóa tự nhiên an toàn cho da, đồng thời mở rộng ứng dụng trong ngành mỹ phẩm và thực phẩm chức năng. Kết quả nghiên cứu có thể làm tăng giá trị kinh tế của cây hương thảo và giảm thiểu ô nhiễm môi trường do xử lý bã thải không hợp lý.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết hấp phụ bề mặt và mô hình hấp phụ Langmuir - Freundlich. Lý thuyết hấp phụ bề mặt giải thích cơ chế tương tác giữa các hợp chất polyphenol trong chiết xuất với nhựa hấp phụ đa xốp thông qua lực van der Waals, không có nhóm trao đổi ion. Mô hình Langmuir giả định hấp phụ đơn lớp trên bề mặt đồng nhất, trong khi mô hình Freundlich mô tả hấp phụ đa lớp trên bề mặt không đồng nhất, phù hợp với các hợp chất có tính đa dạng về phân tử và phân cực.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm:

• Carnosic acid và carnosol: hai hợp chất diterpenoid có hoạt tính chống oxy hóa cao, chiếm hơn 90% khả năng chống oxy hóa của lá hương thảo.
• Nhựa hấp phụ đa xốp (macroporous resin): vật liệu polymer có cấu trúc ba chiều với diện tích bề mặt lớn, được sử dụng để hấp phụ và làm giàu các hợp chất hữu cơ.
• Quá trình hấp phụ và giải hấp (adsorption-desorption): các bước quan trọng để thu hồi và tinh chế các hoạt chất từ chiết xuất.
• Chỉ số TBARS (thiobarbituric acid reactive substances): dùng để đánh giá khả năng chống oxy hóa trong mẫu sebum nhân tạo.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là lá hương thảo thu hoạch tại Lâm Hà, Lâm Đồng, được xử lý và sấy khô với độ ẩm dưới 12%. Quá trình nghiên cứu gồm các bước:

1. Chiết xuất bã lá hương thảo sau chưng cất bằng dung môi ethanol 50% ở 65 ± 5°C, tỉ lệ rắn-lỏng 1:7, khuấy liên tục 15 phút.
2. Tiền xử lý nhựa hấp phụ (HPD100, DM301, XAD-7HP) bằng ethanol, dung dịch NaOH và HCl để loại bỏ tạp chất.
3. Nghiên cứu hấp phụ tĩnh: 1.1 g nhựa trộn với 100 mL dung dịch chiết xuất, lắc ở 30°C, 175 rpm, lấy mẫu theo thời gian đến khi cân bằng.
4. Phân tích hàm lượng carnosol và carnosic acid bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) với cột C18, bước sóng 210 nm.
5. Xác định hàm lượng polyphenol tổng bằng phương pháp Folin-Ciocalteu, đo hấp thụ ở 760 nm.
6. Nghiên cứu giải hấp: sử dụng các dung môi khác nhau (ethanol 99.5%, acetonitrile, isopropanol) với các thể tích và thời gian khác nhau để tối ưu hóa quá trình giải hấp.
7. Đánh giá hoạt tính chống oxy hóa của chiết xuất làm giàu trong sebum nhân tạo thông qua chỉ số TBARS, so sánh với tocopherol (vitamin E).
8. Thời gian nghiên cứu: từ tháng 2 đến tháng 12 năm 2023.

Cỡ mẫu nghiên cứu gồm nhiều lần lặp lại thí nghiệm để đảm bảo độ tin cậy, sử dụng phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên trong phòng thí nghiệm. Phân tích số liệu sử dụng các mô hình hấp phụ Langmuir và Freundlich để đánh giá tương tác giữa nhựa và hợp chất, đồng thời phân tích thống kê để so sánh hiệu quả các loại nhựa và dung môi.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu quả hấp phụ của nhựa DM301 vượt trội: Tỷ lệ hấp phụ carnosol đạt 82.52%, carnosic acid đạt 93.27% sau 120 phút, cao hơn đáng kể so với HPD100 và XAD-7HP.
2. Dung môi ethanol 99.5% là lựa chọn tối ưu cho giải hấp: Tỷ lệ giải hấp carnosol đạt 88.49%, carnosic acid đạt 83.01% với thời gian 60 phút và tỉ lệ nhựa:dung môi 1:70 g/mL.
3. Độ tinh khiết của carnosol và carnosic acid được nâng cao rõ rệt: Chiết xuất tĩnh có độ tinh khiết carnosol 32.99%, trong khi chiết xuất gradient đạt 23%; carnosic acid trong chiết xuất gradient cao gấp 70.4 lần so với chiết xuất tĩnh (15%).
4. Khả năng chống oxy hóa của chiết xuất làm giàu tăng 3.5 lần so với chiết xuất ban đầu trong sebum nhân tạo ở nồng độ 400 ppm, với giá trị TBARS lần lượt là 45.47 mg MDA/kg mẫu và 154.22 mg MDA/kg mẫu.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân hiệu quả hấp phụ cao của nhựa DM301 có thể do tính chất phân cực vừa phải và diện tích bề mặt phù hợp, giúp tương tác mạnh với các hợp chất polyphenol. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trước đây về khả năng hấp phụ của nhựa polystyrene có tính phân cực trung bình. Việc sử dụng ethanol 99.5% làm dung môi giải hấp tối ưu nhờ khả năng hòa tan cao và thân thiện môi trường, đồng thời không làm biến tính các hợp chất hoạt tính.

Độ tinh khiết tăng lên trong chiết xuất gradient cho thấy quá trình giải hấp theo bước giúp loại bỏ tạp chất hiệu quả hơn, phù hợp với mục tiêu thu nhận các hợp chất có hoạt tính sinh học cao. Khả năng chống oxy hóa tăng mạnh trong sebum nhân tạo chứng minh tiềm năng ứng dụng của chiết xuất làm giàu trong mỹ phẩm chăm sóc da, đặc biệt trong việc giảm thiểu các tổn thương do oxy hóa gây ra trên da.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ hấp phụ theo thời gian, biểu đồ tỷ lệ giải hấp theo dung môi và thời gian, bảng so sánh hàm lượng và độ tinh khiết carnosol, carnosic acid, cùng biểu đồ TBARS thể hiện khả năng chống oxy hóa.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Ứng dụng nhựa DM301 trong quy trình làm giàu hoạt chất: Khuyến nghị sử dụng nhựa DM301 cho các nhà sản xuất chiết xuất tự nhiên nhằm tối ưu hóa hàm lượng carnosol và carnosic acid, với thời gian hấp phụ khoảng 120 phút.
2. Sử dụng ethanol 99.5% làm dung môi giải hấp tiêu chuẩn: Đề xuất áp dụng ethanol 99.5% với tỉ lệ nhựa:dung môi 1:70 g/mL và thời gian giải hấp 60 phút để đạt hiệu quả cao và thân thiện môi trường.
3. Phát triển sản phẩm mỹ phẩm chống oxy hóa từ chiết xuất làm giàu: Khuyến khích các doanh nghiệp mỹ phẩm nghiên cứu và phát triển các sản phẩm chăm sóc da chứa chiết xuất làm giàu từ bã hương thảo, đặc biệt là các sản phẩm hỗ trợ giảm mụn đầu đen và bảo vệ da khỏi oxy hóa.
4. Mở rộng nghiên cứu ứng dụng trong thực phẩm chức năng: Đề xuất nghiên cứu thêm về khả năng bảo quản thực phẩm và tăng cường sức khỏe qua việc sử dụng chiết xuất làm giàu polyphenol từ bã hương thảo, với mục tiêu giảm thiểu sử dụng chất bảo quản tổng hợp.
5. Thời gian thực hiện đề xuất: Các giải pháp nên được triển khai trong vòng 1-2 năm tiếp theo, bắt đầu từ việc thử nghiệm quy mô phòng thí nghiệm đến sản xuất thử nghiệm và đánh giá hiệu quả trên thị trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Hóa học và Công nghệ Hóa học: Nghiên cứu về phương pháp chiết xuất, làm giàu hoạt chất tự nhiên và ứng dụng nhựa hấp phụ trong xử lý nguyên liệu sinh học.
2. Doanh nghiệp sản xuất tinh dầu, mỹ phẩm và thực phẩm chức năng: Tìm hiểu công nghệ tận dụng phụ phẩm, nâng cao giá trị nguyên liệu và phát triển sản phẩm chống oxy hóa tự nhiên.
3. Chuyên gia phát triển sản phẩm chăm sóc da và dược mỹ phẩm: Áp dụng chiết xuất làm giàu polyphenol trong công thức mỹ phẩm nhằm tăng hiệu quả chống oxy hóa và giảm mụn.
4. Cơ quan quản lý và phát triển nông nghiệp, môi trường: Tham khảo giải pháp xử lý bã thải nông nghiệp hiệu quả, giảm ô nhiễm và tăng giá trị kinh tế cho cây trồng.

Câu hỏi thường gặp

1. Nhựa hấp phụ đa xốp là gì và tại sao được chọn trong nghiên cứu này?
   Nhựa hấp phụ đa xốp là vật liệu polymer có cấu trúc xốp ba chiều, diện tích bề mặt lớn, giúp hấp phụ các hợp chất hữu cơ hiệu quả. Trong nghiên cứu, nhựa này được chọn vì khả năng hấp phụ cao, dễ tái sử dụng và thân thiện môi trường.

2. Tại sao carnosic acid và carnosol được ưu tiên làm mục tiêu làm giàu?
   Hai hợp chất này chiếm hơn 90% hoạt tính chống oxy hóa của lá hương thảo, có khả năng ức chế quá trình oxy hóa lipid và bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do gốc tự do, rất quan trọng trong ứng dụng mỹ phẩm và thực phẩm.

3. Quá trình hấp phụ và giải hấp được thực hiện như thế nào?
   Hấp phụ là quá trình các hợp chất trong dung dịch được giữ lại trên bề mặt nhựa. Giải hấp là bước dùng dung môi thích hợp để rửa trôi các hợp chất này khỏi nhựa, thu hồi được hoạt chất tinh khiết.

4. Khả năng chống oxy hóa của chiết xuất làm giàu được đánh giá ra sao?
   Được đánh giá bằng chỉ số TBARS trong mẫu sebum nhân tạo, cho thấy chiết xuất làm giàu có khả năng giảm sản phẩm oxy hóa lipid mạnh gấp 3.5 lần so với chiết xuất ban đầu.

5. Nghiên cứu có thể áp dụng trong sản xuất công nghiệp không?
   Có, quy trình sử dụng nhựa DM301 và ethanol 99.5% có thể được mở rộng quy mô, giúp tận dụng phụ phẩm hương thảo hiệu quả, giảm chi phí và tăng giá trị sản phẩm cuối cùng.

Kết luận

• Đã xác định nhựa DM301 là loại nhựa hấp phụ phù hợp nhất để làm giàu carnosol và carnosic acid từ bã lá hương thảo sau chưng cất.
• Ethanol 99.5% được chọn làm dung môi giải hấp hiệu quả với tỷ lệ giải hấp cao và thời gian ngắn.
• Chiết xuất làm giàu có độ tinh khiết carnosol và carnosic acid cao hơn đáng kể so với chiết xuất ban đầu.
• Khả năng chống oxy hóa của chiết xuất làm giàu trong sebum nhân tạo tăng 3.5 lần, mở ra tiềm năng ứng dụng trong mỹ phẩm chống oxy hóa.
• Đề xuất triển khai ứng dụng công nghệ trong 1-2 năm tới, đồng thời mở rộng nghiên cứu ứng dụng trong thực phẩm và dược mỹ phẩm.

Luận văn góp phần nâng cao giá trị kinh tế của cây hương thảo, đồng thời phát triển công nghệ chiết xuất và làm giàu hoạt chất tự nhiên thân thiện môi trường. Các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp được khuyến khích áp dụng kết quả để phát triển sản phẩm mới, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về nguyên liệu thiên nhiên an toàn và hiệu quả.