Mỹ phẩm có nguồn gốc thiên nhiên từ lâu đã được con người lựa chọn. Vì vậy, hiện nay trong lĩnh vực mỹ phẩm hướng tới các sản phẩm chăm sóc sắc đẹp  từ nguyên liệu thiên nhiên. Betalain có màu từ đỏ đến đỏ tím bao gồm betacyanin và betaxanthin. Chúng có nhiều trong các thực phẩm màu đỏ như thanh long, củ dền, củ cải đỏ… Betalain/betacyanin được Liên minh Châu Âu phê duyệt làm chất tạo màu thực phẩm với mã E162. Betalain/betacyanin có màu sắc hấp dẫn, nhiều hoạt tính sinh học và chống oxy hóa do chúng kết hợp với các gốc tự do giúp ngăn ngừa quá trình oxy hóa. Trong lĩnh vực y dược, Betalain có tác dụng ức chế tế bào ung thư . Betalain đã dùng làm phụ gia tạo màu cho một số thực phẩm như nước uống, sữa; việc bổ sung màu từ củ dền vào thức ăn đã cải thiện các chỉ tiêu tăng trưởng của cá. Tuy nhiên, với mong muốn đa dạng các ứng dụng của  chất màu tự nhiên Betalain/betacyanin trong củ dền. Do đó, nghiên cứu này khảo sát các điều kiện chiết xuất Betalain từ củ dền để làm nguyên liệu tạo màu cho son dưỡng môi.

• ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Nguyên liệu

Củ dền (Beta vulgaris) mua tại nhà vườn Organic, Lâm Đồng; nguyên liệu làm son mua tại công ty Organic và các hóa chất ethanol xuất xứ Việt Nam.

2.2. Phương pháp nghiên cứu

- Chiết xuất màu Betalain từ củ dền:

Chiết xuất màu Betalain từ củ dền theo Hình 1. Củ dền đỏ sau khi được xử lý sơ bộ và xay nhuyễn với dung môi (nước, ethanol và hỗn hợp nước: ethanol), với điều kiện chiết ở nhiệt độ 25°C, 50°C, 75°C, ngâm trong 60 phút hoặc siêu âm trong 30 phút. Sau đó, hỗn hợp được ly tâm 5000 vòng/phút trong 15 phút, tách bã để thu nhận dịch củ dền đỏ. Sấy phun dịch thu được để chuyển từ dạng lỏng sang dạng bột. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến sự thay đổi màu sắc của dịch chiết Betalain bằng phương pháp quét phổ hấp thu của Betalain ở bước sóng từ 400-700 nm. Khảo sát các điều kiện chiết như dung môi, tỷ lệ nguyên liệu: dung môi, nhiệt độ và thời gian khi chiết có hoặc không kết hợp siêu âm đến hàm lượng Betalain trong dịch chiết. Hàm lượng Betalain được xác định bằng phương pháp đo quang sử dụng máy NanoPhotometer của Implen. Lượng betalain chiết xuất được tính toán theo công thức sau:

Betalain (mg/L) =

Với A là độ hấp thu quang

Hệ số hấp thu e  = 60000 (Lmol-1cm-1);

Chiều dài cu vet l = 1 cm;

Khối lượng phân tử betalain M = 550 (g/mol);

Hệ số pha loãng f và thể tích mẫu Vm.

Số liệu kết quả được xử lý bằng Excel và minitab. 

Hình 1. Quy trình chiết xuất bột củ dền

- Sử dụng màu từ củ dền tạo màu cho son dưỡng môi:

Son dưỡng môi được tạo màu từ bột củ dền  theo công thức ở Hình 2. Theo đó, sử dụng nguyên liệu từ thiên nhiên với các chức năng như dầu thầu dầu, bơ hạt mỡ, dầu hạnh nhân, sáp ong giúp dưỡng ẩm, làm mềm môi, diệt khuẩn; vitamin E, bột củ dền vừa làm chất chống oxy hóa và tạo màu; tinh dầu diệt khuẩn, tạo hương thiên nhiên; bột củ dền tạo màu tự nhiên. Khảo sát sự hài lòng của 30 người sử dụng có độ tuổi từ 18 đến 25 về chất lượng son.

Hình 2. Quy trình làm son dưỡng môi

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 

3.1. Kết quả ảnh hưởng của pH đến màu sắc của dịch chiết

Kết quả khảo sát cho thấy ở pH khác nhau, màu sắc của dịch chiết thay đổi, ở pH 7 dung dich hấp thu cực đại với bước sóng 540 nm.  Kết quả này tương đồng với phổ hấp thu cực đại của nhóm chất Betalain từ 532-550 nm .

Bảng 1. Kết quả ảnh hưởng của pH đến màu sắc của dịch chiết Betalain

3.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của dung môi

Các nghiên cứu cho thấy để chiết Betalain từ thực vật như vỏ thanh long, xương rồng dung môi sử dụng là nước, ethanol.Vì vậy, trong khảo sát này chúng tôi tiến hành chiết xuất Betalain từ củ dền với dung môi nước, ethanol và hỗn hợp nước-ethanol với tỷ lệ nguyên liệu-dung môi 1/5 (w/v) kết hợp với phương pháp siêu âm ở 500C với công suất 200W và thời gian 30 phút, ở pH 7. Kết quả hàm lượng Betalain có sự khác biệt với các hệ dung môi khác nhau theo bảng 2. Nhóm tiến hành chiết Betalain từ củ dền trong dung môi Ethanol 25%. Kết quả tương đồng với nghiên cứu của DelgadoVargas và cộng sự để chiết xuất tối đa betalain trong củ cải đường sử dụng dung môi ethanol 20% - 50% (DelgadoVargas et al, 2000).

Bảng 2. Hàm lượng betalain chiết xuất theo các hệ dung môi

3.3. Kết quả nhiệt độ phù hợp khi chiết siêu âm và không siêu âm:

Kết quả khảo sát nhiệt độ chiết thể hiện ở bảng 3 cho thấy ở nhiệt độ 50 độ C có sự khác biệt và thu được hàm lượng betalain cao nhất với cả 2 phương pháp chiết siêu âm và không siêu âm. Ngoài ra, kết quả cũng cho thấy khi chiết có siêu âm thu hàm lượng betalain cao hơn so với không siêu âm. Kết quả này có thể giải thích nhiệt độ giúp làm mềm mô thực vật, tăng tính thấm của màng tế bào và giải phóng các hợp chất sinh học vào dung môi. Mặt khác, nhiệt độ cao quá betalain bị phân hủy do hoạt động không ổn định. Nhiệt độ phù hợp sẽ tối ưu hàm lượng chất chiết được do cải thiện độ hòa tan của sắc tố .

Bảng 3. Kết quả khảo sát nhiệt độ khi chiết siêu âm và không siêu âm

3.4. Kết quả khảo sát tỷ lệ giữa nguyên liệu và dung môi:

Hình 3. Kết quả khảo sát tỷ lệ giữa nguyên liệu và dung môi

Dung môi được thực hiện với dung môi ethanol 25%, điều kiện chiết có kết hợp siêu âm 30 phút ở 50 độ C được trình bày trong hình 3. Kết quả cho thấy tỷ lệ giữa nguyên liệu và dung môi ảnh hưởng đến lượng betalain chiết được. Quá trình chiết sẽ dừng lại khi sự cân bằng được thiết lập giữa bên trong nguyên liệu và dung môi bên ngoài. Ngoài ra, dung môi loãng quá trình chiết cần có giai đoạn cô đặc để loại bỏ dung môi. Thêm nữa, lượng oxy trong dung môi nhiều hơn làm cho hoạt tính chống oxy hóa của betalain yếu đi . Nhóm chọn tỷ lệ 1/5 giữa nguyên liệu và dung môi để đạt được hiệu quả chiết cao nhất và tiết kiệm chi phí.

3.5. Kết quả đánh giá chất lượng son môi sử dụng màu từ củ dền từ 30 người dùng: Sau khi hoàn thành việc đánh giá 12 tiêu chí về son dưỡng môi, người dùng thể hiện ở bảng 4.  Cụ thể, mức độ hài lòng với sản phẩm như sau: Mức kém: 0%; mức không hài lòng: 3%; mức trung bình: 33%; mức hài lòng: 57%; rất hài lòng: 7%. Như vậy, son  đạt 97% hài lòng của người dùng.

Bảng 4. Kết quả đánh giá chất lượng son từ màu củ dền

• Kết luận và khuyến nghị:

Chọn điều kiện chiết betalain từ củ dền với tỷ lệ nguyên liệu:dung môi (g/ml) là 1/5, sử dụng hệ dung môi nước và ethanol 25%, có sử dụng siêu âm công suất 200W, 30 phút, ở 50 độ C. Dịch trích sau đó được sấy phun để thu bột màu từ củ dền. Bột màu ứng dụng vào son dưỡng môi đã đạt mức hài lòng của 97% người sử dụng. Nghiên cứu này là cơ sở để ứng dụng bột màu từ củ dền vào nhiều sản phẩm tự nhiên.

Lại Thị Hiền, Huỳnh Thị Thúy Loan, Nguyễn Hồng Ánh, Hồ Thị Ngọc Nhung, NguyễnThị Thùy Duyên, Hoàng Thị Trà My, Ninh Huyền Thiện Mỹ (Khoa Công nghệ, Trường đại học Công nghệ Đồng Nai, Thành phố Biên Hòa)