概要

鶏の羽根や化粧品への応用からケラチンを加水分解物の準備

Published: November 27, 2017
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概要

プロトコルの目的はアルカリ酵素加水分解による羽毛ケラチン加水分解物を準備して化粧品軟膏ベースにケラチンを加水分解物が皮膚バリア機能を向上させる追加するかどうかをテストするのには (ハイドレーションを高めると経皮水分喪失を減少)。検査は、男性と女性のボランティア。

Abstract

ケラチン加水分解物 (KHs) ヘア化粧品の確立された標準的なコンポーネントであります。KH の保湿効果を理解することは、スキンケア化粧品で有利です。議定書の目標は: (1) アルカリ酵素加水分解による KH に鶏の羽根を処理し、透析による浄化、皮膚の水和が増大し、減少によって皮膚バリア機能を向上させる軟膏ベース (OB) に瀬を追加をテストするには (2)経皮水分喪失 (TEWL)。アルカリ酵素加水分解中に羽が高温アルカリ環境ではし、タンパク質分解酵素で加水分解、温和な条件下で培養しました。KH の溶液を透析、真空乾燥、微粉末に粉砕します。水中油型エマルション (O/W) 2 を含むから構成される化粧品処方、4、および 6 の重量 % (OB の重量に基づいて) KH の用意しています。10 人の男性に KH の保湿のプロパティをテストが行われ、1、2、3、4、24、および 48 h. 試験製剤の間隔で 10 人の女性に脱脂の掌側の前腕のサイトで広がっています。角質層 (SC) の肌の水分補給は最も世界的に使用される、簡単な方法の一つである皮膚の静電容量を測定することによって評価されます。TEWL は、定義された領域と皮膚から期間ごと運ばれる水の量の測定に基づいています。両方のメソッドは完全に非侵襲的です。KH は、優れた閉塞;OB に KH のさらに、によってそれをもたらすアプリケーション後 TEWL を 30% 削減。SC; に表皮の下の層から水をバインドと、KH は、保湿剤としても機能します。OB で最適な KH 足し算を男性と 22% で水和の 19% の上昇に女性の上昇が発生します。

Introduction

食肉処理場、食品工業および日焼け業界年間固体ケラチン副産物-ウール、羽、毛、ひづめの音、爪、角、等の膨大な量を生成します。最新の統計データによると、ライブの総重量鶏、七面鳥、アヒル、および米国の他の虐殺された家禽は1年あたり 625 億ポンドEU では年間約 287 億ポンドです。羽の家禽の合計重量の 8.5% までことを考えると、単独で米国は毎年廃棄物の羽2の約 53 億ポンドを生成します。

ケラチンは、強くとレンダリングの処理が困難なジスルフィド架橋だから耐薬品性を示すタンパク質です。水溶性の製品を取得するには、架橋結合を切断し、おそらく3ペプチド結合の加水分解を実施する必要があります。二硫化物橋の胸の谷間は、次のパターン4,5によるとチオール アニオンの反応を続行可能性があります。

S + -SbSc-↔ – Sb + -SS のc

非常に高い ph で、ジスルフィド結合の加水分解も表示され、パターン6に従い

-SOH + オハイオ州 →-S SS

(PH 約 8) 温和な条件下でも sulfitolysis は、次のパターンに従って起こる。

-SS- + HSO3 →-SH + SSO-3

ケラチンを分解する最も経済的な方法は微生物の内訳は、加工や高分解効率 (約 90%)7,8の間に穏やかな反応条件によって特徴付けられる。Keratinases は、土壌とケラチン廃棄物9から分離されたいくつかの細菌によって生成されます。微生物 keratinases は堅く、強く架橋ケラチン構造10を加水分解し、準備結果 KH はタンパク質が豊富で水溶性、検出された必須アミノ酸の損失なしで11

このようなタンパク質は水に溶け、与えられたシステムが透明で、ペプチドの再集計は避けるために、化粧品の準備 (例えば乳液、ローション、ゲル) で蛋白質を組み込むために要件を確保します。疎水性相互作用。したがって、加水分解コラーゲン、エラスチン、ケラチンなどのタンパク質の加水分解物に適用する一般的な勧めします。化粧品エマルジョンに加水分解液を追加するときは、手順を実行して、加水分解は最初水に溶解したことを確認します。いくつかの場合、望ましい蛋白質 (または、加水分解物)、アルコールまたは12の他の有機溶剤に可溶です。

KH は、シャンプー、コンディショナー、ローションと髪の毛と同様、マスカラー、マニキュア、目メイク エージェントに栄養血清で通常紹介されています。通常宣言 KH 効果髪を平滑化、保護膜の形成が含まれてまたは爪の構造、高まり可塑性と製品の整合性を調節し、泡13の形成を助長、処理層の外観,14. それが KH 低減表面張力、化粧品で補充が乳化剤クリームを安定させるために追加量の削減を促進するそれ故にも示されています。KH は肌、目、髪、洗浄剤 (界面活性剤) によって引き起こされる炎症の影響を制限し、洗浄剤 (例えば脱水肌、硬度および減らされた柵機能の組織上の任意の潜在的な副作用を減らす肌のために)。加水の高いバッファリング機能は、化粧品の pH を安定させるために悪用も長さの短いペプチドがある大きい緩衝効果15,16。KHs は、髪と爪化粧品だけでなく、皮膚のケアのための製品で利用されている、標準コンポーネントとして定着した、KH の保湿の効果に関する研究は現代文学で表示されません。

アルカリ酵素技術、KH にケラチン副産物を処理するためには、化粧品添加剤17,18,19,20数の影響上のプロセスでは、アクティブなテスト,21,22. 2 段階アルカリ酵素加水分解微生物プロテアーゼを用いた鶏の羽根の利点が穏やかな反応条件下で高効率を実現、kh 社の品質は非常に強い酸で加水分解とは対照的に高またはアルカリ。最初の段階で羽に部分的にケラチン構造を混乱させるし、うねり; 羽アルカリ環境で高温孵化します。pH を調整した後羽の 2 番目の段階で温和な条件下でのタンパク質分解酵素で加水分解します。透析の瀬では、蛋白質の高いコンテンツを所有しています。

ここで説明したメソッドの目的はアルカリ酵素加水分解 KH に家禽の羽の処理、乳化化粧品に適用される KH の保湿のプロパティの効果をテストします。体内機器の非侵襲的方法、保湿特性を調べた。SC の皮膚水分補給とバリア機能を測定するための最も頻繁な方法には (コンダクタンスや容量) の皮膚の電気的特性の測定が含まれます。赤外マルチ スペクトル想像法 (NIM)、核磁気共鳴分光法、光干渉断層計、または過渡的熱伝達23近く SC 水和反応を調査するための異なる方法があります。SC の TEWL に相関する SC のバリア機能と換気チャンバー法、非換気チャンバー オープン商工会議所法24測定されます。

配合で、モデルのプロパティは、3 種類のプローブのマルチ プローブ アダプター MPA 5 を使用して決定されます。最初の 1 つ、corneometer CM 825、対策皮膚水和皮膚の表面の電気容量の変化を評価することによって測定コンデンサーは corneometric 単位で皮膚表面の静電容量の変化を示しています。Corneometer は、皮膚水和25の相対評価だけを与えます。TEWL の 2 番目のプローブ、tewameter TM 300 が直接使用されるない皮膚から (Fick の拡散の法律に基づいて開いた区域楽器) で蒸発する水の密度勾配を測定するセンサー (温度・湿度) の 2 つのペアで定義されているエリア、時間帯 (g/m2/h) ごと運ばれる水の量を示します。このメソッドは、皮膚バリア機能26のもわずかな中断を検出できます。皮膚の pH は障壁の一つの指標と SC27の抗菌機能です。皮膚マントルの酸性度は、MPA 5 駅に接続された (3) 皮膚 PH 905 プローブで測定しました。この特別に設計されたプローブから成っている平たいガラス電極による皮膚への接触を電圧計に接続されています。システムは、プローブの上部に測定した半固形状の非常に薄い層を取り巻く水素陽イオンの活動のための潜在的な変化を測定します。電圧の変化は pH28として表示されます。

3 つのセクションに分かれて実験を提案する: 化粧品の準備 (2) の (塩と低分子画分を除去する)、透析による 2 段階アルカリ酵素加水分解し精製羽鶏から KH の準備 (1)2、4、および 6% を含む製剤 TEWL、水和を皮膚や肌の pH、KH と KH のプロパティを測定することによってテストする (3)。実施した平均年齢 27.2 歳で 10 人の女性と平均年齢 26.2 歳の 10 人。ボランティアとテスト自体の選択方法を行った被験者29; を利用した生物医学研究の国際的倫理的原則に従いすべての人は、研究の包含前にインフォームド コンセントを与えた。開始、テスト前にボランティアは、それらの健康状態に関するアンケートを完了するように求めていた。ボランティアの前に 24 時間の間に、テスト期間中にテスト サイトと周辺地域にどんな化粧品を適用しないようにすることを約束さらに、彼らはのみ水を実行して簡単な夜洗浄を許されました。

Protocol

ボランティアは、従業員や私たちの大学の学生の間で採用されました。選択する方法によると行った「医の国際倫理指針関与人間被験者。懇談会 (2002) ジュネーブ医科学国際組織。」KH はヘアケア製品(シャンプー、コンディショナー等)で使用される一般的な化粧品の成分とそれ故に制度上の審査委員会からの承認は必要ではありません。 1. KH にプロセス鶏羽 …

Representative Results

ここに示す手順にしたがって調製された KH (図 2参照) は高蛋白質含有量が付いている水に容易に溶ける色で黄色 (無機固体を表す < 2.0%); KH の 1.0% の解決の pH は 5.3 との要件を満たす化粧品グレードの加水分解物。50 g の原料から KH の収量は約 30% であります。KH の分子量分布は SDS-PAGE によって決定され、図 3に示します。</…

Discussion

アルカリ酵素加水分解の利点は、kh 社の今後の用途に合わせて変更できることです。たとえば、製品の軽く茶色の色が障害ではなく、ヘアケア化粧品のアプリケーションで加水分解高温適用できます KH の歩留まりの向上に 。さらに、技術のプロシージャの両方の段階の間に長い処理時間に大きく影響プロセス全体効率-KH の収量が 85% に上昇します。

水和測定結果は、測…

開示

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この記事は伊賀/FT/2017/007 zlin 大学のプロジェクトのサポートをしました。

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 コメント
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 コメント
Software
Microsoft Office 2010 Microsoft
C+K software Courage and Khazaka Electronic GmbH MPA 5 station operating software

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記事を引用
Mokrejš, P., Huťťa, M., Pavlačková, J., Egner, P. Preparation of Keratin Hydrolysate from Chicken Feathers and Its Application in Cosmetics. J. Vis. Exp. (129), e56254, doi:10.3791/56254 (2017).

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