Development of liquid crystal formulations containing rosa damascena mill. leaf extract from environmentally friendly extraction technique for cosmeceutical applications

การพัฒนาตำรับลิควิดคริสตัลที่มีสารสกัดใบกุหลาบมอญจากการสกัดด้วยเทคนิคที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสำหรับใช้ในทางเวชสำอาง

Name: Pipat Jittasai

LCSH: Bioactive compounds

LCSH: Plant bioactive compounds

LCSH: Liquid crystals

Abstract: Large quantity of Rosa damascena Mill. leaves have been disposed of as agricultural waste every year during pruning for flowering. Therefore, this study aimed to investigate the potential of utilizing R. damascena leaves as a natural source of bioactive ingredients and incorporating into liquid crystal (LC) formulations for cosmetic and cosmeceutical applications. The dried leaves of R. damascena were subjected to extraction using environmentally friendly methods with 50% v/v or 95% v/v ethanol, or DI water. These methods included conventional maceration (3 cycles of 24 h), infusion, digestion, ultrasonication, microwave extraction, micellar extraction, and pulsed electric field (PEF) extraction at 10 kV/cm. The extracts were analyzed for chemical compositions using high-performance liquid chromatography, Folin Ciocalteu, and aluminum chloride methods. Their antioxidant activities were determined using spectrophotometric methods to measure the radical scavenging and ferric-reducing antioxidant capacity. Whitening effects were assessed for anti-tyrosinase activities, while anti-aging activities were evaluated through inhibition against collagenase and elastase. Their irritation profiles were examined using the hen's egg-chorioallantoic membrane (HET-CAM) test. The R. damascena leaf extract with the most promising cosmeceutical activities and safety profiles was incorporated into LC systems when various factors affecting the LC development were evaluated, including the types and amounts of the oil phase and the surfactant. Each LC was identified using a polarized light microscope and characterized for its physical appearance, viscosity, pH, and stability. The findings indicated that ethanol extraction yielded significantly greater yields (p < 0.05), while the levels of total phenolic and flavonoid content varied depending on the solvent and extraction methods. However, specific bioactive compounds such as rutin and rosmarinic acid were exclusively detected in aqueous extracts. Notably, aqueous extracts obtained through ultrasonication and microwave extraction exhibited outstanding inhibition of 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS•+). Conversely, aqueous extracts from PEF extraction exhibited significantly strong inhibition of collagenase and elastase, with a collagenase inhibition of 69.1 ± 10.1%, comparable to that of epigallocatechin gallate (76.0 ± 1.2%). Besides, all extracts were considered safe as they did not induce any irritation in the HET-CAM test. Due to their notable anti-skin aging properties and safety, the aqueous extract of R. damascena leaves obtained through PEF was chosen for further development of LC formulations. LC formulations were successfully developed, yielding a homogenous transparent yellow gel, with the birefringence under the polarizing light microscope indicating the LC formation. Squalane was found to be more suitable for LC formulation compared to jojoba oil due to the resulting appealing appearance. However, temperature was found to affect the stability of all LC formulations. Only some LCs were stable after the centrifugation. Therefore, the LC exhibited a good stability, which composed of 2.5% w/w squalene and 35% w/w Tween® 85, were selected for the further incorporation of the extract. Various quantities of R. damascena leaf extract (0.1, 0.5, and 1% w/w) were successfully incorporated into the selected LC but resulted in a stronger color and higher viscosity depending on the extract concentration. All LCs were found to be stable in the room temperature since there was no change in the appearance, crystallinity, pH, and viscosity. Additionally, LC emphasized their capability to improve the stability of R. damascena leaf extract both physically and chemically. Therefore, it could be concluded that LC containing R. damascena leaf extract exhibited promising potential for further use in cosmetics and cosmeceuticals, contributing to the anti-skin wrinkles.

Abstract: ใบกุหลาบมอญจำนวนมากถูกทิ้งเป็นขยะทางการเกษตรทุกปีในระหว่างการตัดแต่งกิ่งเพื่อให้ออกดอก ดังนั้น การศึกษานี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาศักยภาพในการใช้ใบกุหลาบมอญเป็นแหล่งของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากแหล่งธรรมชาติและนำไปใช้เป็นสารออกฤทธิ์ในตำรับลิควิดคริสตัลสำหรับใช้งานทางเครื่องสำอางและเวชสำอาง โดยสกัดใบกุหลาบมอญแห้งด้วยวิธีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมด้วย เอทานอลร้อยละ 50 หรือ 95 หรือน้ำ ซึ่งวิธีการเหล่านี้รวมถึงการหมักแบบทั่วไป (3 รอบ 24 ชั่วโมง) การชง การตุ๋น การสกัดด้วยอัลตราโซนิก ไมโครเวฟ สารละลายไมเซลล์ และการสกัดด้วยสนามไฟฟ้าแบบพัลส์ที่ 10 กิโลโวลต์ต่อเซนติเมตร จากนั้นวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของสารสกัดโดยใช้โครมาโตกราฟีของเหลวสมรรถนะสูง วิธีโฟลิน-ชิโอแคลตู และวิธีอะลูมิเนียมคลอไรด์ พร้อมทั้งศึกษาฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระโดยใช้วิธีสเปกโตรโฟโตเมตรี เพื่อวัดความสามารถในการกำจัดอนุมูลอิสระและความสามารถในการรีดิวซ์เฟอร์ริก ศึกษาคุณสมบัติในการทำให้ผิวขาวขึ้นผ่านการวิเคราะห์ความสามารถในการยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนส ในขณะที่ศึกษาคุณสมบัติในการต้านริ้วรอยผ่านการวิเคราะห์ความสามารถในการยับยั้งเอนไซม์คอลลาจีเนสและอีลาสเตส จากนั้นทดสอบการระคายเคืองของสารสกัดแต่ละชนิดในเนื้อเยื่อไข่ไก่ สารสกัดใบกุหลาบที่มีฤทธิ์ทางเวชสำอางดีที่สุดและมีความปลอดภัยถูกนำไปใช้ในการพัฒนาตำรับลิควิตคริสตัล โดยประเมินปัจจัยต่างๆ ที่ส่งผลต่อตำรับลิควิตคริสตัล ได้แก่ ชนิดและปริมาณของวัฏภาคน้ำมันและสารลดแรงตึงผิว ซึ่งใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงโพลาไรซ์ในการการยืนยันการเกิดลิควิตคริสตัล นอกจากนี้ยังประเมินคุณลักษณะเฉพาะของตำรับ ในด้านลักษณะทางกายภาพ ความหนืด ค่าความเป็นกรดด่าง และความคงตัวของตำรับ โดยผลการวิจัยพบว่าการสกัดเอทานอลให้ผลผลิตสูงกว่าน้ำอย่างมีนัยสำคัญ (p < 0.05) ในขณะที่ปริมาณฟีนอลิกและฟลาโวนอยด์จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับตัวทำละลายและวิธีการสกัด อย่างไรก็ตาม มีการตรวจพบสารประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่เฉพาะเจาะจง เช่น รูตินและกรดโรสมารินิกในสารสกัดน้ำเท่านั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสารสกัดน้ำที่ได้จากการสกัดด้วยอัลตราโซนิกและไมโครเวฟซึ่งมีการยับยั้งอนุมูลอิสระเอบีทีเอสที่โดดเด่น ในทางกลับกัน สารสกัดน้ำที่สกัดด้วยสนามไฟฟ้าแบบพัลส์มีฤทธิ์ยับยั้งคอลลาจีเนสและอีลาสเทสที่ดีอย่างมีนัยสำคัญ โดยยับยั้งคอลลาจีเนสได้ร้อยละ 69.1 ± 10.1 ซึ่งเทียบได้กับอีพิกัลโลคาเทชินแกลเลต ที่ยับยั้งได้ร้อยละ 76.0 ± 1.2 นอกจากนี้ การสกัดด้วยสนามไฟฟ้าแบบพัลส์โดยใช้น้ำยังให้สารสกัดที่มีฤทธิ์ยับยั้งอีลาสเทสได้ร้อยละ 31.1 ± 5.5 ทั้งนี้ สารสกัดทั้งหมดมีปลอดภัยเนื่องจากไม่ก่อให้เกิดการระคายเคืองในการทดสอบในเนื้อเยื่อไข่ไก่ เนื่องจากคุณสมบัติในการต่อต้านริ้วรอยที่โดดเด่น ประกอบกับความปลอดภัย สารสกัดน้ำใบกุหลาบที่สกัดด้วยสนามไฟฟ้าแบบพัลส์ จึงถูกเลือกใช้ในการพัฒนาสูตรลิควิตคริสตัล ซึ่งตำรับที่พัฒนาขึ้นมีลักษณะเป็นเจลสีเหลือง โปร่งใส เป็นเนื้อเดียวกัน โดยมีการบิดระนาบแสงภายใต้กล้องจุลทรรศน์แสงโพลาไรซ์ซึ่งบ่งชี้ถึงการก่อตัวของลิควิตคริสตัล ซึ่งสควาเลนมีความเหมาะสมสำหรับลิควิตคริสตัลมากกว่าน้ำมันโจโจบา เนื่องจากให้ตำรับที่มีลักษณะที่น่าดึงดูด อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิส่งผลต่อความคงตัวของลิควิตคริสตัลทุกตำรับ โดยลิควิตคริสตัลบางตำรับเท่านั้นที่คงตัวดีหลังจากการปั่นเหวี่ยง ดังนั้น ตำรับลิควิตคริสตัลซึ่งประกอบด้วยสควาลีนร้อยละ 2.5 โดยน้ำหนัก และทวีน 85 ร้อยละ 35 โดยน้ำหนัก ซึ่งมีความคงตัวดีที่สุด จึงถูกเลือกเพื่อใส่สารสกัดเพิ่มเติม โดยสามารถผสมเข้ากันได้ดีกับสารสกัดใบกุหลาบในปริมาณต่าง ๆ ได้แก่ ร้อยละ 0.1, 0.5 และ 1 โดยน้ำหนัก โดยตำรับลิควิตคริสตัลที่ได้มีสีเข้มขึ้นและความหนืดที่สูงขึ้นเมื่อมีสารสกัดใบกุหลาบในความเข้มข้นสูงขึ้น นอกจากนี้ พบว่าตำรับลิควิตคริสตัลทั้งหมดมีความคงตัวในอุณหภูมิห้อง โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงลักษณะทางกายภาพ ความเป็นผลึก ความเป็นกรดด่าง และความหนืด ทั้งยังช่วยเพิ่มความคงตัวของสารสกัดใบกุหลาบได้ทั้งในด้านความคงตัวทางกายภาพและทางเคมี ดังนั้นจึงสามารถสรุปได้ว่า ลิควิดคริสตัลที่มีสารสกัดใบกุหลาบจึงมีศักยภาพในการนำไปใช้สำหรับเครื่องสำอางและเวชสำอางเพื่อต่อต้านริ้วรอยของผิวหนัง

Chiang Mai University. Library

Address: CHIANG MAI

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: Wantida Chaiyana

Role: Advisor

Name: Artit Yawootti

Role: Advisor

Name: Wachara Kanjanakawinkul

Role: Advisor

Created: 2024

Modified: 2025-01-13

Issued: 2025-01-13

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	651031040.pdf	2.44 MB	3	2025-10-30 08:22:49

ใช้เวลา

0.032396 วินาที