Nove antioksidativne sestavine iz pivovarniških stranskih proizvodov za kozmetične formulacije

Prosim kontaktirajteoscar.xiao@wecistanche.comza več informacij

Povzetek:Namen tega dela je bil oceniti skupno vsebnost fenola in antioksidativno aktivnost različnih vrst ročno izdelanih piv (Ego, Alter, Fiat Lux, Triplo Malto, Ubi in Maior), kot tudi vhodnih materialov (slad, hmelj in kvas), vmesne produkte in odpadne produkte (izrabljeni slad, hmelj in kvas), glede na njihovo uporabo v inovativnih kozmetičnih formulacijah. Ekstrakcije iz začetnih in izrabljenih vzorcev so bile vzete iz vode ali 70-stopinjskega alkohola. Skupna vsebnost fenola (Folin Ciocalteau Essay) vseh proizvodov pivovarstva je bila odvisna od specifičnega izdelka v preiskavi. Najvišje vrednosti so bile ugotovljene pri začetnem hmelju (v razponu od približno 93 do 155 mg GAE/g, glede na ekstrakcijsko topilo), vmesne pri začetnem sladu in začetnem hitrem, najnižje vrednosti pa za pivino. Skupna vsebnost fenola v končnem pivu izvira iz fenolov, ki so bili ekstrahirani iz različnih sestavin, in sicer začetnega slada, hmelja in kvasa, vendar so bile nezanemarljive vrednosti še vedno opažene v porabljenih izdelkih.steblo cistancheNa rezultate je močno vplivala metoda, uporabljena za oceno antioksidativne aktivnosti, Trolox ekvivalentna antioksidativna kapaciteta (DPPH), antioksidantni parameter za redukcijo železovih ionov (FRAP) ter aktivnost in redukcijska moč radikalnih kationov (ABTS). Na splošno so rezultati odražali trend, opažen pri skupni vsebnosti fenola: da so piva postopoma obogatena s fenoli, ki izvirajo iz vseh začetnih sestavin, in da imajo porabljeni izdelki še vedno nezanemarljivo antioksidativno aktivnost. Zanimivo je, da so odpadne kvasovke pogosto pokazale višje vrednosti kot vhodni material; lahko sklepamo, da lahko kvas med varjenjem absorbira fenole iz piva. Z upoštevanjem interesa izkoriščanja odpadkov, ki nastanejo pri predelavi živil, je bila ovrednotena biološka aktivnost odpadnih proizvodov pivovarne Alter na celični kulturi keratinocitov (izrabljeni produkti sladu, hmelja in kvasa). Izvedeni so bili preliminarni in vitro testi v keratinocitnih celicah HaCaT, da bi ocenili potencialno bioaktivnost izrabljenih ekstraktov. Med porabljenimi izvlečki so porabljeni izvlečki hmelja in kvasa pokazali sposobnost izboljšanja mitohondrijske aktivnosti in preprečevanja oksidativnega stresa v celicah HaCaT, kar sta dve značilnosti staranja kože. Za zaključek ta študija ponuja dokaze, da so lahko odpadki iz ročno izdelanega piva zanimiv vir fenolov za pripravo kozmetičnih izdelkov proti staranju kože.

Ključne besede:craft pivo; pivovarski izdelki; skupna vsebnost fenola; antioksidativno delovanje; citotoksičnost; proti staranju

KSL11

Za več informacij kliknite tukaj

1. Uvod

Craftbeer je postal vse bolj priljubljen v ZDA in Evropi [1, s pomembnimi posledicami za gospodarstvo [3]. Ta uspeh je spodbudilo zanimanje potrošnikov za okušanje novih piv z različnimi okusi in aromami [2] ter pozornost do zdravstvenih koristi zmernega uživanja piva [4].

Za razliko od komercialnih piv so craft piva nefiltrirana in nepasterizirana, zato njihove senzorične lastnosti ostanejo nespremenjene s postopkom varjenja. Poleg tega so lahko prihranjene tudi zdravju koristne snovi, kot so antioksidanti.

Komercialna piva in njihovi odpadki so že bili ocenjeni glede na njihove antioksidativne lastnosti. Zhao et al.[5] določili fenolne profile in ustrezne antioksidativne aktivnosti 34 komercialnih piv ter ugotovili opazne razlike v skupni in posamezni vsebnosti fenolov in antioksidativni aktivnosti.cistanche tubulosa koristi in neželeni učinkiNajpogostejši fenolni spojini sta bili galna in ferulinska kislina. V istem obdobju so Ribeiro Tafulo et al. [6] so določili antioksidativno aktivnost 27 drugih komercialnih piv z uporabo več spektrofotometričnih metod. Istega leta so Piazzon et al., 2010[7|ocenjevali antioksidativno aktivnost in vsebnost fenolov v različnih vrstah komercialnih piv (abbey, ale, bock, pšenično, lager, pilsner in dealkoholizirano) in med njimi našli veliko raznolikost. V študiji o domačem pivu so Farcas et al. [8] so določili skupno vsebnost polifenolov in antioksidativno aktivnost med celotnim proizvodnim procesom, začenši od surovin (sladu in hmelja) in konča z predelanimi odpadki. Pokazali so, da je bila začetna višja skupna vsebnost polifenolov in antioksidativna aktivnost v surovinah posledica prisotnosti slada in da se je skupna vsebnost polifenolov močno zmanjšala pri prehodu na pivo in izrabljeni slad v končnem proizvodu piva in v izrabljenem sladu. Kvasovk ni bil analiziran.

KSL12

Cistanche lahko upočasni staranje

Dejstvo, da antioksidativne spojine izvirajo iz slada, so dokazali Zhao in sodelavci [9], ki so pokazali antioksidativno aktivnost in skupno vsebnost fenola v več sortah pivskega ječmena. Drugi avtorji so identificirali sedeminštirideset fenolnih spojin iz štirih vrst komercialnega piva z uporabo tekočinske kromatografije v kombinaciji z elektrosprejno ionizacijsko hibridno linearno ionsko past kvadrupolno tehniko masne spektrometrije Orbitrap [10]. Pred kratkim je bila identifikacija fenolnih in dušikovih spojin z nizko molekulsko maso v craft pivu dosežena z analizami HPLC-ESI-MS/MS [11]. Avtorji so poskušali ločiti vrste piva, kot so IPA, Lager in Weiss, glede na fenolne in dušikove spojine, vendar niso našli bistvenih razlik v teh spojinah med različnimi vrstami piva.

Pred kratkim [12] je bilo izbranih in kvantificiranih 20 fenolnih spojin, na primer galna kislina, katehin, kafeinska kislina, kvercetin, ksantohumol in humulon, v različnih craft pivih, pivini, začetnih sestavinah za pivovarstvo (ječmenov slad, hmelj in kvas). ) in stranski proizvodi (ječmenove lupine, izrabljen hmelj in izrabljen kvas).izvleček cistanche tubulosaIz te študije je bilo ugotovljeno, da obstajajo pomembne razlike med vsemi vzorci in da je sestava piva odvisna od prejema in postopka varjenja. Fenolne spojine piva izvirajo predvsem iz ječmenovega sladu, zanimivo pa je, da so kvasovke lahko absorbirale fenolne spojine iz drugih virov.

Tako je lahko vrednotenje antioksidantov v odpadnih produktih iz proizvodnje piva zelo pomembno, če upoštevamo hitro rast trga craft piva po vsem svetu.

Izkoriščanje stranskih proizvodov pivovarne za razvoj zdravstvenih izdelkov, kot so kozmetika in/ali dodatki, bi pomagalo povečati trajnost proizvodnje piva. Ta študija ima več ciljev: oceniti skupno vsebnost fenola in antioksidativno aktivnost različnih vrst italijanskih obrtnih piv (lager, jantarno, trojno sladno, rdeče in črno) ter oceniti njihove vmesne proizvodne proizvode in njihove odpadne produkte. Biološko aktivnost odpadnih izvlečkov pivovarne Alter smo tako ovrednotili na človeških keratinocitih. To odpira nove in zanimive priložnosti za izkoriščanje novih sestavin iz pivovarniških stranskih proizvodov za coSmetic formulacije.

2. Eksperimentalno

2.1.Materiali

1,1-difenil-2-pikrilhidrazil (DPPH),2,4,6-tris(2-piridil)-s-triazin (TPTZ), (±){{9 }}Hidroksi-2,5,7,8-tetrametil kroman-2-karboksilna kislina (TROLOX),2,2'-Azino-bis(3-etilbenzotiazolin{{20} }sulfonska kislina) diamonijeva sol (98 odstotkov TLC) (ABTS), galna kislina, natrijev karbonat monohidrat ACS reagent, natrijev acetat in etanol (etanol absolutne stopnje) so bili kupljeni pri Sigma-Aldrich (Steinheim, Nemčija). Aktiviran oksidacijski mangan (IV) (večji ali enak 90 odstotkom) in Folin-Ciocalteujev fenolni reagent je bil kupljen pri Fluka (Buchs, Švica). Brezvodni natrijev acetat in brezvodni železov (III) klorid sta bila kupljena pri JTBaker (Center Valley, PA, ZDA), brezvodni natrijev karbonat pa pri Carlo Erba (Milano, Italija). Vsa topila in reagenti so bili analitske kakovosti. Ultra čisto vodo je proizvedel Gradient Milli-Q (Millipore, Molsheim, Francija). Vhodne materiale, ročno izdelana piva, pivine in njihove odpadne produkte je prijazno dobavil Birrificio Collesi (Apecchio, Italija).

Podrobne značilnosti piva, raziskanih v tej študiji, so podane v tabeli 1. Vrsta začetnega sladu in hmelja sta določila glavne razlike med vsemi pivi. Uporabi se lahko pet različnih začetnih sladov, pogosto v mešanicah in v različnih razmerjih. Hmelj Perle in Saaz se zaradi različnih arom uporablja v različnih razmerjih. Iste kvasovke Saccharomyces Cerevisiae so bile uporabljene za vsa piva, ki so bila vsa tipa visoke fermentacije. Različne kombinacije dajejo različne vrste piva (lager, jantarno, trojni slad, rdeče in črno) z vsebnostjo alkohola od 6.0 do 9.0 odstotkov V/V.

2.2. Priprava vzorca

Pred analizo so bili vhodni materiali (slad, hmelj in kvas), pivo, pivina in odpadki (izrabljeni slad, hmelj in kvas) izpostavljeni različnim procesom glede na njihovo agregatno stanje, ki se lahko suši v trdnem, vlažnem stanju. trdna ali motna tekočina (tabela 2).

Vlažne trdne snovi in tekočine so bile najprej izpostavljene liofilizaciji pri temperaturi {{0}} stopinj in tlaku 0,03 bara (FreeZone 1 Liter Benchtop Series 77,400 freeze-dryer, LABCONCO, Kansans City, MO, ZDA). Posušene trdne snovi so bile mlete v rezalnem mlinu. Nato so bili vsi vzorci izpostavljeni ekstrakcijam. Količino vzorca smo skrbno stehtali in dispergirali v 100 ml topila (voda ali 70-stopinjski etanol). Nastalo tekočino smo dali v erlenmajerico, ki smo jo nato previdno zaprli. Vzorci so bili magnetno mešani 24 ur pri sobni temperaturi, nato centrifugirani pri 12,000 obratih na minuto pri 20 stopinjah 10 minut, da so se odstranili neraztopljeni delci (Zetalab CNZ-140HE, Padova, Italija). Vzorci so bili liofilizirani in shranjeni pri -20 stopinjah v 50 ml polietilenskih vialah z navojno zaporko (BD Falcon TM, BD Biosciences, Bedford, MA, ZDA), da se zagotovijo optimalni pogoji shranjevanja.

2.3. Določitev skupne vsebnosti fenola

Vsebnost skupnega fenola (TPC) v vzorcih je bila določena po Folin-Ciocalteu spektrofotometrični metodi [13] z nekaterimi modifikacijami [14]. Na kratko, vsi liofilizirani produkti so bili uporabljeni za pripravo bistrih raztopin v koncentraciji 10 mg ml-1. 50 μL alikvot te raztopine smo dodali 150 μL Folin-Ciocalteujevega fenolnega reagenta, razredčenega 1∶4 z vodo. Nato smo dodali 50 μL nasičene raztopine Na2CO3. Po inkubaciji pri sobni temperaturi 10 minut smo določili absorbanco vsake vdolbinice pri 765 nm z uporabo bralnika mikroplošč (FLUOstar Omega, BMG Labtech GmbH, Ortenberg, Nemčija). Meritev smo primerjali z umeritveno standardno raztopino galne kisline (GA) in rezultate izrazili v miligramih ekvivalentov galne kisline (GAE) na gram stranskega produkta (mg GAE/g).

2.4. Ocena antioksidativne aktivnosti

Antioksidativno aktivnost craft piva in stranskih produktov so ovrednotili z merjenjem aktivnosti lovljenja radikalov 11-difenil-2-pikrilhidrazil (DPPH), 2,2'-azino-bis(3-etilbenzotiazolina -6-sulfonska kislina)(ABTS* plus )zmožnost ločevanja radikalnih kationov in antioksidativna zmogljivost za zmanjševanje železa (FRAP). Troloks (6-hidroksi-2,5,7,8-tetrametilkroman-2-karboksilna kislina) je bil uporabljen kot umeritveni standard. Vrednosti so bile izražene kot mmol Trolox ekvivalent/g vzorca kot funkcija IC50, definirana kot koncentracija testiranega materiala, potrebna za 50-odstotno zmanjšanje začetne koncentracije DPPH, ABTS ali železa.

2.5. Ocena Troloxove ekvivalentne antioksidativne kapacitete (DPPH)

Aktivnost lovljenja prostih radikalov DPPH je bila ovrednotena z analitičnim testom na mikroplošči v skladu s predhodno objavljenimi metodami [15] z nekaterimi modifikacijami [16]. Na kratko, 50 ul alikvot vzorca (koncentracija 10 mg mL-) in standarda smo dodali k 150 μL DPPH v absolutnem etanolu v mikrotitrski plošči z 96-vdolbinicami （BD FalconM） po inkubaciji pri 37 stopinjah C 20 minut smo določili absorbanco vsake vdolbinice pri 517 nm z uporabo bralnika mikroplošč. Antioksidativno aktivnost smo izračunali in izrazili glede na količino Troloxa v skladu z enačbo (1) [17], kjer sta Ao in A absorbanci raztopine radikala DPPHe pri 517 nm v prisotnosti kontrolnega vzorca oziroma vzorcev ekstrakta.

KSL13

2.6. Aktivnost odstranjevanja radikalnih kationov in redukcijska moč (ABTS)

Test ABTS je bil izveden po predhodnih postopkih [18] in uporabljen na 96-analizi mikrolitrske plošče z vdolbinicami. Raztopino ABTS9 plus (5 mM) smo pripravili z oksidacijo ABTS z MnO v vodi 30 minut v temi. Alikvot 50 μL različnih koncentracij vzorca in standarda (Trolox) smo dodali k 150 μL raztopine ABTS* v mikrotitrsko ploščo z 96-vdolbinicami (BD Falcone). Po inkubaciji pri sobni temperaturi 10 minut smo določili absorbanco vsake vdolbinice pri 734 nm z uporabo bralnika mikroplošč. Vrednosti so bile izračunane in izražene glede na količino Troloxa v skladu z enačbo (2)[17], kjer sta A in A absorbanca raztopine radikalov OHe pri 734 nm v prisotnosti kontrolnega vzorca oziroma vzorcev ekstrakta.

2.7. Antioksidantni parameter dolgotrajnega zmanjševanja železa (FRAP)

Vrednosti FRAP craft piva/stranskih proizvodov so bile določene v skladu s predhodno objavljeno metodo [19], z nekaterimi modifikacijami [20]. Reagent FRAP smo pripravili z mešanjem naslednjih treh raztopin:

1,5 0 mL 0,3 M acetatni pufer pH 3,6 (1,23 g natrijevega acetata v 50 ml vode za nakisanje

z ocetno kislino);

2. 5 mL osnovne raztopine 5 mM TPTZ(24,6-tripiridil-s-triazina) (15,6 mg) v 40 mM HCl; 3,5 mL 5 mM FeCl3·6 H2O (16,2 mg) v 40 mM HCl.

Reagent FRAP smo pred uporabo segreli na 37 stopinj. Alikvote 25 μL vzorca (raztopine s koncentracijo 10 mg mL-l) smo v treh izvodih dodali v vdolbinice 96-plošče z vdolbinicami (BD Falcon). Test smo začeli z dodajanjem 175 uL reagenta FRAP v vsako vdolbinico. Ploščo smo takoj stresali v bralniku plošč FLUOstar Omega 30 s in reakcijo pustili teči 10 minut, nato pa smo ploščo prebrali na bralniku plošč (593 nm). Referenčna raztopina Troloxa je bila izvedena hkrati in uporabljena za ustvarjanje umeritvene krivulje z linearno regresijo.pregledi cistanche tubulosaStandardna krivulja je bila linearna med 25 in 800 uM Trolox(TE). Rezultati so bili izraženi v uM Trolox equivalent (TE)gI vzorca.

KSL14

2.8. Celična kultura S

Človeška celična linija keratinocitov, HaCaT, je bila rutinsko gojena v Dulbeccovem modificiranem Eagle's Medium (DMEM), dopolnjenem z 10 odstotki fetalnega govejega seruma (FBS), 2 mM L-glutamina, 50 U/mL penicilina in 50 ug/mL streptomicina pri 37 stopinjah v vlažen inkubator s 5 odstotki CO2. Za ovrednotenje citotoksičnosti, mitohondrijske aktivnosti in znotrajcelične tvorbe ROS smo celice HaCaT zasejali v 96-plošče z vdolbinicami po 2×10* celic/vdolbinico. Vsi poskusi so bili izvedeni po 24 urah inkubacije pri 37 stopinjah v 5 odstotkih CO2. Za poskuse s celicami HaCaT smo založne raztopine izrabljenih ekstraktov pripravili v vodi pri 60 mg/mL. Osnovne raztopine smo nato razredčili v popolnem mediju, da smo dobili želene koncentracije izrabljenih ekstraktov.

2.9. Citotoksičnost in mitohondrijska aktivnost

Viabilnost celic je bila ocenjena z redukcijo {{{{10}}}}(4,5-dimetil-2-tiazolil)-2,5-difenila -2H-tetrazolijev bromid (MTT) v njegov netopni formazan, kot je opisano prej [21]. Na kratko, celice HaCaT so bile 24 ur obdelane z različnimi koncentracijami ekstrakta (0.003-3 mg/mL) pri 37 stopinjah v 5 odstotkih CO2. Nato je bil medij za zdravljenje nadomeščen z MTT v Hankovi uravnoteženi raztopini soli (HBSS). (0,5 mg/ml) 2 uri pri 37 stopinjah v 5 odstotkih CO2. Po izpiranju s HBSS smo kristale formazana raztopili v izopropanolu. Ravni formazana so bile izmerjene (570 nm, referenčni filter 690 nm) z uporabo čitalnika ploščic z več nalepkami VICTORTM X3 (PerkinElmer, Waltham, MA, ZDA). Viabilnost celic je bila izražena kot odstotek kontrolnih celic.

Mitohondrijsko aktivnost smo določili z MTT, kot je opisano prej, z rahlimi modifikacijami [22]. Na kratko, celice HaCaT smo 4 ure obdelali z DMEM 10 odstotki FBS (hranilni medij) ali Dulbeccovo fiziološko raztopino s fosfatnim pufrom ( fiziološka raztopina brez hranil) v prisotnosti 0,03 mg/ml ekstrakta pri 37 stopinjah v 5 odstotkih CO.cistanche UKNato je bilo zdravljenje nadomeščeno z MTT za 2 uri pri 37 stopinjah v 5 odstotkih CO2. Po izpiranju s HBSS smo kristale formazana raztopili v izopropanolu. Ravni formazana, ki so bile v korelaciji z mitohondrijsko aktivnostjo, so bile izmerjene (570 nm, referenčni filter 690 nm) z uporabo bralnika plošč z več oznakami VICTORTM X3 (PerkinElmer). Mitohondrijsko aktivnost smo izrazili kot odstotek kontrolnih celic.

2.10. Znotrajcelična tvorba ROS

Nastajanje reaktivnih kisikovih vrst (ROS) je bilo ovrednoteno s fluorescenčno sondo 2'-7'diklorodihidrofluorescein diacetat (H, DCF-DA), kot je opisano prej [23] (celice HaCaT so bile 2 uri obdelane z 0 .03 mg/mL ekstrakta pri 37 stopinjah v 5 odstotkih CO. Nato smo medij za zdravljenje odstranili in v vsako vdolbinico dodali 100 μL H2DCF-DA （10 ug/mL）. Po 30 minutah inkubacije pri sobni temperaturi smo raztopino H2CF-DA zamenjali z raztopino H-O2 (100 μM) za 30 minut. Vzporedni niz celic HaCaT smo obdelali s H2Oz in 0,03 mg/mL ekstrakta za 30 minut. Tvorba ROS je bila izmerjeno v smislu poljubnih enot fluorescence, AUF (vzbujanje pri 485 nm in emisija pri 535 nm), z uporabo bralnika plošč z več oznakami VICTORTM X3 (PerkinElmer). Podatki so izraženi kot kratno povečanje tvorbe ROS v primerjavi z neobdelanimi celicami (tj. AUF celic, obdelanih s Hoz/AUF neobdelanih celic.) 2.11. Statistična analiza

Podatki so prikazani kot povprečje ± standardni odklon (SD) vsaj treh neodvisnih poskusov. Statistična analiza je bila izvedena z uporabo enosmerne ANOVA z Dunnettovim ali Bonferronijevim post hoc testom in Studentovim t-testom, kot je primerno. Razlike so bile ocenjene kot pomembne na str<0.05. analyses="" were="" performed="" using="" graphpad="" prism="" software="" (version="" 5.0;="" graphpad="" software,="" la="" jolla,="" ca,="" usa)="" on="" a="" windows="">

dobro. Po 30 minutah inkubacije pri sobni temperaturi smo raztopino H2CF-DA nadomestili z raztopino H-O2（100 μM） za 30 minut. Vzporedni niz celic HaCaT je bil 30 minut obdelan s H2Oz in 0,03 mg/mL ekstrakta. Tvorba ROS je bila izmerjena v smislu poljubnih enot fluorescence, AUF (vzbujanje pri 485 nm in emisija pri 535 nm), z uporabo bralnika plošč z več oznakami VICTORTM X3 (PerkinElmer). Podatki so izraženi kot kratno povečanje tvorbe ROS v primerjavi z neobdelanimi celicami (tj. AUF celic, obdelanih s Hoz/AUF neobdelanih celic).

2.11. Statistična analiza

Ta članek je izvleček iz Cosmetics 2021, 8, 96. https://doi.org/10.3390/cosmetics8040096 https://www.mdpi.com/journal/cosmetics

Nove antioksidativne sestavine iz pivovarniških stranskih proizvodov za kozmetične formulacije 2

Imunski spomin pri staranju: široka perspektiva, ki zajema mikrobioto, možgane, presnovo in epigenetiko