Tổng quan nghiên cứu

Rau diếp cá (Houttuynia cordata) là một loại thực vật phổ biến tại Việt Nam, được sử dụng rộng rãi trong ẩm thực và y học truyền thống nhờ chứa nhiều hoạt chất sinh học có lợi như polyphenol, flavonoid, và các hợp chất dễ bay hơi. Theo ước tính, hàm lượng polyphenol tổng trong chiết xuất diếp cá có thể đạt đến 125,87 mg GAE/g cao khi sử dụng dung môi ethanol-nước 50:50, đồng thời thể hiện khả năng kháng oxy hóa mạnh với giá trị IC50 lần lượt là 5,870 µg/mL (ABTS) và 103,6 µg/mL (DPPH). Tuy nhiên, việc ứng dụng chiết xuất diếp cá trong mỹ phẩm còn hạn chế do sự hiện diện của chlorophyll và các dẫn xuất gây màu sắc kém bền, ảnh hưởng đến tính ổn định và ngoại quan sản phẩm.

Nghiên cứu này nhằm nâng cao tính chất sản phẩm chiết xuất từ rau diếp cá, đặc biệt tập trung giảm hàm lượng chlorophyll mà vẫn giữ nguyên hoạt tính sinh học, đồng thời định hướng ứng dụng vào kem dưỡng da. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào nguyên liệu diếp cá thu mua tại TP. Hồ Chí Minh trong năm 2022, sử dụng các dung môi ethanol, propylene glycol và glycerin phối hợp với nước theo tỷ lệ 50:50 để chiết xuất cao. Mục tiêu cụ thể là xây dựng quy trình chiết xuất tối ưu, đánh giá tính chất hóa học và hoạt tính kháng oxy hóa của cao chiết, phát triển công thức kem dưỡng da cơ bản phối hợp cao chiết, và khảo sát tính ổn định của sản phẩm trong các điều kiện bảo quản khác nhau.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển nguyên liệu mỹ phẩm tự nhiên, góp phần đa dạng hóa nguồn nguyên liệu và nâng cao giá trị sản phẩm chăm sóc cá nhân, đồng thời đáp ứng xu hướng sử dụng sản phẩm thiên nhiên an toàn và hiệu quả trên thị trường hiện nay.

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 chiết xuất dung môi: Sử dụng các dung môi phối hợp ethanol, propylene glycol và glycerin với nước nhằm tối ưu hóa hiệu suất chiết polyphenol và flavonoid từ nguyên liệu diếp cá khô. Tỷ lệ dung môi 50:50 được lựa chọn dựa trên khả năng hòa tan và ổn định các hoạt chất sinh học.

  • Mô hình đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa: Áp dụng các phương pháp đo quang phổ ABTS và DPPH để xác định khả năng bắt gốc tự do của cao chiết, từ đó đánh giá hiệu quả chống oxy hóa của sản phẩm.

  • Khái niệm về tính ổn định sản phẩm mỹ phẩm: Đánh giá sự thay đổi về màu sắc, pH, cấu trúc và hoạt tính sinh học của sản phẩm kem dưỡng da phối hợp cao chiết diếp cá trong các điều kiện bảo quản khác nhau (nhiệt độ, ánh sáng).

  • Khái niệm về cảm quan sản phẩm: Sử dụng thang điểm đánh giá cảm quan dựa trên các tiêu chí như độ dàn trải, khả năng thẩm thấu, độ bóng dầu, độ mượt và độ ẩm trên da để đánh giá chất lượng sản phẩm kem dưỡng.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Nguyên liệu rau diếp cá được thu mua tại chợ đầu mối nông sản Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh, tháng 2 năm 2022. Các hóa chất và dung môi sử dụng có nguồn gốc từ các nhà cung cấp trong và ngoài nước, đảm bảo độ tinh khiết phù hợp cho nghiên cứu.

  • Phương pháp chọn mẫu: Lá diếp cá được chọn lọc kỹ, loại bỏ thân và lá bị hư hỏng, sau đó sấy khô ở 50-60 ℃ trong khoảng 3 ngày đến độ ẩm 8-10%, nghiền nhỏ và bảo quản kín tránh ánh sáng và ẩm mốc.

  • Quy trình chiết xuất: Chiết rắn-lỏng với tỷ lệ 1 g nguyên liệu khô/10 mL dung môi, nhiệt độ 60-65 ℃ trong 1 giờ, lặp lại 3 lần để thu tối đa hoạt chất. Dung môi sử dụng gồm ethanol:nước, propylene glycol:nước, glycerin:nước theo tỷ lệ 50:50.

  • Phân tích hóa học: Xác định hàm lượng polyphenol tổng bằng phương pháp Folin-Ciocalteu, chlorophyll bằng đo quang phổ UV-Vis tại bước sóng 652 và 665 nm. Đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa bằng phương pháp ABTS và DPPH, xác định giá trị IC50.

  • Phát triển công thức mỹ phẩm: Xây dựng nền kem dưỡng da cơ bản với các thành phần như sáp nhũ hóa, dầu olive, glycerin, chất bảo quản, sau đó phối trộn cao chiết diếp cá với tỷ lệ hoạt chất khác nhau.

  • Đánh giá tính chất sản phẩm: Đo pH, màu sắc (CIE LCh), cấu trúc (đo lực kỹ thuật số), độ dàn trải, và cảm quan sản phẩm theo thang điểm chuẩn. Khảo sát sự ổn định của sản phẩm trong điều kiện bảo quản 10 ℃ và 45 ℃ trong 1,5 tháng.

  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 2 đến tháng 6 năm 2022, bao gồm giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu, chiết xuất, phân tích, phát triển công thức và đánh giá sản phẩm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiệu suất chiết và hàm lượng polyphenol: Cao chiết diếp cá sử dụng dung môi ethanol:nước 50:50 đạt hàm lượng polyphenol tổng cao nhất là 125,87 mg GAE/g cao, trong khi cao chiết với propylene glycol:nước và glycerin:nước có hàm lượng polyphenol lần lượt là 3,24 g/L và 3,15 g/L. Hiệu suất thu cao tổng dao động khoảng 15-20% tùy dung môi.

  2. Hoạt tính kháng oxy hóa: Cao chiết ethanol-nước thể hiện giá trị IC50 là 5,870 µg/mL (ABTS) và 103,6 µg/mL (DPPH), vượt trội so với các dung môi khác và tương đương hoặc tốt hơn vitamin C trong một số thử nghiệm. Cao chiết propylene glycol:nước và glycerin:nước cũng có hoạt tính kháng oxy hóa tốt và ổn định trong môi trường khảo sát.

  3. Tính ổn định màu sắc và pH: Cao chiết ethanol-nước có sự thay đổi màu sắc ít hơn so với hai loại cao chiết còn lại khi bảo quản ở nhiệt độ 10 ℃ và 45 ℃ trong 1,5 tháng, với sai biệt tổng màu ∆E dưới 3,5, cho thấy sự khác biệt màu sắc không quá lớn. Giá trị pH của các sản phẩm kem phối cao chiết duy trì ổn định trong khoảng 5,0-6,0, phù hợp với pH sinh lý của da.

  4. Đánh giá cảm quan và cấu trúc kem dưỡng: Sản phẩm kem dưỡng phối trộn cao chiết diếp cá với hàm lượng hoạt chất tối ưu đạt điểm cảm quan tổng thể trên 4/5, thể hiện khả năng dàn trải tốt, thẩm thấu nhanh, không gây bóng nhờn và tạo cảm giác mượt mà trên da. Đường cong lưu biến cho thấy cấu trúc kem ổn định, phù hợp với yêu cầu mỹ phẩm chăm sóc da.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của sự khác biệt về hàm lượng polyphenol và hoạt tính kháng oxy hóa giữa các dung môi chiết xuất có thể giải thích bởi tính chất hòa tan và tương tác của các hoạt chất polyphenol với từng dung môi. Ethanol phối hợp nước tạo môi trường lý tưởng để chiết xuất các hợp chất polyphenol có hoạt tính cao, trong khi propylene glycol và glycerin giúp duy trì tính ổn định và hoạt tính trong sản phẩm cuối cùng.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả này phù hợp với báo cáo của một số nghiên cứu quốc tế cho thấy chiết xuất ethanol 50% có hiệu quả cao trong việc thu nhận hoạt chất chống oxy hóa từ diếp cá. Sự ổn định màu sắc và pH trong sản phẩm kem dưỡng cũng đồng nhất với các nghiên cứu về mỹ phẩm chứa chiết xuất thực vật, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc lựa chọn dung môi và công thức phù hợp để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh hàm lượng polyphenol tổng và giá trị IC50 của các cao chiết, bảng thống kê sai biệt màu sắc ∆E và pH trong các điều kiện bảo quản, cũng như biểu đồ điểm cảm quan và đường cong lưu biến của sản phẩm kem dưỡng.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tối ưu hóa quy trình chiết xuất: Áp dụng dung môi ethanol:nước 50:50 để chiết xuất cao diếp cá nhằm đạt hàm lượng polyphenol cao và hoạt tính kháng oxy hóa tối ưu. Thời gian chiết 1 giờ, nhiệt độ 60-65 ℃, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 1:10 g/mL, lặp lại 3 lần để thu tối đa hoạt chất.

  2. Phát triển công thức kem dưỡng da: Sử dụng nền kem cơ bản với thành phần sáp nhũ hóa, dầu olive, glycerin và chất bảo quản phù hợp, phối trộn cao chiết diếp cá với hàm lượng hoạt chất kiểm soát để đảm bảo tính ổn định và cảm quan sản phẩm. Khuyến nghị thử nghiệm trong vòng 1-2 tháng để đánh giá tính ổn định ban đầu.

  3. Kiểm soát chất lượng sản phẩm: Định kỳ đo pH, màu sắc, hoạt tính kháng oxy hóa và cảm quan sản phẩm trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ phòng và điều kiện khắc nghiệt (10 ℃ và 45 ℃) trong ít nhất 3 tháng để đảm bảo chất lượng và độ bền sản phẩm.

  4. Hướng đến ứng dụng thương mại: Chủ thể thực hiện là các doanh nghiệp mỹ phẩm thiên nhiên nên phối hợp với các viện nghiên cứu để hoàn thiện quy trình sản xuất, đồng thời xây dựng chiến lược marketing nhấn mạnh nguồn gốc tự nhiên, tính an toàn và hiệu quả chống oxy hóa của sản phẩm kem dưỡng da chứa chiết xuất diếp cá. Thời gian triển khai dự kiến 6-12 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Kỹ thuật Hóa học, Công nghệ Sinh học và Mỹ phẩm: Luận văn cung cấp dữ liệu chi tiết về quy trình chiết xuất, phân tích hoạt tính sinh học và phát triển công thức mỹ phẩm từ nguyên liệu tự nhiên, hỗ trợ nghiên cứu và phát triển sản phẩm mới.

  2. Doanh nghiệp sản xuất mỹ phẩm thiên nhiên: Thông tin về dung môi chiết xuất, tính ổn định sản phẩm và đánh giá cảm quan giúp doanh nghiệp tối ưu hóa công thức, nâng cao chất lượng sản phẩm và đáp ứng yêu cầu thị trường.

  3. Chuyên gia phát triển sản phẩm và kỹ thuật viên phòng thí nghiệm: Cung cấp phương pháp phân tích hàm lượng polyphenol, chlorophyll, hoạt tính kháng oxy hóa và các kỹ thuật đánh giá cảm quan, hỗ trợ kiểm soát chất lượng và phát triển sản phẩm.

  4. Cơ quan quản lý và tổ chức nghiên cứu về dược liệu và mỹ phẩm: Thông tin về tiềm năng ứng dụng của chiết xuất diếp cá trong mỹ phẩm giúp định hướng chính sách phát triển nguyên liệu thiên nhiên, thúc đẩy nghiên cứu và ứng dụng trong ngành công nghiệp chăm sóc cá nhân.

Câu hỏi thường gặp

  1. Chiết xuất diếp cá bằng dung môi nào cho hiệu quả cao nhất?
    Nghiên cứu cho thấy dung môi ethanol phối hợp nước theo tỷ lệ 50:50 cho hàm lượng polyphenol tổng cao nhất (125,87 mg GAE/g) và hoạt tính kháng oxy hóa mạnh nhất với giá trị IC50 thấp nhất, phù hợp cho ứng dụng mỹ phẩm.

  2. Làm thế nào để giảm màu xanh do chlorophyll trong chiết xuất diếp cá?
    Quy trình chiết và lựa chọn dung môi thích hợp giúp giảm hàm lượng chlorophyll mà không làm giảm đáng kể hoạt tính sinh học. Cao chiết ethanol-nước thể hiện sự thay đổi màu sắc ít hơn, giúp cải thiện tính ổn định và ngoại quan sản phẩm.

  3. Sản phẩm kem dưỡng da phối trộn cao chiết diếp cá có an toàn cho da không?
    Sản phẩm được đánh giá pH ổn định trong khoảng 5,0-6,0, phù hợp với pH sinh lý da, đồng thời cảm quan sản phẩm cho thấy không gây bóng nhờn, thẩm thấu tốt và tạo cảm giác mượt mà, đảm bảo an toàn và dễ chịu khi sử dụng.

  4. Thời gian bảo quản sản phẩm kem chứa chiết xuất diếp cá là bao lâu?
    Khảo sát trong 1,5 tháng ở các điều kiện nhiệt độ 10 ℃ và 45 ℃ cho thấy sản phẩm giữ được hoạt tính kháng oxy hóa và tính ổn định màu sắc, pH. Thời gian bảo quản thực tế có thể kéo dài hơn nếu tuân thủ quy trình bảo quản tiêu chuẩn.

  5. Có thể ứng dụng chiết xuất diếp cá trong các sản phẩm mỹ phẩm khác ngoài kem dưỡng da không?
    Có thể, chiết xuất diếp cá với hoạt tính kháng oxy hóa, kháng viêm và kháng khuẩn phù hợp để ứng dụng trong serum, lotion, mặt nạ và các sản phẩm chăm sóc tóc, tuy nhiên cần nghiên cứu thêm về công thức và tính ổn định từng loại sản phẩm.

Kết luận

  • Đã xây dựng thành công quy trình chiết xuất cao diếp cá sử dụng dung môi ethanol:nước 50:50, propylene glycol:nước và glycerin:nước với hiệu suất và hoạt tính kháng oxy hóa cao.
  • Cao chiết ethanol-nước có hàm lượng polyphenol tổng 125,87 mg GAE/g và giá trị IC50 lần lượt là 5,870 µg/mL (ABTS) và 103,6 µg/mL (DPPH), thể hiện hoạt tính chống oxy hóa vượt trội.
  • Sản phẩm kem dưỡng da phối trộn cao chiết diếp cá đạt các tiêu chí về pH, màu sắc, cấu trúc và cảm quan, phù hợp với yêu cầu mỹ phẩm chăm sóc cá nhân.
  • Tính ổn định sản phẩm được duy trì trong điều kiện bảo quản 10 ℃ và 45 ℃ trong 1,5 tháng, chứng minh tiềm năng ứng dụng thực tế.
  • Đề xuất tiếp tục nghiên cứu mở rộng ứng dụng chiết xuất diếp cá trong các dòng sản phẩm mỹ phẩm khác và phát triển quy trình sản xuất quy mô công nghiệp.

Hành động tiếp theo: Các doanh nghiệp và nhà nghiên cứu nên phối hợp để hoàn thiện công thức, thử nghiệm quy mô lớn và phát triển sản phẩm thương mại nhằm khai thác tiềm năng của nguyên liệu tự nhiên này trong ngành mỹ phẩm.