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

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật phân tích kỹ thuật hóa học đánh giá khả năng ức chế enzyme tyrosinase của hỗn hợp cao chiết ổi trầu tía tô, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất

• Tác giả: Phạm Lê Phương
• Người hướng dẫn: TS. Hà Cẩm Anh
• Trường học: Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP. HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa Học
• Đề tài: Khả Năng Ức Chế Enzyme Tyrosinase Của Hỗn Hợp Cao Chiết Ổi, Trầu, Tía Tô, Ngải Cứu, Mận Và Trà Xanh
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Tình hình làm trắng da trên thế giới và Việt Nam
• 1.2. Đặc điểm cấu tạo và sinh lý của da
• 1.2.1. Cấu tạo và chức năng của da
• 1.2.2. Phân loại da
• 1.2.3. Các yếu tố chính của màu da
• 1.3. Các chất ức chế của enzyme tyrosinase
• 1.3.1. Ảnh hưởng của quá trình kháng oxy hóa đến quá trình ức chế enzyme tyrosinase
• 1.3.2. Các hợp chất có khả năng ức chế enzyme tyrosinase
• 1.3.2.1. Các hợp chất ức chế tyrosinase có nguồn gốc tự nhiên
• 1.3.2.2. Các hợp chất ức chế enzyme tyrosinase có nguồn gốc từ tổng hợp
• 1.4. Đối tượng nghiên cứu khả năng làm trắng da
• 1.4.1. Ổi (Psidium guajava L.)
• 1.4.2. Trầu (Piper betel L.)
• 1.4.3. Tía tô (Perilla frutescent L.)
• 1.4.4. Ngải cứu (Artemisia vulgaris L.)
• 1.4.5. Trà xanh (Camellia sinensis L.)
• 2. NỘI DUNG THỰC NGHIỆM
• 2.1. Mục tiêu, đối tượng và nội dung nghiên cứu
• 2.1.1. Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu
• 2.1.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.2. Hoá chất và thiết bị sử dụng
• 2.2.1. Hoá chất sử dụng
• 2.2.2. Thiết bị sử dụng
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp xác định độ tro toàn phần
• 2.3.2. Phương pháp đo độ ẩm
• 2.3.3. Phương pháp chiết cao tổng
• 2.3.4. Phương pháp sơ bộ thực vật
• 2.3.5. Định lượng hàm lượng polyphenol theo phương pháp Folin – Ciocalteau
• 2.3.6. Định lượng hàm lượng flavonoid theo phương pháp aluminum chloride - AlCl3
• 2.3.7. Định lượng tannin theo phương pháp Folin - Ciocalteau
• 2.3.8. Phương pháp đánh giá hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase
• 2.3.9. Đánh giá khả năng kháng oxy hóa theo phương pháp DPPH
• 2.3.10. Phương pháp loại tannin bằng collagen
• 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Chuẩn bị nguyên liệu
• 3.2. Hiệu suất thu cao tổng
• 3.3. Kết quả sơ bộ hoá thực vật
• 3.4. Định lượng các hoạt chất tiêu biểu có hoạt tính trắng da và kháng oxy hóa
• 3.4.1. Định lượng polyphenol và flavonoid
• 3.4.2. Định lượng tannin
• 3.5. Khảo sát hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase
• 3.6. Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa
• 3.7. Kết hợp các loài thực vật
• 3.7.1. Định lượng polyphenol của các cao chiết kết hợp lá và cao chiết kết hợp cao
• 3.7.2. Định lượng flavonoid của các cao chiết kết hợp lá và cao chiết kết hợp cao
• 3.7.3. Định lượng tannin của các cao chiết kết hợp
• 3.7.4. Khảo sát hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase của các cao chiết kết hợp
• 3.7.5. Khảo sát hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase của các cao chiết kết hợp ổi- mận theo các tỷ lệ
• 3.7.6. Khảo sát khả năng kháng oxy hóa của cao chiết kết hợp ổi- mận 1:1
• 3.7.7. Khảo sát khả năng loại tannin khỏi tổ hợp ổi- mận
• 3.7.8. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình loại tannin
• 3.7.9. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng collagen đến quá trình loại tannin
• 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về enzyme tyrosinase

Enzyme tyrosinase là một enzyme quan trọng trong quá trình tổng hợp melanin, sắc tố quyết định màu da. Việc ức chế enzyme này có thể làm giảm sản xuất melanin, từ đó giúp làm trắng da. Nghiên cứu về khả năng ức chế enzyme tyrosinase đang trở thành xu hướng trong ngành mỹ phẩm, đặc biệt với sự phát triển của các hợp chất chiết xuất từ thiên nhiên. Khả năng ức chế enzyme tyrosinase là một trong những tiêu chí quan trọng để đánh giá hiệu quả của các sản phẩm làm trắng da. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng các hợp chất tự nhiên có thể ức chế enzyme này một cách hiệu quả mà không gây hại cho sức khỏe người tiêu dùng.

1.1. Tầm quan trọng của enzyme tyrosinase

Enzyme tyrosinase đóng vai trò chủ chốt trong quá trình tổng hợp melanin, và sự hoạt động của nó được điều chỉnh bởi nhiều yếu tố sinh lý và môi trường. Việc hiểu rõ về nguyên lý hoạt động của enzyme này giúp các nhà nghiên cứu phát triển các phương pháp mới để ức chế nó, từ đó cải thiện hiệu quả của các sản phẩm làm trắng da. Các hợp chất tự nhiên như polyphenol, flavonoid và tannin đã được chứng minh là có khả năng ức chế enzyme tyrosinase, mở ra hướng đi mới trong việc phát triển sản phẩm làm đẹp an toàn và hiệu quả.

II. Nghiên cứu về chiết xuất tự nhiên

Nghiên cứu này tập trung vào việc chiết xuất các hợp chất từ các loài thực vật như ổi, trầu, tía tô, ngải cứu, mận và trà xanh. Các phương pháp chiết xuất được thực hiện bằng cồn ở nhiệt độ 45-50 độ C trong khoảng thời gian 45 phút. Kết quả cho thấy rằng các chiết xuất này chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học, đặc biệt là polyphenol và flavonoid, có khả năng ức chế enzyme tyrosinase. Chiết xuất tự nhiên không chỉ an toàn mà còn hiệu quả trong việc làm trắng da, tạo ra sự quan tâm lớn từ người tiêu dùng và các nhà sản xuất mỹ phẩm.

2.1. Phân tích hoạt tính ức chế enzyme

Kết quả nghiên cứu cho thấy lá ổi có hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase mạnh nhất với giá trị IC50 = 205.41 µg/mL, tiếp theo là lá mận và trà xanh. Sự kết hợp giữa các chiết xuất này theo tỷ lệ 1:1 cho thấy hiệu quả ức chế cao hơn, với giá trị IC50 đạt 172.07 µg/mL. Điều này cho thấy rằng các hỗn hợp chiết xuất tự nhiên có thể mang lại hiệu quả ức chế enzyme tốt hơn so với từng chiết xuất riêng lẻ, mở ra hướng nghiên cứu mới cho việc phát triển sản phẩm làm đẹp.

III. Tác động sinh học của chiết xuất

Các chiết xuất từ thực vật không chỉ có khả năng ức chế enzyme tyrosinase mà còn có tác dụng kháng oxy hóa mạnh mẽ. Việc khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa cho thấy các chiết xuất này có khả năng loại bỏ gốc tự do, từ đó bảo vệ da khỏi các tác nhân gây hại từ môi trường. Tác động sinh học của các chiết xuất tự nhiên này không chỉ giúp làm trắng da mà còn cải thiện sức khỏe tổng thể của làn da. Điều này càng khẳng định giá trị của việc sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong ngành công nghiệp mỹ phẩm.

3.1. Khả năng kháng oxy hóa

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng chiết xuất từ lá ổi và lá trà xanh có khả năng kháng oxy hóa cao, đạt đến 86.19% tại nồng độ 10 µg/mL. Điều này cho thấy rằng các chiết xuất này không chỉ có khả năng ức chế enzyme tyrosinase mà còn bảo vệ da khỏi sự lão hóa do gốc tự do. Khả năng kháng oxy hóa của các chiết xuất tự nhiên là một yếu tố quan trọng trong việc phát triển các sản phẩm chăm sóc da an toàn và hiệu quả, đồng thời cung cấp thêm lợi ích cho người tiêu dùng.

IV. Kết luận và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng các hỗn hợp chiết xuất tự nhiên từ các loài thực vật có khả năng ức chế enzyme tyrosinase mạnh mẽ và có tác dụng kháng oxy hóa hiệu quả. Việc phát triển các sản phẩm làm trắng da từ các chiết xuất này không chỉ đáp ứng nhu cầu làm đẹp mà còn đảm bảo an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng. Các sản phẩm này có thể được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp mỹ phẩm, giúp nâng cao giá trị và tính cạnh tranh của các sản phẩm làm đẹp tại thị trường Việt Nam và quốc tế.

4.1. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Để tối ưu hóa khả năng ức chế enzyme tyrosinase và kháng oxy hóa của các chiết xuất tự nhiên, cần thực hiện thêm các nghiên cứu về tỷ lệ phối hợp khác nhau cũng như điều kiện chiết xuất. Các nghiên cứu này sẽ giúp xác định được công thức tối ưu nhất cho các sản phẩm làm đẹp, từ đó nâng cao hiệu quả sử dụng và đáp ứng tốt hơn nhu cầu của thị trường. Việc nghiên cứu sâu hơn về các loại enzyme và cơ chế hoạt động của chúng sẽ mở ra nhiều cơ hội mới trong việc phát triển các sản phẩm chăm sóc da an toàn và hiệu quả.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh nhu cầu làm đẹp và dưỡng trắng da ngày càng tăng mạnh trên toàn cầu, đặc biệt tại các nước châu Á, ngành công nghiệp mỹ phẩm phát triển nhanh chóng với thị phần dưỡng trắng da chiếm hơn 70% trong các sản phẩm chăm sóc da. Theo thống kê năm 2019, khu vực châu Á chiếm 41% thị trường mỹ phẩm thế giới, trong đó Trung Quốc, Nhật Bản và Hàn Quốc là những thị trường hàng đầu. Tại Việt Nam, thị trường mỹ phẩm đạt giá trị khoảng 854.3 triệu USD, trong đó sản phẩm dưỡng trắng da chiếm tỷ trọng lớn. Tuy nhiên, nhiều hợp chất làm trắng da tổng hợp như hydroquinone đã bị cấm do tác dụng phụ nghiêm trọng, thúc đẩy xu hướng tìm kiếm các chất làm trắng da có nguồn gốc tự nhiên, an toàn và hiệu quả.

Luận văn tập trung nghiên cứu khả năng ức chế enzyme tyrosinase – enzyme chủ chốt trong quá trình tổng hợp melanin, từ đó làm giảm sắc tố da, của hỗn hợp cao chiết từ sáu loại thực vật gồm lá ổi, lá trầu, lá tía tô, ngải cứu, lá mận và trà xanh. Nghiên cứu được thực hiện tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP. HCM trong năm 2022, với mục tiêu xác định hiệu quả ức chế enzyme tyrosinase và khả năng kháng oxy hóa của từng loại cũng như các tổ hợp chiết xuất, nhằm tìm ra mẫu tổ hợp tối ưu cho ứng dụng làm trắng da. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong phát triển các sản phẩm mỹ phẩm tự nhiên, an toàn, góp phần nâng cao giá trị tài nguyên dược liệu Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Cơ chế hình thành melanin và vai trò enzyme tyrosinase: Melanin được tổng hợp từ amino acid tyrosine qua các phản ứng oxy hóa xúc tác bởi enzyme tyrosinase. Enzyme này xúc tác hai bước chính: hydroxyl hóa monophenol thành O-diphenol và oxy hóa O-diphenol thành O-quinon, dẫn đến hình thành sắc tố melanin. Việc ức chế enzyme tyrosinase giúp giảm tổng hợp melanin, từ đó làm sáng da.

• Ảnh hưởng của quá trình kháng oxy hóa đến ức chế tyrosinase: Các gốc tự do (ROS) như hydroxyl, superoxide có thể kích hoạt enzyme tyrosinase và thúc đẩy quá trình tổng hợp melanin. Các hợp chất có hoạt tính kháng oxy hóa như polyphenol, flavonoid có thể ngăn chặn ROS, gián tiếp ức chế enzyme tyrosinase.

• Các loại chất ức chế enzyme tyrosinase: Chất ức chế cạnh tranh, không cạnh tranh, hỗn hợp và cân bằng, với cơ chế liên kết khác nhau với enzyme và cơ chất. Các hợp chất tự nhiên như polyphenol, flavonoid, tannin được nghiên cứu rộng rãi về khả năng ức chế enzyme này.

• Khái niệm về polyphenol, flavonoid, tannin: Đây là các nhóm hợp chất phenolic có trong thực vật, có tác dụng chống oxy hóa và ức chế enzyme tyrosinase. Hàm lượng các hợp chất này trong chiết xuất ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả làm trắng da.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Nguyên liệu gồm lá ổi (Psidium guajava L.), lá trầu (Piper betel L.), lá tía tô (Perilla frutescent L.), ngải cứu (Artemisia vulgaris L.), lá mận (Syzygium samarangense) và trà xanh (Camellia sinensis L.) được thu hái tại Việt Nam.

• Phương pháp chiết xuất: Chiết cao ethanol ở nhiệt độ 45-50°C trong 45 phút, tỷ lệ 1 g bột nguyên liệu trên 10 mL ethanol. Số lần chiết được xác định phù hợp để thu hồi tối ưu các hoạt chất.

• Định tính sơ bộ và định lượng: Xác định thành phần polyphenol, flavonoid, tannin bằng các phương pháp Folin-Ciocalteau, aluminum chloride và phương pháp định lượng tannin. Đánh giá hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase bằng phương pháp đo IC50, so sánh với chuẩn kojic acid (IC50 = 20 µg/mL). Khả năng kháng oxy hóa được khảo sát bằng phương pháp DPPH.

• Phân tích tổ hợp chiết xuất: Kết hợp các chiết xuất theo tỷ lệ 1:1, sau đó mở rộng tỷ lệ 3:1, 2:1, 1:2, 1:3 để tìm tổ hợp tối ưu. Tiến hành loại tannin bằng phương pháp hấp phụ collagen nhằm giảm tác dụng phụ và tăng khả năng thẩm thấu.

• Cỡ mẫu và timeline: Nghiên cứu thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 2 đến tháng 6 năm 2022. Mỗi mẫu được phân tích lặp lại ít nhất 3 lần để đảm bảo độ tin cậy số liệu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase của từng loại lá: Lá ổi có hoạt tính mạnh nhất với giá trị IC50 = 205.41 µg/mL, tiếp theo là lá mận và trà xanh với IC50 lần lượt khoảng 223 µg/mL. Các loại lá khác như trầu, tía tô, ngải cứu có hoạt tính thấp hơn.

2. Hàm lượng polyphenol, flavonoid và tannin: Lá ổi có hàm lượng polyphenol tổng (TPE) đạt 173.60 mg/g, flavonoid và tannin cũng ở mức cao, tương ứng với hoạt tính sinh học mạnh. Lá mận và trà xanh cũng chứa lượng polyphenol và flavonoid đáng kể, hỗ trợ khả năng ức chế enzyme.

3. Hiệu quả tổ hợp chiết xuất: Tổ hợp lá ổi và lá mận theo tỷ lệ 1:1 cho kết quả ức chế enzyme tyrosinase tốt nhất với IC50 = 172.07 µg/mL, đồng thời khả năng kháng oxy hóa đạt 86.19% ở nồng độ 10 µg/mL, vượt trội so với các tổ hợp khác.

4. Ảnh hưởng của việc loại tannin: Sau khi loại tannin bằng phương pháp hấp phụ collagen trong 24 giờ với hàm lượng collagen thích hợp, giá trị TTE đạt 18.17 mg TAE/g, IC50 của tổ hợp ổi-mận tăng nhẹ lên 252.01 µg/mL nhưng giảm tác dụng phụ và tăng khả năng thẩm thấu.

Thảo luận kết quả

Hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase của lá ổi vượt trội nhờ hàm lượng polyphenol và flavonoid cao, phù hợp với các nghiên cứu trước đây về khả năng làm trắng da của chiết xuất ổi. Tổ hợp ổi-mận thể hiện hiệu quả cộng hưởng, có thể do sự đa dạng các hợp chất phenolic và tannin trong hai loại lá này, tăng cường khả năng ức chế enzyme và kháng oxy hóa.

Việc loại tannin nhằm giảm tác dụng phụ như kích ứng da và tăng khả năng hấp thu các hoạt chất vào da là bước tiến quan trọng, mặc dù làm giảm nhẹ hoạt tính ức chế enzyme. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu về vai trò của tannin trong việc gây ra các phản ứng không mong muốn khi sử dụng ngoài da.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh IC50 của từng loại lá và tổ hợp, bảng tổng hợp hàm lượng polyphenol, flavonoid, tannin, cũng như biểu đồ thể hiện khả năng kháng oxy hóa DPPH. So sánh với chuẩn kojic acid (IC50 = 20 µg/mL) cho thấy các chiết xuất tự nhiên có hiệu quả thấp hơn nhưng an toàn hơn, phù hợp cho ứng dụng mỹ phẩm tự nhiên.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Phát triển sản phẩm mỹ phẩm dưỡng trắng từ tổ hợp chiết xuất ổi-mận: Khuyến nghị sử dụng tỷ lệ 1:1 với quy trình loại tannin để tối ưu hiệu quả và an toàn, tiến hành thử nghiệm lâm sàng trong vòng 6-12 tháng.

2. Mở rộng nghiên cứu các tổ hợp chiết xuất khác: Khuyến khích nghiên cứu thêm các tỷ lệ phối hợp khác và bổ sung các loại thực vật có hoạt tính tương tự nhằm nâng cao hiệu quả ức chế enzyme tyrosinase và kháng oxy hóa.

3. Ứng dụng phương pháp loại tannin bằng collagen trong quy trình sản xuất: Đề xuất áp dụng quy trình hấp phụ tannin để giảm tác dụng phụ, tăng khả năng thẩm thấu, đảm bảo an toàn cho người sử dụng trong vòng 3-6 tháng.

4. Tăng cường nghiên cứu cơ chế tác động và thử nghiệm an toàn: Thực hiện các nghiên cứu sâu hơn về cơ chế ức chế enzyme tyrosinase và đánh giá độc tính da liễu trước khi đưa sản phẩm ra thị trường, thời gian dự kiến 12-18 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Kỹ thuật Hóa học, Dược học, Công nghệ Sinh học: Nghiên cứu cung cấp dữ liệu thực nghiệm về chiết xuất thực vật, phương pháp định lượng hoạt chất và đánh giá hoạt tính sinh học, hỗ trợ phát triển đề tài liên quan.

2. Doanh nghiệp sản xuất mỹ phẩm thiên nhiên: Tham khảo để phát triển sản phẩm dưỡng trắng da an toàn, hiệu quả dựa trên nguồn nguyên liệu tự nhiên phong phú tại Việt Nam, giảm thiểu rủi ro từ các hợp chất tổng hợp.

3. Chuyên gia da liễu và thẩm mỹ: Hiểu rõ cơ chế ức chế enzyme tyrosinase và tác dụng của các chiết xuất thực vật, từ đó tư vấn và ứng dụng các sản phẩm làm trắng da phù hợp cho khách hàng.

4. Cơ quan quản lý và phát triển dược liệu: Đánh giá tiềm năng khai thác và phát triển nguồn dược liệu bản địa, thúc đẩy nghiên cứu khoa học và ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp mỹ phẩm.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao enzyme tyrosinase lại quan trọng trong quá trình làm trắng da?
   Enzyme tyrosinase xúc tác các bước đầu tiên trong tổng hợp melanin – sắc tố quyết định màu da. Ức chế enzyme này giúp giảm sản xuất melanin, làm sáng da hiệu quả. Ví dụ, nhiều sản phẩm làm trắng da tập trung vào cơ chế này để ngăn ngừa tăng sắc tố.

2. Lá ổi có điểm gì nổi bật trong nghiên cứu này?
   Lá ổi chứa hàm lượng polyphenol và flavonoid cao, cho hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase mạnh nhất với IC50 = 205.41 µg/mL, vượt trội so với các loại lá khác trong nghiên cứu, phù hợp làm nguyên liệu chính trong sản phẩm làm trắng da tự nhiên.

3. Việc kết hợp các loại lá có lợi ích gì?
   Kết hợp chiết xuất từ lá ổi và lá mận theo tỷ lệ 1:1 tăng cường hiệu quả ức chế enzyme tyrosinase (IC50 giảm xuống 172.07 µg/mL) và khả năng kháng oxy hóa (86.19%), cho thấy hiệu ứng cộng hưởng giữa các hợp chất hoạt tính.

4. Tại sao cần loại bỏ tannin trong chiết xuất?
   Tannin có thể gây kích ứng da và làm giảm khả năng thẩm thấu của các hoạt chất khác. Loại bỏ tannin bằng phương pháp hấp phụ collagen giúp giảm tác dụng phụ và tăng hiệu quả làm trắng da, đồng thời duy trì hoạt tính sinh học cần thiết.

5. Nghiên cứu này có thể ứng dụng thực tiễn như thế nào?
   Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để phát triển các sản phẩm mỹ phẩm dưỡng trắng da từ chiết xuất tự nhiên an toàn, hiệu quả. Doanh nghiệp có thể áp dụng quy trình chiết xuất, kết hợp và loại tannin để sản xuất sản phẩm phù hợp với thị trường Việt Nam và quốc tế.

Kết luận

• Lá ổi có hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase mạnh nhất trong sáu loại thực vật nghiên cứu với IC50 = 205.41 µg/mL.
• Tổ hợp chiết xuất lá ổi và lá mận theo tỷ lệ 1:1 cho hiệu quả ức chế enzyme tyrosinase tối ưu (IC50 = 172.07 µg/mL) và khả năng kháng oxy hóa cao (86.19%).
• Việc loại bỏ tannin bằng phương pháp hấp phụ collagen giúp giảm tác dụng phụ và tăng khả năng thẩm thấu, dù làm tăng nhẹ IC50 lên 252.01 µg/mL.
• Nghiên cứu mở ra hướng phát triển sản phẩm mỹ phẩm dưỡng trắng da tự nhiên, an toàn, tận dụng nguồn dược liệu phong phú của Việt Nam.
• Các bước tiếp theo bao gồm thử nghiệm lâm sàng, mở rộng nghiên cứu tổ hợp chiết xuất và đánh giá an toàn trước khi ứng dụng thương mại.

Đề nghị các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp quan tâm phối hợp để phát triển sản phẩm làm trắng da hiệu quả, an toàn dựa trên kết quả nghiên cứu này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

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. 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]. 2 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 như hydroquinone, iode và corticoid còn tiềm ẩn nguy cơ nhiễm trùng dẫn đến hoại tử, thậm chí ung thư da [9, 10]. 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. 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. 3 Lớp sừng Lớp hạt Lớp gai Lớp đáy Trung bì Hình 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].

Quá trình sừng hoá theo độ tuổi 4 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. 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.

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]. 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.