Nghiên cứu tổng hợp xanh hạt nano selen ứng dụng làm chất bổ sung vi lượng cho thực phẩm và mỹ phẩm

Selen (Se) là một nguyên tố vi lượng thiết yếu mà cơ thể con người không thể tự tổng hợp, do đó cần được bổ sung thông qua chế độ ăn uống hoặc thực phẩm bổ sung. Se là thành phần cấu trúc của trung tâm hoạt động trong nhiều enzym chống oxy hóa và các protein chức năng, đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì hoạt động của hệ miễn dịch, điều hòa chuyển hóa hormone tuyến giáp, ức chế sự tiến triển của ung thư, cũng như hỗ trợ chức năng sinh sản thông qua cơ chế chống oxy hóa, điều hòa hormone và bảo vệ tế bào sinh dục. Tuy nhiên, việc bổ sung Se quá mức có thể dẫn đến nhiều tác dụng không mong muốn, thậm chí gây độc và tử vong. Do đó, việc lựa chọn dạng Se phù hợp nhằm tối ưu hóa lợi ích sinh học đồng thời hạn chế các tác động bất lợi do quá liều là một vấn đề cần được quan tâm. So với Se ở dạng ion, nano selen (SeNP) cho thấy sinh khả dụng cao hơn, hoạt tính sinh học vượt trội và độc tính thấp hơn.

Việc tổng hợp các hạt nano kim loại nói chung và SeNP nói riêng có thể được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm phương pháp hóa học, vật lý và sinh học. Trong khi các phương pháp vật lý thường tiêu tốn nhiều thời gian và năng lượng, các phương pháp hóa học lại sử dụng nhiều hóa chất tiềm ẩn nguy cơ độc hại và có thể tạo ra các sản phẩm phụ không mong muốn; phương pháp tổng hợp sinh học, đặc biệt là tổng hợp xanh sử dụng dịch chiết thực vật làm tác nhân khử, đang nhận được nhiều sự quan tâm nhờ khả năng tạo ra các hạt nano có kích thước trong khoảng 1–100 nm, tính an toàn cao và tiềm năng mở rộng ở quy mô lớn. Các dịch chiết thực vật giàu polyphenol đóng vai trò là nguồn tác nhân khử hiệu quả, không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất và tác động môi trường mà còn cải thiện chất lượng, sự tương thích và độ ổn định của các hạt nano thu được. Vì vậy, việc lựa chọn dịch chiết thực vật phù hợp là yếu tố then chốt trong công nghệ tổng hợp xanh hạt nano.

Nhiệm vụ phát triển công nghệ mã số UDPTCN03/23-25 do PGS.TS. Nguyễn Thị Mai Phương, Viện Sinh học làm chủ nhiệm với mục tiêu tổng hợp xanh hạt SeNP để ứng dụng làm chất bổ sung vi lượng cho thực phẩm và mỹ phẩm đã sử dụng dịch chiết thực vật giàu polyphenol, có hoạt tính chống oxi hoá cao từ cây Vối (Cleistocalyx operculatus L.) và Thổ Phục Linh (Smilax glabra Roxb) làm tác nhân khử riêng lẻ hay kết hợp với plasma điện hoá. Hai quy trình công nghệ lõi tổng hợp xanh SeNP đã được đưa ra, cho phép tổng hợp được SeNP có nồng độ Se đạt 300 - 400 ppm, kích thước hạt trong khoảng 50-200 nm và hiệu suất tổng hơp đạt ⁓ 99%. Hạt SeNP thu được có hoạt tính chống oxi hoá và kháng khuẩn tốt, có độc tính thấp hơn so với SeNP tổng hợp bằng phương pháp hoá học, có tiềm năng ứng dụng làm nguyên liệu trong thực phẩm và mỹ phẩm. Sau 36 tháng thực hiện, đề tài đã thu được những kết quả cụ thể sau:

- Xây dựng quy trình tổng hợp xanh SeNP (TPL+PLS) sử dụng dịch chiết rễ cây Thổ Phục Linh (TPL) kết hợp với plasma điện hoá (PLS) có nồng độ Se đạt ⁓ 400 ppm, kích thước hạt < 100 nm và hiệu suất tổng hợp đạt ⁓ 99%.

- Xây dựng quy trình tổng hợp xanh SeNP sử dụng dịch chiết lá Vối có nồng độ Se đạt ⁓ 300 ppm, kích thước hạt trong khoảng 50-200 nm và hiệu suất tổng hơp đạt ⁓ 99%.

- Đánh giá độc tính tế bào và các hoạt tinh sinh học của SeNP tổng hợp được. Kết quả cho thấy hạt SeNP (TPL + PLS) không gây độc tế bào ở nồng độ ≤ 200 mg/mL. SeNP có hoạt tính ức chế sự tạo thành gốc tự do của DPPH (94% tại nồng độ 125 µg/mL); ức chế sự tạo thành superoxide (88% tại nồng độ 125 µg/mL); và có hoạt tính kháng khuẩn S. aureus, E. coli và nấm C. albicans với vòng kháng khuẩn d đạt 25, 25, 27 mm ở nồng độ 0,2 mg/mL.

- Đánh giá độc tính cấp (LD50) của chế phẩm SeNP (TPL+PLS). Giá trị LD50 là 7,5 mg/kg thể trọng chuột, thấp hơn khoảng 3 lần so với SeNP tổng hợp bằng phương pháp hoá học.

- Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở của SeNP và hồ sơ công bố nguyên liệu để sẵn sàng chuyển giao.

- Công bố  01 bài báo khoa học trên tạp chí Nano-Structures & Nano-Objects. 38 (2024): 101185 (Scimago, Q2, CiteScore 5.4).

- Được cấp 01 bằng độc quyền sáng chế số 45654 do Cục SHTT cấp ngày 27/02/2025 về " Quy trình tổng hợp hạt nano selen (SeNP) sử dụng dịch chiết Thổ phục linh (Smilax glabra Roxb) kết hợp với plasma điện hoá”.

- Được cấp 01 bằng độc quyền GPHI số 4323 do Cục SHTT cấp ngày 12/08/2025 về “Quy trình tổng hợp xanh hạt nano selen (SeNP) có hoạt tính kháng khuẩn sử dụng dịch chiết lá vối (Cleistocalyx operculatus L.) làm tác nhân khử.

Một số hình ảnh kết quả của nhiệm vụ:

Dung dịch SeNP	Ảnh TEM
Phổ UV	Phổ FTIR

Hình ảnh 02 công bố Sở hữu trí tuệ của nhiệm vụ

Kết quả của đề tài góp phần chủ động tổng hợp hạt SeNP bằng quy trình tổng hợp xanh sử dụng dịch chiết lá Vối hay rễ cây thuốc Thổ phục linh làm tác nhân khử, đơn giản, an toàn, thân thiện với môi trường, định hướng cho các nghiên cứu ứng dụng trong thực phẩm và mỹ phẩm. Các quy trình xây dựng được cũng cho phép tận dụng được nguồn nguyên liệu là lá cây Vối, từ đó có thể phát triển được nguồn nguyên liệu theo hướng bền vững, kết hợp trồng và khai thác có hiệu quả, nên còn có hiệu quả lâu dài về mặt kinh tế, xã hội.

Ngày 30/12/2025, Hội đồng nghiệm thu cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã họp nghiệm thu và đánh giá nhiệm vụ xếp loại Xuất sắc. Đồng thời Hội đồng đề nghị nhóm tiếp tục nghiên cứu đề xuất thực hiện pha hai để đánh giá sâu hơn về các hoạt tính sinh học, tính ổn định và hoàn thiện các quy trình tổng hợp xanh hạt SeNP ở quy mô lớn để có thể thực hiện chuyển giao hoặc thương mại sản phẩm.

Cung cấp tin: Bùi Văn Hiển, Ban Ứng dụng và Triển khai công nghệ
Xử lý tin: Thanh Hà