Nya antioxidantingredienser från bryggeribiprodukter för kosmetiska formuleringar

Vänligen kontaktaoscar.xiao@wecistanche.comför mer information

Abstrakt:Syftet med detta arbete var att utvärdera den totala fenolhalten och antioxidantaktiviteten i olika typer av handgjorda öl (Ego, Alter, IFiat Lux, Triplo Malto, Ubi och Maior), samt utgångsmaterialen (malt, humle och jäst), mellanprodukterna och avfallsprodukterna (använd malt, humle och jäst), med tanke på deras användning i innovativa kosmetiska formuleringar. Extrakter från start- och förbrukade prover togs från vatten eller 70 graders alkohol. Den totala fenolhalten (Folin Ciocalteau Essay) i alla bryggprodukter berodde på den specifika produkt som undersöktes. De högsta värdena återfanns i starthumle (från cirka 93 till 155 mg GAE/g, enligt extraktionslösningsmedlet), mellanliggande i startmalt och startjäst och de lägsta värdena i vörten. Den totala fenolhalten i de slutliga ölen härrör från fenolerna som extraherades från de olika ingredienserna, nämligen utgångsmalten, humle och jäst, men icke försumbara värden observerades fortfarande i förbrukade produkter. Metoden som användes för att utvärdera antioxidantaktiviteten, Trolox ekvivalent antioxidantkapacitet (LPPH), ferrijonreducerande antioxidantparameter (FRAP) och radikalkatjonfångande aktivitet och reducerande kraft (ABTS) påverkade resultaten starkt. Generellt sett återspeglade resultaten trenden som observerats för den totala fenolhalten: att öl successivt berikas med fenoler som kommer från alla utgångsingredienser, och att förbrukade produkter fortfarande har en icke försumbar antioxidantaktivitet.cistanche kolesterolDet är intressant att notera att restjäst ofta visade högre värden än utgångsmaterialets; man kan dra slutsatsen att jäst kan absorbera fenoler från ölet under bryggning. Genom att överväga intresset för att utnyttja avfall som härrör från bearbetning av livsmedel, har den biologiska aktiviteten hos avfall från Alter bryggeriprodukter utvärderats på cellodling av keratinocyter (förbrukade produkter av malt, humle och jäst). Preliminära in vitro-analyser i keratinocyt HaCaT-celler utfördes för att bedöma den potentiella bioaktiviteten hos förbrukade extrakt. Bland de förbrukade extrakten visade de använda humle- och jästextrakten förmågan att förbättra mitokondriell aktivitet och förhindra oxidativ stress i HaCaT-celler, två funktioner i hudens åldrande. Sammanfattningsvis ger denna studie bevis på att avfall från handgjorda öl kan vara en intressant källa till fenoler för framställning av kosmetika mot åldrande av huden.

Nyckelord:hantverksöl; bryggprodukter; totalt fenolinnehåll; antioxidantaktivitet; cytotoxicitet; anti-aging

1. Introduktion

Craftbeer har blivit allt populärare i USA och Europa [1,2], med viktiga återverkningar för ekonomin [3]. Denna framgång har underblåsts av konsumenternas intresse för att smaka på nya öl med olika smaker och aromer [2] och uppmärksamhet på hälsofördelarna med måttlig ölkonsumtion [4].

Klicka här för att veta mer

Till skillnad från kommersiella öl är hantverksöl ofiltrerade och opastöriserade, och därför förblir deras sensoriska egenskaper oförändrade av bryggningsprocessen. Dessutom kan ämnen som är nyttiga för hälsan, som antioxidanter, också sparas.

Kommersiella öl och deras restprodukter har redan utvärderats för deras antioxidantegenskaper. Zhao et al. [5] bestämde fenolprofilerna och motsvarande antioxidantaktiviteter för 34 kommersiella ölsorter och fann anmärkningsvärda skillnader i totalt och individuellt fenolinnehåll och antioxidantaktivitet. De vanligaste fenolföreningarna var gallsyra och ferulsyra. Under samma period, Ribeiro Tafulo et al. [6] bestämde antioxidantaktiviteten hos 27 andra kommersiella öl, med hjälp av flera spektrofotometriska metoder. Samma år utvärderade Piazzon et al., 2010 [7] antioxidantaktiviteten och fenolhalten i olika typer av kommersiella ölsorter (abbey, ale, bock, vete, lager, pilsner och dealkoholiserade), och fann stor variation bland dem. I en studie om hemgjorda öl, Farcas et al. [8] fastställde den totala polyfenolhalten och antioxidantaktiviteten under hela produktionsprocessen, med början från råvaror (malt och humle) och slutade med det återvunna avfallet. De visade att en initial högre total polyfenolhalt och antioxidantaktivitet i råvarorna berodde på förekomsten av malt och att den totala polyfenolhalten minskade kraftigt vid övergång till öl och förbrukad malt i den slutliga ölprodukten och i den förbrukade malten. Jäst analyserades inte.

Cistanche kan anti-aging

Det faktum att antioxidantföreningar härrörande från malt bevisades av Zhao och medarbetare [9], som visade antioxidantaktiviteten och den totala fenolhalten hos flera sorter av maltkorn. Andra författare identifierade fyrtiosju fenolföreningar från fyra typer av kommersiellt öl, med hjälp av vätskekromatografi i kombination med en elektrosprayjoniseringshybrid linjär jonfälla-kvadrupol Orbitrap-masspektrometriteknik [10]. Nyligen har identifieringen av lågmolekylära fenol- och kväveföreningar i hantverksöl uppnåtts genom HPLC-ESI-MS/MS-analyser [11]. Författarna försökte differentiera olika typer av öl, såsom IPA, Lager och Weiss, enligt fenol- och kväveföreningarna, men fann inga signifikanta skillnader i dessa föreningar mellan de olika öltyperna.

På senare tid [12] valdes och kvantifierades 20 fenoliska föreningar, till exempel gallussyra, katekin, koffeinsyra, quercetin, xanthohumol och humulon, i olika hantverksöl, vörter, bryggningsutgångsingredienser (kornmalt, humle och jäst). ) och biprodukter (kornskal, förbrukad humle och förbrukad jäst). Från denna studie fann man att det fanns betydande skillnader mellan alla prover och att ölsammansättningen beror på mottagning och bryggning. De fenoliska föreningarna i öl härstammar huvudsakligen från kornmalt, och intressant nog kunde jäst absorbera fenolföreningar från andra källor.

Utvärderingen av antioxidanter i restprodukterna från ölproduktion kan alltså ha stor betydelse om man tar hänsyn till den snabba tillväxten på marknaden för hantverksöl världen över.

Exploateringen av bryggeriets biprodukter för att utveckla hälsoprodukter som kosmetika och/eller kosttillskott skulle bidra till att öka hållbarheten i ölproduktionen. Den här studien har flera mål: utvärdera det totala fenolinnehållet och antioxidantaktiviteten hos olika typer av italienska hantverksöl (lager, bärnsten, trippelmalt, röd och svart), och utvärdera deras mellanliggande produktion, såväl som deras restprodukter. Den biologiska aktiviteten hos avfallsextrakt från Alter bryggeri utvärderades således på humana keratinocyter. Detta öppnar nya och intressanta möjligheter att utnyttja nya ingredienser från bryggeriets biprodukter för kosmetiska formuleringar.

2. Experimentell

2.1. Material

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) och Folin-Ciocalteus fenolreagens köptes från Fluka (Buchs, Schweiz). Vattenfritt natriumacetat och vattenfritt järn(III)klorid köptes från JT Baker (Center Valley, PA, USA) och vattenfritt natriumkarbonat köptes från Carlo Erba (Milano, Italien). Alla lösningsmedel och reagens var av analytisk kvalitet. Ultrarent vatten producerades av Gradient Milli-Q (Millipore, Molsheim, Frankrike). Startmaterial, hantverksöl, vörter och deras avfallsprodukter levererades vänligt av Birrificio Collesi (Apecchio, Italien).

De detaljerade egenskaperna hos de öl som undersökts i föreliggande studie ges i tabell 1. Typen av utgångsmalt och humle avgjorde de huvudsakliga skillnaderna mellan alla öl. Fem olika startmalt kan användas, ofta i blandningar och i olika proportioner. Perle- och Saaz-humlen används i olika proportioner för sina olika aromer. Samma jäst, Saccharomyces Cerevisiae, användes till alla ölsorter, som alla var högjäsande typer. De olika kombinationerna ger olika typer av öl (lager, bärnsten, trippelmalt, röd och svart) med alkoholhalter från 6,0 till 9,0 procent vol/vol.

2.2. Provberedning

Före analyserna utsattes utgångsmaterialen (malt, humle och jäst), öl, vörter och avfall (använd malt, humle och jäst) för olika processer beroende på deras fysiska tillstånd, som kunde torkas fast, fuktig fast eller grumlig vätska (tabell 2).

Fuktiga fasta ämnen och vätskor utsattes först för lyofilisering vid en temperatur av {{0}} grader och ett tryck på 0,03 bar (FreeZone 1 Liter Benchtop Series77400 frystork, LABCONCO, Kansans City, MO, USA). Torkade fasta ämnen underkastades målning i en fräsfräs. Därefter utsattes alla prover för extraktion. En provmängd vägdes noggrant och dispergerades i 100 ml lösningsmedel (vatten eller 70 graders etanol). Den resulterande vätskan placerades i Erlenmeyer-kolven, som sedan tillslöts försiktigt. Proverna omrördes magnetiskt i 24 timmar vid rumstemperatur och centrifugerades sedan vid 12,000 rpm vid 20 grader i 10 minuter för att avlägsna olösta partiklar (Zetalab CNZ-140HE, Padova, Italien). Prover lyofiliserades och förvarades i -20 grad i 50 ml polyetenflaskor med skruvlock (BD Falcon TM, BD Biosciences, Bedford, MA, USA) för att säkerställa optimala lagringsförhållanden.

2.3. Bestämning av totalt fenolinnehåll

Det totala fenolinnehållet (TPC) i proverna bestämdes enligt Folin-Ciocalteus spektrofotometriska metod [13] med vissa modifieringar [14]. I korthet användes alla de frystorkade produkterna för att framställa klara lösningar i en koncentration av 10 mg mL -1. En alikvot på 50 μL av denna lösning sattes till 150 μL av Folin-Ciocalteus fenolreagens, utspädd 1:4 med vatten. Därefter tillsattes 50 ul av Na, CO3-mättad lösning. Efter inkubation vid rumstemperatur under 10 minuter bestämdes absorbansen för varje brunn vid 765 nm med användning av en mikroplattläsare (FLUOstar Omega, BMG Labtech GmbH, Ortenberg, Tyskland). Mätningen jämfördes med en kalibreringsstandardlösning av gallussyra (GA), och resultaten uttrycktes som milligram gallussyraekvivalenter (GAE) per gram biprodukt (mg GAE/g).

2.4. Utvärdering av antioxidantaktiviteten

Antioxidantaktiviteten hos hantverksölet och biprodukterna utvärderades genom att mäta 11-Diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH") radikalfångande aktivitet, 2,2'-Azino-bis(3- etylbensotiazolin-6-sulfonsyra)(ABTS*) förmåga att avlägsna radikalkatjoner och järnreducerande antioxidantkapacitet (FRAP).cistanche dosering redditTrolox(6-Hydroxi-2,5,7,8-tetrametylkroman-2-karboxylsyra) användes som kalibreringsstandard. Värdena uttrycktes som mmol Trolox-ekvivalent/g av provet som en funktion av IC50, definierat som koncentrationen av det testade materialet som krävs för att orsaka en 50-procentig minskning av initial DPPH, ABTS eller järnkoncentration.

2.5. Utvärdering av Trolox Equivalent Antioxidant Capacity (DPPH)

DPPH-fri radikalfångande aktivitet utvärderades genom en analytisk analys av mikroplattor enligt tidigare publicerade metoder[15] med vissa modifieringar [16]. I korthet sattes en 50 μL alikvot av provet (koncentration av 10 mg mL-') och standarden till 150 μL DPPH i absolut etanol i en 96-brunnsmikrotiterplatta (BD FalconTM) Efter inkubation vid 37 grad under 20 minuter bestämdes absorbansen för varje brunn vid 517 nm med användning av en mikroplattläsare. Antioxidantaktiviteten beräknades och uttrycktes mot Trolox-mängden enligt ekvation (1)[17] där Ag och A är absorbanserna av DPPH●-radikallösningen vid 517 nm i närvaro av kontrollprovet respektive extraktproverna.

2.6. Radical Cation Scavenging Activity and Reducing Power (ABTS)

ABTS-analysen utfördes enligt tidigare procedurer [18] och applicerades på en 96-brunnsmikroliterplattaanalys. ABTS* plus-lösningen (5 mM) framställdes genom att oxidera ABTS med MnO i vatten under 30 minuter i mörker. En 50 μL alikvot av de olika koncentrationerna av prov och standard (Trolox) sattes till 150 μL ABTS*-lösning i en 96-brunnsmikrotiterplatta (BD FalconTM).cistanche extrakt fördelarEfter inkubation vid rumstemperatur under 10 minuter bestämdes absorbansen för varje brunn vid 734 nm med användning av en mikroplattläsare. Värdena beräknades och uttrycktes mot Trolox-mängden enligt ekvation (2) [17] där Ag och A är absorbanserna för OHe-radikallösningen vid 734 nm i närvaro av kontrollprovet respektive extraktproverna.

2.7. Järn-lång-reducerande antioxidantparameter (FRAP)

FRAP-värdena för hantverksöl/biprodukter bestämdes enligt en tidigare publicerad metod [19], med vissa modifieringar [20]. FRAP-reagenset framställdes genom att blanda följande tre lösningar:

1. 50mL 0,3 M acetatbuffert pH 3,6 (1,23 g natriumacetat i 50 mL surgörande vatten

med ättiksyra);

2. 5 ml lagerlösning av 5 mMTPTZ(2,4,6-tripyridyl-s-triazin)(15,6 mg) i 40 mM HCl;3. 5 ml 5 mM FeCl3:6 H2O (16,2 mg) i 40 mM HCl.

FRAP-reagenset värmdes till 37 grader C före användning. Alikvoter av ett 25 μL prov (lösningar i koncentrationen 10 mg mL -1) tillsattes i tre exemplar till brunnarna i en 96-brunnsplatta (BD Falcone). Analysen startade genom att tillsätta 175 μL FRAP-reagens till varje brunn. Plattan skakades omedelbart i en FLUOstar Omega plattläsare i 30 s och reaktionen fick pågå i 10 minuter, varefter plattan avlästes på en plattläsare (593 nm). En referenslösning av Trolox kördes samtidigt och användes för att generera kalibreringskurvan genom linjär regression. Standardkurvan var linjär mellan 25 och 800μM Trolox（TE）. Resultaten uttrycktes i μM Trolox-ekvivalent （TE） gI-prov.

2.8. Cellkulturer

Human keratinocytcellinje, HaCaT, odlades rutinmässigt i Dulbeccos modifierade Eagle's Medium (DMEM), kompletterat med 10 procent fetalt bovint serum (FBS), 2 mM L-glutamin, 50 U/mL penicillin och 50 ug/mL streptomycin vid 37 grader i en fuktad inkubator med 5 procent CO. För att utvärdera cytotoxicitet, mitokondriell aktivitet och intracellulär ROS-bildning såddes HaCaT-celler i 96-brunnsplattor med 2×10* celler/brunn. Alla experiment utfördes efter 24 timmars inkubation vid 37 grader i 5 procent CO,. För experimenten med HaCaT-celler framställdes stamlösningar av förbrukade extrakt i vatten vid 60 mg/ml. Stamlösningarna späddes sedan i ett komplett medium för att erhålla de önskade koncentrationerna av förbrukade extrakt.

2.9. Cytotoxicitet och mitokondriell aktivitet

Cellviabiliteten utvärderades genom reduktion av {{{{10}}}}(4,5-dimetyl-2-tiazolyl)-2,5-difenyl -2H-tetrazoliumbromid(MTT) till dess olösliga formazan, som tidigare beskrivits 21]. I korthet behandlades HaCaT-celler i 24 timmar med olika koncentrationer av extrakt (0,003-3 mg/ml) vid 37 grader i 5 procent CO. Därefter ersattes behandlingsmediet med MTT i Hanks Balanced Salt Solution ( HBSS) (0,5 mg/ml) under 2 timmar vid 37 grader i 5 procent CO. Efter tvättning med HBSS löstes formazankristaller i isopropanol. Nivåerna av formazan mättes (570 nm, referensfilter 690 nm) med användning av multi-etikett plattläsaren VICTORTM X3 (PerkinElmer, Waltham, MA, USA). Cellviabiliteten uttrycktes som en procentandel av kontrollcellerna.

Mitokondriell aktivitet bestämdes av MTT, som tidigare beskrivits, med små modifieringar [22].cistanche deserticola biverkningarI korthet behandlades HaCaT-celler i 4 timmar med antingen DMEM 10 procent FBS (näringsmedium) eller Dulbeccos fosfatbuffrade koksaltlösning (saltlösning utan näringsämnen) i närvaro av 0,03 mg/ml extrakt vid 37 grader i 5 procent CO. Därefter ersattes behandlingen med MTT under 2 timmar vid 37 grader i 5 procent CO2. Efter tvättning med HBSS löstes formazankristaller i isopropanol. Nivåerna av formazan som korrelerade med mitokondriell aktivitet mättes (570 nm, referensfilter 690 nm) med användning av multilabel-plattläsaren VICTORTM X3 (PerkinElmer). Den mitokondriella aktiviteten uttrycktes som en procentandel av kontrollceller.

2.10. Intracellulär ROS-bildning

Bildning av reaktiva syrearter (ROS) utvärderades med fluorescerande sond 2'-7'diklordihydrofluoresceindiacetat (H2DCF-DA), som tidigare beskrivits [23](HaCaT-celler behandlades i 2 timmar med 0.{ {23}}3 mg/ml extrakt vid 37Cin 5 procent CO2. Därefter avlägsnades behandlingsmediet och 100 μL H2DCF-DA (10 ug/mL) tillsattes till varje brunn. Efter 30 minuters inkubation vid rumstemperatur, H2DCF-DA-lösning ersattes med en lösning av H2O2（100 μM） under 30 min. En parallell uppsättning HaCaT-celler behandlades med H2O och 0,03 mg/ml extrakt i 30 min.cistanche genghis khanROS-bildningen mättes i termer av godtyckliga enheter av fluorescens, AUF (excitation vid 485 nm och emission vid 535 nm), med användning av multietikettplattläsaren VICTORTM X3(PerkinElmer). Data uttrycks som en flerfaldig ökning av ROS-bildning jämfört med obehandlade celler (dvs AUF för celler behandlade med H, O,/AUF för obehandlade celler).

Den här artikeln är extraherad från Cosmetics 2021, 8, 96. https://doi.org/10.3390/cosmetics8040096 https://www.mdpi.com/journal/cosmetics