המטרה של הפרוטוקול היא להכין את hydrolysate קרטין מן נוצות העוף הידרוליזה אלקליין אנזימטיות, כדי לבדוק אם הוספת hydrolysate קראטין לתוך משחה קוסמטיקה הבסיס משפר את תפקוד מחסום העור (מגביה הידרציה ו צמצום איבוד המים transepidermal). הבדיקות נערכות על גברים ואישה מתנדבים.
קרטין hydrolysates (KHs) הם הרכיבים הסטנדרטיים הוקמה בתמרוקים ובישום. הבנת השפעת לחות ח’ היא יתרון עבור מוצרי קוסמטיקה לטיפוח העור. המטרות של הפרוטוקול הם: (1) כדי לעבד נוצות העוף לתוך ח’ על ידי הידרוליזה אלקליין אנזימטי וטהרם על-ידי דיאליזה, (2) כדי לבדוק אם הוספת ח’ לתוך בסיס משחה (אבוב) מגבירה את לחות העור, משפר את תפקוד מחסום העור על ידי צמצום אובדן מים transepidermal (TEWL). במהלך הידרוליזה אלקליין אנזימטי נוצות מודגרת קודם בטמפרטורה גבוהה בסביבה אלקליין ולאחר מכן, תחת תנאים מתון, הידרוליזה עם האנזים הפרוטאוליטי. הפתרון של ח’ הוא דיאליזה, ואקום מיובשים, ונגרס על אבקה. ניסוחים קוסמטיים המורכבת משמן בתחליב מים (O/W) המכיל 2, 4 ו- 6% במשקל של ח’ (מבוסס על משקל OB) מוכנות. בדיקות לחות המאפיינים של ח’ מתבצעת ב-10 אנשים, 10 נשים במרווחי זמן של 1, 2, 3, 4, 24 ו 48 ה ניסוחים נבדק פרוסים באתרים האמה volar degreased. לחות העור של הקרנית (SC) מוערך על ידי מדידת קיבוליות של העור, אשר הוא אחד מהשיטות בשימוש ופשוט ביותר ברחבי העולם. TEWL מבוססת על מדידת כמות המים מועברים לכל אזור מוגדר תקופת זמן מן העור. שתי השיטות הן לחלוטין לא פולשנית. ח’ הופך occlusive מעולה; בהתאם התוספת של ח’ לתוך OB, מביאה להקטנת 30% TEWL לאחר היישום. ח’ משמשת גם כחברת humectant, כמו זה נקשר מים מ בשכבות הנמוכות של האפידרמיס SC; על תוספת ח’ האופטימלי ב OB, למעלה כדי 19% עלייה הידרציה גברים ו- 22% עלייה נשים מתרחש.
בתי המטבחיים, תעשיית המזון, תעשיית שיזוף מדי שנה מייצרים כמויות עצומות של תוצרי קרטין מוצק – צמר, נוצות, זיפים, פרסות, טפרים, קרניים, וכדומה. על פי נתונים סטטיסטיים האחרון, המשקל הכולל בשידור חי של תרנגולות, תרנגולי הודו, ברווזים, ועופות אחרים שחט בארה ב הוא 62.5 מיליארד פאונד לכל השנה1; האיחוד האירופי הוא כ 28.7 מיליארד ליש ט בשנה. בהתחשב כי הנוצות לעשות עד 8.5% של המשקל הכולל עופות, ארה ב לבד מייצרת מדי שנה כ 5.3 מיליארד פאונד של נוצות פסולת2.
קראטין הוא חלבון מפגין עמידות כימית גבוהה כי זה חזק צולבים גשרים דיסולפידי רינדור העיבוד שלו קשה. קבלת מוצרים מסיסים דורש ביקוע חוצה קישורים ואולי בביצוע הידרוליזה של חלבון3. פצילות הגשרים דיסולפידי רשאי להמשיך דרך תגובה של אניון תיול על פי4,התבנית הבאה5:
S– + S-bSc– ↔ – Sb– + – SSc–
עם רמת ה-pH מאוד גבוה, הידרוליזה של הגשרים דיסולפידי מופיע גם, לפי דפוס6
–– אס אס + OH– ← – S– – SOH
בתנאים מתון (pH 8 כ), אפילו sulfitolysis מתקיים לפי התבנית הבאה:
– אס – + HSO ←3– – SH + -SSO3–
הדרך החסכונית ביותר של משפיל קרטין הוא פירוק מיקרוביאלי, אשר מאופיין על ידי תנאי ריאקציה מתון במהלך עיבוד וגבוה התמוטטות יעילות (כ 90%)7,8. Keratinases מיוצרים על ידי מספר החיידקים שבודד פסולת, אדמה, קרטין9. Keratinases חיידקים hydrolyze מבנים צולבים חריפה הנוקשה קרטין10 וח’ וכתוצאה מכך מוכן הוא עשיר בחלבונים מסיסים, ללא אובדן של חומצות אמינו חיוניות זוהה זה11.
על מנת לשלב את חלבון ההכנות קוסמטי (למשל, אמולסיות, קרמים, ג’לים), הדרישות להבטיח כי חלבונים כאלה הם מסיסים במים, המערכות נתון הם שקופים, את צבירת מחדש של פפטידים הוא נמנע בשל אינטראקציות הידרופוביות. לכן, מקובל ליישם את hydrolysates של חלבונים, כגון הידרוליזה קולגן, אלסטין, קרטין. בעת הוספת hydrolysates לתוך אמולסיות קוסמטיים, הפעולות הננקטות כדי להבטיח כי hydrolysate קודם מומס במים. במקרים מסוימים, רצוי כי החלבון (או את hydrolysate) הוא מסיס באלכוהול או ממיסים אורגניים אחרים12.
ח’ בדרך כלל בהשתתפות שמפו, מזגנים, קרמים, סרומים התזונתי שיער, כמו גם mascaras, לק של סוכנים איפור העין. ההשפעות ח’ הכריז בדרך כלל כוללים ויוצרים סרט מגן, החלקת השיער או מסמר המבנה, פלסטיות מוגברת והמראה של היווצרות שטופלו, המסדיר את העקביות של מוצרים, ולעודד היווצרות קצף13 , 14. גם הוכח כי ח’ מפחית מתח, ומכאן תוספי בקוסמטיקה יכולים להקל על הפחתה בכמות emulsifier הוסיף לייצב קרמים. ח’ להגביל את ההשפעות של גירוי המופעלות על-ידי ניקוי סוכנים (פיתחה) אל העור, העיניים, השיער, ובכך להקטין תופעות לוואי פוטנציאליות של ניקיון סוכנים על רקמות (למשל, התייבשות של העור, קשיות, מחסום ירידה בתפקוד העור). יכולת האגירה גבוהה של hydrolysates הוא מנוצל גם כדי לייצב את רמת החומציות של קוסמטיקה; פפטידים באורך קצר יותר יש יותר חציצה אפקט15,16. למרות KHs להפוך הקמנו בתור הרכיבים הסטנדרטיים שיער ציפורניים קוסמטיקה וכן מנוצל ב מוצרי טיפוח העור, מחקרים על השפעת לחות ח’ אינם מופיעים בספרות העכשווית.
פותחה טכנולוגיה אלקליות-אנזימטי לעיבוד תוצרי לוואי קראטין לתוך ח’, ויש בדיקות פעיל בתהליך על ההשפעות של מספר תוספים קוסמטיים17,18,19,20 , 21 , 22. היתרון של שני שלבים הידרוליזה אלקליין אנזימטי באמצעות פרוטאזות מיקרוביאלי נוצות העוף משיגה יעילות גבוהה בתנאים תגובה קלה ואת האיכות של ח’ הוא גבוה מאוד לעומת הידרוליזה המועסקים חומצות חזקות או בסיסים (אלקלים). בשלב הראשון, נוצות מודגרת בטמפרטורה גבוהה בסביבה אלקליין, אשר באופן חלקי משבש את מבנה קרטין, מתנפח הנוצות; לאחר התאמת רמת ה-pH, הנוצות הן הידרוליזה עם אנזים הפרוטאוליטי בתנאים קלה בשלב השני. ח’ dialyzed בעל תכולה גבוהה של חלבונים.
המטרות של השיטה המתוארת כאן עיבוד עופות הנוצות לתוך ח’ באמצעות הידרוליזה אלקליין אנזימטיות, בוחן את השפעת לחות המאפיינים של ח’ חלה על תחליב קוסמטיים O/W. המאפיינים לחות נחקרות על ידי פלייבק פולשני שיטות ויוו. השיטות הנפוצות למדידת תפקוד הידרציה ומכשול העור של SC כוללים מדידת תכונות חשמליות של העור (מוליכות או קיבול). שיטות שונות עבור חוקרים SC הידרציה כוללים ליד אינפרא-אדום מולטי ספקטריאליות מדמיין את השיטה (נים), ספקטרוסקופיה תהודה מגנטית גרעינית, טומוגרפיה אופטית קוהרנטית או העברה תרמית ארעי23. מחסום הפונקציה של SC המתייחס TEWL של SC, הוא נמדד לפי שיטת החדר מאוורר, שיטת החדר מאוורר וכן שיטת החדר פתוח24.
המאפיינים של ניסוחים מודל נקבעים באמצעות מתאם מרובה בדיקה MPA 5 עם שלושה סוגים של הגששים. Corneometer הראשון, 825 ס מ, מידות לחות העור על-ידי הערכת שינויים ביכולת חשמל של פני השטח של העור; הקבל מדידה מציג שינויים קיבוליות של פני העור ביחידות corneometric. Corneometer נותן רק הערכה היחסי של העור לחות25. TEWL, המכשיר השני, tewameter TM 300, משמש למדידת צפיפות ה גרדיאנט אידוי מים (ב מכשיר פתוח קאמרית בהתבסס על חוק דיפוזיה של Fick) מן העור באופן עקיף על ידי שני זוגות של חיישנים (טמפרטורה, לחות יחסית) המציין את כמות המים מובלים לכל אזור מוגדר תקופת זמן (g/m2/h). בשיטה זו ניתן לזהות אפילו שמץ שיבוש העור מכשול פונקציה26. PH של העור הוא סימן אחד של מכשול ותפקוד אנטי מיקרוביאליים SC27. החומציות של המעטפת העור נמדדה על ידי בדיקה העור PH 905 (השלישי) מחובר לתחנת מגפ ס 5. המכשיר שתוכנן במיוחד הזה מורכב אלקטרודת זכוכית מצופה שטוח של מגע עם העור מלא, מחובר מודד. המערכת מודדת שינויים פוטנציאלי עקב הפעילות של קטיונים מימן סביב לשכבה דקה מאוד של צורות מוצק למחצה נמדד בחלק העליון של המכשיר. שינויי מתח מוצגים pH28.
אנו מציגים ניסויים כולל שלושה חלקים: (1) הכנה של ח’ מ עוף נוצות על ידי שני שלבים הידרוליזה אלקליין אנזימטי וטיהור שלה על-ידי דיאליזה (הוצאת מלחים ושברים נמוך-מולקולרי), (2) הכנת קוסמטיקה ניסוחים המכיל 2, 4 ו- 6% ח’, ו- (3) בדיקת המאפיינים של ח’ על ידי מדידת לחות, TEWL, העור ועור pH. הבדיקה בוצעה על 10 נשים עם והגיל הממוצע של 27.2 שנה, ב-10 אנשים עם והגיל הממוצע של שנים 26.2. השיטה של בחירת המתנדבים ולאחר הבדיקה עצמה נערכו על פי עקרונות אתיים הבינלאומי של מחקר ביו-רפואי ניצול ניסויים29; כל אדם נתן שלהם מדעת לפני ההכללה במחקר. לפני בדיקת התחילה, המתנדבים התבקשו להשלים שאלון על מצב הבריאות שלהם. המתנדבים מחויבים למנוע החלת כל מוצר קוסמטי אתרי מבחן והאזורים הסובבים במהלך 24 שעות לפני, במהלך תקופת הבדיקה; יתר על כן, הם הורשו רק ערב קצר שוטף עם מים זורמים.
היתרון של הידרוליזה אלקליין אנזימטי הוא כך שניתן יהיה לשנותה בהתאם יישומים עתידיים של ח’. לדוגמה, קוסמטיקה טיפוח לשיער היישומים שבהם צבע חום בקלילות של מוצר אינה מהווה מכשול, טמפרטורה גבוהה יותר ב הידרוליזה ניתן להחיל שמוביל תשואה גבוהה יותר של ח’. בנוסף, זמן העיבוד יותר במהלך שני השלבים של…
The authors have nothing to disclose.
מאמר זה נכתב עם תמיכה של הפרויקט איגה/רגל/2017/007 של תומאס באטה אוניברסיטת Zlin.
Material or chemicals | |||
LIPEX 100T | Novozymes | LJP30020 | Lipex – enzyme produced by submerged fermentation of a genetically-modified microorganism, activity 100 KLU/g |
Savinase Ultra 16L | Novozymes | PXN40001 | Savinase – enzyme produced by submerged fermentation of a genetically-modified microorganism, activity 16 KNPU-S/g |
Potassium hydroxide, KOH | Sigma-Aldrich | 302510289 | Potassium hydroxide, KOH, 97,0 %, Mr 56,11 |
Phosphoric acid solution, H3PO4 | Sigma-Aldrich | W290017 | Phosphoric acid solution, H3PO4, 85 wt. % concentration in water, Mr 98,00 |
Sodium chloride physiological solution | Sigma-Aldrich | 52455 | Tablets of BioUltra NaCl physiological solution; 1 tablet in 1000 mL of water yields 0.9 % NaCl |
Sodium hydroxide, NaOH | Penta s.r.o. | 40216 | Sodium hydroxide, NaOH, 97,0 %, Mr 40,00 |
AmiFarm (Cremor base-A) | Fagron | 608425 | Hydrophilic oil in water (O/W) cream base; the composition: aqua, paraffin, paraffin liquid, cetearyl alkohol, Laureth 4, sodium hydroxide, carbomer, methylparaben, propylparaben. |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Equipment | |||
IKA EUROSTAR POWER control-visc stirrers | IKA-labortechnik | Z404020 | Digital laboratory stirrer, for tasks up to the high viscosity range, 230V, 1/cs |
IKA Propeller stirrer, 3-bladed | IKA-labortechnik | R 1381 | Propeller stirrer, 3-bladed, stirrer Ø: 45 mm, shaft Ø: 8 mm, shaft length: 350 mm |
Dialysis tubing closures | Sigma-Aldrich | Z371017-10EA | Dialysis tubing closures, red, size 110 mm |
Dialysis tubing cellulose membrane | Sigma-Aldrich | D9402-100FT | Dialysis tubing cellulose membrane, average flat width 76 mm (3.0 in.) |
DOMO Pot with stailess, LCD | DOMO Elektronic | DO42325PC | Preserving boiler stainless steel, 2000 W, 27-L container (diameter 37 cm, height 30 cm), temperature control 30-100 ° C, operation LCD display |
Hettich zentrifugen Universal 32 | Gemini bv | 2770 GS1R | Mid bench centrifuge, speed 18000 rpm |
LT 3 shaking device | Fischer Scientific | 6470.0002 | Orbital shaking device |
KERN 440-47N | Kern | 440-47N | Laboratory balance |
KERN 770 | Kern | 770 -N | Laboratory analytical balance |
VENTICELL 222 – Komfort | BMT, MMM Group | C 131749 | Drying oven, temperature control 30-100 ° C, air circulation control |
Vacucell 55 – EVO | BMT, MMM Group | B 050328 | Vacuum drying oven, temperature control 30-100 ° C |
PULVERISETTE 19 | Fritsch | 19.1030.00 | Universal cutting mill, rotor with V-cutting edges and fixed knives |
Multi Probe Adapter System MPA 5 | Courage & Kazaka Electronic | 10225237 | MPA 5 Station – equipment for measurement hydratation, TEWL and pH |
Skin pH-meter PH 905 probe | Courage & Kazaka Electronic | Probe to specifically measure the pH on the skin surface or the scalp | |
Corneometer CM 825 probe | Courage & Kazaka Electronic | Probe to determine the hydration level of the skin surface (Stratum corneum). | |
Tewameter TM 300 | Courage & Kazaka Electronic | Probe for the assessment of the transepidermal water loss (TEWL) | |
Heidolph RZR 2020 | Heidolph | 13-225-007-03-1 | Overhead stirrer, mechanical speed setting and stepless transmission; speed range 40-2000 rpm |
Heidolph mechanical stirrer BR 10 | Heidolph | Z336688-1EA | Blade impeller crossed stirrer |
Fagor FS 12 | Fagor | BTT-138 | Laboratory refrigerator with freezer space |
WTW bench pH/mV meter | WTW | Z313165 | High-performance bench pH and pH/conductivity meters for routine and high precision laboratory measurements in research or quality control laboratories |
Container | RPC Superfos | 13-L plastic bucket, diameter 26 cm, height 26 cm | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Software | |||
Microsoft Office 2010 | Microsoft | ||
C+K software | Courage and Khazaka Electronic GmbH | MPA 5 station operating software |