Báo cáo tiểu luận ngành công nghệ thẩm mỹ vai trò của vi sinh vật trong thẫm mĩ sữa rửa mặt, mặt nạ, sữa dưỡng da

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (11.34 MB, 50 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN LANG

KHOA CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG

BÀI BÁO CÁO TIỂU LUẬN

NGÀNH: CÔNG NGHỆ THẨM MỸ

VAI TRÒ CỦA VI SINH VẬT TRONG THẪM MĨ (SỮA RỬA MẶT, MẶTNẠ, SỮA DƯỠNG DA, …)

 Lời đầu tiên, em xin cảm ơn thầy cô trường Đại Học Văn Lang đã đưa bộ môn "Vi Sinh Vật Học" vào chương trình giảng dạy. Tiếp đến em gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến với giảng viên bộ môn cô Võ Thị Xuyến đã tạo điều kiện để em có thể học

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

tập và giúp đỡ để chúng em hoàn thành bài tiểu luận này. Trong thời gian học tập bộ môn này, em đã tiếp thu được rất nhiều kiến thức mới, đây chắc chắn sẽ là hành trang quan trọng giúp em có thể ứng dụng được trong cuộc sống và học tập trong những năm sắp tới và cả công việc sau này .

 Bộ môn “Vi Sinh Vật ” là một bộ mơn thú vị, vơ cùng hữu ích và quan trọng. Tuy nhiên, lượng kiến thức rất nhiều nên chúng em có thể có nhiều thiếu sót. Vì vậy, em mong rằng sau khi xem xong bài làm của nhóm em q thầy/cơ có thể nhận xét và góp ý kiến để bài tiểu luận của nhóm em có thể hoàn thiện hơn.

Chúng em chân thành cảm ơn!

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

1.3.1. Vi khuẩn Bacillus subtilis...8

1.3.2. Tảo Haematococcus pluvialis...11

1.3.3. Tảo Chlorella sp...12

1.3.4. Nấm mốc Aspergillus oryzae...13

1.3.5. Nấm men Saccharomyces cerevisiae...15

1.3.6. Vi khuẩn Bifidobacterium Longum...16

1.3.7. Vi khuẩn Acetobacter Xylinum...17

2. Ứng dRng của vi sinh vật trong thẫm mỹ...18

2.1. Ứng dRng Bacillus subtilis tổng hợp Hyaluronic Acid...18

2.1.2. Đặc điểm nổi bật của Bacillus subtilis...18

2.1.3. Vai trò với da...18

2.1.4. Sản phẩm chứa HA từ Bacillus subtilis...20

2.2. Ứng dRng Bacillus subtilis tổng hợp Surfactin...20

2.2.2. Đặc điểm nổi bật của surfactin...21

2.2.3. Vai trò với da...22

2.2.4. Sản phẩm chứa Surfactin từ Bacillus subtilis...23

2.3. Ứng dRng Haematococcus pluvialis tổng hợp Astaxanthin...23

2.3.1. Tổng quan...23

2.3.2. Đặc điểm nổi bật của Haematococcus pluvialis...24

2.3.3. Vai trò với làn da...24

2.3.4. Sản phẩm chứa Astaxanthin từ Haematococcus pluvialis...26

2.4. Ứng dRng chiết xuất tảo Chlorella...26

2.4.2. Tác dRng với làn da...27

2.4.3. Sản phẩm chứa chiết suất Cholorella...28

2.5. Ứng dRng Aspergillus oryzae tổng hợp Kojic acid...29

2.5.2. Tác dRng đến da...30

2.5.3. Một số sản phẩm chứa Kojic acid...32

2.6. Ứng dRng Saccharomyces cerevisiae tổng hợp Ceramides...32

2.6.2. Đặc điểm nổi bật của ceramide từ vi sinh vật...33

2.6.3. Tác dRng của ceremide lên da...34

2.6.4. Các sản phẩm chứa Ceramides từ Saccharomyces cerevisiae...35

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

2.7. Ứng dRng Bifidobacterium Longum trong sản xuất mỹ phẩm probiotic...35

2.7.1. Tổng quan...35

2.7.2. Các dạng sản phẩm chứa probiotic...37

2.7.3. Bifida Ferment Lysate...38

2.7.4. Vai trò với da...38

2.8. Ứng dRng Acetobacter Xylinum trong sản xuất mỹ phẩm probiotic...40

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

1. Tổng quan

1.1. Khái niệm

Vi sinh vật (microorganism) là tên gọi chung để chỉ tất cả các sinh vật có kích thước nhỏ bé khơng thể nhìn thấy được bằng mắt thường. Muốn quan sát người ta phải sử dụng kính hiển vi có độ phóng đại hàng trăm đến hàng vạn lần [ CITATION TSV \l 1066 ]. Vi sinh vật có vai trị quan trọng trong cơng nghệ sinh học, hóa sinh, di truyền học và sinh học phân tử.

Vi sinh vật bao gồm các nhóm cơ bản: vi khuẩn, xạ khuẩn, nắm men, nấm mốc, tảo, vi khuẩn lam, xoán thể, Ricketxi, Micoplatma, virut, ... [ CITATION TSV \l 1066 ]

Mỹ phẩm được cấu thành từ hỗn hợp các hợp chất hóa học có nguồn gốc từ các nguồn tự nhiên hoặc được tạo ra tổng hợp. Theo Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA), mỹ phẩm được định nghĩa là "một sản phẩm (không bao gồm xà phịng ngun chất) nhằm mục đích áp dụng cho cơ thể con người để làm sạch, làm đẹp, thúc đẩy sự hấp dẫn hoặc thay đổi ngoại hình". Mỹ phẩm có nhiều mục đích khác nhau. Đầu tiên, nó có thể được thiết kế để chăm sóc da có với các mục đích như: Làm sạch, tẩy tế bào chết và bảo vệ da, cũng như bổ sung các dưỡng chất cho da, bằng các sản phẩm như chất tẩy rửa, toner, serum, kem dưỡng ẩm, kem mắt và dầu dưỡng, … Mỹ phẩm cũng được thiết kế để chăm sóc cá nhân, chẳng hạn như dầu gội, xà phịng và sữa tắm, có thể được sử dụng để làm sạch cơ thể. Ngoài ra, mỹ phẩm cũng được thiết kế để tăng cường vẻ ngoài của một người (trang điểm) có thể được sử dụng để che giấu nhược điểm, tăng cường các đặc điểm tự nhiên của một người (như lông mày và lông mi), thêm màu sắc cho khuôn mặt của một người và trong một số trường hợp các hình thức trang điểm được sử dụng cho các buổi biểu diễn, trình diễn thời trang và những người mặc trang phục có thể được sử dụng để thay đổi diện mạo của khn mặt hồn tồn giống với một người khác, sinh vật hoặc đồ vật. Mỹ phẩm cũng có thể được thiết kế để thêm hương thơm cho cơ thể.

Mỹ phẩm đã được sử dụng từ hàng nghìn năm nay, được người Ai Cập và Sumer cổ đại sử dụng. Ở châu Âu, việc sử dụng mỹ phẩm vẫn tiếp tục kéo dài đến thời Trung cổ bắt đầu từ việc làm trắn mặt và làm hồng má mặc dù thái độ đối với mỹ phẩm thay đổi theo thời gian, với việc việc sử dụng mỹ phẩm bị phản đối một cách công khai ở nhiều thời điểm trong lịch sử phương Tây. Bất kể những thay đổi trong thái độ của xã hội đối với mỹ phẩm,

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

mong muốn của nhiều người về mặt ngoại hình đơi khi vẫn đạt được thông qua việc sử dụng mỹ phẩm.

Theo một số nguồn tin, những phát triển lớn ban đầu trong mỹ phẩm bao gồm:

1) Bột Kohl (kajal hoặc kajol) là một loại mỹ phẩm mắt cổ đại được sử dụng bởi

Ngày nay, ngành thẩm mỹ là một ngành khoa học ngày càng phát triển, có tác động trực tiếp đến xã hội. Có một sự gia tăng đáng kể nhu cầu về mỹ phẩm trong vài thập kỷ qua do sự phát triển của nền kinh tế thế giới và mức sống ngày càng được cải thiện. Nhiều người bắt đầu quan tâm nhiều hơn đến việc sử dụng các sản phẩm chăm sóc cá nhân để cải thiện sức khỏe hoặc vẻ ngồi của họ. Ngành cơng nghiệp mỹ phẩm được tiếp thị chủ yếu dưới dạng các sản phẩm không cần kê đơn [ CITATION Sch011 \l 1066 ]. Thị trường mỹ phẩm lớn toàn cầu đang dần được phân nhánh sang Mỹ, Châu Âu và Châu Á – Thái Bình Dương. Trong số các quốc gia Châu Á – Thái Bình Dương, Ấn Độ đại diện cho thị trường mới nổi cho các sản phẩm mỹ phẩm khác nhau và đã phát triển nhanh chóng trong vài năm qua. Hơn nữa, sự thay đổi sở thích của các sản phẩm làm đẹp từ các nguồn tổng hợp sang các nguồn có nguồn gốc sinh học cũng đã thúc đẩy đáng kể sự tiến bộ của thị trường mỹ phẩm [ CITATION Pra19 \l 1066 ]. Ngày nay, để duy trì vị thế trên thị trường, các công ty sản xuất mỹ phẩm đang thực hiện các chiến lược khác nhau để nghiên cứu các sản phẩm có nguồn gốc sinh học. Xu hướng sử dụng mỹ phẩm có nguồn gốc sinh học đáp ứng nhu cầu sắp tới của người tiêu dùng ngày càng phát triển [ CITATION Pra19 \l 1066 ]. Nguyên nhân là việc sử dụng mỹ phẩm thảo dược và các thành phần hữu cơ từ các nguồn sinh học khác nhau đã làm giảm đáng kể khả năng xảy ra bất kỳ tác dụng phụ của sản phẩm. Chính vì vậy đã làm nhu cầu sử dụng các hợp chất có nguồn gốc sinh học trong thị trường mỹ phẩm ngày càng nở rộ.

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

Lĩnh vực mỹ phẩm ngày quan tâm đến việc tìm kiếm các giải pháp thay thế sinh học mới có thể nâng cao hiệu quả của sản phẩm cũng như có thể thay thế các hợp chất hóa học. Nhiều hợp chất có nguồn gốc sinh học được thu được từ vi khuẩn, nấm và tảo. Ví dụ là một loạt các hợp chất sinh học đã được ra đời như: Chất hoạt động bề mặt sinh học, vitamin, chất chống oxy hóa, sắc tố, enzyme, peptide có những đặc tính và lợi ích đầy hứa hẹn [ CITATION Pra19 \l 1066 ]. Hơn nữa, những sản phẩm này có thể được sản xuất thương mại một cách dễ dàng [ CITATION Pra19 \l 1066 ].

Theo truyền thống, các thành phần tự nhiên có hoạt tính sinh học có mặt trong mỹ phẩm thường có nguồn gốc sinh học từ thực vật, và nhiều loài sinh vật khác. Đây vẫn là một nguồn nổi bật của các hợp chất mới. Tuy nhiên, có một xu hướng mới xuất hiện trong những năm gần đây là sử dụng các hoạt chất được tổng hợp từ vi sinh vật [ CITATION Pra19 \l 1066 ]. Vì trong số các nguồn đa dạng tồn tại trên sự sống, vi khuẩn đại diện cho một trong những nguồn rẻ nhất, tái tạo và mới lạ cho bất kỳ hóa chất nào [ CITATION Pra19 \l 1066 ]. Cộng đồng vi sinh vật đại diện cho 30 ngành, phần lớn trong số đó khơng thể ni cấy và được tìm thấy trong các mơi trường khác nhau [ CITATION Pra19 \l 1066 ]. Mặc dù, có sự hiện diện của sự đa dạng của vi khuẩn trong tự nhiên, tuy nhiên rất ít vi khuẩn được sử dụng để thương mại trong ngành công nghiệp mỹ phẩm. Do đó, đa dạng sinh học hiện tại dồi dào nhưng vẫn chưa được khai thác tối đa, vì vậy vi sinh vật đại diện cho một cơ hội tiềm năng cho công nghệ sinh học và ứng dụng mỹ phẩm trong tương lai [ CITATION Pra19 \l 1066 ].

Nghiên cứu hóa học để thu nhận các hợp chất có hoạt tính sinh học, được phân lập từ vi khuẩn đã tăng tốc rất nhiều trong những năm gần đây [ CITATION Pra19 \l 1066 ]. Chủ yếu, nhu cầu ngày càng tăng đối với các phân tử sinh học là do hiệu quả tiềm năng của chúng trong mỹ phẩm và các sản phẩm mỹ phẩm, thực phẩm chăm sóc cá nhân [ CITATION Pra19 \l 1066 ]. Vi sinh vật là nguồn tài nguyên thuận lợi vì việc sản xuất các chất chuyển hóa từ vi khuẩn là khả thi và có thể đạt được quy mơ với số lượng lớn với chi phí hợp lý hơn các nguồn khác [ CITATION Pra19 \l 1066 ]. Hơn nữa, các vi khuẩn có khả năng thích nghi và tồn tại trong các điều kiện riêng biệt khác với các mơi trường sống khác và tích lũy các hợp chất hoạt tính sinh học độc đáo khơng tìm thấy hoặc tìm thấy rất ít ở các sinh vật khác [ CITATION Pra19 \l 1066 ]. Vi khuẩn rất giàu axit béo, enzyme, peptide, vitamin, lipopolysacarit và sắc tố có đặc tính có lợi cho các ứng dụng mỹ phẩm [ CITATION Pra19 \l 1066 ]. Hơn nữa, hợp chất độc đáo như ceramides, axit amin giống mycosporine,

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

carotenoids và axit béo như omega-3, 6 và 9, thu được từ các vi khuẩn có ứng dụng rất lớn trong ngành cơng nghiệp mỹ phẩm [ CITATION Pra19 \l 1066 ].

Hình 1. Một số hợp chất thu được từ vi sinh vật

1.3. Một số vi sinh vật được ứng dRng

1.3.1. Vi khuẩn Bacillus subtilis

Bacillus subtilis là một loại vi khuẩn đất hiếu khí, Gram dương, phát triển nhanh, các

tế bào có dạng hình que thường dài 2–6 μm và đường kính dưới 1 μm. B. subtilis thường tồn tại đơn lẻ, nhưng cũng có thể tạo thành "quần thể" hình chuỗi ngắn, có khả năng di động trong môi trường nước nhờ hoạt động của các lông giống như trùng roi. Trong điều kiện không thuận lợi, B. subtilis thường tồn tại ở trạng thái bào tử, có lớp vỏ khá dày và cứng chịu đựng được điều kiện môi trường khắc nghiệt. Bào tử hình bầu dục nhỏ, kích thước từ 0,8 – 1,8 µm, được bao bọc bởi vỏ gồm nhiều lớp màng với các thành phần lipoprotein, peptidoglycan… có khả năng chịu được pH thấp, có khả năng chịu nhiệt (ở 100oC trong 180 phút), chịu ẩm, tia tử ngoại, tia phóng xạ, áp suất, chất sát trùng, có thể sống vài năm đến vài chục năm [ CITATION Wik2 \l 1066 ]. Nhiệt độ tăng trưởng tối ưu là khoảng 30-35, cho thời gian tăng gấp đơi ít nhất là 20 phút. Trong một số điều kiện tăng trưởng, các tế bào

T oảNấấm

Vi Khu nẩ

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

có xu hướng hình thành các chuỗi dài được kết nối bằng vật liệu tường vách ngăn không phân cắt [ CITATION Jef20 \l 1066 ].

Hình 2. Trực khuẩn Bacillus subtilis

Bacillus subtilis cịn có khả năng dùng các hợp chất vơ cơ làm nguồn carbon trong

khi một số loài khác như Bacillus sphaericus Bacillus cereus cần các hợp chất hữu cơ là, vitamin và amino acid cho sự sinh trưởng. Năm 1993, giáo sư Richard Losik và cộng sự thuộc Đại học Havard ở Boston (Mỹ) và Jose Gonzalez-Pastor của Trung tâm công nghệ sinh học quốc gia ở Madrid (Tây Ban Nha) đã chứng minh được loài Bacillus subtilis có tập tính ăn thịt đồng loại. Chúng dùng cách này như một phương pháp đơn giản để thoát khỏi những trường hợp có đời sống giới hạn như dinh dưỡng trong môi trường đã cạn kiệt. Một cách đơn giản là các cá thể khỏe mạnh sinh tổng hợp kháng sinh tiêu diệt những cá thể xung quanh cá khác loài lẫn cùng loài, để thu lấy chất dinh dưỡng bên trong, giúp chúng sống sót chờ đến khi mỗi trường thuận lợi hơn.

Bacillus subtilis được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1835 do Christion Erenberg và

tên của loài vi khuẩn này lúc bấy giờ là "Vibrio subtilis". Gần 30 năm sau, Casimir Davaine đặt tên cho loài vi khuẩn này là "Bacteridium". Năm 1872, Ferdimand Cohn xác định thấy lồi trực khuẩn này có đầu vng và đặt tên là Bacillus subtilis.

Vi khuẩn này đã được sử dụng rộng rãi để sản xuất protein dị thể. Nó tiết ra nhiều enzyme để làm suy giảm nhiều loại chất nền, cho phép vi khuẩn tồn tại trong môi trường thay đổi liên tục. Loài này và một số họ hàng gần của nó có khả năng bài tiết protein tuyệt

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

vời, khiến chúng trở thành vật chủ quan trọng để sản xuất protein dược liệu và enzyme cơng nghiệp. Vì những lý do này, nó đã được sử dụng rộng rãi để sản xuất protein dị thể. Hơn nữa, nó có đặc điểm sinh lý tuyệt vời và sự trao đổi chất thích nghi cao, giúp dễ dàng trồng trọt trên các chất nền rẻ tiền. Theo đó, B.subtilis phát triển nhanh và chu kỳ lên men ngắn

hơn, thông thường, khoảng 48 giờ, trong khi chu kỳ lên men của Saccharomyces cerevisiae

là khoảng 180 giờ. Hơn nữa, các hệ thống biểu hiện tuyệt vời với sự ổn định di truyền tốt có

sẵn cho sinh vật này và nó khơng có sở thích codon mạnh mẽ. Khác với Escherichia coli, B.subtilis có màng tế bào đơn, tạo điều kiện tiết protein, đơn giản hóa q trình xử lý hạ nguồn

và giảm chi phí xử lý. Cuối cùng, lồi này thường được cơng nhận là an tồn (GRAS). [ CITATION Yua20 \l 1066 ]

Ngoài việc là một vật chủ tuyệt vời trong các lò phản ứng sinh học, B. subtilis là một chế phẩm sinh học đa chức năng lý tưởng, có tiềm năng lớn để ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh và tăng cường đồng hóa chất dinh dưỡng. B. subtilis cũng thường được sử dụng như một nhà máy sản xuất tế bào công nghiệp, để sản xuất vitamin, inositol, acetoin và các hóa chất khác [ CITATION Yua20 \l 1066 ]. Một trong các ứng dụng của Bacillussubtilis trong lĩnh vực thẫm mĩ là chính là sản xuất Hyaluronic Acid (hyaluronan), một

glycosaminoglycan có trong cơ thể con người với nhiệm vụ giữ nước. Ngoài ra, các vi

khuẩn thuộc chi Bacillus (như B. subtilis, B. pumilus A, B. licheniformis và B.amyloliquefaciens) còn một nguồn nổi bật để sản xuất ra chất hoạt động bề mặt sinh học,

được ứng dụng rất nhiều trong các sản phẩm mỹ phẩm mang lợi những lợi ích to lớn [ CITATION Pra19 \l 1066 ].

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

1.3.2. Tảo Haematococcus pluvialis

Hình 3. Hai dạng tồn tại của tảo Haematoccocus pluvialis

Haematoccocus pluvialis là một lồi tảo đơn bào nước ngọt, hình cầu, tế bào có màu

xanh lá cây với đường kính ~30 μm [ CITATION Mal20 \l 1066 ]. Sinh sản vơ tính bằng cách nhân đơi. Hình thái tế bào của H. pluvialis có biến đối khác nhau trong chu trình sống của chúng. Dựa trên vịng đời, hình thái và sinh lý học, H. pluvialis có thể tồn tại dưới dạng tế bào xanh sinh dưỡng (hình a) có khả năng di chuyển nhờ hai roi của chúng, liên kết chặt chẽ với giai đoạn xanh và tích lũy sinh khối, hoặc dưới dạng nang bào tử màu đỏ (hình b) [ CITATION Mal20 \l 1066 ], sự tích lũy astaxanthin để đáp ứng với điều kiện môi trường khắc nghiệt. Các tế bào được quan sát thấy trong giai đoạn sinh dưỡng là: macrozooids (zoospores: bào tử vơ tính di động), microzooids và palmella, trong khi các tế bào của giai đoạn tích lũy astaxanthin là aplanospores vơ tính.[ CITATION LƯU17 \l 1066 ]

Tế bào sinh dưỡng: màu xanh, dạng cẩu hoặc elip với đường kính khoảng 10-20 um, có thể chuyển động nhờ 2 roi. Trong điều kiện thuận lợi, phần lớn tế bào ở dạng sinh dưỡng, có hàm lượng chlorophyll a, b và tiền carotenoit, đặc biệt là B-carotene và lutein cao. Sinh trưởng quang tự dưỡng khi có ánh sáng và dị dưỡng trong tối. [ CITATION Côn \l 1066 ]

Nang bảo tử: khi gặp điều kiện bất lợi (cạn kiệt dinh dưỡng, cường độ ánh sáng cao, nhiệt độ cao, stress muối....) Tế bào sẽ cảm ứng hình thành nang bảo tử và hình thái thay đổi sang dạng nang (cyst). Tế bào dạng này hình cầu, mất roi, khơng cịn khả năng di động.

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

Thành tế bào dầy lên. Đường kính của tế bào tăng lên tới 40-50 um. Ngoài ra, những tế bào nang này có hàm lượng carotenoit thứ cấp như echinenone, canthaxanthin và astaxanthin cao trong khi đó hàm lượng chlorophyll và tiền carotenoit lại giảm. Tốc độ sinh trưởng của

H.pluvialis ở giai đoạn này giảm. Tế bào tích luỹ một lượng lớn astaxanthin. Ban đầu,

astaxanthin chủ yếu được hình thành tập trung quanh nhân và quá trình được tiếp diễn tới khi tồn bộ TB chuyển sang màu đỏ. Các TB dạng cyst có hàm lượng astaxanthin đạt khoảng 5% khối lượng khô. [ CITATION Côn \l 1066 ]

Với khả năng tổng hợp một lượng lớn astaxanthin, một hoạt chất có khả năng chống oxi hóa mạnh mẽ. Nên hiện nay, loài H.pluvialis được ứng dụng để sản xuất astaxanthin dùng trong lĩnh vực mĩ phẩm giúp chống oxi hóa, chống lão hóa da rất hiệu quả.

1.3.3. Tảo Chlorella sp

Chlorella là một chi của khoảng mười ba loài tảo lục đơn bào thuộc bộ phậnChlorophyta [ CITATION Bác2 \l 1066 ]. Tảo lục Chlorella hay cịn được gọi là “rong tiểu

cầu”, là lồi tảo lục xuất hiện trên trái đất cách đây 540 triệu năm và là một trong những

dạng thực vật đầu tiên trên trái đất có được cấu trúc nhân hồn chỉnh. Tên Chlorella được

lấy từ tiếng Hy Lạp, trong đó "chloros" có nghĩa là màu xanh lá cây và phần hậu tố lấy từ

tiếng Latin “ella” có nghĩa là nhỏ bé [ CITATION Bác2 \l 1066 ]. Tảo Chlorella có cấu trúc

cơ thể dạng monas đơn bào hình trứng, hình trịn hay hình ovan [ CITATION Trầ12 \l 1066 ]. Đường kính tế bào trung bình khoảng 5µm - 10µm, khơng vượt q 15µm [ CITATION Trầ12 \l 1066 ]. Tế bào khơng có roi nên khơng có khả năng di động. Đa số tế bào có một nhân, nhân gồm có màng dịch nhân, hạch nhân và mạng lưới nhiễm sắc [ CITATION Trầ12 \l 1066 ]. Sắc tố quang hợp chỉ có một thể sắc tố chloroplast và có dạng

hình chén. Sở dĩ Chlorella có màu xanh lá cây nhờ sắc tố quang hợp chlorophyll-a và

chlorophyll-b trong lục lạp [ CITATION Bác2 \l 1066 ]. Lục lạp được bao phủ bởi một màng mỏng kép, bên trong chứa dịch protein gọi là chất nền (matrix) và những cấu trúc dạng bản mỏng hay là lamen [ CITATION Trầ12 \l 1066 ]. Lục lạp là nơi duy nhất trong tế bào tích lũy tinh bột, tinh bột tập trung xung quanh cơ quan chuyên hóa gọi là pyreoit hay

hạt tạo bột [ CITATION Trầ12 \l 1066 ]. Chất dự trữ của vi tảo Chlorella sp là tinh bột

[ CITATION Trầ12 \l 1066 ].

Tảo lục chủ yếu phân bố ở các thủy vực nước ngọt, chỉ có khoảng 10% phân bố ở các

thủy vực nước lợ, mặn. Chlorella sp sinh sản bằng bào tử và khơng địi hỏi điều kiện sống

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

phức tạp nên Chlorella sp phân bố rộng khắp mọi thủy vực nước ngọt [ CITATION Trầ12 \l

1066 ]. Ngày nay, người ta thường dùng 2 loại Chlorella với mục đích phục vụ sức khỏe, đó

là Chlorella Vulgaris và Chlorella Pyrenoidosa.

Tào lục Chlorella được nghiên cứu rộng rãi từ những năm 1950 và được sử dụng như

một chất bổ sung vào chế độ ăn uống vì chứa hàm lượng dinh dưỡng rất cao so với nhiều loại thực vật khác, cụ thể như: protein, khống chất, acid béo khơng bão hịa, vitamin. Ngày nay, nhờ những tiến bộ trong công nghệ sinh học, người ta đã ứng dụng thành cơng các lồi

tảo vào trong lĩnh vực thẫm mĩ. Ví dụ, chiết xuất tảo Chlorella chứa nhiều chất có lợi như:

carotenoid, axit béo, polysacarit, vitamin, … đã chứng minh là có các tác dụng như chống oxy hóa, kích thích tổng hợp collagen, sửa chữa các dấu hiệu lão hóa sớm và ngăn ngừa rạn da và giảm nếp nhăn [ CITATION Cát20 \l 1066 ].

1.3.4. Nấm mốc Aspergillus oryzae

A.oryzae là nấm mốc hay còn gọi là nấm sợi và có bảo tử, đây là vi sinh vật nhân

thực, hồn tồn hiếu khí, khơng có khả năng di động, không thể tổng hợp chất hữu cơ từ CO2 mà phải sử dụng trực tiếp các chất hữu cơ có sẵn trong mơi trường để phát triển và đảm bảo hoạt động bình thường (hóa dị dưỡng) [ CITATION Phạ1 \l 1066 ].

Cơ thể sinh trưởng của A.oryzae là một hệ bao gồm những sợi mỏng chiều ngang 5-7m, phân nhánh rất nhiều, có vách ngang và sợi hình thành nhiều bao tế bào (nấm đa bào),

A.oryzae sinh sản bằng bào tử đính (conidia) đây là hình thức sinh sản vơ tính. Bảo từ đính

phát triển từ thành tế bào rất dầy, bên trong hệ sợi nấm gọi là tế bảo chân đế. Nó tạo thành sợi cuống dài và kết thúc là một cấu trúc phỏng hình củ hành gọi là bọng (túi). Xung quanh bọng là một hay hai bộ cuống để đính bào từ gọi là cuống đính bào tử hay thể bình. Từ bộ cuống ngồi cùng, những bảo từ được sinh ra đính vào nhau, nên gọi là bảo tử đính. Đính bảo tử của A.oryzae có màu vàng lục hay màu vàng hoa cau, đây chính là màu đặc trưng ở nằm mốc [ CITATION Ngu03 \l 1066 ]. [ CITATION Phạ1 \l 1066 ]

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

Hình 4. Nấm mốc Aspergillus oryzae (khn koji)

A.oryzae có các enzyme thủy phân nội bảo và ngoại bào như amylase, gluconmylase,

protease, pectinusa, xylanase, hemycenlulase... Trong đó hệ enzyme amylase tổng hợp từ

A.oryzae có hoạt lực cao hơn so với một số chủng nấm mốc và vi khuẩn khác. Ngoài ra

Aoryzae có khả năng tổng hợp cả ba loại enzyme protease (acid, kiềm và trung tính). Các protease acid, trung tính được ứng dụng để sản xuất bia và công nghiệp bánh kẹo. Protease kiềm được ứng dụng trong công nghệ thuộc da. [ CITATION Phạ1 \l 1066 ]

Bào từ của A.oryzae có màu vàng hoa cau, khơng chứa độc tổ aflatoxin. A.oryzae tiết ra môi trường các enzyme thủy phân như cellulase, pectinase, xylanase và hemicellulase khi sống trên mơi trường có nguồn cơ chất cảm ứng như cellulose, pectin, xilan và hemicellulose. Vì thế, A.oryzae được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất, chế biến thực phẩm và trong công nghiệp sản xuất enzyme. [ CITATION Phạ1 \l 1066 ]

Aspergillus oryzae cịn được gọi là nấm mốc koji. Lồi này được sử dụng ở Đơng Á

để đường hóa gạo, khoai lang và lúa mạch trong sản xuất đồ uống có cồn như rượu sake và rượu shochu và cũng để lên men đậu nành để làm nước tương và miso. A.oryzae cũng được sử dụng để sản xuất giấm gạo. Eiji Ichishima của Đại học Tohoku gọi nấm kōji là "nấm quốc gia" (kokkin) trên tạp chí của Hiệp hội sản xuất bia Nhật Bản, vì tầm quan trọng của nó không chỉ để làm kōji để sản xuất rượu sake, mà còn để làm kōji cho miso, nước tương và một loạt các món ăn truyền thống khác của Nhật Bản [ CITATION Bác1 \l 1066 ].

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

Aspergillus oryzae có khả năng phân giải tinh bột và protein trong thực phẩm. Trongquá trình lên men, Aspergillus oryzae cũng tạo ra một hợp chất hữu cơ có tên là Acid Kojic,

có cơng thức hóa học là C6H6O4. Acid Kojic có tác dụng ức chế enzyme tyrosinase, là enzyme chịu trách nhiệm cho quá trình tổng hợp melanin trong da, yếu tố chính quyết định màu da và tóc của con người, cũng như các vết nám, tàn nhang và đốm nâu. Do đó, acid kojic được coi là một thành phần có lợi cho việc làm trắng da và chống lão hóa. Nhiều cơng thức mỹ phẩm dùng để chăm sóc da đã sử dụng acid kojic như một thành phần hoạt tính, bao gồm kem dưỡng da, sữa rửa mặt, xà phòng, toner và serum.

1.3.5. Nấm men Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces cerevisiae hay thường được gọi là nấm men bia là một lồi nấm đơn

bào nhân thực, hình cầu, màu xanh lục vàng. Tế bào có dạng hình cầu hay hình trứng, có kích thuớc nhỏ, từ 5-6 đến 10-14 µm, sinh sản bằng cách tạo chồi và tạo bào tử [ CITATION Bác3 \l 1066 ]. Bộ gen của S. cerevisiae đã được giải trình tự hồn tồn bởi Goffeau et al.

vào năm 1996 và được tìm thấy có chứa khoảng 6000 gen, trong đó có khoảng 5570 được dự đốn là gen mã hóa protein [ CITATION Mar2 \l 1066 ].

Saccharomyces cerevisiae là lồi hóa dị dưỡng, nghĩa là nó cần các hợp chất hữu cơ

làm nguồn năng lượng và không cần ánh sáng mặt trời để phát triển. Loại nấm này có khả năng sử dụng các loại đường khác nhau như: glucose galactose saccharose maltose, , , như làm nguồn cacbon, và chúng sử dụng amino acid và muối amon làm nguồn nitơ

[ CITATION Bác3 \l 1066 ]. Trong đó glucose là nguồn carbon được ưu tiên.Saccharomyces cerevisiae là một trong những loài sinh vật nhân chuẩn được khoa học dùng

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

nhiều nhất, cùng với E.coli là hai lồi sinh vật mơ hình phổ biến nhất [ CITATION Bác3 \l

1066 ].

S. cerevisiae là lồi kỵ khí tùy nghi, vì nó vẫn có khả năng phát triển trong điều kiện

thiếu oxy [ CITATION Bác3 \l 1066 ]. Mặc dù hơ hấp hiếu khí sẽ cho nhiều ATP hơn nên chúng sinh sơi tốt hơn ở vùng có nhiều oxi [ CITATION Bác3 \l 1066 ]. Tuy nhiên, môi trường kị khí lại được ngành cơng nghiệp sử dụng rộng rãi để lên men các loại đường có trong các loại ngũ cốc khác nhau như lúa mì, lúa mạch và ngô [ CITATION Eug21 \l 1066 ]. Trong mơi trường này, glucose được chuyển hóa thành các chất trung gian khác nhau như etanol, CO và glycerol, sau này được gọi là quá trình lên men rượu. Mặc dù trong quá trình2 này, sự phát triển của nấm men là không hiệu quả [ CITATION Eug21 \l 1066 ].

S cerevisiae. là một thành phần thiết yếu của nền văn minh nhân loại vì nó được sử dụng rộng rãi trong quá trình lên men thực phẩm và đồ uống, trong đó nó có ý nghĩa thương mại cao. Trong ngành công nghiệp men châu Âu, một triệu tấn men được sản xuất hàng năm và khoảng 30% trong số đó được xuất khẩu trên toàn cầu. Tốc độ tăng trưởng hàng năm của thị trường toàn cầu là 8,8% từ năm 2013 đến năm 2018 [ CITATION Mar2 \l 1066 ]. Liên

quan đến ngành công nghiệp đồ uống, S. cerevisiae tham gia vào việc sản xuất nhiều loại đồ

uống lên men, chẳng hạn như rượu, bia và rượu táo, đồ uống chưng cất, chẳng hạn như rượu rum, vodka, rượu whisky và rượu sake [ CITATION Mar2 \l 1066 ]. Trong khi trong các loại

đồ uống có cồn khác trên toàn thế giới, lên men từ trái cây, mật ong và trà thì S.cerevisiae cũng tham gia [ CITATION Mar2 \l 1066 ] Đây cũng là loại men dùng để lên. men các loại thực phẩm như bánh mì, ca cao [ CITATION Mar2 \l 1066 ]. Riêng đối với lĩnh vực thẫm mĩ, bằng cách sử dụng kỹ thuật hiện đại, người ta đã thu được các ceramide

từ nấm men Saccharomyces cerevisiae, một loại acid béo được sử dụng trong các công thức

mỹ phẩm như các chất dưỡng ẩm, phục hồi hàng rào bảo vệ da.

1.3.6. Vi khuẩn Bifidobacterium Longum

Bifidobacterium longum là một loại vi khuẩn gram dương, kỵ khí, hình que có trongđường tiêu hóa của con người và là một trong 32 loài thuộc chi Bifidobacterium. B.longum

là một trong những lợi khuẩn phổ biến nhất có trong đường tiêu hóa của cả trẻ em và người lớn. B.longum không gây bệnh, thường được thêm vào các sản phẩm thực phẩm, nhờ khả

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

năng sản xuất axit lactic nên loại vi khuẩn này được cho là ngăn chặn sự phát triển của các sinh vật gây bệnh.

Bifidobacterium longum là một loại vi khuẩn có lợi cho sức khỏe con người, đặc biệtlà hệ tiêu hóa, nó cịn có khả năng tăng cường hệ miễn dịch. Hiện nay, Bifidobacteriumlongum được ứng dụng rất nhiều trong lĩnh vực mỹ phẩm với vai trò là một probiotic.

Probiotic là những vi sinh vật sống có lợi cho da, giúp cân bằng độ ẩm, duy trì độ pH, ngăn ngừa mụn và lão hóa. Đặc biệt, các chế phẩm vi sinh bán hoạt động hoặc không hoạt động hoặc chiết xuất (gọi là Bifida Ferment Lysate) thu được từ Bifidobacterium longum ngày nay đã được thêm vào các sản phẩm như kem dưỡng, toner, serum hay mặt nạ.

1.3.7. Vi khuẩn Acetobacter Xylinum

Acetobacter xylinum là một loại vi khuẩn vi khuẩn đất, hình que dài khoảng 2um,

gram âm, có khả năng tổng hợp và tiết ra cellulose như một phần của q trình chuyển hóa glucose [ CITATION Rob \l 1066 ]. Cellulose là polymer tự nhiên phong phú nhất trên Trái

đất và là thành phần chính của thành tế bào của thực vật. Cellulose được sản xuất bởi A.xylinum có cấu trúc và hóa học giống với cellulose được tìm thấy trong thực vật bậc cao, và

ngồi ra khơng bị ô nhiễm bởi lignin hoặc các dẫn xuất xenlulo khác [ CITATION Rob \l 1066 ]. Chính vì lý do này mà Acetobacter xylinum đóng vai trị là sinh vật mơ hình tiềm năng để nghiên cứu sinh tổng hợp cellulose trên màng tế bào [ CITATION Rob \l 1066 ]. Polisaccharide vi sinh vật thường được tích tụ đáng kể trong các mỗi trường lỏng [ CITATION Trầ11 \l 1066 ]. Vi sinh vật có khả năng tổng hợp các oligo và polysaccharide. Lượng các oligo và các polysaccharide nội bảo có thể đạt tới 60% trọng lượng khơ của tế bào [ CITATION Trầ11 \l 1066 ].

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

Hình 5. Vi khuẩn Acetobacter xylinum

Hiện nay, lĩnh vực y sinh đã tận dụng các đặc tính đặc biệt của Bio cellulose để hỗ trợ một loạt các ứng dụng. Bio cellulose được sử dụng như da nhân tạo để chữa lành và làm dịu vết bỏng, và như băng tắc để điều trị vết thương mãn tính. Nó cũng được sử dụng trong vi phẫu (như đúc cho các mạch máu nhân tạo) và trong phẫu thuật thẩm mỹ. Trong lĩnh vực sản xuất mỹ phẩm đã ứng dụng vi khuẩn Acetobacter xylinum để sản xuất mặt nạ Bio cellulose với các ưu điểm vượt trội so với các mặt nạ giấy thông thường.

2. Ứng dRng của vi sinh vật trong thẫm mỹ

2.1. Ứng dRng Bacillus subtilis tổng hợp Hyaluronic Acid2.1.1. Tổng quan

Axit hyaluronic (còn được gọi là HA hoặc hyaluronan) là một polysacarit tuyến tính, khơng phân nhánh được tạo thành từ N-acetyl-d-glucosamine và axit d-glucuronic xen kẽ và có thể đạt độ dài chuỗi lên tới 20.000 đơn vị disacarit hoặc cao hơn (8 MDa) [ CITATION Bil \l 1066 ].

HA tồn tại trong tự nhiên dưới dạng gel ngậm nước và có mặt khắp nơi trong các mơ của người và động vật [ CITATION Bil \l 1066 ]. Đại phân tử này ảnh hưởng đến hoạt động của tế bào và có các chức năng cấu trúc, lưu biến, sinh lý và sinh học quan trọng trong cơ thể. Đặc tính đàn hồi nhớt đặc biệt của nó, cùng với việc khơng có khả năng miễn dịch hoặc độc tính, đã dẫn đến nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp mỹ phẩm và dược phẩm, bao gồm dưỡng ẩm cho da, điều trị viêm xương khớp, phẫu thuật mắt, ngăn ngừa bám dính sau phẫu thuật bụng và chữa lành vết thương. Trong vài năm gần đây, một phương pháp mới đã được phát triển để làm ra HA từ một chủng vi khuẩn lành tính được gọi là Bacillus subtilis. Vì vậy ngày nay HA khơng cịn bị nhiễm khuẩn, khơng có nguồn gốc từ động vật.

2.1.2. Đặc điểm nổi bật của Bacillus subtilis

Các loài Bacillus từ lâu đã được coi là một “nhà máy” để sản xuất các sản phẩm từ enzyme thủy phân, chẳng hạn như protease và alpha-amylase, đến các hóa chất đặc biệt, chẳng hạn như axit amin và vitamin. Lồi này có khả năng tiết ra một lượng lớn sản phẩm, cho thấy khả năng sinh tổng hợp rất phát triển của chúng và rất kinh tế khi nuôi trong các thiết bị lên men công nghiệp. [ CITATION Bil \l 1066 ]

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

B. subtilis đã được chứng minh là vật chủ biểu hiện vượt trội để sản xuất HA dựa trên

một số tiêu chí. Năng suất và chất lượng của sản phẩm rất tốt, cả về khối lượng phân tử và tính đa phân tán. Bacillus subtilis khơng chứa ngoại độc tố và nội độc tố, vấn đề thường gặp khi sản xuất ở một số chủng liên cầu khuẩn [ CITATION Bil \l 1066 ]. Do đó, nhiều sản phẩm được sản xuất từ sinh vật này đã được cấp chứng chỉ GRAS (thường được công nhận là an toàn) [ CITATION Bil \l 1066 ]. Hơn nữa, HA được tiết vào môi trường xung quanh và không liên kết với tế bào, điều này sẽ đơn giản hóa rất nhiều q trình thu nhận và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý hạ lưu [ CITATION Bil \l 1066 ]. Ngoài ra lợi nhuận kinh tế sản xuất sẽ được tăng cường hơn do khả năng phát triển của B. subtilis trên môi trường ni cấy đơn giản, trái ngược với các nhóm liên cầu khuẩn A và C, là những vi sinh vật khó tính địi hỏi mơi trường phức tạp đắt tiền hơn để tăng trưởng [ CITATION Bil \l 1066 ]. Một ngun nhân khác là B. subtilis có trình tự bộ gen khơng mã hóa và cũng khơng tạo ra và Hyaluronidase (enzyme có tác dụng thủy phân acid hyaluronic) có thể làm suy giảm lượng HA [ CITATION Bil \l 1066 ]. Và cuối cùng, B. subtilis là một trong những vi sinh vật gram dương có đặc điểm nổi bật nhất, bộ gen của nó đã được giải trình tự và có rất nhiều cơng cụ sẵn có để thao tác di truyền nên vi khuẩn này mang lại một số lợi thế khi có thể làm vật chủ để sản xuất HA. Nếu so sánh với E.coli rõ ràng B. subtilis mạnh mẽ hơn về mặt trao đổi chất, ít nhất là liên quan đến việc sản xuất HA, nguyên nhân là E.coli biểu hiện quá mức hasA tự nó làm tổn hại nghiêm trọng đến khả năng phát triển của tế bào. Những đặc điểm kể trên khiến Bacillus subtilis là lựa chọn không thể phù hợp hơn trong việc sản xuất HA để ứng dụng trong các sản phẩm mĩ phẩm.

2.1.3. Vai trò với daCấp ẩm cho làn da

Hyaluronic Acid có khả năng giữ lại độ ẩm cho da, hiệu quả này vượt trội hơn hẳn các thành phần tự nhiên hay các polymer nhân tạo [ CITATION Med23 \l 1066 ]. Vì axit hyaluronic thuộc về loại phân tử chuỗi dài, phức tạp được gọi là polyme. Chuỗi có rất nhiều điểm là nơi mà các hợp chất hóa học khác (như nước) có thể bám vào [ CITATION Cle22 \l 1066 ]. Nhờ cấu trúc đặc biệt đó, phân từ HA có khả năng giữ nước tuyệt vời gấp khoảng 1000 lần trọng lượng phân tử của nó, cứ 1g HA có thể hấp thụ tối đa 6l nước [ CITATION Med23 \l 1066 ]. Do đó kho sử dụng HA sẽ giúp cải thiện độ ẩm, khôi phục hàng rào bảo vệ da nhờ đó làn da bạn sẽ trở nên căng bóng, đàn hồi tốt hơn.

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

Chống lão hóa

Tác dụng chống lão hóa của các sản phẩm axit hyaluronic có thể thay đổi từ người này sang người khác, tùy thuộc vào các yếu tố khác ảnh hưởng đến da. Trong một nghiên cứu năm 2017, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra tác dụng chống lão hóa của việc bổ sung axit hyaluronic ở 60 người trưởng thành Nhật Bản [ CITATION Med23 \l 1066 ]. Các nhà nghiên cứu đã chỉ định ngẫu nhiên những người tham gia nghiên cứu vào một nhóm điều trị hoặc giả dược. Những người tham gia bổ sung axit hyaluronic đã giảm nếp nhăn và cải thiện tình trạng da so với những người trong nhóm giả dược. Tuy nhiên, nghiên cứu chỉ liên quan đến một cỡ mẫu nhỏ và nó cũng nhận được tài trợ từ một cơng ty sản xuất bổ sung axit hyaluronic, vì vậy có thể đã ảnh hưởng đến kết quả [ CITATION Med23 \l 1066 ]. Một nghiên cứu nhỏ khác của Đức năm 2016 cho thấy axit hyaluronic có thể cải thiện độ đàn hồi của da và giảm độ thơ ráp của da trong ít nhất là 2-8 tuần [ CITATION Med23 \l 1066 ]. Các nhà nghiên cứu đã so sánh tác dụng chống lão hóa của bốn loại kem mặt khác nhau có chứa axit hyaluronic và đã quan sát thấy độ săn chắc da tăng lên và giảm 10-20% độ sâu nếp nhăn ở tất cả 20 người tham gia [ CITATION Med23 \l 1066 ].

Nhiều thương hiệu mỹ phẩm quảng cáo rằng các sản phẩm chứa axit hyaluronic của họ có thể chống lại các dấu hiệu lão hóa. Tuy nhiên, theo một bài báo đánh giá năm 2015, hầu hết các sản phẩm không kê đơn đều chứa các dạng phân tử axit hyaluronic quá lớn để đi qua lớp biểu bì của da [ CITATION Med23 \l 1066 ].

Kích thích làm lành vết thương

Hyaluronic acid khơng chỉ thúc đẩy q trình hydrat hóa da mà cịn đóng một vai trị quan trọng trong việc chữa lành vết thương. Cấu trúc giống như chuỗi của axit hyaluronic giúp nó có thể hoạt động như một cấu trúc giàn giáo, cho phép các mô phát triển, đây là một bước quan trọng trong sự lành hóa vết thương trên cơ thể [ CITATION Cle22 \l 1066 ]. Theo một bài báo đánh giá năm 2016, axit hyaluronic tăng tốc độ chữa lành vết thương bằng cách kiểm soát viêm và chuyển hướng các mạch máu đến các vùng da bị tổn thương. Trong một nghiên cứu cùng năm, các nhà nghiên cứu quan sát thấy rằng axit hyaluronic giúp vết loét chân do tiểu đường lành nhanh hơn so với vật liệu băng vết thương tiêu chuẩn [ CITATION Med23 \l 1066 ]. Trong một nghiên cứu trên động vật năm 2019, các nhà nghiên cứu đã áp dụng một loại gel phân hủy sinh học có chứa axit hyaluronic và poloxamer lên vết thương

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

ngoài da. Kết quả cho thấy gel thúc đẩy chữa lành vết thương bằng cách ngăn ngừa nhiễm trùng do vi khuẩn và giữ ẩm cho vết thương [ CITATION Med23 \l 1066 ].

2.1.4. Sản phẩm chứa HA từ Bacillus subtilis

2.2. Ứng dRng Bacillus subtilis tổng hợp Surfactin2.2.1. Tổng quan

Lipopeptide tuần hoàn (CLPs) là một nhóm chất hoạt động bề mặt sinh học quan trọng có đặc tính hoạt động bề mặt và hoạt tính kháng nấm [ CITATION Sim20 \l 1066 ]. Trong đó lipopeptide của Bacillus, nhờ các đặc tính độc đáo như độc tính thấp, hoạt động bề mặt cao và khả năng phân hủy sinh học, nên ngày càng được nghiên cứu cho các ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm, môi trường và dược phẩm [ CITATION Ham20 \l 1066 ]. Một số ví dụ liên quan của chúng bao gồm: surfactin, fengycin và iturin, tuy nhiên, danh sách này hiện đang tăng lên khi các phân tử mới hơn liên tục được phát hiện [ CITATION Sim20 \l 1066 ].

Trong đó, Surfactin một trong ba CLP, là một chất hoạt động bề mặt sinh học loại lipopeptide được sản xuất bởi Bacillus subtilis, là heptapeptide liên kết với nhau để tạo thành cấu trúc vịng lactone tuần hồn với axit béo β-hydroxy. Surfactin bao gồm bảy axit amin được gắn vào các nhóm carboxyl và hydroxyl trên các axit béo chuỗi dài (C13 đến C15) tạo thành cấu trúc vịng lactone tuần hồn chặt chẽ [ CITATION Ham20 \l 1066 ]. Sự ổn định với nhiệt độ và điều kiện pH rộng, cho khả năng xây dựng được nhiều loại mỹ phẩm khác nhau [ CITATION Ham20 \l 1066 ]. Surfactin được tuyên bố là một trong những chất hoạt động bề mặt sinh học hữu ích nhất được xác định cho đến nay. Surfactin là một chất có tính axit, có thể hịa tan trong nước kiềm, nhiều dung mơi hữu cơ (như ethanol, metanol, butanol, chloroform và dichloromethane) và trong hỗn hợp pha nước và dầu [ CITATION Ham20 \l 1066 ]. Sodium Surfactin là tên đăng ký INCI cho một lipopeptide bao gồm các axit amin và axit béo và được sản xuất bởi quá trình lên men của Bacillus subtilis [ CITATION Sim20 \l 1066 ], có cơng thức phân tử là C53H93N7NaO .13

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

Hình 6. Cơng thức cấu tạo của Sodium Surfactin.

Mặc dù hoạt động của Surfactin đầy hứa hẹn, vẫn có những vấn đề đáng chú ý ngăn cản việc sử dụng trên quy mô lớn liên quan đến hiệu suất kém của các phương pháp sản xuất hiện có. Năng suất sản xuất thấp đã được phát hiện ở các chủng vi khuẩn sản xuất đã được biết đến. Các dự án nghiên cứu nhằm cải thiện năng suất sản xuất đang được tiến hành, một nghiên cứu gần đây của Wu và cộng sự (2019) đã phát triển một phương pháp kỹ thuật trao đổi chất hoạt động trên Bacillus subtilis 168, loài thường không sinh ra chủng Surfactin [ CITATION Ham20 \l 1066 ]. Hoạt tính sinh tổng hợp Surfactin đã được phục hồi thành công ở chủng không sản xuất thông qua việc điều chỉnh các quá trình trao đổi chất liên quan đến sinh tổng hợp Surfactin được quan sát trước đây ở chủng MT45 hoang dã, được biết đến với khả năng sản xuất cao [ CITATION Ham20 \l 1066 ].

2.2.2. Đặc điểm nổi bật của surfactin

Các tính chất bề mặt của surfactin đã được so sánh với các tính chất của natri lauryl sulphate (SLS). Sức căng bề mặt của dung dịch surfactin thấp hơn đáng kể so với dung dịch SLS ở cùng nồng độ [ CITATION Ham20 \l 1066 ]. Mặt khác, surfactin có thể hoạt động như một thành phần hoạt động bề mặt, chất làm ướt và hịa tan, chất nhũ hóa, tính năng này có thể được sử dụng khơng chỉ trong lĩnh vực dược phẩm mà cịn cho các mục đích sử dụng mỹ phẩm [ CITATION Ham20 \l 1066 ].

Surfactin được chứng minh là chất kháng khuẩn hiệu quả chống lại một số vi khuẩn da gây bệnh. Năm 2009, một nghiên cứu của Hirata và cộng sự cho thấy surfactin dẫn đến một chất hoạt động bề mặt sinh học có khả năng phân hủy như các sophorolipid khác. Và trong cùng nghiên cứu đó, chất hoạt động bề mặt sinh học đã được so sánh với các chất hoạt động bề mặt tổng hợp khác, cho thấy nó có khả năng phân hủy sinh học sau 8 ngày. Trong một nghiên cứu khác, Hwang và cộng sự (2008) đã thử nghiệm các nồng độ surfactin C khác nhau từ Bacillus subtilis đến chuột mang thai trong thời kỳ hình thành cơ quan chính. Kết

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

quả cho thấy chất hoạt động bề mặt sinh học không gây độc tính đến mẹ và thai nhi hoặc gây quái thai, và kết luận rằng lượng 500 mg/kg mỗi ngày ở chuột không thực thi bất kỳ tác động có hại nào. [ CITATION Ham20 \l 1066 ]

Đặc biệt, surfactin sở hữu sự pha trộn khác biệt của các đặc tính như nồng độ micelle tới hạn thấp (CMC = 9,4 μM), khả năng tạo thành nhũ tương dầu trong nước ổn định (Mulligan et al., 2014), kháng khuẩn (Vollenbroich et al., 1997) và chống mụn trứng cá (Rincón-Fontán et al., 2019) và đã được thử nghiệm để an tồn trên da khiến nó trở thành một ứng cử viên nhũ hóa đầy hứa hẹn cho các ứng dụng mỹ phẩm. Tuy nhiên, thị trường surfactin chưa được phổ biến do chi phí sản xuất cao, dẫn đến hạn chế việc sử dụng nó đối với các cơng thức mỹ phẩm giá rẻ. [ CITATION Ham20 \l 1066 ]

2.2.3. Vai trò với daLàm sạch

Một trong những ứng dụng phổ biến nhất của chất hoạt động bề mặt trong mỹ phẩm là để làm sạch. Khi da và tóc bị bẩn, thực sự có hai loại bụi bẩn: hạt rắn và chất nhờn. Các chất nhờn đến từ bã nhờn tự nhiên được sản xuất trong nang lông. Các hạt rắn chỉ được tự bám trên da tự nhiên từ mơi trường, chúng bám được trên tóc và da thông qua lực Van der Waals. Mặc dù rửa sạch bề mặt bằng nước có thể loại bỏ một số bụi bẩn, nhưng cặn dầu sẽ có xu hướng bám vào các bề mặt ưa mỡ hơn của tóc và da. Chất hoạt động bề mặt trong chất tẩy rửa giúp loại bỏ các chất dầu này. Các đầu ưa dầu (lipophilic) của các phân tử này bị thu hút và liên kết với lipid trên bề mặt tóc và da. Trong khi đó, các đầu ưa nước của các phân tử thẳng hàng về phía bề mặt của các trầm tích này, do đó làm tăng tính ưa nước. Điều đó cho phép các cặn lipid nhấc lên khỏi bề mặt da hoặc tóc nơi nước xả rửa sạch chúng. [ CITATION Per15 \l 1066 ]

Tạo Bọt

Bọt là một đặc tính quan trọng của mỹ phẩm làm sạch. Nó được hình thành khi khơng khí được phân tán trong mơi trường lỏng liên tục. Các bọt khí được bao quanh bởi các lớp chất lỏng mỏng, và các chất hoạt động bề mặt giúp ổn định các bong bóng được hình thành, tạo bọt. Điều quan trọng cần lưu ý là bọt khơng thực sự đóng góp nhiều vào việc loại bỏ bụi bẩn nhưng người tiêu dùng thích nó, vì vậy điều rất quan trọng đối với một sản phẩm làm sạch là tạo bọt. [ CITATION Per15 \l 1066 ]

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

Nhũ tương hóa

Một ứng dụng chính khác của chất hoạt động bề mặt cho mỹ phẩm là tạo ra hỗn hợp bán ổn định của dầu và nước (nhũ tương). Để tạo nên kết cấu các loại kem dưỡng da cung cấp các loại lipid có lợi cho bề mặt da và tóc. Chúng có thể là nhũ tương dầu trong nước hoặc nước trong dầu đơn giản hoặc nhiều nhũ tương phức tạp hơn. Mỗi loại có những lợi ích làm cho nó phù hợp với các ứng dụng mỹ phẩm nhất định. [ CITATION Per15 \l 1066 ]

2.2.4. Sản phẩm chứa Surfactin từ Bacillus subtilis

2.3. Ứng dRng Haematococcus pluvialis tổng hợp Astaxanthin2.3.1. Tổng quan

Astaxanthin (3,3 -dihydroxy-B.B-carotene-4.4-dione) là một carotenoid có màu đỏ cam, là dẫn xuất của các hợp chất isoprenoid, chúng tạo thành các chất có màu sắc khác nhau trong tự nhiên và có chức năng sinh học thiết yếu đối với động vật [ CITATION LƯU17 \l 1066 ]. Astaxanthin có cơng thức phân tử là C40H52O4, điểm nóng chảy xấp xỉ 224°C [ CITATION LƯU17 \l 1066 ]. Chúng không hoa tan trong các dung dịch lỏng và hầu hết các dung môi hữn cơ, tuy nhiên, chúng có thể hồ tan trong các dung mơi không phân cực như acetone, dimethyl-sulfoxide ngay ở nhiệt độ phòng [ CITATION LƯU17 \l 1066 ]. So với các loại carotenoid khác, astaxanthin dễ dàng được hấp thụ và tích lũy [ CITATION LƯU17 \l 1066 ].

Astaxanthin có thể được tìm thấy trong nhiều loại thủy hải sản như cá hồi, cả vền, tôm, cua, trứng cá, đôi khi astaxanthin cũng được phát hiện ở một số lồi chim. Động vật có vú khơng có khả năng tổng hợp astaxanthin và phải được cung cấp từ khẩu phần ăn (Higuera-Ciapara và cộng sự 2006) [ CITATION LƯU17 \l 1066 ].

Astaxanthin được tạo thành từ hai hệ thống vòng β-ionone trong cấu trúc của nó được liên kết bởi chuỗi polyene và chứa các gốc keto và hydroxyl được oxy hóa [ CITATION Mal20 \l 1066 ]. Nhờ cấu trúc đặc biệt đó, astaxanthin là một yếu tố đầy hứa hẹn trong việc ngăn ngừa các bệnh liên quan đến stress oxy hóa, bao gồm các bệnh về hệ thống mạch máu và tim, tiểu đường và ung thư [ CITATION Mal20 \l 1066 ].

2.3.2. Đặc điểm nổi bật của Haematococcus pluvialis

Hầu hết mọi người thường cung cấp astaxanthin từ thực phẩm như hải sản. Trong tự nhiên, mặc dù một số loại thực vật, vi khuẩn và nấm men có khả năng tổng hợp astaxanthin

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

nhưng hàm lượng astaxanthin nội bào của chúng rất thấp [ CITATION LƯU17 \l 1066 ]. Nghiên cứu của Ambati và cộng sự (2014) ghi nhận có 6 mg astaxanthin trên mỗi kg thịt cá hồi châu Âu, 25 mg/kg thịt cá hồi Nhật Bản và 6–8 mg/kg thịt cá hồi Đại Tây Dương nuôi

[ CITATION Mal20 \l 1066 ]. Trong khi đó, trong tự nhiên vi tảo lục Haematococcuspluvialis (H. pluvialis) có khả năng tích lũy astaxanthin từ 3-7% sinh khối khô (SKK) [ CITATION LƯU17 \l 1066 ]. H. pluvialis được nhiều nhà nghiên cứu coi là nguồn cung cấp astaxanthin chính cho ngành cơng nghiệp thực phẩm vì dạng đồng phân lập thể (3S, 3S') là đồng phân hiệu quả nhất cho ứng dụng của con người, so với các dạng đồng phân như (3R, 3S') và (3R, 3R') [ CITATION LƯU17 \l 1066 ].

2.3.3. Vai trị với làn daChống oxy hóa

Căng thẳng oxy hóa đóng một vai trị quan trọng trong q trình lão hóa da và tổn thương da của con người. Các cơ chế lão hóa bên trong (theo trình tự thời gian) và bên ngoài, bao gồm việc tạo ra các loại oxy phản ứng (ROS) thơng qua q trình chuyển hóa oxy hóa và tiếp xúc với tia cực tím (UV) của mặt trời [ CITATION Ser18 \l 1066 ]. Mặc dù có nhiều chất từ chế độ ăn uống hoặc ngoại sinh hoạt động như chất chống oxy hóa, ví dụ như polyphenol và carotenoids. Tuy nhiên astaxanthin gần đây đã thu hút sự quan tâm của các nhà nghiên cứu vì hoạt động chống oxy hóa rất mạnh mẽ cũng như các đặc tính truyền tin sinh hóa và phân tử độc đáo có tác dụng điều trị và ngăn ngừa bệnh ngoài da [ CITATION Ser18 \l 1066 ].

Astaxanthin có khả năng kết hợp với các màng sinh học để làm giảm và ổn định các gốc tự do [ CITATION Mal20 \l 1066 ]. Các nghiên cứu so sánh tác dụng bảo vệ quang của các carotenoid đã chứng minh rằng astaxanthin là chất chống oxy hóa vượt trội, có khả năng chống oxy hóa cao hơn canthaxanthin và mạnh hơn 10 lần so với β-carotene và mạnh hơn 100 lần so với α-tocopherol trong nguyên bào sợi ở da người [ CITATION Ser18 \l 1066 ] [ CITATION Mal20 \l 1066 ]. Đầu tiên, astaxanthin ức chế sự hình thành ROS và điều chỉnh sự biểu hiện của các enzyme phản ứng với stress oxy hóa như heme oxyase-1 (HO-1), là dấu hiệu của stress oxy hóa và cơ chế điều hịa liên quan đến sự thích ứng của tế bào chống lại tổn thương oxy hóa. Thứ hai, ASX làm giảm đáng kể nồng độ oxit nitric cảm ứng (iNOS) và cyclooxygenase (COX)-2, đồng thời làm giảm sự giải phóng prostaglandin E2 từ tế bào sừng sau khi chiếu tia UV [ CITATION Ser18 \l 1066 ]. Tác dụng ức chế của

</div>

Báo cáo tiểu luận ngành công nghệ thẩm mỹ vai trò của vi sinh vật trong thẫm mĩ sữa rửa mặt, mặt nạ, sữa dưỡng da

<b>BÀI BÁO CÁO TIỂU LUẬN</b>

<b>1. Tổng quan</b>

<b>2. Ứng dRng của vi sinh vật trong thẫm mỹ</b>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về