Blómaþykkni sem margnota litarefni í snyrtivöruiðnaðinum

Vinsamlegast hafðu sambandoscar.xiao@wecistanche.comfyrir meiri upplýsingar

Ágrip:Blóm eru náttúruleg uppspretta lífvirkra efnasambanda sem hafa ekki aðeins andoxunarefni, bólgueyðandi og öldrunareiginleika heldur einnig hægt að nota sem náttúruleg litarefni. Af þessum sökum eru nú á dögum plöntur mikið notaðar til að framleiða náttúrulegar snyrtivörur og matvæli. Í þessum rannsóknum voru eiginleikar vatnsseyðis Papaver rhoeas L., Punica granatum L., Clitoria ternatea L., Carthamus tinctorius L. og Gomphrena globosa L., sem lífvirkra, náttúruleg litarefni, könnuð. Plöntublómaþykkni voru prófuð fyrir andoxunarefni (ABTS og DPPH róttækar aðferðir) og bólgueyðandi áhrif með því að ákvarða getu til að hamla virkni lípoxýgenasa og próteinasa. Útdrættirnir voru prófaðir með tilliti til frumudrepandi áhrifa á húðfrumur með Alamar Blue og Neutral Red prófunum. Einnig var rannsökuð hæfni til að hindra virkni ensíma sem bera ábyrgð á eyðingu elastíns og kollagens. Rannsóknir hafa sýnt að útdrættir hafa engin eitruð áhrif á húðfrumur, eru rík uppspretta andoxunarefna og sýna getu til að hamla virkni elastasa og kollagenasa ensíma. P. rhoeas þykkni sýndi sterkustu andoxunareiginleikana með IC50 gildi upp á 24,8± 0,42 ug/mL og 47,5±1,01 ug/mL í ABTS og DPPH prófum, í sömu röð. Prófuðu plönturnar einkennast einnig af bólgueyðandi eiginleika, þar sem hæfni til að hamla lípoxýgenasa í meira en 80 prósent og próteinasa í um það bil 55 prósent. Útdrættir úr P. Thomas, C. ternatea og C. tinctorius sýna sterkasta litunarhæfileikann og geta litað snyrtivörur til frambúðar, án teljandi litabreytinga við geymslu vörunnar.

Vinsamlegast smelltu hér til að vita meira

Leitarorð:plöntuþykkni; náttúruleg litarefni; snyrtivörur; líffræðilega virk litarefni; bólgueyðandi eiginleika; andoxunarefni

1. Inngangur

Á síðustu árum hefur verið vaxandi áhugi á náttúrulegum og vistvænum vörum. Það er sérstaklega áberandi í snyrtivörum, matvælum og öðrum neysluvörum á hraðskreiðum (FMCG) iðnaði. Byggt á athugun á núverandi markaðsþróun eru fleiri og fleiri neytendur að leita að náttúrulegum vörum, sem að þeirra mati eru öruggari í notkun og skilvirkari. Af þeim sökum neyðast framleiðendur til að leita að náttúrulegum staðgöngum fyrir tilbúið efni til að útbúa vörur sem uppfylla kröfur neytenda 1].cistanche BretlandiMörg efni eins og ýruefni, gigtarbreytiefni eða yfirborðsvirk efni voru skipt út fyrir náttúruleg jafngildi þeirra, en mörg hráefni eru enn stórt vandamál fyrir framleiðendur [1]. Eitt af erfiðustu innihaldsefnum er litarefni, sem það eru ekki of margar árangursríkar lausnir fyrir í náttúrunni. Flest litarefnin sem matvæla- eða snyrtivöruiðnaðurinn notar eru stöðugt framleidd með efnasmíði vegna lægri kostnaðar og meiri stöðugleika samanborið við náttúruleg litarefni.

Cistanche getur gegn öldrun

Því miður hafa gervi litarefni nokkra ókosti, sá mikilvægasti er pirrandi og næmandi möguleiki þeirra sem og neikvæð áhrif á umhverfið [2-5]. Auðvitað eru þær sem eru upprunnar öruggari fyrir heilsu manna og umhverfið, en þær eru ekki stöðugar og geta breytt lit við geymslu vöru. Þeir eru einnig viðkvæmir fyrir breytingum á pH, UV geislun og breytingum á hitastigi [6-8]. Þegar leitað var að nýjum litarefnum af náttúrulegum uppruna var athyglinni beint að útdrætti sem fengin er úr plöntublómum með sterkum lit. Plöntan gerir í formi útdrættis getur verið stöðugri og ónæmari fyrir litabreytingum vegna þess að í samsetningu þeirra, auk litarefna, innihaldsefna sem geta komið í veg fyrir oxun þeirra undir áhrifum utanaðkomandi þátta, ss. UV geislun eða verkun sindurefna. Þetta eru náttúruleg efni, aðallega úr hópi andoxunarefna, sem geta komið í veg fyrir breytingar á lit plantna og viðhaldið sterkum lit jafnvel þegar þau verða fyrir sterkri UV geislun |5,7,9,10]. Þegar um er að ræða einangrun einstakra litaefna úr plöntum (eins og td þegar um er að ræða betalaín sem unnið er úr rauðrófum) er litarefnið sem myndast laust við þessa efnisþætti og í mörgum tilfellum er nauðsynlegt að bæta tilbúnum andoxunarefnum við lokaafurð til að koma í veg fyrir litabreytingar [11].

Andoxunarefni eru hópur efnasambanda sem gegna mikilvægu hlutverki við að verjast oxunarálagi. Meginhlutverk þeirra er hlutleysing sindurefna súrefnis, sem kallast hvarfefni súrefnistegunda (ROS), sem eru mjög hvarfgjarnar aukaafurðir efnaskipta.

Stór hluti andoxunarefna eru efni úr plöntum, sem innihalda til dæmis fenólsýrur eða flavonoids. Sum plöntulitarefni sýna einnig andoxunaráhrif, sem vegna eiginleika þeirra gætu komið í stað tilbúna litarefna sem nú eru notuð í snyrtivörum. Dæmi um slík efnasambönd geta verið anthocyanín, sem tilheyra flavonoids. Þau eru til staðar í laufum, ávöxtum og blómum margra plantna, til dæmis berjum (kæfuberjum, sólberjum, bláberjum og fleirum), vínberjum, rauðum sígóríuberjum o.s.frv., og gefa þeim bláan, rauðan og fjólubláan lit. [12-14]. Ennfremur sýna anthocyanín bólgueyðandi, andoxunarefni og lifrarverndandi eiginleika og styðja við rétta starfsemi hjarta- og æðakerfisins [12-14]. Einnig hefur verið sýnt fram á tilvist anthocyanins í Punica granatum L., Clitoria ternatea L. og Papaver rhoeas L. [15-17]. Betacyanín, sem bera ábyrgð á rauðfjólubláa litnum, er að finna í laufum, blómum, rótum, plöntuávöxtum og í sveppahettum. Þessi litarefni sýna krabbameins-, andoxunar- og bólgueyðandi eiginleika. Betacyanín innihalda gomphrena I, gomphrena II og gomphrena III, sem finnast í Gomphrena globosa L. [18,19]. Annað litarefnasamband sem hefur andoxunaráhrif er carthamin.cistanche wirkungÞað gefur plöntulíffærunum rauðan lit og er meðal annars til staðar í Carthamus tinctorius L. [20,21].

Markmið þessara rannsókna var að kanna eiginleika vatnsútdrátta úr plöntum sem eru uppspretta plöntulitarefna. Í bráðabirgðarannsóknum fengust útdrættir úr litríkum blómum úr 20 mismunandi plöntum, en notkun þeirra í snyrtivörur er ekki bönnuð. Meðal þeirra voru valdir fimm útdrættir sem einkennast af sterkasta lit og stöðugleika við útsetningu fyrir útfjólubláum geislum, breytingum á sýrustigi vatnslausnarinnar og verkun oxunarefna (vetnisperoxíðs). Útdrættirnir með ákjósanlegasta eiginleika sem valdir voru til frekari rannsókna voru útdrættir af Papaver rhoeas L.(PRE), Punica granatum L.(PGE), og Clitoria ternatea L.(KTE), Carthamus tinctorius L.(CTE) og Gomphrena globosa. L.(GGE). Lífvirk efnasambönd voru ákvörðuð fyrir skráða plöntuþykkni, sem og andoxunar- og bólgueyðandi eiginleika þeirra. Útdrættirnir voru prófaðir með tilliti til frumudrepandi virkni á trefjafrumur og keratínfrumum. Einnig var rannsökuð hæfni til að draga úr vatnstapi yfir yfirþekju (TEWL) og hæfni til að hindra virkni ensíma sem bera ábyrgð á eyðingu elastíns og kollagens. Fengnir útdrættir voru notaðir í líkaninu farðahreinsir í micellar vökvaformi sem lífvirku og fjölvirku litarefnin.

2. Niðurstöður og umræður

2.1.Ákvörðun lífvirkra efnasambanda með HPLC-ESI-MS/MS

Þróuð var litskiljunaraðferð til að dýpka efnafræðilega uppbyggingu virku efnasambandanna. Helstu fenólefnasamböndin voru ákvörðuð í neikvæðri jónaham á grundvelli massa-til-hleðsluhlutfalls (m/z) forvera jónanna sem greindust og staðfest með afurðajónunum sem fengust úr MS2 sundruninni með HPLC-ESI-MS/ FRÖKEN. Efnasamböndin voru auðkennd út frá jónunum sem mynduðust. MS gögnin, MS/MS sundurliðunarsniðin og sameindaformúlan voru borin saman við ósvikna staðla eða bókmenntagögn [22,23.sítrus bioflavonoidsTafla 1 sýnir virku efnasamböndin sem auðkennd eru í vatnsútdrættinum með því að nota HPLC-ESI-MS/MS.

Útdregnu jónaskiljurnar sem fengust í neikvæðu jónahamnum fyrir rannsakaða útdrætti í vatni eru settar fram í viðbótarskrá. Niðurstöður HPLC-ESI MS/MS leiddu í ljós tilvist pólýfenóla, þar af fenólsýrur og flavonoids sem voru vel fulltrúi hóps. Einkenndu flavonoids voru quercetin og kaempferol afleiður, en fenólsýrur voru koffein, quinic, gallic og caffeoylquinic sýrur (CQA) með tveimur hverfum:3-og 5-CQA. Nokkur önnur flavonoid glýkósíð, þar á meðal kaempferol-3-O-rutínósíð og kaempferol-3-O-glúkósíð, voru einnig auðkennd í sýnisútdrættinum.

Kínsýra, gallsýra, koffínsýra, 3-CQA,5-CQA og quercetin voru magngreind á grundvelli kvörðunarferilsins sem mynduð var með því að nota toppsvæði greiningarstaðla í margfeldisviðbragðseftirliti (MRM). Niðurstöðurnar sem fengust eru sýndar í töflu 2. Byggt á summu ákvörðuðu efnasambandanna (tafla 2), kom í ljós að vatnskenndur útdráttur af PGE var algengastur í ákvörðuðum lífvirkum efnasamböndum. Kínsýra var ákvörðuð í hæsta magni í vatnskenndu útdrætti CTE, en vatnskenndur útdráttur af PGE einkenndist af hæsta innihaldi gallínsýru. Koffínsýra var algengasta efnasambandið sem var ákvarðað í KTE útdrættinum.

2.2. Ákvörðun andoxunareiginleika

Greining á samsetningu útdrættanna sýndi tilvist flavonoids og fenólefnasambanda, eins og kínínsýru, gallsýra, quercetin, rútín, koffínsýra og fleiri. Þessi efni eru þekkt fyrir andoxunareiginleika sína, sem hefur verið sýnt fram á í mörgum rannsóknum. Andoxunarvirkni útdrættanna var skoðuð í næsta hluta þessarar rannsóknar.

Fyrsta rannsóknin var gerð með því að nota ABTSe ​​plús radical.cynomorium bæturÚt frá niðurstöðunum sem fengust var IC50 punkturinn ákvarðaður fyrir hvern plöntuútdráttinn, eins og sýnt er í töflu 3. Lægsta IC50 gildið var sýnt fyrir PGE útdrátt (24,8 ug/mL) og það var um það bil 5,4 sinnum hægara en gildið sem fékkst fyrir GGE, sem var hæst. Þess vegna sýndi PGE bestu andoxunargetu. Þar að auki náðu PRE og KTE lágum IC50 gildi (65,5 og 63,3 ug/mL í sömu röð), sem stuðlar að góðum andoxunaráhrifum þeirra.

Í næsta hluta rannsóknarinnar var hæfni útdráttar til að draga úr myndun hvarfgjarnra súrefnistegunda í frumum skoðuð. Þegar magn hvarfgjarnra súrefnistegunda í frumum fer yfir fjölda andoxunarefna leiðir það til oxunarálags. ROS getur skemmt DNA, prótein og lípíð, sem getur stuðlað að þróun sjúkdóma og aukið öldrun. Í þessum rannsóknum voru áhrifin á innanfrumu ROS framleiðslu rannsökuð á trefjafrumur og keratínfrumur með því að nota flúorógen H2DCFDA litarefni. Með því að greina niðurstöðurnar sem sýndar eru á línuritunum (Mynd 1A, B) má álykta að allir prófaðir útdrættir dragi úr magni ROSin frumna. Allir útdrættir sýndu mesta möguleika til að lágmarka oxunarálag við styrkinn 500g/mL. Í BJ frumum var sýnt fram á sterkasta hæfileikann til að draga úr ROS fyrir PGE og PRE útdrætti. Flúrljómunargildin fyrir þessa plöntuþykkni, með styrk upp á 500 ug/mL, voru um 60 prósent lægri en fyrir frumurnar sem ekki voru meðhöndlaðar með útdrætti (viðmið). Í HaCaT frumum var einnig sýnt fram á sterkasta hæfileikann til að draga úr ROS fyrir PGE og PRE og flúrljómunin var 25-30 prósent lægri samanborið við samanburðinn (styrkur 500 ug/mL). Hæfni til að draga úr innanfrumu oxunarálagi í HaCaT frumum með KTE, CTE og GGE við styrkleikann 100 ug/mL var svipaður og viðmiðið.

Byggt á þeim niðurstöðum sem lýst er, er hægt að staðfesta að prófað plöntuþykkni hafi andoxunargetu. Þetta er vegna nærveru ýmissa efna sem geta hlutleyst sindurefna. Besta andoxunarvirknin var sýnd með útdrætti af PGE og PRE. Vatnsþykkni úr P. rhoeas innihélt koffínsýru, kínínsýru, gallsýru, rútín og quercetin, sem eru þekkt fyrir andoxunareiginleika [24-29]. Þar að auki hefur verið sýnt fram á að C-vítamín er til staðar í blómblöðum þessarar plöntu [30]. C-vítamín er rafeindagjafi og með því kemur það í veg fyrir oxun annarra efnasambanda. Fyrir vikið oxast það sjálft og myndar tiltölulega stöðuga sindurefna. Vegna þessara aðgerða dregur það úr oxunarskemmdum [31,32]PRE inniheldur einnig litarefni úr hópi anthocyanins [33], sem hafa getu til að hreinsa sindurefna [34]. Tilvist ofangreindra efnasambanda í PRE gefur þessari plöntu góða andoxunareiginleika, sem sýndu í þessum rannsóknum og af öðrum vísindamönnum [35,36]. Greining með HPLC-ESI-MS sýndi að PGE vatnsþykknið innihélt koffínsýru, kínínsýru, quercetin og kaempferol-O-glúkósíð. Að auki eru blóm þessara plantna rík af ellagínsýru, ursólsýru, maslínsýru og asíusýru. Þessi efni eru þekkt fyrir andoxunargetu sína sem og bólgueyðandi eiginleika [24-2937,38]. Það er nærvera þeirra sem gerir það að verkum að útdráttur þessarar plöntu sýnir jákvæð áhrif til að draga úr oxunarálagi 39,40].CTE inniheldur koffínsýru, kínsýru, gallsýru, kaffóýlkínsýrur, ísókresetín, quercetín, rútín og kaempferol-O-glúkósíð , einnig anthocyanín sem bera ábyrgð á andoxunareiginleikum þess. Kamkaen og Wilkinson sönnuðu einnig andoxunarvirkni CTE með því að nota DPPH aðferðina og fengu niðurstöðuna fyrir vatnsútdráttinn IC 50=1 mg/ml[41]. GGE inniheldur, auk fenólefnasambanda og flavonoids, ákvarðað með HPLC-ESI-MS aðferðinni, einnig betacyanín, sem eru litarefni með andoxunareiginleika [18,42. Susilingrum og Wijayanti hafa sýnt að etanólútdráttur af GGE hefur mjög sterka andoxunarvirkni (IC50=49.9ug/mL)[43]. CTE inniheldur koffínsýru, kínínsýru, gallsýra, kaffóýlkínsýrur, ísókquercetin, quercetin og kaempferol-O-glúkósíð, sem gera þessa plöntu með andoxunargetu.

2.3.Mat á Matrix Metallopeptidase hömlun

Til að meta möguleikann á að nota plöntuþykkni í samsetningum sem ætlað er að berjast gegn einkennum öldrunar húðar er mikilvægur þáttur að meta getu þeirra til að hindra virkni ensíma sem eru nátengd öldrunarferli húðarinnar. Helstu ensímin þar sem aukin virkni leiðir til niðurbrots kollagen- og elastíntrefja, sem flýtir fyrir öldrun húðar, eru kollagenasi og elastasi [44]. Sem hluti af þessari vinnu var könnuð áhrif greindra útdrátta úr fimm rannsakaðum plöntum á möguleikann á tölfræðilega marktækri hömlun á virkni þessara málmpróteinasa. Sem hluti af gerðar tilraunum voru mælingar gerðar á tveimur styrkjum af hvorum útdrættinum∶100 og 250 ug/mL og niðurstöðurnar eru sýndar á myndum 2 og 3. Í ljós kom að allir greindu útdrættirnir geta náð meiri eða minni áhrif á virkni þessara ensíma við in vitro aðstæður. Það kom fram að við hærra styrkleikann sem prófuð var, var virkni gegn öldrun meiri. Við mælingar á elastasavirkni kom fram mesta hömlun fyrir PGE útdráttinn (44,97 prósent), þar á eftir GGE (39,11 prósent), PRE (30,99 prósent), CTE (30,33 prósent) og KTE (27,7 prósent), í sömu röð. Þegar um er að ræða annað ensímið, kollagenasa, sýndi PGE útdrátturinn (41,30 prósent) einnig mestu hömlunina, síðan GGE (40,61 prósent), CTE (39,09 prósent), KTE (26,68 prósent) og PRE (21,83 prósent). Sem hluti af greiningunni voru einnig gerðar mælingar á almennum þekktum hemlum þessara ensíma, SPCK fyrir elastasa og 1,10-fenantrólín fyrir kollagenasa, þar sem hömlun var 57,88 prósent og 51,84 prósent, í sömu röð. Þannig bendir hömlunin sem fæst fyrir greindu útdrættina, sérstaklega PGE og GGE, til þess að þeir sýni aðeins lægri virkni en almennt þekktir hemlar þessara málmpróteinasa, sem gæti bent til notkunar þeirra í snyrtivörur og lyfjablöndur sem notuð eru gegn öldrun húðar.

Við höfum þegar sýnt fram á and-kollagenasa og and-elastasa virkni plantna sem rannsakaðir voru í fyrri rannsóknum fyrir aðra tegund af útdrætti (vatn-etanóli)[45]. Virknin sem er staðfest í þessari rannsókn, einnig fyrir vatnskenndan útdrætti, bendir til þess að ýmsar gerðir af útdrætti sem fengnar eru úr þessum plöntum geti verið uppspretta líffræðilega virkra efnasambanda með virkni gegn öldrun. Litskiljunargreiningar á útdrættinum sem prófuðu sýndu tilvist fjölmargra efnasambanda með sannaða öldrunareiginleika, svo sem koffínsýru, kínínsýru, gallsýra, quercetin eða rútín. Hæfni til að hamla öldrun húðar er tengd við breitt verkunarsvið þessara efnasambanda, sem hefur verið sýnt fram á í fjölmörgum vísindaritum. Chiang o.fl. í rannsókn þeirra benti til þess að koffínsýra geti hamlað húðljósmyndun vegna UVB geislunar með því að hamla málmpróteinasa og auka framleiðslu á I-gerð prokollagens [46]. Ennfremur sýndu Staniforth et al. að þessi fenólsýra getur hamlað UVB-framkallaða IL-10 mRNA tjáningu og dregið úr mítógenvirkjaðri próteinkínasavirkjun [47].eyðimerkurhyacinthMöguleiki á smávægilegri hömlun á elastasavirkni með kínínsýru kom fram í rannsóknum Shoko o.fl. [48]. Chaika o.fl. í starfi sínu sýndu gallínsýrur gegn öldrun eiginleika sem koma fram í hindrun á melanínmyndun með því að bæla virkni tyrosinasa og tyrosinasa-tengts próteina-2, mikla andoxunareiginleika og möguleika á að hindra matrix metalloproteinasa-2 [49]. Ennfremur, Hwang o.fl. komist að því að þessi sýra dregur úr þurrki húðarinnar og takmarkar myndun hrukka. Þetta er afleiðing hömlunar á seytingu matrix metalloproteinasa-1 og aukningar á magni elastíns, procollagens af tegund I og umbreytandi vaxtarþáttar- 1 [50]Aðrir höfundar hafa sýnt að quercetin hamlar virkni elastasa og dregur úr lípíðperoxun[51,52]. Bioflavonoid rútín einkennist einnig af mjög sterkum öldrunaráhrifum. Eins og sýnt er af Seong o.fl., getur það aukið tjáningu á mRNA kollageni af tegund I og dregið úr tjáningu á matrix metallopeptidase 1 mRNA í húðtrefjum úr mönnum. Þar að auki getur rútín haft jákvæð áhrif á teygjanleika húðarinnar og dregið verulega úr fjölda og lengd hrukka [53]. Þannig leiðir möguleikinn á víxlverkun efnasambanda sem eru til staðar í útdrættinum sem prófuð voru í þessari rannsókn á mörgum frumuferlum í öldrunareiginleikum þessara plantna. Hæfni prófunarplantna til að hamla kollagenasa- og elastasavirkni getur falið í sér ýmsar aðferðir. Þetta getur tengst víxlverkun pólýfenólefnasambandanna sem eru til staðar í útdrættinum, aðallega hýdroxýlhópum þeirra, við beinagrind ensímsins eða hliðarkeðjur, eða formbreytingum sem leiða til óvirkjunar ensímsins [54,55]Hömlunin getur einnig verið tengjast getu polyphenolic efnasambanda og flavonoids til að klóbinda málmjónir sem finnast á virkum stað málmpróteinasa eins og elastasa og kollagenasa [56,57].

2.4. Ákvörðun bólgueyðandi eiginleika

Undanfarna áratugi hefur bólga verið viðurkennd sem stór áhættuþáttur fyrir ýmsa sjúkdóma í mönnum. Langvinn bólgusvörun er tilhneiging til sjúklegrar framvindu langvinnra sjúkdóma sem einkennast af íferð bólgufrumna, óhóflegri framleiðslu cýtókína, vanstjórnun á frumuboðum og tapi á hindrunarstarfsemi. Að miða við að draga úr langvinnri bólgu er gagnleg aðferð til að berjast gegn nokkrum sjúkdómum í mönnum. Próteinasar og lípoxýgenasar eru ensím sem taka þátt í ýmsum tegundum bólgu. Próteinasar hafa verið tengdir við liðagigt. Daufkyrninga, í lysosomal kornunum, bera marga serínpróteinasa. Hvítfrumupróteinasar gegna mikilvægu hlutverki í þróun vefjaskemmda við bólguferli [58]. Lipoxýgenasar eru lykilensím í lífmyndun hvítótríena, sem aftur eru mikilvægir miðlarar í mörgum bólgusjúkdómum. Verkunarháttur bólgueyðandi verkunar felur í sér fjölda mála þar sem umbrot arakidon- og línólsýru gegna mikilvægu hlutverki [59,60].

Mynd 2. Áhrif plöntuútdráttar á virkni elastasa ensímsins. Gögn eru meðaltal þriggja sjálfstæðra tilrauna þar sem hvert sýni var prófað í þríriti. Mismunandi stafir á töflunum gefa til kynna verulegan mun á einstökum niðurstöðum (bls<>

Þessi grein er dregin út úr Molecules 2022, 27, 922. https://doi.org/10.3390/molecules27030922 https://www.mdpi.com/journal/molecules