Chiết xuất và bào chế nanocellulose có nguồn gốc từ thân cây tía tô (Perilla frutescens (L.) Britt.) tải acid ferulic ứng dụng giải phóng qua đường uống.

Abstract

Nghiên cứu chiết xuất cellulose từ thân cây tía tô, bào chế nanocellulose (CNC) tải acid ferulic (AF) và đánh giá khả năng giải phóng hoạt chất trong môi trường mô phỏng đường uống. Cellulose được chiết xuất qua hai bước là xử lý kiềm (NaOH 10%, 70℃, 2 giờ) và tẩy trắng (NaClO 1,7%, 60℃, 1 giờ), hiệu suất thu hồi cellulose đạt 35,4%. CNC được điều chế bằng cách thủy phân acid sulfuric nồng độ H2SO4 65%, tỷ lệ w/v = 1:200, nhiệt độ dưới 5℃ trong 3 giờ. Kích thước hạt đạt MN = 0,554 µm, pHpzc =6,33. Độ bền của CNC trong môi trường dạ dày (pH=1,2) và ruột non (pH = 6,8) lần lượt là 88,22±1,92% và 93,11±0,84% và có khả năng bám dính đạt 33,55±0,64%. Hấp phụ acid ferulic trên nanocellulose đạt tối ưu tại nồng độ 20 µg/mL, ở nhiệt độ 35℃ trong 5 giờ. Hiệu suất hấp phụ đạt 32,38±1,38%, dung lượng đạt mức 10,79±0,46 mg/g. Phổ FT–IR của CNC/AF cho thấy đỉnh –OH dịch chuyển từ 3334 cm-1 (CNC) lên 3340 cm-1 và mở rộng, chứng tỏ hình thành liên kết hydro giữa CNC và AF. Đỉnh C–H tại 2893 cm-1 tăng cường độ do đóng góp của nhóm methoxy (–OCH3) từ AF. Đồng thời, sự xuất hiện của hai đỉnh đặc trưng của vòng thơm C=C tại 1594 cm-1 và 1511 cm-1 trên phổ CNC/AF khẳng định AF đã được tải thành công lên bề mặt vật liệu. Mô hình đẳng nhiệt Freundlich (R2 = 0,969) và động học giả bậc 1 (R2 = 0,9513) phù hợp nhất với dữ liệu thực nghiệm, năng lượng hấp phụ E = 1,56 kJ/mol (<8 kJ/mol) chứng minh cơ chế hấp phụ của hệ là hấp phụ vật lý. Kết quả giải phóng AF in vitro trong môi trường mô phỏng đường uống cho thấy CNC bảo vệ AF tốt trong môi trường dạ dày (% giải phóng < 7,5% sau 2 giờ) và giải phóng chậm ở ruột non (đạt khoảng 10% sau 6 giờ). Tóm lại, nghiên cứu đã chiết xuất cellulose và bào chế CNC thành công từ thân cây tía tô. Xây dựng hệ mang CNC/AF có khả năng bảo vệ hoạt chất trong môi trường acid dạ dày và giải phóng có kiểm soát tại ruột non, tạo tiền đề cho các nghiên cứu sâu hơn về sinh khả dụng đường uống và ứng dụng trong công nghệ bào chế dược phẩm.