Development of nanoemulsions loaded with combination of green tea and Indian gooseberry extracts with synergistic biological activities

การพัฒนาตำรับนาโนอิมัลชันที่กักเก็บสารสกัดผสมชาเขียวและมะขามป้อมที่มีการเสริมฤทธิ์ทางชีวภาพ

Name: Rattanaporn Kanthada

LCSH: Nanobiotechnology

LCSH: Green tea

LCSH: Free radicals (Chemistry)

Abstract: Previous studies have demonstrated that green tea and Indian gooseberry contain a significant content of bioactive compounds, contributing to their strong antioxidant potential. However, limited research has been conducted on the synergistic effects of these extracts and their incorporation into an efficient delivery system. Therefore, this study aimed to investigate the bioactive compounds present in green tea and Indian gooseberry extracts, as well as their individual antioxidant activities using DPPH, ABTS, FRAP, and lipid peroxidation inhibition assays. Subsequently, the synergistic effects of combined extracts were examined at various ratios: 0.5(IC50): 0.5(IC50), IC50: IC50, 2(IC50): 2(IC50), 4(IC50): 4(IC50), 5(IC50): 5(IC50), and 10(IC50): 10(IC50), with IC50 values received from the DPPH and ABTS assays. The combination index (CI) was then calculated to identify the optimal synergistic ratio. The synergistic extract ratio was further evaluated for its tyrosinase inhibition activity and anti-aging potential. The optimal extract ratio was subsequently incorporated into a nanoemulsion formulation, and its physicochemical properties and stability under various conditions were assessed. Quantitative analysis of bioactive compounds revealed that green tea extract exhibited higher total phenolic and total flavonoid contents (611.87 ± 0.00 mg gallic acid equivalent/g extract and 63.80 ± 0.01 mg quercetin equivalent/g extract, respectively) compared to Indian gooseberry extract (65.82 ± 0.01 mg gallic acid equivalent/g extract and 44.04 ± 0.01 mg quercetin equivalent/g extract, respectively). Green tea extract demonstrated superior antioxidant activity, with IC50 values of 6.27 ± 0.11 μg/mL (ABTS assay), 8.20 ± 1.02 μg/mL (DPPH assay), and 1.52 ± 0.06 mg/mL (lipid peroxidation inhibition assay). The FRAP assay further confirmed the stronger ferric-reducing ability of green tea extract (3442.59 ± 111.16 mg ferrous sulfate equivalent/mg extract) compared to Indian gooseberry extract. The combination of green tea and Indian gooseberry extracts exhibited synergistic antioxidant effects at multiple ratios, specifically 5(IC50): 5(IC50), 5(IC50): 10(IC50), 10(IC50): 5(IC50), and 10(IC50): 10(IC50) ratios from the ABTS assay, and 4(IC50): 4(IC50) and 10(IC50): 10(IC50) ratios from the DPPH assay. The extract combination at a ratio of 10(IC50): 10(IC50) (from ABTS assay) showed the highest inhibition of collagenase and hyaluronidase enzymes, whereas the ratio of 4(IC50): 4(IC50) (from DPPH assay) exhibited strong inhibitory effects on elastase and tyrosinase. Based on these findings, the synergistic 4(IC50): 4(IC50) (from DPPH assay) extract ratio at 10% w/w was selected to incorporate into a nanoemulsion system consisting of isopropyl myristate, polyglycerol polyricinoleate, Polysorbate 80, and polyethylene glycol 400. The nanoemulsion was prepared using high-shear homogenization and ultrasonic emulsification. The resulting formulation exhibited a particle size of 319.2 ± 5.12 nm, a polydispersity index (PDI) of 0.421 ± 0.01, and a zeta potential of 22.93 ± 0.3 mV. The nanoemulsions demonstrated efficient encapsulation of green tea and Indian gooseberry extracts, with encapsulation efficiencies of 66.68 ± 0.16% and 69.73 ± 0.65%, respectively. In the stability assessment under accelerated conditions (heating-cooling cycle) and storage at 4°C and 30°C for one month, the nanoemulsions containing green tea and Indian gooseberry extracts exhibited no noticeable physical changes at 4°C. However, an increase in particle size was observed, indicating potential instability over time. Based on these findings, it can be concluded that green tea and Indian gooseberry extracts exhibit a synergistic effect in inhibiting oxidation, as well as possessing skin-brightening and antiaging properties. While the nanoemulsion formulation demonstrated favorable characteristics upon preparation, further optimization is required to enhance its long-term stability.

Abstract: จากงานวิจัยก่อนหน้าพบว่า ชาเขียวและมะขามป้อมมีสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจำนวนมาก ส่งผล ให้มีความสามารถในการค้านปฏิกิริยาออกซิเดชั่นที่ดี แต่อย่างไรก็ตามยังมีการศึกษาน้อยในเรื่องของการ เสริมฤทธิ์กันของสารสกัด และการนำสารสกัดมาพัฒนาต่อให้อยู่ในระบบนำส่งที่มีประสิทธิภาพ ดังนั้น งานวิจัยนี้จึงมีจุดมุ่งหมายเพื่อศึกษาสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพในชาเขียวและมะขามป้อม รวมทั้งศึกษา ความสามารถในการด้านอนุมูลอิสระของสารสกัดเดี่ยวด้วยวิธี DPPH, ABTS, FRAP และ Ipid peroxidation indibition จากนั้นทำการศึกษาญาฤทธิ์ของสารสกัดผสมในอัตราส่วน 0.5(IC50): 0.5(IC50), IC50: IC50, 2(IC50): 2(IC50), 4(IC50): 4(IC50), 5(IC50): 5(IC50) และ 10(IC50): 10(IC50) โดยค่า IC50 น่ามาจากผลของการทศสอบ DPPH และ ABTS จากนั้นนำผลการศึกษาฤทธิ์ด้านปฏิกิริยาออกซิเคชันของสารสกัด ผสมมาหาค่าดัชนีการรวมกัน (Combination Inder, CD เพื่อหาอัตราส่วนที่มีการเสริมฤทธิ์ หลังจากนั้น อัตราส่วนที่เสริมฤทธิ์กันจะถูกนำไปศึกษาความสามรถในการยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนสและ ความสามารถในการยับยั้งการแก่ ซึ่งสารสกัดในอัตราส่วนที่เหมาะสมดังกล่าวจะถูกบรรจุลงในนาโน อิมัลชัน ศึกษาคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์และความคงตัวในสภาวะต่างๆ ผลการหาปริมาณสารออกฤทธิ์ทาง ชิวภาพ พบว่าชาเขียวมีปริมาณฟืนอลิกรวมและฟลาโวนองค์รวมเท่ากับ 611.87 + 0.00 มิลลิกรัมของกรด แกลลิกต่อกรัมของสารสกัด และ 63.80 + 0.01 มิลลิกรัมของเควอเซตินต่อกรัมของสารสกัด ตามลำคับ ซึ่ง สูงกว่ามะขามป้อมที่มีปริมาณพีฟนอลิกรวมและฟลาโวนอยค์รวมเท่ากับ 65.82 + 0.01 มิลลิกรัมของกรด แกลลิกต่อกรัมของสารสกัด และ 44.04 + 0.0.0 มิลลิกรัมของเควอเซตินต่อกรัมของสารสกัด สารสกัดชา เขียวให้ฤทธิ์ขับยังปฏิกิริยาออกซิเคชันคึกว่าสารสกัดมะขามป้อม โดยมีค่า IC. เท่ากับ 6.27 0.11 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร เมื่อทดสอบด้วยวิธี ABTS,IC, เท่ากับ 8.20 + 1.02 ไมโครกรัมต่อลิลลิตร เมื่อ ทดสอบด้วยวิธี ABTS และ IC. เท่ากับ 1.52 20.06 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร เมื่อทสอบด้วยวิธี Epid peroxidation inhibition ในส่วนของการทศศสอบความสามารถในการรีดิวซ์เฟอร์ริกค้ายวิธี FRAP พบว่า สารสกัดชาเขียวมีความสามารถในการดิวซ์เฟอร์ริกสูงกว่าสารสกัดมะขามป้อม โดยมีค่า FRAP เท่ากับ 3442.59 + 111.16 มิลลิกรัมของเหล็ก(I)ซัลเฟลต่อมิลลิกรัมของสารสกัด การเสริมฤทธิ์ด้านปฏิกิริยา ออกซิเคชันของสารสกัดชาเขียวและสารสกัดมะขามป้อมพบว่า สามารถเกิดขึ้นได้ในหลายอัตราส่วน 'ได้แก่ 5(IC50): 5(IC50), 5(IC50): 10(IC50), 10(IC50): 5(IC50) และ 10(IC50): 10(IC50) อัตราส่วนจากการ ทดสอบด้วยวิธี ABTS อัตราส่วน 4 4(IC50): 4(IC50) และ 10(IC50): 10(IC50) อัตราส่วนจากการทศสอบด้วย วิธี DPPH ในการศึกษาฤทธิ์ยับยั้งคอลลาจีเนสและชับขั้งไฮยาลูโรนิเดส พบว่าที่ อัตราส่วน 10(IC50): 10(IC.)จากวิธี ABTS มีประสิทธิภาพสูงสุดในการยับยั้งเอนไซม์ดังกล่าว ในขณะที่อัตราส่วน 4(IC50): 4(IC50) จากวิธี DPPH มีฤทธิ์ที่ดีในการยับยั้งอีลาสเตสและไทโรซิเนส ดังนั้นจึงเลือกอันตราส่วนที่เสริม ฤทธิ์กันของ 4(IC50): 4(IC50) จากวิธี DPPH ที่มีความเข้มชั้น 10% w/w โหลดลงในระบบนาโนอิมัลชันที่ประกอบไปด้วย isopropy! myristate, polyglycerol polyricinoleate, polysorbate 80 & polyethylene glycol 400 โดยใช้โฮโมจีในเซอร์แรงเฉือนสูงและเครื่องอัลตราโซนิกในการเตรียมดำรับ ดำรับที่กักเก็บ สารสกัดผสมมีขนาดอนุภาค เท่ากับ 319.2 +5.12 นาในเมตร ค่าการกระจายตัวของขนาดอนุภาค (Polydispersity index, PDI) เท่ากับ 0.421 + 0.01 ค่าศักดิ์ซีตา (Zeta potential) เท่ากับ 22.93 3 มิลลิ โวลต์ ระบบนาโนอิมัลวันที่เตรียมขึ้นมีประสิทธิภาพการกักเก็มสารสกัดชาเขียวและสารสกัดมะขามป้อม อยู่ที่ 66.68 + 0.16% และ 69.73 + 0.65% คามสำคับ ในด้านการทคสอบความคงตัวของดำรับในสภาวะเร่ง (Heating-Cooling cycle), อุณหภูมิ 4 ˚C และ 30 ˚C เป็นระยะเวลา 1 เดือน พบว่านาโนอิมัลชันที่บรรจุสาร สกัดชาเชียวและสารสกัดมะขามป้อมมีลักษณะทางทายกายภาพที่ไม่เปลี่ยนแปลงไปที่ 4 ˚C แต่พบว่าขนาค อนุภาคเพิ่มขึ้น ซึ่งอาจไม่คงตัวในอนาคต จากผลการทคลองทั้งหมดสามารถสรุปได้ว่าสารสกัดชาเขียว และสารสกัดมะขามป้อมมีการเสริมฤทธิ์กันในการขับยั้งปฏิกิริยาออกซิเคชัน อีกทั้งยังมีฤทธิ์ช่วยให้ผิว กระจ่างใสและช่วยชะลอความแก่ของผิว และนาในอิมัลชันที่กักเก็บสารสกัดผสมของสารสกัดชาเขียวและสารสกัดมะขามป้อมมือณลักษณะที่ดีหลังเตรียมแต่ต้องมีการพัฒนาเพิ่มเติมเพื่อให้มีความคงตัวที่ดีมากขึ้นในอนาคต

Chiang Mai University. Library

Address: CHIANG MAI

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: Kanokwan Kiattisin

Role: Advisor

Name: Mathukorn Sainakham

Role: Advisor

Created: 2025

Modified: 2025-09-23

Issued: 2025-09-23

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	651031041.pdf	777.28 KB

ใช้เวลา

0.035882 วินาที