Nous ingredients antioxidants de subproductes de cerveseria per a formulacions cosmètiques

Siusplau contactaoscar.xiao@wecistanche.comper a més informació

Resum:L'objectiu d'aquest treball va ser avaluar el contingut total de fenols i l'activitat antioxidant de diferents tipus de cerveses artesanes (Ego, Alter, IFiat Lux, Triplo Malto, Ubi i Maior), així com les matèries de partida (maltes, llúpols i llevats), els productes intermedis, i els residus (malts gastats, llúpol i llevats), en vista del seu ús en formulacions cosmètiques innovadores. Les extraccions de mostres inicials i gastades es van prendre d'aigua o alcohol de 70 graus. El contingut total de fenols (Assaig de Folin Ciocalteau) de tots els productes cervesers depenia del producte específic investigat. Els valors més alts es van trobar en els llúpols de partida (entre 93 i 155 mg GAE/g aproximadament, segons el dissolvent d'extracció), els intermedis en la malta de partida i el llevat inicial i els valors més baixos en el most. El contingut total de fenols a les cerveses finals prové dels fenols que es van extreure dels diferents ingredients, és a dir, els malts de partida, el llúpol i el llevat, però encara es van observar valors no insignificants en els productes gastats. El mètode utilitzat per a l'avaluació de l'activitat antioxidant, la capacitat antioxidant equivalent de Trolox (LPPH), el paràmetre antioxidant reductor d'ions fèrrics (FRAP) i l'activitat d'eliminació de cations radicals i el poder reductor (ABTS) van influir fortament en els resultats. En general, els resultats reflecteixen la tendència observada pel que fa al contingut total de fenols: que les cerveses s'enriqueixen progressivament amb fenols provinents de tots els ingredients de partida, i que els productes gastats encara tenen una activitat antioxidant no menyspreable.colesterol de cistancheÉs interessant observar que el llevat residual presentava sovint valors més alts que els de la matèria de partida; es pot inferir que el llevat és capaç d'absorbir els fenols de la cervesa durant l'elaboració. Tenint en compte l'interès en l'explotació dels residus derivats del processament d'aliments, s'ha avaluat l'activitat biològica dels residus dels productes de cerveseria Alter en cultiu cel·lular de queratinòcits (productes gastats de malta, llúpol i llevat). Es van realitzar assaigs preliminars in vitro en cèl·lules HaCaT de queratinòcits per avaluar la bioactivitat potencial dels extractes gastats. Entre els extractes gastats, els extractes gastats de llúpol i llevat van mostrar la capacitat de millorar l'activitat mitocondrial i prevenir l'estrès oxidatiu a les cèl·lules HaCaT, dues característiques de l'envelliment de la pell. En conclusió, aquest estudi ofereix proves que els residus de les cerveses artesanals poden ser una font interessant de fenols per a la preparació de cosmètics anti-envelliment de la pell.

Paraules clau:cervesa artesana; productes de cervesa; contingut total de fenol; activitat antioxidant; citotoxicitat; anti-envelliment

1. Introducció

La cervesa artesana s'ha fet cada cop més popular als EUA i Europa [1,2], amb importants repercussions per a l'economia [3]. Aquest èxit ha estat impulsat per l'interès dels consumidors per tastar noves cerveses amb diferents sabors i aromes [2] i l'atenció als beneficis per a la salut d'un consum moderat de cervesa [4].

Feu clic aquí per saber-ne més

A diferència de les cerveses comercials, les cerveses artesanes no es filtren ni es pasteuritzen i, per tant, les seves característiques sensorials romanen inalterades pel procés d'elaboració. A més, també es poden estalviar substàncies beneficioses per a la salut, com els antioxidants.

Les cerveses comercials i els seus residus ja s'han avaluat per les seves propietats antioxidants. Zhao et al. [5] van determinar els perfils de fenols i les activitats antioxidants corresponents de 34 cerveses comercials i van trobar diferències notables en els continguts fenòlics totals i individuals i l'activitat antioxidant. Els compostos fenòlics més abundants eren els àcids gal i ferúlic. En el mateix període, Ribeiro Tafulo et al. [6] va determinar l'activitat antioxidant d'altres 27 cerveses comercials, utilitzant diversos mètodes espectrofotomètrics. Aquell mateix any, Piazzon et al.,2010 [7] van avaluar l'activitat antioxidant i el contingut fenòlic de diferents tipus de cerveses comercials (abbey, ale, bock, wheat, lager, pilsner i dealcoholized) i van trobar una gran varietat entre elles. En un estudi sobre cerveses casolanes, Farcas et al. [8] va determinar el contingut total de polifenols i l'activitat antioxidant durant tot el procés de producció, començant per les matèries primeres (malt i llúpol) i acabant amb els residus recuperats. Van demostrar que un contingut inicial de polifenols totals i una activitat antioxidant superiors a les matèries primeres es devia a la presència de malta i que el contingut total de polifenols va disminuir fortament en passar a la cervesa i la malta gastada en el producte final de la cervesa i en la malta gastada. El llevat no es va analitzar.

Cistanche pot anti-envelliment

El fet que els compostos antioxidants derivats de la malta van ser provats per Zhao i col·laboradors [9], que van mostrar l'activitat antioxidant i el contingut total de fenols de diverses varietats d'ordi malter. Altres autors van identificar quaranta-set compostos fenols de quatre tipus de cervesa comercial, mitjançant cromatografia líquida combinada amb una tècnica d'espectrometria de masses Orbitrap híbrida lineal d'ionització híbrida amb trampa d'ions Orbitrap [10]. Recentment, la identificació de compostos fenòlics i nitrogenats de baix pes molecular en cerveses artesanes es va aconseguir mitjançant anàlisis HPLC-ESI-MS/MS [11]. Els autors van intentar diferenciar els tipus de cerveses, com IPA, Lager i Weiss, segons els compostos fenòlics i nitrogenats, però no van trobar diferències significatives en aquests compostos entre els diferents tipus de cervesa.

Més recentment [12], 20 compostos fenòlics, per exemple, àcid gàl·lic, catequina, àcid cafeic, quercetina, xantohumol i humulona, ​​es van seleccionar i quantificar en diferents cerveses artesanes, mosts, ingredients de partida de la cervesa (malta d'ordi, llúpol i llevat). ) i subproductes (pelfa d'ordi, llúpol gastat i llevat gastat). A partir d'aquest estudi, es va comprovar que existien diferències significatives entre totes les mostres i que la composició de la cervesa depèn de la recepció i del procés d'elaboració. Els compostos fenòlics de les cerveses es van originar principalment a partir de la malta d'ordi i, curiosament, el llevat va poder absorbir compostos fenòlics d'altres fonts.

Per tant, l'avaluació dels antioxidants en els productes de rebuig de la producció de cervesa pot ser de gran importància si es té en compte el ràpid creixement del mercat de la cervesa artesana a tot el món.

L'explotació de subproductes de la cerveseria per desenvolupar productes sanitaris com ara cosmètics i/o suplements ajudaria a augmentar la sostenibilitat de la producció de cervesa. Aquest estudi té múltiples objectius: avaluar el contingut total de fenols i l'activitat antioxidant de diferents tipus de cerveses artesanes italianes (lager, ambre, triple malt, vermella i negra) i avaluar el seu intermedi de producció, així com els seus productes de rebuig. Així, es va avaluar l'activitat biològica dels extractes de residus de la cerveseria Alter en queratinòcits humans. Això obre noves i interessants oportunitats per explotar nous ingredients de subproductes de cerveseria per a formulacions cosmètiques.

2. Experimental

2.1. Materials

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(>El 90 per cent) i el reactiu fenol de Folin-Ciocalteu es va comprar a Fluka (Buchs, Suïssa). Es van comprar acetat de sodi anhidre i clorur de ferro (III) anhidre a JT Baker (Center Valley, PA, EUA) i carbonat de sodi anhidre es va comprar a Carlo Erba (Milà, Itàlia). Tots els dissolvents i reactius eren de grau analític. L'aigua ultrapura va ser produïda per Gradient Milli-Q (Millipore, Molsheim, França). Els materials de partida, les cerveses artesanes, els mosts i els seus productes de rebuig van ser subministrats amablement per Birrificio Collesi (Apecchio, Itàlia).

Les característiques detallades de les cerveses investigades en el present estudi es mostren a la Taula 1. El tipus de malta i llúpol de partida van determinar les principals diferències entre totes les cerveses. Es poden utilitzar cinc maltes de partida diferents, sovint en mescles i en diferents proporcions. Els llúpols Perle i Saaz s'utilitzen en diferents proporcions per les seves diferents aromes. El mateix llevat, Saccharomyces Cerevisiae, s'utilitzava per a totes les cerveses, que eren totes de tipus d'alta fermentació. Les diverses combinacions donen diferents tipus de cerveses (lager, ambre, triple malt, vermella i negra) amb continguts alcohòlics que oscil·len entre el 6,0 i el 9,0 per cent V/V.

2.2. Preparació de la mostra

Abans de les anàlisis, les matèries de partida (malt, llúpol i llevat), cerveses, mosts i residus (malta gastada, llúpol i llevat) es van sotmetre a diferents processos segons el seu estat físic, que podien ser assecats sòlids, humits. sòlid o líquid tèrbol (taula 2).

Els sòlids i líquids humits es van sotmetre per primera vegada a la liofilització a una temperatura de {{0}} grau i una pressió de 0,03 bar (assecador FreeZone 1 Litre Benchtop Series77400, LABCONCO, Kansans City, MO, EUA). Els sòlids secs van ser sotmesos a fresat en una fresa de tallador. A continuació, totes les mostres es van sotmetre a extraccions. Es va pesar acuradament una quantitat de mostra i es va dispersar en 100 ml de dissolvent (aigua o etanol de 70 graus). El líquid resultant es va col·locar al matràs Erlenmeyer, que després es va tancar amb cura. Les mostres es van agitar magnèticament durant 24 h a temperatura ambient, després es van centrifugar a 12 000 rpm a 20 graus durant 10 minuts per eliminar les partícules no dissoltes (Zetalab CNZ-140HE, Pàdua, Itàlia). Les mostres es van liofilitzar i es van emmagatzemar a -20 graus en vials de polietilè de 50 ml amb un tap de rosca (BD Falcon TM, BD Biosciences, Bedford, MA, EUA) per tal de garantir unes condicions òptimes d'emmagatzematge.

2.3. Determinació del contingut total de fenol

El contingut de fenol total (TPC) de les mostres es va determinar segons el mètode espectrofotomètric Folin-Ciocalteu [13] amb algunes modificacions [14]. En resum, tots els productes liofilitzats es van utilitzar per preparar solucions límpides a una concentració de 10 mg ml-1. Es va afegir una alíquota de 50 μL d'aquesta solució a 150 μL de reactiu fenol de Folin-Ciocalteu, diluït 1:4 amb aigua. A continuació, es van afegir 50 uL de solució saturada de Na, CO3. Després de la incubació a temperatura ambient durant 10 min, es va determinar l'absorbància de cada pou a 765 nm mitjançant un lector de microplaques (FLUOstar Omega, BMG Labtech GmbH, Ortenberg, Alemanya). La mesura es va comparar amb una solució estàndard de calibratge d'àcid gàl·lic (GA) i els resultats es van expressar com a mil·ligrams d'equivalents d'àcid gàlic (GAE) per gram de subproducte (mg GAE/g).

2.4. Avaluació de l'activitat antioxidant

L'activitat antioxidant de la cervesa artesana i dels subproductes es va avaluar mesurant l'activitat d'eliminació de radicals del 11-difenil-2-picrilhidrazil (DPPH), 2,2'-Azino-bis(3- etilbenzotiazolina-6-àcid sulfònic) (ABTS*) capacitat d'eliminació de cations radicals i capacitat antioxidant reductora del fèrric (FRAP).dosificació de cistanche redditEs va utilitzar l'àcid trolox (6-hidroxi-2,5,7,8-tetrametilcroman-2-carboxílic) com a estàndard de calibració. Els valors es van expressar en mmol Trolox equivalent/g de la mostra en funció de IC50, definida com la concentració del material provat necessària per provocar una disminució del 50 per cent de la concentració inicial de DPPH, ABTS o ferro.

2.5. Avaluació de la capacitat antioxidant equivalent de Trolox (DPPH)

L'activitat d'eliminació de radicals lliures de DPPH es va avaluar mitjançant un assaig analític de microplaques segons mètodes publicats anteriorment[15] amb algunes modificacions [16]. En resum, es va afegir una alíquota de 50 μL de la mostra (concentració de 10 mg mL-') i l'estàndard es va afegir a 150 μL de DPPH en etanol absolut en una placa de microtitulació 96-pou （BD FalconTM) després de la incubació a 37ºC. grau durant 20 min, es va determinar l'absorbància de cada pou a 517 nm mitjançant un lector de microplaques. L'activitat antioxidant es va calcular i expressar en comparació amb la quantitat de Trolox segons l'equació (1)[17] on Ag i A són les absorbances de la solució radical DPPH● a 517 nm en presència de la mostra de control i de les mostres d'extracte, respectivament.

2.6. Activitat d'eliminació de cations radicals i poder reductor (ABTS)

L'assaig ABTS es va realitzar seguint procediments anteriors [18] i es va aplicar a un assaig de plaques de microlitres de 96-pou. La solució ABTS* plus (5 mM) es va preparar oxidant ABTS amb MnO, en aigua durant 30 min a la foscor. Es va afegir una alíquota de 50 μL de les diferents concentracions de mostra i estàndard （Trolox） a 150 μL de solució ABTS* en una placa de microtitulació 96-pou (BD FalconTM).Beneficis de l'extracte de cistancheDesprés d'incubar a temperatura ambient durant 10 min, es va determinar l'absorbància de cada pou a 734 nm mitjançant un lector de microplaques. Els valors es van calcular i expressar en funció de la quantitat de Trolox segons l'equació (2) [17] on Ag i A són les absorbances de la solució del radical OHe a 734 nm en presència de la mostra de control i les mostres d'extracte, respectivament.

2.7. Paràmetre d'antioxidant reductor llarg de fèrric (FRAP)

Els valors FRAP de la cervesa/subproductes artesanals es van determinar segons un mètode publicat anteriorment [19], amb algunes modificacions [20]. El reactiu FRAP es va preparar barrejant les tres solucions següents:

1. 50mL0,3M de tampó d'acetat pH 3,6 (1,23 g d'acetat de sodi en 50 mL d'aigua acidificant

amb àcid acètic);

2. Solució de 5 mLfstock de 5 mMTPTZ(2,4,6-Tripiridil-s-triazina)(15,6mg)en HCl 40 mM;3. 5 ml de FeCl3:6 H2O 5 mM (16,2 mg) en HCl 40 mM.

El reactiu FRAP es va escalfar a 37 graus C abans del seu ús. Es van afegir alíquotes d'una mostra de 25 μL (solucions a la concentració de 10 mg mL-1) per triplicat als pous d'una 96-placa de pous （BD Falcone）. L'assaig es va iniciar afegint 175 μL de reactiu FRAP a cada pou. La placa es va agitar immediatament en un lector de plaques FLUOstar Omega durant 30 segons i es va deixar que la reacció s'executés durant 10 minuts, després dels quals es va llegir la placa en un lector de plaques (593 nm). Es va executar una solució de referència de Trolox simultàniament i es va utilitzar per generar la corba de calibratge mitjançant regressió lineal. La corba estàndard era lineal entre 25 i 800 μM Trolox (TE). Els resultats es van expressar en μM Trolox equivalent （TE） mostra gI.

2.8. Cultius cel·lulars

La línia cel·lular de queratinòcits humans, HaCaT, es va cultivar rutinàriament en el medi d'àguila modificat de Dulbecco (DMEM), complementat amb un 10% de sèrum fetal boví (FBS), L-glutamina 2 mM, penicil·lina 50 U/mL i estreptomicina 50ug/mL a 37 graus. una incubadora humidificada amb un 5% de CO. Per avaluar la citotoxicitat, l'activitat mitocondrial i la formació intracel·lular de ROS, es van sembrar cèl·lules HaCaT en plaques de 96-pous a 2 × 10* cèl·lules/pou. Tots els experiments es van realitzar després de 24 h d'incubació a 37 graus en un 5% de CO. Per als experiments amb cèl·lules HaCaT, es van preparar solucions stock d'extractes gastats en aigua a 60 mg/ml. A continuació, les solucions d'estoc es van diluir en un medi complet per obtenir les concentracions desitjades d'extractes gastats.

2.9. Citotoxicitat i activitat mitocondrial

La viabilitat cel·lular es va avaluar mitjançant la reducció de {{{{10}}}}(4,5-Dimetil-2-tiazolil)-2,5-difenil -2 Bromur de H-tetrazoli (MTT) al seu formazà insoluble, tal com es va descriure anteriorment 21]. En resum, les cèl·lules HaCaT es van tractar durant 24 h amb diferents concentracions d'extracte (0.003-3 mg/mL) a 37 graus en un 5% de CO. Posteriorment, el medi de tractament es va substituir per MTT a la solució de sal equilibrada de Hank ( HBSS) (0,5 mg/ml) durant 2 h a 37 graus en un 5% de CO. Després de rentar-se amb HBSS, els cristalls de formazan es van dissoldre en isopropanol. Es van mesurar els nivells de formazan (570 nm, filtre de referència 690 nm) mitjançant el lector de plaques multietiqueta VICTORTM X3 (PerkinElmer, Waltham, MA, EUA). La viabilitat cel·lular es va expressar com a percentatge de cèl·lules control.

L'activitat mitocondrial es va determinar per MTT, tal com es va descriure anteriorment, amb lleugeres modificacions [22].efectes secundaris de cistanche deserticolaEn resum, les cèl·lules HaCaT es van tractar durant 4 h amb DMEM 10 per cent de FBS (medi nutrient) o solució salina tamponada amb fosfat de Dulbecco (solució salina sense nutrients) en presència d'extracte de 0,03 mg/mL a 37 graus en 5. per cent de CO. Posteriorment, el tractament es va substituir per MTT durant 2 h a 37 graus en un 5 per cent de CO2. Després del rentat amb HBSS, els cristalls de formazà es van dissoldre en isopropanol. Es van mesurar els nivells de formazan que es van correlacionar amb l'activitat mitocondrial (570 nm, filtre de referència 690 nm) mitjançant el lector de plaques multietiqueta VICTORTM X3 (PerkinElmer). L'activitat mitocondrial es va expressar com a percentatge de cèl·lules control.

2.10. Formació intracel·lular de ROS

La formació d'espècies reactives d'oxigen (ROS) es va avaluar mitjançant la sonda fluorescent 2'-7'diacetat de diclorodihidrofluoresceïna (H2DCF-DA), tal com es va descriure anteriorment [23] (les cèl·lules HaCaT es van tractar durant 2 h amb 0).{ {23}}Extracte de 3 mg/mL a 37Cin 5 per cent de CO2. Posteriorment, es va eliminar el medi de tractament i es van afegir 100 μL de H2DCF-DA (10ug/mL) a cada pou. Després de 30 min d'incubació a temperatura ambient, el La solució H2DCF-DA es va substituir per una solució d'H2O2 (100 μM) durant 30 min. Es va tractar un conjunt paral·lel de cèl·lules HaCaT amb H2O i extracte de 0,03 mg/mL durant 30 min.cistanche genghis khanLa formació de ROS es va mesurar en termes d'unitats arbitràries de fluorescència, AUF (excitació a 485 nm i emissió a 535 nm), mitjançant el lector de plaques multietiqueta VICTORTM X3 (PerkinElmer). Les dades s'expressen com un augment de vegades en la formació de ROS enfront de cèl·lules no tractades (és a dir, AUF de cèl·lules tractades amb H, O,/AUF de cèl·lules no tractades).

Aquest article està extret de Cosmetics 2021, 8, 96. https://doi.org/10.3390/cosmetics8040096 https://www.mdpi.com/journal/cosmetics