Bioaktivity ovocných extraktů Karanda (Carissa Carandas Linn.) pro nové kosmetické aplikace

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Abstraktní

Cílem tohoto výzkumu bylo zjistit celkový obsah fenolů (TPC), antioxidační, antiagingové a antibakteriální aktivity Carissa carandas Linn. a zaměřuje se na nové rostlinné zdroje, které se využívají pro jejich kosmetické aplikace. Dvě podmínky (čerstvé a sušené) a tři fáze (nezralé, zralé a plně zralé) C. carandas byly extrahovány ethanolovou macerací. Pro stanovení TPC byl použit Folinův–Ciocalteuův test. Pro odhad antioxidační aktivity byly použity testy 2,2‐difenyl‐ 1‐pikrylhydrazyl (DPPH) a 2,2′‐azinobis(3‐ethylbenzothiazolin‐6‐sulfonová kyselina) (ABTS). Inhibiční tyrosinázové aktivity byly měřeny za použití modifikovaného dopachromového testu. Antiaging byl hodnocen inhibicí kolagenázy a elastázy a antibakteriálními aktivitami. Výsledek šesti extraktů z C. carandas ukázal, že nejvyšší obsah fenolů a inhibice elastázy u čerstvého ovoce je ve stádiu úplné zralosti, a to 100,31 ± 2,64 mg GAE/g extraktu a 14,11 procento ± 0,95 procent, v daném pořadí. Čerstvé ovoce v nezralém stádiu ukázalo, že nejsilnější procento DPPH IC50 a inhibiční aktivita kolagenázy byly 29,11 ± 0,23 ug/ml a 85,94 procent ± 2,21 procenta, v daném pořadí. Etanolový extrakt z nezralého sušeného ovoce vykazoval nejvyšší antioxidační aktivitu v testu ABTS, s IC50 0,17 ± 0,01 ug/ml. MBC ukázal, že kmeny zralého sušeného ovoce anti-Cutibacterium acnes, Staphylococcus epidermidis a Staphylococcus aureus byly 25,0, 25,0 a 16,25 mg/ml, v daném pořadí. Čerstvé ovoce ve fázi zralosti ukázalo, že nejsilnější inhibice tyrosinázy byla 93,88 procenta ± 5,64 procenta. Závěr tohoto výzkumu ukazuje, že čerstvé plody výtažků z plodů C. carandas mají vysoký potenciál jako nové kosmetické aplikace pro antiaging a bělení pleti. Sušené ovoce ve zralém extraktu má nejúčinnější složku pro produkty proti akné.

Klíčová slova: Antiaging, antibakteriální, Carissa carandas, kosmeceutika, karanda

Flavonoidy, hlavníprvek Cistanche, jeproti stárnutí.

ÚVOD

Přírodní kosmetické produkty si získaly rostoucí oblibu spotřebitelů, což odpovídá celosvětovému kosmetickému trhupředpovědi 429,8 miliard USD do roku 2022.[1] Stárnutí kůže je ovlivněno vnitřními a vnějšími faktory, jako je úbytek regeneračních buněk, pokles hladiny hormonů, sluneční záření atd.[2] Antioxidanty jsou látky, které pomáhají eliminovate volných radikálů a snížit množství sloučeniny, aby nedošlo ke zničení buněk.[3] Plody Karandy (Carissa carandas Linn.) mají bílou barvu až růžovo-červenou, až po úplné zralosti tmavě fialovou až téměř černou s kyselou chutí, hořkou a svíravou. Navíc je užitečný při hojení ran, snižování horečky, srdečních chorob atd.[4] Dále plody C. carandasnašli fytochemické složky, včetně vitamínu C,[5] anthokyanů,[6] flavonoidů, glykosidů, alkaloidů, sacharidů, sterolů, terpenoidů, taninů a saponinů.[7] Cílem této studie je proto výzkum antioxidačních, antityrosinázových, antiagingových a antibakteriálních aktivit různých extraktů z plodů C. carandas. Výsledky mohou být přínosem pro použití jako nové kosmeceutické aplikace.

MATERIÁLY A METODY

Rostlinné materiály

Plody C. carandas byly shromážděny Dr. Juthaporn Kwansangem z okresu Prachathipat, provincie Pathum Thani, Thajsko. Rostlinné druhy byly identifikovány a ověřeny herbářem v Bangkoku, Úřad pro ochranu odrůd rostlin, Ministerstvo zemědělství. Plody C. carandas byly sklízeny v každé fázi zrání; nezralé (bílá barva), zralé (růžovo-červená barva) a plně zralé (fialovo-černé) ovoce.

Chemikálie

Kyselina askorbová, Folin–Ciocalteuovo činidlo (FCR), kyselina gallová, DPPH, ABTS, houbová tyrosináza, L-DOPA, kolagenáza typu I (z Clostridium histolyticum), FALGPA, epigalokatechin galát, elastáza z prasečí slinivky typu I, AAAPVN, Trizma® báze, persíran draselný, klindamycin, ampicilin, dimethylsulfoxid, NA, NB, TSA a TSB byly zakoupeny od Sigma Chemical Corp a Merck.

Bakteriální kmeny

Bakteriální kmeny v tomto výzkumu byly použity Cutibacterium acnes Scholz a Kilian (Propionibacterium acnes) (ATCC 11827), Staphylococcus epidermidis (Winslow a Winslow) Evans (ATCC 12228), Staphylococcus aureus subsp.aureus (ATCC 25923). Byly získány z American Type Culture Collection (ATCC).

Extrakce

Tři různé fáze zrání včetně nezralého, zralého a plně zralého ovoce byly rozděleny do dvou podmínek jako čerstvé a sušené ovoce. Plody byly omyty, nakrájeny na malé kousky a sušeny při teplotě 50 stupňů. Extrakční práškové vzorky (100 g každý) čerstvého a sušeného ovoce karanda (C. carandas) byly extrahovány 95% ethanolem (1:10 w/v) v kónické baňce, stejně jako macerace do 1 týdne. Poté, co byly směsi zfiltrovány, aby se získal extrakt, pak odpařeny na rotační odparce a vodní lázni, aby se odstranilo rozpouštědlo a skladovány při -20 stupních, proto se vypočítá procentuální výtěžek.[8]

Extrakt z cistanchecistanche ztracené říše byliny

procentuální výnos=Hmotnost rostlinného extraktu / Hmotnost použitého sušeného vzorku rostliny × 100

Celkový obsah fenolů

Celkový fenolický obsah (TPC) byl identifikován pomocí Folin–Ciocalteu podle předchozí metody Chatatikuna a Chiabchalarda[9] Krátce, smícháním 100 μl extraktů C. carandas (1 mg/ml) se 100 μL 10% FCR a ponecháním na 5 minut. Poté bylo přidáno 70 μl 10% Na2CO3 za účelem neutralizace. A pak to nechal na tmavém místě po dobu 90 minut. Absorbance směsi byla měřena při 750 nm čtečkou mikrodestiček.

Antioxidační aktivity

Stanovení antioxidační kapacity testem DPPH

Test DPPH extraktů C. carandas byl upraven postupem podle Lima et al.[10] Roztok DPPH byl připraven v absolutním ethanolu. Jako testovací vzorek byly použity koncentrace extraktu C. carandas v sériovém ředění 15,625–1000 ug/ml. Testovaný vzorek (100 μl) byl smíchán s roztokem DPPH (100 μl) a poté ponechán na tmavém místě po dobu 30 minut. Poté byla reakce měřena absorbancí při 520 nm. Jako standard byl použit Trolox. Procento čištění DPPH bylo odhadnuto následovně:

procento inhibice=A(kontrola) − A(vzorek) / A(kontrola ) ×100 (1)

Kromě toho byla antioxidační kapacita vyjádřena jako IC50 a vypočtena regresní analýzou.

Stanovení antioxidační kapacity testem ABTS

Aktivita ABTS byla dosažena tak, jak bylo dříve definováno Kimem et al.[11] s některými úpravami. Extrakty byly použity v sériovém ředění 15,625–1,000 ug/ml. Směs byla smíchána se 7 mM ABTS plus a 2,45 mM K2S208 (8:12 obj./obj. poměr), poté byla ponechána na tmavém místě po dobu 16 hodin. Poté byla směs zředěna v absolutním ethanolu a byla měřena absorbance při 750 nm. Kyselina askorbová byla použita jako kalibrační křivka. Nakonec do každé jamky přidejte 180 μl roztoku ABTS plus. Poté byl ponechán na tmavém místě po dobu 30 minut a vyhodnocena absorbance při vlnové délce 750 nm. Procento scaveningu ABTS bylo odhadnuto následovně: (1). Kromě toho byly použity výpočty k získání IC50.

Test inhibice tyrosinázy

Inhibice tyrosinázy byla provedena pomocí L-DOPA jako substrátu podle metody Di Petrillo et al.[12] s nějakou úpravou. Směs obsahovala 50 μl koncentrace 2 mg/ml extraktu C. carandas, 50 μl pufru fosforečnanu sodného (0,2 M, pH 6,6) a 50 μl tyrosinázy (50 jednotek/ml). Následně byla směs inkubována při 37 stupních po dobu 10 minut. Poté přidejte roztok L-DOPA (2,5 mM) o objemu 50 μl. Nakonec byla reakce okamžitě monitorována při 492 nm. V důsledku toho bylo procento inhibice tyrosinázy odhadnuto pomocí následující formulace:

procentuální inhibice=(A − B)/A × 100

kde

Směrnice=kontroly při 492 nm
B=sklon testovaného vzorku při 492 nm

Cistanche inhibuje aktivitu tyrosinázy.

Aktivita proti stárnutí

Inhibiční aktivita kolagenázy

Inhibiční aktivita kolagenázy byla hodnocena metodou podle Liyanaarachchiho et al.[13] s úpravou. Roztok kolagenázy (0,8 jednotek/ml) byl rozpuštěn v tricinovém pufru (50 mM, pH 67,5). 0,5 mM substrát FALGPA byl rozpuštěn v pufru a měřena kinetická absorbance při 340 nm po dobu 1 minuty. Celkový reakční objem zahrnoval rostlinné extrakty (20 μl), roztok enzymu (20 μl) a substrát (200 μl). Nicméně enzymatická aktivita byla měřena snížením absorbance v časovém období. Procento antikolagenázy bylo vypočteno podle následujícího vzorce

procento inhibice=Aktivita(kontrola) −Aktivita(inhibitor) ×100 (2) Aktivita(kontrola)

Inhibiční aktivita elastázy

Inhibiční aktivita elastázy byla hodnocena podle Chiocchio et al.[14] s úpravou. Roztok elastázy (2 jednotky/ml) byl rozpuštěn v Tris-HCl pufru (1 M, pH 8).

1,6 mM AAAPVN byl rozpuštěn v pufru a konstantně měřena absorbance při 410 nm po dobu 5 minut. Celkový reakční objem obsahoval rostlinné extrakty (40 μl), roztok enzymu (20 μl) a substrát (540 μl). Enzymatická aktivita byla měřena sníženou kinetickou absorbancí. Procento antielastázy bylo vypočteno podle následujícího vzorce (2).

Antibakteriální aktivity

Testy agarové diskové difúzní metody

Agarový diskový difúzní test byl proveden podle metody definované Gomesou et al.[15] Tři bakteriální kmeny, včetně C. acnes a S. epidermidis, byly naočkovány do TSB a S. aureus byl naočkován do NB a poté inkubovány po dobu 24 hodin při 37 stupních. Poté byly inkubované bakterie naředěny TSB a NB a poté byla změřena absorbance (0.08–0,10 OD) pomocí spektrofotometru při vlnové délce 625 nm. Poté byla bakteriální suspenze rozetřena na povrch TSA a NA destiček. Sterilní papírový kotouč (6 mm v průměru) byl impregnován 20 μl extraktů C. carandas (4 mg/ml), DMSO byl použit jako negativní kontrola. Následně byla stanovena antibakteriální aktivita pomocí průměru průměru čisté zóny (mm včetně průměru disku).

Stanovení minimální inhibiční koncentrace

Hodnota minimální inhibiční koncentrace (MIC) byla stanovena aplikací modifikované mikrodiluční metody s Gomesou et al.[15] a Sabooraa et al.[16]. Bakteriální inhibiční výsledky z agarové diskové difúze byly vybrány pro stanovení MIC. Extrakty byly použity v 3,125–100 mg/ml sériovém ředění se sterilním TSB a NB a přidáno 1,0 ml do sterilní zkumavky. Do každé zkumavky byl přidán 1,0 ml bakteriální suspenze a dobře promíchán. Poté, inkubováno při 37 stupních po dobu 16 hodin, vyloučeno C. acnes inkubované za anaerobních podmínek. Nakonec byla změřena absorbance při 625 nm. Nejnižší koncentrace, která nevykazovala žádný růst (nebyl pozorován zákal) těchto bakterií, byla brána jako MIC.

Stanovení minimální baktericidní koncentrace

Hodnota minimální baktericidní koncentrace (MBC) byla vysvětlena jako nejmenší koncentrát extraktu, který zabíjí mikroorganismy. Na základě výsledků testu MIC byly zkumavky vykazující nedostatečný růst naneseny na destičky TSA a NA a inkubovány při 37 stupních po dobu 24 hodin, ale C. acnes inkubovány za anaerobních podmínek. MBC antibakteriálních extraktů je předepisován do nejnižších koncentrací bez viditelného růstu.

Statistická analýza

Každý experiment byl proveden ve třech opakováních a prezentován jako průměr ± standardní odchylka. Významné rozdíly mezi extrakty byly stanoveny pomocí analýzy rozptylu při P < 0,05;="" dále="" byla="" statistická="" analýza="" provedena="" pomocí="" graphpad="" prism="" version="" 5.01="" (san="" diego,="" kalifornie,="">

VÝSLEDKY A DISKUSE

Extrakce

Procentuální výtěžnost šesti extraktů z plodů C. carandas včetně čerstvého ovoce v nezralém stadiu, čerstvého ovoce ve stadiu zralosti, čerstvého ovoce v plně zralém stadiu, sušeného ovoce v nezralém stadiu, sušeného ovoce ve stadiu zralosti a sušeného ovoce v plně zralém stadiu etapa byla prezentována 5,33, 4,70, 5,28, 32,40, 38,59 a 38,30. Extrakty ze sušeného ovoce ukázaly, že nejvyšší procento bylo významné. Možná díky sušené rostlině odstraňovala přebytečnou vodu a působení enzymů v buňce. Proto poskytuje volné spojení a nízkou viskozitu, což je užitečné při extrakčním procesu.

Celkový obsah fenolů

Celkový obsah fenolů v plodech C. carandas, včetně čerstvého ovoce v nezralém stadiu, čerstvého ovoce ve stadiu zralosti, čerstvého ovoce v plně zralém stadiu, sušeného ovoce v nezralém stadiu, sušeného ovoce ve stadiu zralosti a sušeného ovoce v plně zralém stadiu byl ukázaly, že TPC kolísalo od 55,32 ± 1,81 do 100,31 ± 2,64 mg GAE/g extraktu [obrázek 1] u extraktu z čerstvého ovoce v plně zralém stadiu vykazoval nejvyšší obsah fenolů. Lze konstatovat, že barva ovoce je dalším faktorem ovlivňujícím celkový obsah fenolů v plodech. To je v souladu s výzkumem Athipornchai a Jullapo.[17] Naproti tomu při srovnání čerstvého a sušeného stavu extraktu zjistila, že extrakt v sušeném stavu v nezralém stavu ukazuje na zvýšení celkového obsahu fenolů. To může být způsobeno tím, že proces zahřívání může být změněn určitým množstvím polyfenolů v extraktech C. carandas. Tyto výsledky jsou však v souladu s Tagouelbe et al.[18] kteří doporučili, aby teplota zahřívání zvýšila celkový obsah fenolů. V důsledku toho je teplota jedním z faktorů, které ovlivňují množství fenolu v pozitivním i negativním smyslu. Při použití nadměrné teploty se ničí buněčné stěny a vazba fenolických sloučenin, což způsobuje ztrátu fenolických látek. Na druhou stranu sušením při správné teplotě může dojít ke zvýšení celkového obsahu fenolů.

Antioxidační aktivity testem DPPH a ABTS

Aktivita vychytávání DPPH extraktů C. carandas je znázorněna na obrázku 2. Výsledky ukázaly, že hodnoty IC50 DPPH se lišily v rozsahu od 29,11 ± 0,23 do 46,49 ± {{16} },34 ug/ml a standardní Trolox v tomto testu byl 11,33 ± 2,23 ug/ml a aktivita vychytávání ABTS extraktů C. carandas je znázorněna na obrázku 3. Extrakt ze sušeného nezralého ovoce představoval největší vychytávač volných radikálů ABTS s IC5{ {18}} hodnoty {{20}},17 ± 0.{30}}1 ug/ml a standardní kyselina askorbová v tomto hodnocení byla 0,03 ± 0.{23} } ug/ml. Výsledky testu vychytávání DPPH ukázaly čerstvý stav extraktů C. carandas, který měl lepší účinek než sušený čerstvý nezralý extrakt, nejvyšší vychytávání (IC50 29.11 ± 0,23 ug/ml), zatímco čerstvý plně zralý extrakt se ukázal jako slabě aktivní (IC50 46,49 ± 0,34 ug/ml). Výsledky tedy ukázaly, že nezralý extrakt byl účinnější v odolnosti proti volným radikálům než extrakt zralého a plně zralého ovoce může být způsoben tím, že nezralý extrakt z ovoce C. carandas má dobrý zdroj vitamínu C.[19] Vitamin C je přírodní fytochemický kompozit s antioxidačními vlastnostmi se schopností poskytovat atomy vodíku a vytvářet přiměřeně stabilní askorbylové volné radikály.[20]

Cistanche jeantioxidant.

Test inhibice tyrosinázy

Inhibiční tyrosinázový enzym extraktů C. carandas vykazoval silnou inhibici houbové tyrosinázy s procentem od 83.00 procent ± 1,89 procenta do 93,88 procenta ± 5,64 procenta. Nejaktivnější úrovní extraktu byl čerstvý zralý extrakt a 100.00 procent ± 0.00 procent kyseliny askorbové jsou shrnuty na obrázku 4. Inhibiční účinek na tyrosinázu C. carandas ovocné extrakty naznačovaly potenciál pro použití jako přísada pro bělení pokožky v kosmetice. Protože extrakty z ovoce C. carandas vykazují více než 80 procent inhibitorů enzymů, výsledek čerstvého zralého extraktu je nejlépe vyjádřen v inhibičním účinku podobnému výsledkům Khunchalee[21], že 70 procent etanolu extraktů z ovoce C. carandas ukázaly, že největší inhibice tyrosinázy na 77,65 procenta může být způsobena tím, že extrakty z plodů C. carandas jsou bohaté na flavonoid,[22] vitamín C a antokyanin[23], což jsou flavonoidy a antokyany, které mají schopnost inhibovat tyrosinázu a melanogenezi.[{{{101} 20}}] Navíc vitamin C a flavonoidy mohou mít antioxidační, antielastázové[27] a antikolagenázové účinky.[28]

Aktivita proti stárnutí pomocí testu inhibice kolagenázy a elastázy

Procento inhibice kolagenázy C. carandasextracts při 1 mg/ml 71,88 ± 4,42 až 85,94 ± 2,21. Čerstvý nezralý extrakt měl vysoké procento inhibice kolagenázy a standardní epigalokatechin 3 galát (EGCG) v tomto testu byl 71,88 ± 0.00 [Obrázek 5]. Test inhibiční aktivity elastázy provedený s použitím EGCG jako standardu ukázal, že extrakty C. carandas se slabou inhibicí elastázy v procentech 4,23 ± 0,72 až 10.01 ± 0,92 a standardní EGCG v tomto testu bylo 95,89 ± 0,22 [obrázek 6]. Kolagen a elastin jsou prvky extracelulární matrix. Kolagen má vlastnosti pokožky, že je silný, má pevnost v tahu a dobře zatěžuje pokožku, zatímco elastin dodává tkáním pružnost. Inhibice enzymů kolagenázy a elastázy, které tyto složky rozkládají, tedy může mít výhody proti stárnutí.[29] Naše výsledky ukazují, že různé ethanolové extrakty C. Carandas mají potenciál snižovat degradaci kolagenu, ale mírně inhibují elastázu. Čerstvý nezralý extrakt je velmi schopný inhibovat kolagenázu. Výsledky tedy naznačují, že nezralý extrakt z plodů C. carandas, zejména z nezralých plodů, může být použit jako aktivní přísada do produktů proti stárnutí, protože účinky korelovaly s předchozími testy na antioxidační aktivitu a také zcela chránily poškození DNA.[30]

Antibakteriální aktivity

Akné je jednou z příčin spojených s poškozením kůže. Akné se může objevit z mnoha důvodů, jako je hormonální nerovnováha, tvorba mazu, folikulární hyperkeratinizace, záněty a přítomnost hlavních bakterií C. acnes, S. epidermidis a S. aureus, které způsobují aknózní pleť.[{{{{{{101} 8}}}}] Výsledky antibakteriálních aktivit šesti etanolových extraktů na anti-C. acnes, S. epidermidis a S. aureus jsou uvedeny v tabulce 1. Sušený nezralý extrakt měl maximální inhibiční zónu při 8.00 ± 1.00, 7,67 ± 0. 58 a 12,33 ± 1,15 mm, v tomto pořadí, MIC sušeného zralého extraktu vykazovalo nejlepší účinek mezi 6,25 a 12,50 mg/ml a hodnoty MBC extraktů vykazovaly inhibiční aktivitu při 6,25 a 25,0 mg/ml. Shrnutí, sušené zralé a plně zralé extrakty mají nejlepší potenciál inhibovat růst C. acne, sušený zralý extrakt vykazoval dobré MBC proti S. epidermidis a všechny extrakty v sušeném stavu vykazovaly velkou inhibici S. aureus. Studie tohoto výzkumu tedy naznačuje, že sušený zralý extrakt lze použít jako aktivní složku přípravků proti akné kvůli aktivním fytochemikáliím přítomným v etanolových extraktech z ovoce C. carandas, včetně alkaloidů, flavonoidů, glykosidů, terpenoidů, taninů a saponinů. 34] Taniny, flavonoidy, alkaloidy a polyfenoly měly pozoruhodné vlastnosti proti propionibakteriím.[35-36]

ZÁVĚR

Výtažky z čerstvého ovoce C. carandas jsou vysoce účinné pro vlastnosti proti stárnutí a bělení pokožky. Sušené zralé extrakty mají navíc nejúčinnější složku v přípravcích proti akné. Proto mohou být plody C. carandas použity jako nový kosmeceutický prostředek.