NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH BÀO CHẾ GEL TRỊ MỤN VÀ CAO DÁN VẾT THƯƠNG TỪ CHÈ XANH

DỰ ÁN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KĨ THUẬT

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection

CUỘC THI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KĨ THUẬT CẤP THÀNH PHỐ DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC NĂM HỌC 2021 – 2022 NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH BÀO CHẾ GEL TRỊ MỤN VÀ CAO DÁN VẾT THƯƠNG TỪ CHÈ XANH (TRÍCH ĐOẠN) WORD VERSION | 2022 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM

Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

1

LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Ban tổ chức đã tổ chức một cuộc thi ý nghĩa, bổ ích và lí thú. Cuộc thi đã kích thích khả năng sáng tạo của chúng em, giúp chúng em bước đầu làm quen và tiếp cận với phương pháp nghiên cứu khoa học.

Chúng em xin chân thành cảm ơn trường Đại học Khoa học, trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên, trường Đại học Y Dược - Đại học Thái Nguyên đã nhiệt tình cung cấp cơ sở vật chất, dụng cụ, hóa chất chúng em thực hiện các thí nghiệm trong quá trình thực nghiệm cùng nhiều thông tin hữu ích khi thực hiện dự án nghiên cứu khoa học. Chúng em xin chân thành cảm ơn BGH trường THCS Thịnh Đức đã tạo điều kiện, giúp đỡ chúng em trong quá trình thực hiện dự án.

Chúng em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến TS. Khiếu Thị Tâm, Giảng viên khoa Hóa học - Trường Đại học Khoa học, Đại học Thái Nguyên là người bảo trợ khoa học giúp chúng em thực hiện ý tưởng, hoàn thành dự án nghiên cứu của mình.

Cuối cùng chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến gia đình, cô giáo hướng dẫn Nguyễn Thị Tuyết, Lê Thu Hiền và bạn bè đã hết lòng động viên giúp đỡ chúng em trong quá trình làm dự án này./

Cuộc thi nghiên cứu KHKT cấp thành phố năm 2021- 2022

2

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT THCS

Trung học cơ sở

BGH

Ban giám hiệu

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

TCN

Trước công nguyên

v/phút

Vòng/phút

TP

Thành phố

Nano bạc

AgNPs

Cộng hưởng plasmon bề mặt

SPR

Epigallocatechin gallate

EGCG

Epicatechin 3-gallate

EGC

Epigallocatechin

ECG

Epicatechin

EC

P. aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa

S. aureus

Staphylococcus aureus

Cuộc thi nghiên cứu KHKT cấp thành phố năm 2021- 2022

3

MỞ ĐẦU I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Cây chè có tên khoa học Camellia sinensis (L) O. Kuntze được phát hiện bởi người Trung Quốc vào khoảng 2700 TCN. Chè là loại đồ uống quen thuộc ở Việt Nam và nhiều nước Châu Á từ hàng ngàn năm. Việt Nam là một quốc gia có truyền thống uống chè lâu đời, sản xuất và tiêu thụ rất nhiều các chủng loại chè từ chè truyền thống đến các loại chè du nhập từ nước ngoài. Các khu vực trồng chè lớn ở nước ta như Lâm Đồng, Tây Nguyên, Thái Nguyên …

Thái Nguyên là một trong những vùng chè trọng điểm của cả nước diện tích trồng trên 21.000 ha đứng thứ hai cả nước, trong đó trên 80% diện tích chè được trồng tại các vùng sản xuất tập trung theo hướng an toàn, áp dụng đúng quy trình thực hành sản xuất nông nghiệp. Hiện nay, tỉnh Thái Nguyên đang triển khai Đề án nâng cao giá trị, phát triển bền vững cây chè. Các vùng trồng chè lớn tại tỉnh Thái Nguyên như vùng chè Tân Cương gồm 3 xã Phúc Xuân, Phúc Trìu và Tân Cương với tổng diện tích 4861,8 ha. Đặc biệt vùng chè đặc sản Tân Cương - TP Thái Nguyên có diện tích trồng chè năm 2010 là 450 ha. Sản lượng búp khô đạt trên 1100 tấn/năm. Tổng giá trị từ cây chè đạt trên 70 tỷ đồng, chiếm 79% GDP của xã. Phía Đông xã Tân Cương tiếp giáp với xã Thịnh Đức cũng có diện tích trồng chè khá lớn, theo thống kê đầu năm 2021 có khoảng 202 ha với nhiều cơ sở sản xuất chè thành phẩm mang lại giá trị kinh tế cao cho bà con trong xã.

Tuy nhiên, trong quá trình chế biến, sản xuất chè thành phẩm sau khi sàng hết chè búp vẫn còn lại phần chè vụn ở dưới gọi là chè cám. Chè cám vẫn được dùng để uống, dùng làm chất hút ẩm nhưng giá trị kinh tế mang lại rất thấp. Theo khảo sát tại cơ sở sản xuất chè Toàn Quỳnh, xóm Nam Đồng, xã Tân Cương sản lượng sản xuất hàng tháng ước đạt 1 tấn chè thành phẩm có giá thành từ 200 000 đến 800 000 đồng/kg, còn lượng chè cám khoảng từ 100 - 200kg có giá dao động chỉ từ 20 000 - 50 000 đồng/kg.

Cuộc thi nghiên cứu KHKT cấp thành phố năm 2021- 2022

4

Chè cám vụn tại cơ sở Quỳnh Toàn, xã Tân Cương Hàm lượng polyphenol trong búp chè (13,16%) lớn hơn trong lá chè già (10,79%) [1]. Vì vậy trong thực tế sản xuất người ta thường thu hái búp chè còn những lá già thường được loại bỏ khỏi cây vào dịp cuối năm để đảm bảo chất lượng chè thu hoạch năm sau. Do vậy một lượng lớn lá chè già không được sử dụng và được coi là phế thải nông nghiệp nhưng để tận dụng nguồn nguyên liệu phế phẩm, tiết kiệm chi phí người ta có thể tách chiết lấy hàm lượng polyphenol toàn phần từ lá chè già.

Mặt khác chè được coi là một dược liệu quý dùng để chữa trị nhiều căn bệnh như chống xơ vữa động mạch, phục hồi não bộ, phòng chống ung thư, chống lão hoá, tiêu chảy, tả, diệt khuẩn …Theo các công bố gần đây có nhiều công trình nghiên cứu khoa học tạo các sản phẩm từ cao chiết lá chè như kem dưỡng da, chất bảo quản thực phẩm, kem đánh răng… nhưng hiệu quả kinh tế mang lại chưa cao. Đặc biệt các hạt nano bạc (AgNPs) thu hút nhiều nhà khoa học do AgNPs được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như xúc tác, cảm biến, y sinh và mỹ phẩm.

Trong lĩnh vực y sinh, AgNPs được biết đến là tác nhân kháng vi sinh vật hiệu quả. Hơn nữa, các công bố gần đây cho thấy tiềm năng của các AgNPs như tác nhân kháng virus, chống oxy hóa, chống kết tập tiểu cầu và chống ung thư làm cho chúng trở nên quan trọng. Việc tổng hợp nano bạc bằng phương pháp xanh tạo gel trị mụn là hướng nghiên cứu đem lại hiệu quả cao. Chính vì vậy chúng em đã tiến hành nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu quy trình bào chế gel trị mụn và cao dán vết thương từ chè xanh Cuộc thi nghiên cứu KHKT cấp thành phố năm 2021- 2022

5

II. CÂU HỎI NGHIÊN CỨU Chè có tác dụng kháng khuẩn, chống oxy hoá tốt. Trong quá trình sản xuất và chế biến chè thành phẩm, một lượng lớn các sản phẩm phụ như chè vụn, lá chè già cho lợi nhuận kinh tế rất thấp. Hơn nữa, từ dịch chiết lá chè xanh có thể tổng hợp các hạt nano bạc có tác dụng kháng khuẩn, chống oxy hoá tốt. Do đó câu hỏi đặt ra là có thể tận dụng nguồn chè phế thải này để chế tạo AgNPs và cao chiết lá chè để bào chế gel trị mụn được không?

Trong lá chè có chứa nhiều tanin có tác dụng chống oxy hoá, làm máu đông lại. Vậy câu hỏi đặt ra là có thể tạo cao dán vết thương từ cao tanin chiết xuất từ lá chè được không?

III. MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1. Mục tiêu Để trả lời các câu hỏi đặt ra, nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu tài liệu và đặt ra mục tiêu nghiên cứu là nghiên cứu quy trình bào chế gel trị mụn và cao dán vết thương từ lá chè xanh.

2. Nội dung nghiên cứu Để thực hiện các mục tiêu nghiên cứu, nhóm nghiên cứu thực hiện các nội dung nghiên cứu sau: - Nội dung 1: Nghiên cứu tổng quan + Cập nhật tình hình nghiên cứu mới nhất về cây chè + Cập nhật tình hình nghiên cứu mới về các sản phẩm từ lá chè xanh + Cập nhập tình hình nghiên cứu mới nhất về vật liệu nano bạc được tổng hợp bằng phương pháp tổng hợp xanh sử dụng các dịch chiết thực vật ở trong nước và quốc tế và ứng dụng của nano bạc trong y sinh. + Cập nhật tình hình nghiên cứu mới nhất về quy trình bào chế gel trị mụn + Cập nhật tình hình nghiên cứu mới nhất về quy trình tạo cao dán vết thương từ dược liệu.

- Nội dung 2: Quy trình bào chế gel trị mụn: + Xử lý lá chè, tạo dịch chiết từ lá chè. + Quy trình chế tạo AgNPs từ dịch chiết lá chè. + Nghiên cứu các tính chất đặc trưng của vật liệu chế tạo được.

Cuộc thi nghiên cứu KHKT cấp thành phố năm 2021- 2022

6

+ Nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của cao lá chè và AgNPs. + Nghiên cứu quy trình bào chế gel trị mụn từ AgNPs và cao lá chè.

- Nội dung 3: Quy trình tạo cao dán vết thương: + Tạo cao tanin từ lá chè. + Đánh giá hàm lượng của tanin trong lá chè. + Nghiên cứu quy trình tạo cao dán vết thương từ cao tanin lá chè xanh quy mô phòng thí nghiệm.

- Nội dung 4: Xử lý các kết quả thu được và viết báo cáo.

IV. PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Nguyên liệu nghiên cứu: Sử dụng chè trồng tại xã Tân Cương, Thành phố Thái Nguyên.

- Phương pháp chiết xuất lá chè: Sử dụng phương pháp chiết dung môi bằng sóng siêu âm thực hiện trong phòng thí nghiệm.

- Đối với hoạt tính kháng khuẩn: Cao chiết nước và nano bạc được đánh giá hoạt tính kháng khuẩn bằng phương pháp khuếch tán trên thạch xác định vùng ức chế vi khuẩn với hai chủng vi khuẩn Staphylococcus aureus và Pseudomonas aeruginosa được cung cấp bởi phòng thí nghiệm khoa Hóa học, trường Đại học Khoa học.

V. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Xây dựng được quy trình bào chế gel trị mụn, phối hợp cao chiết vào băng urgo y tế hỗ trợ điều trị mụn, nhanh liền vết thương nhỏ đảm bảo an toàn đối với sức khỏe con người vì sản phẩm không chứa các chất bảo quản độc hại.

Sản phẩm cũng mang lại hiệu quả kinh tế vì góp phần xử lí được chè cám trong các cơ sở, nhà máy sản xuất chè thành phẩm đồng thời tận dụng nguồn lá chè không sử dụng.

VI. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI Tổng hợp được nano bạc bằng phương pháp xanh và xây dựng được quy trình bào chế gel trị mụn từ cao chè xanh và nano bạc có tác dụng diệt khuẩn cao hơn so với gel tạo đơn thuần từ dịch chiết lá chè xanh.

Sản phẩm cao dán lá chè vừa có tác dụng sát khuẩn, trị mụn vừa có khả năng làm săn se niêm mạc giúp nhanh khô vết thương nhỏ.

Cuộc thi nghiên cứu KHKT cấp thành phố năm 2021- 2022

7

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về cây chè 1.1.1. Đặc điểm thực vật

Cây chè còn gọi là trà có tên khoa học là Camellia Sinensis Theaceae. Cây chè được trồng phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới, trong các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới. Ở Việt Nam, cây chè được trồng ở khắp cả nước, nhiều nhất là ở các tỉnh Thái nguyên, Phú Thọ, Tuyên Quang, Hà Giang, Yên Bái, Hòa Bình, Quảng Nam, Lâm Đồng… Chè thuộc loài cây thân gỗ, có nhiều cành ngay từ gốc.

Lá mọc so le, phiến lá hình trứng, mặt lá nhẵn, mép nguyên hoặc có răng cưa nhẹ.

Hoa mọc ở kẽ lá, cánh hoa màu trắng, nhị vàng và có mùi thơm thanh mát. Quả nang, có 3 ngăn. Hạt không có phôi nhũ, lá mầm lớn, có chứa dầu.

Hình 1.1: Chè trồng tại khu vực

Hình 1.2. Chè trồng tại khu vực

Tân Cương – TP Thái Nguyên

Thịnh Đức – TP Thái Nguyên

1.1.2. Thành phần hoá học và hoạt tính sinh học của lá chè

Cây chè có thành phần hoá học đa dạng và phong phú với hơn 4000 hợp chất có hoạt tính trong đó một phần lớn là hợp chất polyphenol (tanin). Các hợp chất khác gồm alkaloid, saponin, carbohydrate, amino acid, các hợp chất dễ bay hơi… Các polyphenol chính được phân lập từ lá chè bao gồm các catechin.

Catechin đã được ứng dụng rộng rãi trong ngành dược phẩm và thực phẩm. Đây là nhóm chất có nhiều hoạt tính có lợi cho sức khoẻ của con người như tác dụng chống ung thư, chống béo phì, chống oxy hóa và kháng virus. Catechin còn giúp sát trùng và kháng khuẩn, đồng thời giúp loại bỏ các chất bã nhờn và bụi bẩn bám vào da làm tắc nghẽn lỗ chân lông nên nước chè xanh sẽ giúp giảm thâm, ngăn ngừa và điều trị mụn cực kỳ hiệu quả. Tanin tạo kết tủa với protein, khi tiếp xúc với niêm mạc, tổ chức da bị tổn thương hay vết loét,… tanin sẽ tạo một màng Cuộc thi nghiên cứu KHKT cấp thành phố năm 2021- 2022

8

mỏng, làm máu đông lại, ngừng chảy nên ứng dụng làm thuốc đông máu và thuốc săn se da cho vết thương, trị hăm da rất tốt cho trẻ sơ sinh …

Epicatechin gallate (ECG), epicatechin (EC), epigallocatechin (EGC) và epigallocatechin gallate (EGCG) là các catechin chính trong cây chè trong đó epigallocatechin-3-gallate (EGCG) là thành phần phổ biến và có nhiều hoạt tính nhất trong chè xanh.

Trong chè có nhiều loại vitamin giá trị dược liệu cũng như giá trị dinh dưỡng của chè rất cao. Hàm lượng một số vitamin trong chè tính theo mg/1000 g chất khô như: Vitamin A: 54,6; B1: 0,7; B2: 12,2; PP: 47,0; C: 27,0... Đáng chú ý nhất là hàm lượng vitamin C ở trong chè nhiều hơn trong cam chanh từ 3 đến 4 lần rất tốt cho da, giúp dưỡng da hiệu quả.

1.2. Các chế phẩm từ cây chè xanh Thái Nguyên Hiện nay trên thị trường có nhiều chế phẩm làm từ chè như các loại kem dưỡng da, nước súc miệng…Tuy nhiên, các chế phẩm từ chè có thành phần là nano bạc được chế tạo từ lá chè chưa có. Vì vậy, việc nghiên cứu tạo ra một chế phẩm trị mụn từ lá chè nhằm nâng cao hiệu quả và hạ giá thành của sản phẩm là việc làm có ý nghĩa và thiết thực.

Sản phẩm nước súc miệng từ trà xanh

Kem dưỡng da từ trà xanh Cuộc thi nghiên cứu KHKT cấp thành phố năm 2021- 2022

9

CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Đối tượng nghiên cứu Lá chè được thu hái ở xã Tân Cương, TP Thái Nguyên vào tháng 8 năm 2021.

2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp xử lý mẫu

Mẫu được rửa sạch bằng nước cất 2 lần, sấy khô ở nhiệt độ 500C, sau đó đem xay nhỏ.

Hình 2.1. Thu hái mẫu

Hình 2.2. Chè sấy khô

2.2.2. Phương pháp tổng hợp, phân tích cấu trúc và tính chất của vật liệu AgNPs

Nano bạc được tổng hợp bằng phương pháp tổng hợp xanh trong đó dịch chiết chứa các thành phần như alkaloid, flavonoid, terpenoid và các polyphenol đóng vai trò là tác nhân khử và bền hóa. Cấu trúc và tính chất của vật liệu nano bạc (AgNPs) được xác định bằng thiết bị phổ hồng ngoại (FT-IR) Perkin Elmer UATR two, phổ hấp thụ quang phổ (UV-Vis) UH-5300, Hitachi và nhiễu xạ kế tia X (XRD) D2-Phaser Brucker. Tất cả các thiết bị này tại Khoa Hoá học, trường Đại học Khoa học, Đại học Thái Nguyên.

2.2.3. Phương pháp thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định

Cao chiết nước và nano bạc được đánh giá hoạt tính kháng khuẩn bằng phương pháp khuếch tán trên thạch xác định vùng ức chế vi khuẩn.

Các chủng vi khuẩn kiểm định gây bệnh ở người được sử dụng: + Staphylococcus aureus: Cầu khuẩn gram (+), gây mủ các vết thương, vết Cuộc thi nghiên cứu KHKT cấp thành phố năm 2021- 2022

10

bỏng, gây viêm họng, nhiễm trùng có mủ trên da và các cơ quan nội tạng. + Pseudomonas aeruginosa: Vi khuẩn gram (-), trực khuẩn mủ xanh, gây nhiễm trùng huyết, các nhiễm trùng ở da và niêm mạc, gây viêm đường tiết niệu, viêm màng não, màng trong tim, viêm ruột.

2.2.4. Phương pháp xác định thành phần tanin của cao lá chè Xác định thành phần tanin trong cao lá chè bằng phương pháp chuẩn độ được thực hiện tại viện Khoa học sự sống, Đại học Nông lâm Thái Nguyên.

2.2.5. Phương pháp tạo gel trị mụn * Xác định tính chất: Phương pháp cảm quan. * Độ đồng nhất: Cách thử: Lấy 4 đơn vị đóng gói, mỗi đơn vị khoảng 0,02 - 0,03g, trải đều chế phẩm 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. Quan sát vết thu được bằng mắt thường (cách mắt khoảng 30 cm), ở 3 trong 4 tiêu bản không được nhận thấy các tiểu phân. Nếu có các tiểu phân nhìn thấy ở trong phần lớn số các vết thì phải làm lại với 8 đơn vị đóng gói. Trong số các tiêu bản này, các tiểu phân cho phép nhận thấy, không được vượt quá 2 tiêu bản. * Độ đồng đều khối lượng: Cân khối lượng của một đơn vị đóng gói nhỏ nhất. Mở đồ chứa (gói, hộp, lọ…), lấy hết thuốc ra, cắt mở đồ chứa nếu cần để dễ dàng dùng bông lau sạch thuốc bám ở mặt trong, cân khối lượng của đồ chứa.

Hiệu số giữa hai lần cân là khối lượng của thuốc. Tiến hành tương tự với bốn đơn vị khác lấy ngẫu nhiên. Tất cả các đơn vị phải có khối lượng nằm trong giới hạn chênh lệch so với khối lượng ghi trên nhãn (±10%). Nếu có một đơn vị có khối lượng nằm ngoài giới hạn đó, tiến hành thử lại với năm đơn vị khác lấy ngẫu nhiên. Không được có quá một đơn vị trong tổng số 10 đơn vị đem thử có khối lượng nằm ngoài giới hạn qui định. * Định tính: - Phương pháp sắc kí lớp mỏng: + Bản mỏng: Silicagel 60GF254

Cuộc thi nghiên cứu KHKT cấp thành phố năm 2021- 2022

11

+ Dung dịch thử: Lấy 5g gel, phân tán trong 5ml methanol, ly tâm lấy dịch trong, cô đến cắn, hòa lại trong 1ml methanol. + Dung dịch đối chiếu 1: 1g bột lá chè xanh, đun hồi lưu cách thủy với 10ml ethanol, thu dịch lọc, cô đến khô, hòa tan cắn vào 1ml methanol. + Dung dịch đối chiếu 2: 1g bột lá trầu không, đun hồi lưu cách thủy với 10ml ethanol, thu dịch lọc, cô đến khô, hòa tan cắn vào 1ml methanol.

- Triển khai sắc ký: Chấm riêng biệt lên bản mỏng 10-20 µl các dung dịch thử và dung dịch đối chiếu.

Triển khai sắc kí với hệ dung môi thích hợp, lấy bản mỏng, sấy khô, quan sát ở bước sóng tử ngoại 366nm. Trên sắc kí đồ của mẫu thử phải có vết phát quang cùng màu cùng giá trị Rf với mẫu đối chiếu.

2.2.6. Phương pháp tạo cao dán.

Cao dán vết thương được tạo từ cao lá chè có chứa một lượng lớn polyphenol (tanin) đặc biệt là catechin gồm epigallocatechin gallate (EGCG) dao động từ 117 đến 442 mg/l, epicatechin 3-gallate (EGC) từ 203 đến 471 mg/l, epigallocatechin (ECG) từ 16,9 đến 150 mg/l, epicatechin (EC) được ép vào băng dán nhờ máy ép, có tác dụng sát trùng, trị mụn, làm săn se niêm mạc nhanh khô vết thương nhỏ.

2.2.7. Phương pháp xử lí kết quả Các kết qua nghiên cứu được xử lý bằng các phần mềm chuyên dụng Excel, orgin.

2.3. Hoá chất, thiết bị Trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng thiết bị, dụng cụ và hóa chất sau: * Hóa chất: Dung môi Ethanol (Việt nam); Etyl axetat, Methanol (Merck, Đức); Clorofom (Merck, Đức); DMSO (Merck, Đức); AgNO3, propylenglycol, Acid citric, Polyacrylate crosspolymer-6, NaEDTA, Natri benzoat. * Thiết bị: Máy chiết Siêu âm, máy cô quay chân không, máy ly tâm, máy hấp, cân phân tích, máy khuấy từ gia nhiệt + cá từ, bếp đun cách thủy, Máy đồng nhất tốc độ cao, Máy khuấy, Máy siêu âm, máy quang phổ hồng ngoại (FT-IR) Cuộc thi nghiên cứu KHKT cấp thành phố năm 2021- 2022