Polysorbate 80 là gì? Công dụng và cách dùng

Polysorbate 80 là gì?

Polysorbate 80 là một chất hoạt động bề mặt không ion có tính ưa nước, được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp mỹ phẩm và chăm sóc cá nhân, thực phẩm và dược phẩm.

Polysorbate 80, còn được gọi là Tween 80, là một dung dịch màu hổ phách có khả năng hoạt động như chất nhũ hóa, giúp kết hợp nước và dầu thành hỗn hợp đồng nhất, ổn định. Thông thường, tỷ lệ Polysorbate 80 được khuyến nghị sử dụng khoảng 25% so với tổng lượng dầu và bơ trong công thức, nhằm đảm bảo sự phân tán đồng đều, hạn chế tách lớp và tăng tính an toàn khi sử dụng sản phẩm.

Điều chế sản xuất Polysorbate 80

Polysorbate 80 được sản xuất qua một quy trình hóa học nhiều giai đoạn, trong đó bước đầu tiên là ethoxyl hóa Sorbitan - hợp chất khử nước của Sorbitol, một loại rượu đường phổ biến có trong các loại trái cây tự nhiên như táo, lê và đào. Trong giai đoạn ethoxyl hóa, Sorbitan phản ứng với Ethylene oxide, với số lượng trung bình khoảng 80 đơn vị Ethylene oxide được gắn vào phân tử, tạo nên các chuỗi polyoxyethylene ưa nước.

Tiếp theo, hợp chất này trải qua quá trình ester hóa với acid oleic - một acid béo không bão hòa có trong dầu thực vật, nhằm bổ sung phần đuôi kỵ nước cho phân tử. Sự kết hợp giữa các nhóm ưa nước và kỵ nước trong cấu trúc giúp Polysorbate 80 có đặc tính hoạt động bề mặt mạnh mẽ, vừa hút nước vừa hút dầu.

Sản phẩm cuối cùng là một dung dịch hơi sền sệt, có màu vàng nhạt đến vàng hổ phách, dễ dàng hòa tan trong nước và có khả năng tạo nhũ tương ổn định, nhờ đó được ứng dụng rộng rãi trong thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm.

Cơ chế hoạt động

Polysorbate 80 là thành phần quan trọng trong các công thức protein, giúp giảm thiểu tổn thương bề mặt của phân tử protein khi chịu áp lực cơ học trong quá trình vận chuyển và xử lý. Thành phần này cũng tác động đến độ bền quang của dung dịch, vì khi tiếp xúc với ánh sáng trong môi trường nước, Polysorbate 80 có thể tạo peroxide, dẫn đến quá trình oxy hóa các gốc axit amin nhạy cảm trong protein.

Một nghiên cứu trên chuột cho thấy Polysorbate 80 làm tăng tính thấm từ màng đỉnh đến màng đáy của digoxin trong tế bào Caco-2, cho thấy Polysorbate 80 hoạt động như chất ức chế P-glycoprotein in vitro. Kết quả này gợi ý rằng Polysorbate 80 có thể ảnh hưởng đến sự hấp thu các chất nền P-gp trong cơ thể sống, bao gồm cả ở người.

Polysorbate 80 được sử dụng trong mỹ phẩm và dược phẩm với các công dụng sau:

• Là nguyên liệu phổ biến trong thực phẩm và các công thức mỹ phẩm handmade chăm sóc da, tóc.
• Giúp hòa trộn nước và dầu, tạo hỗn hợp đồng nhất.
• Hoạt động như chất hòa tan và chất hoạt động bề mặt trong xà phòng và các sản phẩm vệ sinh cá nhân.
• Đóng vai trò làm ẩm, phân tán, điều chỉnh độ ẩm và độ nhớt trong nhiều loại mỹ phẩm.
• Polysorbate 80 thường có mặt trong các sản phẩm trang điểm như kem nền, phấn mắt hay son môi, với vai trò hỗ trợ phân tán sắc tố đồng nhất, tạo nên lớp nền đều màu và mượt mà.
• Hỗ trợ như chất bảo quản, tăng cường hiệu quả bảo quản sản phẩm.
• Được FDA phê chuẩn sử dụng trong thuốc giảm nhãn khoa và các sản phẩm nhãn khoa không kê đơn (OTC).
• Polysorbate 80 được ứng dụng như chất hòa tan trong các chế phẩm tiêm tĩnh mạch của thuốc chống loạn nhịp tim amiodarone.

Đầu tiên, hòa đều Polysorbate 80 với tinh dầu theo tỷ lệ 1:1 để tạo thành hỗn hợp đồng nhất. Sau đó, từ từ cho hỗn hợp này vào nước hoặc cồn, khuấy nhẹ để các thành phần hòa quyện tốt hơn. Khi mới bắt đầu, bạn nên thử với một lượng nhỏ để kiểm tra độ tan và sự ổn định của hỗn hợp, đồng thời đánh giá mùi hương cũng như hiệu quả mong muốn.

Trong một số trường hợp, tùy theo đặc tính của tinh dầu hoặc mục đích sử dụng, có thể cần tăng tỷ lệ Polysorbate lên 2:1 hay 3:1 so với tinh dầu để đạt được độ tan hoàn toàn và hạn chế tình trạng tách lớp. Việc điều chỉnh tỷ lệ nên được thực hiện dần dần để tìm ra công thức phù hợp nhất cho từng ứng dụng cụ thể.

Trong công nghiệp thực phẩm

Polysorbate 80 được dùng làm chất khử bọt trong quá trình lên men của một số loại rượu vang, đồng thời còn được sử dụng để liên kết trong kem, pudding nhằm giữ kết cấu kem mịn màng, không bị tách lớp. Nó cũng được dùng để làm đặc thực phẩm và giúp nước sốt trở nên sánh mượt.

Polysorbate 80 đạt chuẩn thực phẩm giúp các thành phần lỏng gốc nước và gốc dầu dễ dàng hòa trộn với nhau. Ứng dụng phổ biến của nó là trong kem, dưa chua, vitamin và các loại sốt.

• Kem: Polysorbate 80 đóng vai trò quan trọng khi giúp tạo nên kết cấu mịn mượt, đồng thời giữ chất béo và nước liên kết chặt chẽ với nhau để duy trì hình dạng ổn định. Ngoài ra, nó còn có tác dụng ngăn chặn sự hình thành tinh thể băng, từ đó giúp kem giữ được độ mềm mịn và khó tan chảy hơn.
• Dưa chua: Là chất hòa tan, giúp phân tán hương vị và màu sắc trong thực phẩm.
• Thực phẩm bổ sung vitamin: Được dùng làm chất hòa tan và phân tán trong các vitamin tan trong chất béo và các chế phẩm vitamin - khoáng chất.
• Nước sốt bơ: Polysorbate 80 giúp tạo ra nước sốt kem mịn, giữ cho bơ và nước không bị tách lớp đồng thời phân tán đều các thành phần như sữa, muối, hương vị, màu sắc và các chất khác trong sốt.

Trong mỹ phẩm

Polysorbate 80 không chỉ được biết đến với vai trò là chất nhũ hóa trong ngành thực phẩm và dược phẩm, mà còn được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực chăm sóc cá nhân và mỹ phẩm. Với đặc tính là một chất hoạt động bề mặt và chất hòa tan hiệu quả, Polysorbate 80 giúp các thành phần khó tan trong công thức, chẳng hạn như tinh dầu hoặc chiết xuất thực vật, có thể hòa trộn đồng đều với nước. Điều này mang lại cho sản phẩm kết cấu mịn màng, dễ sử dụng và có tính thẩm mỹ cao hơn.

Tuy nhiên, Polysorbate 80 dùng trong mỹ phẩm có thể chứa nhiều tạp chất hơn so với loại dùng trong thực phẩm, do yêu cầu tinh chế và kiểm soát chất lượng có phần khác biệt. Trong thực tế, hợp chất này được tìm thấy phổ biến trong nhiều dòng sản phẩm như kem dưỡng ẩm, sữa dưỡng thể, sữa rửa mặt, sữa tắm, dầu gội và mặt nạ. Nó không chỉ hỗ trợ quá trình nhũ hóa, mà còn góp phần cải thiện độ ổn định của công thức, giúp kem, lotion hoặc gel duy trì được hình dạng và chất lượng lâu hơn.

Đặc biệt, trong các sản phẩm làm lạnh hoặc bảo quản ở nhiệt độ thấp, Polysorbate 80 đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa sự tách lớp giữa dầu và nước, đồng thời duy trì độ đồng nhất, tạo cảm giác mềm mại và dễ chịu khi sử dụng. Nhờ những ưu điểm này, Polysorbate 80 đã trở thành một tá dược quan trọng trong ngành công nghiệp mỹ phẩm, hỗ trợ các nhà sản xuất phát triển sản phẩm vừa bền vững, vừa hấp dẫn về cảm quan.

Trong Y học và Dược phẩm

Polysorbate 80 được dùng làm thành phần trong một số loại vắc xin, vitamin và thực phẩm bổ sung. Nó có tác dụng cải thiện độ đồng nhất của viên nang mềm và giúp viên thuốc phân tán trong dạ dày.

Với vai trò là tá dược, Polysorbate 80 giúp ổn định các công thức thuốc tiêm, đồng thời được sử dụng làm chất nhũ hóa trong sản xuất thuốc chống loạn nhịp amiodarone. Nó cũng được dùng trong một số vắc xin cúm tại châu Âu, Canada và Mỹ, với hàm lượng 2,5 µg mỗi liều.

Ngoài ra, Polysorbate 80 còn được ứng dụng trong nuôi cấy vi khuẩn lao (Mycobacterium tuberculosis) trong môi trường Middlebrook 7H9, và được sử dụng như chất nhũ hóa trong thuốc Estrasorb (điều chỉnh estrogen). Nó cũng được dùng trong quá trình tạo hạt để ổn định thuốc và tá dược khi liên kết với IPA.

FDA (Mỹ) đã cho phép Polysorbate 80 được sử dụng trực tiếp trong thực phẩm như một chất phụ gia đa năng, đồng thời phê duyệt thành phần này trong một số sản phẩm thuốc nhỏ mắt không kê đơn (OTC). Bên cạnh đó, Hội đồng CIR (Cosmetic Ingredient Review) cũng đã tiến hành đánh giá các dữ liệu khoa học và kết luận rằng Polysorbate 80 an toàn khi sử dụng trong mỹ phẩm.

Tuy được phê duyệt sử dụng, Polysorbate 80 vẫn gây ra một số lo ngại. Trong quá trình ethoxyl hóa, có thể xuất hiện 1,4-dioxane - một sản phẩm phụ nguy hiểm, được chứng minh là chất gây ung thư ở động vật, dễ thấm qua da và có liên quan đến dị ứng da. Theo tài liệu của Organic Consumers Organization, nồng độ 1,4-dioxane trong nhiều sản phẩm chăm sóc cá nhân cao gấp 1.000 lần so với mức gây ung thư được ghi nhận trong nghiên cứu trên động vật. FDA cũng thừa nhận rằng chất này có thể xâm nhập qua da ở cả người và động vật.

Các nghiên cứu cho thấy Polysorbate 80 không gây đột biến gen (nonmutagenic) trong các thử nghiệm Ames và micronucleus. Hoạt chất này cũng được chứng minh là không trực tiếp gây ung thư, nhưng có thể làm tăng tác dụng của những chất gây ung thư khác, dẫn đến hiện tượng tăng sinh tế bào, ức chế quá trình sửa chữa DNA và một số cơ chế khác. Đáng chú ý, Polysorbate 80 cũng thể hiện khả năng ức chế sự phát triển của khối u trong một số điều kiện nhất định.