Nowe składniki przeciwutleniaczy z browarniczych produktów ubocznych do receptur kosmetycznych

Proszę o kontaktoscar.xiao@wecistanche.compo więcej informacji

Abstrakcyjny:Celem pracy była ocena całkowitej zawartości fenolu i aktywności przeciwutleniającej różnych rodzajów piw wytwarzanych ręcznie (Ego, Alter, IFiat Lux, Triplo Malto, Ubi i Maior) oraz materiałów wyjściowych (słody, chmiel i drożdże), półprodukty i produkty odpadowe (słód, chmiel, drożdże) pod kątem ich wykorzystania w innowacyjnych recepturach kosmetycznych. Ekstrakcje z próbek wyjściowych i zużytych pobrano z wody lub alkoholu o temperaturze 70 stopni. Całkowita zawartość fenolu (Folin Ciocalteau Essay) we wszystkich produktach piwowarskich zależała od konkretnego produktu objętego dochodzeniem. Najwyższe wartości stwierdzono w wyjściowym chmielu (w zakresie od około 93 do 155 mg GAE/g, w zależności od rozpuszczalnika ekstrakcji), pośrednie w wyjściowym słodzie i wyjściowych drożdżach, a najniższe w brzeczce. Całkowita zawartość fenoli w ostatecznych piwach pochodzi z fenoli, które zostały wyekstrahowane z różnych składników, a mianowicie z wyjściowych słodów, chmielu i drożdży, ale nadal obserwowano wartości nie do pominięcia w produktach zużytych. Na uzyskane wyniki silnie wpłynęła metoda zastosowana do oceny aktywności antyoksydacyjnej, równoważnej zdolności antyoksydacyjnej Troloxu (LPPH), parametru antyoksydacyjnego redukującego jony żelaza (FRAP) oraz aktywności wymiatania i redukcji kationów rodnikowych (ABTS). Ogólnie rzecz biorąc, wyniki odzwierciedlały trend zaobserwowany dla całkowitej zawartości fenolu: piwa są stopniowo wzbogacane fenolami pochodzącymi ze wszystkich składników wyjściowych, a zużyte produkty nadal mają nie bez znaczenia aktywność przeciwutleniającą.cholesterol cistancheWarto zauważyć, że drożdże odpadowe często wykazywały wyższe wartości niż w materiale wyjściowym; można wywnioskować, że drożdże są w stanie wchłonąć fenole z piwa podczas warzenia. Biorąc pod uwagę zainteresowanie wykorzystaniem odpadów pochodzących z przetwarzania żywności, oceniono aktywność biologiczną produktów browaru Alter na kulturach komórkowych keratynocytów (zużytych produktów słodu, chmielu i drożdży). Przeprowadzono wstępne testy in vitro w keratynocytowych komórkach HaCaT w celu oceny potencjalnej bioaktywności zużytych ekstraktów. Wśród zużytych ekstraktów, zużyte ekstrakty chmielowe i drożdżowe wykazały zdolność do poprawy aktywności mitochondriów i zapobiegania stresowi oksydacyjnemu w komórkach HaCaT, dwóch cechach starzenia się skóry. Podsumowując, badanie to dostarcza dowodów na to, że odpady z ręcznie wytwarzanych piw mogą być interesującym źródłem fenole do przygotowania kosmetyków przeciwstarzeniowych skóry.

Słowa kluczowe:piwo rzemieślnicze; produkty piwowarskie; całkowita zawartość fenolu; aktywność antyoksydacyjna; cytotoksyczność;przeciwstarzeniowa

1. Wstęp

Piwo rzemieślnicze staje się coraz bardziej popularne w USA i Europie [1,2], co ma istotne reperkusje dla gospodarki [3]. Ten sukces jest napędzany zainteresowaniem konsumentów degustacją nowych piw o różnych smakach i aromatach [2] oraz dbałością o korzyści zdrowotne wynikające z umiarkowanej konsumpcji piwa [4].

Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej

W przeciwieństwie do piw komercyjnych, piwa rzemieślnicze są niefiltrowane i niepasteryzowane, dzięki czemu ich właściwości sensoryczne pozostają niezmienione przez proces warzenia. Ponadto można oszczędzić również substancji korzystnych dla zdrowia, takich jak antyoksydanty.

Piwa komercyjne i ich produkty odpadowe zostały już ocenione pod kątem ich właściwości przeciwutleniających. Zhao i in. [5] określili profile fenoli i odpowiadające im aktywności przeciwutleniające 34 piw handlowych i stwierdzili znaczące różnice w całkowitej i indywidualnej zawartości fenoli oraz aktywności przeciwutleniającej. Najliczniejszymi związkami fenolowymi były kwasy galusowy i ferulowy. W tym samym okresie Ribeiro Tafulo i in. [6] określili aktywność przeciwutleniającą 27 innych piw handlowych, stosując kilka metod spektrofotometrycznych. W tym samym roku Piazzon i in., 2010 [7] ocenili aktywność przeciwutleniającą i zawartość fenoli w różnych rodzajach piw handlowych (opactwa, ale, koźlak, pszeniczne, jasne, pilzneńskie i pozbawione alkoholu) i stwierdzili dużą różnorodność wśród nich. W badaniu dotyczącym piw domowych Farcas i in. [8] określili całkowitą zawartość polifenoli i aktywność przeciwutleniającą w całym procesie produkcyjnym, począwszy od surowców (słodu i chmielu) a skończywszy na odpadach odzyskanych. Wykazali, że początkowa wyższa całkowita zawartość polifenoli i aktywność przeciwutleniająca w surowcach była spowodowana obecnością słodu i że całkowita zawartość polifenoli znacznie spadła po przejściu do piwa i słodu zużytego w końcowym produkcie piwnym i w słodzie wypalonym. Drożdże nie były analizowane.

Cistanche może przeciwdziałać starzeniu

Fakt związków przeciwutleniających pochodzących ze słodu udowodnili Zhao i współpracownicy [9], którzy wykazali aktywność przeciwutleniającą i całkowitą zawartość fenolu w kilku odmianach jęczmienia browarnego. Inni autorzy zidentyfikowali czterdzieści siedem związków fenolowych z czterech rodzajów piwa komercyjnego, stosując chromatografię cieczową sprzężoną z hybrydową techniką spektrometrii mas z kwadrupolową liniową pułapką jonową typu elektrorozpylanie z jonizacją Orbitrap [10]. Ostatnio dokonano identyfikacji związków fenolowych i azotowych o niskiej masie cząsteczkowej w piwach rzemieślniczych za pomocą analiz HPLC-ESI-MS/MS [11]. Autorzy próbowali zróżnicować rodzaje piw, takie jak IPA, Lager i Weiss, według związków fenolowych i azotowych, ale nie stwierdzili znaczących różnic w tych związkach między różnymi rodzajami piw.

Niedawno [12] wybrano i oznaczono ilościowo 20 związków fenolowych, na przykład kwas galusowy, katechinę, kwas kawowy, kwercetynę, ksantohumol i humulon w różnych piwach rzemieślniczych, brzeczkach, składnikach wyjściowych do warzenia (słód jęczmienny, chmiel i drożdże). ) oraz produkty uboczne (łuska jęczmienna, młóto chmielowe i młóto drożdżowe). Na podstawie tych badań stwierdzono, że pomiędzy wszystkimi próbkami występują istotne różnice oraz że skład piwa zależy od odbioru i procesu warzenia. Związki fenolowe piw pochodziły głównie ze słodu jęczmiennego i, co ciekawe, drożdże były w stanie wchłonąć związki fenolowe z innych źródeł.

Zatem ocena zawartości przeciwutleniaczy w odpadach z produkcji piwa może mieć duże znaczenie, jeśli weźmie się pod uwagę szybki wzrost rynku piwa rzemieślniczego na świecie.

Wykorzystywanie produktów ubocznych browaru do opracowywania produktów zdrowotnych, takich jak kosmetyki i/lub suplementy, pomogłoby zwiększyć zrównoważony charakter produkcji piwa. Niniejsze badanie ma wiele celów: ocena całkowitej zawartości fenolu i aktywności przeciwutleniającej różnych rodzajów włoskich piw rzemieślniczych (lager, bursztyn, potrójnie słodowy, czerwony i czarny) oraz ocena ich pośrednich produkcji, a także ich produktów odpadowych. Aktywność biologiczną ekstraktów z odpadów z browaru Alter oceniono zatem na ludzkich keratynocytach. Otwiera to nowe i interesujące możliwości wykorzystania nowych składników z browarniczych produktów ubocznych do receptur kosmetycznych.

2. Eksperymentalny

2.1. Materiały

11-Diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH),2,4,6-Tris(2-pyridyl)-s-triazine (TPTZ), (±)-6-Hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchromane-2-carboxylic acid (TROLOX), 2,2'-Azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt(98%TLC)(ABTS), gallic acid, sodium carbonate monohydrate ACS reagent, sodium acetate and ethanol(ethanol absolute grade) were purchased from Sigma-Aldrich(Steinheim, Germany). Manganese (IV)oxidize activated(>90 procent) i odczynnik fenolowy Folina-Ciocalteu zakupiono z Fluka (Buchs, Szwajcaria). Bezwodny octan sodu i bezwodny chlorek żelaza (III) zakupiono od JT Baker (Center Valley, PA, USA), a bezwodny węglan sodu zakupiono od Carlo Erba (Mediolan, Włochy). Wszystkie rozpuszczalniki i odczynniki były czystości analitycznej. Ultraczysta woda została wyprodukowana przez Gradient Milli-Q (Millipore, Molsheim, Francja). Materiały wyjściowe, piwa rzemieślnicze, brzeczki i produkty odpadowe zostały dostarczone dzięki uprzejmości Birrificio Collesi (Apecchio, Włochy).

Szczegółową charakterystykę badanych piw przedstawiono w tabeli 1. Rodzaj wyjściowego słodu i chmielu determinował główne różnice pomiędzy wszystkimi piwami. Można użyć pięciu różnych słodów wyjściowych, często w mieszankach iw różnych proporcjach. Chmiele Perle i Saaz są używane w różnych proporcjach ze względu na ich różne aromaty. Te same drożdże, Saccharomyces Cerevisiae, zostały użyte do wszystkich piw, które były odmianami wysokofermentacyjnymi. Różne kombinacje dają różne rodzaje piwa (lager, bursztyn, potrójnie słodowy, czerwony i czarny) o zawartości alkoholu od 6,0 do 9,0 procent V/V.

2.2. Przygotowanie próbki

Przed analizami materiały wyjściowe (słód, chmiel i drożdże), piwa, brzeczki i odpady (słód, chmiel i drożdże) poddano różnym procesom w zależności od ich stanu fizycznego, które można wysuszyć w stanie stałym, wilgotnym. stała lub mętna ciecz (tabela 2).

Wilgotne ciała stałe i ciecze najpierw poddano liofilizacji w temperaturze {{0}} stopnia i pod ciśnieniem 0,03 bara (FreeZone 1 Litr Benchtop Series 77400 liofilizator, LABCONCO, Kansans City, MO, USA). Wysuszone ciała stałe poddano mieleniu w frezarce. Następnie wszystkie próbki poddano ekstrakcji. Próbkę ostrożnie odważono i zdyspergowano w 100 ml rozpuszczalnika (woda lub 70-stopniowy etanol). Otrzymaną ciecz umieszczono w kolbie Erlenmeyera, którą następnie starannie zamknięto. Próbki mieszano magnetycznie przez 24 godziny w temperaturze pokojowej, a następnie odwirowano przy 12 000 obr./min w 20 stopniach przez 10 minut w celu usunięcia nierozpuszczonych cząstek (Zetalab CNZ-140HE, Padova, Włochy). Próbki liofilizowano i przechowywano w -20 stopniu w 50 ml fiolkach polietylenowych z zakrętką (BD Falcon TM, BD Biosciences, Bedford, MA, USA) w celu zapewnienia optymalnych warunków przechowywania.

2.3. Oznaczanie całkowitej zawartości fenolu

Całkowitą zawartość fenolu (TPC) w próbkach oznaczono metodą spektrofotometryczną Folina-Ciocalteu [13] z pewnymi modyfikacjami [14]. W skrócie, wszystkie produkty liofilizowane zostały użyte do przygotowania klarownych roztworów o stężeniu 10 mg mL-1. Porcję 50 µl tego roztworu dodano do 150 µl odczynnika fenolowego Folina-Ciocalteu, rozcieńczonego wodą w stosunku 1:4. Następnie dodano 50 µl nasyconego roztworu Na, CO3. Po inkubacji w temperaturze pokojowej przez 10 minut, absorbancję każdego dołka określono przy 765 nm przy użyciu czytnika mikropłytek (FLUOstar Omega, BMG Labtech GmbH, Ortenberg, Niemcy). Pomiar porównano z wzorcowym roztworem kwasu galusowego (GA), a wyniki wyrażono jako miligramy równoważników kwasu galusowego (GAE) na gram produktu ubocznego (mg GAE/g).

2.4. Ocena aktywności przeciwutleniającej

Aktywność przeciwutleniającą piwa rzemieślniczego i produktów ubocznych oceniano, mierząc aktywność usuwania rodników 11-difenylu-2-pikrylohydrazylu (DPPH), 2,2'-azyno-bis(3- etylobenzotiazolina -6-kwas sulfonowy) (ABTS*) zdolność wychwytywania kationów rodnikowych i zdolność antyoksydacyjna redukująca żelazo (FRAP).dawkowanie cistanche redditJako standard kalibracji zastosowano Trolox(6-hydroksy-2,5,7,8-tetrametylochromano-2-kwas karboksylowy). Wartości wyrażono jako ekwiwalent mmol Trolox/g próbki w funkcji IC50, zdefiniowanej jako stężenie badanego materiału wymagane do spowodowania 50-procentowego spadku początkowego DPPH, ABTS lub stężenia żelaza.

2.5. Ocena równoważnej zdolności antyoksydacyjnej Trolox (DPPH)

Aktywność DPPH zmiatania wolnych rodników oceniano w teście analitycznym na mikropłytkach zgodnie z wcześniej opublikowanymi metodami [15] z pewnymi modyfikacjami [16]. W skrócie, 50 μl porcję próbki （stężenie 10 mg ml-'） i standard dodano do 150 μl DPPH w absolutnym etanolu na 96-studzienkowej płytce do mikromiareczkowania （BD FalconTM）Po inkubacji w 37 °C stopnia przez 20 min, absorbancję każdej studzienki określano przy 517 nm przy użyciu czytnika mikropłytek. Aktywność przeciwutleniającą obliczono i wyrażono względem ilości Troloxu zgodnie z równaniem (1)[17], gdzie Ag i A są absorbancjami roztworu rodnika DPPH● przy 517 nm w obecności odpowiednio próbki kontrolnej i próbki ekstraktu.

2.6. Aktywność usuwania kationów rodnikowych i zmniejszanie mocy (ABTS)

Test ABTS przeprowadzono zgodnie z poprzednimi procedurami [18] i zastosowano do testu na płytkach 96-dołkowych. Roztwór ABTS* plus (5 mM) przygotowano przez utlenianie ABTS za pomocą MnO w wodzie przez 30 min w ciemności. Porcję 50 μl różnych stężeń próbki i standardu „Trolox” dodano do 150 μl roztworu ABTS* w 96-studzienkowej płytce do mikromiareczkowania (BD FalconTM).korzyści z ekstraktu z cistanchePo inkubacji w temperaturze pokojowej przez 10 minut, absorbancję każdego dołka określono przy 734 nm przy użyciu czytnika mikropłytek. Wartości obliczono i wyrażono względem ilości Trolox zgodnie z równaniem (2) [17], gdzie Ag i A są absorbancjami roztworu rodnika OHe przy 734 nm w obecności odpowiednio próbki kontrolnej i próbki ekstraktu.

2.7. Długotrwały parametr antyoksydacyjny żelaza (FRAP)

Wartości FRAP piwa rzemieślniczego/produktów ubocznych zostały określone zgodnie z wcześniej opublikowaną metodą [19] z pewnymi modyfikacjami [20]. Odczynnik FRAP został przygotowany przez zmieszanie następujących trzech roztworów:

1. 50mL bufor octanowy 0,3M pH 3,6 (1,23g octanu sodu w 50 ml wody zakwaszająca)

z kwasem octowym);

2. 5mL roztworu podstawowego 5mMTPTZ(2,4,6-Tripyridylo-s-triazyna)(15,6mg)w 40mM HCl;3. 5 ml 5 mM FeCl3:6 H2O (16,2 mg) w 40 mM HCl.

Odczynnik FRAP przed użyciem ogrzewano w temperaturze 37 stopni C. Porcje 25 µl próbki (roztwory o stężeniu 10 mg ml-1) dodano w trzech powtórzeniach do dołków 96-dołkowej płytki （BD Falcone）. Test rozpoczęto przez dodanie 175 µl odczynnika FRAP do każdego dołka. Płytkę natychmiast wytrząsano w czytniku płytek FLUOstar Omega przez 30 s i reakcję pozostawiono na 10 min, po czym płytkę odczytano na czytniku płytek (593 nm). Równocześnie puszczono roztwór odniesienia Trolox i użyto go do wygenerowania krzywej kalibracyjnej metodą regresji liniowej. Krzywa standardowa była liniowa między 25 a 800 μM Trolox（TE）. Wyniki wyrażono w μM ekwiwalencie Trolox próbki （TE） gI.

2.8. Hodowle komórkowe

Ludzka linia komórkowa keratynocytów, HaCaT, była rutynowo hodowana w pożywce Eagle'a w modyfikacji Dulbecco (DMEM), uzupełnionej 10% płodową surowicą bydlęcą (FBS), 2 mM L-glutaminy, 50 U/ml penicyliny i 50 ug/ml streptomycyny w temperaturze 37 stopni nawilżony inkubator z 5% CO. Aby ocenić cytotoksyczność, aktywność mitochondrialną i wewnątrzkomórkowe tworzenie ROS, komórki HaCaT wysiano na płytkach 96-dołkowych przy 2 x 10* komórek/dołek. Wszystkie eksperymenty przeprowadzono po 24 godzinach inkubacji w temperaturze 37 stopni w 5% CO2. Do eksperymentów z komórkami HaCaT przygotowano roztwory podstawowe zużytych ekstraktów w wodzie o stężeniu 60 mg/ml. Roztwory podstawowe następnie rozcieńczono w pełnej pożywce w celu uzyskania pożądanych stężeń zużytych ekstraktów.

2.9. Cytotoksyczność i aktywność mitochondrialna

Żywotność komórek oceniono przez zmniejszenie {{{{10}}}(4,5-dimetylo-2-tiazolilu)-2,5-difenylu -2H-tetrazoliowy bromek (MTT) do jego nierozpuszczalnego formazanu, jak opisano wcześniej 21]. W skrócie, komórki HaCaT traktowano przez 24 h różnymi stężeniami ekstraktu (0,003-3 mg/ml) w 37 stopniach w 5% CO. Następnie pożywkę traktowano zastąpiono MTT w zrównoważonym roztworze soli Hanka ( HBSS)(0,5 mg/ml) przez 2 godziny w 37°C w 5% CO. Po przemyciu HBSS kryształy formazanu rozpuszczono w izopropanolu. Poziomy formazanu mierzono (570 nm, filtr odniesienia 690 nm) przy użyciu czytnika płytek wieloznacznikowych VICTOR™ X3 (PerkinElmer, Waltham, MA, USA). Żywotność komórek wyrażono jako procent komórek kontrolnych.

Aktywność mitochondrialną określano metodą MTT, jak opisano wcześniej, z niewielkimi modyfikacjami [22].skutki uboczne cistanche deserticolaW skrócie, komórki HaCaT traktowano przez 4 godziny DMEM 10 procent FBS (pożywka) lub sól fizjologiczną buforowaną fosforanami Dulbecco (roztwór soli bez składników odżywczych) w obecności 0,03 mg/ml ekstraktu w 37 stopniach w 5 CO2. Następnie obróbkę zastąpiono MTT przez 2 godziny w temperaturze 37 stopni w 5% CO2. Po przemyciu HBSS kryształy formazanu rozpuszczono w izopropanolu. Zmierzono poziomy formazanu, które korelowały z aktywnością mitochondrialną (570 nm, filtr referencyjny 690 nm) przy użyciu wieloznacznikowego czytnika płytek VICTORTM X3 (PerkinElmer). Aktywność mitochondrialną wyrażono jako procent komórek kontrolnych.

2.10. Wewnątrzkomórkowe tworzenie ROS

Tworzenie reaktywnych form tlenu (ROS) oceniano za pomocą sondy fluorescencyjnej dioctanu 2'-7'dichlorodihydrofluoresceiny (H2DCF-DA), jak opisano wcześniej [23](komórki HaCaT traktowano przez 2 godziny 0.{ {23}}3 mg/ml ekstraktu w 37Cin 5% CO2. Następnie pożywkę do obróbki usunięto i do każdego dołka dodano 100 µl H2DCF-DA（10ug/ml）. Po 30 minutach inkubacji w temperaturze pokojowej, Roztwór H2DCF-DA zastąpiono roztworem H2O2（100 μM） na 30 min Równoległy zestaw komórek HaCaT traktowano H2O i ekstraktem 0,03 mg/ml przez 30 min.cistanche Czyngis-chanTworzenie ROS mierzono w jednostkach arbitralnych fluorescencji, AUF (wzbudzenie przy 485 nm i emisja przy 535 nm), stosując wieloznacznikowy czytnik płytek VICTORTM X3 (PerkinElmer). Dane wyrażono jako krotność wzrostu tworzenia ROS w stosunku do komórek nietraktowanych (tj. AUF komórek traktowanych H,O,/AUF komórek nietraktowanych).

Ten artykuł pochodzi z Cosmetics 2021, 8, 96. https://doi.org/10.3390/cosmetics8040096 https://www.mdpi.com/journal/cosmetics