Udforskning af potentialet for islandske tangekstrakter produceret af vandige pulserende elektriske felter-assisteret udvinding til kosmetiske applikationer Del 2

Venligst kontaktoscar.xiao@wecistanche.comfor mere information

2.4. Antioxidantkapacitet af islandske tangekstrakter

A.esculenta havde den stærkeste DPPH-opfangende aktivitet blandt råekstrakterne af de tre algearter (p.<0.05), with="" scavenging="" effects="" higher="" than="" 90%(table="" 3).="" compared="" with="" the="" different="" standard="" solutions,="" a.esculenta="" showed="" comparable="" scavenging="" activity="" as="" 100ug/ml="" of="" ascorbic="" acid="" (87.9%),="" gallic="" acid="" (91.0%),="" and="" α-tocopherol="" (87.9%).="" our="" results="" were="" in="" agreement="" with="" recent="" studies="" [50],="" which="" also="" reported="" a="" positive="" antioxidant="" activity="" of="" a.esculenta="" extracts.="" surprisingly,="" no="" significant="" differences="" in="" antioxidant="" activity="" were="" observed="" between="" the="" different="" extraction="" methods="" tested="" (p="">0.05). Det var forventet, at PEF-ekstrakter ville vise bedre antioxidantværdier end ekstrakterne fremstillet med den varme traditionelle ekstraktion, da andre undersøgelser har vist, at grønne teknikker (såsom mikrobølgeassisteret ekstraktion eller enzymatisk ekstraktion) effektivt kunne undgå nedbrydning af bioaktive forbindelser, der udviser højere antioxidantaktiviteter [59,60].

Tangekstrakters evne til at reducere ferri (Fe8#) til ferro (Fe2 plus) ion og evnen til at opfange det radikale ABTS blev også undersøgt ved hjælp af henholdsvis FRAP- og ABTS-metoden. FRAP-resultater viste lignende tendenser som DPPH, hvilket viste, at A. esculenta havde den stærkeste evne til at reducere ferri (Fe3 plus) til ferro (Fe2 plus) ioner blandt råekstrakterne af de tre algearter (p.<0.05). however,="" a="" different="" behavior="" was="" found="" for="" the="" abts.="" all="" seaweed="" extracts="" showed="" a="" similar="" ability="" to="" scavenge="" the="" radical="" abts="" (p="">0.05), hvilket indikerer, at disse arter sandsynligvis indeholder nogle effektive forbindelser, som er ansvarlige for deres rensende aktivitet.

Klik venligst her for at vide mere

Generelt er brunalger kendt for at have et højere antioxidantpotentiale sammenlignet med røde og grønne familier [61]. Vores resultater viste også, at vandige ekstrakter fra A. esculenta udviste effektive antioxidantaktiviteter med hensyn til fjernelse af frie radikaler og reducerende kraft, hvilket tyder på, at A. esculenta potentielt kunne være en ressource for naturlige antioxidanter. Den høje antioxidantaktivitet, der blev observeret for A.esculenta-ekstrakter, kunne kædes sammen med det høje indhold af phenolforbindelser bestemt i brunalgeekstrakterne. I mange undersøgelser er antioxidantaktiviteten af ​​algeekstrakter blevet tilskrevet phenolforbindelserne, hvilket viser positive korrelationer mellem phenolindhold og opfangningskapacitet, hovedsagelig med DPPH[62,63]. Lignende korrelationsresultater blev fundet i den aktuelle undersøgelse for A.esculenta-ekstrakter (se en bedre diskussion i afsnit 2.6. Korrelationer mellem kemiske forbindelser og bioaktive egenskaber).

2.5. Enzumatisk hæmmende aktiviteter af islandske tangekstrakter

Islandske tangekstrakter udviste positive hæmmende virkninger over for alle testede enzymer (tabel 4), hvilket åbnede nye muligheder for udnyttelse af naturlige enzymatiske inhibitorer fra algeressourcer. Så vidt vi ved, er det første gang, at enzymatisk hæmmende aktivitet af islandske tangekstrakter produceret af PEF er blevet testet.

køb cistanche

2.5.1. Kollagenasehæmmende aktivitet

A.esculenta-ekstrakter udviste positiv kollagenase-hæmning i området fra 68 til 91 procent, mens P. palmaria- og U. Lactuca-ekstrakter udviste ubetydelige hæmningsaktiviteter mod collagenase (tabel 4). A.esculenta-varmtvandsekstrakt udviste 71,1 procent kollagenaseinhiberingsaktivitet, hvilket var højere end epigallocatechin-3-gallat(EGCG)-standardopløsning (63,2 procent) og sammenlignelig med positiv standard leveret af det kommercielle enzymsæt (74,9 procent). Et vigtigt fund var, at A.esculenta-ekstrakterne produceret af PEF udviste en kollagenasehæmning på 91 procent, hvilket udviste endnu højere aktivitet end hæmmeren leveret af det kommercielle kit. Det skal understreges, at denne aktivitet kun blev observeret i vandekstrakter produceret af PEF og ikke ved kombinationen af ​​PEF plus HW. Denne adfærd kan forklares med muligheden for, at varmtvandsprocessen kan have en negativ effekt på de forbindelser, der er ansvarlige for at hæmme kollagenaseaktivitet. Yderligere undersøgelser er imidlertid nødvendige for at forklare disse resultater på grund af kompleksiteten af ​​rå algeekstrakter. Den førnævnte forskergruppe arbejder i øjeblikket på identifikation af hæmningsmolekylerne i A.esculenta-ekstrakter for bedre at forstå disse positive effekter produceret af PEF.

Cistanche kan anti-aging

Resultater vedrørende inhibering af collagenase med A.esculenta-ekstrakter er i overensstemmelse med tidligere data, hvor A.esculenta bliver brugt i kommercielle ekstrakter på grund af dets antialdringseffekt. Nedbrydningen af ​​kollagen sker med aldring på grund af kollagenaseaktivitet, hvilket resulterer i rynker på huden. Hæmningen af ​​kollagenase af naturligt forekommende forbindelser er en interessant mulighed for anti-aldringsprodukter. For eksempel tilbyder SEPPIC, en leverandør af ingredienser til kosmetikindustrien, et lipofilt ekstrakt af A.esculenta (Kalpariane AD) [64].

2.5.2. Elastasehæmmende aktivitet

Only the crude extracts of A.esculenta inhibited elastase, exhibiting activities higher than 70% of inhibition (Table 4). However, the anti-elastase activities of A.esculenta extracts did not statistically differ among extraction methods (p>{{0}}.05). Sammenlignet med quercetinopløsninger, en velkendt elastaseinhibitor, der viste 100 procent hæmning ved 1 mM og 58,7 procent ved 0,5 mM, var ydeevnen af ​​ekstrakter fra A. esculenta høj.

Elastase er et proteinaseenzym, der kan reducere elastin ved at bryde specifikke peptidbindinger. Som følge heraf kan hæmningen af ​​elastaseaktivitet i dermislaget bruges til at opretholde hudens elasticitet [65]. Mange planteekstrakter er blevet identificeret som elastaseinhibitorer [17]; der er dog kun udført få undersøgelser af elastasehæmningen fra algeressourcer. Ifølge litteraturdata er polyphenoler ekstraheret fra planter kendt for at være stærke elastase- og hyaluronidase-hæmmere [66]. En nylig undersøgelse rapporterede, at phlorotanninerne, typen af ​​tannin i brunalger, ekstrakter af havtang Eisenia-cykler og brunalgen Ecklonia cava, gavner huden ved at reducere elastaseaktiviteten betydeligt [67]. A.esculenta-ekstrakterne produceret i denne undersøgelse viste de højeste TPC- og TFC-værdier i sammenligning med de andre undersøgte arter (tabel 4), så dette kunne være årsagen til, at de vandige ekstrakter fra P. palmaria og U. Lactuca ikke viste anti- elastase aktiviteter. For at bekræfte denne hypotese blev der udført en Pearson korrelationsanalyse, hvilket tyder på, at de anti-enzymatiske aktiviteter positivt korrelerer med indholdet af phenoliske stoffer (se en yderligere diskussion i afsnit 2.6.Korrelationer mellem kemiske forbindelser og bioaktive egenskaber).

2.5.3. Tyrosinaseinhiberingsaktivitet

A.esculenta-ekstrakter viste positiv tyrosinaseinhibering højere end 90 procent for alle de anvendte ekstraktionsmetoder, mens P.palmaria- og U. Lactuca-ekstrakter ikke udviste tyrosinaseinhiberende virkninger (tabel 4). Imidlertid var antityrosinase-aktiviteterne af A.esculenta-ekstrakter ikke forskellige (s<0.05) with="" extraction="" methods.="" comparing="" the="" effect="" of="" a.esculenta="" extracts="" with="" the="" quercetin="" solutions="" tested,="" the="" crude="" extracts="" of="" the="" brown="" algae="" showed="" better="" inhibitory="" activities="" than="" these="" solutions(88="" and75%="" for="" the="" 0.5="" and="" 1="" mm="" quercetin="" solutions,="" respectively).="" based="" on="" the="" literature,anti-tyrosinase="" activities="" of="" plants,="" bacteria,="" and="" fungi="" have="" been="" reported="" by="" several="" researchers="" i68i.="" however,="" though="" different="" studies="" suggest="" that="" bioactive="" compounds="" derived="" from="" marine="" algae="" have="" a="" good="" potential="" to="" be="" utilized="" as="" skin="" whitening="" agents="" [13],="" this="" is="" still="" an="" unexplored="" domain="" and="" only="" a="" few="" studies="" have="" been="" carried="" out.="" most="" of="" the="" studies="" performed="" in="" this="" area="" have="" been="" focused="" on="" brown="" algae,="" agreeing="" with="" the="" results="" of="" the="" present="" study="" in="" which="" a.esculenta="" extracts="" exhibited="" the="" best="" anti-tyrosinase="" activities.="" for="" instance,="" phloroglucinol="" derivatives="" and="" phlorotannins,="" common="" secondary="" metabolites="" found="" in="" brown="" algae,="" have="" shown="" inhibitory="" activity="" against="" tyrosinase="" due="" to="" their="" ability="" to="" chelate="" copper="" [69].="" in="" a="" recent="" study,="" the="" extract="" of="" the="" brown="" algae="" lessonia="" trabeculate="" produced="" by="" microwave-assisted="" extraction="" inhibited="" a="" tyrosinase="" activity="" of="" 33.73%[60].in="" another="" study,="" the="" extract="" of="" the="" brown="" algae="" turbinaria="" conoides="" showed="" activity="" as="" an="" antioxidant="" and="" tyrosinase="" inhibitor,="" however,="" in="" this="" case,="" ethanol="" was="" used="" as="" solvent="" [70].="" a="" significant="" correlation="" between="" the="" inhibitory="" potency="" of="" polyphenols="" extracted="" from="" plants="" on="" mushroom="" tyrosinase="" has="" been="" reported="" in="" previous="" studies="" [68].="" likewise,="" the="" results="" of="" this="" study="" suggest="" that="" the="" inhibitory="" activity="" towards="" tyrosinase="" was="" positively="" correlated="" with="" flavonoid="" and="" phenolic="" content="" (see="" section="" 2.6.="" correlations="" between="" chemical="" compounds="" and="" bioactive="">

cistanche แอ ม เว ย์

Tyrosinase spiller en vigtig rolle i biosyntesen af ​​melaninpigment i huden. Melanin er ansvarlig for beskyttelsen mod skadelig ultraviolet bestråling, som kan forårsage flere patologiske tilstande [71]. Derudover kan det skabe æstetiske problemer, når melanin ophobes som hyperpigmenterede pletter [72]. Inkorporering af tyrosinasehæmmere i kosmetiske produkter kan således være attraktivt på grund af blegnings- og/eller lysnende effekter.

2.5.4. Hyaluronidasehæmmende aktivitet

Alle tangekstrakterne udviste signifikant høj anti-hyaluronidase-aktivitet (tabel 4), hvilket viste resultater sammenlignelige med garvesyreopløsningerne (en velkendt inhibitor af hyaluronidase). Specifikt viste A.esculenta-ekstrakter 100 procent af hæmning for alle de testede metoder. Desuden udviste U. Lactuca-ekstrakter aktiviteter, der var højere end 90 procent af hæmningen, hvor hæmningen af ​​ekstrakterne produceret af PEF (96,8 procent o) og kombinationen af ​​PEF plus HW (97,3 procent) var højere end hæmningen produceret af den traditionelle varme vandmetode 93,4 procent )(s<0.05). all="" p.palmaria="" extracts="" exhibited="" similar=""><0.05), the="" inhibition="" of="" the="" extracts="" produced="" by="" pef="" was="" (91.9="" %)and="" the="" combination="" of="" pef+hw="" (89.5%)="" and="" the="" traditional="" hot="" water="" method="">

Andre forfattere beskrev også anti-hyaluronidase-aktiviteten af ​​forskellige tangekstrakter, især ekstrakter rige på phlorotanniner fra brunalger [73,74]. Så vidt vi ved, er dette dog første gang, at der er rapporteret om hyaluronidaseinhiberende aktiviteter af P.palmata- og U. Lactuca-ekstrakter produceret af PEF.

Hyaluronsyre er en vigtig bestanddel af dermis, hvor den er involveret i vævsreparation, den nedbrydes med aldring, hvilket forårsager rynker og tab af hudens fasthed. I denne forstand øger hyaluronidasehæmmere hyaluronsyreniveauet i den dermale ekstracellulære matrix for at forbedre udseendet af aldrende ansigtshud [13].cistanchDerfor kan resultaterne af denne undersøgelse åbne nye veje til udnyttelse af naturlige hyaluronidase-hæmmere fra algeressourcer med potentiel brug i kosmetiske produkter.

Sammenfattende tillod de indsamlede data os at konkludere, at A.esculenta-ekstrakter udviste generelt bedre hæmmende aktiviteter end P.palmaria og U.lactuca over for de testede enzymer. Derfor er den den mest lovende tangart med fremragende anti-enzymatiske aktiviteter, og derfor blev den udvalgt til yderligere undersøgelser i vores laboratorium. Selvom råekstrakter fra A. esculenta ser ud til at være gode kandidater til in vitro eksperimenter, skal der udføres yderligere undersøgelser for at belyse identiteten af ​​de metabolitter, der er ansvarlige for disse biologiske virkninger.

2.6.Korrelationer mellem kemiske forbindelser og bioaktive egenskaber

Resultaterne fra principal komponentanalyse (PCA) viste, at hovedadskillelsen af ​​grupperne var defineret af PC1 og PC2, som tegnede sig for henholdsvis 71,9 procent af og 14,5 procent af variansen i dataene (figur 2). A.esculenta-ekstrakterne var karakteriseret ved højere indhold af flavonoider og phenoliske forbindelser, hæmmende virkninger på enzymer (collagenase, tyrosinase og elastase) og DPPH- og FRAP-værdier end de andre arter, P. palmata og U.lactuca. På den anden side havde A.esculenta lavere kulhydratindhold, især sammenlignet med P. palmitate (som var placeret på den modsatte side af PC1). Variationen i data langs PC2 var hovedsageligt relateret til ABTS og hyaluronidasehæmning. Som angivet af placeringen på plottet havde P. palmitate en stærkere korrelation til ABTS, hvorimod U.lactuca var mere relateret til hyaluronidasehæmmende virkninger sammenlignet med disse to arter.

En høj og signifikant positiv korrelation mellem TPC, TFC, DPPH, FRAP og hæmmende virkninger på kollagenase, elastase og tyrosinase blev påvist ved Pearson korrelationsanalyse (tabel 5).

hvor meget cistanche at tage

Dette var i overensstemmelse med tidligere undersøgelser, der rapporterede, at phenoliske forbindelser (herunder flavonoider) er de vigtigste bidragydere til antioxidantaktiviteten af ​​forskellige tang [75-77]. Den høje antioxidantaktivitet af ekstrakter fra brune makroalger er blevet relateret til en specifik gruppe af polyphenoler, phlorotanniner og deres unikke molekylære struktur. Phlorotannis fra brunalger er rapporteret at have op til otte indbyrdes forbundne phenolringe, der fungerer som elektronfælder [78,79]. Det var forventet, at ABT'er ville korrelere med TPC og andre antioxidantparametre. Mulige årsager kan være, at metoderne er baseret på forskellige reaktionsbetingelser, og at reaktiviteten er forskellig både med hensyn til tid og rækkevidde af komponenter. For eksempel reagerer ABTS-reagenset med et bredere udvalg af antioxidanter end DPPH-radikalet [80]. På den anden side er en af ​​de nævnte begrænsninger for ABTS en lang reaktion, og den generelle reaktionstid tillader muligvis ikke at nå et slutpunkt.

Resultaterne indikerer, at der er en høj positiv korrelation mellem TPC og TFC til den hæmmende aktivitet af kollagenase, elastase og tyrosinase ({{0}}.93-0.99), hvorimod forholdet til inhibering af hyaluronidase var ikke så stærk (henholdsvis r=0.42 og 0.54). Dette indikerer, at andre komponenter kan have bidraget til ekstrakternes hæmmende virkning. Andre undersøgelser har rapporteret, at polysaccharider har hyaluronidase-hæmmende aktivitet, for eksempel alginsyre i brunalger [81,82]. Yderligere undersøgelser af den kemiske sammensætning af makroalgearterne for virkningerne af isolerede forbindelser på enzymet er nødvendige for at evaluere bidraget af hver kemisk komponent, da der i denne undersøgelse var fokus på råekstrakter. Resultaterne var i overensstemmelse med tidligere undersøgelser, der angiver, at ekstrakternes kemiske sammensætning og niveauer af bioaktivitet varierer betydeligt mellem de tre slægter (røde, grønne og brune alger) og mellem forskellige arter, der tilhører samme filum og er påvirket af alder og vævstype. Endvidere afhænger sammensætningen og egenskaberne af mange miljøfaktorer, der påvirker udbredelsen og væksten af ​​makroalger. For eksempel lys (UV-stråling), temperatur, tilgængelighed af næringsstoffer, eksponering for luft, vandbevægelse, bølgeeksponering og saltholdighed. Temperaturen er blevet beskrevet som den faktor, der har de stærkeste effekter på pigmentdannelse og næringsstofkoncentration, saltholdighed og UV-stråling som de faktorer, der påvirker koncentrationen af ​​TPC [83].

Fordelingen af ​​forskellige makroalgearter varierer med vanddybden. Positioner højere oppe ved kysten i tidevands- eller kystzonen er mere stressende, da de arter, der vokser der, skal modstå flere ændringer i abiotiske faktorer på grund af tidevandsændringer. For eksempel luftens udtørrende effekt, høj solindstråling (ved lavvande), ændringer i saltholdighed og temperatur og, under forhold med lave lufttemperaturer, herunder frysning. Under lavvandsmærket resulterer stigende dybde i et meget hurtigt fald i lysintensiteten og mindre udsættelse for irradians.

hvad er en cistanche

Alger, der vokser i tidevandsområdet, har lavere følsomhed over for UV-stråling og kommer sig hurtigere fra solstress. Hvorimod alger, der vokser i den sublitorale zone, er mere følsomme over for UV-stråling og har lavere restitution fra solstress [84]. Samtidig giver vandsøjlen beskyttelse. I nærværende undersøgelse var eksponeringen for sollys formodentlig stærkere for P. palmitate sammenlignet med de andre arter. Andre undersøgelser har vist, at dannelsen af ​​MAA er direkte relateret til sollys [85], hvilket beskytter organismerne mod UV-A og UV-B stråling. Desuden blev det vist, at den specifikke mængde af MAA faldt med stigende opsamlingsdybde. Kelps, såsom A.esculenta, er kendt for at vokse i den øvre sublitorale zone, men strækker sig også ind i den laveste tidevand lige over lavvandsmærket. Det betyder, at vandsøjlen gav stærkere beskyttelse end for P. palmitate. Derudover er de morfologiske egenskaber forskellige, bladene af A.esculenta er tykkere sammenlignet med de to andre arter. UI. lactuca, der hovedsageligt vokser i intertidal og sublitoral, er i stand til at fotosyntetisere og vokse under meget lave bestrålinger. Eksponering for UVB-lys er blevet angivet at accelerere gendannelsen af ​​fotosyntetiske parametre for U.lactuca fra de negative virkninger af UVA-lys. Den er mindre, mere enkel i strukturen og kortere levetid (3 måneder) end både A.esculenta (5-7 år) og P. palmata, som har en ny vækst hvert år.

Sammenfattende kan der drages antagelser om, at de væsentligste forskelle i ekstrakternes egenskaber er variationen i levetid, morfologiske egenskaber og vækstbetingelser for algearterne.

3. Materialer og metoder

3.1. Materialer

Islandske tang U.lactuca (grønalger), A.esculenta (brunalger) og P. palmitate (rødalger) blev leveret af islandske blåmuslinger og tang, som høstede tang i Breidafjordur (Vest-Island). Efter høst. tangen blev tørret (til ca. 90 procent tørt materiale), formalet og leveret vakuumpakket. Prøver blev opbevaret på et tørt og mørkt sted ved stuetemperatur, indtil de blev brugt.

Tyrosinase fra svampe, L-3,4-dihydroxyphenylalanin (L-DOPA), elastase fra svinebukspytkirtlen, ascorbinsyre, N-Succinyl-Ala-Ala-Ala-p-nitroanilid(AAPVN), hyaluronidase fra bovine testikler, quercetin, a-tocopherol, garvesyre, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH),2.4,6-Tripyridyl-s-Triazin(TPTZ), Trolox, Folin- Ciocalteu-reagens, gallussyre og et collagenaseaktivitet kolorimetrisk assaykit (MAK293) blev købt fra Sigma-Aldrich Co. (St. Louis, MO, USA). Hyaluronsyrenatriumsalt blev købt fra MakingCosmetics (Redmond, WA, USA). Alle andre anvendte kemikalier og reagenser var af analytisk kvalitet og er opnået fra VWR International, LLC. Deioniseret vand (Elix Essential, Merck, Darmstadt, Tyskland) blev brugt til ekstraktion og fremstilling af vandbaserede opløsninger.

3.2.Eksperimentelt design

Et faktorielt design blev brugt til at evaluere virkningerne af islandske tangarter (U. Lactuca, A. esculenta, P. palmitate) og ekstraktionsbehandling (varmtvandsekstraktion (HW,95 grader), PEF-assisteret ekstraktion (PEF) og kombinationen af begge teknikker (PEF plus HW), om ekstraktsammensætning og bioaktivitet (tabel 6) Ekstraktionen blev udført i tre eksemplarer for hver gruppe, og hver ekstraktreplikat blev analyseret i tre eksemplarer.

bioflavonoid

3.3. Udvindingen af ​​bioaktive stoffer fra de islandske tang

Udnyttelsen af ​​makroalgebiomasse på forskellige niveauer har motiveret forskere til at udforske mere miljøvenlige, effektive og omkostningseffektive udvindingsteknikker baseret på grønne udvindingstilgange. I dette arbejde blev PEF-assisteret ekstraktion evalueret som en ny og grøn metode til at producere funktionelle ekstrakter, mens traditionel varmtvandsudvinding blev brugt til sammenligning. Desuden blev effekten af ​​kombinationen af ​​begge teknikker, PEF-behandling af makroalger efterfulgt af den traditionelle varmtvandsudvinding, på den bioaktive genvinding undersøgt. På grund af den forventede elektroporation produceret i cellemembranerne efter den fysiske behandling, kunne den efterfølgende ekstraktion med varmt vand yderligere lette frigivelsen af ​​det intracellulære materiale [86], hvilket øger ekstraktionsfeltet. En tid efter behandling er nødvendig for at materialerne kan diffundere ud af cellerne [87,88], og i dette eksperiment ventede suspensionerne natten over, indtil væsken (ekstrakten) var adskilt fra pulpen.

Med hensyn til ekstraktionsmedium blev destilleret vand brugt til at fremstille tangekstrakterne for at overvinde begrænsninger vedrørende brugen af ​​giftige stoffer og organiske opløsningsmidler. Vand viste sig at være et godt opløsningsmiddel til udvinding af adskillige bioaktive forbindelser fra tang [46,89-91], og det er miljøvenligt. Derudover bruges vand almindeligvis til PEF-assisteret udvinding, da det er en god leder for elektricitet.

3.3.1. Udvindingsprocedurer

For hver replikat i hver gruppe blev tang (15 g) gennemblødt natten over ved stuetemperatur (22 grader) i deioniseret vand (300 ml). Derefter blev suspensionen behandlet med PEF (PEF), opvarmet (HW) eller både PEF-behandlet og opvarmet (PEF plus HW). Suspensionerne blev holdt natten over i et køleskab efterfulgt af filtrering med et groft (20 um) filterpapir. Derefter blev filtraterne (ekstrakterne) opbevaret ved 4 grader indtil deres analyser.

Den pulserende elektriske felt-assisteret ekstraktion blev udført ved hjælp af en pulsgenerator bygget i huset. Den havde en FuGHCK-200-2000-kondensator (Fu.G.Elektronik GmbH, Rosenheim, Tyskland) og gnistgab (18,5 kV OG75, Perkin-Elmer Optoelectronics, GMBH, Wiese-baden, Tyskland). PEF-udstyret genererede eksponentielle henfaldsimpulser med en bredde på 0.96 us og en amplitude på 18 kV. Et plexiglasbehandlingskammer med dimensionerne (L×H×B) 20×8×2,5 cm, med den korteste afstand mellem pladeelektroderne, blev brugt til at behandle suspensionerne med et 8 kV/cm elektrisk felt ved 1,2 Hz i 10 min. . HW-ekstrakterne blev fremstillet ved at opvarme suspensionen i et bægerglas i et termostatisk vandbad og holdes ved 95 grader i 45 min. Til det kombinerede pulserende elektriske felt og varmebehandling blev suspensionerne PEF-behandlet og derefter anbragt i et bægerglas, opvarmet i et vandbad og holdt ved 95 grader i 45 min.

3.3.2. Målinger af ledningsevne, pH og temperatur

Den elektriske ledningsevne og pH af tangsuspensioner blev målt efter iblødsætning og efter ekstraktionsbehandlingerne ved stuetemperatur ved hjælp af et pH-meter (Orion StarTM A215 pH/Conductivity Benchtop Meter, Thermo Scientific, Waltham, MA, USA) udstyret med en ledningsevnesensor og pH/ARC triode kombinationselektrode. Endvidere blev temperaturændringer på grund af behandlinger registreret.

3.4. Spektralprofiler af tangekstrakter

UV-VIS absorptionsspektrene for de forskellige tangekstrakter blev målt i området fra 200 til 450 nm ved hjælp af et dobbeltstråle Thermo Scientific Evolution 350 UV-Vis spektrofotometer (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) med 1 cm kvartskuvetter. Tre scanninger blev udført for hvert tangekstrakt.

3.5. Bestemmelse af totalt polyfenolindhold

Det totale phenolindhold (TPC) i tangekstrakter blev bestemt ved at bruge Folin-Ciocalteu-reagenset efter en let modificeret metode beskrevet af Zhang [92] under anvendelse af et Multiskan Sky Microplate Spectrophotometer (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA). 20 μL tangekstrakt eller seriel standardopløsning blev blandet med 100 μL Folin-Ciocalteu reagens (10 procent i destilleret vand). Efter 5 minutter blev 80 μL 7,5 procent (/w) natriumcarbonatopløsning tilsat. Reaktionsblandingen blev inkuberet ved stuetemperatur og mørke i 30 min. Absorbans blev målt ved bølgelængden på 760 nm. Destilleret vand blev brugt som blank. En standardkurve af gallussyre blev brugt til at bestemme det totale phenolindhold og udtrykt som ug gallussyreækvivalenter（ GAE) pr. gram tørt materiale （ug GAE/g do）.

3.6. Bestemmelse af totalt flavonoidindhold

Det totale flavonoidindhold (TFC) i tangekstrakter blev bestemt ved metoden beskrevet af Kamtekar 【93】 og tilpasset til 96-brønds mikroplader. Kort fortalt blev et volumen på 25 μL tangekstrakt eller seriel standardopløsning blandet med 100 μL natriumnitrit (0,375 % w/o). Efter 5 minutter blev 25 μL aluminiumchlorid (3 % w/o) tilsat til blandingen og inkuberet i 6 minutter ved stuetemperatur. Derefter blev 100 μL natriumhydroxid (2 % w/ø) tilsat til blandingen og blandet. Umiddelbart blev absorbansen målt ved bølgelængden på 510 nm. Destilleret vand og ethanol blev anvendt som blindprøver. En standardkurve af quercetin (opløst i ethanol) blev brugt til at bestemme det totale phenolindhold og udtrykt som ug quercetin-ækvivalenter (QE) pr. gram tørt materiale (ug QE/g do). 3.7. Bestemmelse af kulhydratindhold

Indholdet af frit sukker blev målt efter metoden beskrevet af [94], med små modifikationer. En 50 μL phenolopløsning (4 procent) og 250 μL svovlsyre (96 procent) blev tilsat til 100 μL prøve eller standardopløsning. Efter 10 minutters inkubation ved stuetemperatur blev absorbansen af ​​blandingen aflæst ved 490 nm. En standardkurve for glucose blev brugt til at bestemme det totale kulhydratindhold og udtrykt som mg glucoseækvivalenter (GluE) pr. gram tørt materiale (mg GluE/g do).

3.8. Antioxidantegenskaber af tangekstrakter

3.8.1.2,2 Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) Free Radical Scavenging Assay

Antioxidantaktiviteten (DPPH) af tangekstrakter blev bestemt efter den tidligere beskrevne metode 【94】 med nogle modifikationer. Kort fortalt blev 200 μL 10,825 × 10-5 M DPPH-opløsning tilsat til 100 µl prøve (1:1 i methanol) i en 96-brøndsplade. Det samme volumen DPPH blev blandet med 50μL standard plus 50μL methanol. Derefter blev prøverne og standarden inkuberet på et mørkt sted ved stuetemperatur i 30 minutter. Absorbansen blev målt ved bølgelængden på 517 nm. Destilleret vand blev brugt som en blindprøve. Evnen til at rense DPPH-radikalet blev beregnet ved hjælp af følgende ligning: hvor kontrol er absorbansen af ​​kontrollen (DPH-opløsning uden prøve), A-prøven er absorbansen af ​​testprøven (DPPH-opløsning plus testprøve) og A prøveblindprøve er kun absorbansen af ​​prøven (prøve uden DPPH-opløsning), og amethanolblindprøve er kun absorbansen af ​​methanol. Kommercielle antioxidanter (ascorbinsyre, gallussyre og -tocopherol) blev brugt som positive kontroller.

3.8.2. Ferric Ion Reducing Antioxidant Power (FRAP) analyse

FRAP-aktivitet blev målt ifølge metoden ifølge Benzie og Strain [95]. Kort fortalt, acetatbuffer (300 mM, pH 3,6), 2,4, 6-tripyridyl-s-triazin(TPTZ) 10 mM i 40 mMHCl og FeCl; 6H-O (20 mM) blev blandet i forholdet 10:1 for at opnå det arbejdende FRAP-reagens. Reaktionsblandingen blev inkuberet ved 37 grader i 10 minutter. En 50 μL prøve fra hvert ekstrakt blev blandet med 150 μL FRAP-opløsning i 8 minutter ved stuetemperatur. Absorbansen af ​​det farvede produkt, Ferro-TPTZ, blev målt ved bølgelængden på 593 nm. FRAP-værdier af tangekstrakter blev udtrykt som uM Trolox-ækvivalenter (TE) pr. gram tørt materiale.

3.8.3.2,2 Azino-bis(3-ethylbenzothiazolin-6-sulfonsyre)(ABTS)-assay

Analysen blev udført ved hjælp af ABTS-affarvningsprotokollen [76] med nogle modifikationer. En ABTS-radikalkation (ABTS plus ) blev fremstillet ved at reagere ABTS (66 mg) med 1 0 ml kaliumpersulfatopløsning (2,45 mM). Blandingen blev efterladt i mørke ved stuetemperatur i 12-16 timer før brug. ABTS plus-opløsningen blev fortyndet med vand til en absorbans på 0,700 ved 734 nm. Reaktionsblandingen (200 ul) blev overført til en mikroplade, 50 μL af prøven blev tilsat og derefter 150 μL af reagensopløsningen. Pladen blev rystet i 10 s ved medium hastighed, og absorbansen blev målt ved 734 nm efter 5 minutters inkubation ved stuetemperatur. En standardkurve blev fremstillet ved at plotte inhiberingen af ​​A734nm af Trolox-standarder som en funktion af deres koncentrationer. Trolox-ækvivalent antioxidantkapacitet (TEAC)-værdien for prøverne blev beregnet ved hjælp af ligningen opnået fra den lineære regression af standardkurvens substituerede A734nm-værdier for hver prøve:

3.9. Anti-enzymatiske aktiviteter af tangekstrakter

3.9.1. Kollagenaseinhiberingsassay

Et collagenaseaktivitet kolorimetrisk assaykit (MAK293), købt fra Sigma-Aldrich, blev brugt til at bestemme kollagenasehæmningen af ​​tangekstrakter. Sættet målte kollagenaseaktivitet ved hjælp af et syntetisk peptid (FALGPA), der efterligner kollagens struktur. Proceduren blev udført i overensstemmelse med vejledningen til kittet.

3.9.2. Elastaseinhiberingsassay

Elastaseinhiberingen af ​​tangekstrakter blev undersøgt i TRIS bufferopløsning med den modificerede metode som beskrevet tidligere 【96】. Kort fortalt blev 100 μL af 0,1 M TRISbufferopløsning (pH8.0), 25 μL elastase (1 U/mL i TRIS-buffer) og 25μL prøveekstrakter blandet og inkuberet i 15 min. 30 C før tilsætning af substratet for at begynde reaktionen. Efter inkubationstid blev 50 μL 2 mM AAAPVN-opløsning tilsat. Derefter blev absorbansen ved 420 nm overvåget i 20 minutter ved hjælp af en mikropladelæser under en konstant temperatur på 30 C. Til sidst blev elastasehæmning beregnet i procent ved hjælp af ligningen: hvor Abs-kontrol er absorbansen af ​​assayet under anvendelse af bufferen i stedet for inhibitor(prøve) og Absmples absorbansen af ​​prøveekstrakterne. Quercetin blev brugt som en positiv kontrol. Tris-buffer blev anvendt som blindprøve.

3.9.3. Tyrosinaseinhiberingsassay

Tyrosinaseinhiberende assay blev udført i overensstemmelse med metoden tidligere beskrevet af 【66】 under anvendelse af L-DOPA som substrat. 20 μL af prøven, 10 μL svampetyrosinaseopløsning (50 U/mL i fosfatbuffer) og 80 μL fosfatbuffer (pH=6.8) blev blandet i en mikroplade og præ-inkuberet ved 37C for 5 min. Derefter blev 90 µl L-DOPA (2 mg/ml) tilsat. Dannelsen af ​​dopakrom blev straks overvåget i 20 minutter ved 475 nm i en mikropladelæser under en konstant temperatur på 37 grader. Den procentvise inhibering af tyrosinase-enzym blev beregnet ved hjælp af ligningen: hvor Abs-kontrol er absorbansen af ​​assayet under anvendelse af bufferen i stedet for inhibitor(prøve), og en prøve er absorbansen af ​​prøveekstrakterne. Quercetin blev brugt som en positiv kontrol. Phosphatbuffer blev anvendt som blindprøve.

3.9.4. Hyaluronidase-hæmningsanalyse

Hyaluronidaseinhiberende aktivitet blev målt som tidligere beskrevet af [66] med få modifikationer. Et volumen på 100 ulof type-1-Sbovin testikler hyaluronidase（2100 U/mL）opløst i 0,1 M acetatbuffer (pH 3,5) blev blandet med 100 μL ekstrakt og inkuberet ved 37 grader i 20 minutter. Et volumen på 200 μL 6 mM calciumchlorid blev tilsat til reaktionsblandingen, og derefter blev blandingen inkuberet ved 37 grader C i 20 minutter. Denne Ca2 plus aktiverede hyaluronidase blev behandlet med 250 uL natriumhyaluronat (1,2 mg/ml) opløst i 0,1 M acetatbuffer (pH 3,5) og derefter inkuberet i et vandbad ved 37 grader i 40 minutter. En 50 μL 0,9 M natriumhydroxid og 100 μL 0,2 M natriumborat blev tilsat til reaktionsblandingen og derefter inkuberet i et kogende vandbad i 5 min. Efter afkøling til stuetemperatur blev 250 µl p-dimethylaminobenzaldehyd (DAMB) opløsning tilsat til reaktionsblandingen. DAMB-opløsningen blev fremstillet ved at opløse 0,25 g DAMB i 21,88 ml 100% eddikesyre og 3,12 ml 10N saltsyre. Kontrolgruppen blev behandlet med 100 μL 5 procent vand i stedet for ekstrakt. Absorbansen blev målt ved bølgelængden på 585 nm efter 45 min. Den procentvise enzyminhibering blev beregnet ved hjælp af følgende ligning: hvor Abs-kontrol er absorbansen af ​​assayet under anvendelse af bufferen i stedet for inhibitor (prøve), og Abs-prøve er absorbansen af ​​prøveekstrakterne. Garvesyre bruges som referencestandard.

3.10.Statistisk analyse

Gennemsnittet af den tredobbelte analyse af hvert ekstrakt blev beregnet og brugt til at finde middelværdier og standardafvigelser for hver gruppe (n=3). Generelle lineære modeller (GLM) for faste faktorer blev anvendt til at evaluere de vigtigste effekter og tovejs-interaktioner af de eksperimentelle faktorer (arter og ekstraktionsmetoder) på målte variable. Desuden blev ANOVA og Tukey-Kramer-testen brugt til at identificere signifikant (s<0.05)differences between="" the="" groups.="" pearson="" correlation="" was="" used="" to="" evaluate="" linear="" relationships="" between="" the="" variables.="" principal="" component="" analysis="" (pca)="" was="" used="" to="" detect="" structure="" in="" the="" relationship="" between="" measured="" variables="" and="" experimental="" factors.="" the="" pca="" reduces="" voluminous="" data="" to="" a="" small="" set="" of="" linear="" combinations="" of="" related="" variables(i.e.,="" factors)="" based="" on="" patterns="" of="" correlation="" among="" the="" original="" variables.="" the="" resulting="" linear="" attribute="" combinations="" can="" be="" used="" for="" profiling="" specific="" product="" characteristics="" based="" on="" the="" variables="" studied.="" all="" statistical="" analyses="" were="" performed="" using="" ncss="" 2020="" statistical="" software="" (2020)="" (ncss,="" llc.,="" kaysville,="" ut,="">

4 konklusioner

Resultaterne af dette første screeningseksperiment viste potentialet for tre islandske tangarter ved at give effektive gavnlige effekter via flere veje. Den grønne tilgang udviklet ved hjælp af vandige pulserede elektriske felter udviste lignende resultater som den traditionelle varmtvandsudvinding og viste flere fordele, såsom dens ikke-termiske natur og kortere ekstraktionstid (10 min vs. 45 min). Blandt de tre algearter udviste den brune makroalge A.esculenta det højeste indhold af TPC og TFC, der også udviste den største antioxidantkapacitet. Desuden udviste A.esculenta vandekstrakter bedre hæmmende aktiviteter end P. palmaria og U. Lactuca over for kollagenase, elastase, tyrosinase, og hyaluronidase er den mest lovende tangart med fremragende anti-enzymatiske aktiviteter til deres brug i hudblegning, anti-aldring og hudsundhed. Interessant nok viste A.esculenta-ekstrakterne fremstillet ved PEF-metoden en kollagenasehæmning på 91 procent, højere end hæmningsaktiviteten vist ved den traditionelle varmtvandsekstraktion og endda højere end hæmmeren leveret af det kommercielle kit. Som konklusion tyder vores foreløbige undersøgelse på, at islandske tang-baserede ekstrakter, især ekstrakterne fra den brune makroalge A. esculenta, produceret ved hjælp af vandige pulserende elektriske felter-assisteret ekstraktion er potentielle funktionelle ingredienser, der kan bruges som aktive forbindelser til kosmetiske og kosmetiske formuleringer i den nærmeste fremtid.

Denne artikel er uddraget fra Mar. Drugs 2021, 19, 662. https://doi.org/10.3390/md19120662 https://www.mdpi.com/journal/marinedrugs