TẠP CHÍ Y DƯỢC HC CẦN THƠ – S 61/2023
HI NGH THƯỜNG NIÊN HC VIÊN SINH VIÊN NGHIÊN CU KHOA HỌC NĂM 2023
378
KHO SÁT THÀNH PHN HÓA HC CỦA ĐỊA Y USNEA UNDULATA
VÀ BƯỚC ĐẦU NG DNG VÀO BÀO CH KEM CHNG NNG
Hunh Tiến Phát, Trương Tuấn Đạt, Quách Trấn Phương,
Đào Ngọc Thúy Vy, Nguyn Hoàng Mến, Nguyn Th Thu Trâm*
Trường Đại học Y Dưc Cần Thơ
*Email: ntttram@ctump.edu.vn
Ngày nhn bài: 10/5/2023
Ngày phn bin: 20/6/2023
Ngày duyệt đăng: 07/7/2023
TÓM TT
Đặt vấn đề: Việt Nam nguồn địa y phong phú, đa dạng tuy nhiên chưa được quan tâm
nghiên cứu đúng mức cả về thành phần hóa học cũng như hoạt tính sinh học. Địa y chứa đa dạng
các hoạt chất khả năng sàng lọc tốt bức xạ UV. Việc tìm kiếm các nguồn hoạt chất chống nắng
nguồn gốc thiên nhiên đã trở thành mối quan tâm của nhiều nhà khoa học đặc biệt trong bối
cảnh cường độ bức xạ UV tác động lên bề mặt trái đất ngày càng gia tăng. Mục tiêu nghiên cứu:
1) Kháo sát thành phần hóa học của cao chiết địa y Usnea undulata; 2) Bào chếđánh giá một s
chỉ tiêu của kem chống nắng chứa cao chiết địa y U. undulata. Đối tượng và phương pháp nghiên
cứu: Địa y U. undulata được thu hái tại tỉnh Lâm Đồng, Việt Nam. Các cao chiết được điều chế
bằng phương pháp ngâm lạnh hỗ trợ sóng siêu âm. Sử dụng các phương pháp sắc ký lớp mỏng,
sắc cột, kết tinh lại để phân lập hợp chất tinh khiết. Cấu trúc của các hợp chất được xác định
bằng các phương pháp khối phổ MS, phổ cộng hưởng từ hạt nhân NMR. Kem được bào chế theo
phương pháp nhũ hóa trực tiếp và đánh giá chỉ số chống nắng SPF theo hướng dẫn của COLIPA.
Kết quả: Từ cao n-hexane phân lập được usnic acid. Kem chống nắng được bào chế đã phối trộn
thành công cao chiết địa y như nguồn cung cấp hoạt chất chống bức xạ UV với chỉ số SPF 25,2 và
thể chất kem màu trắng mịn, đồng nhất. Kết luận: Nghiên cứu cho thấy tiềm năng bào chế sản phẩm
có khả năng chống bức xạ UV từ địa y U. undulata thu hái tại Lâm Đồng, Việt Nam.
T khóa: Địa y, kem chng nng, Usnea undulata, UV.
ABSTRACT
INVESTIGATION ON CHEMICAL CONSTITUENTS OF THE LICHEN
USNEA UNDULATA AND PRELIMINARY APPLICATION IN
SUNSCREEN CREAM
Huynh Tien Phat, Truong Tuan Dat, Quach Tran Phuong,
Dao Ngoc Thuy Vy, Nguyen Hoang Men, Nguyen Thi Thu Tram*
Can Tho University of Medicine and Pharmacy
Background: Vietnam has a rich and diverse source of lichens, but it has not been properly
researched in chemical constituents as well as biological activities. Lichens contain a variety of
active ingredients as screening UV radiation. The search for natural sources of sunscreen active
ingredients has become a concern of many scientists, especially in the context of the increasing
intensity of UV radiation affecting the earth's surface. Objectives: Isolation and structure
determination of compounds in the extracts. Preparation and evaluation of some criteria of
sunscreen cream containing Usnea undulata extract. Materials and methods: U. undulata was
collected in Lam Dong province, Vietnam. The extracts were prepared by using maceration with
ultra sonic assistant. Using thin layer chromatography, column chromatography, and
recrystallization to isolate compounds. The structure of isolated compound was elucidated by
spectroscopic methods including MS, NMR, and in comparison with literature data. The cream is
formulated by direct emulsification and rated SPF according to COLIPA guidelines. Results: Usnic
acid was isolated from n-hexane extract. The sunscreen is formulated with a successful blend of
TẠP CHÍ Y DƯỢC HC CẦN THƠ – S 61/2023
HI NGH THƯỜNG NIÊN HC VIÊN SINH VIÊN NGHIÊN CU KHOA HỌC NĂM 2023
379
lichen extracts as a source of UV protection active ingredients with SPF 25,2. The obtained
sunscreen cream is smooth, white, and uniform. Conclusion: The study shows the potential of a
product with UV radiation resistance from the lichen U. undulata collected in Lam Dong, Vietnam.
Keywords: Lichen, sunscreen cream, Usnea undulata, UV.
I. ĐẶT VẤN Đ
S gia tăng đáng kể ờng độ bc x UV yếu t môi trường tác động nguy hi
đến toàn b các sinh vt tn tại trên trái đất. Tình trng này tr nên báo động hơn khi tầng
ozone lá chn bo v trái đất khi tia cc tím ngày càng suy gim. Trong xu hướng nghiên
cu sàng lc ngun hot cht chng nng mi thì ngun hp cht thiên nhiên cha nhng
hp cht va kh năng hấp thu tt bc x UV va kh năng kháng oxy hóa luôn
mc tiêu tìm kiếm được quan tâm. Địa y thc vt bc thp kết qu cng sinh gia nm
(Mycobiont), vi to và/hoc vi khun lam (Photobiont) [1]. Mt s hp cht t địa y đã
được s dng trong các sn phẩm chăm sóc da do đc tính kháng oxy hóa kh năng
hp thu mnh bc x UV [2], [3], [4], [5], [6]. Vit Nam mt quốc gia được d đoán
hơn 1000 loài đa y [7]. Tuy nhiên s ng các nghiên cu v thành phn loài và hóa thc
vật trên địa y ti Vit Nam vn còn rt hn chế, đặc biệt là hướng phát hin và phân lp các
hot cht kh năng sàng lọc bc x UV cũng như kh năng ng dụng địa y vào cuc
sống. Đề i “Khảo t thành phn hóa hc của địa y Usnea undulata bước đầu ng dng
vàoo chế kem chng nng” được thc hin vi mc tiêu: Kho t thành phn hóa hc ca
cao chiết địa y Usnea undulata, bào chế sơ bộ và đánh gchỉ s SPF cùng mt s ch tiêu
khác ca kem chng nng cha cao chiết địa y U. undulata. Kết qu cho thy tiềm năng sử
dụng địa y U. undulata thu hái ti Vit Nam trong m phm có kh ng hấp thu bc x UV.
II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CU
2.1. Đối tượng nghiên cu
- Nguyên vt liu:
U. undulata Stirt. (Parmeliaceae) được thu tỉnh Lâm Đồng, Vit Nam vào tháng
12 năm 2019được định danh bi tiến Kawinnat Buaruang (Ngành Thc Vt hc, Khoa
Sinh học, Đại hc Ramkhamhaeng, Thái Lan). Mu (ký hiu No Usnea-1217) được lưu tại
B môn Hóa hc, Khoa Khoa học Cơ bản, Trường Đại học Y Dược Cần Thơ, Vit Nam.
- Hóa cht, trang thiết b:
Máy quay chân không Helicopter, cân điện t (PA213 Ohaus, USA), bung soi
UV Camag (Thụy sĩ) ở bước sóng 254-365nm, máy li tâm 12 ống Hermle (Đức), máy chiết
siêu âm, t hp, ni hp kh trùng nhiệt ướt (Sturdy SA-300VF, Đài Loan), máy vortex
(RS-VA10 Phoenix, Đức), máy đo quang phổ (Multiskan, Phn Lan), bếp cách thy
Memmert c), cân k thut ADAM (Anh), cân phân tích Pioneer AAJ 220-4NM OHAUS
(Nht Bn), máy quang ph Hitachi U-2900, micro pipet, erlen thy tinh, ng nghim thy
tinh. Máy đo phổ Bruker Avance vi tn s 500, 600 MHz cho 1H-NMR 13C-NMR. Khi
ph ESI-MS (Thermo Scientific-MSQ PLUS), ti Vin Hóa Hc, Vin Hàn lâm Khoa hc
Công ngh Vit Nam (18 - Hoàng Quc Vit, Cu Giy, Nội). Máy đo năng lực truyn
quang Perkin Elmer 341 ti B môn Hóa Hc Khoa Khoa hc T nhiên, Đại hc Cần Thơ.
Các dung môi (dùng cho chiết xut, phân lp hp chất) đ tinh khiết lớn hơn 99%
ca Chemsol (Vit Nam) hoc Xilong (Trung Quc). Sc lp mng (SKLM) s dng
bn silica gel tráng sn F254 (Merck) b dày 0,25mm, hin vết bng UV dung dch
TẠP CHÍ Y DƯỢC HC CẦN THƠ – S 61/2023
HI NGH THƯỜNG NIÊN HC VIÊN SINH VIÊN NGHIÊN CU KHOA HỌC NĂM 2023
380
vanilin (0,5g vanilin trong 80mL acid sulfuric và 20mL ethanol), hơ nóng 120°C. Sc ký
ct (SKC) s dụng pha tĩnh là silica gel pha thường (40-63µm, Keselgel 60, Merck 7667).
- Địa điểm nghiên cu:
+ Phòng nghiên cu, Khoa Khoa học cơ bản, Trường Đại học Y Dược Cần Thơ.
+ Vin Hóa hc, Vin Hàn lâm Khoa hc và Công ngh, Vit Nam.
2.2. Phương pháp nghiên cu
- Phân lập và xác định cu trúc hóa hc ca hp cht phân lập đưc t cao chiết:
Địa y sau khi thu hái, được ra sạch, phơi khô nhiệt độ phòng, ct nhuyn (kích
thước khong 1,0mm). Nguyên liệu được bo qun trong hp kín có cha silica gel hút m
đến khi được thc hin chiết xut.
3 mẫu địa y U. undulata khô (mi mẫu 30g), đưc chiết ngâm lnh h tr siêu
âm vi 3 dung môi riêng bit n-hexane, acetone và methanol. Dch chiết được lc kim
tra s chiết kit bng sc ký lp mng. Các dch chiết cùng loại dung môi được gp li
cô quay dưới áp sut thấp, để bay hơi hết dung môi đến khối lượng không đổi thu được các
cao chiết tương ứng.
Cao chiết được s dng h dung môi chloroform : ethyl acetat : formic acid t l
16:5:0,5 đ kim tra thành phn cao chiết bng sc lp mng tách cao chiết thành
những phân đoạn bng sc ký ct. Mu sau khi np lên cột được gii ly bng h dung môi
thích hp (h dung môi được bằng SKLM). Phương pháp SKLM đưc áp dng trong
sut quá trình chiết xut phân lp hp cht vi mục đích theo dõi số ng hp cht
được trong cao, theo dõi quá trình sc cột, đánh giá sự tinh khiết ca các hp cht phân
lập được…
Xác định cu trúc hóa hc bng cách so sánh vi cht chun bng sc ký lp mng,
s dụng các phương pháp ph nghiệm như phổ 1H-NMR, 13C-NMR, DEPT, HMBC, HSQC.
Mẫu được đo phổ ti Vin Hóa hc, Vin Hàn lâm Khoa hc và Công ngh Vit Nam.
- Bào chế kem chng nng cha cao chiết địa y có kh năng bảo v khi bc x
UV [8], [9], [10]:
Quy trình bào chế kem
+ Chun b pha nước: Phi hp Glycerol, Tween 80 với 30mL nước ct, khuy cho
đồng nhất. Đun nóng hỗn hợp đến 75 cho Nipagin M vào hòa tan hoàn toàn.
+ Chun b pha dầu: Đun chy hn hp alcol cetylic, sáp ong, acid stearic, vaselin
nhiệt độ 70, khuấy để đồng nht.
+ Chun b các thành phn khác:
Ngâm Carbopol 940 với 30mL nước cất trong 30 phút cho trương nở hoàn toàn.
Hòa tan cao chiết đa y với lượng ti thiu KOH 0,05%.
Nghin mn Titan Oxid và Km Oxid.
+ Phi hp các thành phn:
Cho t t pha du 70 vào máy khuy chứa pha nước 75 để tạo nhũ
tương Dầu/Nước.
Cho tiếp lần lượt Vitamin E, dung dch Carbopol 940, Titan oxid, Km oxid,
dung dch cao chiết địa y vào nhũ tương. Tiếp tc khuy trộn để đồng nht.
Cho t t KOH 0,05% lượng vừa đủ để điều chnh th cht.
Tối ưu hóa thể cht cho công thc kem
Kem được bào chế theo 8 công thc vi t l cht tạo đặc (carbopol 940) và cht
nhũ hóa (tween 80) khác nhau để kho sát th cht.
TẠP CHÍ Y DƯỢC HC CẦN THƠ – S 61/2023
HI NGH THƯỜNG NIÊN HC VIÊN SINH VIÊN NGHIÊN CU KHOA HỌC NĂM 2023
381
Bng 1. Các công thức kem được kho sát
STT
Thành phn
F1
F2
F3
F4
F5
F6
F7
F8
1
Cao chiết
địa y U.
undulata
10mg
10mg
10mg
10mg
10mg
10mg
10mg
10mg
2
Carbopol 940
0,5g
1g
1,5g
2g
0,5g
0,5g
0,5g
0,5g
3
KOH 0,05%
Va
đủ
Va
đủ
Va
đủ
Va
đủ
Va
đủ
Va
đủ
Va
đủ
Va
đủ
4
Nipagin M
0,1g
0,1g
0,1g
0,1g
0,1g
0,1g
0,1g
0,1g
5
Glycerol
3,5g
3,5g
3,5g
3,5g
3,5g
3,5g
3,5g
3,5g
6
Alcol cetylic
2g
2g
2g
2g
2g
2g
2g
2g
7
Acid Stearic
0,8g
0,8g
0,8g
0,8g
0,8g
0,8g
0,8g
0,8g
8
Sáp ong
2,8g
2,8g
2,8g
2,8g
2,8g
2,8g
2,8g
2,8g
9
Vaselin
5g
5g
5g
5g
5g
5g
5g
5g
10
Vitamin E
100
mg
100
mg
100
mg
100
mg
100
mg
100
mg
100
mg
100
mg
11
Km Oxid
2,5g
2,5g
2,5g
2,5g
2,5g
2,5g
2,5g
2,5g
12
Titan Oxid
2,5g
2,5g
2,5g
2,5g
2,5g
2,5g
2,5g
2,5g
13
Tween 80
2g
2g
2g
2g
1g
1,5g
2g
2,5g
14
c ct
Va
đủ
100g
Va
đủ
100g
Va
đủ
100g
Va
đủ
100g
Va
đủ
100g
Va
đủ
100g
Va
đủ
100g
Va
đủ
100g
Kim nghim mt s ch tiêu ca thành phm kem cha cao chiết địa y. [8], [9], [10]
+ Cm quan: Bao gm màu sc, th cht, s mn màng, s đồng nht.
+ pH: pH ca kem nên nm trong khong 6-7 để hn chế kh năng kích ứng da. Kết
qu được ly t trung bình 3 lần đo liên tiếp.
+ Độ ổn định vt lý: Cân 2-5g kem vào trong ng ly tâm 15mL, tốc độ ly tâm 5000
vòng/phút, thi gian 30 phút, nhiệt độ 30.
+ Độ dàn mng: S dng 2 tấm kính, đặt lên tấm kính dưới một lượng kem nht
định (khong 1g) với đường kính nhất định, sau đó đặt tm kính còn lại lên. Đọc đường kính
ban đầu ca khi kem tn ra. Lần lượt đặt lên tm kính trên nhng qu cân theo th t trng
ng tăng dần 50g, 100g, 150g và c sau một phút đọc lại đường kính tn ra ca khi kem.
Din tích tn ra ca khối kem được tính theo công thc:
S = d2π
4 (cm2)
S: Din tích tn ra ca khi kem (mm2)
d: Đường kính tn ra ca khi kem (mm)
+ T l bay hơi nước: Một lượng kem nhất định (khoảng 5g) được đưa vào bình hút
m cha 50g CaCl2. Sau 3 ngày, kem được lấy ra cân xác định li khối lượng. T l bay hơi
nước được tính theo công thc:
Tỉ lệ bay hơi ớc = khối ng ban đầu khối ng cuối
khi ng ban đầu x100
+ Th kích ng: S dng th trắng trưởng thành, đc hoc cái (không s dng th
có cha hoặc đang cho con bú), khoẻ mnh, cân nng không quá 2kg. Th được nht riêng
từng con và nuôi dưỡng trong điều kin thí nghim ít nhất 5 ngày trước khi th.Thí nghim
TẠP CHÍ Y DƯỢC HC CẦN THƠ – S 61/2023
HI NGH THƯỜNG NIÊN HC VIÊN SINH VIÊN NGHIÊN CU KHOA HỌC NĂM 2023
382
tiến hành trong điều kin nhiệt độ phòng 25-30, đ ẩm tương đối 30-70%, ánh sáng đm
bo 12 gi ti, 12 gi sáng hàng ngày. Tiến hành da theo TCVN: 7391-10:2007.
Xác định ch s chng nng SPF bằng phương pháp đo quang phổ.
Theo hướng dn ca Hip hi m phm Châu Âu (European Cosmetics Association)
năm 2009 về phương pháp xác định SPF in vitro: Cân một lượng kem ca công thc tối ưu
(khong 0,75 mg/cm2) trải đều lên b mt tm polymethylmethacrylat (PMMA). Tiến hành
quét quang ph truyn qua trong khoảng bước sóng t 290 nm đến 400 nm trên máy đo
quang ph U-2900 Hitachi. Mu trng là tm PMMA không bôi kem. Ch s SPF được tính
toán theo công thc.
SPF𝑖𝑛 𝑣𝑖𝑡𝑟𝑜 =𝐸(𝜆) 𝐼(𝜆) 𝑑𝜆
𝜆 = 400 𝑛𝑚
𝜆 = 290 𝑛𝑚
𝐸(𝜆) 𝐼(𝜆)10−𝐴0(𝜆) 𝑑𝜆
𝜆 = 400 𝑛𝑚
𝜆 = 290 𝑛𝑚
III. KT QU NGHIÊN CU
3.1. Xác định cu trúc hóa hc ca hp cht phân lập được t cao chiết
T ba mẫu địa y U. undulata khô, ct nh (mi mẫu 30g) được chiết bằng phương
pháp chiết h tr siêu âm vi dung môi n-hexane, acetone và methanol, sau khi quay cho
bay hết dung môi đến khối lượng không đổi thu được các cao toàn phn n-hexane, acetone
methanol vi khối lượng lần t 0,628g, 1,813g 2,106g. Cao n-hexane dng bt
mn, màu vàng lc, không mùi; cao acetone dng rn, màu nâu sm, không mùi; cao
methanol st dẻo, màu nâu đen, không mùi.
T cao chiết n-hexane phân lập được hp cht 1 (m=513mg), dng tinh th hình kim
màu vàng, kết qu SKLM cho 1 vết duy nht (Rf =0,72) màu xanh đen với thuc th vanilin-
sulfuric (hình 1).
Hình 1. Sc ký lp mng so sánh hp cht phân lp được vi cht chun (usnic acid)
Nhn xét: Kết qu sc lp mng cho thy s tương đồng gia cht phân lập được
(hp cht 1) vi vết ca cao n-hexane cht chun usnic acid. Cu trúc ca hp cht 1
được khẳng định thông qua d liu ph NMR là (+)-(12R)- usnic acid.
Hình 2. Cu trúc hp cht 1 (usnic acid)