Новые антиоксидантные ингредиенты из побочных продуктов пивоварения для косметических составов

Пожалуйста свяжитесьoscar.xiao@wecistanche.comЧтобы получить больше информации

Абстрактный:Цель данной работы заключалась в оценке общего содержания фенолов и антиоксидантной активности различных сортов пива ручной работы (Ego, Alter, IFiat Lux, Triplo Malto, Ubi и Maior), а также исходных материалов (солода, хмеля и дрожжи), промежуточные продукты и отходы (отработанный солод, хмель и дрожжи) с учетом их использования в инновационных косметических рецептурах. Вытяжки из исходных и отработанных образцов брали из воды или 70-градусного спирта. Общее содержание фенолов (Folin Ciocalteau Essay) во всех продуктах пивоварения зависело от конкретного исследуемого продукта. Самые высокие значения были обнаружены у стартового хмеля (в диапазоне примерно от 93 до 155 мг ОЭ/г в зависимости от растворителя для экстракции), промежуточные — у стартового солода и стартовых дрожжей, самые низкие — у сусла. Общее содержание фенолов в готовом пиве происходит из фенолов, которые были извлечены из различных ингредиентов, а именно исходного солода, хмеля и дрожжей, но в отработанных продуктах по-прежнему наблюдались значительные значения. Метод, использованный для оценки антиоксидантной активности, эквивалентной антиоксидантной способности Trolox (LPPH), антиоксидантного параметра восстановления ионов железа (FRAP), а также активности и восстановительной способности катион-радикалов (ABTS), сильно повлиял на результаты. В целом результаты отражают тенденцию, наблюдаемую в отношении общего содержания фенолов: пиво постепенно обогащается фенолами, происходящими из всех исходных ингредиентов, и что отработанные продукты по-прежнему обладают значительной антиоксидантной активностью.цистанхе холестеринИнтересно отметить, что отработанные дрожжи часто показывали более высокие значения, чем исходные; можно сделать вывод, что дрожжи способны поглощать фенолы из пива во время пивоварения. Принимая во внимание интерес к использованию отходов, полученных в результате переработки пищевых продуктов, биологическая активность отходов пивоварни Alter была оценена на клеточной культуре кератиноцитов (отработанные продукты солода, хмеля и дрожжей). Предварительные анализы in vitro в клетках кератиноцитов HaCaT были проведены для оценки потенциальной биологической активности отработанных экстрактов. Среди отработанных экстрактов отработанные экстракты хмеля и дрожжей продемонстрировали способность улучшать митохондриальную активность и предотвращать окислительный стресс в клетках HaCaT, две особенности старения кожи. фенолы для приготовления косметики против старения кожи.

Ключевые слова:крафтовое пиво; продукты для пивоварения; общее содержание фенола; антиоксидантная активность; цитотоксичность; антивозрастной

1. Введение

Крафтовое пиво становится все более популярным в США и Европе [1,2], что имеет серьезные последствия для экономики [3]. Этот успех был вызван интересом потребителей к дегустации новых сортов пива с разными вкусами и ароматами [2] и вниманием к пользе для здоровья от умеренного потребления пива [4].

Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы узнать больше

В отличие от коммерческого пива, крафтовое пиво не фильтруется и не пастеризуется, поэтому его органолептические характеристики остаются неизменными в процессе пивоварения. Кроме того, можно обойтись без полезных для здоровья веществ, таких как антиоксиданты.

Коммерческое пиво и его отходы уже были оценены на предмет их антиоксидантных свойств. Чжао и др. [5] определили профили фенолов и соответствующую антиоксидантную активность 34 коммерческих сортов пива и обнаружили заметные различия в общем и индивидуальном содержании фенолов и антиоксидантной активности. Наиболее распространенными фенольными соединениями были галловая и феруловая кислоты. В тот же период Ribeiro Tafulo et al. [6] определили антиоксидантную активность 27 других коммерческих сортов пива, используя несколько спектрофотометрических методов. В том же году Piazzon et al., 2010 [7] оценили антиоксидантную активность и содержание фенолов в различных типах коммерческого пива (аббатское, эль, бок, пшеничное, лагер, пилснер и деалкоголизированное) и обнаружили большое разнообразие среди них. В исследовании домашнего пива Farcas et al. [8] определяли общее содержание полифенолов и антиоксидантную активность в течение всего производственного процесса, начиная с сырья (солода и хмеля) и заканчивая рекуперированными отходами. Они показали, что изначально более высокое общее содержание полифенолов и антиоксидантная активность в сырье были обусловлены присутствием солода и что общее содержание полифенолов сильно снижалось при переходе к пиву и отработанному солоду в конечном пивном продукте и отработанном солоде. Дрожжи не анализировали.

Цистанхе может омолаживать

Факт антиоксидантных соединений, полученных из солода, был доказан Чжао с сотрудниками [9], которые показали антиоксидантную активность и общее содержание фенолов нескольких сортов пивоваренного ячменя. Другие авторы идентифицировали сорок семь фенольных соединений из четырех видов коммерческого пива, используя жидкостную хроматографию в сочетании с методом масс-спектрометрии с гибридной линейной ионной ловушкой и квадрупольной орбитальной ловушкой с электрораспылением [10]. Недавно идентификация низкомолекулярных фенольных и азотных соединений в крафтовом пиве была достигнута с помощью анализа ВЭЖХ-ESI-MS/MS [11]. Авторы попытались дифференцировать типы пива, такие как IPA, Lager и Weiss, в соответствии с фенольными и азотистыми соединениями, но не обнаружили существенных различий в этих соединениях между различными типами пива.

Совсем недавно [12] 20 фенольных соединений, например, галловая кислота, катехин, кофейная кислота, кверцетин, ксантогумол и гумулон, были отобраны и количественно определены в различных крафтовых сортах пива, сусле, исходных ингредиентах для пивоварения (ячменный солод, хмель и дрожжи). ) и побочные продукты (ячменная шелуха, отработанный хмель и отработанные дрожжи). В результате этого исследования было обнаружено, что между всеми образцами существуют значительные различия и что состав пива зависит от рецептуры и процесса пивоварения. Фенольные соединения пива в основном происходят из ячменного солода, и, что интересно, дрожжи способны поглощать фенольные соединения из других источников.

Таким образом, оценка антиоксидантов в отходах производства пива может иметь большое значение, если учесть быстрый рост рынка крафтового пива во всем мире.

Использование побочных продуктов пивоварения для разработки продуктов для здоровья, таких как косметика и/или добавки, поможет повысить устойчивость производства пива. Это исследование преследует несколько целей: оценить общее содержание фенолов и антиоксидантную активность различных видов итальянского крафтового пива (лагер, янтарный, трехсолодовый, красный и черный), а также оценить промежуточные продукты их производства, а также их отходы. Таким образом, биологическую активность экстрактов отходов пивоваренного завода Alter оценивали на кератиноцитах человека. Это открывает новые и интересные возможности для использования новых ингредиентов из побочных продуктов пивоварения в косметических рецептурах.

2. Экспериментальный

2.1. Материалы

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 процентов), а фенольный реактив Фолина-Чокальтеу был приобретен у Fluka (Buchs, Швейцария). Безводный ацетат натрия и безводный хлорид железа (III) были приобретены у JT Baker (Center Valley, PA, USA), а безводный карбонат натрия был приобретен у Carlo Erba (Милан, Италия). Все растворители и реактивы были аналитической чистоты. Сверхчистую воду производила компания Gradient Milli-Q (Millipore, Molsheim, France). Исходные материалы, ремесленное пиво, сусло и их отходы были любезно предоставлены Birrificio Collesi (Апеккио, Италия).

Подробные характеристики пива, исследованного в настоящем исследовании, представлены в таблице 1. Тип исходного солода и хмеля определил основные различия между всеми сортами пива. Можно использовать пять разных стартовых солодов, часто в смесях и в разных пропорциях. Хмель Perle и Saaz используется в разных пропорциях для получения разного аромата. Одни и те же дрожжи, Saccharomyces Cerevisiae, использовались для всех сортов пива, которые все были типами быстрого брожения. Различные комбинации дают разные типы пива (светлое, янтарное, тройное солодовое, красное и черное) с содержанием алкоголя от 6,0 до 9,0 процентов об./об.

2.2. Базовые приготовления

Перед анализом исходные материалы (солод, хмель и дрожжи), пиво, сусло и отходы (отработанный солод, хмель и дрожжи) подвергались различным процессам в зависимости от их физического состояния, которые могли быть высушены в твердом, влажном состоянии. твердая или мутная жидкость (табл. 2).

Влажные твердые вещества и жидкости сначала подвергали лиофилизации при температуре {{0}} градусов и давлении 0,03 бар (лиофилизатор FreeZone 1 Liter Benchtop Series77400, LABCONCO, Канзас-Сити, Миссури, США). Высушенные вещества подвергали измельчению в куттерной мельнице. Далее все образцы подвергались экстракции. Образец тщательно взвешивали и диспергировали в 100 мл растворителя (вода или 70-градусный этанол). Полученную жидкость помещают в колбу Эрленмейера, которую тщательно закрывают. Образцы перемешивали магнитной мешалкой в ​​течение 24 часов при комнатной температуре, затем центрифугировали при 12{10}} об/мин при 20 градусах в течение 10 минут для удаления нерастворившихся частиц (Zetalab CNZ-140HE, Падуя, Италия). Образцы лиофилизировали и хранили при температуре -20 в полиэтиленовых флаконах объемом 50 мл с завинчивающейся крышкой (BD Falcon TM, BD Biosciences, Бедфорд, Массачусетс, США) для обеспечения оптимальных условий хранения.

2.3. Определение общего содержания фенолов

Общее содержание фенолов (ОПФ) в образцах определяли по спектрофотометрическому методу Фолина-Чокальтеу [13] с некоторыми модификациями [14]. Вкратце, все лиофилизированные продукты использовали для приготовления прозрачных растворов с концентрацией 10 мг/мл-1. Аликвоту 50 мкл этого раствора добавляли к 150 мкл фенольного реактива Фолина-Чокальтеу, разбавленного водой 1:4. Затем добавляли 50 мкл насыщенного раствора Na, CO3. После инкубации при комнатной температуре в течение 10 мин оптическую плотность каждой лунки определяли при 765 нм с помощью устройства для считывания микропланшетов (FLUOstar Omega, BMG Labtech GmbH, Ортенберг, Германия). Измерение сравнивали с калибровочным стандартным раствором галловой кислоты (GA), и результаты выражали в миллиграммах эквивалентов галловой кислоты (GAE) на грамм побочного продукта (мг GAE/г).

2.4. Оценка антиоксидантной активности

Антиоксидантную активность крафтового пива и побочных продуктов оценивали путем измерения активности удаления 11-дифенил-2-пикрилгидразила (DPPH"), 2,2'-азино-бис(3- этилбензотиазолин -6-сульфоновая кислота) (ABTS*) способность поглощать катион-радикалы и антиоксидантная способность восстанавливать железо (FRAP).доза цистанхеТролокс (6-гидрокси-2,5,7,8-тетраметилхроман-2-карбоновая кислота) использовали в качестве калибровочного стандарта. Значения выражали в ммоль тролокс-эквивалента/г образца в зависимости от IC50, определяемой как концентрация тестируемого материала, необходимая для 50-процентного снижения начальной концентрации DPPH, ABTS или железа.

2.5. Оценка эквивалентной антиоксидантной способности тролокса (DPPH)

Активность DPPH по удалению свободных радикалов оценивали с помощью аналитического анализа на микропланшетах в соответствии с ранее опубликованными методами [15] с некоторыми модификациями [16]. Вкратце, аликвоту 50 мкл образца (концентрация 10 мг/мл) и стандарт добавляли к 150 мкл DPPH в абсолютном этаноле в 96-луночном микротитрационном планшете (BD FalconTM) после инкубации при 37 градусов в течение 20 мин, оптическую плотность каждой лунки определяли при 517 нм с помощью считывающего устройства для микропланшетов. Антиоксидантную активность рассчитывали и выражали в зависимости от количества тролокса в соответствии с уравнением (1) [17], где Ag и A — коэффициенты поглощения раствора радикала DPPH● при 517 нм в присутствии контрольного образца и образцов экстракта соответственно.

2.6. Активность по удалению катион-радикалов и восстановительная способность (ABTS)

Анализ ABTS выполняли в соответствии с предыдущими процедурами [18] и применяли к анализу 96-луночных микропланшетов. Раствор ABTS* plus (5 мМ) готовили путем окисления ABTS MnO в воде в течение 30 мин в темноте. Аликвоту 50 мкл различных концентраций образца и стандарта (Trolox) добавляли к 150 мкл раствора ABTS* в микротитровальный планшет с 96-лунками (BD FalconTM).Преимущества экстракта цистанхеПосле инкубации при комнатной температуре в течение 10 мин оптическую плотность каждой лунки определяли при 734 нм с помощью считывающего устройства для микропланшетов. Значения были рассчитаны и выражены в зависимости от количества тролокса в соответствии с уравнением (2) [17], где Ag и A представляют собой коэффициенты поглощения раствора радикала OHe при 734 нм в присутствии контрольного образца и образцов экстракта соответственно.

2.7. Параметр длинного восстанавливающего железа антиоксиданта (FRAP)

Значения FRAP крафтового пива/побочных продуктов определялись в соответствии с ранее опубликованным методом [19] с некоторыми модификациями [20]. Реагент FRAP был приготовлен путем смешивания следующих трех растворов:

1. 50 мл 0,3 М ацетатного буфера pH 3,6 (1,23 г ацетата натрия в 50 мл подкисляющей воды

с уксусной кислотой);

2. 5 мл раствора Лофстока 5 мМТТЦ(2,4,6-трипиридил-s-триазина)(15,6 мг) в 40 мМ HCl;3. 5 мл 5 мМ FeCl3:6H2O (16,2 мг) в 40 мМ HCl.

Реагент FRAP перед использованием нагревали до 37°С. Аликвоты образца объемом 25 мкл (растворы с концентрацией 10 мг/мл-1) добавляли в трех повторностях в лунки 96-луночного планшета (BD Falcone). Анализ начинали с добавления 175 мкл реагента FRAP в каждую лунку. Планшет немедленно встряхивали в устройстве для чтения планшетов FLUOstar Omega в течение 30 с, и реакции давали возможность протекать в течение 10 минут, после чего планшет считывали на устройстве для чтения планшетов (593 нм). Одновременно запускали эталонный раствор Trolox, который использовали для построения калибровочной кривой методом линейной регрессии. Стандартная кривая была линейной между 25 и 800 мкМ Trolox (TE). Результаты были выражены в мкМ эквиваленте Trolox (TE) gI образца.

2.8. Клеточные культуры

Линию клеток кератиноцитов человека, HaCaT, обычно выращивали в среде Игла, модифицированной Дульбекко (DMEM), с добавлением 10% фетальной телячьей сыворотки (FBS), 2 мМ L-глутамина, 50 ЕД/мл пенициллина и 50 мкг/мл стрептомицина при 37°С. во влажном инкубаторе с 5% CO. Для оценки цитотоксичности, митохондриальной активности и образования внутриклеточных АФК клетки HaCaT высевали в 96-луночные планшеты по 2×10* клеток/лунку. Все эксперименты проводили после 24 ч инкубации при 37°С в 5% СО2. Для опытов с клетками НаСаТ готовили маточные растворы отработанных экстрактов в воде с концентрацией 60 мг/мл. Затем исходные растворы разбавляли полной средой для получения желаемых концентраций отработанных экстрактов.

2.9. Цитотоксичность и митохондриальная активность

Жизнеспособность клеток оценивали по восстановлению {{{{10}}}}(4,5-диметил-2-тиазолил)-2,5-дифенил -2 H-тетразолия бромид (МТТ) в его нерастворимый формазан, как описано ранее 21]. Вкратце, клетки HaCaT обрабатывали в течение 24 часов различными концентрациями экстракта (0,003-3 мг/мл) при 37 градусах в 5-процентном СО. Затем среду для обработки заменяли МТТ в сбалансированном солевом растворе Хэнкса ( HBSS) (0,5 мг/мл) в течение 2 ч при 37°С в 5% CO. После промывки HBSS кристаллы формазана растворяли в изопропаноле. Уровни формазана измеряли (570 нм, эталонный фильтр 690 нм) с использованием планшетного считывателя с несколькими метками VICTORTM X3 (PerkinElmer, Уолтем, Массачусетс, США). Жизнеспособность клеток выражали в процентах от контрольных клеток.

Митохондриальную активность определяли методом МТТ, как описано ранее, с небольшими модификациями [22].Побочные действия цистанхе пустынногоВкратце, клетки HaCaT обрабатывали в течение 4 ч либо DMEM 10% FBS (питательная среда), либо фосфатно-солевым буфером Дульбекко (солевой раствор без питательных веществ) в присутствии 0,03 мг/мл экстракта при 37 градусах в 5 % CO. Затем обработка была заменена на МТТ в течение 2 ч при 37 градусах и 5 % CO2. После промывки HBSS кристаллы формазана растворяли в изопропаноле. Уровни формазана, которые коррелируют с митохондриальной активностью, измеряли (570 нм, эталонный фильтр 690 нм) с использованием многофункционального планшет-ридера VICTORTM X3 (PerkinElmer). Митохондриальную активность выражали в процентах от контрольных клеток.

2.10. Внутриклеточное образование АФК

Образование активных форм кислорода (АФК) оценивали с помощью флуоресцентного зонда 2'-7'дихлордигидрофлуоресцеиндиацетата (H2DCF-DA), как описано ранее [23] (клетки HaCaT обрабатывали в течение 2 ч 0.{ {23}}Экстракт 3 мг/мл при 37C в 5 процентах CO2. Затем среду для обработки удаляли и в каждую лунку добавляли 100 мкл H2DCF-DA (10 мкг/мл). После 30 минут инкубации при комнатной температуре Раствор H2DCF-DA заменяли раствором H2O2 (100 мкМ) в течение 30 мин. Параллельный набор клеток HaCaT обрабатывали H2O и экстрактом 0,03 мг/мл в течение 30 мин.Цистанче ЧингисханОбразование АФК измеряли в условных единицах флуоресценции, AUF (возбуждение при 485 нм и испускание при 535 нм), используя планшет-ридер VICTORTM X3 (PerkinElmer). Данные выражены как кратное увеличение образования АФК по сравнению с необработанными клетками (т.е. AUF клеток, обработанных H, O,/AUF необработанных клеток).

Эта статья взята из Cosmetics 2021, 8, 96. https://doi.org/10.3390/cosmetics8040096 https://www.mdpi.com/journal/cosmetics