Scopo:In questo studio, un estratto di Schisandra chinensis (SCE) ad alta efficienza prodotto dalla fermentazione di microrganismi efficaci (EM) è stato utilizzato come materiale antiossidante nella preparazione di prodotti cosmetici.

Secondo studi pertinenti,cistancheè un'erba comune conosciuta come "l'erba miracolosa che prolunga la vita". Il suo componente principale ècistanoside, che ha vari effetti comeantiossidante, antinfiammatorio,Epromozione della funzione immunitaria. Il meccanismo tra cistanche e sbiancamento della pelle risiede nell'effetto antiossidante dicistancheglicosidi. La melanina nella pelle umana è prodotta dall'ossidazione della tirosina catalizzata datirosinasie la reazione di ossidazione richiede la partecipazione dell'ossigeno, quindi i radicali liberi dell'ossigeno nel corpo diventano un fattore importante che influenza la produzione di melanina. Cistanche contiene cistanoside, che è un antiossidante e può quindi ridurre la generazione di radicali liberi nel corpoinibendo la produzione di melanina.

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introduzione

Negli ultimi anni, il miglioramento e il perseguimento di elevati standard di vita hanno causato molti problemi alla salute delle persone. Tra questi, i prodotti cosmetici sono un esempio particolare che necessita di essere approfondito. L'uso di prodotti chimici di sintesi come ingrediente principale dei prodotti cosmetici porta a molti risultati negativi, come tossicità e costi elevati. Questo è il motivo per cui l'indagine sui prodotti naturali per applicazioni cosmetiche ha suscitato molto interesse da parte di molti ricercatori. Schisandra chinensis (SC) è una pianta medicinale e commestibile che ha cinque sapori (dolce, acido, amaro, salato e pungente),1,2 ed è ampiamente utilizzata in molti alimenti, bevande e industrie erboristiche, ecc.3,4 SC contiene molti composti bioattivi, come il dominio, l'acido malico e l'acido citrico, e può essere utilizzato efficacemente per trattare la tosse e l'asma.5 Inoltre, può essere utilizzato nell'industria alimentare e cosmetica grazie alle sue note proprietà antibatteriche e capacità antiossidanti. Inoltre, ha un'eccellente stabilità al calore e può essere utilizzato in cosmetici e alimenti che non influiscono sulla salute delle persone.6 La fermentazione si riferisce al processo di decomposizione del materiale organico utilizzando gli enzimi dei microrganismi e deriva dalla parola latina fervente. 7 È stato utilizzato in vari modi e in diversi campi, come cibo, farmaci e cosmetici. le biomolecole.8,9 I microrganismi effettivi (EM) sono microrganismi utili che sono stati sviluppati nel 1982.10 EM è stato originariamente sviluppato per l'uso nell'agricoltura naturale e biologica. Successivamente, il suo ambito di applicazione è stato gradualmente esteso ed è comunemente utilizzato nei paesi asiatici, in Russia e negli Stati Uniti.11 Inizialmente, la soluzione di EM è stata sviluppata da 80 specie di 10 generi in 5 famiglie; tuttavia, è stato un processo molto complesso. Pertanto, l'EM è stato quindi semplicemente sviluppato da alcuni organismi principali, come batteri fotosintetici, batteri dell'acido lattico, funghi, lieviti e actinomiceti.12 Per quanto riguarda l'applicazione della fermentazione, viene fermentato in condizioni anaerobiche facoltative, quindi i suoi prodotti di sintesi, come la vitamina e pigmenti di carotene come potenti antiossidanti per prevenire il decadimento del materiale organico.13 Gli amminoacidi e gli acidi organici risultanti vengono convertiti nelle rispettive proteine ​​e zuccheri e quindi assorbiti immediatamente dalla pianta. Ciò migliora notevolmente l'efficienza sia della sintesi che dell'uso del cibo vegetale. EM è stato originariamente sviluppato per l'uso nell'agricoltura naturale e biologica, ma al giorno d'oggi è utilizzato in una varietà di campi come l'edilizia, l'industria medica e cosmetica.14–16

Materiali e metodi

Materiali

Estrazione SC

Preparazione di diverse concentrazioni di estratto

Analisi dei microelementi

Con il metodo Food Code, {{0}}.0 g del campione è stato sciolto in acido nitrico 100 mL con acqua deionizzata a 100 gradi . Quindi, le quantità di oligoelementi nel campione sono state misurate e analizzate con un analizzatore elementare (Vario EL, Germania).

Misurazione del contenuto di polifenoli

Il contenuto di polifenoli per grammo del campione è stato misurato con il metodo Folin-Denis.18 Pertanto, 100 μL di estratto e il 2% in peso di Na2CO3 sono stati miscelati in una provetta EP. La provetta EP è stata mantenuta a temperatura ambiente per 2 minuti per la reazione. Successivamente, al tubo è stato aggiunto il 50% di reagente fenolico di Folin-Ciocalteu. Il campione è stato posto in un agitatore vortex a temperatura ambiente per 30 min e poi analizzato con uno spettrofotometro UV-Vis a 750 nm.

Misurazione dei flavonoidi

Il contenuto totale di flavonoidi per grammo di estratto è stato misurato mediante colorimetria con glicole dietilenico.19 Pertanto, 100 μL di estratto e 100 μL di 1,0 N NaOH sono stati aggiunti a una provetta EP e miscelati utilizzando un agitatore a vortice. Dopo la miscelazione, la soluzione è stata mantenuta a 30 gradi per 1,0 h per la reazione. La resa della reazione è stata analizzata mediante uno spettrofotometro UV-Vis a 420 nm.

Misurazione dell'eliminazione dei radicali liberi

L'eliminazione dei radicali liberi da parte di 1,1-difenil-2-picrylhydrazyl (DPPH) è stata misurata con il metodo Blois modificato.20 In questo contesto, 0,1 M Trizma base–HCl buffer (Tris tampone, pH 7,4) e 500 mM DPPH sono stati inizialmente preparati con metanolo. L'idrossitoluene butilato (BHT) e l'idrossianisolo butilato (BHA) sono stati selezionati come standard per l'esperimento di controllo. Quindi, 100 μL di campioni di estratto e 400 μL di tampone Tris sono stati miscelati in una provetta EP, seguita dall'aggiunta di 500 μL di soluzione DPPH. La miscela è stata tenuta in una stanza buia per 20 minuti, quindi analizzata da uno spettrofotometro UV-Vis a 517 nm. Nell'esperimento di controllo, sono stati aggiunti 100 μL di BHT e BHA invece dei campioni estratti. Nel gruppo non additivo, 100 μL di tampone Tris sono stati aggiunti alla provetta EP invece dei campioni estratti. La misurazione della capacità di donazione di elettroni è mostrata come segue:21

Misurazione dell'attività di lavaggio dei nitriti

L'attività di rimozione dei nitriti è stata misurata utilizzando il metodo modificato sviluppato da Kim et al.22,23 Nello specifico, 0.3 mL del campione estratto e 0.1 mL di 1.0 La soluzione mM NaNO2, 0.2 M tampone citrato–HCl a pH 2,5 è stata miscelata per ottenere un volume finale di 1.0 mL. La miscela è stata quindi fatta reagire a 37 gradi per 1.0 h. Successivamente, è stato miscelato con 0,4 mL di reagente Griess (soluzione al 30 percento di CH3COOH contenente acido solfanilico (1.0 percento in peso): naftilammina (1 percento in peso)) e 3 .0 ml di soluzione CH3COOH (2,0% in peso). Quindi, la reazione ha avuto luogo a temperatura ambiente per 15 min.

Misurazione dell'attività simile alla superossido dismutasi (SODA)

Misurazione dell'attività inibitoria della tirosinasi

L'attività inibitoria della tirosinasi è stata misurata mediante una versione modificata del metodo presentato da Masamoto et al.25 Per misurare le proprietà di disattivazione della tirosinasi dei funghi in condizioni in vitro, 0.3 mL di 2,5 mM 3,4 diidrossi-fenilalanina (L-DOPA ), {{10}}.{{20}}5 mL del campione estratto e soluzione tampone fosfato 0,1 M (pH 6,8, volume totale 1,5 mL) sono stati miscelati utilizzando un vortex mixer, e poi pre-incubato a 25 gradi. Quindi, sono stati aggiunti 0,05 mL di tirosinasi di fungo a 1380 unità·mL-1 (Sigma Co., USA) e quindi miscelati utilizzando un miscelatore a vortice. Successivamente, la reazione è stata eseguita a 25 gradi per 2,0 min.

dove A è il valore di assorbanza tra {{0}}.5 e 1 min della soluzione di reazione senza il campione, misurato a 475 nm da uno spettrofotometro UV-Vis; e B è il valore di assorbanza tra 0.5 e 1.0 min della soluzione di reazione con il campione, misurato a 475 nm da uno spettrofotometro UV-Vis.

Preparazione del materiale crema

Le formule di crema, a base di acqua distillata, olio estratto e additivi, sono state preparate come elencato nella Tabella 1. L'acqua, gli additivi e l'olio sono stati pesati e quindi riscaldati a 80 gradi a bagnomaria. L'acqua è stata aggiunta lentamente e vigorosamente miscelata con olio in un mini mixer (DS-1800; Corea). La crema A è stata preparata senza l'olio estratto. Le creme B, C, D, E e F contenevano rispettivamente 1, 5, 10, 20 e 40 mg·mL-1 di estratto SC (SCE). Le creme G, H, I, J e K contenevano 1, 5, 10, 20 e 40 mg·mL-1 di fermentazione SCE (SCEF).

Valutazione della sicurezza

Valutazione della stabilità

Risultati e discussione

Analisi dei microelementi

I risultati dell'analisi della spettrometria di massa del plasma accoppiato induttivamente (ICP) di SCE sono mostrati nella Tabella 2, che indica che 1.0 mg·mL−1 di SCE contiene 23,71, 0,42 e 0.03 mg·kg−1 rispettivamente di K, Fe e Se. Quando la quantità di SCE è aumentata, il contenuto di questi oligoelementi è aumentato. A questo proposito, l'aumento di K era dominante e gli aumenti di Mn, Fe, Cu e Zn non erano significativi. Il contenuto di Se è rimasto lo stesso indipendentemente dalla concentrazione di SCE. Questi oligoelementi aiutano le azioni di molte sostanze fisiologicamente attive sia all'interno che all'esterno del corpo umano e svolgono ruoli importanti, comprese le attività antiossidanti e immunitarie.

Misura dell'estratto e del suo contenuto di flavonoidi e polifenoli

Il contenuto di SCE era del 27,91% in peso in 100 g di SC. L'estrazione ha fornito la stessa resa quando la procedura è stata eseguita in acqua ed etanolo. Tuttavia, la resa dell'estratto è stata inferiore a quella dei lavori precedenti.26,27 Ciò è dovuto alle differenze nei luoghi in cui è stata coltivata la SC, nonché alle condizioni di coltura e al metodo di estrazione.26 Il contenuto di polifenoli è mostrato nella Tabella 3. L'estratto di SCE ordinario a 1.0 mg·mL−1 ha fornito 1.53±0.02 mg·g−1 di polifenoli, mentre la stessa quantità di EM SCEF ha fornito un contenuto di polifenoli più elevato (20.84±0.04 mg·g−1) rispetto all'estratto non fermentato. I risultati dell'estrazione per EM SCEF a 5, 10, 20 e 40 mg·mL−1 erano rispettivamente 25,82±0,04, 29,13±0,05, 42,07±0,05 e 59,22±0,09 mg·g−1.

Misurazione dell'eliminazione dei radicali liberi

I radicali liberi nel corpo possono favorire l'invecchiamento biologico, reagendo con lipidi e proteine. Per rimuovere questo fenomeno, molti studi hanno studiato i prodotti naturali.31 Il metodo di test DPPH radical scavenging è utilizzato in molti prodotti naturali per le misurazioni degli antiossidanti utilizzando la capacità di donazione di elettroni degli antiossidanti.32-34 I risultati degli effetti antiossidanti nell'SCE e I gruppi EM SCEF sono mostrati nella Figura 1. Nel caso della capacità di scavenging dei radicali DPPH di SCE, poiché la concentrazione variava da 1.0, 10, a 40 mg·mL−1, il la capacità antiossidante è aumentata dal 37 per cento, 72 per cento, al 74 per cento. Il gruppo EM SCEF ha mostrato una capacità antiossidante del 63%, 67% e 79% alle rispettive concentrazioni di 1,0, 10 e 40 mg·mL-1. Nel gruppo EM SCEF, il cambiamento minore nella capacità antiossidante con la concentrazione sembra essere dovuto alla reazione tra EM SCEF e microbi per produrre sostanze antiossidanti. La capacità antiossidante di SC è stata confrontata con alcuni noti antiossidanti, come BHT (89%) e BHA (88%). Si è scoperto che la capacità di scavenging dei radicali liberi di SC non era molto diversa dalla loro. Inoltre, SCEF ha una maggiore capacità di scavenging dei radicali rispetto a SCE, anche a basse concentrazioni. Ciò significa che quando le soluzioni attive SC ed EM hanno reagito tra loro, i microbi hanno prodotto materiali fisiologicamente attivi che hanno la capacità antiossidante. Pertanto, è possibile produrre materiale contenente livelli più elevati di antiossidanti con quantità inferiori di EM SCEF rispetto a SCE. Abbiamo concluso che ciò potrebbe risolvere il problema del dosaggio nella produzione di cosmetici e, contemporaneamente, migliorare gli aspetti funzionali dei prodotti cosmetici contenenti sostanze naturali derivate dalle piante.

Misurazione dell'attività di lavaggio dei nitriti

Il nitrito reagisce con l'ammina secondaria (un composto chimico in cui due atomi di idrogeno di ammoniaca sono sostituiti con l'idrocarburo del gruppo funzionale R), producendo nitrosamina, notoriamente cancerogeno; in altre parole, il nitrito funge da precursore della nitrosamina. Pertanto, la formazione di nitrosamina può essere efficacemente inibita rimuovendo il nitrato.35 Se la reattività tra il campione da analizzare e il nitrito è elevata, il nitrito verrà rimosso perché reagisce allo stato ionizzato, il che porta all'inibizione della formazione di nitrosamina. Ciò vale anche per altre sostanze che esistono in forma di ioni o elettroni e l'elevata reattività del campione è equivalente o valutata come elevata attività di rimozione dei nitriti e di antiossidazione. Maggiore è la quantità di composti fenolici totali in un campione, più potente è la reazione di rimozione dei nitriti nell'intervallo di pH inferiore e, negativamente, l'effetto di eliminazione dei nitriti diminuisce nell'intervallo di pH superiore.36 La tabella 5 mostra che l'attività di rimozione dei nitriti di SCE era del 15 percento a 1 mg·mL-1, del 40 percento a 10 mg·mL-1 e dell'89 percento a 40 mg·mL-1. D'altra parte, SCEF ha mostrato un'attività di scavenging dei nitriti del 51% a 1 mg·mL-1, del 69% a 10 mg·mL-1 e del 98% a 40 mg·mL-1. Da questo test è stato osservato che all'aumentare della concentrazione di entrambi i gruppi, aumentava anche l'attività di scavenging. Inoltre, SCEF era superiore a SC nella sua attività di scavenging dei nitriti, che è simile ad altri risultati sperimentali. Ad una concentrazione di 1,0 mg·mL-1, la differenza nell'attività di scavenging era di 40 mg·mL-1, la maggiore tra le diverse concentrazioni, e il divario si riduceva all'aumentare della concentrazione. Da questo esperimento comparativo, attraverso il processo di fermentazione EM, l'effetto di scavenging dei nitriti di SC, che è stato valutato come abbastanza buono, è migliorato ulteriormente. Questo fenomeno può essere attribuito al processo di fermentazione che genera più sostanze biologicamente attive, che, a loro volta, hanno portato ad un aumento dell'inibizione della formazione di nitrosammine, nonché di molti fenoli, come ingredienti vegetali grezzi, contribuendo anche all'efficace reazione di scavenging dei nitriti .

Misura della SODA

La SOD è un antiossidante enzimatico che può disintossicare e sopprimere la tossicità di O2, H2O2, perossido, radicali OH, ecc.37,38 La SODA è mostrata nella Tabella 6 per le concentrazioni di SCE (o SCEF) di 1.0, 1 0 e 40 mg·mL−1. Il gruppo SCE aveva SODA del 6%, 18% e 41%, mentre il gruppo EM SCEF aveva SODA del 28%, 32% e 43% quando la concentrazione è aumentata da 1 a 40 mg·mL-1. Per analizzare la differenza di attività dei due gruppi, la differenza nel valore di SODA era maggiore a basse concentrazioni di SCE e SCEF (1,0 mg·mL-1) e minore a concentrazioni elevate (40 mg·mL-1). In questo test, entrambi i gruppi avevano un livello eccezionale di SODA.26,39 Pertanto, si può ritenere che sia SCE che SCEF abbiano elevate capacità antiossidanti di origine naturale.

Misurazione dell'attività inibitoria della tirosinasi

Il meccanismo dell'attività inibitoria della tirosinasi è molto importante nell'industria cosmetica e può essere utilizzato come misura dell'effetto sbiancante della pelle.40 Nel gruppo SCE, l'attività inibitoria della tirosinasi è aumentata dal 35% al ​​36%, 37%, 38% e 39 percento all'aumentare della concentrazione dell'estratto (Tabella 7). Nel gruppo EM SCEF, l'attività inibitoria della tirosinasi è aumentata dal 38% al 39%, 40%, 41% e 42% quando la concentrazione è aumentata. L'EM SCEF aveva un'attività inibitoria della tirosinasi più efficace rispetto all'estratto normale, ma non c'era molta differenza. Tuttavia, si ritiene che entrambi gli estratti abbiano un effetto sbiancante per la pelle quando vengono utilizzati per la produzione di cosmetici.41

Valutazione della sicurezza

Le formule dei cosmetici con diverse concentrazioni di SCE e EM SCEF, ovvero {{0}}.0, 1.0, 5.0, 1{{ 25}}, 20 e 40 mg·mL−1, sono mostrati nella Figura 2. I cosmetici fabbricati sono stati formati in forma di dosaggio W/O aggiungendo la fase acquosa alla fase oleosa . Il valore del pH della superficie della pelle umana è generalmente compreso tra 4,5 e 6,5, che può essere leggermente acido o neutro.42 Se il pH diventa alcalino, la resistenza della pelle si indebolisce, portando alla propagazione di germi e, infine, a malattie della pelle. Pertanto, si consiglia vivamente di utilizzare prodotti cosmetici neutri o leggermente acidi. La variazione del valore del pH con il tempo di conservazione è mostrata nella Figura 3. Usando la crema senza SCE, il pH è stato leggermente aumentato a 6,23 dopo 60 giorni rispetto al suo valore iniziale di 6,25. I prodotti in crema con concentrazioni di SCE di 1,0, 5,0, 10, 20 e 40 mg·mL-1 avevano valori di pH iniziali rispettivamente di 5,53, 3,87, 3,43, 3,15 e 3,03. Questi valori di pH non sono cambiati dopo 60 giorni. Le creme a base di EM SCEF con concentrazioni di EM SCEF di 1,0, 5,0, 10, 20 e 40 mg·mL-1 avevano valori di pH iniziali rispettivamente di 4,12, 3,46, 3,37, 3,15 e 2,98. Valori di pH simili sono stati osservati dopo 60 giorni. Questi risultati indicano che non vi era alcuna differenza significativa nella variazione del pH in entrambi i gruppi e quando la concentrazione dell'estratto aumentava, il valore del pH diminuiva. Questi risultati implicano che non ci sono stati problemi di sicurezza nell'uso di questi prodotti cosmetici.

Effetto della temperatura sulla stabilità cosmetica

Conclusione

Riconoscimento

Divulgazione

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