Katekiineilla on monia hyötyjä, kuten ihovaurioiden ehkäiseminen tai vähentäminen. Katekiinit ovat tärkeitä teelehtien ainesosia, ja niillä on intensiivisiä antioksidanttisia ja edustavia fysiologisia vaikutuksia. Ne kuuluvat monissa lääkekasveissa esiintyvien polyfenoliyhdisteiden ryhmään. Tärkeimmät katekiinien lähteet ovat Camellia sinensis (C. sinensis) ja C. assumica. Vihreä tee sisältää 75-80 % vettä ja polyfenoliyhdisteitä (flavanoleja, flavandioleja, flavonoideja ja fenolihappoja) (Zillich ym. 2015), ja katekiinit muodostavat yli 75 % teelehtien polyfenoliyhdisteistä. Ne ovat kondensaatiotyyppisiä tanniineja, joiden rengas ja perusrakenne on flavan-3-oli. Niillä on monia kemiallisia rakennepiirteitä, kuten hydroksyyliryhmiä (-OH), jotka yhdistyvät helposti muiden aineiden kanssa (Singh et al. 2011). Katekiineja on kahdeksan (kuva 1): C ((-)-katekiini), EC ((-)-epikatekiini), ECG ((-)-epikatekiinigallataatti), EGC ((-)-epigallokatekiini), EGCG ((-)-epigallokatekiinigallaatti), GC ((-)-gallokatekiini), CG ((-)-katekiinigallataatti) ja GCG ((-)-gallokatekiinigallaatti). Periaatetyypit ovat EC, ECG, EGC ja EGCG (Jin ym. 2006), joita esiintyy näkyvästi vihreässä teessä (Fung ym. 2012). Katekiinit tarjoavat useita terveyshyötyjä torjumalla vapaita radikaaleja ja hidastamalla ultraviolettisäteilyn (UV-säteily) ja saasteiden aiheuttamaa solunulkoisen matriisin hajoamista (Shi ym. 2016). Katekiinit vaikuttavat myös suoraan ihoon aktivoimalla kollageenisynteesiä ja estämällä matriksin metalloproteinaasientsyymien tuotantoa (Arct ym. 2003). Gallaattiryhmän hydroksyylin vuoksi EGCG ja ECG ovat erittäin tehokkaita vapaiden radikaalien vapauttajia verrattuna moniin muihin tavallisiin antioksidantteihin, kuten askorbiinihappoon, tokoferoliin ja troloxiin (Gulati ym. 2009; Matsubara ym. 2013; Kim ym. 2018). Näiden hyödyllisten vaikutusten vuoksi teen katekiinit ovat yhä useammin käytössä lääketieteellisissä, farmaseuttisissa ja kosmeettisissa tuotteissa, ja niitä tutkitaan aktiivisesti eri lähestymistavoilla.

Kuvio 1
kuvio1

Kahdeksan katekiinin rakennekaava. Katekiineillä on monia kemiallisia rakennepiirteitä, kuten hydroksyyliryhmiä (-OH), jotka yhdistyvät helposti muiden aineiden kanssa. Katekiineja on kahdeksan: C ((-)-katekiini), EC ((-)-epikatekiini), ECG ((-)-epikatekiinigallataatti), EGC ((-)-epigallokatekiini), EGCG ((-)-epigallokatekiinigallaatti), GC ((-)-gallokatekiini), CG ((-)-katekiinigallataatti) ja GCG ((-)-gallokatekiinigallaatti). Periaatetyypit ovat C, EC, ECG, EGC ja EGCG

Antioksidanttinen aktiivisuus

Katechiinit ovat hyvin tutkittuja aineita, joilla on todistettuja antioksidanttisia vaikutuksia. Tutkimuksia on tehty katekiinien vakauden lisäämiseksi ja niiden imeytymisnopeuden lisäämiseksi ihmiskehoon. Viimeaikaisissa tutkimuksissa on keskitytty antioksidanttien tehokkuuden maksimointiin. Gallushappo ja katekiinit osoittavat vakaata antioksidanttitoimintaa syntetisoimalla galaktaania, ja katekiinien antioksidantit sitoutuvat kovalenttisesti proteiiniketjuihin (Spizzirri ym. 2009). Caesalpinia decapetala (C. decapetala) vaikuttaa tehokkaasti öljy-vesi-emulsion hapettumisvakauteen (Gallego et al. 2017). Campanian alueen autoktonisen itiöplasman LC-ESI/LTQ Orbitrap/MS:llä tehty analyysi osoitti korkeampaa antioksidanttista aktiivisuutta verrattuna ei-autoktoniseen itiöplasmaan (D’Urso et al. 2018). Kahvihapon ja EGCG:n entsymaattinen glukosylointi johtaa parempaan antioksidanttiseen kykyyn UV-säteilyn aiheuttaman ihon ikääntymisen solumallissa (Nadim ym. 2014). Flamboyant-puulla (Delonix regia) on voimakkaita antioksidanttisia ja antimikrobisia vaikutuksia (Feng et al. 2014). EGCG:n antioksidanttinen kyky on tehokas H2O2:n aiheuttamaa ihmisen ihon fibroblastivauriota vastaan (Feng ym. 2013). Lipofilisoidut EGCG-johdannaiset osoittavat lisääntynyttä antioksidanttista aktiivisuutta (Zhong ja Shahidi 2011). Alphitonia neocaledonican hedelmistä peräisin olevilla flavonoideilla ja triterpenoideilla on sytotoksisia, antioksidanttisia ja anti-tyrosinaasiaktiviteetteja, ja ne ovat käyttökelpoisia kosmeettisia ainesosia (Muhammad et al. 2014). Noin 106 fenolista yhdistettä on löydetty käyttämällä nestekromatografiamäärityksiä yhdistettynä sähkösuihkuionisaatioon fenolisten yhdisteiden nopeaan profilointiin punaisen vaahteran (Acer rubrum) lehdistä (Li ja Seeram 2018). Bambun varsiuutteet ovat osoittaneet antimelanogeenisia ja antioksidatiivisia vaikutuksia soluvapaassa järjestelmässä ja B16F10-melanoomasoluissa (Choi ym. 2018). Marula-puun etanoliuute on erittäin tehokas tehostamaan toimintoja in vitro. Marulapuun uutteessa olevat ECG ja EGCG edistävät ikääntymistä estäviä vaikutuksia (Shoko et al. 2018). Cocos nucifera -kuori osoitti antioksidanttisia ja antidepressiivisiä vaikutuksia prefrontaalisessa aivokuoressa tapahtuvien oksidatiivisten muutosten kautta (Lima et al. 2016).

UV-suoja-aktiivisuus

Laaja-alaiset tutkimukset katekiinien suojaavasta kapasiteetista UV-säteilyä vastaan ovat osoittaneet, että katekiinit kykenevät parantamaan ihon valonkestävyyttä ja suojaa UV-säteilyltä. Tutkimuksia on tehty myös katekiinien tehokkaan käytön löytämiseksi eri aloilla, kuten ihon ikääntymisen ehkäisemisessä, lisäämällä niiden tehoa ja vakautta. Katekiinit parantavat EGCG:n nanoetosomaalisten suspensioiden stabiilisuutta parantaakseen UVB:n aiheuttamien ihovaurioiden estämisen tehokkuutta (Zhang et al. 2016). Katekiinien emulgointi lisää ihon läpäisevyyttä, suojakykyä UV-säteilyä vastaan ja ikääntymistä estäviä vaikutuksia (Yoshino et al. 2013). Erilaiset analyysit, mukaan lukien3-(4,5-dimetyylitatsoli-2-yyli)-2,5-difenyylitetratsolibromidi (MTT) ja western blot -määritykset, osoittavat, että EKG on tehokas parannuskeino UVB:n aiheuttamiin HaCaT-keratinosyyttien vaurioihin (Huang ym. 2007). Altistaminen simuloidulle auringonsäteilylle aurinkosuojan sorbenttien kanssa osoitti, että viinirypäleensiemenuutteilla on laajakirjoinen suoja, joka johtuu niiden korkeasta fotostabiilisuudesta ja punasiirtymästä koko UVA- ja UVB-säteilyindeksin ajan (Martincigh ja Ollengo 2016). Flavonoidit osoittavat suurta valo- ja lämpöstabiilisuutta metakryylihapolla vartetun poly (N-vinyylipyrrolidoni) -hapolla vartetun (N-vinyylipyrrolidoni) säilyttämisessä ja vapautumisessa (Parisi et al. 2012). Neolitsea aciculate -kasvista eristettyjen komponenttien inhiboiva aktiivisuus sienityrosinaasia vastaan osoittaa, että tämä kasvi voisi olla melaniinia tuottavien aineiden lähde (Kim et al. 2012). Viljeltyjä UV-indusoituja ihmisen keratinosyyttejä käsiteltiin EGCG:llä, ja vaikutukset tulehdusreitteihin ja transkriptiotekijä NF-κB:n ydintranslokaatioon arvioitiin. EGCG esti UVB- ja UVA-indusoituja tulehdusreittejä ja apoptoosia viljellyissä ihmisen keratinosyyteissä (Xia ym. 2005).

Mikrobien vastainen aktiivisuus

Tutkimus on käynnissä biologisten ja funktionaalisten kosmetiikkatuotteiden tuottamiseksi käyttämällä katekiinien luonnollisia mikrobien vastaisia ominaisuuksia. Ihmisen epiteelin KB-solujen solukokeet osoittavat, että Limonium brasiliensen (L. brasiliense) flavan-3-olit ja proantosyanidiini ovat vuorovaikutuksessa gingipainien kanssa estääkseen Porphyromonas gingivalis -bakteerin (P. gingivalis) adheesiota epiteelin isäntäsoluihin (de Oliveira ym. 2017). Fullereenin ja sen hydroksyloitujen johdannaisten antimikrobista aktiivisuutta koskevissa tutkimuksissa C60 (OH)44 oli yhtä voimakas ja laajalti tehokas kuin katekiini, jota käytettiin arvioinnissa kontrollina (Aoshima ym. 2009). Vihreän teen uutteet vähensivät merkittävästi Streptococcus mutansin (S. mutans) pitoisuuksia lasten syljessä ja hammasplakeissa (Goyal ym. 2017).

Anti-allergeeniset ja anti-inflammatoriset vaikutukset

Allergiat johtuvat yliaktiivisesta immuunijärjestelmän reaktiosta, joka aiheuttaa kutinaa ja tulehdusta. Kosketus tiettyjen allergeenien kanssa johtaa herkistymiseen. Katekiinien antiallergisesta aktiivisuudesta on tehty tutkimuksia. Tutkittiin oolong-teepuun antiallergeenisia komponentteja ja katekiinien estävää vaikutusta histamiiniin, jota vapautuu rotan vatsakalvon syöttösoluista, jotka on passiivisesti herkistetty muna-albumiinin IgE-vasta-aineella. GCG oli voimakkain antiallergeeninen komponentti teekatekiinien joukossa (Ohmori ym. 1995). Acerola bagassesta (A. bagasse) saadut uutteet voivat moduloida proteaasien aktiivisuutta, jotka vaikuttavat koagulantti-, antikoagulantti- ja trombolyyttisiin aktiviteetteihin sekä fosfolipidien tuhoutumiseen, mikä vähentää tulehdusta ja verihiutaleiden aggregaatiota (Marques ym. 2018). Vitellaria paradoxan (V. paradoxa) varren kuoren metanoliuutteet osoittivat anti-inflammatorisia ja antiartriittisiä vaikutuksia akuutissa ja kroonisessa tulehduksessa Wistar-albino-rotilla (Foyet ym. 2015). Klooriheksidiini ja vihreän teen uutteet vähensivät dentiinin korroosiota ja kulumista. Jotkin matriisimetalliproteaasin estäjät voivat olla ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä dentiinin eroosio-kulumisen estämiseksi (Magalhães ym. 2009).

Virusten ja syövän vastaiset vaikutukset

Virusinfektioiden (tuhkarokko, aids, vesirokko, SARS, MERS, Ebola jne.) ennaltaehkäisyä ja hoitoa koskevia tutkimuksia on tehty paljon. Kokeellinen tutkimus osoitti vihreän teen katekiinien influenssaviruksen vastaisen aktiivisuuden (Ide ym. 2014). Cassiajavanican Ent EC-(4alpha→8) EC (Ent-Epiafzelechin-(4alpha -> 8) -epiafzelechin) ei vaikuttanut solujen elinkelpoisuuteen ja lisääntymiseen, mutta häiritsi herpes simplex -viruksen solujen tunkeutumista ja tarttumista (Cheng 2006). Kliinisissä tutkimuksissa kurlaaminen vihreällä teellä kolme kertaa päivässä ei muuttanut influenssaviruksen tarttumisnopeutta. Tutkijat ehdottivat, että katekiinien antiviraalisia vaikutuksia on tutkittava lisää (Ide ym. 2014). Tutkimuksissa on löydetty kasveista syöpää ehkäiseviä aineita, jotka estävät syöpäsolujen lisääntymistä, mukaan lukien katekiinit. Runsaasti polyfenoleja sisältävät uutteet Lawsonia inermis (L. inermis) L:stä (Henna) estävät oksidatiivisia radikaaleja ja syöpäsolujen proliferaatiota (Kumar ym. 2016).

Aktivaatio ihoesteen läpäisyyn

Kateiineilla on erinomainen antioksidanttinen aktiivisuus, mutta niiden suuri molekyylipaino ja sitoutuminen ihon lipidikaksoiskerrokseen estävät niiden läpäisemisen ihoesteen läpi. Ongelman ratkaisemiseksi on tehty lukuisia yrityksiä. Mikroneulavälitteinen ihon sisäinen annostelu mahdollistaa EGCG:n tunkeutumisen syvempiin ihokerroksiin. Ihon mikroporaus maltoosimikroneuloilla helpottaa EGCG:n tunkeutumista sarveiskerroksen läpi syvempiin ihokerroksiin, mukaan lukien elinkelpoinen epidermis ja dermis (Puri ym. 2016). Erilaisia öljypitoisuuksia sisältävien öljy-vesi-emulsioiden käytön perusteella katekiineja sisältävä polyfenolien seos Franz-tyypin diffuusiosolujen avulla läpäisi sian ihon epidermiksen ja dermiksen in vitro (Zillich ym. 2013). Hydrofiiliset lisäaineet vähentävät flavonoidien aktiivisuutta lisäämällä niiden liukoisuutta. Viinirypäleenlehtiuutteen flavonoidien sekä rutiinin, kversetiinin ja katekiinien ihon läpäisy tapahtuu lipofiilisten kalvojen kautta (Arct ym. 2002). EGCG-, kversetiini-, 14-EGCG- ja Ginkgo biloba -uutteet osoittavat erinomaista ihopenetraatiota vatsakirurgiasta saadussa tuoreessa valkoisessa ihossa staattisilla Franz-tyypin diffuusiokennoilla (dal Belo ym. 2009). Monoglyseroliesterin (MGE) – nestekidettä (LC) muodostavien lipidien ja glyserolimonoolaatin (GMO) -LC-formulaatioiden ihopenetraatio on parantunut lääkkeen erilaisten fysikaalis-kemiallisten ominaisuuksien ansiosta. MGE-formulaatioilla on alhaisempi viskositeetti, nopeampi lääkeaineen vapautuminen ja parempi ihonläpäisevyys kuin GMO-formulaatioilla. MGE-LC-valmisteiden alhainen viskositeetti saattaa vaikuttaa lääkkeen diffuusioon ja läpäisevyyteen ihon läpi (Kadhum ym. 2017). Liposomit voivat läpäistä aktiivisesti ihokerroksia keinotekoisten fosforilipidikalvojen läpi. Fosfolipideillä on erinomainen affiniteetti tietyille flavonoidiryhmille, ja katekiinien ja fytosomien seos, joka on luonnollisesti aktiivisten komponenttien ja fosfolipidien (pääasiassa lesitiinin) kompleksi, parantaa ihon elastisuutta (Bombardelli 1991). Kalakollageenipeptidin (FCP) ja EGCG:n välistä vuorovaikutusta analysoitiin spektroskopiatekniikoilla, kuten fluoresenssispektrien kopiointikiertokopioinnilla ja Fourier-transformaatioinfrapunaspektroskopialla (FTIR). Proliinin altistumista havaittiin enemmän, kun FCP-EGCG-komplekseja muodostui. FCP toimii EGCG:n tehostajana ja lisää EGCG:n imeytymistä ihoon ja kehoon (Yang et al. 2015c). Vihreän teen uutteita sisältävät kitosaanimikropartikkelit osoittavat katekiinien läpäisevän ihonalaiset kudokset, ja aineenvaihduntatutkimukset osoittavat, että kitosaanimikropartikkelit parantavat katekiinien ihonalaista annostelua samalla kun ne rajoittavat niiden hajoamista ihoentsyymien vaikutuksesta (Wisuitiprot ym. 2011).

Solujen aktiivisuuden edistäminen

Luonnollisten uutteiden, mukaan lukien katekiinien, vaikutuksia solujen aktiivisuuteen on tutkittu laajasti. Mustan, vihreän ja valkoisen teen uutteilla on antimelanogeenisia vaikutuksia immortalisoiduissa melanosyyteissä. Fermentoiduilla teelehdillä on alhaisin sytotoksisuus ja korkeimmat antimelanogeeniset aktiivisuudet (Kim ym. 2015). EGCG vähensi melaniinin eritystä ja tuotantoa ihmisen melanoomasoluissa mekanistisessa, ihon kosteutta edistävässä tutkimuksessa, jossa mitattiin antioksidanttisia ja pigmentaatio-ominaisuuksia. EGCG lisää hyaluronihapposyntaasin geeniekspressiota ja solujen proliferaatiota (Kim ym. 2018). EGCG-5′-O-α-glukopyranosidilla (EGCG-5′Glu), EGCG-johdannaisella, on antioksidatiivisia vaikutuksia sekä soluttomissa että solujärjestelmissä. EGCG-5′Glu palauttaa reaktiivisten happilajien (ROS) välittämää solujen elinkelpoisuutta, säätelee kaspaaseja ja solujen selviytymismolekyylejä sekä lisää solujen proliferaatiota moduloimalla NF-κB:n aktiivisuutta (Han ym. 2018).

Lietteen hyödyntäminen

Lietteen korkean lisäarvon hyödyntäminen lääkkeissä, kosmetiikkaan ja elintarvikkeisiin on edistynyt huomattavasti. Kastaniiniteollisuuden prosesseissa syntyvän kiinteän jätteen tanniiniuute on tehokas luonnollinen antioksidantti kosmetiikka-, elintarvike- ja lääketeollisuudessa (Aires et al. 2016). Käytetyt kahvinpurut ovat suuri kosmetiikka- ja lääketeollisuutta kiinnostavien bioaktiivisten yhdisteiden lähde, ja metyylianttiinit ja fenolit ovat käytetyissä kahvinpuruissa esiintyviä terveyteen vaikuttavia yhdisteitä. FTIR:ää on käytetty käytettyjen kahvinporojen hyödyllisten aktiivisten ainesosien arviointiin (Magalhães et al. 2016). Vitis vinifera L. cv noir -lajikkeen kahden sivutuotteen fenolisten yhdisteiden tunnistaminen ja kvantifiointi sekä radikaalien puhdistusaktiivisuus osoittivat, että niillä on suuri potentiaali antioksidantteina (Reis et al. 2016). Katekiini-oligomeereistä koostuvat prosyanidiinit toimivat antioksidanttisena aktiivisuutena, metallikelatoinnissa, radikaalien vangitsemisessa ja suorassa entsyymisidonnaisuudessa. Näiden tulosten perusteella prosyanidiini-oligomeerit sitoutuvat voimakkaasti pysyviin keratiinikarvoihin ja estävät hapettumisvaurioiden aiheuttamaa hiustuhoa (Kim 2011). Lakkaasi katalysoi fenolisten yhdisteiden polymerisaatiota, mikä viittaa siihen, että lakkaasikatalysoitua luonnon fenolien polymerisaatiota voidaan soveltaa uusien kosmeettisten pigmenttien kehittämiseen (Jeon ym. 2010). Kuori- ja siemenkokeissa kuoriuutteet osoittavat korkeampaa polyfenolien kokonaispitoisuutta ja antioksidanttista aktiivisuutta (Kosińska et al. 2012). HPLC-ESI-MS/MS-menetelmällä tehdyissä karakterisointi- ja kvantifiointianalyyseissä korkeimmat antioksidanttiaktiivisuustasot araticum-hedelmien syötävissä osissa olivat kuoressa, sitten hedelmälihassa ja sen jälkeen siemenissä (Arruda ym. 2017). Kaakaopapujen kuorien testeissä, joissa käytettiin kuumavesikäsittelyä, saatiin antioksidanttirikkaita fenoli-, sokeri- ja obromiiniuutteita, kun niitä käsiteltiin 170 °C:ssa 30 minuutin ajan (Hernández-Hernández ym. 2018). Artocarpus heterophyllus (A. hererophyllus) -kuori on erilaisten analyysien, kuten LC-MS/MS- ja GC/MS-analyysien, tulosten mukaan hyvä luonnon antioksidanttien ja muiden fysiologisesti aktiivisten aineiden, kuten katekiinien, lähde (Sharma et al. 2013). Sapucaia-pähkinät ja niiden sivutuotteet sisältävät runsaasti fenolisia yhdisteitä, joilla on korkea antioksidanttinen aktiivisuus. Fenolipitoisuus on erityisen korkea kuoressa (Demoliner ym. 2018). Toisessa tutkimuksessa tutkittiin neljän kookoslajikkeen kuorikuitujen antioksidanttisia aktiivisuuksia, ja kookospähkinän kuoren fenoliset komponentit ja antioksidanttiset aktiivisuudet vahvistettiin (Oliveira ym. 2013).

Kestävyys

Kateiineilla on korkea antioksidanttinen aktiivisuus ja ne suojaavat ihoa auringon UV-säteilyltä. Käynnissä on monia tutkimuksia katekiinien stabiloimiseksi, sillä ne ovat erittäin epävakaita auringonvalossa. α-lipoiinihapon lisääminen katekiiniin voi tuottaa tehokkaan antioksidantin stabiloimalla EGCG:n (Scalia et al. 2013). Komponentteja olisi seurattava tarkasti, kun arvioidaan katekiinien ja mikro- ja nanoemulsioissa yleisesti käytettyjen apuaineiden yhteensopivuutta täydentävissä ja lämpökokeissa. Erityisesti liposomeja sisältävissä valmisteissa tulisi välttää lämpöön perustuvia tuotantoprosesseja (Ferreira-Nunes ym. 2018). Vihreän teen hammastahnojen flavonoideja, alkaloideja ja fenolihappoja analysoitiin stabiilisuuden osalta eri pH-tasoilla, ja ne olivat vakaampia matalassa pH:ssa (Jang ym. 2014). EGCG:n valostabiilisuutta tutkittiin samoissa olosuhteissa vesiliukoisen UVB-suodattimen, bentsofenoni-4:n (BP-4), avulla. Tulokset osoittivat, että valostabiliteetti oli pitoisuusriippuvainen; EGCG:n valostabiliteetin enimmäistaso (katekiinihäviö, 29,4 ± 2,2 %) saavutettiin 2,1 % (w/w) BP-4:n läsnäollessa (Bianchi et al. 2011). Katekiinipohjaista kollageenin stabilointia koskeva tutkimus osoitti, että hydrofobiset vuorovaikutukset ja vetysidosvuorovaikutus vaikuttivat kasvipolyfenolien kollageenin stabilointiin (Madhan et al. 2005). C. decapetala -uutteilla on antioksidanttisia ominaisuuksia lehtien fenolisten yhdisteiden ansiosta. C. decapetala -uutteet vähensivät 0,2 %:n pitoisuudessa öljyä vedessä -emulsion oksidatiivista hajoamista (Gallego ym. 2017).

Kudosbiopsiaviljelymalli

Katekiinien in vivo -sovellusten tulokset eivät ole samat kuin in vitro -tulokset. Kudosbioviljelymallit ovat arvokkaassa asemassa korvatessaan eläinkokeita katekiinien tutkimuksissa. Sen periaatteen osoittamiseksi, että proteiinit ja keskeiset geenimerkkiaineet voivat muuttua optimoidussa kokokudosbiopsiaviljelymallissa, vihreän teen katekiinia sisältäviä paikallisia formulaatioita tutkittiin ihon biopsiaviljelymallissa (Sidgwick ym. 2016). EpiDermillä on elävien organismien kaltaisia antioksidanttisia ominaisuuksia, ja se voi poistaa EGCG:n aiheuttamia oksidatiivisia stressitekijöitä in vitro -koeolosuhteissa (Yuki ym. 2013). Kokeessa, jossa käytettiin HaCaT- ja RBL-2H3-soluja, nanokapseloitujen lipidiliukoisten vihreän teen lehtiuutteiden turvallisuus ja anti-inflammatorinen vaikutus ylikriittisellä CO2-uuttomenetelmällä osoitettiin objektiivisesti (Shin et al. 2019).

Turvallisuus ihmissovelluksissa

Vaikka luonnolliset uutteet ovatkin tehokkaita antioksidantteina ja mikrobien vastaisina aineina, katekiinien turvallisuus olisi varmistettava todellisissa ihmissovelluksissa. Katekiinien turvallisuutta on tutkittu eläinkokeissa ja kliinisissä testeissä ihmisillä. Propionidiini B-2 edistää hiusten kasvua, ja turvallisuustutkimukset ihmissovelluksia varten ovat tarpeen. Paikallinen propionidiini B-2 oli turvallinen ja hyväksyttävä myrkyllisyystestien sarjassa. Mutageenisuuskokeet, joissa käytettiin marsuja, bakteereja ja kaneja, osoittavat, että prosyanidiini B-2 ei ole mutageeni (Takahashi ym. 1999). Vihreän teen polyfenoleita käyttävien ”vihreiden” hopean nanohiukkasten karakterisointi- ja bioyhteensopivuustutkimuksissa hopean nanohiukkaset eivät olleet myrkyllisiä ja bioyhteensopivia (Moulton ym. 2010).

Katekiinien antioksidanttiset ominaisuudet muissa sovelluksissa

Suoran antioksidanttisen vaikutuksen lisäksi katekiineja tutkitaan, jotta voidaan kasvattaa niiden käyttökelpoisuutta useilla eri aloilla. Hiusten värjäysprosessin nopeuttamiseksi kasviperäisillä tuotteilla Trametes versicolorista peräisin olevissa fenolista peräisin olevissa polymeeriväreissä käytetään lakkaasireaktiota katekiinien ja katekolin kanssa eriväristen ja -sävyisten pysyvien keratiinihiusvärien aikaansaamiseksi (Im ja Jeon 2016). Elintarvikepakkausmateriaalit tai aktiiviset kalvot, jotka sisältävät antioksidantteja, kuten katekiinijohdannaisia EGCG ja EC, ovat uusi tapa vähentää elintarvikkeiden, kosmetiikan ja lääkkeiden hapettumista biopolymeerimateriaaleja käyttäen. Kalvon antioksidatiivista aktiivisuutta mitattiin poistamalla katekiinia ja EC:tä sisältäviä metanoliuutteita, ja niiden määrät olivat 32,90 % ja 36,68 % (Iñiguez-Franco et al. 2012). Tanniinihappo, EGCG ja ECG sitoutuivat kollageeniin laajoilla vetysidoksilla, joita lisäsivät hydrofobiset vuorovaikutukset. Ne estivät kollagenaasin vapaan pääsyn kollageeniketjujen aktiivisille alueille (Jackson ym. 2010).

Synergistiset vaikutukset uuttomenetelmällä ja -prosessilla

Monilla yrityksillä on pyritty parantamaan katekiinien tehoa ja hyödyntämistä sekä soveltamaan tehokkaasti niiden antioksidanttisia ominaisuuksia ihmiskehossa. Molekyylien antioksidatiivisia ja UV-sulkuominaisuuksia voidaan hyödyntää kosmeettisissa ja dermatologisissa formulaatioissa sen jälkeen, kun on kehitetty ja todennettu selektiivinen korkean suorituskyvyn nestekromatografiamenetelmä (HPLC) katekiinien optimaalisen tehokkuuden arvioimiseksi ajankohtaisten formulaatioiden kehittämisessä (Ferreira-Nunes et al. 2017). Lähi-infrapunaspektroskopiaa (NIRS) on ehdotettu nopeaksi ja rikkomattomaksi tavaksi mitata kolmen tärkeimmän fenolin (kahvihappo, (+)-katekiini ja klorogeenihappo) pitoisuuksia (Magalhães et al. 2016). Antosyaanien ja prosyanidiinien kemiallisella muuntamisella lipofiilisemmiksi yhdisteiksi massaspektroskopian avulla on se etu, että niiden biologinen hyötyosuus biologisissa matriiseissa kasvaa, koska hapettumisenestoaktiivisuus lisääntyy prosyanidiini B4:n tyydyttyneiden rasvahappojen aiheuttaman asylaation perusteella (Cruz ym. 2015). Polyfenoleja ja kollageenipeptidejä voidaan soveltaa selkeiden tuotteiden suunnitteluun laktoferriini (LF)-EGCG-aggregaattien muodostumisen kautta, jotka tuhoutuvat pääasiassa kilpailumekanismien kautta EGCG-molekyylien kanssa (Yang et al. 2015a). LF:n ja pektiinin kolmiarvoisten aggregaattien mekanismi ja rakenteelliset ominaisuudet monispektraalisessa analyysissä osoittavat, että LF:n fluoresenssin voimakkuus vähenee, kun taas EGCG:n voimakkuus kasvaa (Yang et al. 2015b). FTIR-spektrianalyysi vahvisti, että gelatiinin alifaattisten, katekiini- ja aromaattisten hydroksyyliryhmien väliset vetysidokset olivat vastuussa nanohiukkasten itsekokoonpanosta. Vapaiden radikaalien kokeissa katekiinit saattoivat suojautua nanohiukkasilla ja säilyä pitkään (Chen ym. 2010). Tehokas, tarkka ja luotettava menetelmä kehitettiin polyfenolikatekiinien ja EC:n kvantifioimiseksi aguaraná-uuteliuoksesta HPLC-PDA-menetelmällä (Klein et al. 2012). Kolmea eri liuotinta ja kahta uuttomenetelmää käytettiin vertailtaessa tara-palkouutteiden kokonaispolyfenoli- ja flavonoidipitoisuuksia. Kokonaispolyfenolipitoisuus oli korkein, kun käytettiin 75-prosenttista etanoliliuosta tunnin kestävässä ultraääniprosessissa, ja flavonoidipitoisuus oli korkein, kun uutettiin 24 tuntia kylmässä vedessä. Vesiuutteet olivat kuitenkin tehokkaita vain hapettumisprosessin alkuvaiheessa, mikä osoittaa, että 75-prosenttinen etanoliuutto on paras menetelmä polyfenolien eristämiseen (Skowyra et al. 2013). Prosessiparametrien välisessä asynergistisessa tutkimuksessa havaittiin, että ultraäänikäsittelyprosessin lisääminen nopeuttaa merkittävästi fenolisten antioksidanttien talteenottoa ja lyhentää käsittelyaikaa (Arruda et al. 2019). Viinirypäleiden siementen prosyanidiiniuutteet estävät useimpien kudosten ja molekyylien vaurioitumisen nanohiukkaskäsittelystä (Niu et al. 2017).