Đồ thị phân bố kích thước hạt DLS của một số hệ nhũ tương (A3, A4, B4 và C4)

Hiện nay, các sản phẩm có nguồn gốc thiên nhiên ngày càng được được ưa chuộng do các vấn đề liên quan đến sức khỏe như an toàn, làm đẹp, phòng và điều trị bệnh. Trong đó, các sản phẩm từ tinh dầu được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như mỹ phẩm, thực phẩm, dược phẩm và nông nghiệp (Pandey et al., 2022; Durczynska & Zukowska, 2024; Dang et al., 2024). Tinh dầu vỏ quả bưởi có đặc tính dễ bay hơi, hương thơm dễ chịu do có thành phần hóa học chính gồm α-limonene, βmyrcene, linalool, octanol, octanal và một số thành phần khác. Kết quả từ các nghiên cứu cho thấy tinh dầu bưởi có nhiều hoạt tính sinh học như kháng oxi hóa, kháng khuẩn, kháng viêm,... (Hardin et al., 2010; Rau & Karuppayil, 2014; Deng et al., 2020;  Dudeja et al., 2023). Tuy nhiên, do đặc tính kém phân cực, dễ bay hơi, thiếu ổn định, khả năng hòa tan trong nước và thẩm thấu kém nên việc ứng dụng loại tinh dầu này thực tế còn nhiều hạn chế (Singh & Pulikkal, 2022).

Hệ nhũ tương là hệ phân tán dị thể gồm pha dầu và pha nước phân tán đồng nhất với nhau. Hệ nhũ tương có tầm quan trọng lớn trong những thập kỷ gần đây do các đặc tính độc đáo như ổn định, trong suốt, diện tích bề mặt lớn và tính lưu biến có thể điều chỉnh (Uysal et al., 2011; Mehmood et al., 2017; Cimino et al., 2021; Raveau et al., 2022). Do đó, các nghiên cứu về hệ nhũ tinh dầu cũng thu hút được nhiều mối quan tâm. Limpongsa et al. (2019) đã điều chế thành công hệ vi nhũ tinh dầu bưởi mang caffein và kết quả nghiên cứu cho thấy vi nhũ gốc dầu bưởi có thể ứng dụng làm vật liệu dẫn truyền thuốc và mỹ phẩm. Li et al. (2020) đã tổng hợp thành công lớp màng mỏng dựa trên protein từ hạt mận và gum từ cây keo ứng dụng bao phủ nhũ tương tinh dầu bưởi. Các màng này cho thấy có khả năng ức chế vi khuẩn E. coli và có thể được dùng làm bao bì thực phẩm mới trong tương lai. Để điều chế nano nhũ tương từ tinh dầu vỏ bưởi, hai phương pháp khác nhau như kim siêu âm và bể siêu âm cũng đã được tiến hành và đặc tính, sự ổn định và khả năng kháng nấm P. Digitum của các hệ cũng đã được xác định (Dudeja et al., 2023). Theo nghiên cứu thì tinh dầu có thể đạt được kích thước 96,6 nm với tỷ lệ Tween 80 và tinh dầu là 1:1 trong 20 phút sử dụng kim siêu âm và hoạt tính kháng nấm là cao hơn so với tinh dầu bưởi tinh khiết. 

Ở Việt Nam, các nghiên cứu phần lớn khi được thực hiện còn tập trung vào việc tối ưu hóa ly trích tinh dầu và đặc tính sinh hóa của các loại tinh dầu, trong khi các nghiên cứu về điều chế các hệ tinh dầu/nước (O/W) ở kích thước vi nhũ hoặc nano rất ít được quan tâm. Trong những năm gần đây, một số nghiên cứu về hệ nhũ tương nano tinh dầu họ citrus đã được thực hiện. Cụ thể, Doan et al. (2019) đã tổng hợp thành công hệ nano nhũ tương từ tinh dầu vỏ cam sành. Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ nhũ tương có khả năng kháng khuẩn vượt trội so với tinh dầu cam tinh khiết. Tương tự, Nguyen (2019) đã điều chế thành công nano nhũ tương trên nền tinh dầu bưởi Năm Roi kết hợp với nano bạc bằng phương pháp khuấy cơ học và sóng siêu âm với chất nhũ hóa Tween 80 và Span 80. Qua kết quả thử hoạt tính sinh học, các mẫu nano nhũ tương kết hợp nano bạc có khả năng kháng 04 chủng vi khuẩn (Escherichia coli, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, và Salmonella enterica) là tốt hơn so với nano nhũ tương từ tinh dầu bưởi tinh khiết. Kết quả này cho thấy, tiềm năng ứng dụng của hệ vi nhũ dựa trên tinh dầu làm vật liệu kháng khuẩn.  

Như vậy, kết quả các nghiên cứu cho thấy tiềm năng ứng dụng của hệ nhũ tương tinh dầu bưởi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như mỹ phẩm, dược phẩm, và thực phẩm. Do đó, trong nghiên cứu này, tinh dầu bưởi được chiết xuất từ vỏ quả bưởi Năm Roi (Citrus grandis L.), một loại bưởi được trồng phổ biến ở Việt Nam đã được sử dụng để tổng hợp hệ nhũ tương dầu/nước (O/W) bằng phương pháp khuấy cơ học kết hợp với đánh siêu âm. Trong đó, ảnh hưởng của tỷ lệ thể tích của tinh dầu, chất hoạt động bề mặt, và nước đến thời gian bền và kích thước của các hạt nhũ tương sẽ được khảo sát. Ngoài ra, hoạt tính kháng khuẩn và kích ứng da của các hệ nhũ tương bền cũng sẽ được đánh giá.

Nguyên vật liệu và hóa chất sử dụng trong nghiên cứu là Quả bưởi Năm Roi (Citrus grandis L.) trong nghiên cứu này được thu mua tại các cửa hàng nông sản sạch tại quận Ninh Kiều, Thành phố Cần Thơ với trọng lượng trung bình khoảng từ 1,0 đến 1,5 kg. Hóa chất được dùng cho quá trình tổng hợp gồm tween 80 (C64H124O26, ≥99%), sodium sulfate anhydrous (Na2SO4), sodium chloride (NaCl, ≥99,1%), từ công ty hóa chất Shanghai Shenglong Chemical Co. và nước cất được sử dụng làm dung môi.

Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng của tỷ lệ thể tích các thành phần như tween 80, nước cất và tinh dầu đến độ bền của hệ vi nhũ đã được khảo sát. Ngoài ra, các hệ nhũ bền cũng được đánh giá hoạt tính kháng khuẩn và nấm, cảm quan và mức độ kích ứng da. Kết quả thực nghiệm cho thấy có 9 trong 27 hệ nhũ bền trên 60 ngày ở nhiệt độ phòng với kích thước trung bình đo DLS khoảng 6,28 - 13,46 μm. Hệ nhũ tương bền với nồng độ tinh dầu 2% (v/v) không thể hiện khả năng kháng khuẩn và nấm đối với Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa và Candida albicans. Các mẫu bền cho kết quả cảm quan tốt và an toàn với da.