Catechine haben viele Vorteile, einschließlich der Verhinderung oder Verringerung von Hautschäden. Catechine sind wichtige Inhaltsstoffe von Teeblättern und haben intensive antioxidative und repräsentative physiologische Aktivitäten. Sie gehören zu der Gruppe der Polyphenolverbindungen, die in vielen Heilpflanzen vorkommen. Die wichtigsten Quellen für Catechine sind Camellia sinensis (C. sinensis) und C. assumica. Grüner Tee enthält 75-80 % Wasser und Polyphenolverbindungen (Flavanole, Flavandiole, Flavonoide und Phenolsäuren) (Zillich et al. 2015), und Catechine machen mehr als 75 % der Polyphenolverbindungen in Teeblättern aus. Sie sind Tannine vom Kondensationstyp mit einem Ring und der Grundstruktur von Flavan-3-ol. Sie haben viele chemische Strukturmerkmale wie Hydroxylgruppen (-OH), die sich leicht mit anderen Stoffen verbinden (Singh et al. 2011). Es gibt acht Catechine (Abb. 1): C ((-)-Catechin), EC ((-)-Epicatechin), ECG ((-)-Epicatechingallat), EGC ((-)-Epigallocatechin), EGCG ((-)-Epigallocatechingallat), GC ((-)-Gallocatechin), CG ((-)-Catechingallat), und GCG ((-)-Gallocatechingallat). Die Haupttypen sind EC, ECG, EGC und EGCG (Jin et al. 2006), die vor allem in grünem Tee enthalten sind (Fung et al. 2012). Catechine bieten mehrere gesundheitliche Vorteile, indem sie freie Radikale abfangen und den durch UV-Strahlung und Umweltverschmutzung verursachten Abbau der extrazellulären Matrix verzögern (Shi et al. 2016). Catechine wirken auch direkt auf die Haut, indem sie die Kollagensynthese aktivieren und die Produktion von Matrixmetalloproteinase-Enzymen hemmen (Arct et al. 2003). Aufgrund des Hydroxyls in der Gallatgruppe sind EGCG und ECG im Vergleich zu vielen anderen Standard-Antioxidantien wie Ascorbinsäure, Tocopherol und Trolox sehr effektive Radikalfänger (Gulati et al. 2009; Matsubara et al. 2013; Kim et al. 2018). Aufgrund dieser nützlichen Wirkungen werden Teekatechine zunehmend in medizinischen, pharmazeutischen und kosmetischen Produkten verwendet und aktiv in einer Vielzahl von Ansätzen untersucht.

Abbildung 1
Abbildung1

Strukturformel von acht Catechinen. Catechine haben viele chemische Strukturmerkmale, wie Hydroxylgruppen (-OH), die sich leicht mit anderen Stoffen verbinden. Es gibt acht Catechine: C ((-)-Catechin), EC ((-)-Epicatechin), ECG ((-)-Epicatechingallat), EGC ((-)-Epigallocatechin), EGCG ((-)-Epigallocatechingallat), GC ((-)-Gallocatechin), CG ((-)-Catechingallat), und GCG ((-)-Gallocatechingallat). Die Haupttypen sind C, EC, ECG, EGC und EGCG

Antioxidative Wirkung

Catechine sind gut untersuchte Substanzen mit nachgewiesener antioxidativer Wirkung. Es wurden Studien durchgeführt, um die Stabilität der Katechine zu erhöhen und ihre Absorptionsrate im menschlichen Körper zu steigern. Neuere Studien haben sich auf die Maximierung der Wirksamkeit von Antioxidantien konzentriert. Gallussäure und Catechine zeigen eine stabile antioxidative Wirkung durch die Synthese von Galaktan, und die Antioxidantien der Catechine binden sich kovalent an Proteinketten (Spizzirri et al. 2009). Caesalpinia decapetala (C. decapetala) ist wirksam bei der Oxidationsstabilität einer Öl-in-Wasser-Emulsion (Gallego et al. 2017). Analysen mittels LC-ESI/LTQ Orbitrap/MS von autochthonem Keimplasma aus der Region Kampanien zeigten eine höhere antioxidative Aktivität im Vergleich zu nicht-autochthonem Keimplasma (D’Urso et al. 2018). Die enzymatische Glucosylierung von Kaffeesäure und EGCG führt zu einer verbesserten antioxidativen Fähigkeit in einem zellulären Modell der UV-induzierten Hautalterung (Nadim et al. 2014). Der Flamboyantbaum (Delonix regia) hat starke antioxidative und antimikrobielle Aktivitäten (Feng et al. 2014). Die antioxidative Kapazität von EGCG ist wirksam gegen H2O2-induzierte Verletzungen der menschlichen Hautfibroblasten (Feng et al. 2013). Lipophilisierte EGCG-Derivate zeigen eine erhöhte antioxidative Aktivität (Zhong und Shahidi 2011). Flavonoide und Triterpenoide aus der Frucht von Alphitonia neocaledonica haben zytotoxische, antioxidative und Anti-Tyrosinase-Aktivitäten und sind nützliche kosmetische Inhaltsstoffe (Muhammad et al. 2014). Mit Hilfe von Flüssigchromatographie-Assays in Verbindung mit Elektrospray-Ionisierung zur schnellen Profilerstellung von phenolischen Verbindungen aus Blättern des Rotahorns (Acer rubrum) wurden etwa 106 phenolische Verbindungen gefunden (Li und Seeram 2018). Bambusstammextrakte haben antimelanogene und antioxidative Aktivitäten in einem zellfreien System und in B16F10-Melanomzellen gezeigt (Choi et al. 2018). Der Ethanolextrakt des Marulabaums ist sehr wirksam bei der Verstärkung der Aktivitäten in vitro. ECG und EGCG im Marulabaumextrakt tragen zur Anti-Aging-Aktivität bei (Shoko et al. 2018). Cocos nucifera Rinde zeigte antioxidative und antidepressive Aktivitäten durch oxidative Veränderungen im präfrontalen Kortex (Lima et al. 2016).

UV-Schutzaktivität

Intensive Studien zur Schutzwirkung von Catechinen gegen UV-Strahlung haben gezeigt, dass Catechine in der Lage sind, die Photostabilität und den Schutz der Haut vor UV-Strahlen zu erhöhen. Es wurden auch Studien durchgeführt, um wirksame Verwendungsmöglichkeiten für Catechine in verschiedenen Bereichen zu finden, z. B. bei der Vorbeugung der Hautalterung, indem ihre Wirksamkeit und Stabilität erhöht wird. Catechine verbessern die Stabilität von nanoethosomalen EGCG-Suspensionen, um die Wirksamkeit der Hemmung von UVB-induzierten Hautschäden zu erhöhen (Zhang et al. 2016). Die Emulgierung von Catechinen erhöht die Permeation in die Haut, die Schutzkapazität gegen UV-Strahlen und die Anti-Aging-Wirkung (Yoshino et al. 2013). Verschiedene Analysen, darunter3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromid (MTT) und Western-Blot-Assays, zeigen, dass ECG ein wirksames Mittel gegen UVB-induzierte Schäden an HaCaT-Keratinozyten ist (Huang et al. 2007). Die Exposition gegenüber simulierter Sonnenstrahlung mit Sonnenschutzsorbentien zeigte, dass Traubenkernextrakte aufgrund ihrer hohen Photostabilität und einer Rotverschiebung über den gesamten UVA- und UVB-Strahlenindex einen Breitspektrumschutz aufweisen (Martincigh und Ollengo 2016). Flavonoide zeigen eine hohe Licht- und Hitzestabilität bei der Konservierung und Freisetzung von Methacrylsäure-gepfropftem Poly(N-vinyl-pyrrolidon) (Parisi et al. 2012). Die hemmende Wirkung von aus Neolitsea aciculate isolierten Bestandteilen gegen Pilz-Tyrosinase zeigt, dass diese Pflanze eine Quelle für Anti-Melanin-produzierende Wirkstoffe sein könnte (Kim et al. 2012). Kultivierte UV-induzierte menschliche Keratinozyten wurden mit EGCG behandelt, und die Auswirkungen auf Entzündungswege und die Kernverschiebung des Transkriptionsfaktors NF-κB wurden bewertet. EGCG hemmte die UVB- und UVA-induzierten Entzündungswege und die Apoptose in kultivierten menschlichen Keratinozyten (Xia et al. 2005).

Antimikrobielle Aktivität

Es wird daran geforscht, biologische und funktionelle Kosmetika herzustellen, die die natürlichen antimikrobiellen Eigenschaften von Catechinen nutzen. Zellversuche mit humanen epithelialen KB-Zellen zeigen, dass Flavan-3-ole und Proanthocyanidin aus Limonium brasiliense (L. brasiliense) mit Gingipainen interagieren, um die Anhaftung von Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis) an epitheliale Wirtszellen zu hemmen (de Oliveira et al. 2017). In Studien zur antimikrobiellen Aktivität von Fulleren und seinen hydroxylierten Derivaten war C60 (OH)44 genauso stark und breit wirksam wie Catechin, das als Kontrolle für die Bewertung verwendet wurde (Aoshima et al. 2009). Grüntee-Extrakte reduzierten signifikant die Werte von Streptococcus mutans (S. mutans) im Speichel und in Zahnbelägen von Kindern (Goyal et al. 2017).

Antiallergische und entzündungshemmende Aktivitäten

Allergien werden durch eine überaktive Reaktion des Immunsystems verursacht, die Juckreiz und Entzündungen hervorruft. Der Kontakt mit bestimmten Allergenen führt zu einem empfindlichen Zustand. Es wurden Studien über die antiallergische Wirkung von Catechinen durchgeführt. Untersucht wurden die antiallergenen Bestandteile des Oolong-Teebaums und die hemmende Wirkung von Catechinen auf die Freisetzung von Histamin aus Mastzellen des Rattenperitoneums, die passiv mit dem IgE-Antikörper gegen Eieralbumin sensibilisiert wurden. GCG war die stärkste antiallergene Komponente unter den Teekatechinen (Ohmori et al. 1995). Extrakte aus Acerola-Bagasse (A. bagasse) können die Aktivität von Proteasen modulieren, die auf gerinnungsfördernde, gerinnungshemmende und thrombolytische Aktivitäten sowie auf die Zerstörung von Phospholipiden einwirken und dadurch Entzündungen und die Thrombozytenaggregation verringern (Marques et al. 2018). Methanolextrakte aus der Stammrinde von Vitellaria paradoxa (V. paradoxa) zeigten entzündungshemmende und antiarthritische Aktivitäten bei akuten und chronischen Entzündungen bei Wistar-Albino-Ratten (Foyet et al. 2015). Chlorhexidin und Grüntee-Extrakte verringerten Dentin-Korrosion und Abnutzung. Einige Matrix-Metallo-Protease-Inhibitoren können eine präventive Maßnahme sein, um Dentin-Erosion-Abrieb zu verhindern (Magalhães et al. 2009).

Antivirale und Anti-Krebs-Aktivitäten

Viele Studien wurden zur Prävention und Behandlung von Virusinfektionen (Masern, AIDS, Windpocken, SARS, MERS, Ebola usw.) durchgeführt. In einer experimentellen Studie wurde die Anti-Influenzavirus-Aktivität von Grüntee-Katechinen nachgewiesen (Ide et al. 2014). Ent EC-(4alpha→8) EC (Ent-Epiafzelechin-(4alpha -> 8) -epiafzelechin von Cassiajavanica beeinträchtigte nicht die Zelllebensfähigkeit und -proliferation, sondern behinderte das Eindringen und die Adhäsion von Herpes-Simplex-Viruszellen (Cheng 2006). In klinischen Studien hatte das dreimal tägliche Gurgeln mit grünem Tee keinen Einfluss auf die Ansteckungsrate mit dem Influenzavirus. Die Forscher schlugen vor, dass weitere Studien über die antiviralen Aktivitäten von Catechinen erforderlich sind (Ide et al. 2014). In Studien wurden krebshemmende Substanzen in Pflanzen gefunden, die die Vermehrung von Krebszellen hemmen, darunter Catechine. Polyphenolreiche Extrakte aus Lawsonia inermis (L. inermis) L. (Henna) hemmen oxidative Radikale und die Vermehrung von Krebszellen (Kumar et al. 2016).

Aktivierung der Hautbarrierepassage

Catechine haben eine ausgezeichnete antioxidative Aktivität, aber ihr hohes Molekulargewicht und die Bindung an die Lipiddoppelschicht der Haut sind Hindernisse beim Passieren der Hautbarriere. Es hat zahlreiche Versuche gegeben, dieses Problem zu überwinden. Durch die intradermale Verabreichung über Mikronadeln kann EGCG in tiefere Hautschichten eindringen. Die Mikroporation der Haut mit Maltose-Mikronadeln erleichtert das Eindringen von EGCG durch das Stratum corneum in die tieferen Hautschichten, einschließlich der lebensfähigen Epidermis und Dermis (Puri et al. 2016). Bei der Verwendung von Öl-Wasser-Emulsionen mit unterschiedlichem Ölgehalt durchdrang eine catechinhaltige Polyphenolmischung unter Verwendung von Diffusionszellen vom Typ Franz in vitro die Epidermis und Dermis der Schweinehaut (Zillich et al. 2013). Hydrophile Zusatzstoffe verringern die Aktivität von Flavonoiden, indem sie deren Löslichkeit erhöhen. Die Hautpenetration von Flavonoiden aus Traubenblattextrakten sowie von Rutin, Quercetin und Catechinen erfolgt durch lipophile Membranen (Arct et al. 2002). EGCG, Quercetin, 14-EGCG und Ginkgo biloba-Extrakte zeigen eine ausgezeichnete Hautpenetration in frischer, weißer Haut, die aus abdominalen Operationen auf statischen Franz-Typ-Diffusionszellen gewonnen wurde (dal Belo et al. 2009). Monoglycerinester (MGE)-Flüssigkristall (LC)-formende Lipide und Glycerinmonoolat (GMO)-LC-Formulierungen haben aufgrund verschiedener physikalisch-chemischer Eigenschaften des Arzneimittels eine verbesserte Hautpenetration. MGE-Formulierungen haben eine geringere Viskosität, eine schnellere Wirkstofffreisetzung und eine bessere Hautdurchlässigkeit als GMO-Formulierungen. Die niedrige Viskosität der MGE-LC-Zubereitungen könnte die Arzneimitteldiffusion und -permeabilität durch die Haut beeinflussen (Kadhum et al. 2017). Liposomen können durch künstliche Phosphorlipidmembranen aktiv die Haut durchdringen. Phospholipide haben eine herausragende Affinität für bestimmte Gruppen von Flavonoiden, und eine Mischung aus Catechinen und Phytosomen, einem Komplex aus natürlich aktiven Komponenten und Phospholipiden (hauptsächlich Lecithin), verbessert die Elastizität der Haut (Bombardelli 1991). Die Wechselwirkung zwischen Fischkollagenpeptid (FCP) und EGCG wurde mit spektroskopischen Techniken wie Fluoreszenzspektren, Zirkulardichroismus und Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR) analysiert. Bei der Bildung von FCP-EGCG-Komplexen wurde eine stärkere Freisetzung von Prolin festgestellt. FCP wirkt als Verstärker von EGCG und erhöht die Absorption von EGCG in der Haut und im Körper (Yang et al. 2015c). Chitosan-Mikropartikel, die Grüntee-Extrakte enthalten, zeigen eine Permeation von Catechinen in das subkutane Gewebe, und Stoffwechselstudien zeigen, dass Chitosan-Mikropartikel die subkutane Abgabe von Catechinen verbessern und gleichzeitig ihren Abbau durch Hautenzyme begrenzen (Wisuitiprot et al. 2011).

Förderung der Zellaktivität

Die Wirkungen natürlicher Extrakte, einschließlich Catechinen, auf die Zellaktivität wurden umfassend untersucht. Extrakte aus schwarzem, grünem und weißem Tee haben eine antimelanogene Wirkung auf immortalisierte Melanozyten. Fermentierte Teeblätter haben die geringste Zytotoxizität und die höchsten anti-melanogenen Aktivitäten (Kim et al. 2015). EGCG reduzierte die Sekretion und Produktion von Melanin in menschlichen Melanomzellen in einer mechanistischen Studie zur Förderung der Hautfeuchtigkeit, in der antioxidative und pigmentierende Eigenschaften gemessen wurden. EGCG erhöht die Genexpression der Hyaluronsäure-Synthase und die Zellproliferation (Kim et al. 2018). EGCG-5′-O-α-Glucopyranosid (EGCG-5′Glu), ein EGCG-Derivat, hat sowohl in zellfreien als auch in zellulären Systemen antioxidative Effekte. EGCG-5′Glu stellt die durch reaktive Sauerstoffspezies (ROS) vermittelte Zellviabilität wieder her, reguliert Caspasen und Zellüberlebensmoleküle und steigert die Zellproliferation durch Modulation der NF-κB-Aktivität (Han et al. 2018).

Schlammverwertung

Die hochwertige Verwertung von Klärschlamm in der Pharma-, Kosmetik- und Lebensmittelindustrie hat erhebliche Fortschritte gemacht. Tannin, ein Extrakt aus festen Abfällen, die in der Kastanienindustrie anfallen, ist ein wirksames natürliches Antioxidans für die Kosmetik-, Lebensmittel- und Pharmaindustrie (Aires et al. 2016). Gebrauchter Kaffeesatz ist eine große Quelle bioaktiver Verbindungen, die für die kosmetische und pharmazeutische Industrie interessant sind, und Methylanthine und Phenole sind gesundheitsrelevante Verbindungen, die in gebrauchtem Kaffeesatz enthalten sind. FTIR wurde verwendet, um nützliche Wirkstoffe in gebrauchtem Kaffeesatz zu bewerten (Magalhães et al. 2016). Die Identifizierung und Quantifizierung von phenolischen Verbindungen und Radikalfängeraktivitäten der beiden Nebenprodukte von Vitis vinifera L. cv noir zeigten, dass sie ein hohes Potenzial als Antioxidantien haben (Reis et al. 2016). Procyanidine, die aus Catechin-Oligomeren bestehen, wirken als Antioxidantien, Metall-Chelatbildner, Radikalfänger und direkte Enzymbindung. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse binden Procyanidin-Oligomere stark an dauerhafte Keratinhaare und hemmen die durch oxidative Schäden verursachte Haarzerstörung (Kim 2011). Laccase katalysiert die Polymerisation von Phenolverbindungen, was darauf hindeutet, dass die Laccase-katalysierte Polymerisation natürlicher Phenole für die Entwicklung neuer kosmetischer Pigmente genutzt werden könnte (Jeon et al. 2010). In Schalen- und Samenextrakten sind der Gesamtpolyphenolgehalt und die antioxidative Aktivität höher (Kosińska et al. 2012). Bei Charakterisierungs- und Quantifizierungsanalysen mittels HPLC-ESI-MS/MS wiesen die essbaren Teile von Araticum-Früchten die höchste antioxidative Aktivität in der Schale auf, gefolgt vom Fruchtfleisch und den Samen (Arruda et al. 2017). In Tests mit Kakaobohnenschalen durch Heißwasserbehandlung wurden antioxidativ wirksame Extrakte aus Phenol, Zucker und Obromin hergestellt, wenn sie 30 Minuten lang bei 170 °C behandelt wurden (Hernández-Hernández et al. 2018). Die Schale von Artocarpus heterophyllus (A. hererophyllus) ist eine gute Quelle für natürliche Antioxidantien und andere physiologisch aktive Substanzen, darunter Catechine, wie die Ergebnisse verschiedener Analysen, wie LC-MS/MS und GC/MS, zeigen (Sharma et al. 2013). Sapucaia-Nüsse und ihre Nebenprodukte sind reich an phenolischen Verbindungen, die eine hohe antioxidative Wirkung haben. Der Phenolgehalt ist in der Schale besonders hoch (Demoliner et al. 2018). In einer anderen Studie wurden die antioxidativen Aktivitäten der Rindenfasern von vier Kokosnuss-Sorten untersucht und die phenolischen Komponenten und antioxidativen Aktivitäten der Kokosnussschalen bestätigt (Oliveira et al. 2013).

Stabilität

Catechine haben hohe antioxidative Aktivitäten und schützen die Haut vor den UV-Strahlen der Sonne. Derzeit laufen zahlreiche Studien zur Stabilisierung von Catechinen, die im Sonnenlicht sehr instabil sind. Die Zugabe von α-Liponsäure zu Catechinen kann durch Stabilisierung von EGCG ein wirksames Antioxidans ergeben (Scalia et al. 2013). Bei der Bewertung der Kompatibilität von Catechinen und Hilfsstoffen, die üblicherweise für Mikro- und Nanoemulsionen verwendet werden, sollten die Bestandteile genau überwacht werden. Insbesondere bei Zubereitungen, die Liposomen enthalten, sollten hitzebasierte Herstellungsprozesse vermieden werden (Ferreira-Nunes et al. 2018). Flavonoide, Alkaloide und Phenolsäuren in Grüntee-Zahnpasten wurden auf ihre Stabilität bei verschiedenen pH-Werten untersucht und waren bei niedrigem pH-Wert stabiler (Jang et al. 2014). Die Photostabilität von EGCG wurde unter denselben Bedingungen mit einem wasserlöslichen UVB-Filter, Benzophenon-4 (BP-4), untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die Fotostabilität konzentrationsabhängig ist; das maximale Niveau der EGCG-Fotostabilisierung (Catechinverlust, 29,4 ± 2,2 %) wurde in Gegenwart von 2,1 % (w/w) BP-4 erreicht (Bianchi et al. 2011). Eine Studie zur Stabilisierung von Kollagen durch Catechin zeigte, dass hydrophobe Wechselwirkungen und Wasserstoffbrückenbindungen die Kollagenstabilisierung durch Pflanzenpolyphenole beeinflussen (Madhan et al. 2005). Extrakte aus C. decapetala haben aufgrund der phenolischen Verbindungen in den Blättern antioxidative Eigenschaften. Bei einer Konzentration von 0,2 % verringerten C. decapetala-Extrakte den oxidativen Abbau der Öl-in-Wasser-Emulsion (Gallego et al. 2017).

Gewebe-Biokulturmodell

Die Ergebnisse der In-vivo-Anwendungen von Catechinen sind nicht die gleichen wie die In-vitro-Ergebnisse. Gewebe-Biokulturmodelle spielen eine wertvolle Rolle, indem sie Tierversuche bei Studien über Catechine ersetzen. Um das Prinzip zu beweisen, dass Proteine und wichtige Genmarker in einem optimierten Ganzgewebe-Biokulturmodell verändert werden können, wurden topische Formulierungen, die Grüntee-Catechine enthalten, in einem Hautbiokulturmodell untersucht (Sidgwick et al. 2016). EpiDerm hat antioxidative Eigenschaften wie lebende Organismen und kann unter in vitro-Versuchsbedingungen durch EGCG verursachte oxidative Stressfaktoren eliminieren (Yuki et al. 2013). In einem Experiment mit HaCaT- und RBL-2H3-Zellen wurden die Sicherheit und die entzündungshemmende Wirkung von nanoverkapselten lipidlöslichen Grünteeblattextrakten mit der überkritischen CO2-Extraktionsmethode objektiv nachgewiesen (Shin et al. 2019).

Sicherheit für die Anwendung beim Menschen

Obwohl natürliche Extrakte als Antioxidantien und antimikrobielle Mittel wirksam sind, sollte die Sicherheit von Catechinen in der tatsächlichen Anwendung beim Menschen gewährleistet sein. Studien zur Sicherheit von Catechinen wurden in Tierversuchen und klinischen Tests am Menschen durchgeführt. Propionidin B-2 fördert das Haarwachstum, und es sind Sicherheitsstudien für die Anwendung beim Menschen erforderlich. Lokales Procyanidin B-2 war in einer Reihe von Toxizitätstests sicher und akzeptabel. Mutagenitätstests mit Meerschweinchen, Bakterien und Kaninchen zeigen, dass Procyanidin B-2 nicht mutagen ist (Takahashi et al. 1999). In Studien zur Charakterisierung und Biokompatibilität von „grünen“ Silber-Nanopartikeln unter Verwendung von Grüntee-Polyphenolen erwiesen sich die Silber-Nanopartikel als ungiftig und biokompatibel (Moulton et al. 2010).

Antioxidative Eigenschaften von Catechinen, die für andere Anwendungen genutzt werden

Neben ihren direkten antioxidativen Aktivitäten werden Catechine untersucht, um ihren Nutzen in verschiedenen Bereichen zu erhöhen. Um die Geschwindigkeit des Haarfärbeprozesses mit pflanzlichen Produkten zu erhöhen, verwenden aus Phenol gewonnene polymere Farbstoffe aus Trametes versicolor eine Laccase-Reaktion mit Catechinen und Catechol, um eine dauerhafte Keratin-Haarfarbe in verschiedenen Farben und Schattierungen zu erhalten (Im und Jeon 2016). Lebensmittelverpackungsmaterialien oder aktive Membranen, die Antioxidantien wie EGCG und EC aus Catechin enthalten, sind ein neuer Weg, um die Oxidation von Lebensmitteln, Kosmetika und Arzneimitteln mithilfe von Biopolymeren zu verringern. Die antioxidative Aktivität der Folie wurde durch die Entfernung von Methanolextrakten, die Catechine und EC enthalten, gemessen, und ihr Anteil betrug 32,90 % bzw. 36,68 % (Iñiguez-Franco et al. 2012). Gerbsäure, EGCG und ECG waren durch umfangreiche Wasserstoffbrückenbindungen, die durch hydrophobe Wechselwirkungen verstärkt wurden, an Kollagen gebunden. Sie verhinderten den freien Zugang der Kollagenase zu den aktiven Bereichen in den Kollagenketten (Jackson et al. 2010).

Synergistische Effekte durch die Methode und den Prozess der Extraktion

Viele Versuche wurden unternommen, um die Wirksamkeit und Nutzung von Catechinen zu verbessern und ihre antioxidativen Eigenschaften im menschlichen Körper effizient einzusetzen. Die antioxidativen und UV-barrierenden Eigenschaften der Moleküle können für kosmetische und dermatologische Formulierungen genutzt werden, nachdem eine selektive Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC)-Methode zur Bewertung der optimalen Wirksamkeit von Catechinen bei der Entwicklung topischer Formulierungen entwickelt und verifiziert wurde (Ferreira-Nunes et al. 2017). Die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) wurde als schnelle und zerstörungsfreie Methode zur Messung des Gehalts der drei wichtigsten Phenole (Kaffeesäure, (+)-Catechin und Chlorogensäure) vorgeschlagen (Magalhães et al. 2016). Die chemische Modifikation von Anthocyanen und Procyanidinen zu lipophileren Verbindungen durch Massenspektroskopie hat den Vorteil, dass sie die Bioverfügbarkeit in biologischen Matrices erhöht, da die Antioxidationsaktivität aufgrund der Acylierung von Procyanidin B4 durch gesättigte Fettsäuren steigt (Cruz et al. 2015). Polyphenole und Kollagenpeptide können über die Bildung von Lactoferrin (LF)-EGCG-Aggregaten, die vor allem durch Konkurrenzmechanismen mit EGCG-Molekülen zerstört werden, zur Entwicklung klarer Produkte eingesetzt werden (Yang et al. 2015a). Der Mechanismus und die strukturellen Eigenschaften der dreiwertigen Aggregate aus LF und Pektin in einer multispektralen Analyse zeigen, dass die Fluoreszenzintensität von LF abnimmt, während die von EGCG zunimmt (Yang et al. 2015b). Die FTIR-Spektralanalyse bestätigte, dass die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den aliphatischen, Catechin- und aromatischen Hydroxylgruppen auf der Gelatine für die Selbstorganisation der Nanopartikel verantwortlich waren. In Experimenten mit freien Radikalen konnten die Catechine durch die Nanopartikel geschützt werden und über einen längeren Zeitraum erhalten bleiben (Chen et al. 2010). Es wurde eine effiziente, präzise und zuverlässige Methode zur Quantifizierung von Polyphenol-Catechinen und EC in Aguaraná-Extraktlösung unter Verwendung einer HPLC-PDA-Methode entwickelt (Klein et al. 2012). Drei verschiedene Lösungsmittel und zwei Extraktionsmethoden wurden verwendet, um den Gesamtpolyphenol- und Flavonoidgehalt von Taraschotenextrakten zu vergleichen. Der Gesamtpolyphenolgehalt war am höchsten, wenn eine 75-prozentige Ethanollösung in einem einstündigen Ultraschallverfahren verwendet wurde, und der Flavonoidgehalt war am höchsten, wenn er 24 Stunden lang in kaltem Wasser extrahiert wurde. Wasserextrakte waren jedoch nur in den frühen Stadien des Oxidationsprozesses wirksam, was zeigt, dass die Extraktion mit 75 % Ethanol die beste Methode für die Isolierung von Polyphenolen ist (Skowyra et al. 2013). Eine asynergistische Studie zwischen Prozessparametern ergab, dass eine Erhöhung der Ultraschallbehandlung die Gewinnung phenolischer Antioxidantien erheblich beschleunigt und die Verarbeitungszeit verkürzt (Arruda et al. 2019). Procyanidin-Extrakte aus Traubenkernen verhindern die Schädigung der meisten Gewebe und Moleküle durch die Behandlung mit Nanopartikeln (Niu et al. 2017).