Part 1: Efectes per blanquejar la pell i antiarrugues dels compostos bioactius aïllats de la closca de cacauet mitjançant l'extracció assistida per ultrasons

Contacte: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Correu electrònic:audrey.hu@wecistanche.com

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

1 Departament de Ciència dels Aliments, Universitat Sunmoon, Ciències Naturals 118, 70 Sunmoonro 221,

Tangjeong-myeon, Asan-si, Chungnam 336-708, Corea; ank7895@naver.com (DHG); hgw130@naver.com (JWH); jun981014@naver.com (JHK)

2 FlexPro Biotecnologia, Ciències Naturals 128,70 Sunmoonro 221, Tangjeong-myeon, Asan-si,

Chungnam 336-708, Corea

3 Center for Next-Generation Semiconductor Technology, Sun Moon University, 70Sunmoonro 221,

Tangjeong-myeon, Asan-si, Chungnam 336-708, Corea

*Correspondència: kimjw1028@sunmoon.ac.kr; Tel: més 82-41-530-2226

Resum:

Es va utilitzar la metodologia de la superfície de resposta per optimitzar les condicions d'extracció assistida per ultrasons (UAE) per a l'optimització simultània de variables dependents, inclosa l'activitat d'eliminació de radicals DPPH (RSA), la inhibició de l'activitat de la tirosinasa (TAI i la inhibició de l'activitat de la col·lagenasa (CAI) dels extractes de closca de cacauet. Els efectes de les variables principals incloent el temps d'extracció (5.0~55.0 min, X), la temperatura d'extracció (26.0~94.0 graus , X2) i la concentració d'etanol ({{10}}.0 per cent ~99,5 per cent, X3) es van optimitzar. A partir dels valors experimentals de cada condició, es van derivar models de regressió quadràtica per a la predicció de condicions òptimes. El coeficient de determinació (R-) de la variable independent estava en el rang de 0,89~0,96, cosa que demostra que el model de regressió és adequat per a la predicció. En predir les condicions òptimes dels Emirats Àrabs Units basant-se en el mètode de superposició, temps d'extracció de 31,2 min, temperatura d'extracció de 36,6 graus, i es va identificar una concentració d'etanol del 93,2 per cent. En aquestes condicions, es va predir un RSA del 74,9%, un TAI del 50,6% i un CAI del 86,8%, mostrant un bon acord amb els valors experimentals. Una reacció en cadena de transcripció inversa-polimerasa va mostrar que l'extracte de closca de cacauet va disminuir els nivells d'ARNm dels gens de proteïnes-1 relacionades amb la tirosinasa i de la metaloproteinasa-3 de la matriu a les cèl·lules B16-FO. Per tant, hem identificat la pell-blanqueigi els efectes antiarrugues dels extractes de closca de cacauet a nivell de proteïnes i d'expressió gènica, i els resultats mostren que la closca de cacauet és un material cosmètic eficaç per a la pell.blanqueigi efectes antiarrugues. A partir d'aquest estudi, la closca de cacauet, que es considerava un subproducte, es pot utilitzar per al desenvolupament d'aliments, medicaments i cosmètics saludables.

Paraules clau: closca de cacauet; optimització; blanqueig de la pell; anti arrugues; antioxidant; tirosinasa; collage-nas; proteïna relacionada amb la tirosinasa humana-1(TRP-1); metaloproteinasa de matriu (MMP)

Cistanche té un efecte blanquejador de la pell

1. Introducció

La melanina és un pigment de polímer de color marró o negre que es sintetitza a partir dels melanosomes dels melanòcits de l'epidermis. La seva funció principal és bloquejar els raigs ultraviolats (UV) per protegir la pell. D'altra banda, la seva producció excessiva pot provocar enfosquiments de pigments, com ara melasma, lunars i taques de l'edat [1-3]. La tirosinasa és un enzim important que catalitza les reaccions d'autooxidació i polimerització, mitjançant les quals la tirosina es converteix en dopaquinona mitjançant dihidroxifenilalanina i produeix melanina a través del dopacrom durant la biosíntesi de melanina [4]. Així, s'utilitza àmpliament per reduir o atenuar la producció de melanina mitjançant la inhibició de l'activitat de la tirosinasa per tal de millorar lablanqueigefecte de la cosmètica [5]. La ràpida industrialització i l'augment de l'ús de clorofluorocarburs van danyar greument la capa d'ozó protectora de la terra, donant com a resultat una major quantitat d'UV arribant al sòl i exposant la pell. Aquest augment de la radiació UV indueix en conseqüència la generació activa d'espècies reactives d'oxigen (ROS) al cos humà, com ara anions superòxid, peròxids d'hidrogen i radicals hidroxil. Aquestes espècies han promogut l'oxidació contínua de la tirosina, donant lloc a un augment de la producció de melanina. En aquest sentit, es duen a terme estudis activament sobre la inhibició de l'activitat de la tirosinasa, així com l'eliminació de ROS per tal de desenvolupar la pell.blanqueigagents [6]. El col·lagen és una matriu extracel·lular important que comprèn el 90% de la dermis. El col·lagen protegeix i dóna elasticitat a la pell i està implicat en la rigidesa mecànica de la pell, la resistència i la unió dels teixits connectius, i la proliferació i diferenciació de les cèl·lules [7]. Les proteïnes que formen la matriu extracel·lular, com el col·lagen, es descomponen per col·lagenasa, com la metaloproteinasa de la matriu (MMP), provocant arrugues, disminució de l'elasticitat i flacciditat de la pell [8]. Diversos tipus de MMP que s'expressen per ROS hidrolitzen la cadena de col·lagen, el teixit connectiu de la pell i generen la seva reticulació anormal per augmentar la descomposició del col·lagen i accelerar la formació d'arrugues [9]. Per aquest motiu, la inhibició de la producció de melanina i la descomposició del col·lagen mitjançant la reducció de la generació de ROS ha estat el principal focus de la pell.blanqueigi prevenció d'arrugues [10]. Arbutina, àcid cògic i àcid linolènic, comblanqueigla cosmètica i el retinol, el galat i l'adenosina, com a cosmètics antiarrugues, s'han utilitzat àmpliament en els últims anys. No obstant això, l'ús d'aquests materials és limitat, donada la seva inestabilitat en presència de llum i calor, així com a reaccions adverses, com ara irritació de la pell i dermatitis de contacte [11]. Amb un interès creixent pels antioxidants naturals per superar les mancances dels convencionalsblanqueigi ingredients antiarrugues, extractes derivats de plantes s'han utilitzat activament per desenvolupar compostos bioactius per a la pell i segur.blanqueigi cosmètics anti-arrugues [12,13].

per a què serveix el cistanche:pellblanqueigi prevenció d'arrugues

Hi ha diversos mètodes d'extracció que s'utilitzen actualment per a l'extracció de compostos bioactius de les plantes. Tanmateix, l'extracció de compostos bioactius de fonts naturals, especialment plantes, s'ha dut a terme principalment mitjançant mètodes d'extracció amb dissolvents, aigua calenta i Soxhlet, que han mostrat diversos inconvenients, com ara una baixa eficiència d'extracció, descomposició d'ingredients, baixa estabilitat i alt cost. de funcionament [14]. Per tant, recentment s'han provat mètodes d'extracció, com ara l'extracció assistida per ultrasons, assistida per microones i extracció supercrítica [15]. En particular, l'ultrasò és una ona sonora amb una freqüència d'aproximadament 20 kHz o més, que provoca compressió, cavitació i rarefacció del líquid, maximitzant així el moviment molecular en poc temps per obtenir una alta eficiència d'extracció [16]. A més, l'ecografia és avantatjosa, ja que el seu curt temps d'extracció minimitza la descomposició de compostos bioactius i s'avalua com un mètode eficaç per extreure ingredients naturals amb antioxidants,blanqueig, i propietats anti-arrugues de moltes plantes i herbes [17]. L'optimització de les condicions d'extracció és essencial per augmentar l'eficiència de l'extracció assistida per ultrasons (UAE) i el procés d'optimització es pot realitzar mitjançant mètodes experimentals o estadístics. El mètode tradicional d'un factor a la vegada, amb totes les variables constants i canviant només un factor alhora, té limitacions per determinar els efectes interactius si es tracta d'un experiment multivariant. D'altra banda, RSM proporciona informació estadística sobre la correlació entre variables en experiments multivariants, juntament amb experiments efectius amb un nombre mínim de mostres, així com importants tècniques matemàtiques i estadístiques per avaluar l'efectivitat i idoneïtat del model de regressió. Per a una optimització basada en estadística, s'han utilitzat àmpliament diversos dissenys RSM, com ara el disseny factorial complet, el disseny de Box-Behnken i el disseny central compost (CCD). Entre ells, el CCD és molt eficient i, per tant, proporciona molta informació sobre els efectes de la variable de l'experiment i l'error experimental general, amb un nombre mínim d'execucions requerides [18]. Per tant, en molts estudis existents, el CCD s'ha utilitzat àmpliament per desenvolupar, millorar i optimitzar les condicions del procés per extreure diversos antioxidants i altres metabòlits de productes naturals.

El cacauet (Arachis hypogaea) és una planta anual que pertany a la família dels lleguminoses. Es cultiva a més de 50 països d'arreu del món, inclosos Corea del Sud, l'Índia, la Xina i els Estats Units [19]. Els cacauets són fonts riques de proteïnes (25 per cent), lípids (47 per cent) i hidrats de carboni (16 per cent), així com minerals, vitamines, niacina, àcids grassos insaturats i àcids oleics [20]. Es consumeixen com a productes no processats o processats, com ara fruita seca, mantega i oli de cuina. S'estima que la producció anual de cacauet del món ascendeix a 4,1 milions de tones en total i que la closca del cacauet representa el 35% ~ 40% del pes total del cacauet [21]. S'estima que més d'1,5 milions de tones de closques de cacauet es descarten anualment com a subproductes. No obstant això, atès que només una part de les closques de cacauet s'utilitzen com a alimentació animal i que la majoria d'elles s'incineren o s'aboquen a l'abocador, causant costos d'eliminació i problemes ambientals, és necessari produir materials d'alt valor afegit amb closques de cacauet per superar el problema de subproductes [22]. Estudis anteriors sobre antioxidants han demostrat que s'han informat activitats antiinflamatòries i contra l'obesitat dels extractes de pell de cacauet [23,24]. Tanmateix, fins ara, no hi ha cap investigació sobre la producció de materials cosmètics funcionals per millorarblanqueigi efectes anti-arrugues utilitzant compostos bioactius de closques de cacauet. Per tant, aquest estudi va extreure compostos bioactius d'una closca de cacauet utilitzant l'extracció assistida per ultrasons (UAE) per confirmar el seu antioxidant,blanqueig, i efectes antiarrugues i, a més, va presentar una condició òptima dels Emirats Àrabs Units mitjançant el mètode de superfície de resposta (RSM) i va augmentar la funcionalitat dels extractes per tal de confirmar la possibilitat del seu ús com a aliments, cosmètics i ingredients mèdics.

millorantblanqueigi efectes antiarrugues del cistanche

2. Resultats i discussió

2.1. Adaptació dels models RSM

En aquest treball, la temperatura d'extracció, el temps d'extracció i la concentració d'etanol es van seleccionar com a variables principals del CCD mitjançant l'experiment preliminar d'un factor a la vegada per determinar les variables significatives que afecten els Emirats Àrabs Units (taula 1). El nivell de cada variable es va establir a partir d'experiments preliminars basats en el mètode d'un factor a la vegada. La distància dels punts axials des del punt central era o1,68. A continuació, es van construir 17 execucions experimentals, incloses 3 rèpliques al punt central mitjançant variables 3-i CCD de 5 nivells. Els errors experimentals es van minimitzar aleatoritzant l'ordre experimental per minimitzar l'impacte de la variabilitat inexplicada. A la taula 2 es mostren els resultats experimentals i previstos per a l'activitat d'eliminació de radicals DPPH (RSA), la inhibició de l'activitat tirosinasa (TAI) i la inhibició de l'activitat de la col·lagenasa (CAI).

Taula 1. El disseny central compost (CCD) per a l'optimització de les condicions d'extracció assistida per ultrasons (EAU) de les closques de cacauet.

Per determinar la correlació entre les 17 execucions experimentals de condicions experimentals de CCD i els resultats experimentals, es van proposar models de regressió múltiple per predir els nivells òptims d'aquestes 3 variables. En aplicar l'anàlisi de regressió múltiple a les dades experimentals, les variables dependents (Y) i les variables provades es van relacionar mitjançant les següents equacions de regressió quadràtica (taula 3).

Taula 2. Dades experimentals i previstes sobre l'activitat d'eliminació de radicals (RSA), TAI i CAI de l'extracte de closca de cacauet per CCD.

Núm.: nombre experimental seleccionat aleatòriament; X1 : Temps d'extracció; X2 : temperatura d'extracció; X3: concentració d'etanol; RSA (activitat d'eliminació de radicals DPPH); TAI (inhibició de l'activitat tirosinasa); CAI (inhibició de l'activitat col·lagenasa).

Taula 3. Equacions de regressió polinòmica calculades per CCD per a l'optimització de les condicions dels Emirats Àrabs Units de les closques de cacauet.

*

*R2 (coeficient de determinació), P (valor de probabilitat del model); Y és la resposta prevista.

L'anàlisi de la variància (ANOVA) és una prova estadística per analitzar dades experimentals. Subdivideix la variació total d'un conjunt de dades en parts components que s'associen a fonts específiques de variació per tal de provar una hipòtesi sobre les variables del model o per estimar components de la variància [25]. L'anàlisi de la superfície de resposta i l'ANOVA es van utilitzar per determinar els coeficients, avaluar la significació estadística dels termes del model i ajustar els models matemàtics de les dades experimentals que pretenien optimitzar la regió global per a les variables de resposta [26]. Tal com estableix el model, els coeficients de correlació (R2) utilitzats per determinar la relació entre les respostes experimentals i predites mitjançant models de regressió estaven en el rang de 0.8862~0.9622. Això suggereix que les variables de procés analitzades expliquen més del 88,6 per cent de les variables independents. Es va utilitzar el programari Design Expert per calcular els coeficients de les equacions de regressió quadràtica i es va provar la idoneïtat del model mitjançant ANOVA. D'acord amb el valor del coeficient monomi de les equacions de regressió quadràtica es mostren a la taula 4 i l'ordre de prioritat entre els efectes principals de les variables independents és concentració d'etanol (X3) > temperatura d'extracció (X2) > temps d'extracció (X1).

Taula 4. ANOVA dels resultats experimentals de CCD per a models quadràtics complets.

X1: Temps d'extracció; X2 : temperatura d'extracció; X3 : concentració d'etanol; Y1: RSA; Y2 : TAI; Y3: CAI.

extracte de cistanche tubolosablanqueigpell

2.2. Efecte de les condicions d'extracció sobre RSA

La taula 2 mostra les dades experimentals de RSA segons diferents condicions dels Emirats Àrabs Units. La RSA de l'extracte de closca de cacauet es va determinar en el rang del 7,6 per cent ~ 89,9 per cent. La RSA més alta es va identificar en les condicions d'extracció següents: temps d'extracció de 55,0 min, temperatura d'extracció de 60.{{10}} .C, una concentració d'etanol de 50.0 per cent (execució núm. 10). El RSA més baix del 7,6 per cent, amb un temps d'extracció de 30.{0 min, una temperatura d'extracció de 60,0 ºC i una concentració d'etanol del 0,0 per cent, es va identificar com a valor experimental (execució núm. 13 ). En aplicar l'anàlisi de regressió múltiple, les dades experimentals i les respostes es van relacionar mitjançant equacions de regressió quadràtica (taula 3). L'anàlisi estadística va revelar que R2 del model de regressió era de 0,9308 (p=0,0027), cosa que indica que aquesta equació podria explicar el 93,0 per cent dels resultats de les condicions experimentals, la qual cosa implica que el model era molt significatiu i es podia utilitzar per fer servir amb precisió. predir la funció de resposta.

L'efecte d'una variable individual dels Emirats Àrabs Units a nivells fixos d'altres variables sobre RSA és

predit i mostrat a la figura 1a. RSA tendeix a augmentar i després disminuir com tots els Emirats Àrabs Units

augmenten les variables. La concentració d'etanol va tenir el major efecte sobre RSA entre les tres variables dels Emirats Àrabs Units, mentre que el temps d'extracció i la temperatura d'extracció van tenir el menor efecte sobre l'RSA. Aquest resultat és coherent amb els resultats de l'ANOVA en què la concentració d'etanol

va mostrar un efecte més significatiu (p {{0}},0002) sobre RSA tal com es mostra a la taula 4. L'efecte d'interacció entre variables independents sobre RSA es va visualitzar mitjançant corbes de superfície de resposta 3D. La temperatura d'extracció i el temps d'extracció es van canviar simultàniament al nivell fix de concentració d'etanol (figura 2A). A mesura que les dues variables (temperatura i temps d'extracció) augmentaven, RSA augmentava fins al nivell màxim i després tornava a disminuir. La RSA més alta es va obtenir a una temperatura d'extracció de 56,1. C, que suggereix, per tant, l'extracció de compostos bioactius amb potencial antioxidant, com els polifenols, augmenta amb la destrucció de components de la paret vegetal, com la lignina, a temperatures de fins a 56,1. C; tanmateix, a temperatures més altes, la RSA es va reduir a causa de la descomposició o polimerització dels ingredients antioxidants. Les figures 2B, C mostren que la RSA no es va veure afectada significativament pel temps o la temperatura d'extracció, mentre que la RSA es va veure afectada significativament per la concentració d'etanol, que va ser la més alta a la concentració d'etanol del 61, 0 per cent i que també va tornar a disminuir. Aquest resultat és coherent amb el de l'experiment d'extracció d'aigua calenta de Lespedeza cuneata de Kim et al. en què RSA es va veure més afectat per la concentració d'etanol que per la temperatura d'extracció, i RSA va ser el màxim a l'interval de concentració d'etanol del 60% ~ 70% [27]. Aquests resultats indiquen que l'eficiència d'extracció del dissolvent binari (aigua i etanol) és més eficaç per a l'extracció d'un sol dissolvent als Emirats Àrabs Units de closques de cacauet.

Figura 1. Gràfics de perturbació per als efectes del temps d'extracció (X1 ), la temperatura d'extracció (X2 ) i la concentració d'etanol (X3 ) a la RSA, TAI i CAI de l'extracte de closca de cacauet. Els gràfics de perturbació per a RSA, TAI i CAI de l'extracte de closca de cacauet mostren tots els factors en un punt central canviant un factor del seu rang mentre que els altres factors es van fixar. Parcel·les de perturbació per a RSA d'extracte de closca de cacauet (a), diagrames de perturbació per a TAI d'extracte de closca de cacauet (b), diagrames de perturbació per a CAI d'extracte de closca de cacauet (c).

Figura 2. Gràfics de superfície de resposta per a RSA de l'extracte de closca de cacauet segons el temps d'extracció, la temperatura d'extracció i la concentració d'etanol. RSA en funció de la temperatura d'extracció i el temps d'extracció (A), el temps d'extracció i la concentració d'etanol (B) i la temperatura d'extracció i la concentració d'etanol (C).

2.3. Efecte de les condicions d'extracció sobre el TAI

La tirosinasa és un enzim que promou la producció de melanina mitjançant l'oxidació de la tirosina a la capa del soterrani de l'epidermis i la inhibició d'aquest enzim és essencial per a la millora de la pell.blanqueig[28]. El TAI de les closques de cacauet extretes a través dels Emirats Àrabs Units, segons 17 condicions d'extracció, oscil·lava entre el 0,34% i el 51,8% (taula 2). A partir de valors experimentals, la relació entre les variables independents (X1, X2, X3) i la variable dependent (TAI) es va modelar mitjançant equacions de regressió quadràtiques tal com es mostra a la Taula 3. Per avaluar l'acord entre els valors experimentals i predits derivats del quadràtic models de regressió, la bondat d'ajust del model es va avaluar a partir de l'ANOVA. L'R2 era 0.9622, que és proper a 1 i indica un alt grau de correlació entre els valors experimentals i predits. el valor p s'utilitza com a eina per avaluar la importància de cada coeficient i les interaccions entre cada variable independent. Les variables dels Emirats Àrabs Units seran més significatives si el valor p es fa més petit i es confirma la significació al nivell de p <0.05 [29,30].="" en="" avaluar="" els="" efectes="" de="" les="" variables="" independents,="" la="" significació="" es="" va="" determinar="" per="" ordre="" de="" concentració="" d'etanol="" (p=""><{27}},0001)> temperatura d'extracció (p < 0,0598)=""> temps d'extracció (p < 0,4329),="" la="" qual="" cosa="" va="" confirmar="" que="" el="" l'efecte="" de="" la="" concentració="" d'etanol="" va="" ser="" el="" més="" significatiu="" en="">

Per comparar l'efecte de les condicions dels Emirats Àrabs Units sobre el TAI, es va utilitzar el gràfic de pertorbacions per avaluar l'efecte de les variables individuals sobre el TAI fixant dues variables al punt central. Com es mostra a la figura 1b, TAI va mostrar un patró diferent en comparació amb l'experiment RSA anterior; va augmentar a mesura que augmentava la concentració d'etanol, mentre que el temps d'extracció no va afectar significativament el TAI. L'augment proporcional significatiu del TAI amb la concentració d'etanol es pot explicar pels resultats de l'ANOVA. TAI es va veure significativament afectat pel terme primari de concentració d'etanol (X3) i (p <0.05) el="" terme="" quadràtic="" no="" és="" estadísticament="" significatiu,="" per="" tant,="" mostra="" una="" forta="" relació="" proporcional="" entre="" tai="" i="" concentració="" d'etanol.="" la="" corba="" de="" superfície="" de="" resposta="" 3d="" és="" la="" representació="" gràfica="" de="" l'equació="" de="" regressió="" quadràtica="" i="" els="" resultats="" de="" tai,="" tal="" com="" es="" veuen="" afectats="" per="" la="" temperatura="" d'extracció="" (x1),="" el="" temps="" d'extracció="" (x2)="" i="" la="" concentració="" d'etanol="" (x3).="" la="" figura="" 3a="" visualitza="" l'efecte="" d'interacció="" del="" temps="" d'extracció="" i="" la="" concentració="" d'etanol="" en="" tai.="" el="" resultat="" va="" confirmar="" que="" el="" temps="" d'extracció="" no="" va="" mostrar="" cap="" efecte="" significatiu="" sobre="" el="" tai,="" mentre="" que="" la="" concentració="" d'etanol="" tenia="" una="" forta="" relació="" proporcional="" amb="" el="" tai.="" de="" la="" mateixa="" manera,="" tal="" com="" es="" mostra="" a="" la="" figura="" 3b,="" el="" tai="" depenia="" més="" de="" la="" concentració="" d'etanol="" que="" de="" la="" temperatura="" d'extracció="" i="" es="" va="" aconseguir="" el="" tai="" més="" alt="" a="" mesura="" que="" la="" concentració="" d'etanol="" augmentava="" fins="" al="" 99,5="" per="" cent.="" en="" explorar="" les="" condicions="" dels="" emirats="" àrabs="" units="" per="" a="" la="" tai="" màxima,="" es="" va="" predir="" que="" els="" valors="" de="" les="" condicions="" màximes="" de="" tai="" fossin="" de="" 3{{20}},0="" min,="" 26,3="" c="" i="" 99,5="" per="" cent.="" aquest="" resultat="" és="" similar="" al="" reportat="" per="" nakamura="" et="" al.="" [31]="" en="" un="" estudi="" sobre="" l'activitat="" biològica="" de="" les="" fulles="" de="" citron,="" quan="" s'utilitzava="" un="" 20,0="" per="" cent="" ~="" 80,0="" per="" cent="" d'etanol="" com="" a="" dissolvent="" d'extracció,="" el="" tai="" va="" augmentar="" en="" proporció="" en="" resposta="" a="" l'augment="" de="" la="" concentració="" d'etanol="" i="" va="" mostrar="" el="" valor="" màxim="" en="" l'extracció="" amb="" un="" 80="" per="" cent.="" etanol.="" això="" suggereix="" que="" l'ús="" d'una="" concentració="" més="" alta="" d'etanol="" és="" avantatjós="" per="" extreure="" compostos="" bioactius="" amb="" la="">blanqueigefectes de les closques de cacauet o altres plantes.

pell-blanqueigefectes decistanche tubolosa

Si us plau, feu clic aquí per a la part 2