การศึกษากระบวนการสกัดและคุณลักษณะของสารสกัดถั่วเหลืองเพื่อนำส่งผ่านผิวหนัง ในรูปแบบไมโครอิมัลชัน

Abstract

สารสำคัญที่ได้จากการสกัดถั่ว เหลืองมีประโยชน์มากมายต่อสุขภาพ สารสำคัญคือเจนิสเทอีนและไดเซอีน ซึ่งเป็นสารในกลุ่มไอโซฟลาโวน มีลักษณะโครงสร้างคล้ายกับเอสโตรเจนในร่างกายมนุษย์ มีประโยชน์ต่อสุขภาพเช่น มีฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระ รวมไปจนถึงคุณสมบัติที่ดีต่อผิวหนัง วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนีเพื่อพัฒนาการนำส่งเจนิสเทอีนและไดเซอีนจากการสกัด ถั่วเหลืองและนำส่งทางผิวหนังในรูปแบบของไมโครอิมัลชัน จากการเปรียบเทียบการสกัดด้วยวิธีการต่างๆ พบว่าการสกัดด้วยวิธีดั่งเดิมที่อุณหภูมิ 65 องศาเซลเซียสให้เจนิสเทอีนและไดเซอีนในปริมาณที่สูงสุด สารสกัดที่ได้จากวิธีการนี้ถูกเลือกมาทำการศึกษาต่อโดยทำให้อยู่ในรูปแบบผงแห้งโดยวิธีการพ่นแห้ง โดยใช้สารช่วยต่างชนิดกัน เพื่อศึกษาผลของการใช้สารช่วยต่อ สมบัติต่าง ๆ พบว่าผงแห้งที่ไม่ใส่สารช่วยมีความคงตัวมากที่สุด ตลอดระยะเวลา 3 ปีที่อุณหภูมิห้องโดยพิจารณาจากปริมาณของเจนิสเทอีน และไดเซอีน การศึกษาคุณสมบัติในการต้านอนุมูลอิสระ ศึกษาด้วยวิธี DPPH และ ABTS ปริมาณสารประกอบฟีนอลและไอโซฟลาโวนด้วยวิธี Folin-Ciocalteau และ HPLC ผลการทดลอง พบว่าไดเซอีน เจนิสเทอีนและ trolox มีค่า IC50 เมื่อทดสอบด้วยวิธี DPPH assay เท่ากับ 0.41, 0.39 และ 0.28 มก/มล. โดยลำดับ และเมื่อทดสอบด้วยวิธี ABTS assay ไดเซอีนและเจนิสเทอีนมีค่าIC50 เท่ากับ 0.55 และ 0.53 มก/มล. ตามลำดับ ซึ่งมีค่าสูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับ สารมาตรฐาน trolox ที่มีค่า IC50 เท่ากับ 0.88 มก/มล. จากนั้นได้หาสัดส่วนที่เหมาะสมที่สุดในการเกิดระบบไมโครอิมัลชัน โดยการใช้ pseudo ternary phase diagram พบว่าน้ำมันสามชนิดคือ น้ำมันเลมอน น้ำมันลาเวนเดอร์ และน้ำมันเปปเปอร์มินท์ เป็นน้ำมันที่เหมาะสมจากน้ำมันที่หาง่ายจำนวน15 ชนิดและใช้สารลดแรงตึงผิวคือ ทวีน80 และ ทวีน20 (อัตราส่วน 1:1) โดยมีเอธานอลเป็นสารลดแรงตึงผิวร่วม ซึ่งพบว่าสัดส่วนของน้ำมันที่ 30%, 40% และ 50% มีความเข้ากันได้ดีระหว่างน้ำมัน สารลดแรงตึงผิว และสารลดแรงตึงผิวร่วม ศึกษาสูตรตำรับที่มีความคงตัวทางเคมีและกายภาพที่ 40 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 3 เดือน พบว่าตำรับไมโครอิมัลชัน F06le เป็นตำรับที่ดีสุด ประกอบด้วยน้ำมันเลมอน30% ทวีน20 10% ทวีน80 10% เอธานอล 40% และน้ำโดยไม่มีการเปลี่ยนสภาพ ไม่มีการแยกชั้น หรือตกตะกอนของสารสำคัญและสารสำคัญ มีปริมาณที่สูงตลอดระยะเวลาสามเดือนจากนั้นศึกษาการซึมผ่านผิวหนังของสารสำคัญโดยใช้ผิวหนังของหมูMicro-Yucatan ซึ่งมีคุณสมบัติใกล้เคียงกับผิวหนังมนุษย์ การสะสมตัวยาในผิวหนังนอกร่างกาย พบว่าไมโครอิมัลชัน F06le มีการซึมผ่านสูงสุดเมื่อเทียบกับตำรับอื่น มีค่าการซึมผ่านผิวหนังที่ 48 ชั่วโมง เท่ากับ 5.12 ไมโครกรัมต่อพื้นที่ผิว 1 ตารางเซนติเมตรสำหรับเจนิสเทอีน และ 1.08 ไมโครกรัมต่อพื้นที่ผิว 1 ตารางเซนติเมตรสำหรับเจนิสเทอีน มีค่า Steady-state fluxหรือ Jss ของเจนิส เทอีนท่ากับ 0.0020±0.91 ไมโครกรัมต่อพื้นที่ผิว 1 ตาราง เซนติเมตรต่อชั่ว โมง และของไดเซอีนเท่ากับ 0.00058±0.74 ไมโครกรัมต่อพื้นที่ผิว 1 ตาราง เซนติเมตรต่อ และมีค่าระยะเวลาในการเริ่มซึมผ่านหรือ Tlag ของตำรับเท่ากับ 22.01±0.4 ชั่ว โมงสำหรับเจนิสเทอีน และ 36.79±0.12 สำหรับไดเซอีน ผลจากการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าตำรับยาทาภายนอกที่เตรียมได้มีคุณสมบัติในการนำส่งไอโซฟลาโวนและเพิ่ม การซึมผ่านเข้าสู่ผิวหนัง จากการศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นถึงประโยชน์จากถั่ว เหลืองในการต้านอนุมูลอิสระ และการทำแห้งเพื่อเพิ่มความคงตัว รวมทั้งการใช้ไมโครอิมัลชันเพื่อประสิทธิภาพในการนำส่งไอโซฟลาโวนผ่านผิวหนังซึ่งมีคุณโครงสร้างคล้ายเอสโตรเจน ซึ่งข้อมูลที่ได้มีประโยชน์ต่อการพัฒนาผลิตภัณฑ์ทางธรรมชาติ อุตสาหกรรมเครื่องสำอาง รวมทั้งประโยชน์ต่อการพัฒนาระบบนำส่งที่มีประสิทธิภาพโดยอาศัยระบบไมโครอิมัลชัน Soybean has numerous health benefits derived from their functional contents including isoflavones, especially daidzein and genistein, natural antioxidant and estrogen-like molecules and also known for its various skin benefits. The purpose of this research was to develop the delivery of a soybean extract, namely genistein and daidzein, by incorporating it into the microemulsion system in order to enhance the permeation properties. When comparing the extraction operated by different methods, it was found that the extraction conducted by the classical method, i.e. at temperature of 65 C, provided the highest amount of concentration of daidzein and genistein. It was selected to evaluate the effects of several excipients for spray drying on the chemical and biological properties of soybean extract. The extracted soybean powder without any excipient possessed the highest stability, retaining the highest concentration of genistein and daidzein for a three years period of storage, at room temperature. The antioxidant activities of the soybean extracts were evaluated by free radical scavenging (DPPH and ABTS) assays. Total phenolic and isoflavone substances were also determined by using Folin-Ciocalteau reagent and developed HPLC methods, respectively. The results showed that the IC50 values of daidzein, genistein and reference standard, trolox, by DPPH radical scavenging assay were 0.41, 0.39 and 0.28 mg/ml, respectively. Daidzein and genistein were found to scavenge the ABTS+ with the IC50 values of 0.55 and 0.53 mg/ml, respectively, and their activities were also higher than trolox (IC50 = 0.88 mg/ml). The extracts were then formulated into microemulsion using pseudoternary phase diagrams to construct for proper ratio of components for various microemulsion formulations. As a result, the formulations, which were prepared by using lemon oil, lavender oil and peppermint oil as the oily phase; a mixture of Tween 20® with Tween 80® (1:1 ratio) as surfactants; and ethanol as a cosurfactant, were suitable among 15 simple studied oils. The 30%, 40% and 50% of oils were selected considering from the wide region of missibility among oil, surfactant and co-surfactant. All microemulsions were evaluated for their chemical and physical stabilities when stored at 40°C for three months. F06le formulation showed the best microemulsions, consisting of 30% lemon oil, 10% Tween 20®, 10% Tween 80® and, 40% ethanol and DI-water. It presented a clear microemulsions, no drug precipitation or separation and the amounts of genistein and daidzein remained high level all through three months. Further study was on skin permeation using Yucatan micro pig skin which possessing a similar property to human skin. F06le provided significantly the highest skin permeation parameters. The cumulative amount at 48 hours Q48 (genistein = 5.12 μg/cm2, daidzein = 1.08 μg/cm2) and the steady state flux, Jss, (genistein = 0.0020±0.91 and daidzein = 0.00058±0.74 μg/cm2/h), when compared to other formulations. The lag time (Tlag) of genistein and daidzein was 22.01±0.4 hours and 36.79±0.12, respectively. These parameters demonstrated that the isoflavones had high potential for skin delivery as well as high permeation properties. The study showed the beneficial effect of soybeans for their antioxidant activities and the application of drying process to improve the soybean stability. It is proved that the soy isoflavone extracts, rich in effective estrogen-like agents, can be loaded into micoremulsion to increase the skin permeation. The research could then be extended to the development of other natural products for nutraceutic or cosmetic manufacturing and for the delivery system using the application of microemulsion system.