KHÓA LUẬN tốt NGHIỆP dược học FULL (CND và BC) bào chế kem chống côn trùng từ tinh dầu sả chanh

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới Tiến sĩ
Nguyễn Thị Thanh Bình, là người thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và giúp
đỡ tơi trong suốt q trình thực hiện khóa luận này cũng như suốt q trình học
tập tại khoa.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cơ trong bộ mơn Hóa dược và
Kiểm nghiệm thuốc, Khoa Y Dược – Đại Học Quốc Gia Hà Nội đã tạo điều kiện
cho tơi để có thể hồn thành khóa luận này.
Tơi xin cảm ơn các thầy cơ, các Ban chủ nhiệm và các phòng ban trong
Khoa Y Dược – Đại Học Quốc Gia Hà Nội vì những kiến thức đã dạy tôi trong
suốt 5 năm học tập và rèn luyện tại khoa.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè, những người đã
ln bên tơi, động viên, khích lệ và giúp đỡ tơi trong cuộc sống cũng như học tập
để tơi có thể thực hiện và hồn thành tốt khóa luận này.
Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 06 tháng 05 năm 2019
Sinh viên


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Tên viết tắt

β-CD
CT
DĐVN

Tên đầy đủ

Beta – cyclodextrin

Công thức
Dược điển Việt Nam

FDA

Cục quản lý thực phẩm và dược phẩm (Food and Drug
administration)

HPLC

Sắc ký lỏng hiệu năng cao (High Performance Liquid
Chromatography)


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng

Tên bảng

Số trang

Bảng 1

Nguyên liệu và hóa chất sử dụng

15

Bảng 2

Công thức bào chế mẫu kem CT1

20

Bảng 3

Công thức bào chế mẫu kem CT2

21

Bảng 4

Công thức bào chế mẫu kem CT1

22

Bảng 5

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

23

Bảng 6

Công thức bào chế kem chứa tinh dầu sả chanh có
sử dụng β-CD

25

Bảng 7

Hiệu suất chiết của citral

29

Bảng 8

Kết quả định lượng citral trong sản phẩm

29

Bảng 9

Theo dõi hàm lượng citral trong mẫu kem M1

32

Bảng 10

Theo dõi hàm lượng citral trong mẫu kem M2

33

Bảng 11

Số lượng kiến tập trung trên vùng giấy lọc được bôi
các mẫu kem theo thời gian

34

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình

Tên hình

Số trang

Hình 1

Cơng thức cấu tạo của geranial

7

Hình 2

Cơng thức cấu tạo của neral

8

Hình 3

Các sản phẩm bán tổng hợp từ citral

9

Hình 4

Cấu trúc khơng gian và kích thước của các cyclodextrin

10

Hình 5

Cấu trúc khơng gian của β-CD

11

Hình 6

Quá trình tạo phức của β-CD

12

Hình 7

Mẫu kem chứa tinh dầu sả chanh khơng có β-CD

24

Hình 8

Mẫu kem chứa tinh dầu sả chanh có β-CD

26

Hình 9

Sắc ký đồ của hỗn hợp geraniol, citral ở bước sóng
200nm và 242nm

28

Hình 10 Sắc ký đồ của dung dịch mẫu trắng không có β-CD và
có β-CD

28

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

30

Hình 12 So sánh màu sắc kem M1 khi mới bào chế và sau khi
bảo quản 136 ngày

31

Hình 13 Số lượng kiến trên vùng bôi mẫu trắng và vùng bôi sản
phẩm

35


MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU................................................................................................................1
Chương 1: TỔNG QUAN...................................................................................... 3
1.1 Các sản phẩm chống côn trùng..................................................................3
1.1.1 Một số hoạt chất trong các sản phẩm chống côn trùng...........................4
1.1.2 Một số sản phẩm phổ biến trên thị trường.............................................. 5
1.2 Tinh dầu sả chanh và citral........................................................................ 6
1.2.1 Tinh dầu sả chanh...................................................................................6
1.2.2 Cấu trúc của citral...................................................................................7
1.2.3 Tính chất của citral.................................................................................8
1.2.4 Ứng dụng của citral................................................................................8
1.2.5 Định lượng citral trong tinh dầu sả chanh bằng HPLC..........................9
1.3 Beta – cyclodextrin..................................................................................10
1.3.1 Giới thiệu chung về cyclodextrin..........................................................10
1.3.2 Cấu trúc của beta – cyclodextrin...........................................................11
1.3.3 Tính chất của beta – cyclodextrin.........................................................11
1.3.4 Ứng dụng của beta – cyclodextrin........................................................12
1.4 Khái quát về kem bôi da..........................................................................13
1.4.1 Khái niệm............................................................................................. 13
1.4.2 Kỹ thuật bào chế và sản xuất kem bôi da.............................................13
1.4.3 Các yêu cầu chất lượng đối với kem bôi da......................................... 14
Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................15

1


2.1 Nguyên liệu, hóa chất...............................................................................15
2.2 Máy móc, thiết bị..................................................................................... 16
2.3 Phương pháp nghiên cứu..........................................................................16
2.3.1 Phương pháp bào chế kem từ tinh dầu sả chanh................................... 16
2.3.2 Phương pháp định lượng citral trong sản phẩm.................................... 18

2.3.3 Phương pháp theo dõi độ ổn định của sản phẩm...................................18
2.3.4 Phương pháp đánh giá hiệu quả chống côn trùng của sản phẩm...........19
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THỰC NGHIỆM.......................................................20
3.1 Bào chế kem chứa tinh dầu sả chanh....................................................... 20
3.1.1 Bào chế kem chứa tinh dầu sả chanh không sử dụng β-CD..................20
3.1.2 Bào chế kem chứa tinh dầu sả chanh có sử dụng β-CD........................24
3.2 Định lượng citral trong sản phẩm.............................................................26
3.3 Độ ổn định của sản phẩm.........................................................................31
3.4 Đánh giá hiệu quả chống côn trùng của sản phẩm...................................34
Chương 4: BÀN LUẬN....................................................................................... 36
KẾT LUẬN..........................................................................................................37
ĐỀ XUẤT............................................................................................................ 38
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................39


MỞ ĐẦU
Việt Nam là một nước nhiệt đới, với khí hậu nóng ẩm, là điều kiện thuận
lợi cho các lồi cơn trùng sinh sống và phát triển. Các lồi cơn trùng khơng chỉ
gây hại đến thực vật mà chúng cịn gây ra nhiều phiền phức, tổn hại đến con
người. Côn trùng đốt, cắn, giải phóng độc tố và để lại những tổn thương trên cơ
thể người, gây khó chịu, dị ứng, bỏng,…[1], thậm chí một số lồi cịn là ngun
nhân gây ra các bệnh nguy hiểm và có khả năng dẫn đến tử vong. Do đó, nhu
cầu ngăn chặn và tiêu diệt côn trùng là tất yếu. Các sản phẩm chống cơn trùng
hiện nay tuy đa dạng về hình thức và thành phần nhưng chủ yếu là được sản
xuất từ các chất hóa học như DEET, IR3535… với độc tính và nguy cơ dị ứng
[3], hầu hết các sản phẩm đều không phù hợp sử dụng cho trẻ sơ sinh và trẻ
nhỏ. Việc sử dụng một sản phẩm chống côn trùng với thành phần tự nhiên an
toàn, thân thiện với mơi trường để thay thế cho các sản phẩm có nguồn gốc hóa
học mang ý nghĩa rất lớn. Trong tự nhiên, khơng ít lồi thực vật có khả năng
xua đuổi, tiêu diệt côn trùng nhờ vào mùi hương, các loại tinh dầu vẫn thường

được sử dụng cho các thiết bị xơng xua đuổi cơn trùng có thể kể đến như tinh
dầu sả chanh, tinh dầu tràm, tinh dầu bạch đàn... Trong số đó tinh dầu sả chanh
là gần gũi nhất với đời sống hằng ngày. Thành phần chính trong tinh dầu sả
chanh là citral với hai đồng phân cis (hay còn gọi là neral) và trans (hay còn
gọi là geranial). Chính hoạt chất này gây nên mùi hương đặc trưng và tác động
chống côn trùng của tinh dầu sả chanh. [11]
Trên thực tế, tinh dầu sả chanh khơng thích hợp dùng trực tiếp trên da bởi
citral có thể gây kích ứng khi dùng ở liều cao, các chế phẩm dạng xịt thì khó duy
trì được độ ổn định do citral rất dễ bay hơi. Vì vậy việc bào chế sản phẩm dạng
kem từ tinh dầu sả chanh là thích hợp nhất. Do bản chất dễ bay hơi của citral nên
việc kết hợp với một chất có khả năng bảo vệ hoạt chất này sẽ khiến độ ổn định
của sản phẩm tốt hơn. β-cyclodextrin, một oligosaccharide dạng vịng có khả
năng bao lấy các hoạt chất trong cấu trúc không gian dạng nón cụt được thêm
vào cơng thức bào chế để cải thiện độ ổn định của sản phẩm. β-cyclodextrin
được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm với
vai trò bảo vệ dược
1


chất, gia tăng khả năng hòa tan, dẫn truyền thuốc qua các màng sinh học, che dấu
mùi, vị,…[19]
Nghiên cứu “Bào chế kem chống côn trùng từ tinh dầu sả chanh” được
thực hiện với các mục tiêu sau:
1, Bào chế được kem chống côn trùng từ tinh dầu sả chanh.
2, Sơ bộ đánh giá được độ ổn định của sản phẩm.
3, Bước đầu chứng minh được tác dụng chống côn trùng của sản phẩm.


Chương 1: TỔNG QUAN
1.1 Các sản phẩm chống côn trùng

Côn trùng là lớp động vật thuộc ngành chân đốt, là nhóm động vật đa dạng
nhất hành tinh. Theo như các nhà khoa học ước tính lớp cơn trùng có tới 8 – 10
triệu loài, với khoảng 1 triệu loài đã biết, cơn trùng chiếm 78% số lồi của tồn
bộ giới động vật trên Trái Đất. Không chỉ đa dạng về lồi, số lượng các cá thể
cơn trùng cũng đơng đúc nhất hành tinh [1]. Cơn trùng vừa có mặt lợi lại vừa có
mặt hại. Lợi ích mà cơn trùng mang lại đó là giúp thụ phấn cho hoa, một số lồi
cơn trùng cung cấp các vật liệu, thực phẩm mà con người sử dụng hằng ngày
như tơ tằm, mật ong, nhựa cánh kiến… và nhiều lồi cơn trùng đóng vai trò
quan trọng trong hệ sinh thái, khi chúng phân hủy chất thải giúp cho môi trường
sạch sẽ hơn. Tuy nhiên, đại đa phần khi nhắc đến côn trùng thường gợi ra những
tác hại mà côn trùng mang lại. Đối với nền nông nghiệp, côn trùng phá hoại
mùa màng. Trong xây dựng, các lồi cơn trùng như mối, mọt ăn mịn gỗ. Trong
đời sống hằng ngày, cơn trùng gây khó chịu hoặc dị ứng, đốt hoặc cắn, đơi khi
phóng chất độc khi con người vơ tình tiếp xúc phải. Trong y tế, một số loài là
trung gian truyền bệnh, mang ký sinh trùng gây nên các bệnh nguy hiểm cho
con người, ví dụ như: muỗi Aedes là trung gian truyền bệnh sốt xuất huyết,
muỗi Anopheles là trung gian truyền bệnh sốt rét…
Vì mục đích bảo vệ con người, các sản phẩm chống côn trùng đã được ra
đời và mang ý nghĩa vô cùng to lớn. Các sản phẩm chống côn trùng giúp xua
đuổi côn trùng, không để chúng lại gần cơ thể người. Với thành phần là những
chất có khả năng tiêu diệt hoặc gây tổn hại đến côn trùng mà cơn trùng có thể
cảm nhận được từ đó tránh xa khỏi vùng có sự hiện diện của những chất đó.
Các sản phẩm chống côn trùng hiện nay tuy đa dạng về hình thức bào chế
(dạng xịt, kem bơi ngồi da, nến, dung dịch thuốc tẩm…) nhưng về bản chất chia
thành hai nhóm chính đó là: nhóm có nguồn gốc từ hóa chất tổng hợp và nhóm
có nguồn gốc từ thiên nhiên. Các sản phẩm có nguồn gốc hóa học chiếm ưu thế
trong cộng đồng khi nhóm sản phẩm này cho thấy hiệu quả cao và được tập
trung sản
3

xuất cơng nghiệp. Tuy nhiên những sản phẩm có nguồn gốc hóa học lại mang
nhiều tác dụng phụ, độc tính, gây hại cho con người. Trong khi đó, những sản
phẩm có nguồn gốc thiên nhiên mới chỉ dừng lại ở phạm vi sử dụng hẹp, mức độ
nhận diện trong cộng đồng cịn hạn chế mặc dù có ưu thế về tính an tồn.
1.1.1 Một số hoạt chất trong các sản phẩm chống cơn trùng:
a) DEET
DEET tên hóa học là N,N-diethyl-meta-toluamide, lần đầu tiên được quân
đội Mỹ sử dụng năm 1946 nhằm tiêu diệt các loại côn trùng. Sản phẩm chống
côn trùng đầu tiên được sản xuất từ DEET vào năm 1956. Việc phát hiện ra
DEET mang ý nghĩ lớn trong sự phát triển của nền y học, bởi khả năng chống
cơn trùng mạnh mẽ mà DEET mang lại. Từ đó, chất hóa học này được sử dụng
rộng rãi và cho đến thời điểm hiện tại DEET vẫn là chất chống côn trùng được
sử dụng rộng rãi nhất [2].
Tuy nhiên, trong suốt q trình sử dụng chất hóa học này, tồn tại khơng ít
các ghi chép về độc tính của DEET bao gồm bệnh về não ở trẻ em, hội chứng mề
đay, sốc phản vệ, hạ huyết áp, tăng nhịp tim [3]. Những tác hại kể trên đặt ra yêu
cầu cho một chất mới thay thế cho DEET, các nhà nghiên cứu khơng ngừng tìm
kiếm giải pháp cũng như sự hiện diện của một nguyên liệu mới với hiệu quả lý
tưởng như DEET xong lại an toàn và thân thiện với con người. Kết quả là những
chất hóa học mới đã ra đời tuy nhiên lại không thể đạt được sự phổ biến cũng
như thành công về thương mại lớn như DEET. Như vậy, cho đến thời điểm
hiện tại vẫn chưa có chất nào thay thế được được hồn tồn vai trị của DEET.
b) Picaridin
Picaridin hay Icaridin có tên hóa học là 1-(1-methylpropoxycarbonyl)-2(2- hydroxyethyl) piperidine. Là một chất được nghiên cứu và phát triển
khoảng những năm 1980, và chính thức được đưa vào sử dụng tại Mỹ năm 2005,
với mong muốn sẽ thay thế cho DEET, đây là một chất gần như khơng gây kích
ứng cho da, khơng có mùi hăng khó chịu và thời gian lưu lại trên da lâu hơn so
với DEET [4].

Các thử nghiệm cho thấy Picaridin khơng có q nhiều sự khác biệt về hiệu quả
so với DEET trên cả muỗi và các đối tượng côn trùng khác như ve, bọ [5]... Xét
về độ an tồn, chưa có báo cáo nào về độc tính, phản ứng phụ nghiêm trọng hay
nguy cơ gây bệnh của Picaridin. Chất này từng được coi là một giải pháp tốt để
thay thế cho DEET trong các sản phẩm chống côn trùng dành cho người. Tuy
nhiên mức độ phổ biến của Picaridin hiện nay vẫn chưa thực sự rộng rãi.
c) IR3535
IR3535 có tên hóa học là 3-[N-Butyl-N-acetyl]-aminopropionic acid, được
nghiên cứu và phát triển khoảng những năm 1970, sau đó được sử dụng ở Châu
Âu và khoảng hơn 20 năm sau đó mới được chính thức sử dụng tại Mỹ (1999)
[6]. Hiệu quả chống muỗi của IR3535 kém hơn so với DEET và Picaridin.
Khơng có nhiều các nghiên cứu về IR3535 và mức độ phổ biến của IR3535
cũng kém hơn nhiều so với 2 chất kể trên.
1.1.2 Một số sản phẩm phổ biến trên thị trường:
a) Kem chống muỗi Soffell
Xuất xứ: Indonesia.
Thành phần: DEET (13%).
Sử dụng: thoa lên những vùng da hở như cổ, tay, chân. Không sử dụng cho
trẻ em dưới 4 tuổi.
b) Kem chống muỗi OFF
Xuất xứ: Philipines.
Thành phần: DEET (15%)
Sử dụng: thoa lên những vùng da hở như cổ, tay, chân. Không sử dụng cho
trẻ dưới 4 tuổi.


c) Xịt chống muỗi và côn trùng AQUA
Xuất xứ: Nga.
Thành phần: IR3535, Aloe vera, allantoin.

Sử dụng: Phun vào lòng bàn tay, xoa lên những vùng da hở như cổ, tay,
chân. Sản phẩm vừa có tác dụng chống cơn trùng, vừa làm dịu vết côn trùng đốt.
Sản phẩm sử dụng được cho trẻ trên 1 tuổi.
d) Xịt chống muỗi và côn trùng Skin Vape
Xuất xứ: Nhật Bản.
Thành phần: DEET (10%), ethanol, hyaluronic acid, nước, nước hoa.
Sử dụng: xịt trực tiếp lên da vùng tay, chân và cổ. Sản phẩm không sử
dụng cho trẻ em dưới 6 tháng tuổi. Dùng hạn chế đối với trẻ dưới 12 tuổi (1
đến 3 lần/ngày).
e) Xịt chống muỗi Rohto Remos
Xuất xứ: Việt Nam.
Thành phần: DEET (15%).
Sử dụng: Phun một lượng thích hợp lên lịng bàn tay rồi thoa lên những
vùng da cần bảo vệ. Sản phẩm dùng cho người lớn và trẻ em trên 4 tuổi.
1.2 Tinh dầu sả chanh và citral
1.2.1 Tinh dầu sả chanh
Sả chanh có tên khoa học là Cymbopogon citratus Stapf. thuộc họ Lúa
(Poaceae), cây mọc tự nhiên tại các vùng có khí hậu nhiệt đới và có nhiệt độ ấm
áp. Sả Chanh có nguồn gốc Đơng Nam Á, Cây sống lâu năm, cao khoảng 1.5m,
mọc thành bụi, phân nhánh nhiều. Thân rễ trắng hoặc hơi tía, lá dài tới 1m, lá
hẹp, mép hơi ráp. Tinh dầu sả chanh có chứa trong các bộ phận phía trên mặt
đất của cây [7]. Cây được dùng làm gia vị, tinh dầu sả chanh được ứng dụng
nhiều trong các sản phẩm chăm sóc tóc và da. Cymbopogon citratrus còn được
biết đến rộng


rãi trong y học truyền thống với các công dụng làm thuốc chữa bệnh [8]. Bên
cạnh đó tinh dầu sả chanh cịn có các tác dụng xua đuổi, tiêu diệt côn trùng và tác
dụng kháng khuẩn [9,10].
Tinh dầu sả chanh có mùi thơm dễ chịu, hơi giống với mùi chanh và được

biết đến là một loại tinh dầu chống côn trùng vô cùng hiệu quả. Các thử nghiệm
về khả năng xua đuổi và tấn công trên kiến và muỗi đã cho thấy tác dụng chống
côn trùng của loại tinh dầu này. Nghiên so sánh hiệu quả của tinh dầu sả chanh so
với DEET, kết quả so sánh cho thấy tinh dầu sả chanh cho hiệu quả gần như
tương đương với DEET [7].
Tinh dầu sả chanh có chứa citral, geraniol,…trong đó thành phần chính là
citral với hàm lượng cao, chiếm từ 65 - 85% [11]. Chính sự có mặt của citral
quyết
định mùi hương và khả năng chống côn trùng của tinh dầu sả chanh.
1.2.2 Cấu trúc của citral
Citral hay 3,7-dimethyl-2,6-octadienal hoặc lemonal là terpenoid hoặc hỗn
hợp của 2 terpenoid có cùng cơng 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 lồi thực
vật khác.

Hình 1. Công thức cấu tạo của geranial (citral A)


Hình 2. Cơng thức cấu tạo của neral (citral B)
1.2.3 Tính chất của citral
Geranial có hương chanh mạnh, neral có hương thơm nhẹ và ngọt hơn. Ở
điều kiện thường, citral tồn tại ở dạng lỏng, màu vàng nhạt. Citral kém tan trong
nước, ở 25 °C 100ml nước hòa tan được 0.059g citral, tuy nhiên citral lại tan tốt
trong alcohol và các dung môi hữu cơ khác. Citral kém bền ở mơi trường kiềm và
acid mạnh [12], có tác dụng kháng khuẩn mạnh và có tác động pheromone lên cơn
trùng [13]. Citral hấp thu tốt qua đường tiêu hóa, khi dùng trên da phần lớn bị bay

hơi. Độc tính cấp tính của citral là rất thấp, đối với trường hợp dùng trên da độc
tính cịn thấp hơn nữa nên trên thực tế citral khơng hề gây độc [14]. Tuy nhiên,
citral có thể gây kích ứng khi dùng trên da ở liều cao [12].
1.2.4 Ứng dụng của citral
Citral được dùng làm chất tạo hương trong thực phẩm. Sử dụng làm nguyên
liệu ban đầu trong sản xuất hương liệu, nước hoa. Ngoài ra, từ citral có thể tổng
hợp được ra nhiều dẫn xuất có nhiều ứng dụng trong đời sống ví dụ như:
citronellol, methylone, vitamin A, geraniol… [12,15]


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 các tác giả Roopa Gaonkar, S. Yallappa, B.L. Dhananjaya
và Gurumurthy Hegde về xây dựng quy trình định lượng citral trong tinh dầu Sả
Chanh bằng hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao pha đảo năm 2016. Sử dụng
phương pháp đo tín hiệu sắc ký, với cột sắc ký C-18G (250x4,6mm, 5µm), pha
động gồm: acetonitrile và nước (70:30), tốc độ dịng 1ml/phút, đầu dị PDA ở
bước sóng 233nm. Phương pháp định lượng cho khoảng tuyến tính, tính chính
xác và độ đặc hiệu trong khoảng nồng độ citral từ 3 - 100µg/ml [17].
Một nghiên cứu khác của các tác giả Diogo Miron, Fernanda Battisti, Carla
Schwengber Ten Caten, Paulo Mayorga và Elfrides Eva Scherman Schapoval về
xác định quang phổ của citral trong phức hợp với cyclodextrin năm 2012 đã đưa
ra phương pháp định lượng hai đồng phân của citral bằng hệ thống HPLC
AGILENT Series 1200 với phần mềm Agilent Chemstration, điều kiện sắc ký
gồm pha động: acetonitrile, nước, methanol (47:43:10), sử dụng cột RP18
(250nm x 4mm, 5µm), tốc độ dịng 1,4 ml/phút, thể tích tiêm mẫu 15µl, bước
sóng phát hiện là 240nm ở điều kiện nhiệt độ 30oC. Với kết quả của 2 pic tín
hiệu của neral và geranial có độ phân giải tốt kể cả khi ở nồng độ cao [18].

1.3 Beta – cyclodextrin
1.3.1 Giới thiệu chung về cyclodextrin
Cyclodextrin là những oligosaccharide vòng, gồm một vòng macrocyclic
của các tiểu đơn vị glucose nối với nhau bằng liên kết glycoside. Cyclodextrin
bao gồm 5 hoặc nhiều đơn vị α-D-glucopyranoside liên kết bằng liên kết
α-1,4- glycoside. Các cyclodextrin lớn nhất chứa tới 32 đơn vị. Các
cyclodextrin điển hình chứa từ 6 đến 8 đơn vị α-D-glucopyranoside, tạo ra hình
dạng hình nón cụt:
 α-cyclodextrin : 6 đơn vị α-D-glucopyranoside
 β-cyclodextrin : 7 đơn vị α-D-glucopyranoside
 γ-cyclodextrin : 8 đơn vị α-D-glucopyranoside
Cấu trúc và hình dạng 3D của các cyclodextrin được mơ tả trong hình 4.

Hình 4. Cấu trúc khơng 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 nơng nghiệp và kỹ thuật môi trường
[19].

10


1.3.2 Cấu trúc của beta – cyclodextrin
β-cyclodextrin (β-CD) có cơng thức phân tử là hay ,
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 ngồi của hình nón,
trong đó những nhóm chức hydroxyl bậc 1 ở rìa hẹp cịn 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 khơng

gian của β- CD được thể hiện ở hình 5.

Hình 5. Cấu trúc khơng 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
[21].
Khả năng tạo phức: β-CD có khả năng bao các phân tử khác trong lỗ hổng
của nó, bởi các nhóm hydroxyl ở mặt ngồi và mặt trong lỗ hổng là mơi trường kỵ
nước, do đó các phân tử β-CD thể bắt lấy các phân tử kỵ nước hay cịn gọi là phân
tử khách có kích thước phù hợp vào lỗ hổng khi ở trong môi trường nước. Liên


kết giữa phân tử β-CD và phân tử khách gồm liên kết hydrogen, tương tác Vander
waals, tương tác lưỡng cực và không phải là vĩnh viễn, được đặc trưng bởi trạng
thái cân bằng động [23]. (hình 6)

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 khơng hịa 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 lĩnh vực thực phẩm và hương liệu: β-CD dùng làm chất bảo vệ
và dẫn truyền các hương liệu, làm giảm vị đắng hay mùi vị khó chịu của
một số hợp chất.

-

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

-

Trong ngành dược phẩm: β-CD được dùng như tác nhân tạo phức,
làm tăng khả năng hòa tan của những thuốc có độ hịa tan kém, từ đó làm
tăng sinh khả dụng và độ ổn định. Cải thiện dẫn truyền thuốc qua các màng
12


sinh học nhờ vào β-CD. Ngồi ra β-CD cịn làm giảm độ rát với dạ dày –
ruột. Các nghiên cứu cho thấy sử dụng β-CD trên da không gây bất kỳ phản
ứng có hại hay hiện tượng kích ứng nào. Trên thực tế β-CD cũng không gây
độc khi sử dụng bằng đường uống [20].
1.4 Khái quát về kem bôi da
1.4.1 Khái niệm
Kem bôi da là những chế phẩm thuộc hệ phân tán nhiều pha, bao gồm: Pha
dầu, pha nước và chất nhũ hóa [30]. Theo cấu trúc hóa lý, kem bôi da chia thành
2 loại:
Kem N/D: Pha nội thân nước, pha ngoại (pha liên tục) thân dầu. Trong
thành phần có các chất nhũ hóa tạo nhũ tương N/D như: Lanolin, este sorbitan
(Span), monoglycerid và alcol béo.
Kem D/N: Pha nội thân dầu, pha ngoại (pha liên tục) thân nước. Trong
thành phần có các chất nhũ hóa tạo nhũ tương D/N như: Xà phịng kiềm hóa
trị một (natri, kali), xà phịng amin (mono, di và triethanolamin), alcol béo
sulfat, polysorbat (Tween), ether hoặc este của acid béo với polyethylen glycol.
1.4.2 Kỹ thuật bào chế và sản xuất kem bơi 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: Hòa tan dược chất, tá dược trong pha dầu hoặc
pha nước tùy theo tính chất của các chất, sau đó đun nóng 2 pha, nhiệt độ
pha nước nước cao hơn vài độ, phối hợp 2 pha và khuấy trộn bằng thiết bị
thích hợp.
Trộn đều nhũ hóa: Dược chất ở thể lỏng được thêm dần từng lượng
nhỏ vào tá dược khan, vừa thêm vừa khuấy nhẹ nhàng, sau khi đã thêm hết
dược chất khuấy trộn mạnh 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 bơi sử dụng với mục đích
bảo vệ phải đảm bảo tạo được một lớp che phủ và duy trì trên da, khơng chứa
các chất có khả năng thấm sâu qua da và hấp thụ vào bên trong cơ thể.
Việc đánh giá chất lượng của kem bôi da dựa trên các tiêu chí sau: [24]
- Độ đồng nhất của kem: Kiểm tra sự phân tán đồng đều của dược
chất và tá dược.
- Điểm nhỏ giọt: Chính là nhiệt độ mà ở đó nguyên liệu bị chảy thành
dạng lỏng, việc xác định điểm nhỏ giọt để đảm bảo kem không bị chảy
lỏng ở nhiệt độ 37oC.
- Điểm đơng 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 độ thường có khả năng 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 độ xuyên sâu, đo độ dàn mỏng, đo độ dính…
- Ngồi ra cịn một số chỉ tiêu khác tùy theo tính chất, mục đích sử
dụng của kem, chẳng hạn như: tính an tồn của kem, các nguy cơ gây kích
ứng…


Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Nguyên liệu, hóa chất
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

Xuất xứ

Tiêu chuẩn

1

Tinh dầu sả chanh (74,94%
citral)

Việt Nam

Nhà sản xuất

2

β-cyclodextrin

Roquette, Pháp

FDA Hoa Kỳ

3

Cetyl alcohol

Trung Quốc

DĐVN V

4

Lanolin

Trung Quốc

DĐVN V

5

Stearic acid

Trung Quốc

DĐVN V

6

Dầu parafin

Trung Quốc

DĐVN V

7

Glycerin

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


2.2 Máy móc, thiết bị
Hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) Model Ultimate 3000 –
Dionex, Thermo Scientific Hoa Kỳ ghép thiết bị phát hiện đa sóng DAD - 3000
Dionex. Cột silica gel pha đảo Eclipse XDB – C18 (4,6 x 250mm, 5µm). Xử lý
tín hiệu bằng máy vi tính với hệ điều hành Microsoft Windows 7 trang bị 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 bị đồng nhất hóa Homogeniser, WiseTis HG-15A.
Máy đo pH spear của hãng Thermo Scientific Eutech, Singapore.
2.3 Phương pháp nghiên cứu
2.3.1 Phương pháp bào chế kem từ tinh dầu sả chanh
Kem có cấu trúc nhũ tương dạng D/N và được bào chế với quy trình như
sau: [25]
Bào chế kem không sử dụng β-CD
- Pha dầu gồm: cetyl alcohol, lanolin, stearic acid, dầu parafin, cân lần lượt
các chất cho vào cốc đong thể tích 50ml. Đun nóng pha dầu trên bếp khuấy từ,
khuấy nhẹ (nhiệt độ khoảng 75oC).
- Pha nước gồm: glycerin, KOH, H2O, cân lần lượt các chất cho vào cốc
đong thể tích 50ml. Đun nóng pha nước trên bếp khuấy từ, khuấy nhẹ (nhiệt độ
khoảng 70oC).
- 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 cịn khoảng 55oC thì thêm
từ từ tinh dầu sả chanh vào.


- Đồng nhất hóa hỗn hợp ở tốc độ 3900 vòng/phút trong 5 phút để thu được
kem.
-

Sau khi thu được kem, tiến hành đánh giá các chỉ tiêu chất lượng.
Bào chế kem có sử dụng β-CD

-

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

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

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

70oC và pha nước (glycerin, KOH, H2O) khoảng 75oC trên bếp khuấy từ, khuấy
nhẹ. Phối hợp hai pha, tăng tốc độ khuấy từ lên 1500 vòng/phút để tạo nhũ tương
D/N, duy trì nhiệt độ của hỗn hợp ở khoảng 55oC.
- Đun hỗn hợp β-CD – tinh dầu đến khoảng 55oC rồi phối hợp với dung dịch
nhũ tương ở bước trên. Đồng nhất hóa ở tốc độ 3900 vòng/phút trong 5 phút để
thu được kem.
-

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

Bào chế các mẫu trắng: Thực hiện với quy trình tương tự, thay lượng tinh
dầu sả chanh bằng nước cất.
Sản phẩm được đánh giá một số chỉ tiêu sau:
- Hình thức, cảm quan: quan sát về màu sắc, đánh giá độ mềm, mịn, mùi
hương.
- Xác định pH: Cân 2g mẫu kem bào chế pha loãng trong 18g nước cất, đo
pH trên dung dịch pha lỗng. Kem khơng được q acid hay quá kiềm, vì thế
giá trị pH đo được nên nhỏ hơn 7 và càng gần pH của da (4,5 – 6,2) càng tốt
[26].


2.3.2 Phương pháp định lượng citral trong sản phẩm
Quy trình định lượng citral bằng hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao ghép
đầu dò DAD được xây dựng và thẩm định theo hướng dẫn của ICH [31]. Các yếu
tố được thẩm định gồm: tính tuyến tính và 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. Tất cả các mẫu đều được phân tích 3 lần, lấy giá trị trung bình.
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 Quốc Gia Hà Nội).
Chuẩn bị dung dịch định lượng: Cân chính xác khoảng 0,25g mẫu thử cho
vào bình định mức 50ml, thêm hỗn hợp dung mơi acetonitrile : nước (60:40, v/v)
đến vạch, siêu âm 10 phút, lọc qua màng lọc PTFE 0,45µm. Pha lỗng dịch lọc 5
lần trong cùng dung môi rồi tiêm vào hệ thống sắc ký.
Chuẩn bị dung dịch mẫu trắng: Cân chính xác khoảng 0,1g mẫu trắng cho
vào định mức 10ml, thêm hỗn hợp dung môi acetonitrile : nước (60:40,v/v) đến
vạch, siêu âm 10 phút, lọc qua màng lọc PTFE 0,45µm. Pha lỗng dịch lọc 5 lần

trong cùng dung môi rồi tiêm vào hệ thống sắc ký.
2.3.3 Phương pháp theo dõi độ ổn định của sản phẩm
Sản phẩm bào chế được đựng trong hộp nhựa polypropylene kích thước 7
x 5 x 3,5cm, đậy kín và bảo quản ở điều kiện nhiệt độ 25 ± 5oC; độ ẩm 65 ±
5%, tránh ánh sáng.
Độ ổn định của sản phẩm được đánh giá dựa trên:
- Sự biến đổi về cảm quan của các mẫu kem theo thời gian.
- Sự thay đổi của hàm lượng citral trong các mẫu kem theo thời gian.


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 đôi một tờ giấy lọc đường kính 9cm thành hai nửa bằng nhau, một nửa
bơi 0,5ml mẫu thử, nửa cịn lại bơi một lượng tương đương mẫu trắng. Dùng
băng dính dán 2 nửa thành hình tròn ban đầu và đặt vào đĩa petri. Thả 25 cá
thể kiến vào khu vực trung tâm, dùng màng nilon bịt kín miệng đĩa để kiến
khơng chui ra ngồi. Quan sát và đếm tổng số lượng kiến ở mỗi nửa giấy lọc 15
phút/ lần trong vịng 2 giờ.
Thí nghiệm được thực hiện trên các mẫu ngay sau khi bào chế và được
thực hiện lại sau khi bảo quản 3 tháng để so sánh.