Katechiny mają wiele korzyści, w tym zapobieganie lub redukcję uszkodzeń skóry. Katechiny są ważnymi składnikami z liści herbaty i mają intensywne działanie antyoksydacyjne i reprezentatywne działania fizjologiczne. Są one członkami grupy związków polifenolowych występujących w wielu roślinach leczniczych. Głównymi źródłami katechin są Camellia sinensis (C. sinensis) i C. assumica. Zielona herbata zawiera 75-80% wody i związków polifenolowych (flawanoli, flawandioli, flawonoidów i kwasów fenolowych) (Zillich i wsp. 2015), a katechiny stanowią ponad 75% związków polifenolowych w liściach herbaty. Są to taniny typu kondensacyjnego z pierścieniem i podstawową strukturą flawan-3-olu. Posiadają wiele chemicznych cech strukturalnych, takich jak grupy hydroksylowe (-OH), które łatwo łączą się z innymi materiałami (Singh i wsp. 2011). Wyróżnia się osiem katechin (Rys. 1): C ((-)-katechina), EC ((-)-epikatechina), ECG ((-)-epikatechallan), EGC ((-)-epigallokatechina), EGCG ((-)-epigallokatechina galusan), GC ((-)-gallokatechina), CG ((-)-katechallan) i GCG ((-)-gallokatechallan). Podstawowe rodzaje to EC, ECG, EGC i EGCG (Jin et al. 2006), które są szczególnie obecne w zielonej herbacie (Fung et al. 2012). Katechiny przynoszą szereg korzyści zdrowotnych poprzez wymiatanie wolnych rodników i opóźnianie degradacji macierzy pozakomórkowej wywołanej promieniowaniem ultrafioletowym (UV) i zanieczyszczeniem środowiska (Shi et al. 2016). Katechiny wpływają również bezpośrednio na skórę poprzez aktywację syntezy kolagenu i hamowanie produkcji enzymów metaloproteinazy macierzy (Arct et al. 2003). Ze względu na hydroksyl w grupie galusanowej, EGCG i ECG są wysoce skutecznymi zmiataczami wolnych rodników w porównaniu z wieloma innymi standardowymi antyoksydantami, takimi jak kwas askorbinowy, tokoferol i trolox (Gulati et al. 2009; Matsubara et al. 2013; Kim et al. 2018). Ze względu na te użyteczne działania, katechiny herbaty są coraz częściej stosowane w produktach medycznych, farmaceutycznych i kosmetycznych i są aktywnie badane w różnych podejściach.

Rys. 1
figura1

Wzór strukturalny ośmiu katechin. Katechiny mają wiele chemicznych cech strukturalnych, takich jak grupy hydroksylowe (-OH), które łatwo łączą się z innymi materiałami. Istnieje osiem katechin: C ((-)-katechina), EC ((-)-epikatechina), ECG ((-)-epikatechina), EGC ((-)-epigallokatechina), EGCG ((-)-epigallokatechina galusan), GC ((-)-gallokatechina), CG ((-)-katechina) i GCG ((-)-gallokatechina). Podstawowe typy to C, EC, ECG, EGC i EGCG

Antyoksydacyjna aktywność

Katechiny są dobrze przebadanymi substancjami o udowodnionym działaniu antyoksydacyjnym. Przeprowadzono badania mające na celu zwiększenie stabilności katechin i zwiększenie ich szybkości wchłaniania do organizmu człowieka. Ostatnie badania skupiają się na maksymalizacji skuteczności antyoksydantów. Kwas galusowy i katechiny wykazują stabilną aktywność antyoksydacyjną poprzez syntezę galaktanu, a antyoksydanty katechinowe wiążą się kowalencyjnie z łańcuchami białek (Spizzirri et al. 2009). Caesalpinia decapetala (C. decapetala) jest skuteczna w stabilności oksydacyjnej emulsji typu olej w wodzie (Gallego et al. 2017). Analiza z wykorzystaniem LC-ESI/LTQ Orbitrap/MS autochtonicznego germplasm z regionu Kampanii wykazała wyższy poziom aktywności antyoksydacyjnej w porównaniu z nieautochtonicznym germplasmem (D’Urso et al. 2018). Enzymatyczna glukozylacja kwasu kofeinowego i EGCG prowadzi do poprawy zdolności antyoksydacyjnych w komórkowym modelu starzenia się skóry indukowanego promieniowaniem UV (Nadim et al. 2014). Drzewo płomieniste (Delonix regia) ma silną aktywność antyoksydacyjną i antybakteryjną (Feng et al. 2014). Zdolności antyoksydacyjne EGCG są skuteczne wobec indukowanego H2O2 uszkodzenia ludzkich fibroblastów skóry właściwej (Feng et al. 2013). Lipofilizowane pochodne EGCG wykazują zwiększoną aktywność antyoksydacyjną (Zhong i Shahidi 2011). Flawonoidy i triterpenoidy z owoców Alphitonia neocaledonica wykazują aktywność cytotoksyczną, antyoksydacyjną i antytyrozynazową i są użytecznymi składnikami kosmetycznymi (Muhammad i wsp. 2014). Około 106 związków fenolowych zostało znalezionych przy użyciu testów chromatografii cieczowej sprzężonej z jonizacją elektrospray do szybkiego profilowania związków fenolowych z liści klonu czerwonego (Acer rubrum) (Li i Seeram 2018). Ekstrakty z łodyg bambusa wykazały aktywność antymelanogenną i antyoksydacyjną w systemie bezkomórkowym i komórkach czerniaka B16F10 (Choi i wsp. 2018). Ekstrakt etanolowy z drzewa marula jest bardzo skuteczny w zwiększaniu aktywności in vitro. ECG i EGCG w ekstrakcie z drzewa marula przyczyniają się do aktywności przeciwstarzeniowej (Shoko i wsp. 2018). Kora Cocos nucifera wykazywała aktywność antyoksydacyjną i antydepresyjną poprzez zmiany oksydacyjne w korze przedczołowej (Lima et al. 2016).

Aktywność ochronna przed promieniowaniem UV

Rozległe badania zdolności ochronnych katechin przed promieniowaniem UV wykazały, że katechiny są w stanie zwiększyć fotostabilność i ochronę skóry przed promieniami UV. Przeprowadzono również badania mające na celu znalezienie skutecznych zastosowań katechin w różnych dziedzinach, takich jak zapobieganie starzeniu się skóry, poprzez zwiększenie ich skuteczności i stabilności. Katechiny poprawiają stabilność nanoetosomalnych zawiesin EGCG w celu zwiększenia skuteczności hamowania uszkodzeń skóry wywołanych promieniowaniem UVB (Zhang i wsp. 2016). Emulgowanie katechin zwiększa przenikanie przez skórę, zdolność ochronną przed promieniami UV oraz działanie przeciwstarzeniowe (Yoshino i wsp. 2013). Różne analizy, w tym3-(4,5-dimetylotiazol-2-yl)-2,5-difenylotetrazolium bromide (MTT) i testy western blot, pokazują, że EKG jest silnym lekiem na uszkodzenia keratynocytów HaCaT wywołane przez UVB (Huang et al. 2007). Ekspozycja na symulowane promieniowanie słoneczne z sorbentami przeciwsłonecznymi wykazała, że ekstrakty z pestek winogron mają szerokie spektrum ochronne ze względu na ich wysoką fotostabilność i przesunięcie ku czerwieni w całym indeksie promieni UVA i UVB (Martincigh i Ollengo 2016). Flawonoidy wykazują wysoką stabilność świetlną i termiczną w konserwacji i uwalnianiu szczepionego kwasem metakrylowym poli (N-winylopirolidonu) (Parisi i wsp. 2012). Hamująca aktywność wobec tyrozynazy grzybowej składników wyizolowanych z Neolitsea aciculata wskazuje, że roślina ta może być źródłem czynników przeciwdziałających produkcji melaniny (Kim et al. 2012). Hodowlane keratynocyty ludzkie poddano działaniu EGCG i oceniono wpływ na szlaki zapalne oraz translokację jądrową czynnika transkrypcyjnego NF-κB. EGCG hamował indukowane UVB- i UVA szlaki zapalne i apoptozę w hodowlanych ludzkich keratynocytach (Xia et al. 2005).

Antybakteryjna aktywność

Prowadzone są badania nad produkcją biologicznych i funkcjonalnych kosmetyków wykorzystujących naturalne właściwości antybakteryjne katechin. W eksperymentach na komórkach ludzkiego nabłonka KB wykazano, żeflawan-3-ole i proantocyjanidyna z Limonium brasiliense (L. brasiliense) współdziałają z gingipainami w hamowaniu adhezji Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis) do komórek nabłonka gospodarza (de Oliveira et al. 2017). W badaniach aktywności przeciwbakteryjnej fulerenu i jego hydroksylowanych pochodnych, C60 (OH)44 był tak samo silny i szeroko skuteczny jak katechina, która została użyta jako kontrola do oceny (Aoshima i wsp. 2009). Ekstrakty z zielonej herbaty znacząco zmniejszyły poziom Streptococcus mutans (S. mutans) w ślinie i płytkach nazębnych dzieci (Goyal et al. 2017).

Antyalergiczna i przeciwzapalna aktywność

Allergie są spowodowane przez nadmiernie aktywną reakcję układu odpornościowego, wytwarzającą swędzenie i stan zapalny. Kontakt z niektórymi alergenami prowadzi do uczulenia. Przeprowadzono badania nad antyalergiczną aktywnością katechin. Badano antyalergiczne składniki drzewa herbaty oolong oraz hamujące działanie katechin na histaminę uwalnianą z komórek tucznych otrzewnej szczura biernie uczulonych przeciwciałem IgE przeciwko albuminie jaja. GCG była najsilniejszym składnikiem antyalergicznym wśród katechin herbaty (Ohmori i wsp. 1995). Ekstrakty z Acerola bagasse (A. bagasse) mogą modulować aktywność proteaz, które działają koagulacyjnie, antykoagulacyjnie i trombolitycznie, a także niszczą fosfolipidy, zmniejszając tym samym stan zapalny i agregację płytek krwi (Marques et al. 2018). Ekstrakty metanolowe z kory łodygi Vitellaria paradoxa (V. paradoxa) wykazały aktywność przeciwzapalną i przeciwartretyczną w ostrym i przewlekłym zapaleniu u szczurów Wistar albino (Foyet i wsp. 2015). Chlorheksydyna i ekstrakty z zielonej herbaty zmniejszały korozję i zużycie zębiny. Niektóre inhibitory metalo proteazy macierzy mogą być środkiem zapobiegawczym w zapobieganiu erozji-ścierania zębiny (Magalhães et al. 2009).

Antywirusowa i przeciwnowotworowa aktywność

Przeprowadzono wiele badań nad zapobieganiem i leczeniem infekcji wirusowych (odra, AIDS, ospa wietrzna, SARS, MERS, Ebola, itp.). W badaniu eksperymentalnym wykazano aktywność przeciw wirusowi grypy katechin z zielonej herbaty (Ide et al. 2014). Ent EC-(4alpha→8) EC (Ent-Epiafzelechin-(4alpha -> 8) -epiafzelechin z Cassiajavanica nie wpływał na żywotność i proliferację komórek, ale zakłócał penetrację i adhezję komórek wirusa herpes simplex (Cheng 2006). W badaniach klinicznych, płukanie gardła zieloną herbatą trzy razy dziennie nie zmieniło wskaźnika zachorowań na wirusa grypy. Badacze zasugerowali, że potrzebne są dalsze badania nad aktywnością przeciwwirusową katechin (Ide et al. 2014). W badaniach znaleziono w roślinach substancje przeciwnowotworowe, które hamują proliferację komórek nowotworowych, w tym katechiny. Bogate w polifenole ekstrakty z Lawsonia inermis (L. inermis) L. (Henna) hamują działanie rodników oksydacyjnych i proliferację komórek nowotworowych (Kumar et al. 2016).

Aktywacja przejścia bariery skórnej

Katechiny mają doskonałą aktywność antyoksydacyjną, ale ich duża masa cząsteczkowa i wiązanie się z dwuwarstwą lipidową skóry stanowią przeszkodę w przejściu bariery skórnej. Istnieją liczne próby pokonania tego problemu. Podawanie śródskórne za pomocą mikroigieł umożliwia przenikanie EGCG do głębszych warstw skóry. Mikroporacja skóry za pomocą mikroigiełek maltozowych ułatwia przenikanie EGCG przez warstwę rogową do głębszych warstw skóry, w tym do żywego naskórka i skóry właściwej (Puri i wsp. 2016). W oparciu o zastosowanie emulsji olejowo-wodnych o różnej zawartości oleju, mieszanina polifenoli zawierających katechiny przy użyciu komórek dyfuzyjnych typu Franza przenikała przez naskórek i skórę właściwą w skórze świni in vitro (Zillich i wsp. 2013). Dodatki hydrofilowe zmniejszają aktywność flawonoidów poprzez zwiększenie ich rozpuszczalności. Penetracja przez skórę flawonoidów z ekstraktu z liści winogron, a także rutyny, kwercetyny i katechin zachodzi przez błony lipofilowe (Arct i wsp. 2002). Ekstrakty EGCG, kwercetyny, 14-EGCG i Ginkgo biloba wykazują doskonałą penetrację skóry w świeżej białej skórze uzyskanej z operacji brzusznej na statycznych komórkach dyfuzyjnych typu Franza (dal Belo i wsp. 2009). Preparaty z estrem monoglicerolu (MGE) i monoolinianem glicerolu (GMO) poprawiają penetrację skóry dzięki różnym właściwościom fizykochemicznym leku. Preparaty MGE charakteryzują się mniejszą lepkością, szybszym uwalnianiem leku i lepszą przenikalnością przez skórę niż preparaty GMO. Niska lepkość preparatów MGE-LC może wpływać na dyfuzję i przenikalność leku przez skórę (Kadhum et al. 2017). Liposomy mogą aktywnie przechodzić przez warstwy skóry dzięki sztucznym fosforowym membranom lipidowym. Fosfolipidy wykazują wybitne powinowactwo do pewnych grup flawonoidów, a mieszanina katechin i fitosomów, czyli kompleksu naturalnie aktywnych składników i fosfolipidów (głównie lecytyny), poprawia elastyczność skóry (Bombardelli 1991). Interakcje pomiędzy peptydem kolagenu rybiego (FCP) a EGCG analizowano przy użyciu technik spektroskopowych, takich jak widma fluorescencyjne, dichroizm kołowy i spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR). Stwierdzono większą ekspozycję proliny podczas tworzenia kompleksów FCP-EGCG. FCP działa jako wzmacniacz EGCG i zwiększa wchłanianie EGCG do skóry i organizmu (Yang i wsp. 2015c). Mikrocząsteczki chitozanu zawierające ekstrakty z zielonej herbaty wykazują przenikanie katechin do tkanek podskórnych, a badania metabolizmu pokazują, że mikrocząsteczki chitozanu poprawiają podskórne dostarczanie katechin, jednocześnie ograniczając ich degradację przez enzymy skórne (Wisuitiprot i wsp. 2011).

Promocja aktywności komórek

Wpływ naturalnych ekstraktów, w tym katechin, na aktywność komórek był szeroko badany. Ekstrakty z czarnej, zielonej i białej herbaty wykazują aktywność antymelanogenną w immortalizowanych melanocytach. Sfermentowane liście herbaty mają najniższą cytotoksyczność i najwyższą aktywność antymelanogenną (Kim i wsp. 2015). EGCG zmniejszył wydzielanie i produkcję melaniny w ludzkich komórkach czerniaka w mechanistycznym badaniu promującym nawilżenie skóry, w którym mierzono właściwości antyoksydacyjne i pigmentacyjne. EGCG zwiększa ekspresję genu syntazy kwasu hialuronowego i proliferację komórek (Kim et al. 2018). EGCG-5′-O-α-glukopiranozyd (EGCG-5′Glu), pochodna EGCG, ma działanie antyoksydacyjne zarówno w systemach bezkomórkowych, jak i komórkowych. EGCG-5′Glu przywraca żywotność komórek pod wpływem reaktywnych form tlenu (ROS), reguluje kaspazy i cząsteczki przeżycia komórkowego oraz zwiększa proliferację komórek poprzez modulację aktywności NF-κB (Han et al. 2018).

Utylizacja osadów ściekowych

Wykorzystanie osadów ściekowych o wysokiej wartości dodanej w farmacji, kosmetyce i żywności poczyniło znaczne postępy. Tanina, ekstrakt z odpadów stałych powstających w procesach przemysłowych kasztanowca, jest skutecznym naturalnym antyoksydantem dla przemysłu kosmetycznego, spożywczego i farmaceutycznego (Aires et al. 2016). Zużyte fusy kawowe są doskonałym źródłem związków bioaktywnych interesujących dla przemysłu kosmetycznego i farmaceutycznego, a metylantyny i fenole są związkami prozdrowotnymi obecnymi w zużytych fusach kawowych. FTIR została wykorzystana do oceny użytecznych składników aktywnych w zużytych fusach kawowych (Magalhães et al. 2016). Identyfikacja i kwantyfikacja związków fenolowych oraz aktywność zmiatania rodników dwóch produktów ubocznych Vitis vinifera L. cv noir wykazała, że mają one wysoki potencjał jako antyoksydanty (Reis et al. 2016). Procyjanidyny, składające się z oligomerów katechinowych, funkcjonują w aktywności antyoksydacyjnej, chelatowaniu metali, wychwytywaniu rodników i bezpośrednim wiązaniu enzymów. W oparciu o te wyniki, oligomery procyjanidyn silnie wiążą się z trwałymi włosami keratynowymi i hamują niszczenie włosów spowodowane uszkodzeniem oksydacyjnym (Kim 2011). Laccase katalizuje polimeryzację związków fenolowych, co sugeruje, że katalizowana przez laccase polimeryzacja naturalnych fenoli może być zastosowana do opracowania nowych pigmentów kosmetycznych (Jeon et al. 2010). W badaniach skórki i nasion ekstrakty ze skórki wykazują wyższą zawartość polifenoli ogółem oraz aktywność antyoksydacyjną (Kosińska i wsp. 2012). W analizach charakteryzacyjnych i ilościowych z wykorzystaniem HPLC-ESI-MS/MS najwyższy poziom aktywności antyoksydacyjnej w częściach jadalnych owoców araticum wykazywała skórka, następnie miąższ, a potem nasiona (Arruda i wsp. 2017). W badaniach łusek ziarna kakaowego z wykorzystaniem obróbki gorącą wodą, bogate w antyoksydanty ekstrakty fenolu, cukru i obrominy powstawały podczas obróbki w temperaturze 170°C przez 30 min (Hernández-Hernández et al. 2018). Łupina Artocarpus heterophyllus (A. hererophyllus) jest dobrym źródłem naturalnych antyoksydantów i innych fizjologicznie aktywnych substancji, w tym katechin, zgodnie z wynikami różnych analiz, takich jak LC-MS/MS i GC/MS (Sharma et al. 2013). Orzechy sapucaia i ich produkty uboczne są bogate w związki fenolowe, które wykazują wysoką aktywność antyoksydacyjną. Zawartość fenolu jest szczególnie wysoka w skorupie (Demoliner i wsp. 2018). W innym badaniu zbadano aktywność antyoksydacyjną włókien kory czterech odmian kokosa, a składniki fenolowe i aktywność antyoksydacyjna skorupy kokosa zostały potwierdzone (Oliveira et al. 2013).

Stabilizacja

Katechiny mają wysoką aktywność antyoksydacyjną i chronią skórę przed promieniami UV słońca. Prowadzonych jest wiele badań nad stabilizacją katechin, które są bardzo niestabilne w świetle słonecznym. Dodanie kwasu α-liponowego do katechin może wytworzyć skuteczny antyoksydant poprzez stabilizację EGCG (Scalia et al. 2013). Komponenty powinny być ściśle monitorowane podczas oceny kompatybilności katechin i substancji pomocniczych powszechnie stosowanych do mikro- i nanoemulsji w testach komplementarnych i termicznych. Szczególnie w przypadku preparatów zawierających liposomy należy unikać procesów produkcyjnych opartych na wysokiej temperaturze (Ferreira-Nunes i wsp. 2018). Flawonoidy, alkaloidy i kwasy fenolowe w pastach do zębów z zielonej herbaty były analizowane pod kątem stabilności na różnych poziomach pH i były bardziej stabilne w niskim pH (Jang i wsp. 2014). W tych samych warunkach badano fotostabilność EGCG przy użyciu rozpuszczalnego w wodzie filtra UVB, benzofenonu-4(BP-4). Wyniki wykazały, że fotostabilność była zależna od stężenia; maksymalny poziom fotostabilizacji EGCG (utrata katechiny, 29,4 ± 2,2%) osiągnięto w obecności 2,1% (w/w) BP-4 (Bianchi et al. 2011). Badanie stabilizacji kolagenu na bazie katechiny wykazało, że interakcje hydrofobowe i interakcje wiązań wodorowych wpływają na stabilizację kolagenu przez polifenole roślinne (Madhan et al. 2005). Ekstrakty z C. decapetala posiadają właściwości antyoksydacyjne dzięki związkom fenolowym zawartym w liściach. W stężeniu 0,2% ekstrakty z C. decapetala zmniejszały degradację oksydacyjną emulsji olej w wodzie (Gallego et al. 2017).

Model hodowli biopsyjnej tkanek

Wyniki zastosowań katechin in vivo nie są tożsame z wynikami in vitro. Modele biokultury tkankowej odgrywają cenną rolę zastępując doświadczenia na zwierzętach w badaniach nad katechinami. Aby udowodnić zasadę, że białka i kluczowe markery genów mogą być zmienione w zoptymalizowanym modelu hodowli biopsji całej tkanki, preparaty miejscowe zawierające katechiny zielonej herbaty były badane w modelu hodowli biopsji skóry (Sidgwick et al. 2016). EpiDerm ma właściwości antyoksydacyjne takie jak żywe organizmy i może eliminować czynniki stresu oksydacyjnego wywołane przez EGCG w warunkach eksperymentalnych in vitro (Yuki i wsp. 2013). W eksperymencie z użyciem komórek HaCaT i RBL-2H3 obiektywnie udowodniono bezpieczeństwo i działanie przeciwzapalne nanoenkapsulowanych rozpuszczalnych w lipidach ekstraktów z liści zielonej herbaty przy użyciu metody ekstrakcji nadkrytycznym CO2 (Shin et al. 2019).

Bezpieczeństwo stosowania u ludzi

Chociaż naturalne ekstrakty są skuteczne jako antyoksydanty i środki przeciwdrobnoustrojowe, bezpieczeństwo katechin powinno być zapewnione w rzeczywistych zastosowaniach u ludzi. Badania nad bezpieczeństwem katechin zostały przeprowadzone w eksperymentach na zwierzętach i testach klinicznych u ludzi. Propionidyna B-2 wspomaga wzrost włosów i potrzebne są badania bezpieczeństwa stosowania jej u ludzi. Miejscowa procyjanidyna B-2 była bezpieczna i akceptowalna w serii testów toksyczności. Badania mutagenności z wykorzystaniem świnek morskich, bakterii i królików wykazują, że procyjanidyna B-2 nie jest mutagenem (Takahashi et al. 1999). W badaniach charakterystyki i biokompatybilności „zielonych” nanocząstek srebra z wykorzystaniem polifenoli zielonej herbaty, nanocząstki srebra były nietoksyczne i biokompatybilne (Moulton et al. 2010).

Właściwości antyoksydacyjne katechin wykorzystywane do innych zastosowań

Oprócz bezpośredniej aktywności antyoksydacyjnej, katechiny są badane w celu zwiększenia ich użyteczności w różnych dziedzinach. W celu zwiększenia szybkości procesu farbowania włosów przy użyciu produktów roślinnych, polimerowe barwniki fenolopochodne z Trametes versicolor wykorzystują reakcję lakkazy z katechinami i katecholem, aby uzyskać trwałą keratynową farbę do włosów o różnych kolorach i odcieniach (Im i Jeon 2016). Materiały do pakowania żywności lub aktywne membrany zawierające antyoksydanty, takie jak katechinopochodne EGCG i EC, to nowy sposób na ograniczenie utleniania żywności, kosmetyków i farmaceutyków z wykorzystaniem materiałów biopolimerowych. Aktywność antyoksydacyjna folii była mierzona poprzez usuwanie ekstraktów metanolowych zawierających katechiny i EC, a ich ilości wynosiły odpowiednio 32,90% i 36,68% (Iñiguez-Franco i wsp. 2012). Kwas taninowy, EGCG i ECG wiązały się z kolagenem poprzez rozległe wiązania wodorowe wzmocnione oddziaływaniami hydrofobowymi. Uniemożliwiały swobodny dostęp kolagenazy do aktywnych obszarów w łańcuchach kolagenowych (Jackson i wsp. 2010).

Synergistyczne działanie metody i procesu ekstrakcji

Podjęto wiele prób poprawy skuteczności i wykorzystania katechin oraz efektywnego zastosowania ich właściwości antyoksydacyjnych w organizmie człowieka. Właściwości antyoksydacyjne i UV-barierowe cząsteczek mogą być wykorzystane w preparatach kosmetycznych i dermatologicznych po opracowaniu i zweryfikowaniu metody selektywnej wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) do oceny optymalnej skuteczności katechin w opracowywaniu preparatów stosowanych miejscowo (Ferreira-Nunes i wsp. 2017). Spektroskopia w bliskiej podczerwieni (NIRS) została zaproponowana jako szybki i nieniszczący sposób pomiaru zawartości trzech głównych fenoli (kwasu kofeinowego, (+)-katechiny i kwasu chlorogenowego) (Magalhães et al. 2016). Chemiczna modyfikacja antocyjanów i procyjanidyn do bardziej lipofilnych związków za pomocą spektroskopii masowej ma tę zaletę, że zwiększa biodostępność w matrycach biologicznych, ponieważ aktywność antyoksydacyjna wzrasta w oparciu o acylowanie procyjanidyny B4 przez nasycone kwasy tłuszczowe (Cruz et al. 2015). Polifenole i peptydy kolagenowe mogą być zastosowane do projektowania czystych produktów, poprzez tworzenie agregatów laktoferyna (LF)-EGCG, które są niszczone głównie poprzez mechanizmy konkurencji z cząsteczkami EGCG (Yang i wsp. 2015a). Mechanizm i właściwości strukturalne trójwartościowych agregatów LF i pektyn w analizie wielospektralnej wskazują, że intensywność fluorescencji LF maleje, podczas gdy intensywność fluorescencji EGCG wzrasta (Yang i wsp. 2015b). Analiza spektralna FTIR potwierdziła, że wiązania wodorowe pomiędzy alifatycznymi, katechinowymi i aromatycznymi grupami hydroksylowymi na żelatynie były odpowiedzialne za samoorganizację nanocząstek. W eksperymentach z wolnymi rodnikami, katechiny mogły być chronione przez nanocząstki i utrzymywać się przez dłuższy czas (Chen et al. 2010). Opracowano wydajną, precyzyjną i wiarygodną metodę ilościowego oznaczania katechin polifenolowych i EC w roztworze ekstraktu z aguaraná przy użyciu metody HPLC-PDA (Klein i wsp. 2012). Trzy różne rozpuszczalniki i dwie metody ekstrakcji zostały użyte do porównania całkowitej zawartości polifenoli i flawonoidów w ekstraktach ze strąków tara. Całkowita zawartość polifenoli była najwyższa, gdy użyto 75% roztworu etanolu w godzinnym procesie ultradźwiękowym, a zawartość flawonoidów była najwyższa, gdy ekstrahowano przez 24 h w zimnej wodzie. Ekstrakty wodne były jednak skuteczne tylko na wczesnych etapach procesu utleniania, co wskazuje, że 75% ekstrakcja etanolowa jest najlepszą metodą izolacji polifenoli (Skowyra i wsp. 2013). W badaniu asynergistycznym pomiędzy parametrami procesu stwierdzono, że wzmocnienie procesu obróbki ultradźwiękowej znacząco przyspiesza odzysk antyoksydantów fenolowych i skraca czas przetwarzania (Arruda i wsp. 2019). Wyciągi procyjanidynowe z pestek winogron zapobiegają uszkodzeniom większości tkanek i cząsteczek w wyniku traktowania nanocząsteczkami (Niu et al. 2017).

.