Nuevos ingredientes antioxidantes de subproductos cerveceros para formulaciones cosméticas 2

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2.11. Análisis estadístico

Los datos se muestran como media ± desviación estándar (SD) de al menos tres experimentos independientes. El análisis estadístico se realizó usando ANOVA unidireccional con la prueba post hoc de Dunnett o Bonferroni y la prueba t de Student, según correspondiera. Las diferencias se consideraron significativas en p<0.05. analyses="" were="" performed="" using="" graphpad="" prism="" software="" (version="" 5.0;="" graphpad="" software,="" la="" jolla,="" ca,="" usa)="" on="" a="" windows="">

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3. Resultados y discusión

3.1.Proceso de Elaboración de Cervezas Artesanales en Estudio

Las cervezas artesanales, a diferencia de las cervezas producidas industrialmente, no se pasteurizan ni filtran, por lo que conservan más su composición, aroma y sabor. La composición de las cervezas artesanales es simplemente agua, malta, lúpulo y levadura (Saccharomyces Cerevisiae), sin otros aditivos, por lo que los ingredientes químicos presentes en la cerveza dependen de los ingredientes que se agregan y eliminan durante el proceso de elaboración [8] . Los productores de cerveza artesanal generalmente evitan agregar ácido cítrico, que puede contribuir a reducir la oxidación del producto, u otros aditivos como aroma, azúcares, sabores y jugos [8]. En las cervezas estudiadas en el presente trabajo no se utilizaron aditivos y los componentes fueron agua sin procesar, malta, lúpulo y levadura.

La Tabla 1 enumera las cervezas estudiadas en el presente trabajo y proporciona su composición y características principales. Otra información sobre las cervezas es confidencial y, por lo tanto, no puede divulgarse. La Figura 1 ilustra el proceso de elaboración de las cervezas artesanales utilizadas para este trabajo.

El proceso de elaboración de la cerveza artesanal comienza con la mezcla de malta y agua en las proporciones adecuadas. Se pueden usar cinco maltas diferentes y mezclarlas de acuerdo con diferentes recetas (Tabla 1). El agua y la malta se calientan a una temperatura de 70 grados durante 90 minutos y el mosto resultante se filtra para eliminar la malta gastada. En el siguiente paso, se pueden usar dos lúpulos diferentes, Perle y Saaz, en diferentes proporciones. El lúpulo se agrega al mosto filtrado y se hierve a 100 grados durante 90 minutos, después de lo cual el lúpulo gastado se elimina por centrifugación (proceso Whirpool) en un intervalo de 1300-1550, según el tamaño del lote. El siguiente paso es la fermentación cuando se agrega levadura Saccharomyces Cerevisiae y se calienta a 20-22 grados durante 90 minutos para convertir los azúcares en alcohol. A continuación, la levadura usada se elimina por centrifugación, la cerveza resultante se embotella y, tras un período variable de maduración de 20-30 días, está lista para el consumo. En resumen, los ingredientes para la elaboración de la cerveza son agua, malta, lúpulo y levadura. Los productos intermedios son el mosto, el mosto después del lúpulo (el mosto después de hervir con lúpulo y la posterior eliminación del lúpulo gastado) y la cerveza después de la levadura (la cerveza formada después de la fermentación y la posterior eliminación de la levadura gastada). El producto final, por supuesto, es la cerveza madura. Los materiales gastados son malta, lúpulo y levadura. Todos estos productos se analizaron completamente en cuanto al contenido total de fenoles y la capacidad antioxidante.

3.2. Determinación del Contenido de Fenol Total

Un estudio anterior[10] identificó cuarenta y siete polifenoles en cuatro tipos de cervezas comerciales, a saber, lager, Pilsen, Märzebier y cerveza sin alcohol, mediante el uso de una técnica de espectrometría de masas Orbitrap cuadrupolo con trampa de iones lineal híbrida de ionización por electropulverización. Entre los polifenoles, es posible enumerar los ácidos fenólicos, los hidroxicinamoilquínicos, los flavonoles, las flavonas, los alquilmetpxifenoles, los ácidos alfa e iso-alfa, los ácidos hidroxifenilacéticos y los prenilflavonoides.

En cervezas artesanales, otro estudio identificó compuestos fenólicos y nitrogenados mediante cromatografía líquida de alta resolución y espectrometría de masas [11]. Se identificaron cincuenta y siete compuestos fenólicos, junto con once compuestos nitrogenados pertenecientes a la clase de los fenóxidos.

Cistanche puede antienvejecimiento

En nuestro estudio anterior [12], se cuantificaron veinte compuestos fenólicos, por ejemplo, ácido gálico, catequina o humulona, ​​en los mismos seis tipos de cervezas artesanales, mostos, ingredientes y productos agotados del presente estudio mediante un LC- método MS/MS. La suma de compuestos fenólicos (SPC) identificados y cuantificados en las maltas de cebada no fue despreciable y se debió predominantemente al ácido trans-p-cumárico, que se transfirió a los mostos durante la preparación del mosto y fue responsable del no despreciable SPC de mostos Se detectaron ácidos amargos y prenilflavonoides en los lúpulos de partida, mientras que su concentración disminuyó en los lúpulos agotados, lo que sugiere que se transfirieron al intermedio de producción. Los compuestos fenólicos, presentes en gran medida en las maltas de cebada y el lúpulo iniciales, disminuyeron en las cervezas finales porque fueron absorbidos por la levadura añadida para la fermentación.

Con base en estos resultados anteriores, se puede suponer que los compuestos fenólicos pueden influir en el contenido total de fenol (TPC) de las cervezas en estudio. Mirando los resultados de nuestros análisis de TPC, informados en la Tabla 3, parece que el solvente de extracción tiene una fuerte influencia en el TPC. De hecho, las maltas de partida sometidas a extracción con etanol mostraron valores de TPC más altos que las sometidas a extracción con agua, con un rango de valores bastante amplio para el extracto en etanol, de 28 a 72 mg GAE/g, y un rango más limitado para el extracto en agua. , de aproximadamente 11 a 16 mg GAE/g.prolongación de la vida de la cistancheEsto indica que para los compuestos que pueden influir en el TPC en este estudio, la extracción en etanol es más efectiva que en agua. Resultados similares con respecto a los valores de TPC fueron informados por Zhao et al. [9] para 14 variedades de cebada sometidas a extracción en acetona, arrojando valores de 2,17 a 2,56 mg GAE/g. Así, en el trabajo de Zhao et al. (2008) la acetona pareció menos eficaz en la extracción de compuestos fenólicos de la cebada que el agua o el etanol de 70 grados en este estudio. Varios otros estudios también han demostrado que el etanol es eficaz en la extracción de compuestos que influyen en el TPC [24,25]. Nuestros datos sobre los tipos de malta iniciales indican que las maltas tipo 3 y 5 tienen un TPC más alto que las otras (Tabla 1) porque están presentes cuando los valores son los más altos.

En cuanto a la TPC del mosto, hay que tener en cuenta que este producto no se sometió a extracción, sino que se utilizó tal como se recibió de la cervecería. El TPC del mosto fue más bajo que el de la malta inicial y depende de la primera fase de preparación, que consiste en calentar la malta y el agua a una temperatura de 70 grados durante 90 min. Durante esta fase, los fenoles pueden difundirse desde los granos gruesos (los granos de malta solo se muelen de forma gruesa) y disolverse en el mosto. Sin embargo, una vez recibida por nosotros, la malta de partida fue molida para recuperar partículas finas para optimizar la extracción de fenol.cistanche nueva zelandaEsto puede explicar el valor más alto de la malta inicial que aparece con respecto al mosto: los fenoles solo pueden liberarse parcialmente de las partículas gruesas durante la producción del mosto, y los fenoles que todavía están dentro de los granos pueden liberarse fácilmente de las partículas más finas durante la extracción en agua o en etanol. 70 grados

Los maltes usados ​​exhibieron valores intermedios entre los de la malta inicial y los mostos correspondientes, lo que confirma que los compuestos fenólicos todavía estaban presentes en los maltas gastados: la extracción en agua y etanol de 70 grados reveló valores apreciables de TPC que oscilaban entre 9 y 14 mg GAE/g aproximadamente. , y de 12 a 37 mg GAE/g, para extracción en agua y etanol, respectivamente.

La Tabla 3 informa los valores de TPC de ambos lúpulos puros, Perle y Saaz. Ambos lúpulos de partida mostraron un TPC muy alto, y los valores obtenidos después de la extracción en etanol fueron nuevamente superiores a los obtenidos en agua, lo que confirma que el etanol es un mejor solvente que el agua para la extracción de fenoles. Los lúpulos de partida Perle mostraron un valor superior al de Saaz. Sin embargo, no se utilizaban como lúpulos puros sino que se mezclaban según una receta secreta. Así, se analizó la mezcla utilizada para cada proceso de elaboración de la cerveza. El TPC puede corresponder a la mezcla de los dos lúpulos diferentes en varios porcentajes, que es aproximadamente intermedio entre el porcentaje de lúpulo puro. La TPC de los mostos obtenidos después de la adición de lúpulo fue mayor que la de los mostos antes de la adición de lúpulo, lo que indica que parte de los compuestos fenólicos se transfieren del lúpulo al mosto durante el proceso de elaboración, que en esta fase consistió en de hervir lúpulo en mosto a 100 grados durante 90 min. No obstante, a pesar del alto TPC del lúpulo, el TPC de los mostos mostró un modesto aumento. Uno podría esperar que el lúpulo gastado tuviera un TPC alto, pero el TPC en realidad fue más bajo, lo que probablemente indica que una gran parte de los compuestos fenólicos se perdió durante el proceso, debido a la inestabilidad térmica de algunos compuestos fenólicos [26].

La levadura de partida mostró un TPC apreciable, particularmente cuando la extracción se llevó a cabo en el agua, mientras que se obtuvo un valor mucho más bajo de la extracción con etanol de 70 grados. Esto puede explicarse por el hecho de que la levadura pura es menos soluble y menos hidratada en etanol que en agua, por lo que la extracción es menos eficiente.tamaño del pene cistancheParece que parte de la TPC en la levadura se transfirió a la cerveza, ya que hubo un aumento en la TPC de las cervezas correspondientes. Una vez más, cabe señalar que el análisis se realizó en cervezas que no se sometieron a extracción, por lo que no se vieron influenciadas por el método de extracción. Sin embargo, el TPC de las levaduras usadas es de particular interés porque no fue despreciable. De hecho, el TPC de las levaduras usadas después de la extracción con agua fue ligeramente más bajo que el de las levaduras de partida, mientras que los valores de las levaduras usadas después de la extracción en etanol fueron incluso más altos que los de las levaduras de partida. Esto se debe a la hidratación de la levadura durante la fermentación, lo que favoreció la disolución y extracción de fenoles.

El TPC de las cervezas finales no fue estadísticamente diferente (p<0.05) from="" that="" of="" beers="" after="" yeast,="" indicating="" that="" the="" compounds="" remain="" stable="" during="" beer="">

En resumen, las cervezas finales se enriquecieron con compuestos fenólicos durante todo el proceso de elaboración, durante el cual los distintos ingredientes transfirieron estos compuestos a la cerveza. El TPC más alto se encontró en las cervezas Triplo Malto y Maior. Los residuos solo se aprovecharon parcialmente y se destacaron valores de TPC no despreciables y fueron particularmente significativos para la levadura cuando la extracción se llevó a cabo en el agua.

3.3. Evaluación de las actividades antioxidantes

Las actividades antioxidantes se evaluaron evaluando la capacidad antioxidante equivalente de Trolox (DPPH), el parámetro antioxidante reductor de iones férricos (FRAP) y la actividad de eliminación de cationes radicales y el poder reductor (ABTS), y los resultados respectivos se informan en las tablas {{2} }.

La PDF para la malta inicial osciló entre aproximadamente 9 y 24 μmol TE/g para extractos de agua y entre 20 y 42 mol TE/g para extractos de etanol. Los valores de DPPH fueron generalmente más altos que los valores obtenidos por Zhao et al. [9] después de la extracción de acetona. De hecho, informaron que las actividades de eliminación de radicales de 14 muestras de maltas oscilaron entre 9,33 y 11,78 μumol TE/g.

En cuanto al mosto, se debe tener en cuenta que los valores fueron los mismos para la extracción con agua y con etanol. Como se explicó anteriormente, el mosto no se sometió a extracción y la cervecería lo proporcionó como una solución. El mosto de diferentes maltas exhibió valores más bajos que los de las maltas de partida correspondientes. La razón de esto podría ser la misma que la explicada para TPC, es decir, una disolución incompleta de moléculas de malta a mosto durante el proceso de elaboración. Las maltas usadas obtenidas después de las extracciones con etanol exhibieron valores más altos que los obtenidos después de la extracción con agua, pero valores mucho más bajos que los de la malta inicial. Esto significa que algunas moléculas se transfirieron al mosto, mientras que otras se perdieron durante el proceso.

Tanto el lúpulo Perle como el Saaz mostraron valores altos de DPPH, particularmente cuando la extracción se llevó a cabo en etanol (aproximadamente 72-89 umol TE/g después de la extracción en agua y 258-354 μmol TE/g después de la extracción en etanol). Sus mezclas mostraron valores que correspondían a la receta específica utilizada para producir cada cerveza.La mezcla inicial de lúpulo reflejaba la composición del lúpulo.

El mosto después de la adición del lúpulo mostró valores de DPPH ligeramente aumentados en comparación con el mosto anterior, lo que significa que algunas moléculas que influyen en el valor de DPPH se transfirieron al mosto, pero si se considera la fuerte disminución en los valores de DPPH para el lúpulo gastado, es posible concluir que las moléculas que influyen en la DPPH fueron destruidas durante esta etapa de elaboración porque eran térmicamente inestables [26]. Los lúpulos gastados mostraron una disminución muy importante en los valores de DPPH con respecto a los lúpulos de partida, lo que confirma la inestabilidad térmica de las moléculas que influyen en el valor de DPPH.polvo de cistancheLa levadura inicial exhibió valores modestos de DPPH para extractos en agua y en etanol. Fue interesante notar un aumento en el mosto después del ayuno, y particularmente en la levadura gastada, donde se pudo observar un aumento significativo en los valores de DPPH. La explicación se puede encontrar en la reacción enzimática que se produjo en presencia de la levadura sobre los glucósidos de flavonol: las enzimas de la levadura pueden convertir los glucósidos en agluconas que son más reactivas que los glucósidos correspondientes [27,28]. Los valores de DPPH para cervezas finales no fueron estadísticamente diferentes (p<0.05)from those="" of="" wort="" after="">

La actividad antioxidante determinada por el ABTS de la malta de partida varió de aproximadamente 21 a 47 μmol TE/g para la extracción en agua y de 41 a 97 para los extractos etanólicos, valores superiores a los determinados por Zhao et al. [9]. Nuestros hallazgos están en buen acuerdo con la observación de valores de TPC más altos cuando la extracción se llevó a cabo en etanol. La malta inicial tipo 5, que solo se utilizó para la producción de cerveza Maior, tuvo valores particularmente altos. En el caso de los mostos, los valores de ABTS fueron superiores a los de las correspondientes maltas de partida; esto indica que el proceso de producción del mosto es capaz de extraer más moléculas que pueden influir en el resultado de ABTS, como se demostró para los valores de DPPH. Las maltas gastadas exhibieron valores ABTS inferiores a los de la malta inicial, lo que confirma que las moléculas se transfieren al mosto durante el proceso. El ABTS para los lúpulos iniciales fue muy alto pero disminuyó fuertemente en el mosto después de los lúpulos. Moléculas residuales capaces de influir en ABTS estaban presentes en el lúpulo gastado. El ABTS de la levadura de partida fue mayor cuando la extracción se realizó en agua, lo que confirma la observación anterior, es decir, una mejor solubilidad de la levadura en agua que en etanol. La cerveza después de la levadura mostró valores altos de ABTS, mientras que la levadura usada mostró valores más bajos, muy similares a los de las cervezas finales. A continuación, se evaluó la actividad antioxidante mediante FRAP. La malta inicial mostró valores de 56 a 80 umol TE/g para extractos acuosos y de 33 a 54 μmol TE/g para extractos etanólicos de 70 grados. Para los extractos acuosos, el valor más alto fue el de Ego, mientras que para los extractos etanólicos, el más alto fue el de Alter. Los mostos exhibieron valores más bajos que las maltas iniciales y no se destacaron diferencias significativas entre los diferentes tipos. Las maltas gastadas no mostraron diferencias significativas con las maltas de partida.extracto de salsa cistancheLos valores para el lúpulo inicial fueron de casi 332 y 377 umol TE/g para Perle y Saaz, respectivamente, cuando la extracción se llevó a cabo en el agua, mientras que fueron significativamente más bajos,120y 110 umol TE/g, para Perle y Saaz, respectivamente, cuando la extracción se realizó en etanol de 70 grados, lo que confirma las diferencias entre los dos métodos de extracción. Esto también se confirmó en las mezclas iniciales, que arrojaron valores más altos después de la extracción con agua en comparación con los obtenidos después de la extracción con etanol. Los valores de los mostos después del lúpulo son más altos con respecto a los mostos anteriores, lo que indica un aumento de moléculas capaces de influir en los valores de FRAP durante el proceso de elaboración de la cerveza. Los residuos de lúpulo tuvieron valores particularmente altos cuando la extracción se llevó a cabo en el agua (los valores oscilaron entre 88 y 103 μmol TE/g）, mientras que fueron mucho más bajos cuando se llevó a cabo en etanol de 70 grados (los valores oscilaron entre 29 y 33 mol TE/g). /g). La levadura inicial exhibió el valor más alto (71.045±5.859 μmol TE/g) cuando la extracción se llevó a cabo en el agua, pero el valor más bajo para los extractos de etanol de 70 grados (44.494±0.501 umol TE/g). Una vez más, Los valores de FRAP para las levaduras de desecho fueron más altos que los valores iniciales (de 103 a 136 mol TE/g para extractos de agua y de 70 a 82 μmol TE/g para extractos de etanol de 70 grados), lo que indica que la gran cantidad se enriqueció con moléculas capaces de influir en el análisis de FRAP. Durante el proceso de elaboración de la cerveza, las cervezas después de la levadura exhibieron valores más altos que los mostos en la etapa anterior, después de la ebullición y la eliminación del lúpulo, lo que indica que cuando las cervezas están en contacto con la levadura, se enriquecen con moléculas que pueden influir en los valores de FRAP. también exhibió mayor valor es que las cervezas en la etapa anterior después de la adición de la levadura, la fermentación y la eliminación, lo que indica que la maduración puede conducir a un aumento en la cantidad de moléculas que pueden influir en el análisis FRAP.

En varios casos, se observó que la levadura usada mostró valores más altos que la levadura de partida. Una posible explicación de esto es que la levadura puede absorber moléculas de otros materiales durante el proceso de elaboración y promover la liberación de agliconas que son más reactivas que los glucósidos correspondientes 27,28]. El hecho de que en las cervezas se observe un aumento de los valores de FRAP con respecto al mosto anterior puede deberse a la presencia de vasto que no se elimina completamente de la cerveza, que continúa parcialmente el proceso de fermentación liberando agliconas, que son más reactivo que los glucósidos correspondientes, como se explicó antes. 3.4. Bioactividad de extractos gastados en queratinocitos humanos

La bioactividad se evaluó en extractos gastados, particularmente en aquellos recuperados bajo la cervecería Alter. Inicialmente evaluamos la citotoxicidad de los extractos de malta gastada (SP-M), lúpulo gastado (SP-H) y levadura gastada (SP-YE) en células HaCaT de queratinocitos. Las células HaCaT se trataron con concentraciones de extracto que oscilaban entre 0.003 a 3 mg/ml durante 24 hy la viabilidad celular se evaluó mediante un ensayo MTT. El tratamiento de las células HaCaT con los extractos a concentraciones inferiores a 0,3 mg/mL no afectó la viabilidad celular (Figura 2). Por lo tanto, se seleccionó la concentración de 0,03 mg/mL para los experimentos posteriores. El envejecimiento de la piel es un proceso complejo en el que intervienen factores tanto internos como externos, que conduce a una pérdida progresiva de la función y estructura cutánea [29]. Cada vez hay más pruebas de que la disfunción mitocondrial y el estrés oxidativo son características clave en el envejecimiento de la piel [30]. En este sentido, el desarrollo de ingredientes que mejoren la actividad mitocondrial y prevengan el estrés oxidativo es, por tanto, una potencial estrategia antienvejecimiento de la piel.

Para evaluar la capacidad de los extractos para mejorar la actividad mitocondrial, las células HaCaT se trataron con extractos en solución sin nutrientes para el metabolismo celular. Como se muestra en la Figura 3, el tratamiento de las células HaCaT durante 4 h con la solución y sin nutrientes disminuyó significativamente la actividad mitocondrial.

Bajo las mismas condiciones experimentales, la adición de 0.03 mg/mL SP-H y SP-YE, pero no SP-M, recuperó significativamente la actividad mitocondrial, lo que sugiere su capacidad para respaldar los mecanismos de nutrición celular. A la misma concentración, los extractos de SP-M, SP-H y SP-YE también se evaluaron por su actividad antioxidante en células HaCaT. Las células HaCaT se trataron con los extractos simultáneamente o 2 h antes del estrés oxidativo (100 uM H, O, durante 30 min), y la actividad antioxidante se evaluó en términos de formación de ROS intracelular. Este enfoque experimental permitió la discriminación de la capacidad de los extractos para contrarrestar y/o prevenir la formación de ROS intracelulares. Todos los extractos de SP-M, SP-Hand SP-YE contrarrestaron directamente la acción de H, O, con una reducción significativa en la formación de ROS en las células HaCaT (Figura 4).

4. Conclusiones

En el presente estudio, se evaluó el contenido de fenoles totales y las actividades antioxidantes de diferentes tipos de cervezas, materiales de partida, intermedios del proceso de elaboración y maltas, lúpulos y levaduras usadas. Como señalaron Zhao et al. [5], las diferencias en los resultados de los análisis de la actividad antioxidante deben verse a la luz de las diferencias en los métodos analíticos utilizados para evaluar estas actividades. Las diferencias en los resultados de los análisis de actividad antioxidante también podrían deberse a variaciones en los procesos y métodos de extracción, y a variaciones en la cinética de reacción [31]. Además, algunas diferencias entre las muestras dependen de su composición y no del proceso de elaboración, dado que se utilizó el mismo proceso para todas las cervezas. Este estudio ofrece evidencia de que las cervezas se enriquecen en fenoles a partir de sus ingredientes, y que los productos y residuos cerveceros son fuentes interesantes para la preparación de suplementos dietéticos y cosméticos. Este estudio muestra los efectos antienvejecimiento de los productos de desecho de las cervezas artesanales en las células de queratinocitos humanos, lo que sugiere su uso potencial como ingredientes para la preparación de cosméticos. Por lo tanto, este estudio confirma aún más el interés en la explotación de los residuos de la producción de alimentos. Futuros estudios se dedicarán al estudio y desarrollo de nuevas formulaciones cosméticas acabadas a partir de subproductos de la cerveza para investigar su posible uso cosmético industrial.

Este artículo está extraído de Cosmetics 2021, 8, 96. https://doi.org/10.3390/cosmetics8040096 https://www.mdpi.com/journal/cosmetics