चिकन पंख और सौंदर्य प्रसाधन में अपने आवेदन से केरातिन Hydrolysate की तैयारी
Summary
प्रोटोकॉल का लक्ष्य क्षारीय-एंजाइमी hydrolysis द्वारा चिकन पंख से केरातिन hydrolysate तैयार करने के लिए और परीक्षण करने के लिए है कि एक सौंदर्य प्रसाधन मरहम बेस में केरातिन hydrolysate जोड़ने त्वचा बाधा समारोह में सुधार (जलयोजन बढ़ रही है और कम transepidermal पानी हानि). परीक्षण पुरुषों और महिला स्वयंसेवकों पर आयोजित की जाती हैं ।
Abstract
केरातिन hydrolysates (हिं) बाल सौंदर्य प्रसाधनों में मानक अवयव स्थापित हैं. KH के मॉइस्चराइजिंग प्रभाव को समझना त्वचा की देखभाल सौंदर्य प्रसाधन के लिए लाभप्रद है । प्रोटोकॉल के लक्ष्यों रहे हैं: (1) KH में alkaline-एंजाइमी hydrolysis द्वारा चिकन पंख की प्रक्रिया और यह डायलिसिस द्वारा शुद्ध, और (2) का परीक्षण करने के लिए अगर एक मरहम बेस (ओबी) में KH जोड़ने त्वचा के जलयोजन बढ़ जाती है और कम से त्वचा की बाधा समारोह में सुधार transepidermal जल हानि (टीवल) । क्षारीय के दौरान एंजाइमी hydrolysis पंख पहले एक क्षारीय वातावरण में एक उच्च तापमान पर कर रहे हैं और फिर, हल्के स्थितियों के तहत, proteolytic एंजाइम के साथ hydrolyzed. KH का समाधान dialyzed, वैक्यूम सूख गया है, और एक ठीक पाउडर के लिए मिल गया । 2, 4, और KH के 6 वजन% (ओबी के वजन के आधार पर) से युक्त पानी पायस (ओ/डब्ल्यू) में तेल से शामिल कॉस्मेटिक योगों तैयार कर रहे हैं । KH के मॉइस्चराइजिंग गुणों का परीक्षण 10 पुरुषों और 10 महिलाओं पर 1, 2, 3, 4, 24, और ४८ एच के समय अंतराल पर किया जाता है परीक्षण योगों volar प्रकोष्ठ साइटों पर फैला रहे हैं । परत corneum की त्वचा जलयोजन (अनुसूचित जाति) त्वचा की क्षमता को मापने के द्वारा मूल्यांकन किया जाता है, जो सबसे दुनिया में से एक है व्यापक उपयोग और सरल तरीकों । टीवल एक निर्धारित क्षेत्र और त्वचा से समय की अवधि के अनुसार परिवहन पानी की मात्रा को मापने पर आधारित है । दोनों तरीकों को पूरी तरह से गैर इनवेसिव हैं । KH एक उत्कृष्ट पूर्णावरोधक के लिए बनाता है; ओबी में KH के अलावा के आधार पर, यह आवेदन के बाद टीवल में एक 30% कमी के बारे में लाता है. KH भी एक humectant के रूप में कार्य करता है, के रूप में यह एपिडर्मिस की निचली परतों से अनुसूचित जाति के लिए पानी बांधता है; ओबी में इष्टतम KH इसके अलावा, पुरुषों में जलयोजन में 19% वृद्धि करने के लिए और महिलाओं में 22% वृद्धि होती है ।
Introduction
बूचड़खानों, खाद्य उद्योग, और कमाना उद्योग प्रतिवर्ष ठोस केरातिन द्वारा उत्पादों-ऊन, पंख, bristles, खुरों, पंजे, सींग, और जैसे की भारी मात्रा में उत्पादन । नवीनतम सांख्यिकीय आंकड़ों के अनुसार, संयुक्त राज्य अमेरिका में मुर्गियों, तुर्क्स, बतख, और अंय बलि मुर्गी का कुल जीना वजन प्रति वर्ष ६२,५००,०००,००० पाउंड है1; यूरोपीय संघ में यह लगभग २८,७००,०००,००० प्रति वर्ष पाउंड है । यह देखते हुए कि पंख कुल पोल्ट्री वजन के ८.५% करने के लिए बनाने के लिए, अकेले संयुक्त राज्य अमेरिका के अकेला सालाना लगभग ५,३००,०००,००० £ अपशिष्ट पंख2का उत्पादन ।
केरातिन एक प्रोटीन उच्च रासायनिक प्रतिरोध का प्रदर्शन है क्योंकि यह दृढ़ता से पार है डाइसल्फ़ाइड पुलों है कि अपने प्रसंस्करण मुश्किल प्रदान के साथ जुड़ा हुआ है । घुलनशील उत्पादों को प्राप्त करने के पार से लिंक और संभवतः पेप्टाइड बांड3के hydrolysis बाहर ले जाने की आवश्यकता है । डाइसल्फ़ाइड पुलों की दरार निंनलिखित पैटर्न के अनुसार thiol आयनों की एक प्रतिक्रिया के माध्यम से आगे बढ़ सकता है4,5:
sa– + – sbsc– ↔ – sb– + – sasc–
एक बहुत ही उच्च पीएच स्तर के साथ, डाइसल्फ़ाइड पुलों के hydrolysis भी दिखाई देता है, पैटर्न के अनुसार6
– SS– + ओह– → – S– + – सोह
हल्के शर्तों के तहत (पीएच लगभग 8), यहां तक कि sulfitolysis निंनलिखित पैटर्न के अनुसार जगह लेता है:
– SS-+ HSO3– →-एसएच + – एसएसओ3–
अपमानजनक केरातिन का सबसे किफायती तरीका है माइक्रोबियल टूटने, जो प्रसंस्करण और उच्च टूटने दक्षता (लगभग ९०%)7,8के दौरान हल्के प्रतिक्रिया की स्थिति की विशेषता है । Keratinases कुछ बैक्टीरिया मिट्टी और केरातिन अपशिष्ट9से पृथक द्वारा उत्पादित कर रहे हैं । माइक्रोबियल keratinases hydrolyze कठोर और दृढ़ता से पार से जुड़े केरातिन संरचनाओं10 और जिसके परिणामस्वरूप तैयार KH घुलनशील प्रोटीन में समृद्ध है, आवश्यक अमीनो एसिड में कोई नुकसान नहीं के साथ यह11में पता चला ।
कॉस्मेटिक तैयारियों में एक प्रोटीन को शामिल करने के लिए (जैसे, पायस, लोशन, और जैल), आवश्यकताओं को सुनिश्चित करता है कि ऐसे प्रोटीन पानी में घुलनशील हैं, दिए गए सिस्टम पारदर्शी हैं, और जो पेप्टाइड्स के पुन: एकत्रीकरण के कारण बचा है hydrophobic बातचीत । इसलिए, एक आम अभ्यास के लिए प्रोटीन की hydrolysates लागू है, जैसे hydrolyzed कोलेजन, elastin, और केरातिन । कॉस्मेटिक इमल्शन में hydrolysates जोड़ते समय, यह सुनिश्चित करने के लिए कदम उठाए जाते है कि hydrolysate पहले पानी में घुल जाए । कुछ मामलों में, यह वांछनीय है कि प्रोटीन (या hydrolysate) शराब या अंय कार्बनिक सॉल्वैंट्स12में घुलनशील है ।
KH आम तौर पर शैंपू, कंडीशनर, लोशन, और बालों के लिए पोषक सीरम, साथ ही काजल, नेल पॉलिश, और आंख मेकअप एजेंटों में चित्रित किया है । KH प्रभाव आमतौर पर एक सुरक्षात्मक फिल्म के गठन, बाल या नाखून संरचना, बढ़ प्लास्टिक और इलाज गठन की उपस्थिति चिकनी, उत्पादों की निरंतरता को विनियमित, और फोम के गठन को बढ़ावा देने में शामिल घोषित13 , 14. यह भी दिखाया गया है कि KH सतह तनाव को कम कर देता है, इसलिए सौंदर्य प्रसाधनों में पूरकता पायसीकारकों की मात्रा में कमी करने के लिए क्रीम को स्थिर जोड़ा सुविधा कर सकते हैं । KH त्वचा, आंखों, और बालों के लिए सफाई एजेंटों (सर्फेक्टेंट) द्वारा ट्रिगर जलन के प्रभाव को सीमित, इस प्रकार ऊतक पर सफाई एजेंटों के किसी भी संभावित दुष्प्रभाव को कम करने (उदा, त्वचा की निर्जलीकरण, कठोरता, और कमी की बाधा समारोह त्वचा) । hydrolysates के उच्च बफ़रिंग क्षमता भी सौंदर्य प्रसाधनों के पीएच को स्थिर करने के लिए शोषण किया जाता है; छोटे लंबाई के पेप्टाइड्स एक अधिक से अधिक बफ़रिंग प्रभाव15,16है । हालांकि हिं बाल और नाखून प्रसाधनों में मानक घटकों के रूप में स्थापित किया गया है और साथ ही त्वचा की देखभाल के लिए उत्पादों में उपयोग किया जा रहा है, KH के मॉइस्चराइजिंग प्रभाव पर अध्ययन समकालीन साहित्य में दिखाई नहीं देते.
alkaline-एंजाइमी प्रौद्योगिकी द्वारा केरातिन प्रसंस्करण के लिए विकसित किया गया है KH में उत्पादों, और सक्रिय परीक्षण कॉस्मेटिक additives की एक संख्या के प्रभाव पर प्रक्रिया में है17,18,19,20 , 21 , 22. चिकन पंख के लिए माइक्रोबियल टीज़ का उपयोग कर दो चरण alkaline-एंजाइमी hydrolysis का लाभ हल्के प्रतिक्रिया शर्तों के तहत उच्च दक्षता प्राप्त है और KH की गुणवत्ता में मजबूत एसिड में कार्यरत hydrolysis के विपरीत बहुत अधिक है या क्षार. पहले चरण में, पंख एक क्षारीय वातावरण में एक उच्च तापमान पर होते हैं, जो आंशिक रूप से केरातिन संरचना को बाधित करते हैं और पंख फूल जाते हैं; पीएच समायोजित करने के बाद, पंख दूसरे चरण में हल्के परिस्थितियों में एक proteolytic एंजाइम के साथ hydrolyzed हैं । dialyzed KH प्रोटीन की एक उच्च सामग्री के पास ।
विधि के प्रयोजनों के यहां वर्णित alkaline-एंजाइमी hydrolysis के माध्यम से एक KH में पोल्ट्री पंख प्रसंस्करण कर रहे है और ओ/डब्ल्यू कॉस्मेटिक पायस के लिए लागू KH के गुणों मॉइस्चराइजिंग के प्रभाव का परीक्षण । मॉइस्चराइजिंग गुण vivo मेंवाद्य गैर इनवेसिव तरीकों से जांच कर रहे हैं । त्वचा जलयोजन और अनुसूचित जाति के बैरियर समारोह को मापने के लिए सबसे लगातार तरीकों त्वचा के बिजली के गुणों को मापने (कंडक्टर या समाई) शामिल हैं । अनुसूचित जाति जलयोजन की जांच के लिए विभिंन तरीकों अवरक्त multispectral कल्पना विधि (एनआईएम), परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी, ऑप्टिकल जुटना टोमोग्राफी, या परिवर्तनीय थर्मल स्थानांतरण23के पास शामिल हैं । अनुसूचित जाति के बैरियर समारोह अनुसूचित जाति के टीवल को संबद्ध और यह हवादार चैंबर विधि, हवादार चैंबर विधि, और खुला चैंबर विधि24द्वारा मापा जाता है ।
मॉडल योगों के गुण जांच के तीन प्रकार के साथ बहु जांच एडाप्टर MPA 5 का उपयोग कर निर्धारित कर रहे हैं । पहले एक, corneometer सेमी ८२५, त्वचा की सतह की विद्युत क्षमता में परिवर्तन का आकलन करके त्वचा जलयोजन उपाय; मापने संधारित्र corneometric इकाइयों में त्वचा की सतह की समाई में परिवर्तन से पता चलता है । corneometer त्वचा जलयोजन के केवल एक रिश्तेदार मूल्यांकन25देता है । टीवल के लिए, दूसरी जांच, tewameter TM ३००, पानी वाष्पीकरण के घनत्व ढाल मापने के लिए प्रयोग किया जाता है (एक खुले चैंबर फिक के प्रसार कानून के आधार पर साधन में) से त्वचा परोक्ष रूप से सेंसर के दो जोड़े (तापमान और सापेक्ष आर्द्रता) एक निर्धारित क्षेत्र और समय की अवधि (g/m2/h) के अनुसार जल की मात्रा का संकेत किया जा रहा है । इस विधि भी त्वचा की बाधा समारोह में थोड़ा सा व्यवधान का पता लगा सकते है26। त्वचा पीएच बाधा और अनुसूचित जाति के विरोधी माइक्रोबियल समारोह के एक संकेतक27है । त्वचा की अम्लता मेंटल MPA 5 स्टेशन से जुड़े एक (तीसरे) त्वचा पीएच ९०५ जांच से मापा गया था । यह विशेष रूप से डिजाइन की जांच पूर्ण त्वचा से संपर्क के लिए एक फ्लैट में सबसे ऊपर ग्लास इलेक्ट्रोड, एक वाल्टमीटर से जुड़े होते हैं । प्रणाली अर्द्ध ठोस रूपों की जांच के शीर्ष पर मापा की बहुत पतली परत आसपास हाइड्रोजन cations की गतिविधि के कारण संभावित परिवर्तन के उपाय । वोल्टेज में परिवर्तन पीएच28के रूप में प्रदर्शित कर रहे हैं ।
हम तीन वर्गों में विभाजित प्रयोग वर्तमान: (1) दो चरण क्षारीय द्वारा चिकन पंख से KH की तैयारी-एंजाइमी hydrolysis और डायलिसिस द्वारा इसकी शुद्धि (लवण और कम आणविक अंश को हटाने), (2) कॉस्मेटिक की तैयारी 2, 4, और 6% KH युक्त योगों, और (3) त्वचा जलयोजन, टीवल, और त्वचा पीएच को मापने के द्वारा KH के गुणों का परीक्षण । परीक्षण 10 महिलाओं पर २७.२ साल की मीन उंर और २६.२ साल की उंर के साथ 10 पुरुषों पर किया गया था । स्वयंसेवकों का चयन करने की विधि और परीक्षण ही जैव चिकित्सा अनुसंधान के अंतरराष्ट्रीय नैतिक सिद्धांतों के अनुसार आयोजित किया गया मानव विषयों का उपयोग29; सभी व्यक्तियों को अध्ययन में शामिल करने से पूर्व अपनी सूचित सहमति दे दी । परीक्षण शुरू होने से पहले स्वयंसेवकों को उनकी स्वास्थ्य स्थिति पर एक प्रश्नावली पूरी करने को कहा गया । स्वयंसेवकों के लिए परीक्षण की अवधि के दौरान और 24 के दौरान आसपास के क्षेत्रों के लिए किसी भी कॉस्मेटिक उत्पाद लागू करने से बचने के लिए प्रतिबद्ध है । इसके अलावा, वे केवल अनुमति संक्षिप्त पानी चलाने के साथ शाम को धोया गया ।
Protocol
Representative Results
Discussion
alkaline-एंजाइमी hydrolysis का लाभ यह है कि यह KH के भविष्य के अनुप्रयोगों के अनुसार संशोधित किया जा सकता है । उदाहरण के लिए, बालों की देखभाल प्रसाधन सामग्री अनुप्रयोगों में जहां एक उत्पाद की एक हल्के भूरे रंग एक बाध?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
यह लेख Zlin में टॉमस बाटा विश्वविद्यालय के परियोजना IGA/एफटी/2017/007 के समर्थन से लिखा गया था ।
Materials
| 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 | |
References
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