Forschung über den Re-Extraktionsprozess und die bleichende Wirkung von Wen'e-Medizinrückständen
Wen E Shu ist der getrocknete Hauptwurzelstamm von Curcuma wenyujin Y.H. Chen et C. Ling, einer Pflanze aus der Familie der Ingwergewächse. Er hat verschiedene pharmakologische Wirkungen wie antioxidativ, entzündungshemmend, antibakteriell, antirheumatisch, antitumorös, die Funktion des Immunsystems verbessernd und antiviral. Es handelt sich um ein traditionelles chinesisches Arzneimittel mit einem breiten Anwendungsspektrum. Die Hauptbestandteile von Curcuma zedoaria sind ätherisches Öl, Curcumin, Polysaccharide, Phenolsäuren und Alkaloide, wobei das ätherische Öl 1% bis 2,5% ausmacht. Es ist einer der wichtigsten medizinischen Wirkstoffe von Curcuma zedoaria und wurde bereits extrahiert und in der klinischen Praxis eingesetzt. Viele pharmazeutische Fabriken verwenden jedoch häufig die Wasserdampfdestillation, um das Öl aus dem Fermentationsprozess zu extrahieren, was eine geringe Effizienz bei der Extraktion von ätherischen Ölen hat und dazu führt, dass sich nach der Ölextraktion eine große Menge an Fermentationsrückständen ansammelt. Da es keine effektiven Verwertungsmethoden gibt und die Behandlungskosten hoch sind, können jedes Jahr Hunderte oder Tausende von Tonnen an Gärungsrückständen nur als Abfall entsorgt werden, was zu einer erheblichen Ressourcenverschwendung und Umweltverschmutzung führt. Einige Wissenschaftler haben jedoch die chemische Zusammensetzung des Rückstands, der nach der Extraktion des ätherischen Öls aus Curcuma zedoaria durch Wasserdampfdestillation zurückbleibt, analysiert und festgestellt, dass sich im Rückstand von Curcuma zedoaria noch verschiedene Wirkstoffe wie Curcuminverbindungen und Curcumindiketone befinden. Curcuminverbindungen haben nachweislich biologische Aktivitäten wie antibakterielle, antioxidative und bleichende Eigenschaften, was darauf hindeutet, dass die sekundäre Entwicklung und Nutzung der medizinischen Rückstände von Curcuma zedoaria noch sehr gut möglich ist.
Der Extrakt aus Wen Yu Jin wurde in die Ausgabe 2021 des "Catalogue of Used Cosmetic Raw Material Names" aufgenommen, aber es gibt keine einschlägigen Berichte in der Forschungsliteratur über seine Verwendung im Kosmetikbereich. Die Aufhellung der Haut, eine der häufigsten Wirkungsaussagen von Kosmetika, hat in den letzten Jahren allmählich an Popularität gewonnen, und die Hautfarbe wird hauptsächlich durch Melanin bestimmt. Wenn Zellen durch endogene Faktoren wie alpha-MSH stimuliert werden, induzieren sie über verschiedene Signalwege die Expression von Mikrophthalmus-verwandten Transkriptionsfaktoren (MIFT), wodurch die Tyrosinase aktiviert und die Melaninproduktion gefördert wird. Darüber hinaus spielen reaktive Sauerstoffspezies (ROS) eine sehr wichtige Rolle bei der Melaninproduktion. ROS ist der Initiator und Reaktant im durch Tyrosinase katalysierten Oxidationsprozess, der die Expression von Melaninsynthesegenen durch die Wirkung verwandter Proteine induziert, was zu einem Anstieg des Melaningehalts führt. Daher werden die Hemmung der Tyrosinase-Aktivität und die antioxidative Aktivität derzeit als zwei wichtige Ziele für die Hautaufhellung angesehen.
Ziel dieser Studie ist es daher, den potenziellen Wert von Curcuma frutescens-Extrakt im Bereich der Kosmetik zu untersuchen. Unter Verwendung der Gesamtausbeute an Curcumin als Indikator für den bleichenden Wirkstoff wird die Response Surface Methodology zur Optimierung des optimalen Extraktionsprozesses von Curcuma frutescens-Extrakt verwendet. Gleichzeitig werden die Auswirkungen des Curcuma frutescens-Extrakts auf den Abbau von DPPH- und ABTS-Radikalen sowie auf die Melaninsynthese und die Tyrosinase-Aktivität in B16-Rattenmelanomzellen unter den optimalen Extraktionsbedingungen untersucht. Bereitstellung einer wissenschaftlichen Grundlage für die Ausweitung der Nutzung pflanzlicher Ressourcen im Bereich der Kosmetik und Förderung der sekundären Entwicklung und Nutzung von Rückständen der traditionellen chinesischen Medizin in verschiedenen Branchen, wodurch die weitere Entwicklung der lokalen Wirtschaft und Industrie gefördert wird.

Das optimale Extraktionsverfahren für den Extrakt aus dem medizinischen Rückstand von Curcuma zedoaria wurde mit Hilfe der Response-Surface-Methode optimiert, mit einem Verhältnis von Flüssigkeit zu Material von 22 ml/g, 82% Ethanol-Ultraschallextraktion und einer Ultraschallzeit von 55 Minuten. Die durchschnittliche Ausbeute an Gesamtcurcumin betrug 6,38 mg/g. Die Prozessbedingungen sind einfach, der Betrieb ist bequem und stabil, und es kann als Referenz für die sekundäre Nutzung von Curcumin-Verbindungen im Rückstand nach der Extraktion von ätherischem Öl aus Curcuma zedoaria dienen.
Darüber hinaus hat der Extrakt aus dem medizinischen Rückstand von Wenzhe, der nach dem optimalen Verfahren hergestellt wurde, gute Fängereffekte auf freie DPPH- und ABTS-Radikale, mit IC50-Werten von 24,99 bzw. 49,72 μ g/mL. Die Ergebnisse von Zellexperimenten zeigten, dass die Versuchsgruppen von Extrakten aus dem Rückstand von Curcuma zedoaria in Konzentrationen von 50-800 μ g/mL den Melaningehalt in Melanom-B16-Zellen wirksam reduzieren und die Tyrosinase-Aktivität hemmen konnten.
Curcuminverbindungen haben relativ stabile Eigenschaften in sauren und neutralen Umgebungen und sind leicht in organischen Lösungsmitteln, aber nicht leicht in Wasser löslich. Die herkömmliche Reflux-Extraktionsmethode für Curcuminverbindungen ist zeitaufwändig, hat niedrige Extraktionsraten und ist nicht dazu geeignet, die biologische Aktivität von Curcuminverbindungen zu gewährleisten. Gleichzeitig ist auch die Nachweismethode für den Gehalt an Curcuminverbindungen komplex. Daher wurde in diesem Versuch die in der Literatur beschriebene Methode durch die Verwendung der Ultraviolett-Spektrophotometrie zur Bestimmung der gesamten Curcuminverbindungen verbessert, die Auswirkungen verschiedener Flüssigkeits-zu-Material-Verhältnisse, Ethanolkonzentrationen und Ultraschallzeiten auf die Ausbeute untersucht und der Extraktionsprozess durch Response Surface Modeling optimiert. Nach der Optimierung erhöhte sich die Extraktionsrate des gesamten Curcumins im medizinischen Rückstand von Curcuma zedoaria um 14,42%. Diese Methode ist stabil, praktikabel und hat eine gute Wiederholbarkeit. Sie bietet auch eine theoretische Grundlage für die Optimierung, Bestimmung und sekundäre Nutzung von Curcuminverbindungen im Rückstand von Curcuma zedoaria.
Die DPPH-Methode und die ABTS-Methode sind zwei gängige In-vitro-Tests zur Bewertung von Antioxidantien, die häufig zur Beurteilung der antioxidativen Eigenschaften von Pflanzenextrakten verwendet werden. In diesem Experiment wurde festgestellt, dass der Extrakt aus dem medizinischen Rückstand von Curcuma zedoaria eine gute antioxidative Wirkung zeigte, und eine weitere Überprüfung durch Zellexperimente ergab, dass er eine gute hemmende Wirkung auf die Melaninproduktion und die Aktivität des ratenlimitierenden Schlüsselenzyms Tyrosinase hatte. In Zukunft können weitere Forschungen zum Weißmacher-Mechanismus des Extrakts aus dem medizinischen Rückstand von Curcuma zedoaria auf zellulärer und molekularer Ebene durchgeführt werden, oder um ihn zu isolieren und zu reinigen, um sicherere und wirksamere Antioxidantien oder Tyrosinase-Inhibitoren zu erhalten, die eine wissenschaftliche theoretische Grundlage für die Entwicklung des medizinischen Rückstands von Curcuma zedoaria bilden.
Mit der rasanten Entwicklung der Industrie für traditionelle chinesische Medizin ist auch eine große Menge an Rückständen der traditionellen chinesischen Medizin in der Produktion angefallen. Im Einklang mit dem Konzept der grünen und nachhaltigen Entwicklung und der Wiederverwendung von Ressourcen in China sind die Rückstände der traditionellen chinesischen Medizin in den letzten Jahren zu einem wichtigen Forschungsthema geworden. Gegenwärtig werden Rückstände der traditionellen chinesischen Medizin in großem Umfang als Futtermittel, Zusatzstoffe, Brennstoffe, Adsorbentien, Düngemittel usw. verwendet und haben ein großes Entwicklungspotenzial. Daher legt dieses Experiment auch den Grundstein für die Beschleunigung der sekundären Entwicklung und Nutzung von Rückständen der traditionellen chinesischen Medizin in verschiedenen Branchen und für eine nachhaltige Nutzung von Rückständen der traditionellen chinesischen Medizin.