Virágkivonatok, mint többfunkciós színezékek a kozmetikai iparban

Kérlek keress feloscar.xiao@wecistanche.comtovábbi információért

Absztrakt:A virágok a bioaktív vegyületek természetes forrásai, amelyek nemcsak antioxidáns, gyulladásgátló és öregedésgátló tulajdonságokkal rendelkeznek, hanem természetes színezékként is használhatók. Emiatt manapság a növényeket széles körben használják természetes kozmetikumok és élelmiszerek előállítására. Ezekben a vizsgálatokban a Papaver rhoeas L., Punica granatum L., Clitoria ternatea L., Carthamus tinctorius L. és Gomphrena globosa L. vizes kivonatainak bioaktív, természetes színezékként való tulajdonságait vizsgálták. A növényi virágkivonatokat antioxidáns (ABTS és DPPH gyökös módszerekkel) és gyulladáscsökkentő hatásuk szempontjából tesztelték a lipoxigenáz és proteináz aktivitását gátló képesség meghatározásával. A kivonatok bőrsejtekre gyakorolt ​​citotoxikus hatását Alamar Blue és Neutral Red tesztekkel tesztelték. Vizsgálták az elasztin és a kollagén lebontásáért felelős enzimek aktivitását gátló képességét is. A kutatások kimutatták, hogy a kivonatok nincsenek toxikus hatással a bőrsejtekre, gazdag antioxidáns forrást jelentenek, és gátolják az elasztáz és kollagenáz enzimek aktivitását. A P. rhoeas kivonat a legerősebb antioxidáns tulajdonságokat mutatta IC50 értékkel, 24,8±0,42 ug/ml, illetve 47,5±1,01 ug/mL értékkel az ABTS és DPPH tesztekben. A vizsgált növényeket gyulladáscsökkentő tulajdonságuk is jellemzi, amelyeknél a lipoxigenázt 80 százalék feletti szinten és a proteinázt körülbelül 55 százalékos szinten gátolták. A P. Thomas, C. ternatea és C. tinctorius kivonatai mutatják a legerősebb színezőképességet, és tartósan festhetik a kozmetikai termékeket anélkül, hogy a termék tárolása során jelentős színváltozás következne be.

További információért kattintson ide

Kulcsszavak:növényi kivonatok; természetes színezékek; kozmetikumok; biológiailag aktív színezékek; gyulladásgátló tulajdonságok; antioxidánsok

1. Bemutatkozás

Az elmúlt években megnőtt az érdeklődés a természetes és ökológiai termékek iránt. Különösen észrevehető a kozmetikai, élelmiszer- és egyéb gyorsan mozgó fogyasztási cikkek (FMCG) iparágakban. A jelenlegi piaci trendek megfigyelése alapján egyre több fogyasztó keresi a természetes termékeket, amelyek véleményük szerint biztonságosabbak és hatékonyabbak. Emiatt a gyártók kénytelenek természetes helyettesítő anyagokat keresni a szintetikus eredetű anyagokhoz, hogy a fogyasztói igényeknek megfelelő termékeket állítsanak elő 1].cistanche UKSok anyagot, például emulgeálószereket, reológiai módosítókat vagy felületaktív anyagokat helyettesítettek természetes megfelelőikkel, de sok nyersanyag továbbra is nagy problémát jelent a gyártók számára [1]. Az egyik legproblémásabb összetevők a színezékek, amelyekre a természetben nincs túl sok hatékony megoldás. Az élelmiszer- vagy kozmetikai iparban használt festékek többségét folyamatosan kémiai szintézissel állítják elő a természetes színezőanyagokhoz képest alacsonyabb költségük és nagyobb stabilitásuk miatt.

A Cistanche öregedésgátló hatású

Sajnos a szintetikus festékeknek számos hátránya van, amelyek közül a legfontosabb az irritáló és érzékenyítő képességük, valamint a környezetre gyakorolt ​​negatív hatásuk [2-5]. A beszerzett termékek természetesen biztonságosabbak az emberi egészségre és a környezetre nézve, de nem stabilak, és a termék tárolása során megváltoztathatják a színüket. Érzékenyek a pH-változásra, az UV-sugárzásra és a hőmérséklet-változásokra is [6-8]. A természetes eredetű új színezékek keresése során figyelmet fordítottak az erős színű növényi virágokból nyert kivonatokra. A kivonatok formájában lévő növény stabilabb és ellenállóbb lehet a színváltozásokkal szemben, mivel összetételükben a színezőanyagokon kívül olyan összetevők is jelen vannak, amelyek képesek megakadályozni az oxidációjukat külső tényezők hatására, mint pl. UV-sugárzás vagy a szabad gyökök hatása. Ezek elsősorban az antioxidánsok csoportjába tartozó, természetben előforduló anyagok, amelyek képesek megakadályozni a növény színének megváltozását, és intenzív színt fenntartani még erős UV sugárzás hatására is |5,7,9,10]. Egyedi színezőanyagok növényekből történő izolálása esetén (például a céklából kivont betalainok esetében) a keletkező festék ezekből az összetevőkből hiányzik, és sok esetben szintetikus antioxidánsok hozzáadása szükséges. a végtermék a színváltozások elkerülése érdekében [11].

Az antioxidánsok olyan kémiai vegyületek csoportja, amelyek fontos szerepet játszanak az oxidatív stressz elleni védekezésben. Fő funkciójuk az oxigén szabad gyökök, az úgynevezett reaktív oxigéngyökök (ROS) semlegesítése, amelyek az anyagcsere rendkívül reaktív melléktermékei.

Az antioxidánsok nagy része növényi eredetű anyagok, amelyek közé tartoznak például a fenolsavak vagy a flavonoidok. Egyes növényi színezékek antioxidáns hatást is mutatnak, amelyek tulajdonságaiknál ​​fogva helyettesíthetik a kozmetikában jelenleg használt szintetikus pigmenteket. Ilyen vegyületek például az antocianinok, amelyek a flavonoidokhoz tartoznak. Számos növény levelében, gyümölcsében és virágában jelen vannak, például bogyókban (bogyók, feketeribizli, áfonya stb.), szőlőben, piros cikóriában stb., és kék, piros és lila színt adnak nekik. [12-14]. Ezenkívül az antocianinok gyulladásgátló, antioxidáns és májvédő tulajdonságokkal rendelkeznek, és támogatják a szív- és érrendszer megfelelő működését [12-14]. Az antocianinok jelenlétét Punica granatum L., Clitoria ternatea L. és Papaver rhoeas L. [15-17] esetében is kimutatták. A vörös-ibolya színért felelős betacianinok megtalálhatók a levelekben, virágokban, gyökerekben, növényi gyümölcsökben és a gomba sapkákban. Ezek a festékek rákellenes, antioxidáns és gyulladásgátló tulajdonságokat mutatnak. A betacianinok közé tartozik a gomphrena I, gomphrena II és gomphrena III, amelyek a Gomphrena globosa L.-ben találhatók [18,19]. Egy másik antioxidáns hatású színezőanyag a kartamin.cistanche wirkungVörös színt ad a növényi szerveknek, és jelen van többek között a Carthamus tinctorius L.-ben [20,21].

E vizsgálatok célja a növényi pigmentek forrását képező növényekből származó vízkivonatok tulajdonságainak vizsgálata volt. Az előzetes vizsgálatok során 20 különböző növény színes virágaiból nyertek kivonatot, amelyek kozmetikai termékekben való felhasználása nem tiltott. Közülük öt olyan kivonatot választottak ki, amelyeket az UV sugárzás, a vizes oldat pH-jának változása és az oxidálószerek (hidrogén-peroxid) hatása során a legerősebb szín és stabilitás jellemez. A további kutatásokhoz a legelőnyösebb tulajdonságokkal rendelkező kivonatok a Papaver rhoeas L.(PRE), Punica granatum L.(PGE) és Clitoria ternatea L.(KTE), Carthamus tinctorius L.(CTE) és Gomphrena globosa kivonatai voltak. L.(GGE). Meghatároztuk a felsorolt ​​növényi kivonatok bioaktív vegyületeit, valamint antioxidáns és gyulladáscsökkentő tulajdonságait. A kivonatokat fibroblasztokon és keratinocitákon vizsgáltuk citotoxikus aktivitásra. Vizsgálták a transzepidermális vízveszteség (TEWL) csökkentésére való képességet és az elasztin és a kollagén elpusztításáért felelős enzimek aktivitásának gátlását is. A kapott kivonatokat a sminklemosó modellben használtam fel micellás folyékony formában, mint bioaktív és többfunkciós színezéket.

2. Eredmények és megbeszélés

2.1. Bioaktív vegyületek meghatározása HPLC-ESI-MS/MS módszerrel

A hatóanyagok kémiai szerkezetének elmélyítésére kromatográfiás módszert dolgoztak ki. A fő fenolos vegyületeket negatív ion módban határoztuk meg a detektált prekurzor ionok tömeg/töltés aránya (m/z) alapján, és az MS2 fragmentációból származó termékionokkal igazoltuk HPLC-ESI-MS/ segítségével. KISASSZONY. A vegyületeket a kapott termékionok alapján azonosítottuk. Az MS adatokat, az MS/MS fragmentációs profilokat és a molekulaképletet hiteles standardokkal vagy irodalmi adatokkal hasonlították össze [22,23.citrus bioflavonoidokAz 1. táblázat felsorolja a vizes kivonatokban HPLC-ESI-MS/MS alkalmazásával azonosított hatóanyagokat.

A vizsgált vizes kivonatokhoz negatív ionos üzemmódban kapott extrahált ionkromatogramokat egy kiegészítő fájl tartalmazza. A HPLC-ESI MS/MS eredményei polifenolok jelenlétét mutatták ki, amelyek közül a fenolos savak és a flavonoidok jól reprezentált csoportot alkottak. A jellemzett flavonoidok a kvercetin és a kaempferol származékok voltak, míg a fenolsavak a kávé-, kinin-, gallusz- és koffeoil-kinsav (CQA) két izomerrel: 3-és 5-CQA. A mintakivonatokban számos más flavonoid glikozidot is azonosítottak, beleértve a kaempferol-3-O-rutinozidot és a kaempferol-3-O-glükozidot.

A kinsav, galluszsav, kávésav, 3-CQA,5-CQA és kvercetin mennyiségét az analitikai standardok csúcsterületeinek felhasználásával generált kalibrációs görbe alapján határozták meg többszörös reakciófigyelési (MRM) módokban. A kapott eredményeket a 2. táblázat tartalmazza. A meghatározott vegyületek összege alapján (2. táblázat) azt találtuk, hogy a PGE vizes kivonata volt a legnagyobb mennyiségben a meghatározott bioaktív vegyületekben. A kinsavat a CTE vizes kivonatában határozták meg a legnagyobb mennyiségben, míg a PGE vizes kivonatát a legmagasabb galluszsav tartalom jellemzi. A kávésav volt a legnagyobb mennyiségben előforduló vegyület a KTE-kivonatban.

2.2. Az antioxidáns tulajdonságok meghatározása

A kivonatok összetételének elemzése flavonoidok és fenolos vegyületek, például kininsav, galluszsav, kvercetin, rutin, kávésav és mások jelenlétét mutatta ki. Ezek az anyagok antioxidáns tulajdonságaikról ismertek, amelyeket számos tanulmány igazolt. A kivonatok antioxidáns hatását a kutatás következő részében vizsgáltuk.

Az első vizsgálatot az ABTSe ​​plus gyök felhasználásával végezték.cynomorium előnyeiA kapott eredményekből az IC50-pontot mindegyik növényi kivonatnál meghatároztuk, a 3. táblázat szerint. A legalacsonyabb IC50-értéket a PGE-kivonat (24,8 ug/mL) mutatta, és körülbelül 5,4-szer lassabb volt, mint a kapott érték. a GGE esetében, ami a legmagasabb volt. Ezért a PGE mutatta a legjobb antioxidáns kapacitást. Ezenkívül a PRE és a KTE alacsony IC50 értéket ért el (65,5 és 63,3 ug/ml), ami hozzájárul a jó antioxidáns hatáshoz.

A kutatás következő részében a kivonatok azon képességét vizsgálták, hogy csökkentik a reaktív oxigénfajták termelődését a sejtekben. Ha a sejtekben a reaktív oxigénfajták szintje meghaladja az antioxidánsok számát, az oxidatív stresszhez vezet. A ROS károsíthatja a DNS-t, a fehérjéket és a lipideket, ami hozzájárulhat a betegségek kialakulásához és fokozhatja az öregedési folyamatot. Ezekben a vizsgálatokban az intracelluláris ROS termelésre gyakorolt ​​hatást fibroblasztokon és keratinocitákon vizsgálták fluorogén H2DCFDA festékkel. A grafikonokon látható eredményeket elemezve (1A, B ábra) megállapítható, hogy minden vizsgált kivonat csökkenti a ROSin sejtek mennyiségét. Minden kivonat 500 ug/ml koncentrációban mutatta a legnagyobb potenciált az oxidatív stressz minimalizálására. A BJ sejtekben a PGE és PRE kivonatok mutatták a legerősebb ROS-csökkentési képességet. Ezeknek a növényi kivonatoknak a fluoreszcencia értéke 500 ug/ml koncentrációban körülbelül 60 százalékkal alacsonyabb volt, mint a kivonatokkal nem kezelt sejteknél (kontroll). A HaCaT sejtekben a PGE és a PRE esetében is kimutatták a legerősebb ROS-csökkentési képességet, és a fluoreszcencia 25-30 százalékkal alacsonyabb volt a kontrollhoz (500 ug/ml koncentráció) képest. A HaCaT sejtek intracelluláris oxidatív stresszének csökkentésére való képessége a KTE, CTE és GGE által 100 ug/ml koncentráció mellett hasonló volt a kontrolléhoz.

A leírt eredmények alapján igazolható, hogy a vizsgált növényi kivonatok antioxidáns kapacitással rendelkeznek. Ennek oka a különböző anyagok jelenléte, amelyek képesek semlegesíteni a szabad gyököket. A legjobb antioxidáns hatást a PGE és PRE kivonatai mutatták. A P. rhoeas vizes kivonata kávésavat, kininsavat, gallusavat, rutint és kvercetint tartalmazott, amelyek antioxidáns tulajdonságaikról ismertek [24-29]. Ezenkívül kimutatták, hogy a C-vitamin jelen van ennek a növénynek a szirmában [30]. A C-vitamin elektrondonor, ezáltal megakadályozza más vegyületek oxidációját. Ennek eredményeként önmagát oxidálja, és viszonylag stabil szabadgyököt képez. Ezeknek a hatásoknak köszönhetően csökkenti az oxidatív károsodást [31,32] A PRE az antocianinok csoportjába tartozó pigmenteket is tartalmaz [33], amelyek képesek megkötni a szabad gyököket[34]. A fent említett vegyületek jelenléte a PRE-ben jó antioxidáns tulajdonságokat ad ennek a növénynek, amit ezekben a vizsgálatokban és más kutatók is bebizonyítottak [35,36]. A HPLC-ESI-MS analízis azt mutatta, hogy a PGE vizes kivonat kávésavat, kinsavat, kvercetint és kaempferol-O-glükozidot tartalmazott. Ezenkívül ezeknek a növényeknek a virágai ellaginsavban, urzolsavban, maszlinsavban és ázsiai savban gazdagok. Ezek az anyagok antioxidáns képességükről és gyulladáscsökkentő tulajdonságaikról ismertek [24-2937,38]. Jelenlétük az, ami miatt a növény kivonata pozitív hatást fejt ki az oxidatív stressz csökkentésére 39,40]. A CTE kávésavat, kininsavat, gallusavat, koffeoil-kinsavat, izokvercetint, kvercetint, rutint és kaempferol-O-glükozidot tartalmaz , antioxidáns tulajdonságaiért felelős antocianinokat is. Kamkaen és Wilkinson DPPH módszerrel is bizonyította a CTE antioxidáns aktivitását, így a vizes kivonat IC50=1 mg/mL[41] eredményét kapta. A GGE a HPLC-ESI-MS módszerrel meghatározott fenolos vegyületek és flavonoidok mellett bétacianinokat is tartalmaz, amelyek antioxidáns tulajdonságú pigmentek [18,42. A Susilaningrum és a Wijayanti kimutatta, hogy a GGE etanolos kivonata nagyon erős antioxidáns hatással rendelkezik (IC50=49,9 ug/mL)[43]. A CTE kávésavat, kininsavat, gallusavat, koffeoil-kinsavat, izokvercetint, kvercetint és kaempferol-O-glükozidot tartalmaz, amelyek miatt ez a növény antioxidáns képességet mutat.

2.3. A mátrix metallopeptidáz gátlás értékelése

A növényi kivonatok bőröregedés jeleinek leküzdésére szolgáló készítményekben való felhasználásának lehetőségének felmérése érdekében fontos eleme annak felmérése, hogy képesek-e gátolni a bőröregedési folyamatokban szorosan részt vevő enzimek aktivitását. A fő enzimek, amelyek fokozott aktivitása a kollagén és elasztin rostok lebomlásához vezet, ami felgyorsítja a bőr öregedését, a kollagenáz és az elasztáz [44]. E munka részeként öt vizsgált növényből származó elemzett kivonatok hatását vizsgáltuk ezen metalloproteinázok aktivitásának statisztikailag szignifikáns gátlásának lehetőségére. A lefolytatott kísérletek részeként a kivonatok két-két koncentrációjára ∶100 és 250 ug/ml-es méréseket végeztünk, és az eredményeket a 2. és 3. ábrán mutatjuk be. Megfigyeltük, hogy az összes elemzett kivonat nagyobb teljesítményre képes. vagy kisebb mértékben befolyásolják ezen enzimek aktivitását in vitro körülmények között. Megállapították, hogy a magasabb tesztelt koncentrációknál az öregedésgátló aktivitás nagyobb volt. Az elasztáz aktivitás mérése során a legnagyobb gátlást a PGE kivonat (44,97 százalék ), ezt követte a GGE (39,11 százalék), a PRE (30,99 százalék), a CTE (30,33 százalék) és a KTE (27,7 százalék). A második enzim, a kollagenáz esetében szintén a PGE kivonat (41,30 százalék) mutatta a legnagyobb gátlást, ezt követi a GGE (40,61 százalék), a CTE (39,09 százalék), a KTE (26,68 százalék) és a PRE (21,83 százalék). Az elemzés részeként méréseket végeztek ezen enzimek általánosan ismert inhibitoraira is, az SPCK elasztázra és az 1,10-fenantrolinra a kollagenázra, amelyeknél 57,88 százalékos, illetve 51,84 százalékos gátlást figyeltek meg. Így a vizsgált kivonatok, különösen a PGE és a GGE esetében kapott gátlás azt jelzi, hogy ezek csak valamivel kisebb aktivitást mutatnak, mint ezen metalloproteinázok általánosan ismert inhibitorai, ami utalhat a bőröregedés elleni kozmetikai és gyógyszerészeti készítményekben való alkalmazásukra.

A vizsgált növények anti-kollagenáz és anti-elasztáz aktivitását korábbi vizsgálatokban már igazoltuk más típusú kivonat (víz-etanol) esetében[45]. A vizsgálatban a vizes kivonatok esetében is megerősített aktivitás azt jelzi, hogy az ezekből a növényekből nyert különféle típusú kivonatok biológiailag aktív, öregedésgátló hatású vegyületek forrásai lehetnek. A vizsgált kivonatok kromatográfiás elemzése számos olyan vegyület jelenlétét mutatta ki, amelyek bizonyítottan öregedésgátló tulajdonságokkal rendelkeznek, mint például a kávésav, a kininsav, a galluszsav, a kvercetin vagy a rutin. A bőr öregedését gátoló képesség e vegyületek széles hatásspektrumával függ össze, amelyet számos tudományos közlemény kimutatott. Chiang et al. tanulmányukban kimutatták, hogy a kávésav gátolja a bőr UVB sugárzás hatására bekövetkező fotoöregedését azáltal, hogy gátolja a metalloproteinázokat és fokozza az I-típusú prokollagén termelődését [46]. Ezenkívül Staniforth és munkatársai kimutatták, hogy ez a fenolsav gátolja az UVB-indukált IL-10 mRNS expressziót és csökkenti a mitogén által aktivált protein kinázok aktiválódását [47].sivatagi jácintAz elasztáz aktivitás kininsav általi enyhe gátlásának lehetőségét Shoko és mtsai. [48]. Chaika et al. munkájuk során kimutatták a galluszsav öregedésgátló tulajdonságait, amelyek a melaninképződés gátlásában nyilvánulnak meg a tirozináz és a tirozinázzal rokon fehérje aktivitásának elnyomásával-2, magas antioxidáns tulajdonságokkal és a mátrix metalloproteináz gátlásának lehetőségével-2 [49]. Ezenkívül Hwang és mtsai. megállapította, hogy ez a sav csökkenti a bőr kiszáradását és korlátozza a ráncok kialakulását. Ez a mátrix metalloproteináz-1 szekréciójának gátlásának, valamint az elasztin, az I-es típusú prokollagén és a transzformáló növekedési faktor szintjének növekedésének az eredménye- 1 [50]Más szerzők kimutatták, hogy a kvercetin gátolja a elasztáz aktivitását és csökkenti a lipidperoxidációt[51,52]. A bioflavonoid rutinra nagyon erős öregedésgátló hatás is jellemző. Amint azt Seong és munkatársai kimutatták, növelheti az I. típusú kollagén mRNS expresszióját és csökkentheti a mátrix metallopeptidáz 1 mRNS expresszióját humán dermális fibroblasztokban. Ezenkívül a rutin pozitívan befolyásolhatja a bőr rugalmasságát, és jelentősen csökkentheti a ráncok számát és hosszát [53]. Így a jelen tanulmányban vizsgált kivonatokban jelenlévő vegyületek kölcsönhatása számos sejtfolyamatban e növények öregedésgátló tulajdonságait eredményezi. A tesztnövények azon képessége, hogy gátolják a kollagenáz és elasztáz aktivitását, több mechanizmust is magában foglalhat. Ez összefügghet a kivonatokban jelenlévő polifenolos vegyületek, főként azok hidroxilcsoportjainak kölcsönhatásával az enzim vázával vagy oldalláncaival, vagy olyan konformációs változásokkal, amelyek az enzim inaktiválásához vezetnek [54,55] A gátlás az is lehet, hogy a polifenolos vegyületek és flavonoidok azon képességével kapcsolatos, hogy kelátot képezzenek a metalloproteinázok, például az elasztáz és a kollagenáz aktív helyén található fémionok [56,57].

2.4. Gyulladáscsökkentő tulajdonságok meghatározása

Az elmúlt néhány évtizedben a gyulladást számos emberi betegség egyik fő kockázati tényezőjeként ismerték fel. A krónikus gyulladásos válaszok hajlamosak a krónikus betegségek patológiás progressziójára, amelyet a gyulladásos sejtek beszűrődése, a citokinek túlzott termelése, a sejtes jelátvitel szabályozási zavara és a barrier funkció elvesztése jellemez. A krónikus gyulladás csökkentésére irányuló célzás jótékony stratégia számos emberi betegség leküzdésére. A proteinázok és lipoxigenázok olyan enzimek, amelyek különböző típusú gyulladásokban vesznek részt. A proteinázokat az ízületi gyulladásos reakciókhoz hozták összefüggésbe. A neutrofilek lizoszómális granulátumaikban sok szerin proteinázt hordoznak. A leukocita proteinázok jelentős szerepet játszanak a gyulladásos folyamatok során fellépő szövetkárosodások kialakulásában [58]. A lipoxigenázok kulcsenzimek a leukotriének bioszintézisében, amelyek viszont számos gyulladásos betegségben kulcsfontosságú mediátorok. A gyulladáscsökkentő hatás mechanizmusa számos olyan kérdést foglal magában, amelyekben az arachidonsav és a linolsav metabolizmusa fontos szerepet játszik [59,60].

2. ábra Növényi kivonatok hatása az elasztáz enzim aktivitására. Az adatok három független kísérlet átlagai, amelyekben minden mintát három párhuzamosban teszteltek. A grafikonokon lévő különböző betűk jelentős különbségeket jeleznek az egyes eredmények között<>

Ez a cikk a Molecules 2022, 27, 922-ből származik. https://doi.org/10.3390/molecules27030922 https://www.mdpi.com/journal/molecules