Development of nanostructure lipid carriers containing sticky rice husk extract for cosmetic applications

การพัฒนาตัวพาไขมันระดับนาโนเมตรที่มีสารสกัดเปลือกข้าวเหนียวเพื่อประยุกต์ใช้ทางเครื่องสำอาง

Name: Sudarat Jiamphun

LCSH: Sticky rice husk

LCSH: Cosmetics -- Production

LCSH: Nanostructures

Abstract: There are numerous wastes, especially husk, from the rice production process of Oryza sativa var. glutinosa (glutinous rice), which is a famous and widely consumed in almost all parts of the country, particularly Northern and North-Eastern regions. As the rice husk had no value or limited further applications, this study aimed to increase the economic value of the rice husk waste by using in the cosmetic/cosmeceutical area. The present study aimed to enhance the extraction efficiency of glutinous rice husk by using aqueous enzymatic extraction (AEE) and incorporate the extract into nanostructure lipid carriers (NLCs) to enhance its stability and skin delivery. The rice husk was extracted by conventional solvent extraction using petroleum ther, ethyl acetate, and 95% v/v ethanol, as well as aqueous enzymatic extraction using 0.5, 1.0, and 1.5% w/w cellulose aqueous solution. The vanillic and ferulic acid contents of each extract were investigated by high-performance liquid chromatography. Their antioxidant and antiaging activities were investigated by spectrophotometric methods. The irritation effects of each extract were investigated by the hen’s egg test on chorioallantoic membrane. The glutinous rice husk extract, which possessed the highest biological activities and cause no irritation, was loaded into NLCs, which were developed using high-pressure homogenizer. Entrapment efficiency (EE%), release profile, skin permeation, and skin retention of the NLCs containing glutinous rice husk extract were determined. The results demonstrated that the rice husk extract from AEE using 0.5% w/w of cellulose (CE0.5) contained the significantly highest content of vanillic and ferulic acid (p<0.05), which were responsible for its biological activities, including the most potent antioxidant via radical scavenging activities (6.5 ± 0.3 mg Trolox/g extract), the most potent anti-skin wrinkle effect via collagenase and hyaluronidase activities with IC50 values of 0.4 ± 0.03 mg/mL and 47.5 ± 0.7 µg/mL, respectively (p<0.05). Aside from the superior biological activities, the rice husk extracts from AEE were safer than inorganic solvent extraction. The NLC, composing of 4% w/w sodium cocoyl hydrolyzed pea protein (Coco Pea.Soft®), 1% w/w cetyl alcohol, and 2% w/w rice bran oil, had the smallest internal droplet size (116.2 ± 0.7 nm), narrowest polydispersity index (0.2 ± 0.0), and suitable zeta potential (-40.7 ± 1.4 mV). It was found that NLC enhanced the physical and chemical stability of glutinous rice husk extract after 90 days. The entrapment efficacy of the extract in NLC was higher than 90%. The release amounts of vanillic and ferulic acid were 0.33 ± 0.01% w/w and 0.10 ± 0.01% w/w after 24 h, respectively. Besides, vanillic acid (0.013 ± 0.003% w/w) and ferulic acid (0.005 ± 0.001% w/w) were successfully delivered in to the skin with no skin permeation. In brief, the rice husk extracted by AEE had a potential to be used in the cosmetic/cosmeceutical area and NLC could enhance its stability and skin delivery.

Abstract: จากกระบวนการผลิตข้าวเหนียวที่นิยมและบริโภคกันอย่างแพร่หลายในประเทศไทย รวมทั้ง ภาคเหนือและภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ทำให้มีส่วนเหลือทิ้งเป็นจำนวนมาก โดยเฉพาะเปลือกข้าวเนื่องจากเปลือกข้าวไม่มีมูลค่าหรือมีการนำไปใช้อย่างจำกัด การศึกษานี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มมูลค่าทางเศรษฐกิจของเปลือกข้าวเหนียวโดยใช้ในทางเครื่องสำอาง/เวชสำอาง การศึกษานี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการสกัดเปลือกข้าวเหนียวโดยใช้เอนไซม์ในการสกัดและบรรจุสารสกัดในตำรับอนุภาคนาโนไขมันแข็งเพื่อเพิ่มความคงสภาพของสารสำคัญและเพิ่มการนำส่งสารเข้าสู่ผิวหนังเปลือกข้าวเหนียวถูกสกัดด้วยตัวทำละลายทั่วไป คือ ปิโตรเลียมอีเทอร์ เอทิลอะซิเตต และเอทานอล ร้อยละ 95 โดยปริมาตร รามทั้งสกัดด้วยเอนไซม์เซลลูเลสร้อยละ 0.5, 1.0 และ 1.5 โดยน้ำหนักปริมาณกรดวานิลลิกและกรดเฟอรูลิกของสารสกัดแต่ละชนิดได้รับการตรวจสอบโดยโครมาโตกราฟีของเหลวที่มีประสิทธิภาพสูง และทดสอบฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระและการต่อต้านริ้วรอยด้วยวิธีการสเปกโตร โฟโตเมตริก ศึกษาการระคายเคืองของสารสกัดแต่ละชนิดโดยการทดสอบในเนื้อเยื่อที่ห่อหุ้มรกของตัวอ่อนลูกไก่ นอกจากนี้ ได้มีการนำสารสกัดเปลือกข้าวเหนียวที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพสูงสุดและไม่ก่อให้เกิดการระคายเคืองมาพัฒนาตำรับอนุภาคนาโนไขมันแข็งที่บรรจุสารสกัดเปลือกข้าวเหนียวโดยใช้เครื่องอัดกำลังสูงมีการทดสอบประสิทธิภาพในการกักเก็บสารสำคัญ การปลดปล่อยของสารสำคัญ การซึมผ่านของผิวหนัง และการคงอยู่ในผิวหนังของตำรับอนุภาคนาโนไขมันแข็งที่บรรจุสารสกัดเปลือกข้าวเหนียวผลการศึกษาพบว่าสารสกัดเปลือกข้าวเหนียวที่ใช้เอนไซม์เซลลูเลส ร้อยละ 0.5 โดยน้ำหนัก มีปริมาณกรดวานิลลิกและเฟอรูภิกสูงที่สุดอย่างมีนัยสำคัญ (p<0.05) ซึ่งมีหน้าที่ในการออกฤทธิ์ทางชีวภาพ รวมถึงมีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระที่มีศักยภาพมากที่สุด (6.5+- 0.3 โทรอกซ์/กรัม) และมีฤทธิ์ต่อต้านริ้วรอยได้มากที่สุดโดยการยับยั้งเอนไซม์คอลลาจิเนสและและไฮยาถูโรนิเดสด้วยค่าความเข้มข้นของสารที่มีประสิทธิภาพในการยับยั้งที่ 50 เปอร์เซ็นต์เท่ากับ 0.4+-0.03 มิลลิกรัม/มิลลิลิตรและ 47.5+-0.7 ไมโครกรัม/มิลลิลิตรตามลำดับ (p<0.05) นอกจากมีฤทธิ์ทางชีวภาพที่มากกว่าแล้ว สารสกัดเปลือกข้าวเหนียวที่ใช้เอนไซม์เซลลูเลสในการสกัด ยังปลอดภัยกว่าการสกัดด้วยตัวทำละลายอนินทรีย์อีกด้วย ตำรับอนุภาคนาโนไขมันแข็งประกอบด้วย โซเดียมโคโคอิลไฮโดรไลท์พี โปรตีน (โคโคพีซอฟ) ร้อยละ 4 โดยน้ำหนัก, เซตทิลแอลกอฮอล์ร้อยละ 1 โดยน้ำหนัก และน้ำมันรำข้าวร้อยละ 2 โดยน้ำหนัก ซึ่งมีขนาดอนุภาคที่เล็กที่สุด (116.2 +-0.7 นาโนเมตร), มีการกระจายขนาดอนุภาคที่แคบที่สุด (0.2+-0.0) และศักย์ไฟฟ้าซีตาที่เหมาะสม (-40.7+-1.4 มิลลิโวลต์) เมื่อทดสอบความคงตัวเป็นเวลา 90 วัน พบว่าตำรับอนุภาคนาโนไขมันแข็งที่บรรจุสารสกัดเปลือกข้าวเหนียวมีความคงตัวทางกายภาพและทางเคมีที่ดี นอกจากนี้ ตำรับอนุภาคนาโนไขมันแข็งที่บรรจุสารสกัดเปลือกข้าวเหนียวยังมีประสิทธิภาพในการกักเก็บสารสำคัญที่มากกว่า 90% หลังจาก 24 ชั่วโมง มีปริมาณการปลดปล่อยกรดวานิลลิกและกรดเฟอรูลิกเท่ากับร้อยละ 0.33+-0.01 โดยน้ำหนักและร้อยละ 0.10 +-0.0 1 โดยน้ำหนัก ตามลำดับนอกจากนี้มีการนำส่งกรดวานิลลิกร้อยละ 0.013 +-0.003 โดยน้ำหนักและกรดเฟอรูลิกร้อยละ 0.005+-0.001 โดยน้ำหนักเข้าสู่ผิวหนังโดยไม่มีการซึมผ่าน ดังนั้น สารสกัดเปลือกข้าวเหนียวที่ใช้เอนไซม์เซลลูเลส ร้อยละ 0.5 มีศักยภาพที่จะใช้ในทางเครื่องสำอาง/เวชสำอาง และตำรับอนุภาคนาโนไขมันแข็งยังสามารถเพิ่มความคงสภาพของสารสำคัญและเพิ่มการนำส่งสารเข้าสู่ผิวหนังได้อีกด้วย

Chiang Mai University. Library

Address: CHIANG MAI

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: Wantida Chaiyana

Role: Advisor

Created: 2022

Modified: 2023-10-10

Issued: 2023-10-10

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Cosmetic Science

Grantor: Chiang Mai University

©copyrights Chiang Mai University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	621031018.pdf	1.15 MB	1	2023-11-28 17:43:53

ใช้เวลา

0.03094 วินาที