Luận văn thạc sĩ kỹ thuật hóa học đánh giá hoạt tính kháng tia cực tím trong chiết xuất quả dành dành gardenia jasminoides ellis và ứng dụng chiết xuất vào kem chống nắng

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật phân tích kỹ thuật hóa học đánh giá hoạt tính kháng tia cực tím trong chiết xuất quả dành dành gardenia, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất

• Tác giả: Đặng Yến Phương
• Người hướng dẫn: TS. Lê Xuân Tiến
• Trường học: Đại học Bách Khoa
• Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học
• Đề tài: Đánh giá hoạt tính kháng tia cực tím trong chiết xuất quả dành dành và ứng dụng chiết xuất vào kem chống nắng
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỤC LỤC
• 2. DANH MỤC HÌNH
• 3. DANH MỤC BẢNG
• 4. DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• LỜI MỞ ĐẦU
• 0.1. Tổng quan về tia cực tím
• 0.2. Phản ứng của da với tia cực tím
• 0.3. Tổn thương oxy hóa
• 0.4. Tổng quan về các bộ lọc tia cực tím
• 0.5. Phân loại và cơ chế của các bộ lọc tia cực tím
• 0.6. Phương pháp đánh giá hiệu quả của các bộ lọc tia cực tím
• 0.7. Tổng quan về cây dành dành
• 0.8. Giới thiệu về cây dành dành
• 0.9. Đặc điểm thực vật
• 0.10. Thành phần hóa học nổi bật
• 0.11. Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của quả dành dành
• 0.12. Đánh giá độ an toàn và độc tính
• 0.13. Tổng quan về các phương pháp chiết xuất
• 0.14. Tổng quan về mục tiêu nghiên cứu
• 5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 5.1. Hóa chất và thiết bị
• 5.2. Phương pháp và nội dung nghiên cứu
• 5.3. Xử lý nguyên liệu
• 5.4. Phương pháp đo độ ẩm
• 5.5. Quy trình chiết xuất
• 5.6. Khảo sát sơ bộ hóa thực vật
• 5.7. Các phương pháp định tính hoạt chất
• 5.8. Các phương pháp định lượng hoạt chất
• 5.9. Quy trình và phương pháp đánh giá chiết xuất trong mỹ phẩm
• 6. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 6.1. Sàng lọc và đánh giá hoạt tính kháng tia cực tím của 12 loại thảo dược
• 6.2. Đánh giá hóa sơ bộ thực vật của chiết xuất quả dành dành
• 6.3. Đánh giá hoạt tính sinh học của chiết xuất dành dành
• 6.4. Đánh giá hoạt tính kháng tia UV của chiết xuất dành dành
• 6.5. Đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa của chiết xuất dành dành
• 6.6. Đánh giá hoạt tính ức chế tyrosinase
• 6.7. Đánh giá hoạt tính kháng viêm của chiết xuất
• 6.8. Xác định hàm lượng các hợp chất có trong quả dành dành
• 6.9. Định lượng geniposide, chlorogenic acid, và crocin
• 6.10. Định lượng tổng phenolic, flavonoid, và carotenoid
• 6.11. Đánh giá ứng dụng khi phối chiết xuất vào kem chống nắng
• 6.12. Đánh giá độ bền SPF
• 6.13. Đánh giá độ bền màu
• 7. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Đánh giá hoạt tính kháng tia cực tím

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng chiết xuất từ quả dành dành (Gardenia jasminoides) có hoạt tính kháng tia cực tím cao, với chỉ số SPF đạt 42,52 ± 0,03 ở nồng độ 1000 μg/mL. Điều này cho thấy tiềm năng của chiết xuất này trong việc phát triển các sản phẩm kem chống nắng tự nhiên. Việc đo lường khả năng hấp thụ tia UV trong khoảng 200–550 nm cho thấy chiết xuất có thể hoạt động như một chất chống nắng phổ rộng. Các hoạt chất chính trong chiết xuất, bao gồm geniposide, chlorogenic acid và crocin, đã được xác định thông qua phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC). Những phát hiện này không chỉ khẳng định giá trị của chiết xuất dành dành trong việc bảo vệ da mà còn mở ra hướng nghiên cứu mới cho các sản phẩm chăm sóc da từ thiên nhiên.

1.1. Tác dụng của chiết xuất quả dành dành

Chiết xuất quả dành dành không chỉ có hoạt tính kháng tia cực tím mà còn thể hiện khả năng kháng oxy hóa và kháng viêm. Nghiên cứu cho thấy hoạt tính kháng oxy hóa của chiết xuất đạt IC50 = 15,85 ± 1,08 μg/mL, cho thấy khả năng loại bỏ các gốc tự do hiệu quả. Điều này rất quan trọng trong việc bảo vệ da khỏi tổn thương do bức xạ UV gây ra. Hơn nữa, chiết xuất cũng cho thấy khả năng ức chế enzyme tyrosinase, với IC50 = 246,91 ± 1,17 μg/mL, điều này có thể giúp làm sáng da và ngăn ngừa sự hình thành đốm nâu. Những hoạt tính này kết hợp lại tạo nên một sản phẩm có giá trị cao trong việc bảo vệ và chăm sóc da.

II. Ứng dụng trong kem chống nắng

Nghiên cứu đã tiến hành đánh giá độ bền và hiệu quả của chiết xuất quả dành dành khi được phối hợp vào kem chống nắng. Kết quả cho thấy chiết xuất này không chỉ ổn định mà còn duy trì hiệu quả bảo vệ da trong điều kiện nhiệt độ thường trong 35 ngày. Việc sử dụng chiết xuất tự nhiên này trong sản phẩm kem chống nắng không chỉ giúp bảo vệ da khỏi tác hại của tia UV mà còn giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Sự kết hợp giữa các thành phần tự nhiên và công nghệ hiện đại trong sản xuất kem chống nắng sẽ tạo ra sản phẩm an toàn và hiệu quả cho người tiêu dùng.

2.1. Thành phần kem chống nắng

Kem chống nắng được phát triển từ chiết xuất quả dành dành bao gồm các thành phần tự nhiên, giúp tăng cường khả năng bảo vệ da. Các thành phần như geniposide và chlorogenic acid không chỉ có tác dụng chống UV mà còn cung cấp khả năng chống oxy hóa và kháng viêm. Điều này giúp sản phẩm không chỉ bảo vệ da khỏi bức xạ UV mà còn hỗ trợ phục hồi và làm dịu da sau khi tiếp xúc với ánh nắng. Sự kết hợp này tạo ra một sản phẩm chống nắng tự nhiên an toàn cho người sử dụng, đặc biệt là cho những người có làn da nhạy cảm.

III. Tính an toàn và hiệu quả

Đánh giá tính an toàn của chiết xuất quả dành dành cho thấy không có dấu hiệu gây độc hại cho tế bào. Nghiên cứu đã thực hiện các thử nghiệm trên tế bào RAW264.7 và không ghi nhận tác động tiêu cực nào. Điều này khẳng định rằng chiết xuất có thể được sử dụng an toàn trong các sản phẩm mỹ phẩm chăm sóc da. Hơn nữa, việc sử dụng chiết xuất tự nhiên này không chỉ mang lại hiệu quả bảo vệ mà còn góp phần vào việc phát triển các sản phẩm thân thiện với môi trường, giảm thiểu tác động tiêu cực từ các hóa chất tổng hợp.

3.1. Đánh giá hiệu quả chống nắng

Kết quả nghiên cứu cho thấy chiết xuất quả dành dành có khả năng bảo vệ da hiệu quả trước tác động của tia UV. Chỉ số SPF cao cho thấy khả năng hấp thụ tia UV tốt, đồng thời các hoạt chất trong chiết xuất cũng hỗ trợ làm giảm tổn thương oxy hóa trên da. Điều này không chỉ giúp bảo vệ da khỏi các bệnh lý liên quan đến ánh nắng mà còn hỗ trợ duy trì sức khỏe làn da lâu dài. Sự kết hợp giữa hiệu quả bảo vệ và tính an toàn của chiết xuất quả dành dành mở ra cơ hội cho việc phát triển các sản phẩm chăm sóc da tự nhiên, an toàn và hiệu quả.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Tiếp xúc thường xuyên với bức xạ tia cực tím (UV) từ ánh sáng mặt trời là nguyên nhân chính gây ra nhiều vấn đề về sức khỏe da như lão hóa sớm, tổn thương tế bào và nguy cơ ung thư da ngày càng tăng. Theo ước tính, khoảng 90–95% tia UV mà con người tiếp xúc là UVA, còn lại là UVB, trong khi UVC hầu như bị tầng ozon hấp thụ hoàn toàn. Các sản phẩm kem chống nắng hiện nay chủ yếu sử dụng bộ lọc tia UV hóa học hoặc vật lý, tuy nhiên nhiều bộ lọc hóa học có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người và môi trường, đặc biệt là hệ sinh thái biển. Do đó, việc tìm kiếm các hoạt chất chống nắng có nguồn gốc tự nhiên, thân thiện với môi trường và an toàn cho người dùng là một nhu cầu cấp thiết.

Luận văn này tập trung nghiên cứu chiết xuất từ quả dành dành (Gardenia jasminoides Ellis.), một loại thảo dược truyền thống được thu hái tại Đồng Nai, Việt Nam, nổi bật với các hoạt tính kháng tia cực tím, kháng oxy hóa, kháng viêm và ức chế enzyme tyrosinase. Mục tiêu chính là đánh giá hoạt tính kháng tia UV của chiết xuất, xác định tổng hàm lượng polyphenol, flavonoid và carotenoid, đồng thời khảo sát mối liên hệ giữa các hoạt tính sinh học này với khả năng chống nắng. Ngoài ra, nghiên cứu còn đánh giá độ bền và hiệu quả khi phối chiết xuất vào kem chống nắng trong điều kiện bảo quản thực tế.

Phạm vi nghiên cứu được thực hiện trong năm 2024, với nguyên liệu thu hái tại tỉnh Đồng Nai và các phân tích được tiến hành tại phòng thí nghiệm của Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP. HCM. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các sản phẩm kem chống nắng tự nhiên, góp phần bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng và giảm thiểu tác động môi trường từ các sản phẩm chống nắng tổng hợp.

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:

• Lý thuyết tác động của tia cực tím lên da: Tia UVA và UVB gây tổn thương DNA, tạo ra các gốc oxy phản ứng (ROS), dẫn đến stress oxy hóa, viêm và lão hóa da. Melanin đóng vai trò như bộ lọc nội sinh bảo vệ da khỏi tia UV.
• Mô hình hoạt tính chống oxy hóa và kháng viêm: Các hợp chất polyphenol, flavonoid và carotenoid trong thực vật có khả năng trung hòa ROS, ức chế các cytokine gây viêm và enzyme tyrosinase, từ đó bảo vệ da khỏi tổn thương do UV.
• Phương pháp đánh giá SPF theo Mansur: SPF được tính toán dựa trên phổ hấp thụ UV của mẫu chiết xuất, sử dụng hệ số hiệu chỉnh và các hằng số phổ hiệu ứng hồng ban (EE) và cường độ ánh sáng mặt trời (I).
• Khái niệm ổn định hóa học và vật lý của kem chống nắng: Đánh giá độ bền SPF và màu sắc của kem chứa chiết xuất trong điều kiện bảo quản nhằm đảm bảo hiệu quả và tính thẩm mỹ của sản phẩm.

Các khái niệm chính bao gồm: SPF (Sun Protection Factor), hoạt tính kháng oxy hóa (IC50 DPPH, ABTS), hoạt tính kháng viêm (ức chế NO), ức chế tyrosinase, tổng hàm lượng polyphenol và flavonoid, và các hợp chất hoạt tính chính như geniposide, chlorogenic acid và crocin.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Nguyên liệu quả dành dành được thu hái tại Đồng Nai, Việt Nam, vào tháng 01/2024. Chiết xuất được thực hiện bằng ethanol 50% với tỉ lệ rắn/lỏng 1:10, nhiệt độ 65 ± 5°C, khuấy 350 rpm trong 30 phút, chiết hai lần và cô quay chân không để thu cao chiết.
• Phân tích hóa học: Định lượng tổng polyphenol và flavonoid bằng phương pháp Folin-Ciocalteu và quercetin chuẩn; xác định các hợp chất geniposide, chlorogenic acid và crocin bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC).
• Đánh giá hoạt tính sinh học: Hoạt tính kháng tia UV được đo bằng phổ UV-VIS và tính SPF theo phương trình Mansur; hoạt tính kháng oxy hóa được đánh giá qua các phương pháp DPPH và ABTS với IC50; hoạt tính kháng viêm được xác định bằng khả năng ức chế sản xuất NO trên tế bào RAW264.7; hoạt tính ức chế tyrosinase được đo bằng phương pháp chuẩn.
• Đánh giá ứng dụng: Chiết xuất được phối vào kem chống nắng và đánh giá độ bền SPF, độ bền màu trong 35 ngày ở điều kiện nhiệt độ thường và dưới ánh sáng mặt trời.
• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Mẫu chiết xuất được chuẩn bị với nồng độ từ 100 đến 1000 μg/mL để đánh giá hoạt tính; các phép đo được thực hiện ba lần để đảm bảo độ chính xác.
• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 01 đến tháng 07 năm 2024, bao gồm thu hái nguyên liệu, chiết xuất, phân tích hóa học, đánh giá hoạt tính và thử nghiệm ứng dụng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hoạt tính kháng tia cực tím: Chiết xuất quả dành dành có chỉ số SPF cao, đạt 42,52 ± 0,03 ở nồng độ 1000 μg/mL, với phổ hấp thụ UV rộng từ 200 đến 550 nm, cho thấy tiềm năng làm chất chống nắng phổ rộng. SPF tăng theo nồng độ chiết xuất, minh chứng qua các phép đo ở 100, 200, 400, 600, 800 và 1000 μg/mL.
2. Hàm lượng hoạt chất sinh học: Tổng hàm lượng polyphenol và flavonoid lần lượt là 255,67 ± 0,07 mg GAE/g và 153,79 ± 0,06 mg QUE/g, cao hơn nhiều so với các chiết xuất thảo dược khác được khảo sát. Các hợp chất geniposide, chlorogenic acid và crocin được định lượng chính xác bằng HPLC, với hàm lượng ổn định trước và sau khi tiếp xúc UV.
3. Hoạt tính kháng oxy hóa: Chiết xuất có khả năng khử gốc tự do mạnh với IC50 DPPH là 15,85 ± 1,08 μg/mL và IC50 ABTS là 22,10 ± 1,06 μg/mL, thể hiện hiệu quả vượt trội so với nhiều chiết xuất thực vật khác. Hoạt tính này liên quan mật thiết đến hàm lượng polyphenol và flavonoid.
4. Hoạt tính kháng viêm và ức chế tyrosinase: Chiết xuất giảm 26% sản xuất NO ở nồng độ 100 μg/mL trên tế bào RAW264.7, đồng thời ức chế enzyme tyrosinase với IC50 là 246,91 ± 1,17 μg/mL, góp phần làm giảm viêm và ngăn ngừa tăng sắc tố da.
5. Độ bền và ổn định trong kem chống nắng: Khi phối chiết xuất vào kem chống nắng, SPF của sản phẩm duy trì ổn định trong 35 ngày ở nhiệt độ thường, với sự biến đổi màu sắc rất nhỏ, đảm bảo tính thẩm mỹ và hiệu quả bảo vệ da lâu dài.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy chiết xuất quả dành dành có hoạt tính kháng tia cực tím vượt trội, nhờ sự hiện diện của các hợp chất chống oxy hóa mạnh như geniposide, chlorogenic acid và crocin. Các hợp chất này không chỉ hấp thụ tia UV mà còn trung hòa các gốc tự do, giảm stress oxy hóa và viêm do UV gây ra. So sánh với các nghiên cứu trước đây, hoạt tính kháng UV và kháng oxy hóa của chiết xuất quả dành dành tương đương hoặc cao hơn nhiều chiết xuất thực vật khác như trà xanh hay nha đam.

Việc ức chế tyrosinase giúp ngăn ngừa tăng sắc tố và các vấn đề về da do tia UV, đồng thời hoạt tính kháng viêm góp phần giảm tổn thương da và nguy cơ lão hóa sớm. Độ bền SPF và màu sắc khi phối chiết xuất vào kem chống nắng cho thấy tính ổn định hóa học và vật lý của sản phẩm, phù hợp cho ứng dụng thực tế.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phổ hấp thụ UV, biểu đồ SPF theo nồng độ và thời gian bảo quản, bảng so sánh hàm lượng hoạt chất trước và sau xử lý UV, cũng như biểu đồ IC50 của các hoạt tính sinh học. Những minh chứng này củng cố cơ sở khoa học cho việc phát triển kem chống nắng từ chiết xuất tự nhiên, thân thiện với môi trường và an toàn cho người sử dụng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Phát triển sản phẩm kem chống nắng tự nhiên: Khuyến khích các doanh nghiệp mỹ phẩm nghiên cứu và ứng dụng chiết xuất quả dành dành làm thành phần chính trong kem chống nắng, nhằm nâng cao chỉ số SPF và tăng cường khả năng chống oxy hóa, kháng viêm. Thời gian phát triển sản phẩm dự kiến 12-18 tháng.
2. Tối ưu quy trình chiết xuất: Áp dụng các kỹ thuật chiết xuất hiện đại như chiết siêu âm hoặc chiết enzyme để tăng hiệu suất thu hồi hoạt chất, giảm tiêu hao dung môi và năng lượng, đồng thời đảm bảo chất lượng chiết xuất ổn định. Chủ thể thực hiện là các phòng thí nghiệm nghiên cứu và nhà máy sản xuất.
3. Nghiên cứu sâu về cơ chế tác động: Tiếp tục khảo sát cơ chế phân tử của các hợp chất chính trong chiết xuất đối với các con đường sinh học liên quan đến stress oxy hóa và viêm da do UV, nhằm mở rộng ứng dụng trong các sản phẩm chăm sóc da chuyên biệt. Thời gian nghiên cứu 2-3 năm.
4. Đánh giá an toàn và hiệu quả trên người: Thực hiện các thử nghiệm lâm sàng để xác nhận tính an toàn, hiệu quả và khả năng dung nạp của kem chống nắng chứa chiết xuất dành dành trên đa dạng nhóm đối tượng người dùng, đảm bảo tuân thủ các quy định pháp lý. Chủ thể thực hiện là các trung tâm nghiên cứu da liễu và công ty dược mỹ phẩm.
5. Tăng cường truyền thông và giáo dục: Nâng cao nhận thức cộng đồng về lợi ích của kem chống nắng tự nhiên, khuyến khích sử dụng sản phẩm thân thiện môi trường, góp phần bảo vệ sức khỏe và giảm thiểu tác động tiêu cực đến hệ sinh thái biển.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Kỹ thuật Hóa học, Hóa dược: Luận văn cung cấp dữ liệu chi tiết về quy trình chiết xuất, phân tích hoạt tính sinh học và ứng dụng thực tiễn, hỗ trợ phát triển các đề tài nghiên cứu liên quan đến chiết xuất thực vật và mỹ phẩm.
2. Doanh nghiệp sản xuất mỹ phẩm và dược phẩm: Thông tin về hoạt tính kháng tia UV, kháng oxy hóa và kháng viêm của chiết xuất quả dành dành giúp doanh nghiệp phát triển sản phẩm kem chống nắng tự nhiên, đáp ứng xu hướng thị trường và yêu cầu an toàn.
3. Chuyên gia da liễu và y học cổ truyền: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc ứng dụng chiết xuất dành dành trong điều trị các bệnh da liễu liên quan đến tổn thương do tia UV, hỗ trợ tư vấn và lựa chọn sản phẩm phù hợp cho bệnh nhân.
4. Cơ quan quản lý và chính sách về mỹ phẩm: Luận văn góp phần làm rõ tính an toàn và hiệu quả của các thành phần tự nhiên trong mỹ phẩm, hỗ trợ xây dựng tiêu chuẩn, quy định và hướng dẫn sử dụng các sản phẩm chống nắng thân thiện môi trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Chiết xuất quả dành dành có thể thay thế hoàn toàn kem chống nắng hóa học không?
   Chiết xuất quả dành dành có hoạt tính kháng tia UV cao và nhiều lợi ích sinh học, tuy nhiên hiện nay vẫn nên phối hợp với các bộ lọc UV khác để đảm bảo phổ bảo vệ rộng và hiệu quả lâu dài. Ví dụ, kem chống nắng phối hợp chiết xuất tự nhiên và bộ lọc vật lý sẽ tối ưu hơn.

2. Hoạt tính kháng oxy hóa của chiết xuất được đánh giá như thế nào?
   Hoạt tính kháng oxy hóa được đo bằng các phương pháp DPPH và ABTS, với IC50 lần lượt là 15,85 ± 1,08 μg/mL và 22,10 ± 1,06 μg/mL, cho thấy chiết xuất có khả năng loại bỏ gốc tự do mạnh, tương đương hoặc vượt trội so với nhiều chiết xuất thực vật khác.

3. Chiết xuất có an toàn khi sử dụng trên da không?
   Các nghiên cứu độc tính cho thấy chiết xuất và các hợp chất chính như geniposide có độc tính rất thấp, không gây đột biến gen và an toàn ở liều dùng thông thường. Tuy nhiên, cần thử nghiệm lâm sàng để xác nhận an toàn trên người dùng thực tế.

4. Chiết xuất có bền vững khi phối vào kem chống nắng không?
   Nghiên cứu cho thấy kem chống nắng chứa chiết xuất quả dành dành duy trì chỉ số SPF ổn định trong 35 ngày ở nhiệt độ thường, đồng thời màu sắc sản phẩm ít biến đổi, chứng tỏ tính ổn định hóa học và vật lý tốt.

5. Có thể áp dụng phương pháp chiết xuất nào để nâng cao hiệu quả?
   Ngoài chiết xuất ethanol truyền thống, các phương pháp chiết siêu âm, chiết enzyme hoặc chiết bằng chất lỏng siêu tới hạn có thể tăng hiệu suất thu hồi hoạt chất, giảm thời gian và tiêu hao dung môi, phù hợp cho sản xuất quy mô lớn.

Kết luận

• Chiết xuất quả dành dành (Gardenia jasminoides Ellis.) có hoạt tính kháng tia cực tím cao với SPF đạt 42,52 ± 0,03 ở nồng độ 1000 μg/mL, hấp thụ phổ rộng từ 200–550 nm.
• Hàm lượng polyphenol và flavonoid cao (255,67 ± 0,07 mg GAE/g và 153,79 ± 0,06 mg QUE/g) góp phần vào hoạt tính kháng oxy hóa mạnh mẽ (IC50 DPPH = 15,85 ± 1,08 μg/mL).
• Chiết xuất có khả năng kháng viêm (giảm 26% NO) và ức chế tyrosinase (IC50 = 246,91 ± 1,17 μg/mL), hỗ trợ bảo vệ da toàn diện.
• Ứng dụng chiết xuất vào kem chống nắng cho thấy độ bền SPF và màu sắc ổn định trong 35 ngày, phù hợp cho phát triển sản phẩm thực tế.
• Nghiên cứu mở ra hướng đi mới cho mỹ phẩm thảo dược, khuyến khích phát triển kem chống nắng tự nhiên thân thiện môi trường và an toàn cho người dùng.

Next steps: Tiến hành thử nghiệm lâm sàng, tối ưu quy trình chiết xuất và phát triển sản phẩm mẫu kem chống nắng thương mại.

Các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp mỹ phẩm nên hợp tác để khai thác tiềm năng của chiết xuất quả dành dành, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm bảo vệ da và sức khỏe cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

LỜI MỞ ĐẦU Tiếp xúc lâu dài với bức xạ tia cực tím có thể tăng nguy cơ mắc ung thư da, suy yếu hệ miễn dịch và gây tổn thương cho mắt. Nhiều bệnh về da như bệnh lupus ban đỏ, bệnh da liễu vô căn và các loại ung thư da khác có thể được kích hoạt và trở nên trầm trọng hơn khi tiếp xúc với bức xạ tia cực tím [1]. Trong số các tác hại của bức xạ UV, ung thư da được xem là mối lo ngại lớn nhất do tỷ lệ mắc ngày càng cao. Bức xạ tia cực tím gây tăng stress oxyhóa trong tế bào da bằng cách tạo ra nhiều loại oxy phản ứng (ROS), dẫn đến sự khởi phát và thúc đẩy ung thư [2].

Việc phát triển các chiến lược mới nhằm giảm sự xuất hiện của ung thư da và trì hoãn quá trình quang hóa là mục tiêu rất đáng mong đợi [3]. Hiện nay, việc phát triển kem chống nắng là biện pháp bảo vệ da tối ưu, tuy nhiên các bộ lọc UV tổng hợp có trong kem lại gây ảnh hưởng tới môi trường biển và sức khỏe con người [4]. Do đó, tìm kiếm một hoạt chất tự nhiên lành tính thay thế được các bộ lọc hóa học là cần thiết. Các tác nhân thực vật có thể bảo vệ da theo nhiều cách khác nhau như: kích thích phản ứng miễn dịch, gây ức chế gen, giải độc các chất gây ung thư, ngăn chặn tổn thương oxy hóa đối với DNA, khởi động các con đường truyền tín hiệu chọn lọc hoặc các cơ chế khác [3].

Chiết xuất từ quả dành dành Gardenia jasminoides đã được chứng minh là giúp giảm sự gia tăng của các loại oxy phản ứng (ROS) do UVB gây ra trong tế bào sợi của da người [5]. Trong chiết xuất này chứa các nhóm chất phenolic, iridoid và saffron glycoside, đều là những hoạt chất chống oxy hóa và có khả năng chống tia cực tím cao [6]. Các hợp chất này có thể chống lại cả bức xạ UVA và UVB, làm cho chiết xuất tự nhiên có thể xem như một tác nhân bảo vệ quang hiệu quả. Đồng thời, các loại kem chứa chiết xuất cũng được sử dụng để ngăn chặn sự oxy hóa do ánh sáng gây ra và sự thay đổi cấu trúc trên da [7].

Đề tài "Đánh giá hoạt tính kháng tia cực tím trong quả dành dành (Gardenia jasminoides Ellis.) và ứng dụng chiết xuất vào kem chống nắng" đã được thực hiện đánh giá về hoạt tính kháng tia cực tím, kháng oxy hóa, kháng viêm, và khả năng ức chế tyrosinase. Bên cạnh đó, mối tương quan giữa các hoạt tính này và khả năng chống nắng của chiết xuất khi được sử dụng trong kem chống nắng cũng được nghiên cứu và phân tích. Tổng quan về tia cực tím 1. Tia cực tím Ánh sáng mặt trời, một yếu tố vô cùng quen thuộc trong thực tế, có thể gây ra những bệnh nguy hiểm cho làn da như viêm, lão hóa và ung thư [8].

Các nghiên cứu đã chứng minh rằng, việc tiếp xúc với tia cực tím gây tác hại lâu dài đến sức khỏe con người và việc bảo vệ da khỏi tia cực tím là một việc cần thiết hiện nay [4, 8]. Một phần của quang phổ ánh sáng bao gồm ba thành phần chính: tia cực tím, ánh sáng khả kiến và hồng ngoại [4]. Bức xạ UV từ mặt trời bao gồm UVA (315–400 nm), UVB (280–315 nm) và UVC (100–280 nm). Con người thường tiếp xúc chủ yếu với UVA (90–95%) và UVB (5–10%) do tầng ozon của bầu khí quyển đã hấp thụ hầu hết tia UVC (Hình 1.

Mỗi loại tia UV có thể gây hại cho tế bào, cấu trúc và các hợp chất khác nhau. UVA, với bước sóng dài hơn, thâm nhập sâu vào lớp hạ bì. UVB được lớp biểu bì hấp thụ gần như hoàn toàn, chỉ một lượng nhỏ đến được lớp hạ bì. Do đó, UVA có thể gây ảnh hưởng đến sự sản xuất các loại các hợp chất sinh học phản ứng, có thể gây tổn thương DNA thông qua các phản ứng nhạy cảm ánh sáng gián tiếp.

Trong khi đó, UVB tác động trực tiếp lên DNA, gây ảnh hưởng đến sự thay đổi cấu trúc phân tử và tạo ra các sản phẩm phản ứng quang cụ thể như cyclobutane pyrimidine dimer và các sản phẩm khác. Các biến đổi như thế này có thể dẫn đến đột biến gen và ung thư [10, 11]. Đặc tính chung của bức xạ UV được thể hiện ở Bảng 1.1: Các loại tia cực tím và các đặc điểm chung [4, 12, 13] Bức xạ UV Đặc điểm chung  Khoảng 90–99% đến được bề mặt trái đất.  Không được lọc bởi tầng ozone tầng bình lưu trong khí quyển.

 Bước sóng dài và năng lượng thấp có thể thâm nhập sâu hơn vào da. UVA  Từng được coi là vô hại, nhưng bây giờ được cho là có hại nếu tiếp xúc quá mức và lâu dài.  Gây lão hóa da và gây ra sắc tố tức thì và dai dẳng (rám nắng).  Xuyên qua kính.

2  Xấp xỉ 1–10% đến được bề mặt trái đất.  Được lọc bởi tầng ozone tầng bình lưu trong khí quyển.  Bước sóng ngắn và năng lượng cao có thể xuyên qua các lớp trên của biểu bì. UVB  Là nguyên nhân gây cháy nắng, rám nắng, nếp nhăn, lão hóa do ánh sáng và ung thư da.

 Có khả năng gây ung thư và gây cháy nắng gấp ngàn lần so với tia UVA.  Không xuyên qua kính.  Được lọc bởi tầng ozone tầng bình lưu trong khí quyển trước khi đến trái đất. UVC  Các nguồn nhân tạo chính là đèn diệt khuẩn.

 Đốt cháy da và gây ung thư da.1: Phổ điện từ của bức xạ mặt trời và các tác động sinh học lên da [9] 1. Melanin Melanin là một sắc tố sẫm màu dạng polyme được sản xuất bởi các tế bào hắc tố và có mối quan hệ chặt chẽ giữa hoạt động tạo hắc tố và màu da của con người [14, 15]. Hợp chất này hoạt động như một bộ lọc tia cực tím nội sinh [16]. Sự phân bố theo chiều 3 dọc và chiều ngang của melanin trong da cũng có thể làm thay đổi màu sắc của da [17].

Chuyển hóa melanin bất thường có thể dẫn đến rối loạn sắc tố da, được phân loại thành tăng sắc tố hoặc giảm sắc tố [18, 19]. Tình trạng tăng sắc tố xảy ra khi melanin tích tụ quá mức do các yếu tố kích thích bên trong và bên ngoài khác nhau [20, 21]. Trong khi đó, tình trạng giảm sắc tố xảy ra khi việc sản xuất melanin bị giảm do các yếu tố di truyền hoặc biểu sinh, như được quan sát thấy ở bệnh bạch tạng hoặc bệnh bạch biến [22, 23]. Melanin đóng một vai trò quan trọng trong việc điều hòa cân bằng nội môi biểu bì có liên quan đến hoạt động của tế bào hắc tố [24, 25].

Hợp chất này hấp thụ bức xạ tia cực tím và tiêu tán năng lượng dưới dạng nhiệt, bảo vệ da khỏi bức xạ mặt trời [26]. Trong nghiên cứu của Yong và cộng sự, các phương pháp tiếp cận phân tử sử dụng siRNA nhắm vào enzyme tyrosinase trong con đường tạo hắc tố có thể mang lại một chiến lược mới và hiệu quả để kiểm soát sắc tố tế bào. Đồng thời, các phương pháp này giảm khả năng sống sót của tế bào khi tiếp xúc với tia cực tím, nhấn mạnh vai trò quan trọng của melanin trong việc bảo vệ chống lại bức xạ cực tím [27].2: Quá trình sinh tổng hợp melanin [28] Những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến màu da và độ nhạy với tia cực tím là số lượng và đặc tính của melanin ở lớp biểu bì [29]. Melanin có hai dạng chính là "eumelanin" có màu nâu/đen, với khả năng chống tia cực tím mạnh và "pheomelanin" màu đỏ/vàng, 4 với khả năng chuyển đổi tia cực tím [30].

Mặc dù cả hai loại sắc tố này đều có nguồn gốc từ acid amin tyrosine, nhưng vẫn có sự khác biệt về màu sắc, độ hòa tan và hàm lượng lưu huỳnh [31, 32]. Sự phát triển của melanin bắt đầu bằng quá trình chuyển đổi tyrosine thành L-DOPA và L-DOPA thành dopaquinone do enzyme tyrosinase kích hoạt, sau đó trải qua nhiều phản ứng khác nhau để tạo ra các khối xây dựng của eumelanin: 5,6-dihydroxyindole và 5,6-dihydroxyindole-2-carboxylic acid. Quá trình hình thành của melanin bắt đầu từ các tế bào lớn được gọi là tế bào hắc tố (melanocytes), có thể tìm thấy trên khắp cơ thể. Những tế bào hắc tố này chịu trách nhiệm sản xuất các bào quan, gọi là melanosome [28].

Màu sắc của da phụ thuộc vào kích thước, số lượng, hình dạng và phân bố của melanosome cũng như thành phần hóa học của melanin trong các bào quan này [33]. Phản ứng của da với tia cực tím Tia cực tím có nhiều tác động lên sinh lý da, một số tác động ngay lập tức và một số khác xảy ra dần dần. Viêm là một trong những hậu quả cấp tính dễ thấy nhất của tia cực tím trên da. UVB kích hoạt một loạt các cytokine, chất trung gian hoạt mạch và hoạt động thần kinh trong da, dẫn đến phản ứng viêm và “cháy nắng” [34, 35].

Các tế bào keratinocyte (một loại tế bào da) sẽ bị giảm đi trong quá trình apoptosis (quá trình chết tế bào theo chương trình - cơ chế tự bảo vệ của cơ thể) nếu liều lượng tia cực tím vượt quá ngưỡng gây tổn thương. Những tế bào keratinocyte trải qua quá trình apoptosis này được gọi là “tế bào cháy nắng” bởi vì nhân tế bào trở nên nhỏ và đậm đặc, gọi là nhân pyknotic [36]. Ngoài ra, tia cực tím còn gây tăng sừng hoặc tăng độ dày của lớp biểu bì. Bức xạ UV còn làm tổn thương tế bào, khiến các tế bào sừng kích hoạt hệ thống phản ứng ngăn chặn tổn thương bằng cách ngừng chu kỳ tế bào, sửa chữa DNA và gây ra apoptosis.

Tuy nhiên, một vài giờ sau khi tiếp xúc với tia cực tím, các tín hiệu phản ứng tổn thương mờ dần và các tế bào sừng ở biểu bì tăng sinh mạnh mẽ dưới tác động của một số yếu tố tăng trưởng biểu bì [37]. Sau khi tiếp xúc với tia cực tím, sự phân chia tế bào sừng tăng lên gây ra sự tích tụ các tế bào, do đó làm tăng độ dày của lớp biểu bì. Sự bảo vệ da khỏi tia cực tím tốt hơn được tạo ra nhờ sự tăng sản biểu bì [38].3: Cơ chế phản ứng sinh lý của da khi tiếp xúc ánh nắng [39] Trong tế bào keratinocytes, tổn thương DNA qua trung gian tia cực tím sẽ kích hoạt p53, sau đó liên kết và kích hoạt gen pro-opiomelanocortin (POMC) [40]. Polypeptide POMC được phân cắt sau dịch mã để tạo ra hormone adrenocorticotropic, hormone kích thích alpha-melanocyte (α-MSH) và beta-endorphin.