TNU Journal of Science and Technology
230(05): 115 - 122
http://jst.tnu.edu.vn 115 Email: jst@tnu.edu.vn
FORMULATION AND EVALUATION OF TOPICAL GEL CONTAINING
CURCUMA AROMATICA SALISB. RHIZOME EXTRACT
Vo Thi Ngoc My*, Vo Ngoc To Trinh
Nguyen Tat Thanh University
ARTICLE INFO
ABSTRACT
Received:
15/7/2024
Curcuma aromatica Salisb, a member of the Zingiberaceae family, is a
perennial herb with a characteristic aromatic rhizome used in many
traditional medicine systems in India, China, and other countries. The
rhizome is rich in alkaloids, flavonoids, tannins, curcuminoids, terpenoids,
etc. The rhizome has many uses such as anti-physical stress, anti-
psychological stress and depression, antioxidant, anticancer, liver cell
protection, etc. This study was conducted to develop a topical gel formula
containing Curcuma aromatica Salisb rhizome extract. The study
investigated six gel formulas with fixed ratios of ingredients hydroxyethyl
cellulose, titanium dioxide glycerin, propylene glycol, phenoxyethanol, and
sodium EDTA, while Curcuma aromatica Salisb rhizome extract was
investigated at rates of 0.1%; 0.2%; 0.3%; 0.4%, 0.5%, and 0.6%. Methods
to screen and assess product quality are used to evaluate factors such as
organoleptics, stability, uniformity, pH, tyrosinase enzyme inhibitory
activity, and skin irritation. The study identified an optimal gel formulation
containing 0.6% C. aromatica rhizome extract. The final product exhibited
over 80% inhibition of tyrosinase enzyme activity, with IC50 = 6.9043
mg/mL and met quality standards comparable to the reference sample
available on the market. These results suggest that the gel incorporating C.
aromatica rhizome extract holds promise as a natural agent for skin
brightening and the reduction of dark spots and melasma.
Revised:
21/01/2025
Published:
22/01/2025
KEYWORDS
Curcuma aromatica
Topical gel
Tyrosinase
Wild turmeric
Formulation
ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG GEL DƯỠNG DA
TỪ CHIẾT XUẤT THÂN RỄ NGHỆ TRẮNG
Võ Thị Ngọc Mỹ*, Võ Ngọc Tố Trinh
Trường Đại học Nguyễn Tất Thành
TÓM TẮT
Ngày nhận bài:
15/7/2024
Nghệ trắng (Curcuma aromatica Salisb.) thuộc ‘họ Gừng’ Zingiberaceae là
một loại thảo dược lâu năm với thân rễ thơm đặc trưng được sử dụng trong
nhiều hệ thống y học cổ truyền ở Ấn Độ, Trung Quốc, và các nước khác.
Thân rễ của cây rất giàu alkaloid, flavonoid, tannin, curcuminoid, terpenoid,
v.v. Thân rễ có nhiều công dụng: chống stress và trầm cảm, chống oxi hóa,
phòng chống ung thư, bảo vệ tế bào gan, v.v. Nghiên cứu này được thực
hiện nhằm tìm ra công thức điều chế gel bôi da chứa chiết xuất thân rễ Nghệ
trắng (C. aromatica Salisb). Trong nghiên cứu đã tiến hành khảo sát 6 công
thức điều chế gồm hydroxyethyl cellulose, titan dioxid glycerin, propylen
glycol, phenoxyethanol, natri EDTA với các tỷ lệ cố định và cao chiết thân
rễ Nghệ trắng 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%. Dùng các chỉ tiêu cảm
quan, độ ổn định, độ đồng nhất, pH, khả năng ức chế enzym tyrosinase và
khả năng gây kích ứng da để sàng lọc và đánh giá chất lượng sản phẩm. Kết
quả thu được công thức gel tối ưu với tỷ lệ 0,6% cao chiết. Gel thành phẩm
ức chế hơn 80% enzym tyrosinase với IC50= 6,9043 mg/mL và đạt các chỉ
tiêu chất lượng tương tự với mẫu đối chiếu hiện có trên thị trường. Hứa hẹn
là một chế phẩm tự nhiên có khả năng dưỡng sáng da, làm mờ thâm, nám.
Ngày hoàn thiện:
21/01/2025
Ngày đăng:
22/01/2025
DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.10770
* Corresponding author. Email: vtnmy@ntt.edu.vn
TNU Journal of Science and Technology
230(05): 115 - 122
http://jst.tnu.edu.vn 116 Email: jst@tnu.edu.vn
1. Mở đầu
Ngày nay, sự phát triển của xã hội đã khiến nhu cầu làm đẹp ngày càng tăng. Các sản phẩm làm
trắng da, giảm thâm, nám hiệu quả và an toàn vẫn là mối quan tâm hàng đầu của các ngành công
nghệ dược phẩm và mỹ phẩm. Đặc biệt, thời tiết nắng nóng liên tục và gay gắt ở Việt Nam trong
thời gian gần đây đã làm gia tăng các vấn đề về sắc tố da dẫn đến nám da, tàn nhang, đồi mồi và
một số vấn đề về thẩm mỹ khác, gây mất tự tin đặc biệt là với phái nữ. Tuy nhiên, hiện nay có rất
nhiều hóa chất được dùng để giải quyết các vấn đề trên do chúng có tác dụng ức chế enzym
tyrosinase như hydroquinon và arbutin nhưng lại có thể gây ra một số tác dụng phụ bất lợi hoặc
không an toàn cho sức khỏe người dùng [1].
Nghệ trắng (C. aromatica Salisb.) thuộc chi Curcuma, họ Zingiberaceae. Thân rễ Nghệ trắng
có giá trị dinh dưỡng cao và giàu carbohydrat, protein, alkaloid, flavonoid, vitamin C, beta-caroten,
polyphenol, curcuminoid, tannin, terpenoid, acid béo và tinh dầu [2]. Trong y học cổ truyền, Nghệ
trắng được sử dụng để loại bỏ ứ máu, làm chậm quá trình lão hóa, giảm đau và ngăn ngừa các bệnh
về gan [3]. Ngoài ra, Nghệ trắng cũng được sử dụng làm mỹ phẩm có tác dụng làm trắng da, mờ
vết thâm nám, rạn da [4]. Những nghiên cứu gần đây cho thấy thân rễ Nghệ trắng có tác dụng
kháng viêm [5], [6], kháng khuẩn [7] đặc biệt là vi khuẩn gây mụn Propionibacterium acnes [8],
chống oxy hóa [4], [9], ức chế enzym tyrosinase [8], làm giảm sự hình thành hắc tố [10], ngăn ngừa
lão hóa da do tia UVB gây ra [11], [12]. Tuy nhiên, sản phẩm bôi da từ chiết xuất thân rễ Nghệ trắng
hiện nay chưa được nghiên cứu rộng rãi. Vì vậy nghiên cứu này nhằm mục đích tìm ra công thức
điều chế gel chứa cao chiết thân rễ Nghệ trắng đạt các chỉ tiêu chất lượng, an toàn, ngăn ngừa hình
thành sắc tố da.
2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
2.1. Vật liệu
Thân rễ cây Nghệ trắng thu từ Tp. HCM, Việt Nam. Mẫu được định danh và lưu trữ tại phòng thí
nghiệm bộ môn Thực vật dược, Khoa Dược, trường Đại học Nguyễn Tất Thành.
Hóa chất nghiên cứu: Titan dioxid, hydroxyethyl cellulose (HEC), glycerin, propylen glycol,
phenoxyethanol, natri EDTA, nước cất, ethanol 70% (EtOH 70%), enzym tyrosinase (Agaricus
bisporus mushroom), L-DOPA (3,4-dihydoxy-L-phenylalanin), acid kojic, dimethyl sulfoxid
(DMSO), v.v.
Thiết bị nghiên cứu: Máy đo pH Mettler Toledo S220-K (Thụy Sĩ), Tủ sấy Memmert WBU 45
– UM 500 (Mỹ); Máy cô quay chân không Hei-VAP (Đức), Cân phân tích Kern ALS 22-4N (Đức),
Máy đọc đĩa ELISA, Tủ lạnh, Máy khuấy từ, Bếp cách thủy Memmert (Đức) và các thiết bị cơ bản
trong phòng thí nghiệm khác.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Chiết xuất dược liệu
Thân rễ Nghệ trắng được làm sạch, phơi khô và xay thành bột. Sau đó, bột thân rễ (500 g) được
ngâm lạnh trong dung môi ethanol 70% (v/v) với tỉ lệ 1:3 (w/v) trong 3 ngày, lọc và thu dịch chiết.
Việc ngâm dược liệu được lặp lại thêm 2 lần để chiết được tối đa hoạt chất trong dược liệu. Tất cả
dịch chiết được cô quay chân không ở nhiệt độ thấp, rồi cô trên bếp cách thủy đến khi đạt độ ẩm
không quá 20%. Cao đặc dược liệu sẽ được bảo quản ở 2 - 8oC.
Hiệu suất chiết cao sẽ được tính toán theo công thức:
H (%) =
𝐾ℎ
ố
𝑖
𝑙
ượ
𝑛𝑔
𝑐𝑎𝑜
𝑡𝑜
à
𝑛
𝑝ℎ
ầ
𝑛
𝑡ℎ𝑢
đượ
𝑐
× 100 (1)
𝐾ℎ
ố
𝑖
𝑙
ượ
𝑛𝑔
𝑘ℎ
ô
𝑐
ủ
𝑎
𝑚
ẫ
𝑢
Định tính sơ bộ thành phần hóa học trong cao chiết
Xác định nhanh các nhóm hợp chất trong cao chiết bằng các phản ứng hóa học đặc trưng theo
phương pháp Ciuley đã cải tiến bởi Đại học Y Dược Tp. HCM [13].
TNU Journal of Science and Technology
230(05): 115 - 122
http://jst.tnu.edu.vn 117 Email: jst@tnu.edu.vn
2.2.2. Qui trình điều chế gel Nghệ trắng
Hydroxyethyl cellulose (HEC) được phân tán trong nước cất, chờ cho trương nở hoàn toàn. Hỗn
hợp trên được khuấy đều và đun ở nhiệt độ 70oC để tạo gel, thêm vào cao, glycerin, phenoxyethanol,
natri EDTA. Phân tán titan dioxid trong propylen glycol rồi cho vào gel, thêm nước vừa đủ và
khuấy trộn đến đồng nhất. Số lượng pha chế 100 g gel mỗi công thức [14]. Đóng hộp và dán nhãn.
2.2.3. Phương pháp đánh giá chất lượng gel
Cảm quan: Dùng mắt thường để quan sát gel, tiến hành ở nơi có đủ ánh sáng, tránh ánh sáng
trực tiếp và đánh giá màu sắc, độ trong. Chế phẩm phải có màu trắng đục, đồng nhất, không xuất
hiện vật thể lạ, thể chất không quá lỏng hoặc quá đặc [15].
Độ đồng nhất: thực hiện theo qui định của Dược điển Việt Nam 5 phụ lục 1.12 [15].
pH: cân 10 g gel trong becher 100 mL, thêm vào 50 mL nước cất, khuấy kỹ, sau đó lọc qua giấy
lọc và tiến hành đo pH của dịch lọc bằng máy đo pH ở nhiệt độ phòng 25 ± 2oC. Thực hiện đo 3
lần cho mỗi mẫu và lấy giá trị trung bình. pH đạt yêu cầu khi nằm trong khoảng 4,1 – 5,8 [16].
Tính ổn định của gel: Gel được bảo quản ở nhiệt độ phòng, quan sát sự thay đổi sau 30 ngày
điều chế. Đánh giá lại các chỉ tiêu cảm quan, độ đồng nhất, pH [17].
Khảo sát % ức chế tyrosinase: Khảo sát hoạt tính ức chế tyrosinase của 6 công thức gel bán
thành phẩm so với chế phẩm trên thị trường.
Chuẩn bị mẫu thử: 6 gel và chế phẩm được hòa tan trong đệm natri phosphat pH 6,5 ở nồng độ
12 mg/mL. Lần lượt cho vào các giếng của đĩa 96 giếng các thành phần phản ứng (Bảng 1).
Chuẩn bị chất nền: Chất nền L– dopa được pha trong đệm phosphat pH 6,5 ở nồng độ 12 mM.
Chuẩn bị thuốc thử: Pha dung dịch enzym tyrosinase 333 U/mL trong đệm phosphat pH 6,5.
Dung dịch được dùng ngay sau khi pha.
Bảng 1. Thành phần phản ứng sàng lọc hoạt tính ức chế tyrosinase của cao chiết
Chứng
Trắng chứng
Thử
Trắng thử
Đệm phosphat (µL)
90
120
80
110
Mẫu thử (µL)
-
-
10
10
Tyrosinase 100U/mL (µL)
30
-
30
-
Ủ ở 25oC trong 5 phút
L- dopa 10 mM (µL)
80
80
80
80
Ủ ở 25oC trong 30 phút
Sản phẩm sau phản ứng được đem đo quang phổ ở bước sóng 490 nm, mỗi mẫu thử được đo
lặp lại 3 lần.
Đánh giá % ức chế tyrosinase theo công thức:
% Ức chế = (A−B)−(C−D) x100 (2)
(A−B)
Trong đó:
A: độ hấp thu của mẫu chứng (đệm phosphat, enzym và L- dopa, không có mẫu thử).
B: độ hấp thu của mẫu trắng chứng (đệm phosphat, L- dopa và không có mẫu thử và enzym).
C: độ hấp thu của mẫu thử (đệm phosphat, mẫu thử, enzym và L- dopa).
D: độ hấp thu của mẫu trắng thử (đệm phosphat, mẫu thử, L- dopa, không có enzym).
Dựa vào kết quả đánh giá chất lượng gel ban đầu để chọn ra công thức gel tối ưu nhất. Sau đó
tiến hành xác định IC50 (là nồng độ ức chế 50% hoạt tính của tyrosinase), so sánh với chất đối
chứng là acid kojic và thử kích ứng da trên thỏ.
Khảo sát hoạt tính ức chế tyrosinase của gel tối ưu: Gel được pha trong đệm natri phosphat pH
6,5 thành dãy nồng độ cuối trong giếng phản ứng như sau: 4 mg/mL; 6 mg/mL; 8 mg/mL; 10
mg/mL; 12mg/mL và xác định % ức chế tyrosinase ở từng nồng độ (C) theo tỷ lệ các thành phần
phản ứng ở Bảng 1. Thiết lập phương trình hồi quy tuyến tính y = ax + b mô tả sự liên quan giữa
TNU Journal of Science and Technology
230(05): 115 - 122
http://jst.tnu.edu.vn 118 Email: jst@tnu.edu.vn
C (x) với phần trăm ức chế tyrosinase (y). Từ đó suy ra giá trị IC50 của chế phẩm tiềm năng nhất
và so sánh với chất đối chứng là acid kojic.
Đối chứng dương sử dụng là acid kojic có dãy nồng độ cuối trong giếng phản ứng như sau: 0,4
mg/mL; 0,2 mg/mL; 0,1 mg/mL; 0,05 mg/mL; 0,025 mg/mL; 0,0125 mg/mL.
Sản phẩm sau phản ứng được đem đo quang phổ ở bước sóng 490 nm, mỗi nồng độ được đo
lặp lại 3 lần.
Thử kích ứng da trên thỏ: Thử nghiệm được thực hiện tại Viện kiểm nghiệm và kiểm định chất
lượng VNTEST (đạt tiêu chuẩn ISO/IEC 17025 theo qui định của thông tư 06/2011/TT-BYT) thực
hiện theo tiêu chuẩn ISO 10993-10:2021 [18].
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Kết quả chiết xuất dược liệu
Bột thân rễ Nghệ trắng sau khi làm khô ở nhiệt độ thấp và xay thành bột có độ ẩm 6,63% (Hình 1).
Hình 1. Bột và cao chiết thân rễ Nghệ trắng
Sau khi chiết và loại bỏ dung môi, thu được cao chiết thân rễ Nghệ trắng có màu nâu đen và có
mùi thơm đặc trưng. Độ ẩm cao là 6,02% (≤ 20%), nên cao thu được là cao đặc theo qui định trong
Dược điển Việt Nam V [15]. Hiệu suất chiết cao là 11,20%.
3.2. Định tính sơ bộ thành phần hóa học trong cao chiết thân rễ Nghệ trắng
Thực hiện các phản ứng định tính hóa học nhằm sơ bộ xác định các nhóm hợp chất tự nhiên của
cao đặc thân rễ Nghệ trắng. Kết quả được trình bày ở (Bảng 2).
Bảng 2. Thành phần hóa thực vật trong cao chiết thân rễ Nghệ trắng
STT
Nhóm hợp chất
Thuốc thử/ phản ứng
Kết quả
Kết luận
1
Alkaloid
Thuốc thử Bouchardart
++
Hiện diện
Thuốc thử Bertrend
+
Hiện diện
2
Flavonoid
Cyanidin
++
Hiện diện
3
Tanin
Gelatin muối
++
Hiện diện
Chì acetat
++
Hiện diện
4
Các chất khử
Fehling A + B
+++
Hiện diện
5
Saponin
Phản ứng tạo bọt
+++
Hiện diện
6
Coumarin
KOH 10%
+++
Hiện diện
Ghi chú: (+): dương tính; (++): dương tính rõ; (+++): dương tính cực rõ
Phân tích sơ bộ thành phần hoá thực vật thân rễ Nghệ trắng bằng phương pháp Ciuley cải tiến
cho thấy trong cao chiết ethanol có sự hiện diện của các nhóm chất đa dạng như: alkaloid, flavonoid,
tannin, saponin và coumarin. So sánh với các kết quả từ nghiên cứu của Sourabh D Jain [19],
Nguyễn Thị Trang Đài [20] hay Bhoomi Joshi [21] hầu hết có sự tương đồng. Chỉ khác biệt là
trong thử nghiệm của nghiên cứu này cho thấy sự có mặt của saponin và coumarin, điều này có thể
do thời điểm thu hái hoặc nơi thu hái khác nhau tạo ra sự đa dạng về thành phần hóa học.
3.3. Điều chế gel Nghệ trắng ban đầu
Điều chế 100 g gel bán thành phẩm theo công thức gốc từ nghiên cứu của Gisele Mara Silva
Gonçalves và công sự (2014) [14] gồm các thành phần hoạt chất theo tỷ lệ được trình bày trong
TNU Journal of Science and Technology
230(05): 115 - 122
http://jst.tnu.edu.vn 119 Email: jst@tnu.edu.vn
Bảng 3 và khối lượng cao khảo sát 0,1g; 0,2g; 0,3g; 0,4g; 0,5g; 0,6g được ký hiệu lần lượt là G1,
G2, G3, G4, G5, G6. Bảng 3. Công thức điều chế gel ban đầu [14]
Thành phần
Tỉ lệ (% w/w)
Vai trò
G1
G2
G3
G4
G5
G6
Cao Nghệ trắng
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
Thành phần chính
Titan dioxid
1,0
Tạo màu, chống nắng
Hydroxyethyl cellulose (HEC)
1,8
Chất làm đặc
Glycerin
2,0
Giữ ẩm
Propylen glycol
5,0
Giữ ẩm, tạo mùi thơm
Phenoxyethanol
0,8
Chất bảo quản
Natri EDTA
0,01
Chất bảo quản
Nước
Vừa đủ
Dung môi
3.4. Đánh giá chất lượng gel bán thành phẩm
Cảm quan: Cả 6 gel đều có màu trắng đục, đồng nhất, không vón cục, không xuất hiện vật thể
lạ, có ít bọt khí, thể chất không quá lỏng hoặc quá đặc (Hình 2).
Hình 2. Thể chất của 6 công thức gel sau khi điều chế
Độ đồng nhất: Trải đều 0,02-0,03g gel trên 4 phiến kính. Đậy mỗi phiến kính bằng một phiến
kính thứ 2 và ép mạnh cho tới khi tạo thành một vết có đường kính khoảng 2 cm (Hình 3). Quan
sát vết thu được bằng mắt thường (cách mắt khoảng 30 cm).
Hình 3. Độ đồng nhất của 6 công thức gel
Cả 4 tiêu bản của các gel đều không thấy xuất hiện các tiểu phân, vì vậy cả 6 công thức gel đều
đạt chỉ tiêu độ đồng nhất theo tiêu chuẩn Dược điển Việt Nam 5.
pH: Đo pH máy đo Mettler Toledo S220-K ở nhiệt độ phòng 25 ± 2oC, ghi nhận kết quả và tính
giá trị trung bình của từng mẫu gel (Bảng 4). Trong đó, công thức G1 và G2 có giá trị pH nằm ngoài
khoảng qui định. Cả 4 công thức gel còn lại có giá trị gần với pH sinh lí da nên phù hợp đề chọn
cho gel dùng ngoài.