Kora jabuticabe (Myrciaria Jaboticaba) kao održivi izvor antocijanina i elagitanina koje isporučuju fosfolipidni vezikuli za ublažavanje oksidativnog stresa u ljudskim keratinocitima, 1. dio

Molimo kontaktirajteoscar.xiao@wecistanche.comza više informacija

Sažetak:Brazilsko bobičasto voće znanstveno poznato kao jabuticaba je voće prekriveno tamnoljubičastom korom koja je još uvijek bogata bioaktivnim tvarima, posebice polifenolima. S obzirom na to, ovaj rad je bio usmjeren na dobivanje ekstrakta iz kore plodova jabuticaba, identificiranje njegovih glavnih komponenti, učitavanje u fosfolipidne vezikule posebno prilagođene za dostavu u kožu, te procjenu njihove biološke učinkovitosti. Ekstrakt je dobiven ekstrakcijom vrućom vodom pod pritiskom (PHWE), koja se smatra jednostavnom i nisko disipativnom metodom, a bio je bogat polifenolnim spojevima, posebno flavonoidima (orto-difenoli i kondenzirani tanini), antocijanima (cijanidin 3- O-glukozid i delfinidin 3-O-glukozid) i galna kiselina, koji su bili odgovorni za visoku antioksidacijsku aktivnost otkrivenu različitim kolorimetrijskim metodama (DPPH, FRAP CUPRAC i kelacija metala). Kako bi se poboljšala stabilnost i učinkovitost ekstrakta, ugrađen je u ultra deformabilne fosfolipidne vezikule (prijenos nekih) koje su modificirane dodavanjem dva različita polimera (hidroksietilcelulozai natrijhijaluronat), čime se dobivaju HEcellulose-transfer some i hyaluronan-transfer some. Transfersomi bez polimera bili su najmanji, jer je dodavanje polimera dovelo do stvaranja većih vezikula koje su bile stabilnije u skladištenju. Uključivanje ekstrakta u vezikule pospješilo je njihovu korisnu aktivnost jer su bile sposobne, u većoj mjeri nego otopina korištena kao referenca, suprotstaviti se toksičnom učinku vodikaperoksidpa čak i ubrzavanja zacjeljivanja rane izvedeno u staničnom monosloju, posebno kada su vezikule obogaćene polimerima. S obzirom na to, vezikule obogaćene polimerima mogu predstavljati dobru strategiju za proizvodnju kozmetičkih i kozmeceutskih proizvoda s blagotvornim svojstvima za kožu.

Ključne riječi:reaktivne vrste kisika; kružno gospodarstvo;bioaktivan; fenolni spojevi; fosfolipidne vezikule; zarastanje rana

Kliknite ovdje kako biste saznali više

1. Uvod

Jabuticaba, voće poznato kao brazilska bobica, pripada rodu Plinia, također identificiranom kao rod Myrciaria. To je crna kuglasta bobica s tankom i krhkom korom i bjelkastom pulpom koja je vrlo tražena i konzumirana svježa ili u prerađenim proizvodima od strane lokalnog stanovništva. Sokovi, džemovi, želei, ocat, likeri i vina glavni su proizvodi koji se lokalno dobivaju od ovog voća [1]. Vina i likeri proizvode se destilacijom ili fermentacijom zbog sličnosti voćnog sastava s onim u grožđu. Proizvodnja ovih proizvoda stvara veliki broj otpadnih nusproizvoda, koji se uglavnom sastoje od kore i sjemenki, koji još uvijek sadrže vrijedne spojeve [2]. Doista, tamnoljubičasta kora je bogata fenolnim kiselinama, flavonolima, elagitaninima i antocijanima, kao što su cijanidin i delfinidin glukozidi [3-5]. Zbog toga se kora jabuticabe koristila i još uvijek se koristi za obogaćivanje hamburgera, bombona, želea i drugih slastica [2]. Neke su studije pokazale da je kora još uvijek bogata fenolnim spojevima koji su odgovorni za visoku antioksidacijsku aktivnost utvrđenu in vitro korištenjem različitih testova [6,7], antioksidativni učinci kod ljudi [8| te protuupalnu i modulaciju crijevne mikrobiote u štakora [9]. Osim toga, piling se može koristiti kao prirodno bojilo i antimikrobno sredstvo zahvaljujući visokom sadržaju polifenola. Iako je kora jabuticabe bogat i vrijedan izvor fenolnih spojeva s navodnim blagotvornim učincima in vivo, do danas na tržištu ne postoje proizvodi od kore jabuticabe visoke dodane vrijednosti – ni kao hrana ni kao kozmetički proizvodi. Proizvodi stvoreni korištenjem tih nusproizvoda trebali bi biti u savršenom skladu s konceptima kružnog gospodarstva i smjernicama ciljeva održivog razvoja Ujedinjenih naroda, koji preporučuju osiguravanje održivih obrazaca potrošnje i proizvodnje (Cilj 12)[10]. Jedan od načina da se pozabavimo ovim pitanjem je prerada nusproizvoda i nusproizvoda voća, kao što je kora jabuticabe, u učinkovite i inovativne nanotehnološke proizvode. Njegova valorizacija bila bi korisna za okoliš jer pogoni za preradu voća ne bi morali spaljivati ​​koru jabuticabe; za potrošače, jer bi konzumirali više prirodnih proizvoda; i za prehrambene, kemijske, kozmeceutske i farmaceutske tvrtke, koje bi mogle smanjiti ili čak eliminirati upotrebu sintetičkih kemikalija u svojim proizvodima.

Cistanche može poboljšati imunitet

Unatoč visokom potencijalu bioaktivnih molekula sadržanih u kori jabuticabe, njihova su korisna svojstva često ograničena zbog niske stabilnosti i smanjene bioraspoloživosti in vivo. Kako bi se prevladali ovi nedostaci, nedavno su predloženi nanotehnološki nosači poput lipida, metalnih ili polimernih nanočestica, fosfolipidnih vezikula ili micela. Sve u svemu, fosfolipidni vezikuli su, zahvaljujući velikoj sličnosti s biološkim membranama, biokompatibilniji i najsvestraniji od njih [11,12]. Doista, u posljednjim su desetljećima liposomi i drugi modificirani fosfolipidni vezikuli razvijeni i testirani kao nositelji sintetskih lijekova i prirodnih bioaktivnih molekula [13]. Konkretno, deformabilne vezikule, takozvane transfer some, posebno su dizajnirane za isporuku na kožu i ponekad su stabilizirane dodavanjem hidrofilnih polimera u formulaciju. Potonji stupa u interakciju s dvoslojem na unutarnjoj i/ili vanjskoj površini, pogodujući sterički stabiliziranim vezikulama u disperziji [14-16]. Hidrofobno modificirana hidroksietil celuloza prethodno se koristila za oblaganje liposoma, poboljšavajući njihovu stabilnost [171. Hidroksietilceluloza je u vodi topljivi polisaharidni derivat koji se naširoko koristi u topikalnim formulacijama. Stvara film na površini kože, sprječava njezinu transpiraciju, poboljšava sadržaj vode i fluidnost stratum corneuma, čime se olakšava prolaz vanjskih molekula [18]. Natrijev hijaluronat se također ranije kombinirao s fosfolipidnim vezikulama ili se koristio sam u topikalnim formulacijama zbog svojih korisnih svojstava. Doista, to je glavni glikozaminoglikan sadržan u izvanstaničnom matriksu većine tkiva sisavaca, posebice dermisa. Uključen je u nekoliko bioloških funkcija kože, čime pogoduje njezinoj obnovi i potiče zacjeljivanje rana.

U ovoj studiji, dva polimera su alternativno kombinirana s nekima za prijenos kako bi se poboljšala izvedba isporuke vezikula i stabilnost. Rezultirajuće vezikule korištene su za punjenje ekstrakta kore jabuticabe, koji je prethodno dobiven ekstrakcijom vrućom vodom pod pritiskom (PHWE). Analizirani su kemijski sastav i antioksidativna aktivnost ekstrakta, zajedno s njegovom sposobnošću, kada se napuni u vezikulama, da smanji oksidativno oštećenje kože i pospješuje zacjeljivanje rana.

2. Rezultati i rasprave

2.1. Jabuticaba piling: kemijska karakterizacija i antioksidativno djelovanje

Masena spektrometrijska detekcija antocijana u ekstraktu kore jabuticabe prvenstveno je provedena u pozitivnom načinu. Dva spoja s molekularnim ionima na (m/z) plus 449,107 i 465,100 proizvela su fragmentne ione od 287,054 odnosno 303,045, a identificirani su kao cijanidin i delfinidin heksozid. Ionizacija antocijanina bila je mnogo slabija u negativnom modu, ali unatoč tome, karakteristični ioni na (m/z)-447.091 (M-2) i 465.101(M plus H2O-2)- za mogli su se vidjeti cijanidin-heksozid i 463.085 (M-2)- i 481.095 (M plus H2O-2)- za delfinidin-heksozid, potvrđujući mehanizam stvaranja negativnih iona koji su predložili Sun et al. [19] za antocijane. Na HPLC-DAD, dva glavna antocijanina u kori jabuticabe imala su slična vremena zadržavanja i UV-spektre kao autentični standardi cijanidin 3-O-glukozida i delfinidin 3-O-glukozida. Predstavljali su 1,5 posto fenolnog sadržaja ekstrakta galne kiseline, a ukupni elagitanini činili su 4,1 posto i 12,7 posto ukupnog fenolnog sadržaja. Ovi su rezultati slični onima zabilježenima u sjemenkama jabuticabe iz različitih sorti [9,20].

Identificirane su fenolne komponente ekstrakta i mjerena je antioksidativna aktivnost pomoću različitih testova (tablica 1). Liofilizirani ekstrakt kore jabuticabe sadržavao je 7,1 posto ukupnih fenolnih spojeva, u kojima su flavonoidi, orto-difenoli i kondenzirani tanini činili 26,4 posto, 11,1 posto, odnosno 7.0 posto ukupnog fenolnog sastava.

Slika 1 prikazuje kromatogram osnovnog vršnog intenziteta i MSF kromatogram na m/301.0 za ekstrakt kore jabuticabe u negativnom načinu rada. Deprotonirana elaginska kiselina (m/z 301,0) tipičan je fragmentni ion elagitanina. Nekoliko vrhova u MS-kromatogramu (Slika 1) ukazuje na prisutnost različitih elagitanina koji se općenito eluiraju tijekom prvih deset minuta UHPLC ciklusa. MS podaci identificiranih elagitanina prikazani su u tablici 2. Galerijski i neraspoređeni glikozidi heksahidroksidifenske kiseline (HHDP), naime galoil-HHDP-heksozid bis-HHDP-heksozid (tri izomera), kastalagin/veskalagin (dva izomera), trialil -HHDP-heksozid, dialil-HHDP-heksozid, galoil-bis-HHDP-heksozid (tri izomera) i pentoksid elaginske kiseline identificirani su u skladu s prethodnim studijama jabuticabe [21-24]. Prekursorski ion na m/z 1067,1189 (Rt 5.86 min) sugerirao je deprotonirani ion spoja s molekularnom formulom C46H36O30 i uvjetno je identificiran kao pterokarinin A zbog sličnog uzorka fragmentacije (Tablica 2) onom koji je prethodno objavljen za pterokarinin A [25]. Detektiran je dvostruki nabijeni ion pri m/z 858,0645 (Rt 7,36 min) s fragmentiranim ionima uobičajenim za elagitanine (Tablica 2). Pretpostavljajući tipično stvaranje (M-2H)2- iona, dvostruko nabijeni ion mogao bi potjecati od spoja s molekularnom formulom CsH5O8. Formula bi odgovarala onoj za oslobođeni sanguiin H-6, elagitanin koji je često otkriven u plodovima obitelji Rubus [26,27. Međutim, potrebna su daljnja istraživanja za potpunu karakterizaciju spoja.

Liofilizirani ekstrakt kore jabuticabe hvata slobodne radikale, smanjujući snagu i svojstva keliranja metala, zahvaljujući sadržaju fenola za koji se zna da se suprotstavlja oksidativnom stresu ne samo in vitro nego i in vivo [9,21,28]. Stoga, s obzirom na obilje i profil fenolnih spojeva u liofiliziranim vodenim ekstraktima kore jabuticabe, njihov antioksidativni potencijal mjeren je različitim testovima i standardnim molekulama koje su korištene kao referenca (tablica 1).

2.2. Priprema i karakterizacija fosfolipidnih vezikula

Uzimajući u obzir bogat sadržaj fenola u ekstraktu kore jabuticabe i nisku bioraspoloživost ovih molekula [29,30], osobito na koži, uneseno je u neke prijenosne fosfolipidne vezikule prilagođene za topikalnu primjenu [31,32]. U tu svrhu, fosfolipidima je dodan rubni aktivator (Tween 80) kako bi se povećala fluidnost dvosloja i sposobnost vezikula da se istiskuju kroz interkorneocitni matriks, povećavajući taloženje korisnog tereta u dubljim slojevima kože [31]. Doista, prethodne studije potvrdile su da je ovaj surfaktant dodan fosfolipidnim vezikulama pospješio njihovu izvedbu isporuke u kožu [32,33]. Osim toga, transfer some su obogaćene hidroksietil celulozom i hijaluronskom kiselinom za promicanje stabilnosti vezikula. Zatim su korišteni prirodni polimer (hijaluronska kiselina) i polusintetski (hidroksietilceluloza) te je uspoređivan njihov učinak na stabilnost vezikula. U prijašnjim je studijama pokazano da je hijaluronska kiselina povezana s fosfolipidima i formirala optimalne vezikule, zvane hijalurosomi, gdje je hijaluronan raspoređen na unutarnjoj i vanjskoj površini vezikula, pogodujući njihovoj stabilnosti zajedno s njihovom sposobnošću dostave u kožu [13]. Hidroksietilceluloza je polusintetski polimer koji se široko koristi za topikalne formulacije zbog svojih svojstava zgušnjavanja i geliranja [34]. Smatra se sigurnim i biokompatibilnim sastojkom koji može povećati razmazivost sustava i njegovu primjenu na koži. Unatoč obećavajućim svojstvima za lokalnu primjenu, njegova stvarna interakcija s fosfolipidnim vezikulama nije prethodno proučavana [35]. U ovoj studiji, oba su polimera dodana u dvije različite koncentracije: 1 i 2 mg/mL (Tablica 3).

Mjeren je prosječni promjer, indeks polidisperznosti i zeta potencijal transfera (tablica 4). Prijenos dolazi s najmanjim vezikulama srednjeg promjera od oko 62 nm (str<0.05 versus="" the="" mean="" diameter="" of="" other="" vesicles)and="" a="" low="" polydispersity="" index(0.23).="" the="" addition,="" polymers="" caused="" a="" slight="" increase="" of="" the="" mean="" diameter="" (around="" 91="" nm,p="">0.05 među srednjim promjerom vezikula) bez obzira na korištene polimere i koncentracije.

Sve su vezikule bile negativno nabijene (~-19 mV) bez značajnih razlika između uzoraka, vjerojatno zato što je količina oba polimera bila vrlo niska (1 ili 2 mg/mL) u usporedbi s količinom korištenog fosfolipida (180 mg/ mL). Dakle, nije mogao značajno utjecati na Z-potencijal vezikula.

Sve su formulacije uključivale velike količine ekstrakta kore jabuticabe (Tablica 4). Uistinu, učinkovitost ugradnje uvijek je bila viša od 90 posto bez značajnih razlika između različitih uzoraka, potvrđujući da dodavanje polimera nije promijenilo sposobnost vezikula da ugrade i zadrže fitokemikalije sadržane u ekstraktu. Visoka učinkovitost enkapsulacije može biti posljedica toga što su molekule antioksidansa uglavnom smještene u dvosloju vezikula, koji se ne oslobađa tijekom procesa pročišćavanja. Dodatno, velika količina upotrijebljenog fosfolipida (180 mg/mL) dovela je do stvaranja velikog broja vezikula, što je zauzvrat povećalo viskoznost disperzije—- čime se smanjila pokretljivost i vezikula i molekula. Stabilnost vezikula procijenjena je njihovim skladištenjem na sobnoj temperaturi (~25 stupnjeva) tijekom 90 dana i mjerenjem njihovih glavnih fizikalno-kemijskih svojstava (veličina, indeks polidisperznosti i zeta potencijal) u zakazano vrijeme (Slika 2). Srednji promjer prijenosa, koji je u početku bio najmanji, povećao se na oko 180 nm nakon 30 dana i do 450 nm nakon 90 dana. Povećao se i indeks polidisperznosti, a činilo se da su uzorci dvofazni. Naprotiv, prijenos dolazi obogaćen polimerima koji su zadržali iste karakteristike, srednji promjer (~91 nm), polidisperznost (~0,24) i zeta potencijal (~-20 mV). Na poboljšanje stabilnosti nije utjecala koncentracija ili vrsta polimera J36]. Naši rezultati su pokazali da je dodatak polimera poboljšao stabilnost vezikula u disperziji, vjerojatno ih imobilizirajući u polimernoj mreži.

Ovaj je članak izvađen iz Molecules 2021, 26, 6697. https://doi.org/10.3390/molecules26216697 https://www.mdpi.com/journal/molecules