A földimogyoró héjából izolált bioaktív vegyületek bőrfehérítő és ránctalanító hatásai ultrahanggal segített extrakcióval

Kapcsolatfelvétel:ali.ma@wecistanche.com

Da Hye Gam 1, Ji Woo Hong 1, Jun Hee Kim 1 és Jin Woo Kim 1,2,3,*

Absztrakt:A válaszfelületi módszertant alkalmazták az ultrahanggal segített extrakció (UAE) körülményeinek optimalizálására a függő változók egyidejű optimalizálása érdekében, beleértve a DPPH-gyökfogó aktivitást (RSA), a tirozináz aktivitás gátlást (TAI) és a földimogyoróhéj-kivonatok kollagenáz aktivitásának gátlását (CAI). A fő változók hatásai, beleértve az extrakciós időt (5.0~55.0 min, X1), az extrakciós hőmérsékletet (26.0~94.0 ◦C , X2) és az etanolkoncentrációt (0.0 százalék ~99,5 százalék ,X3) optimalizáltuk. Az egyes állapotok kísérleti értékei alapján négyzetes regressziós modelleket vezettek le az optimális feltételek előrejelzésére. A független változó determinációs együtthatója (R2) a 0,89~0,96 tartományba esett, ami azt mutatja, hogy a regressziós modell alkalmas az előrejelzésre. A szuperponálási módszer alapján az optimális egyesült arab emírségekbeli körülmények előrejelzése során 31,2 perces extrakciós időt, 36,6 ◦C extrakciós hőmérsékletet és 93,2 százalékos etanol koncentrációt azonosítottak. Ilyen körülmények között 74,9 százalékos RSA-t, 50,6 százalékos TAI-t és 86,8 százalékos CAI-t jósoltak, ami jó egyezést mutat a kísérleti értékekkel. Egy reverz transzkripciós-polimeráz láncreakció azt mutatta, hogy a földimogyoró-héj kivonat csökkentette az mRNS szintjéttirozinázkapcsolódó protein-1 és mátrix metalloproteináz-3 gének a B16-F0 sejtekben. Ezért azonosítottuk abőrfehérítésés a földimogyoró héj kivonatainak ránctalanító hatása fehérje- és génexpressziós szinten, és az eredmények azt mutatják, hogy a földimogyoró héja hatékony kozmetikai anyagbőrfehérítésés ránctalanító hatások. E tanulmány alapján a mellékterméknek tekintett földimogyoró héj egészséges élelmiszerek, gyógyszerek és kozmetikumok fejlesztésére használható fel.

Kulcsszavak:földimogyoró héja; optimalizálás;bőrfehérítés; ránctalanító; antioxidáns;tirozináz; kollagenáz; humán tirozinázzal rokon fehérje-1 (TRP-1); mátrix metalloproteináz (MMP)

Kattintson az organikus lehetőséghezcistanche fehérítő bőrápoló termékek.

1. Bemutatkozás

A melanin egy barna vagy fekete színű polimer pigment, amelyet az epidermiszben található melanociták melanoszómáiból szintetizálnak. Fő funkciója az ultraibolya (UV) sugarak blokkolása a bőr védelme érdekében. Alternatív megoldásként túlzott termelése pigmentsötétedéseket, például melazmát, anyajegyeket és öregségi foltokat okozhat [1–3]. A tirozináz egy fő enzim, amely katalizálja az autooxidációs és polimerizációs reakciókat, amelyek révén a tirozin a dihidroxifenilalaninon keresztül dopakinonná alakul, és melanint termel a dopakromeduring melanin bioszintézis révén [4]. Így széles körben alkalmazzák a melanintermelés csökkentésére vagy csillapítására azáltal, hogy gátoljatirozináztevékenység a kozmetikumok fehérítő hatásának fokozása érdekében [5]. A gyors iparosítás és a klórozott-fluorozott szénhidrogének fokozott használata súlyosan károsította a föld védő ózonrétegét, így nagyobb mennyiségű UV-sugárzás éri el a talajt, és tette szabaddá a bőrt. Ez az UV-sugárzás növekedése következésképpen reaktív oxigénfajták (ROS) aktív képződését idézi elő az emberi szervezetben, mint például szuperoxid-anionok, hidrogén-peroxidok és hidroxilgyökök. Az ilyen fajok elősegítették a tirozin folyamatos oxidációját, ami megnövekedett melanintermelést eredményezett. Ebben a tekintetben aktívan végeznek tanulmányokat a gátlásáróltirozináztevékenység, valamint a ROS eltávolítása a fejlesztés érdekébenbőrfehérítésszerek [6]. A kollagén egy fő extracelluláris mátrix, amely a dermisz 90 százalékát teszi ki. A kollagén védi és rugalmassá teszi a bőrt, és részt vesz a bőr mechanikai merevségében, az ellenállásban, a kötőszövetek megkötésében, valamint a sejtek proliferációjában és differenciálódásában [7]. Az extracelluláris mátrixot alkotó fehérjéket, például a kollagént a kollagenáz, például a mátrix metalloproteináz (MMP) lebontja, ami ráncokat, a bőr rugalmasságának csökkenését és a bőr megereszkedését okozza [8]. A ROS által kifejezett különböző típusú MMP-k hidrolizálják a kollagénláncot, a bőr kötőszövetét, és rendellenes térhálósodását generálják, hogy fokozzák a kollagén lebomlását és felgyorsítsák a ráncok kialakulását [9]. Emiatt a melanintermelés és a kollagén bomlás gátlása a ROS képződés csökkentésén keresztül a bőrfehérítés és a ráncok megelőzésének fő célja [10]. Az arbutin, a kojinsav és a linolénsav fehérítő kozmetikumokként, valamint a retinol, a gallát és az andadenozin, mint antioxidáns. -ránckozmetikumok, az elmúlt években széles körben alkalmazzák. Ezeknek az anyagoknak a használata azonban korlátozott, tekintettel fény és hő jelenlétében való instabilitásukra, valamint a mellékhatásokra, beleértve a bőrirritációt és a kontakt dermatitiszt [11]. A természetes antioxidánsok iránti növekvő érdeklődés a hagyományos fehérítő és ránctalanító összetevők hiányosságainak kiküszöbölésére, a növényi eredetű kivonatokat aktívan használták a bőrbarát és biztonságos bioaktív vegyületek kifejlesztésére.fehérítésés ránctalanító kozmetikumok [12,13].

Jelenleg különféle extrakciós módszereket alkalmaznak a bioaktív vegyületek növényekből történő kinyerésére. A bioaktív vegyületek természetes forrásokból, különösen növényekből való kinyerését azonban főként oldószeres, forró vizes és Soxhlet extrakciós módszerekkel végezték, amelyek különböző hátrányokat mutattak, beleértve az alacsony extrakciós hatékonyságot, az összetevők bomlását, az alacsony stabilitást és a magas működési költségeket. [14]. Így a közelmúltban az extrakciós módszereket tesztelték, beleértve az ultrahanggal segített, mikrohullámú és szuperkritikus extrakciót [15]. Az ultrahang egy körülbelül 20 kHz-es vagy annál nagyobb frekvenciájú hanghullám, amely a folyadék kompresszióját, kavitációját és ritkítását eredményezi, ezáltal rövid időn belül maximalizálja a molekulamozgást a magas extrakciós hatékonyság elérése érdekében [16]. Továbbá az ultrahang előnyös abban is, hogy rövid extrakciós ideje minimálisra csökkenti a bioaktív vegyületek lebomlását, és hatékony módszernek tekinthető a természetes összetevők antioxidánsos kivonására,fehérítés, és számos növény és gyógynövény ránctalanító tulajdonságai [17]. Az extrakciós feltételek optimalizálása elengedhetetlen az ultrahanggal segített extrakció (UAE) hatékonyságának növeléséhez, az optimalizálási folyamat pedig kísérleti vagy statisztikai módszerekkel is végrehajtható. A hagyományos egytényezős módszer, minden változó állandó marad és változik egyszerre csak egy tényezőnek vannak korlátai az interaktív hatások meghatározásában, ha ez egy többváltozós kísérlet. Másrészt az RSM statisztikai információkat nyújt a többváltozós kísérletekben a változók közötti korrelációról, valamint a minimális számú mintát használó hatékony kísérletekről, valamint fontos matematikai és statisztikai technikákról a regressziós modell hatékonyságának és alkalmasságának értékelésére. A statisztikai alapú optimalizálás érdekében széles körben alkalmazzák a különféle RSM-terveket, mint például a teljes faktoros tervezést, a Box-Behnken tervezést és a központi kompozit tervezést (CCD). Ezek közül a CCD nagyon hatékony, és így sok információt ad a kísérleti változók hatásairól és az általános kísérleti hibáról, minimális számú szükséges futtatással [18]. Ezért számos létező tanulmányban a CCD-t széles körben alkalmazták a folyamat fejlesztésére, javítására és optimalizálására. feltételek a különböző antioxidánsok és egyéb metabolitok természetes termékekből történő kivonásához.

A földimogyoró (Arachis hypogaea) a hüvelyesek családjába tartozó egynyári növény. A világ több mint 50 országában termesztik, köztük Dél-Koreában, Indiában, Kínában és az Egyesült Államokban [19]. A földimogyoró gazdag fehérje (25 százalék), lipidek (47 százalék) és szénhidrátok (16 százalék), valamint ásványi anyagok, vitaminok, niacin, telítetlen zsírsavak és andolsav forrásai [20]. Feldolgozatlan vagy feldolgozott termékként fogyasztják, beleértve a diót, vajat és étolajat. Becslések szerint a világ éves földimogyoró-termelése összesen 4,1 millió tonnát tesz ki, és a földimogyoró teljes tömegének 35–40 százalékát a földimogyoró héja teszi ki [21]. Becslések szerint évente több mint 1,5 millió tonna földimogyoró-héjat dobnak ki melléktermékként. Tekintettel azonban arra, hogy a földimogyoróhéjnak csak egy részét használják állati takarmányként, és a legtöbbet elégetik vagy lerakják, ami ártalmatlanítási költségeket és környezetvédelmi problémákat okoz, a melléktermékek problémájának leküzdése érdekében nagy hozzáadott értékű anyagokat kell előállítani földimogyoróhéj felhasználásával [22]. ]. Az antioxidánsokkal kapcsolatos korábbi tanulmányok kimutatták, hogy a földimogyoró-bőrkivonatok gyulladás- és elhízás-ellenes hatásáról számoltak be [23,24]. Mindazonáltal ez idáig nem végeztek kutatásokat funkcionális kozmetikai anyagok fejlesztésérefehérítésés ránctalanító hatások a földimogyoró héjából származó bioaktív vegyületek segítségével. Ezért ez a tanulmány a bioaktív vegyületeket a földimogyoró héjából extrahálta az ultrahang-asszisztált extrakció (UAE) alkalmazásával, hogy megerősítse antioxidáns, fehérítő és ránctalanító hatásukat, továbbá optimális UAE állapotot mutatott be a válaszfelületi módszer (RSM) segítségével, és növelte a kivonatok funkcionalitását. élelmiszerként, kozmetikai és gyógyászati ​​összetevőként való felhasználásának lehetőségének megerősítése érdekében.

2. Eredmények és megbeszélés

2.1. Az RSM modellek felszerelése

Ebben a munkában az extrakciós hőmérsékletet, az extrakciós időt és az etanol-koncentrációt választottuk a CCD fő változóiként az előzetes egy-egy tényezős kísérlettel az Egyesült Arab Emírségekre ható szignifikáns változók meghatározására (1. táblázat).

Ezután 17 kísérleti futtatást állítottunk össze, köztük 3 ismétlést a középpontban 3-változók és 5 szintű CCD használatával. A kísérleti hibákat minimálisra csökkentettük a kísérleti sorrend randomizálásával, hogy minimalizáljuk a megmagyarázhatatlan variabilitás hatását. A DPPH gyökfogó aktivitásának (RSA) kísérleti és előrejelzett eredményei,tirozinázaz aktivitásgátlást (TAI) és a kollagenáz aktivitásgátlást (CAI) a 2. táblázat mutatja be.

A CCD kísérleti feltételek 17 kísérleti futtatása és a kísérleti eredmények közötti összefüggés meghatározására több regressziós modellt javasoltak a három változó optimális szintjének előrejelzésére. A kísérleti adatok többszörös regressziós elemzésével a függő változókat (Y) és a tesztelt változókat a következő másodfokú regressziós egyenletekkel kapcsoltuk össze (3. táblázat).

A varianciaanalízis (ANOVA) egy statisztikai teszt a kísérleti adatok elemzésére. Felosztja az adatkészlet teljes variációját olyan komponensekre, amelyek meghatározott variációs forrásokhoz kapcsolódnak, hogy teszteljék a modellező változóira vonatkozó hipotézist a varianciakomponensek becsléséhez [25]. Válaszfelület-analízist és ANOVA-t alkalmaztunk az együtthatók meghatározására, a modellfeltételek statisztikai szignifikancia értékelésére, valamint a kísérleti adatok matematikai modelljeinek illesztésére, amelyek célja a válaszváltozók teljes régiójának optimalizálása volt [26]. Amint azt a modell megállapította, a kísérleti és a regressziós modellekkel előrejelzett válaszok közötti kapcsolat meghatározásához használt korrelációs együtthatók (R2) a 0.8862~0.9622 tartományba esnek. Ez arra utal, hogy az elemzett folyamatváltozók a független változók több mint 88,6 százalékát magyarázzák. A másodfokú regressziós egyenletek együtthatóinak kiszámításához Design-Expert szoftvert használtunk, a modell alkalmasságát ANOVA-val teszteltük. A másodfokú regressziós egyenletek monomiális együtthatóértéke szerint a 4. táblázatban találhatók, a független változók fő hatásai között a prioritási sorrend: etanol koncentráció (X3) > extrakciós hőmérséklet (X2) > extrakciós idő (X1).

2.2. Az extrakciós körülmények hatása az RSA-ra

A 2. táblázat az RSA kísérleti adatait mutatja különböző egyesült arab emírségekbeli körülmények között. A földimogyoró-héj kivonat RSA-értékét 7,6% és 89,9% közötti tartományban határozták meg. A legmagasabb RSA-t a következő extrakciós körülmények között azonosították: extrakciós idő 55.0 perc, extrakciós hőmérséklet 60.{{10}} ◦C és 5 °C etanol koncentráció 0.0 százalék (1. futtatás0). A legalacsonyabb, 7,6 százalékos RSA-t 30.0 perc extrakciós idő mellett, 60,0 ◦C extrakciós hőmérséklet és 0,0 százalékos etanolkoncentráció mellett határoztuk meg kísérleti értékként (13. futtatás). . Többszörös regressziós analízis alkalmazásával a kísérleti adatokat és válaszokat másodfokú regressziós egyenletekkel kapcsoltuk össze (3. táblázat). A statisztikai analízis kimutatta, hogy a tengressziós modell R2 értéke 0,9308 (p=0,0027), ami azt jelzi, hogy ez az egyenlet a kísérleti körülmények eredményeinek 93,0 százalékát magyarázza, ami azt jelenti, hogy a modell rendkívül szignifikáns volt, és felhasználható volt a pontos előrejelzésre. a válaszfüggvény.

Az 1a. ábrán látható, hogy az egyes UAE-változók más változók rögzített szintjein milyen hatással vannak az RSA-ra, és azt az 1a. Az RSA általában nő, majd csökken, ahogy az összes UAE-változó nőtt. Az etanol koncentrációja volt a legnagyobb hatással az RSA-ra a három UAE változó közül, míg az extrakciós idő és az extrakciós hőmérséklet volt a legkevésbé hatással az RSA-ra. Ez az eredmény összhangban van az ANOVA eredményekkel, amelyekben az etanol koncentrációja szignifikánsabb hatást (p=0.0002) mutatott az RSA-ra, amint az a 4. táblázatban látható. válaszfelületi görbék. Az extrakciós hőmérsékletet és az extrakciós időt egyidejűleg változtattuk az etanol koncentrációjának rögzített szintjén (2A ábra). Ahogy a két változó (kivonási hőmérséklet és idő) nőtt, az RSA a maximális szintre emelkedett, majd ismét csökkent. A legmagasabb RSA-t 56,1 ◦C-os extrakciós hőmérsékleten kaptuk, ami tehát azt sugallja, hogy az antioxidáns potenciállal rendelkező bioaktív vegyületek, például a polifenolok extrakciója a növényfal összetevőinek, például a ligninnek a pusztulásával 56,1 ◦C-ig fokozódik; magasabb hőmérsékleten azonban az RSA csökkent az antioxidáns összetevők lebomlása vagy polimerizációja miatt. A 2B, C ábra azt mutatja, hogy az RSA-t nem befolyásolta szignifikánsan az extrakciós idő vagy a hőmérséklet, míg az RSA-t jelentősen befolyásolta az etanol koncentrációja, amely 61,0 százalékos etanolkoncentrációnál volt a legmagasabb, és szintén csökkent. Ez az eredmény összhangban van Kim és munkatársai Lespedeza cuneata forró vizes extrakciós kísérletével. amelyben az RSA-t jobban befolyásolta az etanol koncentrációja, mint az extrakciós hőmérséklet, és az RSA a maximumot a 60-70 százalékos etanol koncentráció tartományban érte el [27]. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a bináris oldószer (víz és etanol) extrakciós hatékonysága hatékonyabb az Egyesült Arab Emírségekben a földimogyoró héjában.

2.3. Az extrakciós körülmények hatása a TAI-ra

Tirozinázegy olyan enzim, amely elősegíti a melanintermelést azáltal, hogy oxidálja a tirozint az epidermisz alaprétegében, és ennek az enzimnek a gátlása elengedhetetlen abőrfehérítés [28]. The TAI of peanut shell extracted via UAE, according to 17 extraction conditions, ranged from 0.34% to 51.8% (Table 2). Based on experimental values, the relationship between independent variables (X1, X2, X3) and the dependent variable (TAI) was modeled using quadratic regression equations as shown in Table 3. To evaluate the agreement between the experimental and predicted values derived by the quadratic regression models, the goodness-of-fit of the model was evaluated based on ANOVA. The R2 was 0.9622, which is close to 1 and indicates a high degree of correlation between the experimental and predicted values. p-value is used as a tool to evaluate the significance of each coefficient and interactions between each independent variable. The UAE variables will be more significant if the p-value becomes smaller and significance was confirmed at the level of p < 0.05 [29,30]. In evaluating the effects of independent variables, the significance was determined in the order of ethanol concentration (p < 0.0001) >extrakciós hőmérséklet (p < {0}},0598) > extrakciós idő (p < 0,4329), ami megerősítette, hogy az etanol koncentráció hatása volt a legjelentősebb a TAI-ban.

Az Egyesült Arab Emírségek feltételeinek a TAI-ra gyakorolt ​​hatásának összehasonlításához a perturbációs diagramot használtuk az egyes változók TAI-ra gyakorolt ​​hatásának értékelésére úgy, hogy két változót rögzítettünk a középpontban. Amint az 1b. ábrán látható, a TAI eltérő mintát mutatott az előző RSA-kísérlethez képest; az etanol koncentráció növekedésével nőtt, míg az extrakciós idő nem befolyásolta jelentősen a TAI-t. A TAI szignifikáns arányos növekedése az etanol koncentrációval az ANOVA eredményekkel magyarázható. A TAI-t szignifikánsan befolyásolta az etanol koncentráció elsődleges tagja (X3), és (p < 0.05)="" a="" kvadratikus="" tag="" statisztikailag="" nem="" szignifikáns,="" így="" erős="" arányos="" kapcsolatot="" mutat="" a="" tai="" és="" az="" etanol="" koncentrációja="" között.="" a="" 3d="" válaszfelületi="" görbe="" a="" másodfokú="" regressziós="" egyenlet="" és="" a="" tai="" eredményeinek="" grafikus="" ábrázolása,="" az="" extrakciós="" hőmérséklet="" (x1),="" az="" extrakciós="" idő="" (x2)="" és="" az="" etanol-koncentráció="" (x3)="" függvényében.="" a="" 3a.="" ábra="" az="" extrakciós="" idő="" és="" az="" etanol-koncentráció="" tai-ra="" gyakorolt="" ​​kölcsönhatási="" hatását="" szemlélteti.="" az="" eredmény="" megerősítette,="" hogy="" az="" extrakciós="" idő="" nem="" mutatott="" szignifikáns="" hatást="" a="" tai-ra,="" míg="" az="" etanol="" koncentrációja="" erősen="" arányos="" a="" tai-val.="" hasonlóképpen,="" amint="" a="" 3b.="" ábrán="" látható,="" a="" tai="" jobban="" függött="" az="" etanol="" koncentrációjától,="" mint="" az="" extrakciós="" hőmérséklettől,="" és="" a="" legmagasabb="" tai-t="" az="" etanolkoncentráció="" 99,5%-ra="" növelésével="" érték="" el.="" az="" egyesült="" arab="" emirátusok="" körülményeinek="" feltárása="" során="" a="" maximális="" tai-értéket="" 3{{20}},0="" percre,="" 26,3="" ◦c-ra="" és="" 99,5="" százalékra="" jósolták.="" ez="" az="" eredmény="" hasonló="" nakamura="" és="" munkatársai="" által="" közölt="" eredményhez.="" [31]="" a="" citromlevelek="" biológiai="" aktivitásával="" foglalkozó="" tanulmányban,="" amikor="" 20,0–80,0="" százalék="" etanolt="" használtak="" extrakciós="" oldószerként,="" a="" tai="" arányosan="" nőtt="" az="" etanol="" koncentrációjának="" növekedésével,="" és="" a="" maximális="" értéket="" 80="" százalékos="" etanollal="" végzett="" extrakciónál="" mutatta="" ki.="" ez="" arra="" utal,="" hogy="" a="" nagyobb="" koncentrációjú="" etanol="" alkalmazása="" előnyös="" a="" bioaktív="" vegyületek="">bőrfehérítésmogyoróhéj vagy más növények hatása.

2.4. A kitermelési feltételek hatása a CAI-ra

Collagen is the most abundant protein in mammals and the main structural component of the extracellular matrix with gly-pro-hyp repeating units longer than 1400 amino acids. Collagenase is an enzyme that breaks down peptide bonds of collagen that form skin, bones, tendons, and ligaments. The collagen present in the dermis is decomposed by collagenase, which causes skin wrinkles and reduces skin elasticity; therefore, it is necessary to reduce the activity of collagenase to prevent skin wrinkles [32,33]. The optimization of the UAE condition was performed to maximize the CAI of peanut shell extract. A total of 17 runs were needed for optimizing the three individual variables and the experimental data of CAI obtained under experimental sets were 25.2%~92.3% (Table 2). Based on the 17 experimental runs, by applying multiple regression analysis on the experimental data, response and independent variables were related by the following quadratic regression equation in terms of the coded parameters given in Table 3. Then, ANOVA was applied to determine the regression coefficients, statistical significance, and to fit the mathematical models. The mean-square values were calculated by dividing the sum of the squares of each variation source by their degrees of freedom, and a 95% confidence level (α = 0.05) was applied to determine the statistical significance in the analysis of the quadratic model. The ANOVA results confirmed that R2 of the quadratic regression equation was 0.8862 and that the p-value was 0.0134, which is less than the significance level (p < 0.05), thus indicating a good model of fit and statistical significance for predicting CAI values. In the primary term, the X2 and X3 showed significant effects and the interaction effect terms were significant in the X1X2 and X2X3 (p < 0.05). The effect of UAE conditions on CAI production was confirmed to be in the order of: extraction temperature (p = 0.0236) >etanol koncentráció (p=0.0240) > extrakciós idő (p=0.8505), ami azt jelzi, hogy az extrakciós hőmérséklet és az etanol koncentráció hatása jelentős volt a CAI-ra.

Az 1c. ábra egy perturbációs görbét mutat, amelyben két változó van rögzítve, és egyetlen változó CAI-ra gyakorolt ​​hatását ábrázolja. Mindhárom változó CAI-ra gyakorolt ​​hatása hasonlónak bizonyult, és a három változó szignifikáns hatást mutatott, és növelte, majd csökkentette a CAI-t, ahogy az egyes független változók növekedtek. Vizsgálatunkban 3D felületi válaszgörbéket dolgoztunk ki, amelyek másodfokú regressziós egyenletek segítségével vizualizálják két független változó kölcsönhatását a CAI-ban (4. ábra). Amikor az etanol koncentrációját a középpontban rögzítettük, az extrakciós idő és a hőmérséklet hatását a CAI-ra a 4A. ábra értékeli. Mivel a két változó egyidejűleg változott, a CAI 33,4 percre és 76,8 ◦C-ra nőtt, majd ismét csökkent a 92,8 százalékos maximális CAI után. A 4B, C ábrán látható, hogy a CAI 64,3 százalékos etanolkoncentrációnál volt a legmagasabb, ami fokozatosan csökkenő tendenciát mutatott később, ami arra utal, hogy a 64,3 százalék etanolt tartalmazó bináris oldószer alkalmasabb extrakciós oldószerként. Ez az eredmény összhangban van azokkal a korábbi kutatásokkal, amelyek arról számoltak be, hogy a víz és etanol bináris oldószere magasabb CAI-értéket mutatott, mint a víz az Orostachys japonica bioaktív vegyületek extrakciójában, ami azt sugallja, hogy az 50 százalékos etanol előnyösebb lenne az extrakció során.bőrfehérítésösszetevők [34]. A négyzetes regressziós modellel előre jelzett földimogyoró-kivonat maximális CAI-ja 94,5 százalék volt, amelyet 45,1 perces extrakciós idő, 93,6 ◦C extrakciós hőmérséklet és 42,3 százalékos etanol koncentráció mellett kaptunk. A tanulmányunkban kapott CAI 94,5 százalék volt, ami több mint kétszerese az Oh és munkatársai által közölt zöld tea kivonatok 39,4 százalékának és 40,3 százalékának. [35].

2.5. Optimális extrakciós körülmények

antioxidáns,bőrfehérítésés a ránctalanító hatás mind fontos funkciója a kozmetika számára, és olyan feltételeket kell levezetni, amelyek ezt a három funkciót egyidejűleg maximalizálják az Egyesült Arab Emírségek feltételeinek optimalizálása során. Az 5. ábra egy optimalizálási eljárást mutat be, amely egyidejűleg maximalizálja az RSA-t (Y1), a TAI-t (Y2) és a CAI-t (Y3) egy másodfokú regressziós egyenletből származó kontúrgráf minden optimális feltételének átfedésével. A független változók tartománya három változó optimalizálásához az 5.0~55.0 perc extrakciós időre korlátozódott, az extrakciós hőmérséklet 26.{{10}}~94 .0 ◦C, és az etanol koncentrációja 0,0 százalék ~99,5 százalék (5. táblázat). Az egyes optimális extrakciós körülmények szerint az Egyesült Arab Emírségek optimális feltételei 31,2 perc extrakciós idő, 36,6 ◦C extrakciós hőmérséklet, 93,2 százalékos etanol koncentráció, és a fenti körülmények között 74,9 százalékos RSA, 50,6 százalékos TAI és 3,6 százalékos CAI volt. 86,8 százalékot jósoltak. Amikor a megjósolt RSA, TAI és CAI értékeket összehasonlítottuk a validálási kísérlet során kapott értékekkel, a validációs teszt értékei hasonlóak voltak az előre jelzett értékekhez, ahol az értékek 78,2%, 52,3% és 87,7% voltak.

2.6. SE és az Egyesült Arab Emírségek összehasonlítása

Az Egyesült Arab Emírségek extrakciós hatékonyságának igazolására összehasonlítjuk az Egyesült Arab Emírségek és Soxhlet extrakciós (SE) technikákkal előállított földimogyoró-héj-kivonat RSA-, TAI- és CAI-kivonatát. Amikor az SE-t általános SE-körülmények között, 99,5 százalékos etanollal 70 ◦C-on, 4 órás extrakciós időn keresztül végezték, az RSA, TAI és CAI 75,5 százalék, 60,2 százalék és 74,4 százalék volt, ami nem volt megfelelő. sokban különbözik az optimális egyesült arab emírségekbeli körülmények között kapott eredményektől. Amikor azonban a SE-körülményeket az Egyesült Arab Emírségekben 31,2 min és 93,2 százalékos etanol optimális körülményeivel egyenlőnek állítottuk, az RSA, a TAI és a CAI 62,0, 28,3 és 45,6 százalékkal csökkent, az Egyesült Arab Emírségekhez képest optimális körülmények között. Az ultrahangnak a földimogyoróhéjból hasznos anyagok előállításában nyújtott előnyét úgy értékelték, hogy az alacsony oldószerfogyasztás és a rövid extrakciós idő miatt nagy termelékenységre és iparosításra alkalmas eljárás.

2.7. MMP-3 és TRP-1 mRNS expressziója

Az emlős melanocitákban a melanogenezist és a kollagén hidrolízist a TRP, illetve az MMP gének szabályozzák, a TRP{0}} és MMP-3 pedig a melanogenezis és a kollagén hidrolízis szabályozásának fő génekjeként ismert; ezért a B16-F0 sejtek teljes sejt lizátumán RT-PCR analízist végeztünk, és az Egyesült Arab Emírségekből előállított földimogyoró-héj-kivonat hatását optimális körülmények között (31,2 perc, 36,6 fok, 93,2 százalék) végeztük. MMP-3 és TRP-1 mRNS expresszióját tanulmányozták. Ahogy a 6. ábra mutatja, a földimogyoró-héj kivonat jelentősen csökkentette az MMP-3 és a TRP-1 expresszióját a B16-F0 sejtekben, amikor a génexpressziós kísérleteket földimogyoróval végezték. héjkivonat koncentrációtartománya 0~1 mg/ml. A földimogyoró-héj kivonat 1.0 mg-nál szignifikánsan csökkentette az MMP-3 és a TRP-1 expresszióját 61-szeresére, illetve 8{26}}-szeresére /mL. Ezek az eredmények azt sugallják, hogy a földimogyoró-héj kivonat gátolja a kollagén lebomlását a B16F0 sejtekben az MMP 3 inaktiválásával MMP-1 inaktiválásával, és megzavarja az MMP-9 együttműködését [36]. A meglévő vizsgálatok kimutatták, hogy a növényi kivonatokkal végzett kezelés gátolta a mikroftalmiával összefüggő transzkripciós faktor (MITF) expresszióját az extracelluláris szignál-szabályozott protein kináz (ERK) foszforilálásával. Így a földimogyoró-héj kivonat melanintermelésének gátló hatása annak tulajdonítható, hogy atirozinázaktivitást az ERK és MITF expressziós gátlásán keresztül [37]. Így a földimogyoróhéj-kivonatok csökkentették a TRP-1 és MMP-3 mRNS-expressziós szintjét, ami azt jelzi, hogy a földimogyoróhéj-kivonat erősen gátló hatással rendelkezik a kollagenolízisre és a melanogenezisre, így kiváló kozmetikai anyag.bőrfehérítésés ránctalanító hatású.

3. Anyagok és módszerek

3.1. Anyagok és reagensek

A földimogyoró héját a Nonghyup marttól (Gochang, Jeonbuk, Korea) vásároltuk március 2-án 019-én, és a héjakat 60 ◦C-on, száraz kemencében (FC 49, Lab House, Szöul, Korea) 24 órán keresztül szárítottuk. száraz tömeg állandó maradt. A szárított földimogyoró héját egy konyhai robotgépben porítottuk (Hanil HMF-3800, Szöul, Korea), majd egy 600 µm-es szitán engedtük át. Az etanolt a Samchun Chemical cégtől vásároltuk (95,0 % v/v, Szöul, Korea). A Folin-Ciocalteu reagenst, a gallusavat (97 százalék) és a kvercetint a Mercktől (Kenilworth, NJ, USA) vásároltuk. A 2,2-difenil-1-pikrilhidrazilt (DPPH), az aszkorbinsavat és a 3,4-dihidroxi-L-fenilalanint (L-DOPA) a Sigma-Aldrich-től (St. Louis, MO, USA). A kísérletben használt összes vegyszer analitikai minőségű volt, és a Sigma-Aldrich cégtől vásárolták. Az összes törzsoldatot tisztított ionmentes vízzel készítettük el aMilli-Q tisztítórendszerrel (Millipore, Burlington, VT, USA).

3.2. Ultrahanggal segített extrakció és Soxhlet extrakció

Porított földimogyoró héjat (1 g) egy extrakciós edénybe helyeztünk, mindegyikben 10 ml oldószerrel, és vortex keverővel (VM-10, Daihan Scientific Co., Ltd., Wonju, Korea) összekevertük. 1 perc. Az extrakciót az ultrahangos extraktorban (250 W, SD-D250H, Daihan Scientific Co., Ltd., Wonju, Korea) víz keringetésével végeztük, külső hűtött fürdőkeringető (CDRC8, Daihan Scientific Co., Ltd., Wonju, Korea) segítségével. ) digitális időzítővel és hőmérséklet-szabályozóval. Az extrakciót digitális időzítővel és hőmérséklet-szabályozóval felszerelt ultrahangos készülékkel végeztük. A mintát 40 kHz-es munkafrekvencián különböző kísérleti időtartamokon és hőmérsékleteken ultrahanggal kezeltük. Ezután az extraktumot 10, 000 fordulat/perc mellett 10 percig centrifugáltuk (236R, Labogene, Szöul, Korea). Centrifugálás után a minta térfogatát 5 ml-re egészítjük ki, és az analízis előtt 0,2 µm-es membránszűrőn szűrjük át. A Soxhlet-extrakcióhoz a porított földimogyoró héját (5 g) folyamatosan extraháltuk 100 ml-rel 99,5 százalékos etanollal 4 órán keresztül (8 ciklus), maximum 70 ◦C hőmérsékleten Soxhlet-készülékben. Az ultrahanggal segített extrakciós technika nagyon hatékonynak bizonyult a szőlőmagból történő olaj kinyerésében, az ultrahang előnye a hagyományos extrakciós módszerekkel összehasonlítva mind az olaj, mind a polifenolok esetében hasonló volt, mivel az olaj/polifenolok hozama alacsonyabb oldószer-felhasználással és rövidebb idővel érhető el. extrakciós idő.

3.3. Kísérleti terv

A kísérleti tervezést CCD-vel, egy RSM-típussal végeztük a kísérleti futtatások számának minimalizálása és a tényezők közötti kölcsönhatás tanulmányozása érdekében. A Design-Expert® szoftver 8.0 (State-Ease, City, MN, USA) a kísérletek tervezésére, az adatok elemzésére és az extrakciós körülmények optimalizálására szolgált az antioxidáns tartalmú bioaktív vegyületek extrakciójának maximalizálása érdekében,bőrfehérítés, és ránctalanító hatású mogyoróhéj. A kísérleteket CCD szerint terveztük, három független változó bemutatott hatótávolsága és középpontértékei az előzetes kísérletek eredményein alapultak (1. táblázat). A CCD-t alkalmazták az optimális egyesült arab emírségekbeli körülmények előrejelzésére a földimogyoró-héjból származó válaszok maximalizálásához, beleértve az RSA-t, a TAI-t és a CAI-t. Független változóként a három kiválasztott változó az extrakciós idő (X1), az extrakciós hőmérséklet (X2) és az etanol koncentráció (X3). Összesen 17 kísérleti futtatást hoztak létre három ismétléssel a központi pontokon a reprodukálhatóság becslésére. A másodfokú regressziós modellt alkalmaztuk a kísérleti adatok illesztésére, és alkalmaztuk a válaszváltozók előrejelzésére, amint azt az (1) egyenlet mutatja:

Y= 0 plusz 1X1 plusz 2X2 plus 3X3 plus 11X12 plus 22X22 plus 33X32 plus 12X1X2 plus 13X1X3 plus 23X2X3 (1)

ahol Y a várható válasz; 0 az állandó (elfogó); 1, 2 és 3 a lineáris hatástagok regressziós együtthatói; 11, 22 és 33 a négyzetes effektusok; a 12, 13 és 23 pedig az interakciós hatás kifejezései. Válaszfelületi analízist és ANOVA-t alkalmaztunk a regressziós együtthatók és a modelltagok statisztikai szignifikancia meghatározására, valamint a kísérleti matematikai modellek illeszkedésére [38].

3.4. DPPH gyökfogó tevékenység (RSA)

A földimogyoró-héj-kivonat RSA-ját Pereira-Caro és munkatársai leírták. [39]. 0.01 mM DPPH metanolos oldatát (95%) elkészítettük, és 1,25 ml-t adtunk 0,25 ml hígított kivonathoz. Az RSA-t úgy határoztuk meg, hogy 517 nm-en mérjük az abszorbanciát UV-Visspektrofotométerrel (UV1650PC, Shimadzu, Kyoto, Japán) 20 perces inkubálás után. A vakot desztillált vízzel készítettük el, és az RSA-t az alábbiak szerint számítottuk ki ((2) egyenlet):

RSA (százalék)={1 −Abs (minta) /Abs (kontroll) }× 100 (2)

3.5. Tirozináz aktivitás gátlás (TAI)

A TAI-t a módosított módszer szerint végeztük, L-DOPA-t használva szubsztrátként Jo et al. [40]. A mintákat 200 µl L-DOPA-val és 200 µl kálium-foszfát pufferrel (pH 6,8) és 200 µltirozináz(125 U/ml) adtunk a kémcsőbe, és 37 °C-on 20 percig inkubáltuk. A minta abszorbanciáját 475 nm-en mértük UV-Vis spektrofotométerrel, és az eredményeket összehasonlítottuk a kontrollal. Minden egyes koncentrációnál az enzimaktivitást százalékos arányban számítottuk ki az inhibitor nélküli puffert használó teszthez viszonyítva, és a TAI-t a következő képlet alapján számítottuk ki. ((3) egyenlet):

TAI (százalék)={1 −Abs (kontroll) − Abs (minta) /Abs (kontroll)}× 100 (3)

ahol Abs (kontroll) a puffer és a kollagenáz abszorbanciája; Abs (minta) a puffer plusz kollagenáz plusz minta/standard abszorbanciája.

3.6. Kollagenáz aktivitás gátlás (CAI)

A kivonatok CAI mérése Wünsch és Heindrich [41] módszerének módosításával történt. A szubsztrátot, a 4-fenil-azobeziloxilkarbonil-Pro-Leu-Gly Pro-Arg-t (FALGPA) 10 ml pufferben 1,2 mg/ml koncentrációra oldottuk, majd hozzáadtunk 125 µl oldatot, és 60 percig inkubáltuk. 37 ◦C-on. A kollagenázt feloldottuk a pufferben 0,4 mg/ml koncentrációig, és 75 µl enzimoldatot adtunk a pufferoldathoz. Az enzim-szubsztrát elegyet 37 °C-os vízfürdőben 30 percig inkubáltuk, majd a reakciót 75 µl 20%-os citromsav (w/v) hozzáadásával állítottuk le. 1,5 ml etil-acetát hozzáadása után az etil-acetátos réteget elválasztjuk, és az abszorbanciát 320 nm-en mérjük. A gátlás százalékát a következő képlet szerint számítottuk ki.

CAI (százalék)={1 − [Abs (kontroll) − Abs (minta)] /Abs (kontroll)}× 100 (4)

ahol Abs (kontroll) a puffer és a kollagenáz abszorbanciája; Abs (minta) a puffer plusz kollagenáz plusz minta/standard abszorbanciája.

3.7. Sejtvonalak karbantartása és tenyésztése

A melanintermelő B16-F0 melanomasejteket a Korea Cell Line Banktól (KCLB, Chongno, Szöul, Korea) szereztük be, és Dulbecco módosított Eagle tápközegében (DMEM, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) magzati szarvasmarha-szérummal (FBS, 10 százalék, Welgene, Gyeongsan, Korea) és penicillin-sztreptomicin antibiotikus oldattal (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) kiegészítve. A sejtek tripszinizálására tripszin-EDTA-t (Gibco, Grand Island, NY, USA) használtunk. Minden felhasznált anyag sejttenyészet minőségű volt.

3.8. Reverz transzkripciós polimeráz láncreakció (RT-PCR)

Afehérítésés ránctalanító hatású, B16-F0 sejteket tenyésztettünk egy lyukú lemezen, amelyet különböző koncentrációjú földimogyoróhéj-kivonattal kezeltünk szérummentes DMEM-ben, és 24 órán át inkubáltuk. A kezeletlen sejtkontrollt ugyanolyan körülmények között tartottuk fenn, mint a tesztelt csoportot a kísérlet során. A sejtekből az RNS izolálását AccuPrep® Universal RNA Extraction Kit (Bioneer, Daejeon, Korea) segítségével végeztük. A komplementer DNS-t AmfiRiert Platinum cDNS-szintézis MasterMix (GenDEPOT, Barker, TX, USA) alkalmazásával szintetizáltuk. Az RT-PCR analízist a CFX 96 touch PCR System (Bio-Rad, Hercules, CA, USA) segítségével végeztük az mRNS szint meghatározására. A felhasznált primerek a következők voltak: MMP-3 szensz, {{10}}AGTTTGGTGTCGCGGAGCAC-30 és antiszensz, 50-TACATGAGCGCTTCCGGCAC-30; és TRP-1 szensz, 50-GCTGCAGGAGCCTTCTTTCTC 30 és antiszensz, 50-AAGACGCTGCACTGCTGGTCT-30. A fent említett megfelelő primerkészletet használtuk a megfelelő gének amplifikálására a következő cikluskörülmények alkalmazásával: 94 ◦ C 5 percig, majd 25 ciklus 95 ◦ C-on 5 másodpercig, 60 ◦ C 30 s-ig (MMP esetén-3) , és 60 ◦C 30 s-ig (TRP-1 esetén), és 72 ◦C 30 s-os meghosszabbítás esetén. A PCR-termékeket 1%-os agaróz gélen elektroforetizáltuk, etidium-bromiddal megfestettük, és Gel Doc TM XR plus System és Quantity One szoftver 2.0 (Bio-Rad, Hercules, CA, USA) segítségével tettük láthatóvá. Egy háztartási fehérjét, az -aktint használtunk terhelési kontrollként, azzal a feltételezéssel, hogy ezen fehérjék expressziós szintje állandó marad.

4. Konklúziók

Ebben a tanulmányban a kiegészítő megközelítést alkalmazták a földimogyoró-héj mezőgazdasági melléktermékeiből származó bioaktív anyagok kinyerésére és felhasználására, hogy több felhasználású hozzáadott értékű összetevőket fejlesszenek ki. Elsősorban az Egyesült Arab Emírségek folyamatának optimalizálásával próbáltuk növelni a bioaktív vegyületek kivonási hatékonyságát antioxidáns, bőrfehérítő és ránctalanító hatással. Ezért ez a tanulmány az Egyesült Arab Emírségekben használt bioaktív vegyületek hatékony előállításátbőrfehérítésés ránctalanító hatása a földimogyoró héjából, valamint statisztikai alapú optimalizálás alkalmazott RSA, TAI és CAI egyidejű maximalizálása érdekében. Az Egyesült Arab Emírségek körülményeit CCD segítségével optimalizáltuk, és bebizonyosodott, hogy az oldószer és a koncentráció megválasztását figyelembe kell venni a bioaktív vegyületek földimogyoróhéjból történő extrakciója során. A válaszfelületek átfedésével három függő változó görbéi, 31,2 perces extrakciós idő, 36,6 ◦C extrakciós hőmérséklet és 93,2 százalékos etanol koncentráció határozták meg az Egyesült Arab Emírségek optimális körülményeit. Megerősítették, hogy a földimogyoró-héj-kivonatok RSA-értéke nagyon magas, és várhatóan megnő a TAI és a CAI, amelyek abőrfehérítésés ránctalanító hatást, ill. Az Egyesült Arab Emirátusok körülményeinek optimalizálása megerősítette a bioaktív anyagok termelésének növekedését a földimogyoró héjában, valamint a földimogyoró-kivonat fehérítő és ránctalanító hatását.tirozinázés a kollagenáz aktivitás csökkentése. Ennek alapján értékeltük a földimogyoró héjának az MMP és a TRP expressziós szintjére gyakorolt ​​hatását, hogy felmérjük, van-e fehérítő és ránctalanító hatása génexpressziós szinten. mRNS expressziója, valamint az MMP-3 és TRP-1 fehérje expressziójának gátlása. Ezért a földimogyoró-héj kivonat hatékonynak bizonyultfehérítésés ráncok javulása a fehérje expresszióban és a génszintekben. Az Egyesült Arab Emírségek felhasználásával készült mogyoróhéj kivonat magas antioxidáns aktivitással és kiváló bőrfehérítő és ránctalanító hatással rendelkezik, így a földimogyoró héja természetes kozmetikumként és élelmiszer-alapanyagként nagy potenciállal rendelkezik. Ezen túlmenően úgy gondolják, hogy a bioaktív vegyületek EAE felhasználásával történő előállítása alkalmazható a kozmetikai, élelmiszer- és gyógyszeripari anyagok gyártási folyamatában, tekintettel a hagyományos eljárásokhoz képest magasabb termelési hozamra és alacsonyabb feldolgozási költségekre.