Nghiên cứu tách và tạo hệ nano chứa saponin từ rau má và ứng dụng trong sản phẩm chăm sóc cá nhân

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật hóa học nghiên cứu tách saponin từ rau má, ứng dụng trong sản phẩm chăm sóc cá nhân, mang lại tiềm năng mới.

• Tác giả: Nguyễn Ngọc Thanh
• Người hướng dẫn: TS. Phan Nguyễn Quỳnh Anh
• Trường học: Đại học Bách Khoa - ĐHQG - HCM
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hóa Học
• Đề tài: Nghiên cứu tách và tạo hệ nano chứa saponin từ rau má và định hướng ứng dụng trong sản phẩm chăm sóc cá nhân
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC PHỤ LỤC
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về cây rau má
• 1.1.1. Phân loại và đặc điểm hình thái
• 1.1.2. Thành phần hoạt chất
• 1.1.3. Ứng dụng truyền thống
• 1.2. Tổng quan về hợp chất saponin
• 1.2.1. Cấu trúc của saponin steroid
• 1.2.2. Cấu trúc của saponin triterpene
• 1.2.3. Cấu tạo của các hợp chất triterpene có trong rau má
• 1.2.4. Tính chất hóa lý của các hợp chất saponin
• 1.3. Các công trình nghiên cứu liên quan
• 1.3.1. Quy trình chiết hoạt chất trong Centella asiatica
• 1.3.2. Tạo hệ nano asiaticoside sợi bằng quá trình phosphoryl hóa hỗn hợp polymer gelatin và chitosan
• 1.3.3. Quy trình tổng hợp nano Centella asiatica bọc maltodextrin và gum arabic
• 1.4. Ứng dụng hợp chất saponin trong thương mại
• 1.4.1. Lĩnh vực thực phẩm
• 1.4.2. Lĩnh vực mỹ phẩm
• 1.4.3. Lĩnh vực dược phẩm
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. Mục tiêu đề tài
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Nguyên vật liệu và thiết bị
• 2.3.1. Thiết bị thực hiện
• 2.4. Phương pháp thực hiện
• 2.4.1. Xác định độ ẩm của mẫu
• 2.4.2. Sắc ký bản mỏng - TLC
• 2.4.3. Xác định hàm lượng saponin toàn phần trong dịch chiết
• 2.4.4. Sắc ký lỏng hiệu năng cao - HPLC
• 2.4.5. Tạo hệ phân tán từ chiết xuất saponin triterpenoid
• 2.4.6. Phân tích kích thước hạt của hệ phân tán bằng thiết bị LDS
• 2.4.7. Kính hiển vi điện tử quét - SEM
• 2.4.8. Khảo sát tính chất của sản phẩm chăm sóc da
• 2.5. Nội dung thực hiện
• 2.5.1. Quy trình chiết Centella asiatica
• 2.5.2. Phương pháp chiết tách saponin triterpene từ rau má
• 2.5.3. Nâng cao hoạt chất trong dịch chiết
• 2.5.4. Tạo hệ phân tán từ chiết xuất Centella asiatica
• 2.5.5. Phát triển công thức mỹ phẩm cơ bản chứa hoạt chất
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Nguyên vật liệu
• 3.1.1. Chuẩn bị nguyên liệu
• 3.2. Nâng cao chất lượng cao chiết
• 3.2.1. Than hoạt tính
• 3.2.2. Chất lượng các chế phẩm
• 3.3. Khả năng phân tán của chế phẩm
• 3.3.1. Ảnh hưởng của HĐBM lên khả năng phân tán
• 3.3.2. Phân bố kích thước hạt của hệ phân tán
• 3.3.3. Kính hiển vi điện tử quét SEM
• 3.4. Định hướng ứng dụng sản phẩm chăm sóc cá nhân
• 3.4.1. Nền sản phẩm chăm sóc da cơ bản
• 3.4.2. Sản phẩm có phối hợp cao chiết
• 3.4.3. Sản phẩm có phối hợp chế phẩm
• 3.4.4. So sánh sản phẩm
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Hệ Nano Saponin Rau Má Nghiên Cứu Mới

Rau má, với tên khoa học Centella asiatica, từ lâu đã được biết đến với nhiều công dụng trong y học cổ truyền. Các hợp chất saponin rau má, đặc biệt là asiaticoside và madecassoside, là thành phần chính tạo nên những lợi ích này. Ngày nay, công nghệ nano mở ra một hướng đi mới trong việc khai thác triệt để tiềm năng của rau má, bằng cách tạo ra hệ nano saponin rau má. Nghiên cứu khoa học về rau má và nano saponin đang ngày càng được chú trọng. Việc nano hóa giúp tăng cường sinh khả dụng và hiệu quả của chiết xuất rau má, mở ra nhiều ứng dụng nano trong mỹ phẩm và sản phẩm chăm sóc cá nhân. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức trong việc tối ưu hóa quy trình chiết xuất, phương pháp tạo hạt nano, và đảm bảo độ ổn định của nano. Cần có những nghiên cứu sâu hơn để đánh giá đầy đủ tiềm năng và tác dụng của rau má trong lĩnh vực này.

1.1. Thành Phần Hóa Học và Tác Dụng Dược Lý của Rau Má

Rau má chứa nhiều hoạt chất sinh học quan trọng như saponin, flavonoid, và các khoáng chất. Các saponin triterpenoid, bao gồm asiaticoside, madecassoside, asiatic acid, và madecassic acid, là thành phần chính chịu trách nhiệm cho các tác dụng của rau má. Asiaticoside, chiếm tỷ lệ cao nhất, thúc đẩy quá trình làm lành vết thương, kháng viêm, và chống oxy hóa. Các flavonoid đóng vai trò bảo vệ tế bào khỏi tác hại của các gốc tự do. Các nghiên cứu đã chứng minh chiết xuất rau má có khả năng cải thiện tuần hoàn máu, giảm căng thẳng, và hỗ trợ điều trị các bệnh về da. Việc ứng dụng rau má trong dược mỹ phẩm ngày càng phổ biến nhờ những lợi ích vượt trội này. Trích dẫn: 'Rau má chứa khá nhiều chất có hoạt tính sinh học như saponin (asiaticoside, asiatic acid, madicassoside, madecassic acid), các phytosterol, tinh dầu, các khoáng chất (Ca, Fe, Mg, P, Zn…), vitamin (B1, B2, B3, C và K), amino acid (glutamic, serin, threonin, alanin, lysin, histidin), tanin và alkaloid'.

1.2. Tổng Quan về Hệ Nano và Ứng Dụng trong Dược Mỹ Phẩm

Hệ nano là các cấu trúc có kích thước từ 1 đến 100 nanomet, mang lại nhiều ưu điểm vượt trội so với các vật liệu truyền thống. Kích thước hạt nano nhỏ giúp tăng diện tích bề mặt tiếp xúc, cải thiện độ hòa tan và sinh khả dụng của hoạt chất. Trong dược mỹ phẩm, công nghệ nano được sử dụng để tạo ra các nano saponin giúp tăng cường khả năng thẩm thấu qua da, bảo vệ hoạt chất khỏi sự phân hủy, và kiểm soát giải phóng hoạt chất. Các hệ nano phổ biến bao gồm liposome, nanosome, micelle, và hạt nano polyme. Việc lựa chọn phương pháp tạo hạt nano phù hợp phụ thuộc vào tính chất của hoạt chất và mục đích sử dụng.

II. Thách Thức Chiết Xuất và Ổn Định Saponin Rau Má Nano

Mặc dù tiềm năng của hệ nano saponin rau má rất lớn, quá trình chiết xuất và ổn định nano saponin vẫn còn nhiều thách thức. Việc chiết xuất saponin rau má đòi hỏi quy trình phức tạp để đảm bảo hiệu suất cao và độ tinh khiết. Các tạp chất có thể ảnh hưởng đến độ ổn định của nano và hiệu quả của sản phẩm cuối cùng. Phương pháp tạo hạt nano cần được tối ưu hóa để đạt được kích thước hạt nano mong muốn và độ đồng đều cao. Một trong những vấn đề quan trọng là đảm bảo độ ổn định của nano trong quá trình bảo quản và sử dụng, tránh hiện tượng kết tụ hoặc phân hủy. Nghiên cứu về các phương pháp bảo vệ saponin và tăng cường độ ổn định của nano là rất cần thiết để ứng dụng thành công trong sản phẩm chăm sóc cá nhân. Cần tìm ra các tá dược thích hợp để bao bọc nano saponin, bảo vệ chúng khỏi các tác nhân bên ngoài.

2.1. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Hiệu Quả Chiết Xuất Saponin Rau Má

Hiệu quả chiết xuất saponin rau má phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm loại dung môi, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu, thời gian chiết, và nhiệt độ. Dung môi thường được sử dụng là ethanol, methanol, hoặc nước. Ethanol thường được ưa chuộng vì tính an toàn và hiệu quả chiết xuất tương đối cao. Tỷ lệ dung môi/nguyên liệu cần được tối ưu hóa để đảm bảo chiết xuất triệt để mà không lãng phí dung môi. Thời gian chiết quá ngắn có thể không đủ để giải phóng saponin, trong khi thời gian chiết quá dài có thể dẫn đến sự phân hủy của hoạt chất. Nhiệt độ cao có thể tăng hiệu quả chiết xuất, nhưng cũng có thể gây phá hủy tính chất saponin. Cần có các nghiên cứu khoa học về rau má để tối ưu hóa quy trình chiết xuất.

2.2. Vấn Đề Ổn Định Hạt Nano Saponin và Giải Pháp

Độ ổn định của nano là một yếu tố then chốt ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu quả của sản phẩm chứa rau má. Các nano saponin có xu hướng kết tụ lại với nhau, làm tăng kích thước hạt nano và giảm diện tích bề mặt. Điều này dẫn đến giảm sinh khả dụng và hiệu quả của hoạt chất. Để giải quyết vấn đề này, có thể sử dụng các chất ổn định như surfactant (ví dụ: Tween 80), polymer (ví dụ: polyvinyl alcohol), hoặc lipid (ví dụ: phospholipid). Các chất ổn định này tạo ra một lớp bảo vệ xung quanh hạt nano, ngăn chặn sự kết tụ. Ngoài ra, việc điều chỉnh pH, độ nhớt, và nồng độ ion cũng có thể giúp tăng cường độ ổn định của nano.

III. Phương Pháp Tạo Hệ Nano Chứa Saponin Từ Rau Má Hiệu Quả

Để tạo ra hệ nano saponin rau má hiệu quả, có nhiều phương pháp khác nhau có thể được áp dụng, bao gồm phương pháp từ trên xuống (top-down) và phương pháp từ dưới lên (bottom-up). Phương pháp từ trên xuống bao gồm nghiền, đồng nhất hóa áp suất cao, và siêu âm. Phương pháp từ dưới lên bao gồm kết tủa, nhũ tương hóa, và sử dụng liposome. Lựa chọn phương pháp tạo hạt nano phù hợp phụ thuộc vào tính chất của saponin, yêu cầu về kích thước hạt nano, và chi phí sản xuất. Việc kết hợp nhiều phương pháp có thể tạo ra nano saponin với kích thước và độ ổn định tối ưu. Điều quan trọng là cần kiểm soát chặt chẽ các thông số của quy trình để đảm bảo chất lượng của sản phẩm cuối cùng.

3.1. Kỹ Thuật Đồng Nhất Hóa Áp Suất Cao trong Nano Hóa

Đồng nhất hóa áp suất cao (High-Pressure Homogenization - HPH) là một phương pháp tạo hạt nano từ trên xuống phổ biến. Nguyên tắc của HPH là đẩy dịch chiết chứa saponin rau má qua một khe hẹp với áp suất rất cao, tạo ra lực cắt mạnh làm giảm kích thước hạt nano. Ưu điểm của HPH là khả năng sản xuất quy mô lớn, độ đồng đều cao, và không cần sử dụng dung môi hữu cơ. Tuy nhiên, HPH có thể gây ra sự phá hủy tính chất saponin nếu áp suất quá cao. Do đó, cần tối ưu hóa các thông số như áp suất, số lần đồng nhất hóa, và nhiệt độ để đạt được kích thước hạt nano mong muốn mà không ảnh hưởng đến chất lượng của hoạt chất.

3.2. Sử Dụng Liposome để Bao Bọc và Bảo Vệ Nano Saponin

Liposome là các túi hình cầu được tạo thành từ lớp kép phospholipid, có khả năng bao bọc và bảo vệ các hoạt chất bên trong. Sử dụng liposome để bao bọc nano saponin là một phương pháp hiệu quả để tăng cường độ ổn định của nano, cải thiện khả năng thẩm thấu qua da, và kiểm soát giải phóng hoạt chất. Liposome có khả năng tương thích sinh học cao, ít gây kích ứng da, và có thể được điều chỉnh kích thước và điện tích để phù hợp với mục đích sử dụng. Liposome có thể được tạo ra bằng nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm phương pháp thin-film hydration, phương pháp reverse-phase evaporation, và phương pháp microfluidization. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào tính chất của saponin và yêu cầu về kích thước và cấu trúc của liposome.

IV. Ứng Dụng Hệ Nano Saponin Rau Má Trong Chăm Sóc Da

Hệ nano saponin rau má mở ra nhiều tiềm năng trong lĩnh vực chăm sóc cá nhân và sản phẩm chăm sóc da. Với khả năng tăng cường thẩm thấu, bảo vệ hoạt chất, và kiểm soát giải phóng, nano saponin có thể được sử dụng để tạo ra các sản phẩm chống lão hóa, làm lành vết thương, kháng viêm, và dưỡng ẩm hiệu quả hơn. Các sản phẩm chứa rau má như kem dưỡng da, serum, và mặt nạ đang ngày càng trở nên phổ biến. Nghiên cứu khoa học về rau má và ứng dụng nano trong mỹ phẩm đang tiếp tục phát triển, hứa hẹn mang lại những sản phẩm chăm sóc da vượt trội. Tuy nhiên, cần có các thử nghiệm lâm sàng để chứng minh hiệu quả và tính an toàn của các sản phẩm nano này.

4.1. Phát Triển Serum Chăm Sóc Da Chứa Nano Saponin Rau Má

Serum là một sản phẩm chăm sóc da có nồng độ hoạt chất cao, được thiết kế để thẩm thấu sâu vào da và mang lại hiệu quả nhanh chóng. Hệ nano saponin rau má là một thành phần lý tưởng cho serum vì khả năng tăng cường thẩm thấu và hiệu quả của hoạt chất. Serum chứa nano saponin có thể giúp làm giảm nếp nhăn, cải thiện độ đàn hồi của da, làm sáng da, và giảm viêm. Việc kết hợp nano saponin với các thành phần khác như vitamin C, acid hyaluronic, và peptide có thể tăng cường hiệu quả của serum. Cần có các nghiên cứu để đánh giá tính chất saponin và hiệu quả của serum chứa nano saponin trên các loại da khác nhau.

4.2. Đánh Giá Hiệu Quả và Tính An Toàn của Sản Phẩm Chứa Nano Saponin

Để đảm bảo chất lượng và hiệu quả của sản phẩm chứa rau má, cần có các đánh giá toàn diện về hiệu quả và tính an toàn. Các đánh giá hiệu quả có thể bao gồm đo độ ẩm của da, độ đàn hồi của da, kích thước nếp nhăn, và sắc tố da. Các đánh giá tính an toàn có thể bao gồm thử nghiệm kích ứng da, thử nghiệm độc tính tế bào, và thử nghiệm độc tính trên động vật. Các thử nghiệm lâm sàng trên người là cần thiết để chứng minh hiệu quả và tính an toàn của sản phẩm trong điều kiện sử dụng thực tế. Việc công bố kết quả nghiên cứu khoa học về rau má và sản phẩm chứa rau má giúp người tiêu dùng có thông tin đầy đủ và lựa chọn sản phẩm phù hợp.

V. Kết Luận Tiềm Năng và Hướng Phát Triển Nano Saponin

Nghiên cứu và ứng dụng hệ nano saponin rau má trong sản phẩm chăm sóc cá nhân là một lĩnh vực đầy hứa hẹn. Việc nano hóa giúp tăng cường sinh khả dụng và hiệu quả của chiết xuất rau má, mở ra nhiều cơ hội để phát triển các sản phẩm chăm sóc da vượt trội. Tuy nhiên, cần có thêm nghiên cứu khoa học về rau má để tối ưu hóa quy trình chiết xuất, phương pháp tạo hạt nano, và đảm bảo độ ổn định của nano. Việc đánh giá hiệu quả và tính an toàn của các sản phẩm nano là rất quan trọng để đảm bảo lợi ích cho người tiêu dùng. Trong tương lai, công nghệ nano có thể được sử dụng để tạo ra các sản phẩm chăm sóc da cá nhân hóa, đáp ứng nhu cầu riêng biệt của từng người.

5.1. Tổng Quan Nghiên Cứu Hiện Tại Về Rau Má Và Nano Hóa

Các nghiên cứu hiện tại tập trung vào tối ưu hóa quy trình chiết xuất saponin từ rau má, lựa chọn phương pháp tạo hạt nano phù hợp và đánh giá hiệu quả của sản phẩm chứa rau má. Một số nghiên cứu đã chứng minh rằng nano hóa có thể tăng cường khả năng thẩm thấu qua da và hiệu quả của chiết xuất rau má trong việc làm lành vết thương và giảm viêm. Tuy nhiên, cần có thêm nghiên cứu để đánh giá tác động lâu dài của nano saponin trên da và đảm bảo tính an toàn của sản phẩm.

5.2. Hướng Nghiên Cứu Tương Lai và Ứng Dụng Mới Của Nano Saponin

Hướng nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào phát triển các phương pháp tạo hạt nano thân thiện với môi trường, sử dụng các vật liệu tự nhiên và an toàn. Việc nghiên cứu về cơ chế tác động của nano saponin trên da cũng rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu quả của sản phẩm. Ứng dụng mới của nano saponin có thể bao gồm phát triển các sản phẩm chăm sóc da cá nhân hóa, sử dụng công nghệ nano để cung cấp saponin đến các tế bào da một cách chính xác và hiệu quả.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Thị trường mỹ phẩm và sản phẩm chăm sóc cá nhân có nguồn gốc tự nhiên toàn cầu đang đạt mức tăng trưởng ấn tượng hơn 8,5% mỗi năm, thúc đẩy nhu cầu tìm kiếm các hoạt chất sinh học bền vững từ thực vật. Cây rau má (Centella asiatica (L.) Urban) từ lâu đã được biết đến như một nguồn dược liệu quý chứa phức hợp saponin triterpenoid dồi dào, tiêu biểu là asiaticoside, madecassoside, asiatic acid và madecassic acid. Các hợp chất này sở hữu hoạt tính sinh học vượt trội trong việc thúc đẩy tổng hợp collagen loại I, làm lành vết thương, chống oxy hóa và ngăn ngừa lão hóa da.

Tuy nhiên, việc ứng dụng các hoạt chất từ rau má vào công nghiệp mỹ phẩm hiện nay đang gặp phải rào cản kỹ thuật lớn. Chiết xuất thô từ cây thường chứa hàm lượng tạp chất màu cao như diệp lục và flavonoid, gây hiện tượng sẫm màu, biến đổi cảm quan và làm giảm độ bền nhũ tương của sản phẩm theo thời gian. Đồng thời, cấu trúc khung triterpene cồng kềnh khiến saponin kém tan trong cả pha nước lẫn pha dầu, hạn chế đáng kể khả năng thẩm thấu qua hàng rào biểu bì da.

Trước thực trạng đó, đề tài luận văn thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật Hóa học được thực hiện nhằm giải quyết trọn vẹn chuỗi vấn đề công nghệ: xây dựng quy trình chiết tách tối ưu, tinh chế loại bỏ tạp màu bằng vật liệu hấp phụ, tạo hệ phân tán nano nhằm tăng diện tích tiếp xúc bề mặt và định hướng phối chế vào nền serum chăm sóc da thực nghiệm. Đề tài được triển khai trên các lô nguyên liệu thu hái tại 3 vùng trọng điểm phía Nam (Long An, Đồng Nai và TP. Hồ Chí Minh), hoàn thành nghiên cứu tại Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP. Hồ Chí Minh. Nghiên cứu đã nâng cao hàm lượng hoạt chất asiaticoside và madecassoside lên hơn 35%, kiểm soát kích thước hạt nano trong dải 50 - 350 nm và chứng minh độ ổn định hóa lý vượt trội của sản phẩm serum qua 30 ngày thử nghiệm gia tốc.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng của các mô hình và lý thuyết hóa kỹ thuật chuyên sâu:

• Lý thuyết chuyển khối trong trích ly rắn - lỏng (Solid-Liquid Extraction Theory): Mô tả động học quá trình khuếch tán của các phân tử saponin từ cấu trúc mô thực vật rau má vào pha dung môi ethanol dưới tác động của nhiệt độ và thời gian khuấy trộn.
• Lý thuyết hấp phụ động học trên chất mang xốp macroporous (Adsorption Mechanics on Macroporous Resins): Giải thích cơ chế tương tác kỵ nước và lực van der Waals giữa khung carbon của nhựa polymer tổng hợp HPD300 với các phân tử triterpene, cho phép giải hấp chọn lọc hoạt chất và loại bỏ tạp màu.
• Cơ chế xâm thực siêu âm (Acoustic Cavitation Mechanics): Ứng dụng sóng siêu âm cao tần tạo ra các chu kỳ nén - giãn liên tục và các bọt khí vi mô trong chất lỏng, khi vỡ ra sinh ra áp suất cục bộ cực lớn giúp phân cắt kích thước tiểu phân saponin xuống kích thước nanomet.

Bên cạnh đó, các khái niệm trọng tâm bao gồm: Saponin triterpenoid pentacyclic khung Ursane, Nhựa hấp phụ không phân cực HPD300, Hệ phân tán nano micelle và Hệ chất nền polymer tương thích điện giải (Sepinov EMT 10 kết hợp Sepimax Zen).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thực nghiệm được thu thập từ 3 lô mẫu rau má đại diện tại Long An, Đồng Nai và chợ đầu mối TP. Hồ Chí Minh. Dược liệu sau khi rửa sạch được sấy đối lưu ở 55°C trong 6 giờ để kiểm soát độ ẩm đồng nhất dưới 11%, sau đó nghiền thành bột mịn có kích thước hạt đồng đều. Quy trình trích ly tiến hành trên 20 g bột khô với tỷ lệ dung môi 1:10 (w/v), khảo sát hai hệ cồn 50% và cồn 98% tại nhiệt độ 70°C trong 1 giờ, lặp lại 3 chu kỳ liên tiếp.

Quy trình làm giàu hoạt chất sử dụng than hoạt tính (diện tích bề mặt 500 - 1500 m²/g) ở 60°C và cột nhựa macroporous HPD300 (diện tích bề mặt 800 - 870 m²/g, đường kính lỗ xốp 50 - 55 Å). Dịch phân tán cao chiết được nạp qua cột nhựa 3 lần, rửa sạch tạp chất tan trong nước bằng 4 thể tích cột (BV) nước cất và giải hấp saponin tinh sạch bằng 1 BV ethanol.

Hệ phân tán nano được tạo lập bằng thiết bị siêu âm đồng hóa công suất cao QSonica Q700 trong thời gian 20 phút, phối hợp các chất hoạt động bề mặt TWEEN20, TWEEN80 và PEG40-HCO ở các tỷ lệ khối lượng từ 1:1 đến 1:50.

Hệ thống phương pháp phân tích được lựa chọn nghiêm ngặt nhằm đảm bảo độ tin cậy khoa học cao:

• Phương pháp quang phổ UV-Vis ở bước sóng 538 nm với thuốc thử vanillin - acid sulfuric để định lượng saponin tổng dựa trên đường chuẩn acid oleanolic (hệ số tương quan tuyến tính R² = 0,9953).
• Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) pha đảo trên cột C18 (150 x 4,6 mm; 5 µm), đầu dò DAD ở bước sóng 210 nm, pha động nước:acetonitrile (tỷ lệ 70:30, pH 2,8), tốc độ dòng 1,0 ml/phút để định lượng độc lập asiaticoside (R² = 0,9972) và madecassoside (R² = 0,9991).
• Phương pháp tán xạ nhiễu xạ laser (LDS) trên máy HORIBA LA 950-V2 và kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FE-SEM) Hitachi S4800 để xác định kích thước và hình thái cấu trúc tiểu phân nano.
• Phương pháp đo màu quang học CIE LCh trên thiết bị Chroma Meter CR-400 và kiểm tra cảm quan theo thang điểm 5 để đánh giá tính ổn định của sản phẩm serum trong 30 ngày thử nghiệm chu kỳ nhiệt (4°C đến 45°C) và phơi sáng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình phân tích thực nghiệm đã mang lại 4 phát hiện quan trọng có giá trị khoa học và ứng dụng thực tiễn cao:

1. Đặc tính nguyên liệu và hiệu suất trích ly: Hàm lượng saponin toàn phần trong nguyên liệu rau má khô tại các vùng thu hái dao động trong khoảng hẹp từ 22,61% (Long An) đến 24,18% (Đồng Nai), cho thấy sự ổn định về nguồn cung dược liệu tại miền Nam Việt Nam. Dung môi cồn 98% cho hiệu quả trích ly vượt trội so với cồn 50%, đạt hàm lượng asiaticoside ban đầu khoảng 7,4% và tỷ lệ thu hồi saponin toàn phần sau 3 lần chiết đạt trên 88,5%.
2. Hiệu quả làm giàu hoạt chất bằng nhựa macroporous HPD300: Việc xử lý dịch chiết qua cột nhựa HPD300 đã loại bỏ hoàn toàn dải phổ hấp thu của chlorophyll ở bước sóng 660 nm. Hàm lượng cặp đôi hoạt chất quý asiaticoside và madecassoside tăng vọt từ 7,4% lên 35,8% (tăng trưởng gấp 4,8 lần so với cao thô), tỷ lệ thu hồi hoạt chất saponin đạt trên 85,2%. Ngược lại, than hoạt tính gây thất thoát hơn 40% hoạt chất do hiện tượng hấp phụ không đặc hiệu.
3. Tạo lập thành công hệ phân tán nano bền vững: Sử dụng chất hoạt động bề mặt TWEEN80 với tỷ lệ chế phẩm:chất hoạt động bề mặt là 1:10 kết hợp siêu âm 20 phút tạo ra hệ phân tán có độ ổn định quang học cao, không bị tách pha sau 14 ngày. Phân tích FE-SEM xác nhận các hạt nano phân tán đồng đều có kích thước thực tế chỉ từ 50 đến 350 nm, trong khi kích thước trung bình dạng solvat hóa trong môi trường lỏng đo bằng LDS đạt 1,540 µm.
4. Độ ổn định vượt trội của serum chứa chế phẩm nano: Serum phối chế từ chế phẩm saponin tinh chế duy trì độ trong suốt và giữ vững chỉ số sai biệt màu tổng thể Delta E ở mức rất thấp (< 2,12) sau 30 ngày thử nghiệm sốc nhiệt (4°C - 45°C). Hàm lượng saponin bảo toàn đạt 91,5%, trong khi mẫu serum sử dụng cao chiết thô bị biến màu nâu sẫm rõ rệt (Delta E > 6,85) và hao hụt hơn 28,3% saponin.

Thảo luận kết quả

Khi xem xét dữ liệu kích thước hạt, biểu đồ phân bố kích thước hạt từ thiết bị LDS thể hiện một đường cong phân bố chuẩn dạng Gauss đơn đỉnh xung quanh giá trị trung bình 1,540 µm. Sự sai biệt giữa kết quả LDS và ảnh chụp vi cấu trúc FE-SEM (50 - 350 nm) được giải thích bởi lớp vỏ hydrat hóa của phân tử TWEEN80 bao bọc quanh lõi kỵ nước saponin trong dung dịch nước, làm tăng bán kính thủy động học của hạt. Khi mẫu được sấy khô để chụp FE-SEM, lớp nước này mất đi, để lộ kích thước hạt nano nguyên bản.

Bảng so sánh biến thiên màu sắc trên hệ không gian màu CIE LCh chứng minh rằng việc loại bỏ hoàn toàn các vòng porphyrin của chlorophyll qua cột HPD300 đã ngăn chặn triệt để phản ứng oxy hóa quang hóa dưới tác động của tia tử ngoại. Kết quả đánh giá cảm quan trên thang điểm 5 cho thấy serum chứa chế phẩm nano rau má đạt điểm trung bình 4,6/5 về độ thẩm thấu nhanh, không gây nhờn rít, tương đương với các dòng serum cao cấp chứa phức hợp Titrated Extract of Centella Asiatica (TECA) thương mại của Pháp nhưng có chi phí sản xuất tối ưu hơn đáng kể.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu, 4 giải pháp kỹ thuật và định hướng phát triển được đề xuất:

1. Mở rộng quy mô trích ly tuần hoàn: Thiết kế và lắp đặt hệ thống chiết xuất hồi lưu cồn liên tục quy mô pilot 100 lít/mẻ với tỷ lệ dung môi 1:8, duy trì nhiệt độ 70°C trong 45 phút, hướng tới mục tiêu tăng hiệu suất thu hồi saponin lên 92% trong vòng 6 tháng tới do nhóm kỹ sư công nghệ hóa chất thực hiện.
2. Quy chuẩn hóa chu trình tái sinh vật liệu hấp phụ: Xây dựng quy trình súc rửa và hoàn nguyên cột nhựa HPD300 tự động bằng dung dịch ethanol 95% sau 15 chu kỳ hoạt động, giúp giảm chi phí vật liệu tiêu hao 35% trong giai đoạn sản xuất thử nghiệm kéo dài 3 tháng tại cơ sở sản xuất.
3. Phát triển hệ dẫn thuốc Nano-Liposome hoặc Phytosome: Nghiên cứu bao bọc dịch chiết saponin tinh chế bằng màng phospholipid đậu nành kết hợp cholesterol để đưa kích thước hạt xuống dưới 100 nm, tăng tỷ lệ thẩm thấu qua lớp sừng da thêm 40% trong vòng 12 tháng do các viện nghiên cứu chuyên ngành thực hiện.
4. Hoàn thiện tiêu chuẩn cơ sở và thử nghiệm lâm sàng: Ban hành tiêu chuẩn chất lượng (TCCS) cho nguyên liệu nano saponin rau má theo chuẩn Hiệp định Mỹ phẩm ASEAN (ACD), triển khai đánh giá độ an toàn và hiệu quả mờ sẹo, giảm viêm trên 60 tình nguyện viên trong thời gian 9 tháng dưới sự chủ trì của doanh nghiệp dược mỹ phẩm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu này mang lại giá trị thực tiễn và học thuật cho 4 nhóm đối tượng chính:

1. Kỹ sư Công nghệ Hóa học và Dược phẩm: Tiếp cận quy trình công nghệ chi tiết từ khâu xử lý nguyên liệu, chiết xuất rắn - lỏng đến tinh chế bằng cột nhựa macroporous HPD300 để ứng dụng trực tiếp vào quy mô sản xuất công nghiệp.
2. Chuyên viên Nghiên cứu & Phát triển (R&D) Mỹ phẩm: Sử dụng công thức nền serum tối ưu phối hợp hệ polymer Sepinov EMT 10 và Sepimax Zen, giải quyết triệt để lỗi kỹ thuật về tính bết rít, phân lớp hoặc đổi màu khi kết hợp hoạt chất thiên nhiên.
3. Học viên cao học và Nhà nghiên cứu khoa học: Tham khảo phương pháp xây dựng đường chuẩn HPLC, quy trình phân tích quang phổ vanillin - acid sulfuric và kỹ thuật đánh giá cấu trúc hạt nano qua kính hiển vi điện tử quét FE-SEM.
4. Doanh nghiệp sản xuất mỹ phẩm và dược liệu: Khai thác dữ liệu kinh tế - kỹ thuật để đầu tư chuỗi giá trị chế biến sâu nguồn nguyên liệu rau má dồi dào tại miền Nam Việt Nam, thay thế nguồn cao chiết nhập khẩu đắt đỏ.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao cần tinh chế chiết xuất rau má qua nhựa HPD300 thay vì sử dụng trực tiếp cao chiết thô? Cao chiết thô chứa hàm lượng lớn chất diệp lục và đường tự do khiến sản phẩm serum có màu xanh đen sẫm, độ nhớt kém ổn định và bị biến đổi màu nặng nề (Delta E vượt quá 6,85 sau 30 ngày). Nhựa macroporous HPD300 giúp loại bỏ hoàn toàn sắc tố tạp, nâng hàm lượng asiaticoside và madecassoside lên 35,8%, tạo ra chế phẩm tinh khiết có màu vàng sáng và độ bền cao.

Hệ phân tán saponin rau má có kích thước hạt bao nhiêu và được xác định bằng phương pháp nào? Kích thước tiểu phân saponin được xác minh qua hai phương pháp độc lập: thiết bị nhiễu xạ laser LDS HORIBA LA 950-V2 ghi nhận kích thước hạt trung bình dạng solvat hóa trong nước là 1,540 µm, trong khi ảnh chụp kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường FE-SEM Hitachi S4800 xác nhận các hạt nano thực tế phân tán đồng đều trong dải kích thước siêu mịn từ 50 đến 350 nm.

Chất hoạt động bề mặt nào đem lại hiệu quả phân tán nano saponin tối ưu nhất? Qua khảo sát thực nghiệm với TWEEN20, PEG40-HCO và TWEEN80 ở nhiều tỷ lệ khác nhau, TWEEN80 ở tỷ lệ khối lượng 1:10 (hoạt chất:chất hoạt động bề mặt) kết hợp siêu âm 20 phút bằng máy QSonica Q700 cho khả năng tạo hệ phân tán nano bền vững nhất, không xuất hiện hiện tượng vón cục hay lắng cặn sau 14 ngày theo dõi.

Hàm lượng hoạt chất trong cây rau má tại các tỉnh phía Nam có sự chênh lệch lớn không? Kết quả kiểm nghiệm trên 3 nguồn mẫu tại Long An, Đồng Nai và TP. Hồ Chí Minh cho thấy hàm lượng saponin toàn phần dao động rất nhỏ, lần lượt là 22,61%, 24,18% và 23,05%. Điều này chứng minh nguồn dược liệu rau má sinh trưởng trong điều kiện thổ nhưỡng, khí hậu miền Nam Việt Nam có chất lượng đồng đều và ổn định, rất thuận lợi cho thu mua quy mô lớn.

Serum chứa nano saponin thể hiện độ bền ra sao trong điều kiện thử nghiệm gia tốc? Trong thử nghiệm chu kỳ sốc nhiệt khắc nghiệt (thay đổi liên tục giữa 4°C và 45°C) kéo dài suốt 30 ngày, serum phối chế với nano saponin tinh chế duy trì độ ổn định quang học xuất sắc với độ sai lệch màu Delta E chỉ đạt 2,12 và bảo toàn được hơn 91,5% hàm lượng saponin, chứng minh tuổi thọ sản phẩm vượt trội.

Kết luận

• Xây dựng thành công quy trình chiết xuất saponin từ rau má bằng dung môi ethanol 98% ở 70°C qua 3 chu kỳ chiết, đạt hàm lượng saponin toàn phần ban đầu trên 24%.
• Ứng dụng hiệu quả cột nhựa macroporous HPD300 giúp loại bỏ hoàn toàn tạp chất diệp lục, làm giàu hàm lượng asiaticoside và madecassoside lên 35,8%, tăng 4,8 lần so với cao thô với tỷ lệ thu hồi hoạt chất đạt trên 85,2%.
• Chế tạo thành công hệ phân tán nano saponin kích thước 50 - 350 nm trên thiết bị FE-SEM bằng công nghệ xâm thực siêu âm kết hợp chất hoạt động bề mặt TWEEN80 tỷ lệ 1:10.
• Phát triển công thức serum dưỡng da hoàn chỉnh trên nền hệ polymer Sepinov EMT 10 và Sepimax Zen, bảo toàn hơn 91,5% hoạt chất và giữ vững độ ổn định cảm quan sau 30 ngày thử nghiệm khắc nghiệt.
• Công trình đã mở ra hướng đi đột phá trong việc nâng cao giá trị gia tăng của nguồn dược liệu rau má Việt Nam, cung cấp giải pháp công nghệ toàn diện cho ngành công nghiệp mỹ phẩm thiên nhiên.

Trong giai đoạn tiếp theo (2024 - 2026), các đơn vị nghiên cứu và doanh nghiệp cần nhanh chóng hoàn thiện hồ sơ thử nghiệm lâm sàng, tối ưu hóa dây chuyền sản xuất pilot để sớm đưa các sản phẩm serum nano rau má đạt tiêu chuẩn quốc tế ra thị trường. Quý độc giả, kỹ sư và doanh nghiệp quan tâm có thể khai thác toàn bộ dữ liệu thực nghiệm và thông số kỹ thuật chi tiết trong toàn văn luận văn thạc sĩ này để đẩy nhanh tiến độ nghiên cứu phát triển sản phẩm của mình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về cây rau má 1.1 Phân loại và đặc điểm hình thái Bảng 1. 1: Phân loại cây Centella asiatica [1] Hệ thống phân loại (Taxonomy) Giới Phân giới Lớp Phân lớp Họ Chi Loài Apiaceae Centella Eukaryota Embryophyta Dicotyledoneae Rosidae hay Centella asiatica Umbelliferae Tên khoa học Centella asiatica (L. Cây rau má (Centella asiatica (L.) Urban) là một loại cây thân thảo nhỏ (họ Apiaceae), có khoảng 30 loài trong họ, với hình dáng mảnh mai, hoa màu trắng, sống ở những vùng ẩm ướt, chủ yếu ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới [1]. Rau má phân bố ở nhiều nơi ở Châu Á như: Ấn Độ, Đức, Sri Lanka, Nam Phi, Úc, Indonesia, Malaysia và Việt Nam [2-4].

1: Hình thái cây rau má Centella asiatica 1 1.2 Thành phần hoạt chất Centella asiatica chứa nhiều hoạt chất chuyển hóa thứ cấp, đặc biệt là asiaticoside, madecassoside, asiatic acid và madecassic acid thuộc nhóm saponin triterpenoid [2, 5, 6]. Asiaticoside được tìm thấy nhiều nhất trong tất cả các thành phần của cây, ngoài ra còn có một lượng nhỏ tinh dầu. Một số thành phần khác được công bố chứa trong C. asiatica gồm flavonoid như quercetin, kaempferol và một số phytosterol như campesterol, sitosterol và stigmasterol [7].

Các chất chuyển hóa thứ cấp là những sản phẩm thiên nhiên thường tạo từ điều kiện sinh thái do tương tác giữa thực vật và môi trường phát triển của chúng. Có thể thu được những sản phẩm này do điều kiện canh tác, nuôi trồng vá cải tiến các phương pháp để cây sản sinh ra những chất mong muốn, tiếp cận các công nghệ sinh học để tăng nồng độ của các chất cần khảo sát. Tầm quan trọng của các chất chuyển hóa thứ cấp từ thực vật trong y học, nông nghiệp và công nghiệp đã thúc đẩy nhiều nghiên cứu về tổng hợp, khảo sát hoạt tính sinh học của các chất này [2, 3]. Vậy tùy theo điều kiện môi trường mà hình dạng, hình dáng hay hoạt động trao đổi chất của cây C.

asiatica sẽ khác nhau [8, 9]. 2: Bảng các thành phần trong cây Centella asiatica Nhóm chính Thành phần Terpene acetate Tinh dầu (0.1 % của cây) Germacrene (Caryophyllene) p-Cymol (Pinene) Quercetin glycoside Dẫn xuất flavone Kaepferol, glycoside, astragalin Caryophyllene Elemene và bicycloelemene Sesquiterpenes Trans – farnesene Ermacrene D 2 Stigmasterol Triterpenenic steroid Sitisterol Asiatic acid 6-hydroxy asisatic acid (madecassic acid , Triterpenenic acid madasiatic acid) Betulinic acid (thankunic acid, Isothakunic acid) Asiaticoside A Ester của acid triterpenenic và Asiaticoside B đường Brahmoside Thankuniside Isothankuniside 1.3 Ứng dụng truyền thống Từ rất lâu trước đây y học dân gian đã sử dụng rau má để điều trị các bệnh như bệnh ngoài da, bệnh tâm thần, tăng cường trí nhớ và bệnh phong [10]. Ngày nay, rau má được xem cây dược liệu quan trọng, chứa các hoạt chất ứng dụng rộng rãi trong các sản phẩm thuốc và mỹ phẩm (kem chống lão hóa và kháng oxy hóa, kháng viêm) [11].2 Tổng quan về hợp chất saponin Saponin là nhóm glycoside lớn những sản phẩm chuyển hóa thứ cấp được tìm thấy đa dạng trong các loại thực vật. Sự hiện diện của các saponin được công bố có trong hơn 100 họ thực vật, đóng vai trò thiết yếu trong chế độ ăn hằng ngày.

Nguồn saponin chính trong các cây họ đậu như: đậu nành, đậu xanh, đậu phộng, ., chúng còn hiện diện trong yến mạch, các họ tỏi, măng tây, trà, rau bina, củ cải đường, khoai lang. Saponin không chỉ phân bố ở thực vật, mà còn trong các loại nấm, và một số ít trong các sinh vật biển, rong biển, sao biển,. Các đặc tính của saponin thể hiện qua cấu trúc chứa các aglycon và một hay nhiều gốc đường, các carbonhydrate như đường C5, C6 hay acid uronic [13]. Dựa trên cấu trúc 3 hóa học khác nhau của các khung carbon, aglycon có thể phân thành triterpenoid và steroid, khác nhau bởi những nhóm thay thế, chủ yếu là gốc methyl và gốc carboxyl gắn vào những vị trí khác nhau trong trên khung vòng carbon.

Người ta phân loại một số nhóm đường dựa vào cấu trúc như mono, di, tri,. Hầu hết đường mono gồm: D-glucose (Glc), D-galactose (Gal), D-glucuronic acid (GlcA), D- galacturonic acid (GalA), L-rhamnose (Rha), L-arabinose (Ara), D-xylose (Xyl), và D- fucose (Fuc),. Monodesmosid saponin có một nhóm đường, thường đính vào C3. Bidesmosid saponin có hai nhóm đường thường là một nhóm liên kết ether tại C3 và một nhóm liên kết ester tại C28 (triterpene saponin), hay liên kết ether tại C26 (furastanol saponin).

3: Hợp chất saponin chứa trong một số loại thực vật [7] Nguồn thực vật Phần trăm saponin (%) Đậu nành 0.47 Quả bồ kết 10 Đậu xanh 0.2 Vỏ cây Quillaja 9-10 Cây Yucca (Asparagaceae) 10 Rễ cây cam thảo 22.13 Củ cải đường 5.8 Cỏ đinh lăng 0.1 Cấu trúc của saponin steroid Saponin dạng steroid có aglycone là nhóm steroid, steroid aglycones có khung với 27 nguyên tử carbon chia thành hai nhóm nhỏ: C-27 spirostane (nhóm lớn nhất, cấu trúc sáu vòng) và C-26 furostane (cấu trúc năm vòng) [14, 15]. Nhóm spirostan: Nhóm spirostan hiện nay được chú ý nhiều vì là nguồn nguyên liệu quan trọng để bán tổng hợp các thuốc steroid. Hai sapogenin quan trọng nhất là diosgenin (có chủ yếu trong các loài Dioscorea) và hecogenin (có chủ yếu trong các loài Agave). Nhóm furostan: Nhóm này có cấu trúc tương tự như nhóm spirostan chỉ khác là vòng F bị biến đổi.

Vòng F có thể mở, nếu xảy ra sự đóng vòng F thì chuyển thành dẫn chất nhóm spirostan. Hoặc vòng F là vòng 5. Ngoài ra còn có các nhóm khác: Nhóm aminofurostan: Ở đây vòng F mở ở vị trí C-3 đính nhóm NH2. Ví dụ jurubin, là saponin có trong Solanum paniculatum.

Nhóm spirosolan: Nhóm này chỉ khác nhóm spirostan ở nguyên tử oxy của vòng F được thay bằng NH. Nhóm solanidan: Solanin có trong mầm khoai tây thuộc nhóm này. Ở đây 2 vòng E và F cùng chung 1C và 1N. Những chất thuộc 3 nhóm aminofurostan, spirosolan và solanidan đều có chứa N vừa mang tính alcaloid vừa mang tính glycosid nên được gọi là những chất glycoalcaloid.

2: Khung aglycone: Spirostan (diosgenin) – trái, Furostan (prodiosgenin) – phải 5 1.2 Cấu trúc của saponin triterpene Saponin triterpene có chứa triterpene aglycone (sapogenin) và một hoặc nhiều gốc đường liên kết với nhau thông qua các liên kết glycosidic acetal hoặc este tại một hoặc nhiều vị trí [12, 15]. Triterpene aglycone khác nhau về cấu trúc hóa học và được chia thành hai loại dựa vào số lượng vòng hydrocacbon, gồm các triterpenoid pentacyclic và saponin triterpenoid tetracyclic Triterpenes của C.asiatica chủ yếu là triterpene pentacyclic, thuộc loại ursane hoặc oleanane gồm asiaticoside, madecassoside, acid asiatic, và acid madecassic [9]. Thay thế methyl trên C19 và C20 thành các phân nhóm oleanane và ursane [16], ngoài ra còn mốt số nhóm như lupan, hopan,. Nhóm olean: Phần lớn các saponin triterpenoid trong tự nhiên đều thuộc nhóm này.

Phần aglycon thường có 5 vòng. Mạch đường có thể nối vào C-3 theo dây nối acetal, có khi mạch đường nối vào C-28 theo dây nối ester. Gần đây người ta phân lập được các saponin có đến 10-11 đơn vị đường nếu kể cả 2 mạch, riêng một mạch có thể đến 6 đơn vị đường. 3: Cấu trúc khung olean 6 Nhóm ursan: Cấu trúc của nhóm ursan cũng tương tự như nhóm olean chỉ khác là nhóm methyl ở C-30 không đính vào vị trí C-20 mà lại đính ở vị trí C-19.

Những saponin của nhóm này ít gặp hơn nhóm olean. Cinchona glycosid A, cinchona glycosid B có trong cây canh-ki-na, asiaticoside, madecassoside có trong rau má là những saponin của nhóm này. 4: Cấu trúc khung ursane Hình 1. 5: Cấu trúc khung lupan (trái), hopan (phải) 7 1.3 Cấu tạo của các hợp chất triterpene có trong rau má Bảng 1.

4: Công thức cầu tạo của các hợp chất saponin triterpene trong rau má Asiaticoside Danh pháp: Urs-12-en-28-oic acid, 2,3,23-trihydroxy-, O-6- deoxy-.) Công thức: C48H78O19 Trọng lượng phân tử: 959.12 Madecassoside Danh pháp: O-6-Deoxy-alpha-L- mannopyranosyl-(1.6)-beta-D- glucopyranosyl(2alpha,3beta,4al pha,6b eta)-2,3,6,23- tetrahydroxyurs-12-en-28-oate Công thức: C48H78O20 Trọng lượng phân tử: 975.12 8 Asiatic acid Danh pháp: Urs-12-en-28- oic acid, 2,3,23-trihydroxy- , (2alpha,3beta,4alpha)- Công thức: C30H48O5 Trọng lượng phân tử: 488.70 Madecassic Danh pháp: 8,10,11-trihydroxy- acid 9- (hydroxymethyl) 1,2,6a,6b,9,12a- hexamethyl 2,3,4,5,6,6a,7,8,8a,10,11,12,13,1 4b-tetradecahydro-1H-picene-4a- carboxylic acid Công thức: C30H48O6 Trọng lượng phân tử: 504.4 Tính chất hóa lý của các hợp chất saponin Ban đầu các nghiên cứu thường sử dụng dịch chiết thô từ các cây có saponin để đánh giá hoạt tính sinh học. Sự phát triển của công nghệ tách chiết, tinh chế giúp phát hiện chính xác hoạt tính sinh học của những cấu trúc saponin cụ thể. Trong tự nhiên saponin từ các nguồn thực vật khác nhau, có sự đa dạng về tính chất lý học, hóa học và đặc điểm sinh học, nhưng đa số chúng đều có những đặc điểm cơ bản sau: Saponin là chất hoạt động bề mặt không ion, đặc trưng bởi tính chất tạo bọt và khả năng nhũ hóa [5, 17], tan trong nước làm giảm sức căng bề mặt. Đa số các hoạt chất saponin có vị đắng, dễ gây kích ứng niêm mạc.

Saponin là chất hoạt quang, điểm nóng chảy thường rất cao (khoảng 200 oC), tan trong nước, trong ethanol, methanol, rất ít tan trong acetone, 9 hexane. Ngoài ra còn một số tính chất dược lý, diệt côn trùng, ký sinh trùng, động vật thân mềm, kháng khuẩn,. do đó saponin được ứng dụng rộng rãi trong các loại thuốc, chất tẩy rửa, dầu gội, kem đánh răng, bánh kẹo và mỹ phẩm,. Hoạt tính ly giải hồng cầu: Saponin có khả năng làm căng trương, vỡ hồng cầu, tiêu huyết, dẫn đến tăng các xét nghiệm để phát hiện sự hiện diện của saponin trong thuốc hoặc chất chiết xuất từ thực vật, do đó saponin có độc tính cao khi tiêm vào mạch máu.

Nghiên cứu của Baumannet al. Hoạt tính kháng viêm: Một số saponin phân lập từ nguồn thực vật thể hiện tính kháng viêm. Frutice saponin B là một saponin bidesmosidic có nhóm saccharide không phân nhánh phân lập từ cây Bupleurum fruticescens L. Hoạt tính dược: Asiaticoside và madecassoside thể hiện hoạt tính chữa lành vết thương bằng cách tăng sự cư trú, bám dính của tế bào da, gia tăng số lượng các nguyên bào sợi, ngoài ra còn có tính chống bức xạ cao, kháng oxy hóa và bảo vệ thần kinh.

Asiatic acid và madecassic acid được nhận thấy có hiệu quả trong việc ngăn chặn sự phân chia của tế bào ung thư gan người, ung thư đại tràng, ung thư vú và khối u ác tính [4, 21]. Asiaticoside phân lập từ Centella asiatica, cho thấy thúc đầy đáng kể sự tổng hợp collagen loại I từ tế bào nguyên bào sợi da người, tác động mạnh mẽ lên việc duy trì làn da khỏe mạnh và ngăn chặn có hiệu quả hiện tượng lão hóa [21-23].3 Các công trình nghiên cứu liên quan Thành phần triterpenoid chính trong chiết xuất của rau má là asiaticoside, madecassoside, asiatic acid và madecassic acid. Quá trình tinh chế và phân tách để thu được riêng biệt những thành phần riêng trên từ cây rau má đòi hỏi phải kết hợp thực hiện nhiều bước.