SCIENCE - TECHNOLOGY Số 13.2023 ● Tập san SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 337
NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM GEL BÔI TAN MỠ, GIẢM BÉO TỪ TINH DẦU THỰC VẬT
PRIMILINARY RESEARCH OF PRODUCTION OF SLIMMING BODY GEL FROM VEGETABLE OILS Lê Văn Hoàng Lâm1, Đặng Thái Sơn1, Lê Anh Tú1, Đỗ Tất Dương1, Đỗ Thị Cẩm Vân2,* TÓM TẮT Trong nghiên cứu này, các hoạt chất sinh học tự nhiên được sử dụng là các loạitinh dầu thực vật từ một số thành phần nguyên liệu thực phẩm như gừng, nghệ
,
quế và hạt tiêu. Các thực phẩm trên có chứa hàm lượng
cinnamaldehyde,
monoterpenes và sesquiterpenes cao rất phù hợp cho việc sử dụng để nghiên cứ
u
sản xuất sản phẩm gel bôi hỗ trợ giảm béo, tiêu mỡ thừa dành cho người thừ
a cân.
Hỗn hợp sản phẩm sẽ được nghiên cứu phối trộn theo tỉ lệ khối lượng nhất đị
nh và
bổ sung một số chất phụ gia làm đặc tạo dạng gel an toàn sử dụng trong dược mỹphẩm và thực phẩm như xanthan gum, carbomer 940 và gel lô hội nhằm tạ
o ra
sản phẩm đạt yêu cầu về cảm quan, chất lượng nền gel đồng nhất, dễ thẩm thấ
u
khi dùng bôi trực tiếp trên bề mặt da. Từ khóa: Gel giảm mỡ, tinh dầu giảm mỡ nguồn gốc từ thiên nhiên. ABSTRACT
from some food ingredients such as ginger, turmeric, cinnamon and pepper selected
for the study. The above foods contain high levels of cinnamaldehyde, monoterpenes
and se
squiterpenes, which are suitable for use to burn excess fat. The product
mixture will be studied, mixed according to a certain weight ratio and added with
some thickening additives to form a safe gel form used in pharmaceuticals, cosmetics
and food such as
xanthan gum, carbomer 940 and aloe gel. To create products that
meet the sensory requirements, the quality of the gel base is uniform, easy to
penetrate when applied directly on the skin surface. Keywords: Fat loss gel, fat reduction essential oil of natural origin. 1Lớp Hóa Thực phẩm 01 - K14, Khoa Công nghệ Hóa, Trường Đại học Công nghiệ
p
Hà Nội 2Viện Công nghệ HaUI, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội *Email: docamvan85@gmail.com 1. GIỚI THIỆU Hiện nay xu hướng sử dụng các loại tinh dầu thực vật ứng dụng trong lĩnh vực mỹ phẩm ngày càng được quan tâm. Các loại tinh dầu thực vật có nguồn gốc từ các loại cây thực vật phổ biến như: Quế tên khoa học là Cinnamo, phân bố khắp các vùng trên cả nước. Tinh dầu quế được chiết xuất từ cành và lá cây quế chiếm tỉ lệ khối lượng là 4 - 5%. Thành phần hoá học bao gồm: Cinnamaldehyde, eugenol và linalool là 3 thành phần hoạt chất chính chiếm đến 85% trong tinh dầu quế [1]. Tiêu đen có tên khoa học là black piper, phân bố chủ yếu ở vùng Tây Nguyên, Việt Nam. Hạt tiêu đen có chứa tinh dầu (1,5 - 2,2%), alkaloid (5 - 8%), tinh bột (36%), chất béo (8%), tro (4%) và các muối khoáng,… Tinh dầu tập trung ở vỏ quả giữa, có màu vàng hay lục nhạt, mùi thơm, vị dịu gồm các hydrocacbua như phelandren, cadinen, caryophyllen, các tecpen như pinen, limonen [2]. Gừng tên khoa học là ginger. Trong gừng, thành phần tinh dầu chiếm tỉ lệ khối lượng khoảng 1 - 4%. Tinh dầu gừng có khoảng 35 - 48 thành phần hoá học khác nhau. Trong đó có khoảng 24 chất chiếm tỷ lệ đáng kể với thành phần chính là các hợp chất như là: zingiberene, β-bisabolene, β-sesquiphellandrene, curcumene, camphene [3]. Nghệ tên khoa học là Curcuma longa. Ở Việt Nam, nghệ là cây trông phổ biến ở khắp các địa phương, từ vùng ven biển đến núi cao trên 1500m. Củ nghệ chứa khoảng 5% tinh dầu và đến 5% curcumin, một dạng polyphenol [4]. Hiện nay trong lĩnh vực mỹ phẩm, các chất phụ gia làm chất nền nhằm tạo kết cấu gel thường sử dụng các loại phụ gia như xanthan gum còn được gọi là polysaccharide Xanthomonas, là một loại polysaccharide đơn bào tử được tạo ra bằng quá trình lên men của Pseudomonas Flava. Vì cấu tạo đại phân tử đặc biệt và đặc tính dạng keo được sử dụng như một chất nhũ hóa, chất ổn định, chất làm đặc gel, hợp chất ngâm tẩm, chất định hình màng [5]. Ngoài ra, carbomer 940 hay axit polyacrylic (PAA) có công thức hóa học là (CH2-CHCO2H)n, là một polymer tổng hợp có trọng lượng phân tử lớn của axit acrylic [6]. Một trong những loại gel lô hội hay gel nha đam cũng được lựa chọn nghiên cứu tạo gel trong báo cáo này [7]. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Phương pháp sản xuất các thành phần nguyên liệu tinh dầu thực vật Xử lý nguyên liệu: Quế được thu mua sẽ được mang đi phơi khô sau đó sẽ được đem đi nghiền, tạo điều kiện thuận lợi cho việc trích ly tinh dầu trong quá trình chưng cất. Hạt tiêu đen được đưa vào máy xay nhỏ với kích thước ~ 0,5mm. Đối với gừng và nghệ: gọt vỏ và thái thành lát mỏng, sau đó ngâm trong nước muối 10% trong vòng 1 giờ. Tiếp theo cắt lát nguyên liệu, sau đó đem đi xay nhỏ tạo điều kiện thuận
CÔNG NGHỆ Tập san SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ● Số 13.2023
338
KHOA H
ỌC
lợi cho việc trích ly tinh dầu trong quá trình chưng cất hơi nước. Chưng cất lôi cuốn hơi nước thu nhận tinh dầu: Cho nguyên liệu đã được xử lý vào hệ chưng cất lôi cuốn hơi nước quy mô 10L, thêm nước RO với mỗi tỷ lệ nguyên liệu/ nước tối ưu với từng loại nguyên liệu. Tiến hành gia nhiệt cho hệ thống cũng như cấp nước sinh hàn để ngưng tụ hơi nước và tinh dầu. Sau 1 thời gian chưng cất, thu hỗn hợp nước và tinh dầu ở bình chứa bằng cách mở van đóng và được lắng tách lớp chiết thu nhận tinh dầu tinh khiết. 2.2. Phương pháp nghiên cứu thành phần chất tạo gel giúp ổn định kết cấu cho sản phẩm Khảo sát sử dụng chất tạo gel xanthan gum và carbomer940 khác nhau từ 0,05 - 0,5g trộn hỗn hợp chất tạo gel và nước cất 20g, sau đó tiến hành khuấy đều hỗn hợp bằng máy khuấy từ ở nhiệt độ 25ºC với 1400 vòng/phút trong 15 phút. Hỗn hợp gel được đánh giá cảm quan để tìm ra chất tạo gel phù hợp và tỷ lệ phối trộn các loại phụ gia với nhau để tạo ra công thức phù hợp nhất. 2.3. Phương pháp nghiên cứu xây dựng công thức phối trộn nguyên liệu và phụ gia Trong nghiên cứu này khối lượng gel chuẩn bị cho khảo sát từng công thức phối trộn với hỗn hợp đồng lúc với 4 loại tinh dầu là 40g gel và các tỉ lệ khảo sát 4 loại tinh dầu thay đổi khác nhau từ 1 - 2ml tinh dầu mỗi loại. So sánh đánh giá cảm quan từng công thức pha chế để lựa chọn ra công thức phù hợp nhất. 2.4. Phương pháp đồng hoá giúp ổn định trạng thái, mùi hương, màu sắc của sản phẩm Khảo sát quá trình đồng hóa hỗn hợp ở các mức tốc độ khuấy trộn khác nhau: 50, 100, 200, 400, 800 và 1400 vòng/phút. Đồng hóa hỗn hợp gel bằng máy khuấy từ trong 10 phút ở nhiệt độ 25ºC. Đánh giá và chọn tốc độ khuấy trộn tối ưu nhất. Đồng thời tiến hành khảo sát quá trình đồng hóa hỗn hợp ở các mức thời gian khuấy khác nhau: 5, 10, 20, 30 và 40 phút. Đồng hóa hỗn hợp gel bằng máy khuấy từ với tốc độ khuấy tối ưu ở bước 2 và ở 25ºC. Đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm và chọn thời gian đồng hóa tối ưu nhất. 2.5. Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan Phương pháp cảm quan thị hiếu theo thang Hedonic, đây là phương pháp dùng phép thử mô tả trên thang cường độ có cấu trúc gồm chín bậc đánh giá mức độ ưa thích và đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm dựa theo mức độ cho điểm đánh giá theo TCVN 3215-1979. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả sản xuất các thành phần nguyên liệu tinh dầu thực vật Sau khi chưng cất lôi cuốn hơi nước, cho thấy lượng tinh dầu thu được cao nhất là tinh dầu quế với 21g (tương ứng V = 20ml) đạt 4,2% hiệu suất thu hồi tinh dầu, tinh dầu hạt tiêu và nghệ là 8,547g và 13,65g đạt hiệu suất thu hồi tinh dầu tương ứng là 2,85 và 1,37%. Trong khi đó đối với nguyên liệu gừng cho lượng tinh dầu thu được chỉ có 4,325g với 0,43% hiệu suất thu hồi tinh dầu chưa được như kỳ vọng, có thể do nguyên liệu loại gừng cần lựa chọn, kỹ thuật chưng cất hơi nước chưa đủ thời gian, cần tiến hành khảo sát thêm để nâng cao hiệu suất thu nhận được lượng tinh dầu gừng nhiều hơn. 3.2. Kết quả nghiên cứu thành phần chất tạo gel giúp ổn định kết cấu cho sản phẩm Bảng 1. Kết quả đánh giá cảm quan khảo sát lựa chọn chất tạo gel phù hợp Gel Chất lượng đánh giá cảm quan Tổng điểm Trạng thái Điểm TB Phản ứng bôi trên da Điểm TB Lô hội Gel ổn định, độ sánh tốt và không có bọt khí 7,71 Độ ẩm lưu giữ trên da ngắn 5,29 13 Carbomer 940
Gel ổn định, độ sánh cao và có nhiều bọt khí 6,43 Độ ẩm lưu giữ trên da lâu 7,86 14,29 Xanthan Gum Gel ổn định, độ sánh kém và không có bọt khí 5,57 Độ ẩm lưu giữ trên da bình thường 7,14 12,71 Xanthan+ Carbomer Gel ổn định, độ sánh tốt và có ít bọt khí 6,14 Độ ẩm lưu giữ trên da lâu 7 13,14 Xanthan + Lô hội Gel ổn định, độ sánh kém và không có bọt khí 5,86 Độ ẩm lưu giữ trên da ngắn 5,86 11,72 Carbomer + Lô hội Gel ổn định, độ sánh cao và có ít bọt khí 7,43 Độ ẩm lưu giữ trên da lâu 7,43 14,86 Xanthan + Lô hội + Carbomer Gel ổn định, độ sánh tốt và không có bọt khí 8 Độ ẩm lưu giữ trên da lâu 7,71 15,71 Kết quả đánh giá chất lượng cảm quan của hỗn hợp chất tạo gel Xanthan gum + Gel lô hội + Carbomer 940 cho số điểm cao nhất là 15,71. Kết quả đánh giá cảm quan hỗn hợp này cho thấy hỗn hợp có cấu trúc gel ổn định, độ sánh tốt, không có bọt khí và độ ẩm lưu giữ trên da lâu. Tỉ lệ 2/3 (Gel lô hội): 1 (Xanthan gum): 1 (Carbomer 940) cho ra kết cấu gel ổn định có độ sánh tốt và không có bọt khí nên lựa chọn tỉ lệ phối trộn này để cho các nghiên cứu tiếp theo. 3.3. Kết quả xác định công thức phối trộn nguyên liệu và chất phụ gia Hàm lượng tinh dầu đã sử dụng không vượt quá 5%. Sản phẩm sau khi trộn xong có màu trắng sữa, kết cấu ổn định, độ ẩm giữ trên da lâu và không gây kích ứng. Kết quả nghiên cứu cho thấy công thức sử dụng tinh dầu Quế : Tiêu : Nghệ : Gừng = 1:2:1:2 theo tỉ lệ thể tích hỗn hợp chất nền - gel có số điểm đánh giá cảm quan về trạng thái và phản ứng bôi trên da có điểm trung bình đạt cao nhất là 8,14; đồng thời cũng cho cảm giác ấm dễ chịu trên da, không bị kích ứng da sau khi bôi một thời gian và có mùi thơm dễ chịu. Các công thức khác sát còn lại có thành phần tinh dầu quế cao hơn
SCIENCE - TECHNOLOGY Số 13.2023 ● Tập san SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 339
cho thấy có sự kích ứng với da và thể hiện đặc trưng của mùi tinh dầu quế. Vậy chọn công thức (Quế : Tiêu : Nghệ : Gừng = 1:2:1:2 theo tỉ lệ thể tích hỗn hợp chất nền-gel) là công thức phối trộn tối ưu nhất cho sản phẩm. 3.4. Kết quả nghiên cứu đồng hoá giúp ổn định trạng thái, mùi hương, màu sắc của sản phẩm Với các thông số khuấy trộn hỗn hợp gel và tinh dầu, quá trình đồng hóa sản phẩm diễn ra nhanh, không xuất hiện bọt, độ sánh tốt, không có hiện tượng tách lớp tinh dầu khi khuấy từ với 1400 vòng/phút. Chất lượng đánh giá cảm quan tốt nhất khi khuấy trong thời gian là 30 phút và 40 phút, cho trạng thái sản phẩm đồng nhất, độ sánh tốt và không có bọt khí. 3.5. Kết quả đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm gel tan mỡ Bảng 2 là kết quả đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm gel tan mỡ được bảy thành viên trong hội đồng đánh giá cho điểm và có trọng số quan trọng. Bảng 2. Kết quả đánh giá chất lượng sản phẩm gel tan mỡ theo TCVN 3215 - 79 [8] Chỉ tiêu Mô tả Điểm của thành viên Tổng điểm
Điểm trung bình chưa có hệ số Hệ số quan trọng
Điểm trung bình có hệ số 1
2 3
4
5 6
7
Mùi Mùi thơm đặc trưng 3
3 4
3
3 4
5
25 3,57 0,75 2,68 Màu Trắng đục 4
4 5
3
2 4
4
26 3,71 0,75 2,78 Trạng thái Dạng gel
3
5 2
2
5 5
4
26 3,71 1 3,71 Phản ứng tiếp xúc trên da
Không kích
ứng, sau
khi bôi 15-20 phút b
ắt
đầu có
cám giác
nóng ấm nhẹ dưới lớp biểu bì da 5
5 4
4
3 4
5
30 4,29 1,5 6,44 Điểm chung 4 15,61
So sánh với bảng xếp loại chất lượng đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3215 - 79 [8]. Điểm đánh giá cho điểm của công thức phối trộn sản phẩm tối ưu cao nhất đạt 15,61 điểm đạt loại khá và chỉ tiêu quan trọng (phản ứng tiếp xúc với da phù hợp với cả người đánh giá thuộc loại da nhạy cảm) ≥ 3,8, do đó có thể kết luận về mặt cảm quan sản phẩm gel bôi tan mỡ, giảm béo từ tinh dầu thực vật có chất lượng quan sát là đạt loại khá. Chất lượng sản phẩm gel bôi tan mỡ, giảm béo từ tinh dầu thực vật nghiên cứu này so với một số sản phẩm sản phẩm gel bôi tan mỡ, giảm béo hiện có trên thị trường trong nước tương đương về mặt cảm quan. Tuy nhiên, phản ứng tiếp xúc trên da sau khi bôi 15 - 20 phút bắt đầu có cám giác nóng ấm nhẹ dưới lớp biểu bì da và cảm giác ấm nhẹ, và màu sắc da phần bôi gel hơi hồng nhẹ, tất cả cảm giác nóng nhẹ dưới lớp da này sẽ giảm nhẹ dần và hoàn toàn biến mất sau 1 tiếng. 4. KẾT LUẬN Nghiên cứu đã sản xuất thành công các tinh dầu thực vật gồm tinh dầu quế, hạt tiêu đen, gừng và nghệ với khối lượng tương ứng và hiệu suất lần lượt là 500g quế nguyên liệu, hiệu suất thu tinh dầu là 4,2%; 300g hạt tiêu đen nguyên liệu, hiệu suất thu tinh dầu là 2,85%; 1000g gừng nguyên liệu, hiệu suất thu tinh dầu là 0,43%;1000g nghệ nguyên liệu, hiệu suất thu tinh dầu là 1,37%. Đã xác định được các thông số kỹ thuật để sản xuất sản phẩm gel bôi tan mỡ, giảm béo từ tinh dầu thực vật với thành phần chất tạo gel ổn định với tỉ lệ khối lượng là: 2/3 (gel lô hội) : 1 (Xanthan) : 1 (Carbomer 940), khối lượng tinh dầu phối trộn khối lượng tổng là 5% khối lượng gel. Hỗn hợp gel và tinh dầu được đồng hoá bằng máy khuấy từ ở nhiệt độ 25ºC với 1400 vòng/phút trong 30 phút. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Cẩm nang cây trồng, 2016. Cây Quế. http://camnangcaytrong.com/cay-que-cd2144.html [2]. Nguyễn Thị Triên Ly, 2012. Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học trong hạt tiêu đen (Piper nigrum L.), huyện Đăk Đoa, tỉnh Gia Lai. Khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng. [3]. Báo Tây Ninh, 2018. Gừng - Gia vị quen thuộc, nhiều tác dụng không ngờ. https://baotayninh.vn/gung -gia -vi -quen -thuoc -nhieu -tac -dung -khong-ngo-a100744.html [4]. Bách khoa toàn thư mở. Nghệ. https://vi.wikipedia.org/wiki/Nghệ [5]. Foodchem, 2015. Xanthan Gum. https://www.foodchem.cn/products/ Xanthan-Gum [6]. Bách hóa xanh, 2018. Carbomer là gì? Công dụng của carbomer trong mỹ phẩm? https://www.bachhoaxanh.com/kinh-nghiem-hay/carbomer-la-gi-cong-dung-cua-carbomer-trong-my-pham-1400376 [7]. Vinmec, 2019. Lô hội: Công dụng, liều dùng, tác dụng phụ. https://vinmec.com/vi/tin-tuc/thong-tin-suc-khoe/lo-hoi-cong-dung-lieu-dung-tac-dung-phu/ [8]. Tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN 3215-1979: Sản phẩm thực phẩm - Đánh giá cảm quan - Phương pháp cho điểm.