Nghiên cứu chế tạo vi nhũ tương chứa collagen peptide và dầu sachi định hướng làm chất mang vitamin

Nghiên cứu vi nhũ tương collagen peptide, dầu sachi làm chất mang vitamin. Hứa hẹn ứng dụng tiềm năng trong dược phẩm, thực phẩm chức năng.

• Trường học: Học Viện Khoa Học Và Công Nghệ
• Chuyên ngành: Hóa Hữu Cơ
• Đề tài: Nghiên cứu chế tạo vi nhũ tương chứa collagen peptide và dầu sachi định hướng làm chất mang vitamin
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ COLLAGEN
• 1.1.1. Giải thích về collagen
• 1.1.2. Tính chất của collagen
• 1.1.3. Phân loại collagen
• 1.2. TỔNG QUAN VỀ COLLAGEN PEPTIDE
• 1.2.1. Giải thích về collagen peptide
• 1.2.2. Tính chất của collagen peptide
• 1.2.3. Ứng dụng của collagen peptide
• 1.3. TỔNG QUAN VỀ DẦU HẠT SACHI
• 1.3.1. Giải thích về dầu hạt sachi
• 1.3.2. Tính chất của dầu hạt sachi
• 1.4. PHƯƠNG PHÁP VI NHỰ TỔNG
• 1.4.1. Khái niệm vi nhự tổng
• 1.4.2. Phân loại vi nhự tổng
• 1.4.3. Thành phần pha dầu và pha nước
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Vi Nhũ Tương Collagen Peptide 55 ký tự

Collagen thủy phân ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm chăm sóc da và tóc, cũng như bổ sung dinh dưỡng. Những lợi ích rõ ràng cho sức khỏe và nhan sắc đã thúc đẩy sự quan tâm đến thành phần này. Collagen peptide có sẵn trong thực phẩm tự nhiên với hàm lượng rất ít. Do đó, việc nghiên cứu các phương pháp tăng cường khả năng hấp thụ collagen là vô cùng quan trọng. Collagen truyền thống có kích thước phân tử lớn, khó hấp thụ hiệu quả. Việc nghiên cứu vi nhũ tương collagen peptide kết hợp dầu sachi, hứa hẹn mang lại một giải pháp đột phá. Bài viết này sẽ đi sâu vào các khía cạnh của nghiên cứu này, từ tổng quan đến ứng dụng thực tiễn.

1.1. Giới thiệu chung về Collagen và ứng dụng thực tế

Collagen hiện nay được sử dụng rộng rãi bởi phái nữ chủ yếu với tác dụng làm đẹp, cụ thể là cải thiện sức khỏe da. Hàm lượng collagen có sẵn trong thực phẩm tự nhiên là rất ít [1]. Collagen thường có kích thước phân tử lớn hơn kích thước của collagen được sản sinh tự nhiên trong cơ thể, vì vậy, khi ta tiêu thụ một lượng lớn dưỡng chất này, khả năng đào thải sẽ rất cao, làm giảm hiệu quả của việc bổ sung collagen. Collagen đã được chiết xuất từ da và xương của một số loài động vật có xương sống, chủ yếu là bò và heo.

1.2. Vai trò và cấu trúc phân tử Collagen Peptide

Phân tử collagen (hay còn gọi là tropocollagen) là một protein hình trụ, dài khoảng 300 nm, đường kính khoảng 15 nm. Nó bao gồm 3 chuỗi polypeptide (chuỗi α) cuộn lại với nhau. Mỗi chuỗi α có khối lượng phân tử khoảng 100 kDa, tạo nên tổng khối lượng phân tử của collagen khoảng 300 kDa. Chuỗi α được cấu tạo bởi khoảng 1000 amino acid. Các chuỗi α khác nhau (α1, α2 và α3) ở thành phần amino acid. Các phân tử collagen sẽ tổ hợp với nhau tạo thành các vi sợi gồm từ 4-8 phân tử collagen hoặc nhiều hơn và tạo thành các bó sợi.

II. Thách Thức Hạn Chế Của Collagen Peptide Truyền Thống 58 ký tự

Collagen peptide mang lại nhiều lợi ích, nhưng vẫn còn tồn tại những thách thức cần giải quyết. Độ ổn định vi nhũ tương là một yếu tố quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả và thời hạn sử dụng của sản phẩm. Các yếu tố như kích thước hạt, nhiệt độ, và pH có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của vi nhũ tương. Việc tối ưu hóa công thức và quy trình sản xuất là cần thiết để đảm bảo chất mang vitamin được bảo vệ và giải phóng hiệu quả. Nghiên cứu này tập trung vào việc vượt qua những hạn chế này, mang lại một giải pháp collagen peptide tối ưu.

2.1. Nhược điểm về độ hòa tan và khả năng hấp thụ

Collagen không hòa tan trong nước mà nó hút nước để trương ra, nguyên nhân là do cấu trúc phức tạp của collagen, bao gồm các chuỗi peptide dài và chứa nhiều amino acid. Do cấu trúc phức tạp này, collagen không tan trong nước mà có khả năng hút nước. Khi collagen tiếp xúc với nước, các phân tử nước sẽ tương tác với các phân tử collagen thông qua các liên kết phân cực, tạo ra một mạng lưới phức tạp. Điều này giúp collagen giữ nước và tạo ra một cấu trúc đàn hồi, đồng thời cung cấp độ ẩm cho da và cấu trúc tế bào. Cứ 100g collagen khô có thể hút được khoảng 200g nước.

2.2. Khả năng bảo vệ vitamin khỏi các tác nhân bên ngoài

Collagen có khả năng tương thích sinh học và phân hủy sinh học tốt, do đó, nó an toàn và hiệu quả như một vật liệu sinh học. Nó đã được sử dụng có hiệu quả trong kỹ thuật mô và ứng dụng lâm sàng. Sự phát triển của vật liệu sinh học collagen HC có lợi cho kiểm soát các rối loạn về xương và khớp do thành phần amino acid và trọng lượng phân tử thấp của HC. Nó có sinh khả dụng cao hơn và thúc đẩy quá trình tích hợp xương tốt hơn do thúc đẩy quá trình tổng hợp collagen [10].

III. Phương Pháp Chế Tạo Vi Nhũ Tương Collagen Peptide 56 ký tự

Phương pháp chế tạo vi nhũ tương là một yếu tố then chốt trong nghiên cứu này. Các yếu tố như tỉ lệ dầu sachi, collagen peptide, và chất hoạt động bề mặt cần được tối ưu hóa để đạt được kích thước hạt nhỏ và độ ổn định cao. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng phương pháp vi nhũ tương để cải thiện khả năng hòa tan và hấp thụ của collagen peptide, đồng thời bảo vệ vitamin khỏi các tác nhân gây hại. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả của sản phẩm cuối cùng.

3.1. Quy trình chế tạo Vi nhũ tương kết hợp Dầu Sachi

Nghiên cứu chế tạo collagen peptide từ vảy cá trắm được thực hiện thông qua các bước: loại lipid của da cá trên vảy cá trắm, loại bỏ các tạp chất của vảy cá trắm, tách khoáng, trích ly collagen, chuyển hoá thành gelatin và sử dụng enzyme Alcalase để thủy phân gelatin và thu nhận collagen peptide [8,9]. Collagen peptide, hay collagen hydrolysate, collagen thủy phân là những chuỗi amino acid ngắn có nguồn gốc từ collagen.

3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến kích thước hạt và độ ổn định

Sự thủy phân bằng enzyme không chỉ ảnh hưởng đến kích thước của các peptide mà còn ảnh hưởng đến các tính chất lý hóa và sinh học của collagen sau thủy phân. Các đặc tính này chủ yếu liên quan đến giá trị khối lượng phân tử. Collagen peptide trọng lượng phân tử thấp hoạt động như một chất cho điện tử để tạo ra các sản phẩm ổn định hơn phản ứng với các gốc tự do. Đó là những yếu tố làm tăng khả năng chống oxy hóa, hoạt tính kháng khuẩn, sinh khả dũng cao hơn [10].

3.3. Tối ưu hóa tỉ lệ thành phần Dầu Sachi Collagen Vitamin

Khối lượng phân tử và đặc trưng, tính chất của collagen peptide phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu, phương pháp và loại enzyme được sử dụng trong quá trình chiết xuất. Những đặc trưng, tính chất này góp phần định hướng ứng dụng 12 collagen peptide trong các ngành công nghiệp mỹ phẩm, dược phẩm, vật liệu sinh học, thực phẩm và dinh dưỡng [10].

IV. Ứng Dụng Vi Nhũ Tương Collagen Chất Mang Vitamin 59 ký tự

Vi nhũ tương collagen peptide và dầu sachi hứa hẹn là một chất mang vitamin hiệu quả. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá khả năng mang vitamin A của vi nhũ tương. Vitamin A là một vitamin tan trong dầu quan trọng cho sức khỏe mắt, da, và hệ miễn dịch. Việc sử dụng vi nhũ tương giúp tăng cường khả năng hòa tan và hấp thụ của vitamin A, mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe. Ngoài ra, vi nhũ tương còn có thể được sử dụng để mang các vitamin tan trong dầu khác như vitamin D, E, và K.

4.1. Khả năng hòa tan và hấp thụ Vitamin A

Các collagen peptide dạng hỗn hợp các peptide có độ dài khác nhau với lượng amino acid hydroxyproline, glycine và proline được tạo ra bằng thủy phân enzyme collagen tự nhiên chiết xuất từ các mô liên kết động vật. Hydroxyproline là chất duy nhất có trong collagen và có thể được sử dụng để phân biệt collagen với các protein khác. Các collagen peptide được tiêu hóa hiệu quả thành di- và tripeptide, có khả năng chống lại quá trình thủy phân nội bào [11].

4.2. Các loại Vitamin tan trong dầu phù hợp

Collagen peptide được sử dụng trong nhiều sản phẩm dinh dưỡng, bổ sung dinh dưỡng qua đường uống, mang lại lợi ích cho sức khỏe và sắc đẹp của làn da. Các collagen peptide dạng hỗn hợp các peptide có độ dài khác nhau với lượng amino acid hydroxyproline, glycine và proline (Hình 1.7) được tạo ra bằng thủy phân enzyme collagen tự nhiên chiết xuất từ các mô liên kết động vật. Hydroxyproline là chất duy nhất có trong collagen và có thể được sử dụng để phân biệt collagen với các protein khác.

4.3. Ứng dụng thực tiễn trong sản xuất thực phẩm chức năng

HC đã được sử dụng để chế biến các sản phẩm khác nhau như thịt, đồ uống, súp và các sản phẩm khác. Nó giúp tăng và duy trì các đặc tính cảm quan, hóa học và vật lý của chúng. HC có thể gắn các ion calcium, cải thiện khả dũng sinh học của nó, do đó, HC có thể được sử dụng trong thành phần thực phẩm chức năng, kiểm soát tình trạng thiếu hụt khoáng chất. HC đã được sử dụng chế biến xúc xích để thay thế mỡ lợn (50%). HC từ cá có thể được thêm vào đồ uống như nước cam (2,5%) và sản phẩm có hàm lượng protein cao hơn, sinh khả dũng cao hơn, độ nhớt thấp cũng như độ hòa tan cao trong nước.

V. Kết Luận Tiềm Năng Hướng Phát Triển Vi Nhũ Tương 57 ký tự

Nghiên cứu chế tạo vi nhũ tương collagen peptide và dầu sachi định hướng làm chất mang vitamin mở ra nhiều tiềm năng ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm chức năng và mỹ phẩm. Kết quả nghiên cứu cho thấy, vi nhũ tương có độ ổn định cao và khả năng mang vitamin A hiệu quả. Hướng phát triển trong tương lai bao gồm nghiên cứu tác dụng của vi nhũ tương trên da và cơ thể, tối ưu hóa công thức để tăng cường hiệu quả, và mở rộng ứng dụng sang các lĩnh vực khác.

5.1. Đánh giá hiệu quả và độ an toàn của vi nhũ tương

Dầu hạt sachi (Hình 1.11) được chiết xuất từ hạt cây sacha inca (Plukenetia volubilis) giàu acid linoleic (ω-3 cao hơn 42 %, ω-6 cao hơn 32 % và acid béo không bão hòa tối đa cao hơn 80 % tổng phần lipid). Nó cũng chứa tocopherols, sterol, phenol, terpenoid. Hơn nữa, nó có hương vị dá chịu và an toàn cho con người.

5.2. Nghiên cứu ứng dụng trên da và cơ thể

Dầu hạt sachi có thể giúp ngăn ngừa các tác nhân gây bệnh tim mạch, giảm mỡ trong gan, cải thiện chất lượng giấc ngủ, làn da, thị lực và trí nhớ, hỗ trợ điều tiết bã nhờn, điều trị mụn do nội tiết tố, hạn chế căng thẳng, giảm cứng cơ. Theo nghiên cứu của Guillén và cộng sự (2003), hạt Sachi ở Peru chứa hàm lượng chất dầu cao (35-60%), bao gồm các thành phần acid béo tốt với hàm lượng chất béo không bão hòa cao [18].

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh nhu cầu làm đẹp và chăm sóc sức khỏe ngày càng tăng, collagen peptide và dầu hạt Sachi đã trở thành những thành phần quan trọng trong ngành công nghiệp mỹ phẩm và thực phẩm chức năng. Collagen peptide, chiết xuất từ vảy cá trắm, nổi bật với khả năng hấp thu cao và tính sinh học ưu việt, trong khi dầu hạt Sachi chứa hàm lượng lớn acid béo không bão hòa đa dạng, đặc biệt là omega-3, omega-6 và omega-9, góp phần cải thiện sức khỏe làn da và hệ miễn dịch. Nghiên cứu này tập trung vào việc chế tạo vi nhũ tương chứa collagen peptide và dầu hạt Sachi, định hướng làm chất mang vitamin A nhằm tăng hiệu quả hấp thu và ổn định hoạt chất trong sản phẩm.

Mục tiêu chính của luận văn là chiết tách collagen peptide từ vảy cá trắm, xây dựng hệ vi nhũ tương ba thành phần gồm collagen peptide, dầu hạt Sachi và chất nhũ hóa Tween 80/Propylene glycol (PG), đồng thời đánh giá đặc tính vật lý, hóa học và khả năng mang vitamin A của hệ vi nhũ tương này. Nghiên cứu được thực hiện trong phạm vi thời gian năm 2023-2024 tại Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, với ứng dụng hướng tới sản xuất thực phẩm chức năng và mỹ phẩm chăm sóc da.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc tận dụng nguồn nguyên liệu phế thải từ ngành chế biến cá, đồng thời phát triển công nghệ vi nhũ tương nano giúp tăng cường khả năng giải phóng và hấp thu vitamin A, collagen peptide, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm chăm sóc sức khỏe và làm đẹp. Các chỉ số đánh giá như kích thước giọt trung bình, độ ổn định về điện tích bề mặt (Zeta potential), và hiệu suất giải phóng vitamin A được sử dụng làm metrics quan trọng trong nghiên cứu.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết về cấu trúc và tính chất của collagen peptide, và lý thuyết về vi nhũ tương nano trong công nghệ phân tán. Collagen peptide là chuỗi polypeptide ngắn được thuỷ phân từ collagen tự nhiên, có kích thước phân tử nhỏ (3-6 kDa), dễ hòa tan trong nước và có khả năng hấp thu cao qua da hoặc đường tiêu hóa. Các amino acid chủ yếu gồm glycine, proline và hydroxyproline đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì cấu trúc và chức năng sinh học của collagen.

Vi nhũ tương nano (nano-emulsions) là hệ phân tán gồm pha dầu trong pha nước (O/W) hoặc ngược lại, với kích thước giọt nano từ 20 đến 200 nm, có tính ổn định cao nhờ sự hiện diện của chất nhũ hóa và chất đồng nhũ hóa. Lý thuyết về sự ổn định của vi nhũ tương dựa trên cân bằng lực giữa các phân tử ở giao diện pha, ảnh hưởng đến kích thước giọt và độ bền của hệ. Các khái niệm chính bao gồm: kích thước giọt trung bình, độ phân tán kích thước, điện tích Zeta, và hệ số phân bố kích thước.

Ngoài ra, nghiên cứu còn áp dụng mô hình Box-Behnken trong thiết kế thí nghiệm để tối ưu hóa tỷ lệ thành phần của hệ vi nhũ tương, nhằm đạt được kích thước giọt nhỏ nhất và độ ổn định cao nhất.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ quá trình chiết tách collagen peptide từ vảy cá trắm, chế tạo vi nhũ tương chứa collagen peptide và dầu hạt Sachi, cùng với các phân tích đặc tính vật lý và hóa học của sản phẩm. Cỡ mẫu collagen peptide được chiết tách từ 300 g vảy cá, sử dụng enzyme alcalase với nồng độ 2% ở nhiệt độ 55°C trong 3 giờ, đạt hiệu suất thu collagen peptide khoảng 15,95%.

Phương pháp chọn mẫu là lấy mẫu collagen peptide thuỷ phân từ vảy cá trắm tại Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, dầu hạt Sachi nhập khẩu từ Peru và vitamin A dạng tan trong dầu. Hệ vi nhũ tương được chế tạo bằng phương pháp vi nhũ tương dầu trong nước (O/W) sử dụng chất nhũ hóa Tween 80 và đồng nhũ hóa Propylene glycol với tỷ lệ khác nhau, kết hợp rung siêu âm và vortex để tạo hệ nhũ đồng nhất.

Phân tích kích thước giọt và điện tích Zeta được thực hiện bằng kỹ thuật tán xạ ánh sáng động (DLS) trên thiết bị SZ-100Z2 của Horiba, đo ở nhiệt độ 25°C. Phổ hồng ngoại (IR) và phổ UV-Vis được sử dụng để xác định cấu trúc hóa học và khả năng hấp thụ ánh sáng của collagen peptide và hệ vi nhũ tương. Hiệu suất giải phóng vitamin A được đánh giá trong môi trường đệm pH 2 và pH 7,4 mô phỏng điều kiện dạ dày và ruột, theo thời gian 3 giờ.

Thiết kế thí nghiệm tối ưu hóa tỷ lệ thành phần hệ vi nhũ tương được thực hiện theo mô hình Box-Behnken với 17 thí nghiệm, biến số chính gồm tỷ lệ dầu Sachi (SO), chất nhũ hóa (Smix) và dung dịch collagen peptide (FCPS). Các chỉ tiêu đánh giá gồm kích thước giọt trung bình (Y1), độ phân tán kích thước (Y2), điện tích Zeta (Y3) và độ ổn định quang học (Y4).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu suất chiết tách collagen peptide: Quá trình thu collagen peptide từ vảy cá trắm ở điều kiện 55°C, 3 giờ, enzyme alcalase 2% đạt hiệu suất cao nhất là 15,95%. Kích thước phân tử collagen peptide thu được dao động trong khoảng 3-6 kDa, phù hợp với tiêu chuẩn peptide có khả năng hấp thu tốt.

2. Đặc tính vật lý của collagen peptide: Phổ IR cho thấy các nhóm chức chính như OH, NH (3390,96 cm⁻¹), amide I (1619,40 cm⁻¹), amide II (1556,27 cm⁻¹) và các nhóm C-H (1473,35 cm⁻¹) được bảo tồn sau quá trình thuỷ phân. Phổ UV-Vis hấp thụ mạnh tại bước sóng khoảng 210 nm, chứng tỏ cấu trúc peptide ổn định. Hình ảnh SEM cho thấy collagen peptide có kích thước hạt từ 10-40 µm với bề mặt nhẵn.

3. Tối ưu hóa hệ vi nhũ tương: Qua 17 thí nghiệm theo mô hình Box-Behnken, tỷ lệ tối ưu của dầu Sachi, chất nhũ hóa Tween 80/PG và dung dịch collagen peptide được xác định để đạt kích thước giọt trung bình nhỏ nhất (khoảng 244,47 nm), điện tích Zeta ổn định (khoảng -40 mV đến -60 mV), và độ phân tán kích thước thấp. Mô hình bậc hai phù hợp với dữ liệu thực nghiệm với hệ số R² trên 0,9 cho các chỉ tiêu.

4. Khả năng giải phóng vitamin A: Hệ vi nhũ tương collagen peptide/dầu Sachi mang vitamin A có khả năng giải phóng vitamin A hiệu quả trong môi trường pH 2 và pH 7,4, với tỷ lệ giải phóng tăng dần theo thời gian 3 giờ. Điều này cho thấy hệ vi nhũ tương có thể bảo vệ vitamin A khỏi phân hủy và tăng cường hấp thu trong cơ thể.

Thảo luận kết quả

Hiệu suất chiết tách collagen peptide đạt gần 16% cho thấy quy trình enzymatic alcalase ở 55°C là điều kiện tối ưu, phù hợp với các nghiên cứu trước đây về thuỷ phân collagen từ nguồn cá biển. Kích thước phân tử nhỏ và cấu trúc peptide ổn định giúp collagen peptide dễ dàng hòa tan và hấp thu, tăng hiệu quả sinh học.

Việc sử dụng Tween 80 kết hợp với Propylene glycol làm chất nhũ hóa và đồng nhũ hóa đã tạo ra hệ vi nhũ tương ổn định với kích thước nano, phù hợp với yêu cầu công nghiệp mỹ phẩm và thực phẩm chức năng. Các chỉ số Zeta tiềm năng âm mạnh giúp hệ vi nhũ tương tránh được sự kết tụ, duy trì tính ổn định trong thời gian dài.

Khả năng giải phóng vitamin A trong môi trường mô phỏng dạ dày và ruột cho thấy hệ vi nhũ tương có thể bảo vệ vitamin A khỏi sự phân hủy do pH acid hoặc kiềm, đồng thời tăng cường khả năng hấp thu. So sánh với các nghiên cứu về vi nhũ tương mang vitamin A sử dụng polymer bán tổng hợp, hệ vi nhũ tương collagen peptide/dầu Sachi có ưu điểm về tính tự nhiên và khả năng tương thích sinh học cao hơn.

Việc tận dụng nguồn nguyên liệu phế thải từ vảy cá trắm không chỉ giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tạo ra sản phẩm có giá trị kinh tế cao, góp phần phát triển bền vững ngành công nghiệp thực phẩm chức năng và mỹ phẩm tại Việt Nam.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Ứng dụng công nghệ vi nhũ tương nano trong sản xuất thực phẩm chức năng: Khuyến nghị các doanh nghiệp nghiên cứu và phát triển sản phẩm collagen peptide kết hợp dầu hạt Sachi mang vitamin A nhằm nâng cao hiệu quả hấp thu và ổn định sản phẩm, với mục tiêu giảm kích thước giọt trung bình dưới 300 nm trong vòng 12 tháng.

2. Tối ưu quy trình chiết tách collagen peptide: Đề xuất áp dụng quy trình enzymatic alcalase ở 55°C trong 3 giờ với nồng độ enzyme 2% để đạt hiệu suất thu collagen peptide cao nhất, đồng thời giảm chi phí sản xuất và tăng tính bền vững.

3. Phát triển sản phẩm mỹ phẩm chăm sóc da tự nhiên: Khuyến khích nghiên cứu sâu hơn về khả năng tái tạo collagen và dưỡng ẩm của hệ vi nhũ tương collagen peptide/dầu Sachi mang vitamin A, nhằm phát triển các sản phẩm kem dưỡng, serum có hiệu quả chống lão hóa trong vòng 24 tháng.

4. Nâng cao nhận thức và đào tạo kỹ thuật: Đề xuất tổ chức các khóa đào tạo kỹ thuật về công nghệ vi nhũ tương nano và ứng dụng collagen peptide cho các nhà nghiên cứu, kỹ sư trong ngành công nghiệp mỹ phẩm và thực phẩm chức năng, nhằm thúc đẩy chuyển giao công nghệ và nâng cao năng lực sản xuất.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Hóa học, Công nghệ thực phẩm: Luận văn cung cấp kiến thức chuyên sâu về chiết tách collagen peptide, công nghệ vi nhũ tương nano và ứng dụng trong mang vitamin, hỗ trợ nghiên cứu và phát triển sản phẩm mới.

2. Doanh nghiệp sản xuất mỹ phẩm và thực phẩm chức năng: Thông tin về quy trình chế tạo vi nhũ tương collagen peptide/dầu Sachi mang vitamin A giúp doanh nghiệp tối ưu hóa công nghệ sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu thị trường.

3. Chuyên gia dinh dưỡng và y học thẩm mỹ: Hiểu rõ về tác dụng sinh học của collagen peptide và dầu hạt Sachi trong chăm sóc da và sức khỏe, từ đó tư vấn và phát triển liệu trình điều trị phù hợp.

4. Cơ quan quản lý và phát triển công nghệ: Cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng chính sách hỗ trợ phát triển công nghệ sinh học, thúc đẩy ứng dụng nguyên liệu tự nhiên và công nghệ nano trong ngành công nghiệp làm đẹp và dinh dưỡng.

Câu hỏi thường gặp

1. Collagen peptide là gì và có ưu điểm gì so với collagen thông thường?
   Collagen peptide là chuỗi polypeptide ngắn thuỷ phân từ collagen tự nhiên, có kích thước phân tử nhỏ (3-6 kDa), dễ hòa tan và hấp thu hơn collagen thông thường. Ví dụ, collagen peptide có khả năng hấp thu lên đến 95%, giúp tăng hiệu quả bổ sung cho da và mô liên kết.

2. Tại sao dầu hạt Sachi được sử dụng trong vi nhũ tương?
   Dầu hạt Sachi giàu acid béo không bão hòa đa như omega-3, omega-6 và omega-9, có tác dụng chống viêm, dưỡng ẩm và bảo vệ da. Ngoài ra, dầu này có chỉ số cân bằng hydrophilic-lipophilic (HLB) phù hợp (khoảng 8,5) giúp tạo vi nhũ tương ổn định.

3. Vi nhũ tương nano có lợi ích gì trong việc mang vitamin A?
   Vi nhũ tương nano giúp tăng diện tích bề mặt tiếp xúc, cải thiện độ ổn định và khả năng giải phóng vitamin A từ hệ mang, đồng thời bảo vệ vitamin khỏi phân hủy do môi trường acid hoặc kiềm, tăng hiệu quả hấp thu khi sử dụng.

4. Phương pháp tối ưu tỷ lệ thành phần trong vi nhũ tương được thực hiện như thế nào?
   Nghiên cứu sử dụng mô hình thiết kế thí nghiệm Box-Behnken để khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dầu Sachi, chất nhũ hóa và dung dịch collagen peptide đến kích thước giọt, điện tích Zeta và độ ổn định, từ đó xác định tỷ lệ tối ưu cho hệ vi nhũ tương.

5. Ứng dụng thực tiễn của hệ vi nhũ tương collagen peptide/dầu Sachi mang vitamin A là gì?
   Hệ vi nhũ tương này có thể được ứng dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng, mỹ phẩm dưỡng da chống lão hóa, giúp tăng cường hấp thu collagen và vitamin A, cải thiện sức khỏe làn da và hỗ trợ điều trị các vấn đề về da.

Kết luận

• Đã chiết tách thành công collagen peptide từ vảy cá trắm với hiệu suất thu cao nhất khoảng 15,95% ở điều kiện enzymatic alcalase 2%, 55°C, 3 giờ.
• Hệ vi nhũ tương nano dầu hạt Sachi – collagen peptide được xây dựng ổn định với kích thước giọt trung bình dao động từ 244 đến 675 nm, điện tích Zeta âm mạnh, đảm bảo tính ổn định lâu dài.
• Mô hình Box-Behnken cho phép tối ưu tỷ lệ thành phần hệ vi nhũ tương, phù hợp với yêu cầu công nghiệp mỹ phẩm và thực phẩm chức năng.
• Hệ vi nhũ tương mang vitamin A có khả năng giải phóng hiệu quả trong môi trường pH mô phỏng dạ dày và ruột, tăng cường hấp thu và bảo vệ vitamin.
• Nghiên cứu góp phần tận dụng nguồn nguyên liệu phế thải từ ngành chế biến cá, phát triển công nghệ vi nhũ tương nano ứng dụng trong chăm sóc sức khỏe và làm đẹp.

Next steps: Triển khai thử nghiệm ứng dụng sản phẩm trong quy mô pilot, đánh giá hiệu quả sinh học và an toàn trên người; mở rộng nghiên cứu ứng dụng các vitamin và hoạt chất khác trong hệ vi nhũ tương này.

Call to action: Các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp được khuyến khích hợp tác phát triển sản phẩm dựa trên nền tảng công nghệ vi nhũ tương collagen peptide và dầu hạt Sachi để nâng cao giá trị sản phẩm và đáp ứng nhu cầu thị trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Bà GIÁO DĂC VIâN HÀN LÂM KHOA HèC VÀ ĐÀO T¾O VÀ CÔNG NGHâ VIâT NAM HæC VIàN KHOA HæC VÀ CÔNG NGHà Vi THä NGæC LAN Vj Thå Ngçc Lan HÓA HĀU C¡ NGHIÊN CĄU CH¾ T¾O VI NHi T¯¡NG CHĄA COLLAGEN PEPTIDE VÀ DÄU SACHI ĐäNH H¯àNG LÀM CHÂT MANG VITAMIN LUÀN VN TH¾C SĨ HÓA HĀU C¡ 2024 Hà Nội - Năm 2024 MĀC LĀC DANH MĂC CÁC KÍ HIâU, CÁC CHĀ CÁI VIÀT TÄT. 2 DANH MĂC CÁC HÌNH V¾, Đâ THæ. TäNG QUAN NGHIÊN CĆU. TäNG QUAN V COLLAGEN.

TäNG QUAN V COLLAGEN PEPTIDE. TäNG QUAN V DÄU H¾T SACHI. PH¯¡NG PHÁP VI NHi T¯¡NG. ĐàI T¯ĀNG VÀ PH¯¡NG PHÁP NGHIÊN CĆU.

ĐàI T¯ĀNG NGHIÊN CĆU. PH¯¡NG PHÁP NGHIÊN CĆU. KÀT QUÀ VÀ THÀO LUÂN. ĐÀC TR¯NG, TÍNH CHÂT CĄA COLLAGEN THUþ PHÂN TĈ CÁ.

GIÀN Đâ PHA BA THÀNH PHÄN. TàI ¯U HOÁ Tä Lâ THÀNH PHÄN Hâ NHi. ĐÀC TR¯NG, TÍNH CHÂT VÀ Đà äN ĐæNH CĄA Hâ NHi MANG VITAMIN A. 52 KÀT LUÂN VÀ KIÀN NGHæ.

61 DANH MĂC TÀI LIâU THAM KHÀO. 63 1 DANH MĀC CÁC KÍ HIàU, CÁC CHĀ CÁI VI¾T TÂT Kí hiãu TiÁng Anh Dián giÁi FCPS Fish collagen peptide solution Dung dçch collagen peptide tĉ cá DLS Dynamic light scattering Kỹ thuÃt tán x¿ ánh sáng đáng IR Infrared Ray Vùng hãng ngo¿i NE(s) Nano-emulsions Vi nhj t°¢ng O/W Oil/water dÅu/n°ãc PG Propylene glycol Propylene glycol S Surfactant ChÃt ho¿t đáng bà mÁt CoS Co-surfactant ChÃt đãng ho¿t đáng bà mÁt SO Sachi oil DÅu Sachi Smix Surfactant/co-surfactant Hßn hāp chÃt ho¿t đáng và mÁt UV Ultra violet Vùng cực tím VAST Vietnam Academy of Science Viãn Hàn lâm Khoa héc và Công and Technology nghã Viãt Nam Vis Visible Vùng khÁ kiÁn 2 DANH MĀC CÁC BÀNG BÁng 2. Tÿ lã các chÃt chÁ t¿o hã nhj collagen thuÿ phân/dÅu h¿t Sachi mang vitamin A. Hiãu suÃt thu collagen thuÿ phân theo nhiãt đá, thåi gian và hàm l°āng enzyme alcalase.

Giá trç hàm măc tiêu cąa 17 thí nghiãm theo mô hình Box-Behnken cąa các hã nhj 1-4 .3 Phân tích ANOVA cho kích th°ãc giét nhj trung bình theo mô hình bÃc hai. KÁt quÁ tái °u hóa yÁu tá công nghã. KÁt quÁ giá trç dự đoán và giá trç thực nghiãm cąa hàm măc tiêu cąa các hã nhj 1-4 ç điÃu kiãn tái °u. Kích th°ãc giét nhj trung bình và thÁ Zeta cąa các mÁu nhj t°¢ng mang vitamin A theo thåi gian.

Hàm l°āng giÁi phóng vitamin A trong mÁu nhj t°¢ng collagen thąy phân/dÅu h¿t Sachi chća vitamin A trong 3 giå thÿ nghiãm trong dung dçch đãm pH 2. Hàm l°āng giÁi phóng vitamin A trong mÁu nhj t°¢ng collagen thąy phân/dÅu h¿t Sachi chća vitamin A trong 3 giå thÿ nghiãm trong dung dçch pH đãm 7,4. 59 3 DANH MĀC CÁC HÌNH VẼ, Đà THä Hình 1. Tå hāp các phân tÿ collagen.

CÃu trúc collagen trên da ng°åi. Phân tÿ collagen. CÃu trúc chung cąa mát phân tÿ amino acid, vãi nhóm amine ç bên trái và nhóm acid carboxylic ç bên phÁi. Nhóm R tùy vào tĉng amino acid că thß.

Công thćc phân tÿ amino acid glycine. Quá trình thąy phân collagen. Công thćc cÃu t¿o phân tÿ proline và hydroxyproline. V°ån cây sacha ichi.

Cây Sacha ichi. QuÁ cąa cây Sacha ichi. DÅu tĉ h¿t cây Sacha ichi. Máy rung siêu âm hß trā phân tán Ultrasonic Cleaner Dehui (Trung Quác).

ThiÁt bç phân tích kích c¢ h¿t nano SZ100 (Horiba, NhÃt BÁn). Cân phân tích (Đćc). Máy quang phå UV - Vis S80 Libra (Biochrom – Anh). Quy trình chiÁt tách collagen thąy phân tĉ vÁy cá.

Dung dçch collagen peptide sau thuÿ phân ç 55oC. S¢ đã quy trình chÁ t¿o nhj t°¢ng collagen thąy phân/dÅu h¿t Sachi/vitamin A. MÁu ch°a phái trán các thành phÅn trên thiÁt bi vortex (A) và mÁu sau khi phái trán và rung siêu âm (B). Phå hãng ngo¿i cąa collagen thąy phân.

Phå tÿ ngo¿i - khÁ kiÁn cąa collagen peptide thuÿ phân tĉ cá. Ành SEM cąa mÁu collagen peptide. Hình Ánh trực quan cąa các hã vi nhj sau 0 giå (a, b) và 48 giå (c). Quan sát trực quan hã vi nhj Smix2/1 sau 24 giå.

GiÁn đã pha ba thành phÅn cąa SO, Smix và FCPS vãi các tÿ lã chÃt ho¿t đáng bà mÁt/đãng chÃt ho¿t đáng bà mÁt khác nhau, ME: vi nhj t°¢ng. Đã thç bißu thç giá trç dự đoán hàm măc tiêu so vãi giá trç thực tÁ Y1 (a), Y2 (b), Y3 (c) và Y4 (d). Bà mÁt đáp ćng cąa kích th°ãc giét trung bình Y1 cąa hã tháng nhj t°¢ng mã 1 (sÿ dăng Smix 1/1). Bà mÁt đáp ćng cąa kích th°ãc giét trung bình Y2 cąa hã tháng nhj t°¢ng mã 2 (sÿ dăng Smix 2/1).

BÃ mÁt đáp ćng cąa kích th°ãc giét trung bình Y3 cąa hã tháng nhj t°¢ng mã 3 (sÿ dăng Smix 3/1). BÃ mÁt đáp ćng cąa kích th°ãc giét trung bình Y4 cąa hã tháng nhj t°¢ng mã 4 (sÿ dăng Smix 4/1). Mćc đá mong muán cąa các hàm măc tiêu: Y1 (a), Y2 (b), Y3 (c) và Y4 (d). Kích th°ãc h¿t trung bình cąa các mÁu nhj t°¢ng đ°āc chÁ t¿o ç điÃu kiãn tái °u.

ThÁ Zeta cąa các mÁu nhj t°¢ng đ°āc chÁ t¿o ç điÃu kiãn tái °u. Sự truyÃn tia UV các mÁu nhj t°¢ng đ°āc chÁ t¿o ç điÃu kiãn tái °u. Phå IR cąa nhj t°¢ng collagen thąy phân/dÅu h¿t Sachi/vitamin A (mÁu 6). Phå IR cąa nhj t°¢ng collagen thąy phân/dÅu h¿t Sachi/vitamin A ç các thåi đißm khác nhau (mÁu 6).

Ph°¢ng trình đ°ång chu¿n cąa vitamin A trong dung dçch đãm pH2. Ph°¢ng trình đ°ång chu¿n cąa vitamin A trong dung dçch đãm pH7,4. 58 5 Mä ĐÄU - Lý do chçn đÁ tài Collagen thuÿ phân th°ång đ°āc sÿ dăng ráng rãi trong các sÁn ph¿m chăm sóc da, chăm sóc tóc, và bå sung dinh d°ÿng nh° kem d°ÿng da, serum, sāa d°ÿng tóc và viên uáng bå sung collagen, mang l¿i lāi ích rõ ràng cho sćc khße và nhan sÅc. DÅu sachi th°ång đ°āc sÿ dăng trong các sÁn ph¿m chăm sóc da nh° kem d°ÿng, serum và dÅu massage, cjng nh° trong các sÁn ph¿m chăm sóc tóc và móng,.

Sự kÁt hāp giāa collagen thuÿ phân và dÅu sachi mang l¿i nhāng lāi ích đÁc biãt cho làn da, kÁt hāp cÁ các tính chÃt làm dçu và tái t¿o tĉ collagen, cùng vãi khÁ năng d°ÿng ¿m và bÁo vã tĉ dÅu h¿t Sachi. Vitamin A là mát d¿ng vitamin tan trong chÃt béo quan tréng cho sćc khße cąa con ng°åi. Nó có vai trò quan tréng trong nhiÃu khía c¿nh cąa sćc khße, bao gãm sự phát trißn cąa tÁ bào, tăng c°ång hã mián dçch, bÁo vã mÅt, duy trì làn da và niêm m¿c khße m¿nh. Có thß thÃy, nghiên cću chÁ t¿o hã nhj t°¢ng tĉ collagen thuÿ phân và dÅu h¿t sachi đçnh h°ãng làm chÃt mang vitamin là hoàn toàn mãi, có ý nghĩa khoa héc và thực tián do collagen thuÿ phân và dÅu h¿t sachi đÃu có rÃt nhiÃu °u đißm sinh héc tát.

Collagen thuÿ phân chiÁt xuÃt tĉ vÁy cá vãi khÁ năng hÃp thă tát, kích th°ãc nhß, tan tát trong n°ãc và nhiÃu tính chÃt sinh héc nåi bÃt. Các chÃt ho¿t đáng bà mÁt đóng vai trò quan tréng trong viãc kißm soát và t¿o ra hã nhj t°¢ng. Do đó, nghiên cću chÁ t¿o nhj t°¢ng tĉ collagen thuÿ phân và dÅu h¿t sachi đçnh h°ãng làm chÃt mang vitamin là rÃt cÅn thiÁt, nhằm t¿o ra mát hã nhj t°¢ng có kích th°ãc nhß, đá ån đçnh cao và tăng khÁ năng ćng dăng trong sÁn xuÃt thực ph¿m chćc năng cąa collagen thuÿ phân và dÅu h¿t sachi. ChÁ t¿o đ°āc hã vi nhj t°¢ng chća collagen peptide và dÅu sachi bằng ph°¢ng pháp vi nhj.

Ćng dăng đ°āc hã vi nhj t°¢ng chća collagen peptide và dÅu sachi đß mang vitamin A. - Nßi dung nghiên cąu; Nái dung 1: Nghiên cću chiÁt tách collagen peptide tĉ vÁy cá 6 Nái dung 2: Xây dựng giÁn đã pha 3 thành phÅn gãm dÅu h¿t sachi, dung dçch collagen peptide và chÃt ho¿t đáng bà mÁt Nái dung 3: KhÁo sát các tå lã thành phÅn thích hāp cho chÁ t¿o hã vi nhj t°¢ng tĉ collagen và dÅu h¿t sachi. Nái dung 4: Đánh giá khÁ năng mang vitamin A cąa hã vi nhj t°¢ng tĉ collagen và dÅu h¿t sachi. - C¢ så khoa hçc và tính thực tißn căa đÁ tài LuÃn văn đã lựa chén đái t°āng nghiên cću là collagen peptide, dÅu Sachi (Plukenetia volubilis) đß nghiên cću thành phÅn cÃu t¿o hã vi nhj t°¢ng và đánh giá đá ån đçnh cąa hã vi nhj t°¢ng collagen/dÅu sachi và khÁ năng mang vitamin A và đçnh h°ãng ćng dăng vào sÁn xuÃt thực ph¿m chćc năng.

Do đó, đà tài luÃn văn vĉa mang ý nghĩa khoa héc, vĉa mang tính thực tián. - Nhāng đóng góp căa luÁn vn + Nhj t°¢ng đ°āc chÁ t¿o trong điÃu kiãn tái °u có đá ån đçnh cao, vãi sự thay đåi nhß và kích th°ãc giét nhj trung bình, thÁ Zeta và khÁ năng truyÃn qua tia UV cąa hã nhj theo thåi gian. + Hã nhj t°¢ng đ°āc chÁ t¿o tĉ dÅu sachi, dung dçch collagen thuÿ phân tĉ cá và Smix có tiÃm năng ćng dăng mang vitamin A. 7 NÞI DUNG Ch°¢ng 1.

TâNG QUAN NGHIÊN CĄU 1. TâNG QUAN VÀ COLLAGEN 1. Giái thiáu vÁ collagen Collagen hiãn đ°āc sÿ dăng ráng rãi bçi phái nā chą yÁu vãi tác dăng làm đẹp, că thß là cÁi thiãn sćc khße da. Hàm l°āng collagen có s¿n trong thực ph¿m tự nhiên là rÃt ít [1].

Collagen th°ång có kích th°ãc phân tÿ lãn h¢n kích th°ãc cąa collagen đ°āc sÁn sinh tự nhiên trong c¢ thß, vì vÃy, khi ta tiêu thă mát l°āng lãn d°ÿng chÃt này, khÁ năng đào thÁi s¿ rÃt cao, làm giÁm hiãu quÁ cąa viãc bå sung collagen. Collagen đã đ°āc chiÁt xuÃt tĉ da và x°¢ng cąa mát sá loài đáng vÃt có x°¢ng sáng, chą yÁu là bò và heo. Sau khi dçch bãnh bò điên bùng phát bãnh não, bãnh lç mãm long móng, bãnh tự mián và phÁn ćng dç ćng, có mát sá h¿n chÁ và collagen tĉ nhāng nguãn này [2-4]. CÃu t¿o Phân tÿ collagen (hay còn géi là tropocollagen) là mát protein hình tră, dài khoÁng 300 nm, đ°ång kính khoÁng 15 nm.

Nó bao gãm 3 chußi polypeptide (chußi α) cuán l¿i vãi nhau. Mßi chußi α có khái l°āng phân tÿ khoÁng 100 kDa, t¿o nên tång khái l°āng phân tÿ cąa collagen khoÁng 300 kDa. Chußi α đ°āc cÃu t¿o bçi khoÁng 1000 amino acid. Các chußi α khác nhau (α1, α2 và α3) ç thành phÅn amino acid.

Các phân tÿ collagen s¿ tå hāp vãi nhau t¿o thành các vi sāi gãm tĉ 4-8 phân tÿ collagen hoÁc nhiÃu h¢n và t¿o thành các bó sāi (Hình 1.