TW201536341A - 紅藜萃取物用於製備促進膠原蛋白生成及抗皮膚老化之組合物之用途 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種紅藜萃取物用於製備促進膠原蛋白生成及抗皮膚老化組合物之用途。本發明之紅藜萃取物含有多種活性成分,可有效促進皮膚纖維母細胞的膠原蛋白分泌率,並且有效預防膠原蛋白醣化作用及抵抗UV光的傷害。該紅藜萃取物之萃取方法無污染且可有效提升紅藜的經濟價值,因此可有效應用於食品、皮膚保養品及化粧品。
Description
本發明係關於一種紅藜萃取物之用途,特別是關於一種紅藜萃取物用於製備促進膠原蛋白生成及抗皮膚老化之組合物之用途,能有效促進膠原蛋白分泌率、預防膠原蛋白醣化作用、及抵抗UV光損害。
紅藜(Chenopodium formosanum)又稱為臺灣藜、赤藜、紫藜、彩虹米,屬於一種藜科藜屬下的一年或多年生草本植物,為臺灣特有植物,其生長特性為耐旱、耐高鹽,主要分佈在臺灣中、南部的中、低海拔山區。紅藜可食用,其幼苗、嫩莖葉和花穗可加入料理炒食或煮湯,而種子與殼分離後磨成粉狀調水,可作為湯圓等食品的原料。此外,紅藜富含活性酵素,不僅具有抗氧化之功效,更可增添酒類風味,為臺灣原住民釀造小米酒常用的材料。就中醫草藥而言,紅藜可全株入藥,具有去濕、解毒、解熱、緩瀉、治瘡傷、治膚癢等功效,且性味甘、平。基於上述多種之用途及優點,紅藜享有「穀物中之紅寶石」的美譽。
膠原蛋白是一種生物性高分子物質,是脊椎動物體內含量最
多的蛋白質,在人體內則占總蛋白質的三分之一。主要存在於結締組織的細胞外間質(extracellular matrix)中,是細胞與細胞間的支架。人體的皮膚、軟骨、角膜、血管壁、內臟器官等均含有膠原蛋白,尤其是皮膚,膠原蛋白提供支撐皮膚細胞的強度,保持皮膚的緊緻與彈性。目前研究指出,除了隨著年齡增長及所受外在不利因素的累積會導致皮膚纖維母細胞生成膠原蛋白的能力會降低外,醣化作用(glycation)亦是破壞皮膚中膠原蛋白的主要因素之一,而當膠原蛋白損失的速度大於其生成的速度,皮膚便會產生皺紋、鬆弛等現象。
醣化作用係指葡萄糖附著到蛋白質上產生化學作用,使得醣化的蛋白質分子容易聚集並且交錯聯結。醣化的膠原蛋白會纖維化而變得僵硬,失去原有的柔韌和彈性,且容易堆積,加速皮膚的皺縮。並有研究報導指出,當血液在高濃度葡萄糖狀況下,血液中葡萄糖的羰基(carbonyl group)會與蛋白質、核酸或脂肪上的精氨酸(Arginine)或離胺酸(Lysine)之胺基結合,直接進行醣化反應。整個醣化反應的過程稱為梅納反應(Maillard Reaction),而此反應最終的產物稱之為最終醣化蛋白(AGEs)。最終醣化蛋白的累積除了會造成皮膚的老化現象,更會導致血管硬化;此外,最終醣化蛋白亦具有神經毒性,會傷害神經細胞而造成神經方面的相關病變,如:阿茲海默症。
因此,補充膠原蛋白或是提升細胞的膠原蛋白生成能力是預防或減緩皮膚老化之重要方法,而預防膠原蛋白醣化作用更可以有效確保膠原蛋白的彈性,不僅可讓皮膚保持緊緻,更可以防止因為醣化的蛋白質累積而衍生的相關疾病。目前市面上存在膠原蛋白相關之產品,皆以直接
補充膠原蛋白為主要功能,然而,膠原蛋白的分子大,塗抹方式幾乎無法使膠原蛋白穿透皮膚的角質層到達其所作用之真皮層皮膚纖維母細胞;若是以注射的方式直接補充膠原蛋白,雖然可立即減少皮膚的細紋,但該注射進入體內的膠原蛋白易被體內的酵素分解,需定期的施打,過程繁複且成本高,而注射膠原蛋白可能產生的免疫排斥反應更是一大風險。若是以食用富含膠原蛋白的食品來補充膠原蛋白,膠原蛋白進到腸胃後,其三股螺旋的結構即被破壞形成多胜肽,多胜肽再經由消化液切斷成小分子、最後分解成胺基酸。身體固然會利用這些胺基酸合成蛋白質,但不限於膠原蛋白,因此實際補充膠原蛋白的效果有限。
有鑑於此,若能提升人體皮膚纖維母細胞的膠原蛋白生成能力係較補充膠原蛋白更能確保有效的產生及利用膠原蛋白。預防膠原蛋白的醣化作用更可以使膠原蛋白保持彈性,進而使皮膚緊緻度得以維持。此外,若能兼具抵抗UV光損害之功效,更可以有效減緩皮膚的老化作用。然而,目前市面上尚無一種安全、有效、並且可同時促進膠原蛋白的生成、預防膠原蛋白醣化作用、及抵抗UV光損害,達到全方位的皮膚抗老保護功效之產品,特別是食品。
緣此,本發明之一目的係提供一種紅藜萃取物用於製備促進膠原蛋白生成的組合物之用途,其中該紅藜萃取物係紅藜以水萃取而得,而該紅藜係為未脫殼紅藜、脫殼紅藜、及/或紅藜之殼,且其中該膠原蛋白係結締組織膠原蛋白,其包含但不限於第I型膠原蛋白。
本發明之另一目的係提供一種紅藜萃取物之用途,其係用於
製備抗皮膚老化之組合物。該紅藜萃取物係用於抑制膠原蛋白醣化作用,有效應用於保護UV光造成的細胞損傷,且亦用於提升一細胞在UV光照射下的存活率,其中該細胞係為一皮膚纖維母細胞,該組合物係用於抗皮膚之光老化。
本發明紅藜萃取物用於製備促進膠原蛋白增生組合物及/或抗皮膚老化組合物之用途,其中該組合物係用於改善、調理及/或修補皮膚。此外,該組合物,可為一外用擦劑、或一外用醫藥品、或一外用保養品、或一化妝品。需說明的是,所稱之外用擦劑或外用醫藥品包括但不限於軟膏、或乳霜劑、或貼附劑或貼附藥布、或含有活性成分之人工組織。另外,所稱之外用保養品或化妝品可包括但不限於精華液、或化妝水、或化妝乳霜、或乳液、或粉底、或粉底液、或防曬乳、或沐浴劑;該組合物亦可為一食品或一醫療保健品,其中該食品包括但不限於飲品、果凍、乳製品、代餐包等。
本發明之紅藜萃取物含有多種活性成分如多酚、黃酮、皂苷等,主要為甜菜色素(Betacyanin)、甜菜黃素(betaxanthin)及黃酮類,申請人經實驗證實可顯著地促進皮膚纖維母細胞的膠原蛋白分泌率,並且可以有效預防膠原蛋白的醣化作用,同時抵抗UV光損害。本發明之紅藜萃取物係萃取自臺灣特有植物,不僅來源天然,且製備方法簡單、無污染、符合經濟效益,因此可有效應用於具有改善肌膚狀態之食品、肌膚保養之美容產品及化粧品。
以下將配合圖式進一步說明本發明的實施方式,下述所列舉的實施例係用以闡明本發明之發明特點及應用,而非以限定本發明之範
圍,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可做些許更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
第一圖係本發明紅藜萃取物之萃取流程圖。
第二A圖係本發明紅藜萃取物促進膠原蛋白分泌率之能力。
第二B圖係本發明紅藜萃取物提升皮膚膠原蛋白含量之能力。
第二C圖係本發明紅藜萃取物提升皮膚膠原蛋白含量之螢光染色顯微鏡圖,其中左圖表示攝入紅藜萃取物前皮膚膠原蛋白含量狀態,右圖表示攝入紅藜萃取物28天後皮膚膠原蛋白含量狀態。
第三圖係本發明紅藜萃取物抑制膠原蛋白醣化作用之能力。
第四圖係本發明紅藜萃取物提升人類皮膚纖維母細胞在UV光照射下的存活率。
本發明係由溫和、操作簡易之方法製備紅藜萃取物,並分析紅藜萃取物中的活性成分。此外,亦將本發明之紅藜萃取物與人類皮膚纖維母細胞共同培養,證實本發明之紅藜萃取物能促進人類皮膚纖維母細胞之膠原蛋白增生率及提升人類皮膚纖維母細胞在UV光照射下的活性。另外,因為膠原蛋白醣化會造成表皮保水度下降、表皮不平整、膠原蛋白斷裂及細胞型態不正常之不良現象,故亦將本發明之紅藜萃取物與豬膠原蛋白共同反應,證實本發明之紅藜萃取物能有效抑制膠原蛋白醣化作用,即在還原醣存在的清況下,可顯著減少膠原蛋白的醣化作用。
本發明所稱之「抗老化」作用,係指預防、減緩人類皮膚外觀之老化現象,例如:皺紋的產生及失去彈性等。評量實現此目的之程度將根據熟悉此項技藝者已知之諸多因素來決定,諸如消費者的全身狀態、年齡、性別等。該抗老化作用包括但不限於促進膠原蛋白分泌率、抑制膠原蛋白醣化作用及抵抗UV光損害。
本發明所稱之「光老化」或「光老化作用」,係指UV光所造成細胞的老化現象,其包括但不限於UV光經由有絲分裂原活化蛋白激酶途徑(MAP Kinase pathway)之磷酸化作用而增加真皮層之基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)含量。該基質金屬蛋白酶會分解膠原蛋白,減少皮膚中的膠原蛋白含量;UV光亦會促進活性氧物質(reactive oxygen species,ROS),例如氧離子、過氧化物和自由基之有機物和無機物等之產生,另會造成膠原蛋白之變性(denature)與功能喪失。
本發明所使用之紅藜(Chenopodium formosanum)係源自於屏東縣,將全穀(未脫殼)之紅藜貯藏於4℃備用。關於紅藜萃取物的製備,請參考第一圖。為了達成較佳的萃取效果,在進行本發明之萃取步驟前,可將紅藜以搗碎、研磨、切碎等物理方式而儘可能使其變為較小顆粒,較佳是以磨碎的方式進行,以利後續之萃取。
將紅藜以溶劑萃取後,該萃取物即可加以調配作為各種廣泛之應用。然而,為了使萃取物中有效成份的純度提高,可視需要於本發明
之萃取步驟後,進行各種的純化步驟。將萃取物進行純化之方法無須特別教示,且係為一般此技藝中之人士所熟知,可使用的方法包括,例如,層析法、結晶法、過濾法、沉澱法等,應視所欲達成之目的而決定。
在一較佳實施例中,磨碎紅藜並取2.5g加入25mL的水中形成混合液,並在不同的溫度下以水萃取30分鐘,其中該紅藜可為經脫殼處理之紅藜或未經脫殼處理之紅藜。該磨碎之紅藜與水的比例係1:10(w/v),而該溫度為25℃、50℃、或70℃。接著將混合液以4600rpm離心20分鐘以分離固態之物質。最後過濾並收取離心後的上清液,即得到本發明之紅藜萃取物。
此外,亦可以超音波(sonication)萃取得到較大量的紅藜萃取物。首先,將紅藜磨碎並在25℃下以對水為1:7~1:10(w/v)之比例進行超音波萃取;接著進行離心過濾以去除固態之物質;最後以超高溫消毒法消毒,即得到本發明之紅藜萃取物。該紅藜萃取物貯存於密封的容器中並置於4℃環境下備用。
本發明紅藜萃取物之總酚的含量係由Folin-Ciocalteu比色法(Folin-Ciocalteu colorimetric method)測定而得:將4mL之2%碳酸鈉及5mL之Folin-Ciocalteu試劑加入含有1mL之紅藜萃取物或標準溶液之試管。該標準溶液係沒食子酸(gallic acid),其濃度為200至1000ppm。經過30分鐘在無光、25℃環境下反應後,測量其在750nm的吸光值。本發明紅藜萃取物之總酚含量請參考表一。
本發明紅藜萃取物之總黃酮含量係由氯化鉻比較法
(aluminum chloride colorimetric assay)分析而得:將1mL之紅藜萃取物或標準溶液、1mL之5%亞硝酸鈉加入含有4mL之一次蒸餾水的10mL長頸瓶中。該標準溶液係濃度為8至48ppm的芸香苷(rutin)。經過6分鐘後,加入1mL之10%氯化鋁。再經過6分鐘後,加入10mL之4%氫氧化鈉,並將總容量以一次蒸餾水調整為25mL。將溶液充分混合後,測量其在500nm的吸光值。本發明紅藜萃取物之總酚含量請參考表一。
首先,以含有10%胎牛血清(FBS)之最低必需培養基(MEM)培養人類皮膚纖維母細胞CCD-966SK(Human skin fibroblast cells)於24-孔盤,人類皮膚纖維母細胞之濃度為4×104細胞/孔。經過24小時培養後更新培養基。將紅藜萃取物以磷酸鹽緩衝溶液(phosphate buffer saline,PBS)稀釋為
0.2mg/mL並加入各孔中。未加入紅藜萃取物之細胞則為控制組。細胞與紅藜萃取物在37℃、5%二氧化碳條件下共同培養48小時後,取其上清液。使用Sircol® Collagen Assay Kit(Bicolor Life Science Assays,Northern Ireland,UK)分析水溶性第I型膠原蛋白的總含量。在室溫下,將上述方法所得之上清液100μL與1mL Sircol®染劑混合30分鐘。接著以15,000g離心作用10分鐘以形成膠原蛋白沉澱物。去除離心後的上清液並將膠原蛋白沉澱物溶解於1mL鹼性溶劑。以光譜訊號感測器測量其在波長540nm的吸光值。膠原蛋白的數量係以水溶性膠原蛋白標準曲線計算。
請參考第二A圖,該圖係本發明之紅藜萃取物促進膠原蛋白分泌率之分析,其中,縱軸表示膠原蛋白分泌率之百分比,控制組以100%為基準。發現以0.2mg/mL之未脫殼紅藜萃取物處理,人類皮膚纖維母細胞之膠原蛋白分泌率為138%,較未經紅藜萃取物處理之控制組提升38%;而以0.2mg/mL之脫殼紅藜萃取物處理,人類皮膚纖維母細胞之膠原蛋白分泌率更是達到201.4%,為未經紅藜萃取物處理之控制組人類皮膚纖維母細胞之膠原蛋白分泌率的2倍以上。因此,實驗證實未脫殼紅藜萃取物及脫殼紅藜萃取物均能有效促進細胞的膠原蛋白分泌率。
請參考第二B及二C圖,該圖係本發明之紅藜萃取物於臨床驗證中提升皮膚膠原蛋白含量之效果。臨床試驗係以年齡範圍為25至40歲(平均年齡:30歲)的成年人11名(男:女=2:9)作為樣本,並以飲用的方式攝入紅藜萃取物,劑量為5mL/天,持續28天。由第二B圖可見,依上述劑量持續攝入含紅藜萃取物飲品28天後,皮膚膠原蛋白的含量較第0天(未開始臨床試驗)時提升19.6%。由第二C圖可見,依上述劑量持續攝入含紅藜萃
取物飲品28天後,攝入含紅藜萃取物飲品28天後(右圖)之皮膚膠原蛋白含量(圖中白色箭頭)明顯地較攝入含紅藜萃取物飲品前(左圖)之皮膚膠原蛋白含量(圖中白色箭頭)增加。因此,經由臨床試驗證實,攝入紅藜萃取物確實能有效提升皮膚膠原蛋白的含量。
關於本發明紅藜萃取物抑制膠原蛋白醣化作用之分析,首先分別以0.2M之磷酸鹽緩衝溶液(含0.06%疊氮化鈉,pH 7.4)將豬膠原蛋白及果糖配製成60mg/mL及1.5M的溶液。為了使膠原蛋白醣化作用產生,將100μL的豬膠原蛋白溶液、100μL的果糖溶液、及100μL之去離子水共同培養於一1.5mL之微量離心管,共同培養後冷凍貯存於-20℃。膠原蛋白與果糖的醣化作用分析係以醣化作用抑制劑:胺基胍(aminoguanidine,AG,購自Sigma)進行。將100μL之3mM胺基胍溶液(以去離子水製備)加入上述醣化作用反應的溶液以取代去離子水。同時,製備不同相對濃度之未脫殼紅藜萃取物並以相同之方法加入醣化作用反應的溶液。最後,測量各醣化作用反應溶液之螢光強度:取100μL之各醣化作用反應溶液置於96孔盤中並以分光螢光計(spectrofluorometer,FLx 800,BioTek,Winooski,VT)測量,設定激發波長(excitation wavelength)為360nm,發散波長(emission wavelength)為460nm。
請參考第三圖,該圖係本發明之紅藜萃取物抑制膠原蛋白醣化作用之分析,結果顯示,本發明之紅藜萃取物可抑制膠原蛋白醣化作用,其中,當紅藜萃取物之濃度為8%(w/w)時抗膠原蛋白醣化作用之效果最佳,抑制膠原蛋白醣化作用的效果可達62.2%。另有實驗證實脫殼紅藜萃取
物亦具有相似之抑制膠原蛋白醣化作用的效果。
以2×104細胞/孔的濃度培養人類纖維母細胞(CCD-966SK)於孔盤中,經過24小時的培養後,加入0.2mg/mL之各種脫殼/未脫殼紅藜萃取物至各孔中,於37℃、4% CO2/96%空氣的條件下再共同培養24小時。以1.25J/cm2之UVB(312nm)或15J/cm2之UVA(365nm)照射細胞,且該UV光源係直接置於該細胞之上。接著,加入3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl-tetrazolium bromide(MTT)並培養3小時。之後除去培養基並加入100μL之二甲基亞碸至各孔中。測量540nm之強度,而未經UV光照射之細胞則作為控制組。
請參考第四圖,該圖係本發明之紅藜萃取物影響人類纖維母細胞在UV光照射下的存活率分析,結果顯示:控制組為未經UV光照射的人類纖維母細胞,其存活率為100%,以脫殼紅藜之萃取物處理之人類纖維母細胞在UV光照射下的存活率為94.94%,以未脫殼紅藜之萃取物處理之人類纖維母細胞在UV光照射下的存活率為103.13%,相較於未經任何紅藜萃取物處理之人類纖維母細胞在UV光照射下的存活率(54.36%)約提升存活率40至50%,證實紅藜的萃取物可有效提升人類纖維母細胞在UV光照射下的存活率。由本實施例中可知纖維母細胞若先經紅藜萃取物預處理,再照射UV光,會有效提升細胞存活率,因此,實驗證實本發明之脫殼紅藜萃取物或未脫殼紅藜萃取物均可有效預防及降低UV光造成之細胞損害。
以紅藜萃取物可產製可供吞食或飲用的食品形式,例如健康食品、美容飲品等。添加紅藜萃取物於配方中,具有促進膠原蛋白增生及抗皮膚老化之效果。將本發明之紅藜萃取物應用於食品之配方,特別是飲品之配方,係如表二所示:
以紅藜萃取物可產製可供直接外用之溶液、乳液、乳霜或凝膠形式,例如保養品、化妝品等。添加紅藜萃取物於配方中,具有促進膠原蛋白增生及抗皮膚老化之效果。將本發明之紅藜萃取物應用於美容保養品之配方,例如精華液之配方見表三所示:
綜上所述,本發明之紅藜萃取物具有多種活性成分,且富含黃酮及酚,不僅可促進皮膚纖維母細胞之膠原蛋白分泌率,更可有效抑制膠原蛋白醣化作用,並且可提升皮膚纖維母細胞在UV光照射下的存活率。此外,本發明之紅藜萃取物的製造方法簡易、無污染,故,可有效利用天然資源而不對環境造成傷害,亦可提供作為一高活性且安全之肌膚抗老化保養品、化妝品之原料。
惟,以上之敘述僅為本發明之較佳實施例說明,凡精於此項技藝者當可依據上述之說明而作其它種種之改良,惟這些改變仍屬於本發明之精神及以下所界定之專利範圍中。
Claims (13)
- 一種紅藜萃取物用於製備促進膠原蛋白生成的組合物之用途,其中該紅藜萃取物係紅藜以水萃取而得。
- 如申請專利範圍第1項所述之用途,其中該紅藜係為未脫殼紅藜及/或脫殼紅藜。
- 如申請專利範圍第1項所述之用途,其中該膠原蛋白係為結締組織膠原蛋白。
- 如申請專利範圍第3項所述之用途,其中該結締組織膠原蛋白係為第I型膠原蛋白。
- 一種紅藜萃取物之用途,其係用於製備抗皮膚老化之組合物。
- 如申請專利範圍第5項所述之用途,其中該紅藜萃取物係用於抑制膠原蛋白醣化作用。
- 如申請專利範圍第5項所述之用途,其中該紅藜萃取物係用於降低UV光造成的細胞損傷。
- 如申請專利範圍第5項所述之用途,其中該紅藜萃取物係用於提升一細胞在紫外線輻射照射下的存活率。
- 如申請專利範圍第8項所述之用途,其中該細胞係為一皮膚纖維母細胞。
- 如申請專利範圍第5項所述之用途,其中該組合物係用於抗皮膚之光老化。
- 如申請專利範圍第1項或第5項所述之用途,其中該組合物係用於改善、調理及/或修補皮膚。
- 如申請專利範圍第1項或第5項所述之用途,其中該組合物係一外用擦劑、一外用醫藥品、一外用保養品、或一化妝品。
- 如申請專利範圍第1項或第5項所述之用途,其中該組合物係為食品或醫療保健品。
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