Khóa luận bào chế kem chống côn trùng từ tinh dầu sả chanh

TỔ NG QUAN

Các s ả n ph ẩ m ch ố ng côn trùng

Côn trùng, thuộc lớp động vật chân đốt, là nhóm động vật đa dạng nhất trên hành tinh với ước tính từ 8 đến 10 triệu loài, trong đó khoảng 1 triệu loài đã được biết đến Chúng chiếm 78% tổng số loài động vật trên Trái Đất và có số lượng cá thể đông đảo nhất Côn trùng không chỉ mang lại lợi ích như thụ phấn cho hoa và cung cấp thực phẩm như tơ tằm, mật ong, mà còn đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái bằng cách phân hủy chất thải, giúp môi trường trở nên sạch sẽ hơn.

Mặc dù côn trùng thường được biết đến với những tác hại mà chúng gây ra, như việc phá hoại mùa màng trong nông nghiệp, ăn mòn gỗ trong xây dựng, và gây khó chịu hay dị ứng trong đời sống hàng ngày, chúng cũng có thể phóng chất độc khi con người tiếp xúc Thêm vào đó, một số loài côn trùng còn là trung gian truyền bệnh, mang ký sinh trùng gây ra các bệnh nguy hiểm, điển hình như muỗi.

Aedes là trung gian truyền bệnh sốt xuất huyết, muỗi Anopheles là trung gian truyền bệnh sốt rét…

Các sản phẩm chống côn trùng được phát triển nhằm bảo vệ con người khỏi sự tấn công của côn trùng Chúng có tác dụng xua đuổi côn trùng, ngăn chặn chúng lại gần cơ thể Với thành phần chứa các chất có khả năng tiêu diệt hoặc gây hại cho côn trùng, những sản phẩm này giúp tạo ra một môi trường an toàn hơn bằng cách làm cho côn trùng cảm nhận và tránh xa khu vực có sự hiện diện của các chất này.

Các sản phẩm chống côn trùng hiện nay được chia thành hai nhóm chính: nhóm hóa chất tổng hợp và nhóm thiên nhiên Mặc dù sản phẩm hóa học chiếm ưu thế trong sản xuất công nghiệp, nhưng chúng thường gây ra nhiều tác dụng phụ và độc tính cho con người Ngược lại, sản phẩm thiên nhiên an toàn hơn nhưng vẫn chưa phổ biến và chỉ được sử dụng trong phạm vi hẹp.

1.1.1 Một số hoạt chất trong các sản phẩm chống côn trùng: a) DEET

DEET, hay N,N-diethyl-meta-toluamide, lần đầu tiên được quân đội Mỹ sử dụng vào năm 1946 để tiêu diệt côn trùng Sản phẩm chống côn trùng đầu tiên từ DEET được ra mắt vào năm 1956, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong y học nhờ khả năng chống côn trùng hiệu quả Đến nay, DEET vẫn là chất chống côn trùng phổ biến nhất trên thị trường.

Trong quá trình sử dụng DEET, đã có nhiều ghi chép về độc tính của chất này, bao gồm các bệnh về não ở trẻ em, hội chứng mề đay, sốc phản vệ, hạ huyết áp và tăng nhịp tim Những tác hại này đã tạo ra nhu cầu cần thiết cho một chất thay thế an toàn và hiệu quả hơn Mặc dù các nhà nghiên cứu đã phát triển nhiều hợp chất mới, nhưng chưa có chất nào đạt được sự phổ biến và thành công thương mại như DEET Do đó, cho đến nay, DEET vẫn là chất khó có thể thay thế hoàn toàn.

Picaridin hay Icaridin, với tên hóa học là 1-(1-methylpropoxycarbonyl)-2-(2-hydroxyethyl)piperidine, được nghiên cứu và phát triển từ những năm 1980 Chất này chính thức được đưa vào sử dụng tại Mỹ vào năm 2005 với mục tiêu thay thế DEET Picaridin gần như không gây kích ứng cho da, không có mùi hăng khó chịu và thời gian lưu lại trên da lâu hơn so với DEET.

Các nghiên cứu cho thấy Picaridin có hiệu quả tương đương với DEET trong việc chống muỗi và các loại côn trùng khác như ve và bọ Về mặt an toàn, Picaridin chưa ghi nhận bất kỳ trường hợp độc tính, phản ứng phụ nghiêm trọng hay nguy cơ gây bệnh nào Chất này đã được xem là một giải pháp thay thế tốt cho DEET trong các sản phẩm chống côn trùng, tuy nhiên, mức độ phổ biến của Picaridin vẫn chưa được rộng rãi.

IR3535, hay còn gọi là 3-[N-Butyl-N-acetyl]-aminopropionic acid, được nghiên cứu và phát triển từ những năm 1970 Sau khi được sử dụng tại Châu Âu, IR3535 chính thức được áp dụng tại Mỹ vào năm 1999, hơn 20 năm sau đó.

IR3535 có hiệu quả chống muỗi thấp hơn so với DEET và Picaridin, đồng thời cũng ít được nghiên cứu và phổ biến hơn hai loại chất này.

1.1.2 Một số sản phẩm phổ biến trên thịtrường: a) Kem chống muỗi Soffell

Sử dụng: thoa lên những vùng da hở như cổ, tay, chân Không sử dụng cho trẻem dưới 4 tuổi b) Kem chống muỗi OFF

Xịt chống muỗi và côn trùng AQUA là sản phẩm lý tưởng để bảo vệ da khỏi côn trùng, nên được thoa lên những vùng da hở như cổ, tay và chân Lưu ý, sản phẩm này không dành cho trẻ em dưới 4 tuổi.

Thành phần: IR3535, Aloe vera, allantoin

Phun sản phẩm vào lòng bàn tay và xoa đều lên những vùng da hở như cổ, tay, chân để đạt hiệu quả tối ưu Sản phẩm không chỉ giúp chống côn trùng mà còn làm dịu những vết côn trùng đốt, mang lại cảm giác thoải mái cho người sử dụng.

Sản phẩm sử dụng được cho trẻ trên 1 tuổi d) Xịt chống muỗi và côn trùng Skin Vape

Thành phần: DEET (10%), ethanol, hyaluronic acid, nước, nước hoa

Xịt chống muỗi Rohto Remos được khuyến cáo sử dụng bằng cách xịt trực tiếp lên da vùng tay, chân và cổ Sản phẩm không dành cho trẻ em dưới 6 tháng tuổi và nên được sử dụng hạn chế cho trẻ dưới 12 tuổi, chỉ từ 1 đến 3 lần mỗi ngày.

Để sử dụng sản phẩm, hãy phun một lượng vừa đủ vào lòng bàn tay và thoa đều lên các vùng da cần bảo vệ Sản phẩm này phù hợp cho cả người lớn và trẻ em từ 4 tuổi trở lên.

Tinh d ầ u s ả chanh và citral

Sả chanh, hay còn gọi là Cymbopogon citratus Stapf, thuộc họ Lúa (Poaceae) và phát triển tự nhiên ở các vùng khí hậu nhiệt đới Cây có nguồn gốc từ Đông Nam Á, cao khoảng 1.5m, sống lâu năm và mọc thành bụi với thân rễ màu trắng hoặc hơi tía Lá sả chanh dài tới 1m, hẹp và có mép hơi ráp Tinh dầu từ sả chanh được chiết xuất từ các bộ phận trên mặt đất của cây, được sử dụng rộng rãi trong ẩm thực và y học truyền thống nhờ vào các công dụng chữa bệnh Ngoài ra, tinh dầu sả chanh còn có khả năng xua đuổi và tiêu diệt côn trùng, cũng như tác dụng kháng khuẩn hiệu quả.

Tinh dầu sả chanh không chỉ có mùi thơm dễ chịu giống như chanh mà còn được biết đến là một giải pháp tự nhiên hiệu quả trong việc chống côn trùng Nghiên cứu đã chỉ ra rằng tinh dầu này có khả năng xua đuổi kiến và muỗi, mang lại tác dụng chống côn trùng đáng kể Đặc biệt, khi so sánh với DEET, tinh dầu sả chanh cho thấy hiệu quả gần như tương đương, chứng minh sự hiệu quả của nó trong việc bảo vệ khỏi côn trùng.

Tinh dầu sả chanh chứa các thành phần quan trọng như citral và geraniol, trong đó citral là thành phần chính với hàm lượng từ 65 - 85% Sự hiện diện của citral không chỉ quyết định mùi hương đặc trưng mà còn mang lại khả năng chống côn trùng hiệu quả cho tinh dầu sả chanh.

Citral hay 3,7-dimethyl-2,6-octadienal hoặc lemonal là terpenoid hoặc hỗn hợp của 2 terpenoid có cùng công thức phân tử C6H10O cũng chính là 2 đồng phân:

E thường gọi là geranial hay citral A (hình 1) và đồng phân Z gọi là neral hay citral

B (hình 2) Khối lượng phân tử 152.237g/mol [12]

Citral có chứa nhiều trong các tinh dầu màng tang (Litsea cubeba), hương nhu (Ocimum tenuiflorum), sả chanh (Cymbopogon citratus) và nhiều loài thực vật khác

Hình 1 Công thức cấu tạo của geranial (citral A) opyri ght @ Sc hool of Me di ci ne a nd Pha rm ac y, VNU

Hình 2 Công thức cấu tạo của neral (citral B)

Geranial có hương chanh mạnh, trong khi neral mang hương thơm nhẹ và ngọt hơn Citral, tồn tại ở dạng lỏng màu vàng nhạt ở điều kiện thường, kém tan trong nước nhưng tan tốt trong alcohol và các dung môi hữu cơ khác Citral không bền trong môi trường kiềm và acid mạnh, đồng thời có tác dụng kháng khuẩn mạnh và ảnh hưởng đến pheromone của côn trùng Hợp chất này hấp thu tốt qua đường tiêu hóa, nhưng khi sử dụng trên da, phần lớn sẽ bị bay hơi Độc tính cấp tính của citral rất thấp, đặc biệt khi dùng trên da, nhưng có thể gây kích ứng ở liều cao.

Citral là một hợp chất quan trọng được sử dụng làm chất tạo hương trong thực phẩm và là nguyên liệu chính trong sản xuất hương liệu và nước hoa Ngoài ra, citral còn có khả năng tổng hợp nhiều dẫn xuất có ứng dụng rộng rãi trong đời sống, chẳng hạn như citronellol, methylone, vitamin A và geraniol.

Hình 3 Các sản phẩm bán tổng hợp từ citral 1.2.5 Định lượng citral trong tinh dầu sả chanh bằng HPLC

Nghiên cứu của Roopa Gaonkar, S Yallappa, B.L Dhananjaya và Gurumurthy Hegde vào năm 2016 đã phát triển quy trình định lượng citral trong tinh dầu Sả Chanh bằng hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao Phương pháp sử dụng cột sắc ký C-18G (250x4,6mm, 5µm) với pha động là acetonitrile và nước theo tỷ lệ 70:30, tốc độ dòng 1ml/phút, và đầu dò PDA hoạt động ở bước sóng 233nm Kết quả cho thấy phương pháp định lượng có khoảng tuyến tính, độ chính xác và độ đặc hiệu cao trong khoảng nồng độ citral từ 3 - 100µg/ml.

Nghiên cứu của Diogo Miron và các cộng sự năm 2012 đã xác định quang phổ của citral trong phức hợp với cyclodextrin, sử dụng phương pháp định lượng hai đồng phân citral qua hệ thống HPLC AGILENT Series 1200 Điều kiện sắc ký bao gồm pha động là acetonitrile, nước và methanol (tỷ lệ 47:43:10), với cột RP18 (250nm x 4mm, 5μm), tốc độ dòng 1,4 ml/phút và thể tích tiêm mẫu 15μl Bước sóng phát hiện được đặt ở 240nm tại nhiệt độ 30°C, cho kết quả hiển thị hai pic tín hiệu của neral và opyri.

Beta – cyclodextrin

Cyclodextrin là oligosaccharide vòng, được cấu tạo từ các tiểu đơn vị glucose liên kết với nhau qua liên kết glycoside Chúng bao gồm từ 5 đến 32 đơn vị α-D-glucopyranoside, với các cyclodextrin phổ biến thường chứa từ 6 đến 8 đơn vị, tạo thành hình dạng hình nón cụt đặc trưng.

Cấu trúc và hình dạng 3D của các cyclodextrin được mô tả trong hình 4

Hình 4 Cấu trúc không gian và kích thước của các cyclodextrin [20]

Các cyclodextrin được sản xuất từ tinh bột bằng cách xử lý với enzyme

Cyclodextrin thường được ứng dụng trong các lĩnh vực thực phẩm, dược phẩm, các ngành công nghiệp hóa học cũng như nông nghiệp và kỹ thuật môi trường

[19] opyri ght @ Sc hool of Me di ci ne a nd Pha rm ac y, VNU

1.3.2 Cấu trúc của beta – cyclodextrin β-cyclodextrin (β-CD) có công thức phân tử là (C6H10O5)7 hay C42H70O35, khối lượng phân tử gồm 7 đơn vị α-D-glucopyranoside [21].Với cấu trúc không gian dạng hình nón cụt có “lỗ hổng” bên trong giúp β-CD có thể giữ được các phân tử khác Các nhóm chức hydroxyl định hướng ở mặt ngoài của hình nón, trong đó những nhóm chức hydroxyl bậc 1 ở rìa hẹp còn các nhóm chức hydroxyl bậc 2 ở rìa rộng hơn của hình nón Lỗ hổng trung tâm bọc bởi khung carbon và nguyên tử oxygen thuộc phần ether của đường [22] Cấu trúc không gian của β-

CD được thể hiện ở hình 5

Hình 5 Cấu trúc không gian của β-CD

1.3.3 Tính chất của beta – cyclodextrin β-CD ít tan trong nước ở nhiệt độ thường tuy nhiên lại tan tốt trong nước nóng Ổn định trong môi trường kiềm, dễ thủy phân trong môi trường acid mạnh

β-CD có khả năng bao bọc các phân tử kỵ nước trong lỗ hổng của nó nhờ vào các nhóm hydroxyl ở bề mặt ngoài và trong, tạo ra môi trường kỵ nước Khi ở trong môi trường nước, β-CD có thể bắt giữ các phân tử khách có kích thước phù hợp Sự liên kết giữa β-CD và các phân tử khách diễn ra thông qua liên kết hydrogen, tương tác Vander Waals, và tương tác lưỡng cực, với đặc điểm là trạng thái cân bằng động không phải vĩnh viễn.

Hình 6 Quá trình tạo phức của β-CD [20]

1.3.4 Ứng dụng của beta – cyclodextrin β-CD có thể cải thiện độ tan của các chất không hòa tan hoặc tan kém trong nước, làm giảm sự bay hơi các thành phần dễ bay hơi, tăng tính ổn định hóa học của chất khác, β-CD được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực: [23]

Trong ngành thực phẩm và hương liệu, β-CD được sử dụng như một chất bảo vệ và dẫn truyền hương liệu, giúp giảm vị đắng và mùi khó chịu của một số hợp chất.

- Trong ngành mỹ phẩm: β-CD làm giảm sự bay hơi của các hợp chất dễbay hơi.

Trong ngành dược phẩm, β-CD được sử dụng như một tác nhân tạo phức, giúp tăng khả năng hòa tan của các thuốc có độ hòa tan kém, từ đó nâng cao sinh khả dụng và độ ổn định của chúng β-CD cải thiện khả năng dẫn truyền thuốc qua các màng sinh học và giảm thiểu độ rát ở dạ dày – ruột Nghiên cứu cho thấy β-CD không gây ra phản ứng có hại hay kích ứng khi sử dụng trên da, và cũng không độc hại khi sử dụng qua đường uống.

Khái quát v ề kem bôi da

Kem bôi da là sản phẩm thuộc hệ phân tán nhiều pha, bao gồm pha dầu, pha nước và chất nhũ hóa Dựa trên cấu trúc hóa lý, kem bôi da được phân loại thành nhiều loại khác nhau.

Kem N/D là loại kem có khả năng pha nội thân nước và pha ngoại thân dầu, thường được sử dụng trong các sản phẩm chăm sóc da Thành phần chính của kem bao gồm các chất nhũ hóa như Lanolin, este sorbitan (Span), monoglycerid và alcol béo, giúp tạo ra nhũ tương N/D hiệu quả.

Kem D/N là sản phẩm pha nội thân dầu và pha ngoại thân nước, sử dụng các chất nhũ hóa như xà phòng kiềm hóa trị một (natri, kali), xà phòng amin (mono, di và triethanolamin), alcol béo sulfat, polysorbat (Tween), cùng với ether hoặc este của acid béo với polyethylen glycol để tạo ra nhũ tương D/N hiệu quả.

1.4.2 Kỹ thuật bào chế và sản xuất kem bôi da

Tùy theo tính chất của dược chất và tá dược, kem bôi da được bào chế theo một trong số các phương pháp sau:

Nhũ hóa trực tiếp là quá trình hòa tan dược chất và tá dược vào pha dầu hoặc pha nước, tùy thuộc vào tính chất của các thành phần Để thực hiện, cần đun nóng hai pha, trong đó nhiệt độ của pha nước cao hơn một vài độ so với pha dầu Sau đó, phối hợp hai pha và khuấy trộn bằng thiết bị phù hợp để tạo ra nhũ tương đồng nhất.

Để trộn đều nhũ hóa, dược chất dạng lỏng được thêm từ từ vào tá dược khan trong khi khuấy nhẹ nhàng Sau khi hoàn tất việc thêm dược chất, cần khuấy trộn mạnh mẽ cho đến khi thu được hỗn hợp đồng nhất.

1.4.3 Các yêu cầu chất lượng đối với kem bôi da Để đảm bảo chất lượng trong quá trình sử dụng và bảo quản, kem bôi da phải đáp ứng được các yêu cầu sau: Đảm bảo độ đồng nhất của hỗn hợp dược chất và tá dược; có thể chất mềm mịn và không bị chảy ở nhiệt độ thường; dễ bám thành lớp mỏng khi bôi lên da hay niêm mạc; không gây kích ứng da và niêm mạc; bền vững trong quá trình bảo quản; cho hiệu quả điều trị, bảo vệ đúng với mục đích bào chế; riêng đối với loại kem bôi sử dụng với mục đích bảo vệ phải đảm bảo tạo được một lớp che phủ và duy trì trên da, không chứa các chất có khả năng thấm sâu qua da và hấp thụvào bên trong cơ thể

Việc đánh giá chất lượng của kem bôi da dựa trên các tiêu chí sau: [24]

- Độđồng nhất của kem: Kiểm tra sựphân tán đồng đều của dược chất và tá dược

Điểm nhỏ giọt là nhiệt độ mà nguyên liệu chuyển từ trạng thái rắn sang dạng lỏng Việc xác định chính xác điểm nhỏ giọt rất quan trọng để đảm bảo kem không bị chảy ở nhiệt độ 37 độ C.

- Điểm đông đặc: Chính là nhiệt độ thấp nhất mà kem có tính chất của chất lỏng

- Chỉ số nước: Là lượng nước tối đa biểu thị bằng gam mà 100g tá dược khan nước ở nhiệt độthường có khảnăng hút được

- Độ nhớt: Được xác định bằng nhớt kế

- Thể chất: Có rất nhiều phương pháp, dụng cụ để kiểm tra thể chất như đo độxuyên sâu, đo độ dàn mỏng, đo độdính…

Ngoài các chỉ tiêu chính, việc đánh giá kem còn phụ thuộc vào tính an toàn và các nguy cơ gây kích ứng, tùy thuộc vào mục đích sử dụng.

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨ U

Nguyên li ệ u, hóa ch ấ t

Nghiên cứu sử dụng các nguyên liệu hóa chất được trình bày trong bảng 1

Bảng 1 Nguyên liệu và hóa chất sử dụng

STT Tên Xu ấ t x ứ Tiêu chu ẩ n

1 Tinh d ầ u s ả chanh (74,94% citral) Việt Nam Nhà sản xuất

2 β-cyclodextrin Roquette, Pháp FDA Hoa Kỳ

3 Cetyl alcohol Trung Qu ố c DĐVN V

5 Stearic acid Trung Quốc DĐVN V

6 Dầu parafin Trung Quốc DĐVN V

8 Kali hydroxyd Trung Quốc DĐVN V

9 Citral tinh khiết 96% Merck KGaA, Đức HPLC

10 Geraniol tinh khiết 98% Merk KGaA, Đức HPLC

11 Acetonitril Merck KGaA, Đức HPLC

12 Methanol Merck KGaA, Đức HPLC

13 Nước tinh khiết Việt Nam DĐVN V opyri ght @ Sc hool of Me di ci ne a nd Pha rm ac y, VNU

Máy móc, thi ế t b ị

Hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) Model Ultimate 3000 của Dionex, Thermo Scientific Hoa Kỳ, kết hợp với thiết bị phát hiện đa sóng DAD - 3000 Dionex, sử dụng cột silica gel pha đảo Eclipse XDB – C18 (4,6 x 250mm, 5µm) Quá trình xử lý dữ liệu được thực hiện bằng máy vi tính chạy hệ điều hành Microsoft Windows 7, với phần mềm điều khiển Chromeleon Dionex phiên bản 7.1.2.1478.

Máy siêu âm Ultrasonic Cleaners AC - 150H, MRC Ltd, Isareal

Cân phân tích Shimadzu AUW220, Nhật Bản

Thiết bị khuấy từ IKA C –MAG HS 7, Đức

Thiết bịđồng nhất hóa Homogeniser, WiseTis HG-15A

Máy đo pH spear của hãng Thermo Scientific Eutech, Singapore.

Phương pháp nghiên cứu

Kem có cấu trúc nhũ tương dạng D/N và được bào chế với quy trình như sau: [25]

Bào ch ế kem không s ử d ụng β -CD

Pha dầu bao gồm cetyl alcohol, lanolin, stearic acid và dầu parafin, cần cân đúng liều lượng các chất này cho vào cốc đong 50ml Sau đó, đun nóng hỗn hợp trên bếp khuấy từ, khuấy nhẹ nhàng ở nhiệt độ khoảng 75°C.

Pha nước bao gồm glycerin, KOH và H2O, cần cân chính xác từng thành phần và cho vào cốc đong có thể tích 50ml Sau đó, đun nóng hỗn hợp trên bếp khuấy từ, khuấy nhẹ nhàng cho đến khi đạt nhiệt độ khoảng yêu cầu.

- Phối hợp hai pha: cho từ từ pha nước vào pha dầu, khuấy từ ở 1500 vòng/phút để tạo nhũ tương D/N.

- Thêm tinh dầu sả chanh: khi nhiệt độ hỗn hợp còn khoảng 55 o C thì thêm từ opyri ght @ Sc hool of Me di ci ne a nd Pha rm ac y, VNU

- Đồng nhất hóa hỗn hợp ở tốc độ3900 vòng/phút trong 5 phút để thu được kem

- Sau khi thu được kem, tiến hành đánh giá các chỉ tiêu chất lượng

Bào ch ế kem có s ử d ụng β -CD

- Cân β-CD, nước vào cốc đong 50ml, đun trên bếp khuấy từ và khuấy nhẹở

55 o C trong 10 phút Giảm nhiệt độ về khoảng 50 o C, thêm từ từ tinh dầu sả chanh vào cốc, tiếp tục khuấy từ với tốc độ 250 vòng/phút ở 25 o C trong thời gian 4 giờ

- Đun nóng pha dầu (cetyl alcohol, lanolin, stearic acid, dầu parafin) khoảng

Đun nóng hỗn hợp ở 70°C và pha nước (glycerin, KOH, H2O) ở khoảng 75°C trên bếp khuấy từ, khuấy nhẹ nhàng Kết hợp hai pha và tăng tốc độ khuấy lên 1500 vòng/phút để tạo nhũ tương D/N, đồng thời duy trì nhiệt độ hỗn hợp khoảng 55°C.

Đun nóng hỗn hợp β-CD và tinh dầu đến khoảng 55 độ C, sau đó kết hợp với dung dịch nhũ tương đã chuẩn bị Tiến hành đồng nhất hóa với tốc độ 3900 vòng/phút trong 5 phút để tạo ra kem.

- Sau khi thu được kem, tiến hành đánh giá các chỉ tiêu chất lượng

Bào ch ế các m ẫ u tr ắ ng: Thực hiện với quy trình tương tự, thay lượng tinh dầu sả chanh bằng nước cất

S ả n ph ẩ m được đánh giá mộ t s ố ch ỉ tiêu sau:

- Hình thức, cảm quan: quan sát về màu sắc, đánh giá độ mềm, mịn, mùi hương

Để xác định pH của kem, cần cân 2g mẫu kem và pha loãng với 18g nước cất, sau đó đo pH của dung dịch pha loãng Kem phải có pH không quá acid hoặc quá kiềm, với giá trị pH đo được nên nhỏ hơn 7 và càng gần pH của da (4,5 – 6,2) càng tốt.

2.3.2 Phương pháp định lượng citral trong sản phẩm

Quy trình định lượng citral sử dụng hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao với đầu dò DAD đã được xây dựng và thẩm định theo hướng dẫn của ICH Các yếu tố thẩm định bao gồm tính tuyến tính, khoảng định lượng, tính đặc hiệu, độ đúng, độ chính xác, giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) và hiệu suất chiết Mỗi mẫu được phân tích ba lần và giá trị trung bình được sử dụng Dữ liệu được xử lý thống kê bằng phần mềm Microsoft Excel 2013, phối hợp thực hiện cùng Nguyễn Thị Huê, sinh viên lớp Dược học, khóa QH.2014.Y, Khoa Y Dược – Đại Học.

Để chuẩn bị dung dịch định lượng, cân chính xác khoảng 0,25g mẫu thử cho vào bình định mức 50ml, sau đó thêm hỗn hợp dung môi acetonitrile và nước theo tỷ lệ 60:40 (v/v) đến vạch Tiến hành siêu âm trong 10 phút, sau đó lọc qua màng lọc PTFE 0,45µm Cuối cùng, pha loãng dịch lọc 5 lần trong cùng dung môi và tiêm vào hệ thống sắc ký.

Để chuẩn bị dung dịch mẫu trắng, cân chính xác khoảng 0,1g mẫu trắng vào bình định mức 10ml, sau đó thêm hỗn hợp dung môi acetonitrile và nước theo tỷ lệ 60:40 (v/v) đến vạch định mức Khuấy đều trong 10 phút và lọc qua màng lọc PTFE 0,45µm Tiến hành pha loãng dịch lọc 5 lần trong cùng dung môi trước khi tiêm vào hệ thống sắc ký.

2.3.3 Phương pháp theo dõi độ ổn định của sản phẩm

Sản phẩm bào chếđược đựng trong hộp nhựa polypropylene kích thước 7 x

5 x 3,5cm, đậy kín và bảo quản ở điều kiện nhiệt độ 25 ± 5 o C; độ ẩm 65 ± 5%, tránh ánh sáng Độổn định của sản phẩm được đánh giá dựa trên:

- Sự biến đổi về cảm quan của các mẫu kem theo thời gian

- Sựthay đổi của hàm lượng citral trong các mẫu kem theo thời gian opyri ght @ Sc hool of Me di ci ne a nd Pha rm ac y, VNU

2.3.4 Phương pháp đánh giá hiệu quả chống côn trùng của sản phẩm Đánh giá hiệu quả của sản phẩm qua thử nghiệm sinh học trên kiến

Camponotus consobrinus với quy trình tiến hành như sau: [27]

Cắt một tờ giấy lọc 9cm thành hai nửa bằng nhau, bôi 0,5ml mẫu thử lên một nửa và mẫu trắng lên nửa còn lại Dán hai nửa lại với nhau và đặt vào đĩa petri Thả 25 con kiến vào giữa và dùng màng nilon che miệng đĩa để giữ kiến bên trong Quan sát và đếm số lượng kiến ở mỗi nửa giấy lọc sau mỗi 15 phút trong 2 giờ.

Thí nghiệm được tiến hành trên các mẫu ngay sau khi bào chế và sau đó được lặp lại sau 3 tháng bảo quản để so sánh hiệu quả.

KẾT QUẢ VÀ THỰC NGHIỆM

Bào ch ế kem ch ứ a tinh d ầ u s ả chanh

3.1.1 Bào chế kem chứa tinh dầu sả chanh không sử dụng β -CD

Tham khảo tài liệu [25], bào chế mẫu kem (ký hiệu CT1) với phương pháp được mô tả ở mục 2.3.1 và thành phần công thức trong bảng 2

Bảng 2 Công thức bào chế mẫu kem CT1 STT Tên Tỷ lệ (%) Khối lượng (g)

Kết quả: Kem có màu trắng đục, mịn, đồng nhất, hơi đặc Giá trị pH = 7,9

Với giá trị pH 7,9 cao hơn đáng kể so với pH tự nhiên của da (4,5 – 6,2), tỷ lệ KOH đã được điều chỉnh giảm để bào chế mẫu kem mới (ký hiệu CT2) theo quy trình tương tự, như được trình bày trong bảng 3.

Bảng 3 Công thức bào chế mẫu kem CT2

STT Tên Tỷ lệ (%) Khối lượng (g)

Kết quả: Kem có màu trắng đục, mịn, đồng nhất, hơi đặc Giá trị pH = 7,8

Vì giá trị pH = 7,8 vẫn cao, tỷ lệ KOH cần được giảm xuống Để cải thiện chất lượng của kem, tỷ lệ pha dầu và nước cũng được điều chỉnh Mẫu kem thứ 3 (ký hiệu CT3) được bào chế theo quy trình tương tự với các thành phần được liệt kê trong bảng 4.

Bảng 4 Công thức bào chế mẫu kem CT3

STT Tên Tỷ lệ (%) Khối lượng (g)

Kết quả: Kem màu trắng đục, mịn, đồng nhất, mềm Giá trị pH = 6,8

Dựa trên kết quả về thể chất và pH, công thức CT3 được chọn để bào chế kem chống côn trùng với tinh dầu sả chanh, nhờ vào thể chất đẹp và pH phù hợp Quy trình bào chế kem được mô tả chi tiết trong mục 2.3.1, và thành phần công thức được trình bày trong bảng 5.

Bảng 5 Công thức bào chế kem chứa tinh dầu sả chanh không sử dụng β-

STT Tên Tỷ lệ (%) Khối lượng (g)

Kem có màu trắng nhạt hơi vàng, không bị phân lớp hay vón cục, với kết cấu mềm mịn và đồng nhất Khi thoa lên da, kem tạo thành lớp mỏng và có mùi thơm dễ chịu của tinh dầu sả chanh Độ pH của sản phẩm là 6,7.

Hình 7 Mẫu kem chứa tinh dầu sả chanh không có β-CD (M1)

3.1.2 Bào chế kem chứa tinh dầu sả chanh có sử dụng β -CD β-CD được sử dụng nhằm mục đích tạo phức với các phân tử citral và bảo vệ các phân tử citral khỏi sự bay hơi, từđó nâng cao độổn định của sản phẩm

Theo khuyến cáo, tỷ lệ mol β-CD : citral nên là 1:1 để tối ưu hóa hiệu suất tạo phức Tuy nhiên, khi áp dụng tỷ lệ này cùng với lượng nước trong công thức, hỗn hợp có thể trở nên đặc và khó khuấy trộn Thông qua khảo sát thực nghiệm, tỷ lệ β-CD đã được điều chỉnh thành 1:1,5 với H2O Việc thêm β-CD (chất rắn) đã làm thay đổi thể chất của kem, do đó cần điều chỉnh tỷ lệ các tá dược và thực hiện theo phương pháp đã mô tả trong mục 2.3.1, như thể hiện trong bảng 6.

Bảng 6 Công thức bào chế kem chứa tinh dầu sả chanh có sử dụng β-CD (ký hiệu M2)

STT Tên Tỷ lệ (%) Khối lượng (g)

Kem có màu trắng đục, đồng nhất và không có hiện tượng phân lớp hay vón cục, thể chất mềm mịn, tạo thành lớp mỏng khi bôi lên da Mùi thơm của kem nhẹ nhàng với tinh dầu sả chanh, nhẹ hơn so với mẫu kem M1 pH của kem được đo là 6,9.

Hình 8 Mẫu kem chứa tinh dầu sả chanh có β-CD (M2)

Định lượ ng citral trong s ả n ph ẩ m

Qua quá trình xây dựng và khảo sát từ thực nghiệm đã xác định được điều kiện sắc ký như sau:

- Pha tĩnh là silicagel pha đảo C18 trong cột 5 μm, 4,6×250 mm.

- Pha động acetonitril : nước : methanol tỷ lệ 47 : 43 : 10 với tốc độ dòng

- Thể tớch tiờm mẫu là 10àl

- Thời gian sắc ký là 25 phút

- Bước sóng phát hiện citral là 242 nm, bước sóng phát hiện geraniol là 200nm

Phương trình hồi quy đối với đồng phân neral và geranial lần lượt là: y1 = 0,3619x1 – 0,7782; y2 = 0,5153x2– 0,8380

Với y1;y2 lần lượt là diện tích pic (mAu.min) của neral và geranial, x1; x2 lần lượt là nồng độ (àg/ml) của neral và geranial trong dung dịch

Kết quả thẩm định cho thấy có mối quan hệ tuyến tính chặt chẽ giữa diện tích pic và nồng độ dung dịch citral trong khoảng 10 – 100 àg/ml tại Trường Đại học Y Dược, ĐHQGHN Đã xác định được LOD và LOQ của neral lần lượt là 0,10 và 0,33 àg/ml, trong khi LOD và LOQ của geranial là 0,30 và 1,00 àg/ml Phương pháp này đạt yêu cầu về độ đúng và độ chính xác, được mô tả chi tiết trong khóa luận tốt nghiệp năm 2019 của Nguyễn Thị Huê Để áp dụng phương pháp vào việc định lượng citral trong dạng bào chế, cần thẩm định thêm các yếu tố như tính đặc hiệu và hiệu suất chiết.

Tính đặc hiệu của phương pháp phân tích được xác định qua khả năng phân tách citral và geraniol Sắc ký dung dịch geraniol 5 µg/ml cho thấy bước sóng hấp thụ cực đại tại 200 nm Khi phân tích dung dịch chứa 20 µg/ml citral và 5 µg/ml geraniol ở các bước sóng 200 và 242 nm, geraniol không hấp thụ ánh sáng ở 242 nm, trong khi tại 200 nm, pic geraniol có thời gian lưu 9,360 phút, tách hoàn toàn khỏi các pic neral và geranial với độ phân giải 4,78 Các pic đều tinh khiết và có độ tương xứng lớn, và không có pic nào khác xuất hiện trong sắc ký đồ của dung dịch mẫu trắng, khẳng định tính đặc hiệu của phương pháp phân tích.

Hình 9 Sắc ký đồ của hỗn hợp geraniol, citral ởbước sóng 200nm (A) và 242nm (B)

Hình 10 Sắc ký đồ của dung dịch mẫu trắng không có β-CD (A) và có β-CD (B) opyri ght @ Sc hool of Me di ci ne a nd Pha rm ac y, VNU

Hiệu suất chiết được xác định dựa trên đáp ứng của dung dịch mẫu thử tự tạo so sánh với đáp ứng của mẫu chuẩn ở cùng nồng độ

Để tiến hành pha mẫu thử, cân chính xác 234,4mg mẫu trắng và 15,6mg citral vào bình định mức 50ml Tiến hành pha loãng với cùng hệ dung môi và quy trình tương tự như đối với sản phẩm Kết quả cho thấy nồng độ citral trong dung dịch đạt 60µg/ml, và thông tin về định lượng citral cùng hiệu suất chiết được trình bày trong bảng 7.

Bảng 7 Hiệu suất chiết của citral

Mẫu mAu*min neral mAu*min geranial

Nồng độ citral thực tế (àg/ml)

Như vậy phương pháp cho hiệu suất chiết cao, rất gần với giá trị 100%

Đã tiến hành định lượng citral trong hai mẫu kem, cho kết quả tín hiệu sắc ký của neral và geranial như hình 11 Hàm lượng citral trong các mẫu kem được trình bày trong bảng 8.

Bảng 8 Kết quảđịnh lượng citral trong sản phẩm

Mẫu Nồng độ citral trong dung dịch (àg/ml)

Hàm lượng citral trong mẫu (%)

M2 60,4971 6,0497 opyri ght @ Sc hool of Me di ci ne a nd Pha rm ac y, VNU

Hình 11 Sắc ký đồ của dung dịch pha từ mẫu kem M1 (A) và M2 (B) ở 242nm

Phương pháp định lượng đã chứng minh tính đặc hiệu, đúng đắn, chính xác, độ tuyến tính và hiệu suất chiết cao, cho phép xác định hàm lượng citral trong mẫu kem M1 là 6,098% và M2 là 6,0497%.

Độ ổn định của sản phẩm

Biến đổi về cảm quan:

Trong nghiên cứu về sự bảo quản sản phẩm kem trong 3 tháng ở điều kiện thường và tránh ánh sáng, chúng tôi nhận thấy mẫu kem M1 có sự thay đổi rõ rệt về hình thức với màu vàng đậm hơn và thể chất khô hơn, trong khi mẫu kem M2 không có sự thay đổi nào về hình thức và thể chất.

Hình 12 So sánh màu sắc kem M1 khi mới bào chế (A) và sau khi bảo quản

Thay đổi hàm lượng citral:

Định lượng hàm lượng citral trong các mẫu sản phẩm được thực hiện theo phương pháp mô tả ở mục 2.3.2 tại các thời điểm khác nhau Kết quả thu được về hàm lượng citral trong các mẫu kem theo thời gian đã được thống kê trong bảng 9 và bảng.

10 opyri ght @ Sc hool of Me di ci ne a nd Pha rm ac y, VNU

Bảng 9 Theo dõi hàm lượng citral trong mẫu kem M1

Hàm lượng citral trong mẫu (%)

Tỷ lệ so với hàm lượng ban đầu (%)

136 5,2225 85,77 opyri ght @ Sc hool of Me di ci ne a nd Pha rm ac y, VNU

Bảng 10 Theo dõi hàm lượng citral trong mẫu kem M2

Hàm lượng citral trong mẫu (%)

Tỷ lệ so với hàm lượng ban đầu (%)

Hàm lượng citral trong hai mẫu kem giảm dần theo thời gian do tính chất dễ bay hơi của citral Mẫu M1 cho thấy sự giảm nhanh hơn so với mẫu M2, mặc dù mẫu M2 cũng có sự giảm nhưng tốc độ chậm hơn Sau 3 tháng, hàm lượng citral trong mẫu M1 còn 5,5498%, tương đương 91,14% so với hàm lượng ban đầu, trong khi mẫu M2 còn 5,7112%, tương đương 94,4% hàm lượng ban đầu Thời gian theo dõi độ ổn định của mẫu kem M2 chỉ đạt đến ngày 93 (3 tháng).

Việc sử dụng β-CD trong công thức bào chế kem M2 đã nâng cao độ ổn định của sản phẩm, thể hiện rõ qua hình thức và cảm quan, cùng với hàm lượng citral ổn định hơn so với mẫu M1 không chứa β-CD.

Đánh giá hiệ u qu ả ch ố ng côn trùng c ủ a s ả n ph ẩ m

Thực hiện thử nghiệm ngay sau khi bào chế và sau 3 tháng bào chế theo phương pháp đã mô tả trong mục 2.3.3 Kết quả thử nghiệm được ghi lại trong hình 13 và số liệu được trình bày trong bảng 11.

Bảng 11 Sốlượng kiến tập trung trên vùng giấy lọc được bôi các mẫu kem theo thời gian

Sốlượng kiến tập trung (cá thể) Ngay sau khi bào chế Sau khi bào chế 3 tháng

120 0 25 0 25 0 25 0 25 opyri ght @ Sc hool of Me di ci ne a nd Pha rm ac y, VNU

Hình 13 minh họa số lượng kiến trên vùng bôi mẫu trắng (bên trái) và vùng bôi sản phẩm (bên phải) của mẫu M1 ngay sau khi bào chế (A) và sau 3 tháng (B), cũng như mẫu M2 ngay sau khi bào chế (C) và sau 3 tháng (D).

Kết quả nghiên cứu cho thấy toàn bộ kiến đều tập trung trên vùng giấy lọc bôi mẫu trắng, không có cá thể nào di chuyển đến vùng bôi kem chứa tinh dầu sả chanh Điều này chứng minh rằng cả hai mẫu kem M1 và M2 có hiệu quả xua đuổi loài kiến như nhau với tỷ lệ 100%, và sự có mặt của β-CD không ảnh hưởng đến hiệu quả chống côn trùng của kem Ngoài ra, hiệu quả của kem vẫn không đổi sau thời gian bảo quản hơn 3 tháng ở cả hai mẫu kem.

BÀN LUẬ N

Kem được sản xuất qua phương pháp nhũ hóa trực tiếp, trong đó tỷ lệ các thành phần trong công thức quyết định chất lượng sản phẩm Cụ thể, tỷ lệ KOH có ảnh hưởng trực tiếp đến giá trị pH của kem, trong khi tỷ lệ các tá dược pha dầu và tá dược pha nước sẽ tác động đến thể chất của kem.

Việc bổ sung β-CD vào công thức đã nâng cao độ ổn định của sản phẩm nhờ vào khả năng tạo phức với citral, giữ cho các phân tử citral không bị bay hơi Quá trình này diễn ra trong dung môi nước, nơi các phân tử nước "năng lượng cao" được thay thế bởi các phân tử citral kém phân cực hơn Liên kết giữa citral và β-CD chủ yếu là liên kết hydrogen, tương tác Vander Waals và tương tác lưỡng cực Mặc dù lượng β-CD không đảm bảo hiệu suất tạo phức 100% với citral, nhưng kết quả theo dõi hàm lượng citral cho thấy β-CD có vai trò quan trọng trong công thức Sự bổ sung β-CD đã giúp giảm đáng kể lượng citral bay hơi trong quá trình bảo quản 3 tháng, đồng thời làm thay đổi thể chất của kem.

Do đó cần điều chỉnh tỷ lệ các thành phần tá dược trong công thức bào chế cho phù hợp với thể chất của kem

Qua quá trình thực nghiệm, sản phẩm có chứa β-CD và sản phẩm không chứa β-CD đều cho hiệu quả chống côn trùng tương đương Điều này cho thấy việc thêm β-CD vào công thức bào chế không ảnh hưởng đến tác dụng của sản phẩm.

Như vậy từ nghiên cứu “Bào chế kem chống côn trùng từ tinh dầu sả chanh” chúng tôi đã thu được các kết quả sau:

- Bào chế được kem chống côn trùng từ tinh dầu sả chanh, sử dụng β-CD để cải thiện công thức bào chế, nâng cao độổn định sản phẩm

- Sơ bộđánh giá được độổn định của sản phẩm trong thời gian 3 tháng

Sản phẩm đã được chứng minh có hiệu quả chống côn trùng, cụ thể là đối với loài kiến Camponotus consobrinus Nghiên cứu này được thực hiện bởi Trường Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội.

Từ các kết quảđạt được, nghiên cứu sẽ được tiếp tục phát triển các hướng sau:

- Theo dõi độổn định của sản phẩm trong thời gian dài hơn

- Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho sản phẩm

- Nâng quy mô bào chế

Đánh giá hiệu quả của sản phẩm trên các loài côn trùng như muỗi và rệp là cần thiết để khẳng định tính hiệu quả của sản phẩm Việc nghiên cứu tác dụng này sẽ giúp xác định khả năng kiểm soát côn trùng và nâng cao sự tin cậy của sản phẩm trong việc bảo vệ sức khỏe cộng đồng.