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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Zusammensetzungen, die Melaninpigmente
enthalten, insbesondere auf kosmetische Zusammensetzungen.
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Stand der Technik
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Unsere
frühere
Anmeldung WO97/20944 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines
Melanins durch Oxidation einer Phenolverbindung bzw. einer phenolischen
Verbindung unter Verwendung eines Oxidoreductase-Enzyms. Die Phenolverbindung
kann von der Formel (I) sein:
wobei R
1 H
oder OH ist, R
2 H, OH oder OCH
3 ist,
R
3 H oder OH ist (vorausgesetzt, dass wenigstens
eines von R
1 und R
3 OH
ist); R
4 ist ausgewählt aus H, R, -COOX und R
7-COOX, wobei R eine wahlweise substituierte gesättigte oder
ungesättigte
Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen ist, R
7 ist
eine wahlweise substituierte, gesättigte oder ungesättigte Alkylengruppe
mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, und X ist ausgewählt aus H und aliphatischen
und aromatischen Ester bildenden Gruppen; und
R
5 and
R
6 sind jeweils unabhängig ausgewählt aus H, OH, NH
2,
OCH
3, CH
3, SH, NHCO
2, NHCH
3, COOH und gesättigten
oder ungesättigten
Alkylgruppen mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen.
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Geeignete
Enzyme enthalten Tyrosinasen, Laccasen und Peroxidasen.
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Melanine,
die aus Kaffeesäure
(I, R1 = R2 = OH;
R3 = R5 = R6 = H; R4 = CO2H) und Ferulasäure (I, R1OH; R2 = OMe, R3 = R5 = R6 = H, R4 = CO2H) abgeleitet
sind und ihre Derivate gehören
zu der Klasse, die als Allomelanine bekannt sind, welche keinen
Schwefel oder Stickstoff enthalten. Sie sind relativ hell in der
Farbe, während
herkömmliche
Melanine schwarz sind (es sei denn, dass sie gebleicht sind, was
auf verschiedene Weise nachteilig ist).
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Unsere
Anmeldung WO95/33706 offenbart die Herstellung von Kaffeesäure durch
enzymatische Behandlung von Materialien, die aus Pflanzen, z. B.
aus Sonnenblumen, stammen.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich vornehmlich mit Allomelaninen, insbesondere die aus Kaffee-
und Ferulasäuren
abgeleiteten und ihre Derivate, und insbesondere die aus Kaffeesäure abgeleiteten
und ihre Derivate ("Kaffee-Melanin-Materialien").
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Wir
haben nun gefunden, dass unsere Allomelanine, insbesondere die Kaffee-Melanin-Materialien,
extrem löslich
in Wasser sein können,
z. B. 150 g/l bei Raum- bzw.
Umgebungstemperatur. Im Gegensatz dazu sind herkömmliche Melanine praktisch
unlöslich.
Unser aus Kaffeesäure
abgeleitetes Melanin hat eine Löslichkeit
von etwa 220 g/l. Da Kaffeesäure
eine Löslichkeit
von unter 1 g/l hat und die Polymerisation allgemein zu einer Verringerung
der Löslichkeit
führt,
ist dies ziemlich bemerkenswert.
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Die
WO97/20944 gibt an, dass sie Melanine zur Verfügung stellt, welche "generell stärker löslich in anderen
Inhaltsstoffen sind, die herkömmlich
bei der Zubereitung von Formulierungen für Kosmetik und anderen Anwendungen
verwendet werden, als andere im Stand der Technik industriell hergestellte
Melanine". Dies wird
nicht weiter erklärt
oder durch Beispiele dargestellt. Der einzige ersichtliche Hinweis
auf die Löslichkeit des
Melanins sind die für
eine 0,005 %ige w/v wässrige
Lösung
bestimmten UV-Spektren. Offensichtlich gibt es dort keinen Hinweis
auf Materialien, deren Löslichkeit
um Größenordnungen
höher als
die von herkömmlichen
Melaninen ist. Unsere Entdeckung davon ermöglicht die Herstellung von
Kosmetika mit neuer Verwendung der Melanine in Abhängigkeit
von ihren hohen Löslichkeiten
und/oder in Abhängigkeit
von ihrer Wirkungsweisen für
die Zubereitung der kosmetischen Formulierungen. Folglich können Lösungen unserer
Melanine als Antioxidationsmittel und UV-(A und B) Absorptionsmittel
wirkungsvoll sein. Sie können
so formuliert werden, dass sie an Haar und Haut anhaften, und sie
können
als Farbmittel für
Haar und Haut dienen.
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Wir
haben ebenfalls gefunden, dass unsere Allomelanine zu Zusammensetzungen
mit größerer Stabilität führen, als
die, welche mit herkömmlichen
Melaninen erzielt werden können.
Zum Beispiel bildet eine Zusammensetzung, die Hydroxyazeton und
ein Melanin enthält,
wenn es ein herkömmliches
Melanin ist, schnell ein Niederschlag, während die Verwendung unserer
Allomelanine eine Zusammensetzung ergibt, die über viele Wochen stabil ist.
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Unsere
Allomelanine haben gute UV-absorbierende Eigenschaften und eine
gute antioxidative Aktivität.
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Diese
Eigenschaften zusammen mit den moderaten Färbungen und der hohen Löslichkeit
machen sie für
einen weiten Bereich von kosmetischen Zusammensetzungen geeignet.
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Untersuchungen über die
UV-absorbierenden Eigenschaften unseres aus Kaffeesäure abgeleiteten Melanis
zeigten, dass eine 0,5 %ige w/w Formulierung eine Creme mit einem
Sonnenschutzfaktor von ca. 2 und einer Sternklassifizierung (star
rating) von 3 ergibt, was als hervorragend einzuordnen ist. Das
erste ist hauptsächlich
eine Messung der Absorption der UV-B-Strahlung und eine gute Einschätzung des
Schutzes vor Sonnenbrand. Das letztere ist eine Abschätzung der
UV-A-Absorption und der Wirksamkeit des Alterungsschutzes durch
die Creme.
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Es
wird eine kosmetische Zusammensetzung zur Verfügung gestellt, die ein Allomelanin
enthält,
das eine Wasserlöslichkeit
von wenigstens 20 g/l hat und/oder im Wesentlichen stabil in der
Anwesenheit von Dihydroxyazeton ist, so dass im Wesentlichen kein
Niederschlag gebildet wird, wenn eine Zusammensetzung, die das Allomelanin
und das Dihydroxyazeton enthält,
für 2 Wochen
bei Raumtemperatur gelagert wird. Bevorzugt ist die Zusammensetzung
mehr als einen Monat stabil, z. B. für 3 Monate oder mehr.
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Die
Wasserlöslichkeit
ist bevorzugt wenigstens 50 g/l, bevorzugter wenigstens 100 g/l.
Die Zusammensetzung kann eine wässrige
Lösung
umfassen, die wenigstens 20 g/l Allomelanin enthält und/oder kann unter Verwendung
einer derartigen Lösung
hergestellt werden.
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Eine
bevorzugte Art der Zusammensetzung enthält sowohl Allomelanin als auch
Dihydroxyazeton.
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Das
Allomelanin ist bevorzugt eines, das durch die enzymatische Oxidation
eines Phenols oder einer Mischung von Phenolen der vorhergehenden
Formel (I) hergestellt wird, wobei R1 OH
ist; R2 und R6 sind
unabhängig
ausgewählt
aus H, OH und OMe; R3 und R5 sind
H; und R4 ist CO2X,
insbesondere Kaffeesäure und/oder
Ferulasäure
und/oder ein Ester oder eine Mischung von Estern davon. Wenn -CO2X eine Estergruppe ist, ist X bevorzugt
C1-6-Alkyl, z. B. Methyl oder Ethyl. Peroxidaseenzyme
sind bevorzugt, z. B. Meerrettichperoxidase, Soyabohnenperoxidase
und mikrobielle Oxidasen.
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Ebenfalls
haben wir gefunden, dass unsere Allomelanine gegen Entzündungen
(anti-inflammatorische) oder gegen Reizungen gerichtete (anti-irritierende)
Eigenschaften haben. Folglich können
sie in Zusammensetzungen, insbesondere kosmetische Zusammensetzungen,
eingebracht werden, um potentielle Reizungen zu reduzieren, die
mit anderen in der Zusammensetzung vorhandenen Bestandteilen oder
anderen Mittel, die die Haut beeinträchtigen, wie etwa Bestandteile
oder andere Zusammensetzungen, die auf die Haut aufgetragen werden,
verbunden sind. Zum Beispiel neigen einige Personen zu Reizungen
durch Dihydroxyazeton und/oder oberflächenaktive Stoffe.
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Folglich
stellt die Erfindung allgemein die Verwendung eines Allomelanins
für die
Verringerung von Entzündungen
oder Reizungen oder potentielle Reizungen, verursacht durch Dihydroxyazeton
und/oder oberflächenaktive
Stoffe, für
die topische Anwendung zur Verfügung.
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Einige
bevorzugte Arten von Ausführungsformen
werden nun umrissen.
- 1. Verwendung eines Allomelanins
in einer kosmetischen Zusammensetzung als ein antientzündliches
Mittel oder ein Mittel gegen Reizungen, z. B. gegen mögliche Wirkungen
eines oder mehrerer anderer Bestandteile der Zusammensetzung, wobei
das Allomelanin ein Material ist, das durch enzymatische Oxidation
wenigstens eines Phenols der Formel II hergestellt wird: wobei R2 und
R6 unabhängig
ausgewählt
werden aus H, OH und OMe, und X ist H oder eine C1-6-Alkylgruppe.
Bevorzugt hat das Allomelanin eine Wasserlöslichkeit von wenigstens 50
g/l bei Raumtemperatur. Bevorzugt ist die Menge des Melanins ausreichend,
um die die Haut reizende Wirkung der Zusammensetzung wesentlich
zu reduzieren.
- 2. Verwendung nach (1) als ein Farbmittel für das Haar oder die Haut.
- 3. Verwendung nach (1) oder (2), wobei die kosmetische Zusammensetzung
ebenfalls Dihydroxyazeton enthält.
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Kosmetische
Zusammensetzungen schließen
Sonnenschutzmittel, Feuchtigkeitscremes, Shampoos, Haarspülungen (Conditioner),
Selbstbräunungszusammensetzungen
(wie etwa Lotionen und Cremes), Duftstoffe, Lippenstifte und Lippenbalsam
ein.
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In
Duftstoffzusammensetzung kann das Melanin dazu dienen (a) andere
Inhaltsstoffe vor Oxidation zu schützen; (b) als ein UV-Absorptionsmittel
zu dienen, um gegen den photochemischen Abbau zu schützen; (c) eine
attraktive Bronzefarbe bereitzustellen; und (d) als ein Mittel gegen
Reizungen. Duftbestandteile haben gewöhnlich reizende Eigenschaften.
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In
Lippenbalsamen und Ähnlichen
kann das Melanin zusätzlich
zu den wo anders genannten Eigenschaften eine antivirale Aktivität zur Verfügung stellen,
die wirksam gegen das für
Herpesbläschen
verantwortliche Herpes simplex Virus ist. Da Ausbrüche von
Herpesbläschen
durch UV-Exposition (übermäßige Sonne) verstärkt werden
können,
können
derartige Lippenbalsame einen doppelten Schutz zur Verfügung stellen.
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In
einem Sonneschutz dient Melanin als ein UV-Absorptionsmittel und
ebenfalls als ein Antioxidationsmittel (das die anderen Inhaltsstoffe
schützt)
und als ein Farbmittel oder Pigment. Es kann Reizungen verringern.
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Färbemittelzusammensetzungen
für das
Haar (Shampoos, Conditioner, Lotionen usw.) enthalten wünschenswerter
Weise unser Melanin und einen Verstärker für das Eindringen in das Haar,
z. B. Ethoxydiglycol. Das Melanin kann sowohl eine Pigmentierung
als auch eine antientzündliche
Wirkung zur Verfügung
stellen. Bevorzugt werden die zu verwendenden Formulierungen bei
einem leicht basischen pH, z. B. im Bereich von pH 7-9, bevorzugt
um pH 8,0 (verglichen mit dem sauren pH = s, 3,5-4,0, der gewöhnlich für Conditioner verwendet wird).
Dies öffnet
die die Oberhäute
am Haarschaft, um die Ablagerung von Melanin zu erleichtern. Ein Fixierungsmittel,
z. B. eine quaternäre
Ammoniumverbindung, kann zur Fixierung des Melanins auf dem Haar verwendet
werden. Nachfolgend kann ein Conditioner mit geringem pH verwendet
werden, um die Haarfollikel wieder zu schließen.
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Eine
Selbstbräunungszusammensetzung
kann Dihydroxyazeton ("DHA") als ein Hautbräunungsmittel enthalten.
Eine typische Zusammensetzung enthält, bezogen auf das Gewicht:
0,05-0,5 % Melanin (bevorzugt 0,1-0,3 %) und 0,4-10 % DHA (bevorzugt
2-5 %) und hat einen pH im Bereich von 2-7 (bevorzugt 4-6). Es ist bevorzugt,
das sie ebenfalls Erythrulose enthält. Wenn Erythrulose verwendet
wird, ist die Haut weniger trocken und schuppig nach der Verwendung
des DHA, was zu einer besseren künstlichen
Bräunung
hinsichtlich der Tiefe, der Gleichmäßigkeit (keine Streifen) und
Dauer der Bräunung
führt.
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Bräunungslotionen
und andere Hautcremes können
ein filmbildendes Material (z. B. Antarron V220) und/oder eine quaternäre Verbindung
(z. B. Stepanquat ML) enthalten, um die Fixierung des Melanins auf
der Haut zu unterstützen.
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Die
Zusammensetzungen enthalten gewöhnlich
zusätzliche
Bestandteile, wie etwa ein oder mehrere Vehikel. Die spezielle Auswahl
des Vehikels wird von dem für
das Verabreichung ausgewählte
Verfahren als es auch von der Stelle abhängen, auf welchem die Zusammensetzung
aufgebracht wird.
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Die
Vehikel können
Wasser oder Substanzen, wie etwa flüssige oder feste Emollentien,
Lösungsmittel, Befeuchtungsmittel,
Verdickungsmittel und Pulver enthalten. Beispiele von jeder dieser
Arten von Vehikel, welche alleine oder als Mischung von einen oder
mehreren Vehikeln verwendet werden können, sind wie folgt:
Emollentien,
wie etwa Stearylalkohol, Glycerylmonoricinoleat, Glycerylmonostearat,
Nerzöl,
Cetylalkohol, Isopropylisostearat, Stearinsäure, Isobutylpalmitat, Isocetylstearat,
Oleylalkohol, Isopropyllaurat, Hexyllaurat, Decyloleat, Octadecan-2-ol, Isocetylalkohol,
Eicosanylalkohol, Behenylalkohol, Cetylpalmitat, Siliconöle, wie etwa
Dimethylpolysiloxan, Di-n-Butylsebacat, Isopropylmyristat, Isopropylpalmitat,
Isopropylstearat, Butylstearat, Polyethylenglycol, Triethylenglycol,
Lanolin, Kakaobutter, Maisöl,
Baumwollsamenöl,
Talk, Schweinefett, Olivenöl,
Palmkernöl,
Rapssamenöl,
Safransamenöl,
Nachtkerzenöl,
Sojabohnenöl,
Sonnenblumensamenöl, Avocadoöl, Sesamsamenöl, Kokosnussöl, Arachisöl, Castoröl, acetylierte
Lanolinalkohole, Vaseline, Mineralöl, Butylmyristat, Isostearinsäure, Palmitinsäure, Isopropyllinoleat,
Lauryllactat, Myristyllactat, Decyloleat, Myristylmyristat; Treibmittel,
wie etwa Trichlorfluoromethan, Dichlordifluoromethan, Dichlortetrafluorethan,
Monochlordifluormethan, Trichlortrifluorethan, Propan, Butan, Isobutan,
Dimethylether, Kohlenstoffdioxid, Stickstoffoxid; Lösungsmittel,
wie etwa Ethylalkohol, Methylenchlorid, Isopropanol, Aceton, Ethylenglycolmonoethylether,
Diethylenglycolmonobutylether, Diethylenglycolmonoethylether, Dimethylsulphoxid,
Dimethylformamid, Tetrahydrofuran; Befeuchtungsmittel, wie etwa
Glycerin, Sorbitol, Natrium-2-pyrrolidon-5-carboxylat, lösliches Collagen,
Dibutylphthalat und Gelatine; Pulver, wie etwa Kalk, Talk, Bleicherde,
Kaolin, Stärke,
Gummi, kolloidales Siliciumoxid, Natriumpolyacrylat, Tetraalkyl
und/oder Trialkylarylammoniumsmektite, chemisch modifiziertes Magnesiumaluminiumsilicat,
organisch modifizierter Montmorillonitton, hydriertes Aluminiumsilicat,
gebranntes Siliciumoxid, Carboxyvinylpolymer, Natriumcarboxymethylcellulose,
Ethylenglycolmonostearat.
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Das
kosmetisch akzeptable Vehikel wird gewöhnlich von 10 bis 99,9 Gew.-%,
bevorzugt 50 bis 99 Gew.-% der Zusammensetzung bilden, und kann,
in Abwesenheit von anderen kosmetischen Zusätzen, den Rest der Zusammensetzung
bilden.
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Die
Zusammensetzung kann ebenfalls andere Materialien umfassen, welche
herkömmlicher
Weise im kosmetischen oder therapeutischen für die topische Aufbringung
auf die Haut und das Haar nutzbar sind. Beispiele enthalten oberflächenaktive
Substanzen, insbesondere anionische, nicht ionische und amphotere
oberflächenaktive
Substanzen, Polymere, wie etwa Polymer JR und Guargummi, Konservierungsmittel,
Parfüme, Befeuchter,
Antioxidationsmittel usw.
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Die
Zusammensetzungen können
als Flüssigkeiten
formuliert werden, z. B. als eine Lotion, ein Shampoo, eine Milch
oder eine Creme für
die Verwendung zusammen mit einem Applikator, wie etwa einem Kugelapplikator,
oder einer Sprühvorrichtung,
wie etwa ein Aerosol, das ein Treibmittel enthalten kann, oder ein
mit einer Pumpe ausgestatteter Behälter, um das flüssige Produkt
abzugeben.
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Alternativ
können
die Zusammensetzungen fest oder halbfest sein, z. B. Stifte, Cremes
oder Gele, für die
Verwendung in Zusammenhang mit einem geeigneten Applikator oder
einem Deckelgefäß, oder
als ein mit einer Flüssigkeit
imprägniertes
Textil, wie etwa ein Gewebetuch.
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Arten der Ausführung der
Erfindung
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Einige
Ausführungsformen
der Erfindung werden nun ausführlicher
anhand von Beispielen beschrieben.
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A) Zubereitung von Allomelanin
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Geeignete
Allomelanine können
aus Kaffeesäure,
wahlweise gemischt mit Ferulasäure,
wie in den Beispielen in WO97/20944 beschreiben, hergestellt werden.
Die Beispiele 4 und 11 davon werden im Folgenden als Beispiele Ai
und Aii nachgebildet.
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Ai) Herstellung von einem
Kaffeesäure-/Ferulasäure-Melanin durch Meerrettichperoxidase
plus Wasserstoffperoxid.
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Kaffeesäure (500
mg) und Ferulasäure
(500 mg) wurden in Ethanol (20 ml) plus Citratpuffer (100 ml, 100
mM, pH 5,5) in einen 500 ml-Erlenmeyer-Kolben gelöst. Meerrettichperoxidasen
(500 Einheiten, Sigma) und Wasserstoffperoxid (5 ml, 27,5 %) wurden
zugegeben und die Lösung
für zwei
Stunden bei 30°C
inkubiert, geschüttelt
bei 200 U/min. Die Nutzung der Kaffeesäure und der Ferulasäure wurde
durch HPLC (C18-Säule, 2
ml/min, Wasser: Acetonitril (80:20) + Essigsäure (1 %), 290 nm) überwacht.
Die Reaktion wurde durch Zugabe konzentrierter Chlorwasserstoffsäure (10
ml) zu der auf Eis gekühlten
Lösung
beendet. Ein roter/brauner Niederschlag wurde durch Zentrifugation
(4000 U/min, 15 min) gesammelt. Die rot/braune Paste wurde luftgetrocknet.
Ausbeute: 126,3 mg (12,63 %).
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Aii) Herstellung von aus
Kaffeesäure
abgeleitetem Allomelanin durch Tyrosinase unter Verwendung von Verdampfen.
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Kaffeesäure (5 g)
wurde in Wasser (21) gelöst
und auf einen pH 7,0 unter Verwendung von Natriumhydroxid (5 N)
eingestellt. Es wurde Tyrosinase (17 mg, 440 Einheiten/mg, Sigma)
zugegeben, und die Lösung gleichmäßig zwischen
zwei 51 Erlenmeyer-Kolben aufgeteilt. Die Reaktion wurde über Nacht
bei 30°C
inkubiert und mit 200 U/min geschüttelt. Das Produkt wurde durch
Verdampfen bei reduziertem Druck unter Verwendung eines Rotationsverdampfers
und bei 50°C Ofentrocknung
gewonnen, um ein braun gefärbtes
Pulver zu ergeben. Ausbeute: 5,5 g (100 %).
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Aiii) (a) Herstellung
von Kaffeesäure
aus Sonnenblumenmehl
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13
kg nicht pelletiertes Sonnenblumenmehl wurden in 37 L Wasser bei
Raumtemperatur suspendiert und per Hand gemischt. Die wässrige Phase
wurde durch HPLC auf die Freisetzung an Chlorogensäure überwacht
bis kein weiterer Anstieg auftrat.
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Die
Sonnenblumenmehlsuspension wurde unter Verwendung einer Vigo-Weinpresse
(36 L-Kapazität) gepresst,
um die wässrige
Phase abzugeben. Die erhaltenen Feststoffe wurden mit einem Volumen
Wasser äquivalent
zu dem anfänglichen
Volumen abzüglich
des aus der ersten Pressung erhaltenen Volumens gewaschen. Diese
Suspension wurde abermals gepresst und die wässrigen Phasen aus beiden Pressungen
wurden vereint.
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Der
pH der wässrigen
Phasen wurde mit 400 g/l–1 NaOH auf pH 7,5 eingestellt
und dabei gehalten, und diese auf 40°C erwärmt, mit Mischen in einem 50
L-Gefäß aus rostfreiem
Stahl. 4 mIL–1 Biofeed
Plus L Enzym (Novo Nordisk) wurde zugegeben und die Umwandlung der
Chlorogensäure
zu Kaffeesäure überwacht,
bis die Kaffeesäurekonzentration
ein Plateau erreichte.
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Der
wässrige
pH wurde unter Verwendung von 750 gL–1 Phosphorsäure auf
pH 3,0 gesenkt. Der gebildete Niederschlag wurde durch Zentrifugation
unter Verwendung der Westfalia SC-6 entfernt.
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Die
geklärte
Flüssigkeit
wurde in ein flammfestes Gefäß aus rostfreiem
Stahl überführt und
mit 10 L Methylacetat überschichtet.
Die zwei Phasen wurden vorsichtig über Nacht gerührt, um
die Extraktion der Kaffeesäure
in das Lösungsmittel
als ein Zweiphasensystem zu ermöglichen.
Die Ethylacetatschicht wurde dann abdekantiert.
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20
Ansätze
der Sonnenblumenmehlextraktion wurden unter Verwendung des vorher
beschriebenen Verfahrens durchgeführt, und die erhaltenen Ethylacetatschichten
wurden vereinigt und durch Verdampfen im Vakuum unter Verwendung
eines QVF-Destillationsapparats gefolgt durch einen Buchi-Rotationsverdampfer konzentriert.
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Die
erhaltenen Feststoffe wurden mit einem geringen Volumen an n-Hexan
gewaschen und die gewaschenen Feststoffe durch Filtration durch
ein Whatman Nr. 1 Filterpapier unter Vakuum gewonnen und dann in
einem Vakuumofen getrocknet.
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Dies
ergab 504 g Sonnenblumenmehlextrakt mit 306 g Kaffeesäure (daher
ist der Extrakt 61-%ige w/w Kaffeesäure). Die durchschnittliche
Ausbeute pro Ansatz ist daher 25 g Extrakt, der 15 g Kaffeesäure enthält, und
die Gesamtausbeute für
Kaffeesäure
aus Sonnenblumenmehl unter Verwendung dieses Verfahrens bei diesem
Mehl ist 0,11 % (w/w).
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Aiii) (b) Herstellung
von Melanin aus dem Kaffeesäure
enthaltenen Extrakt
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450
g des beschriebenen Sonnenblumenmehlextrakts (mit 273 g Kaffeesäure) wurden
in 45 L destilliertem Wasser in einem Gefäß aus rostfreiem Stahl gelöst. Der
pH dieser Lösung
wurde unter Verwendung von 400 gL–1 NaOH
auf pH 7,5 eingestellt und gehalten. 2 g des Soyabohnenperoxidaseenzyms
(Organic Technologies Ltd.) wurde zu dieser Lösung gegeben. Die Melaninproduktionsreaktion
wurde durch tropfenweise Zugabe über
einen Zeitraum von 30 Minuten von 211 ml einer 27 %igen w/v Wasserstoffperoxidlösung gestartet.
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Nach
2 Stunden wurde die Reaktion auf 20°C gekühlt und über Nacht gerührt. Die
erzeugte Melaninlösung
wurde dann durch Verdampfen unter Verwendung des QVF-Destillationsgeräts im Vakuum
konzentriert, gefolgt durch einen Buchi-Rotationsverdampfer. Die
konzentrierte Melaninlösung
wurde in Trocknungsschalen überführt und
bis zur endgültigen
Trockenheit unter Verwendung eines Vakuumofens gebracht.
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Der
hergestellte trockene Melaninfeststoff wurde aus den Trocknungsschalen
ausgekratzt und in ein feines dunkelbraunes Pulver unter Verwendung
eines Pistils und eines Mörsers
gemahlen.
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Die
Endmenge an Melanin war 552 g, mit 0,27 % w/w Kaffeesäure.
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Das
aus Kaffeesäure
stammende Melanin, wie es in dem präparativen Beispiel (Aii) hergestellt
war, wurde in den folgenden Formulierungen verwendet.
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B) Formulierungen
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Anmerkung:
die Bestandteile jeder "Stufe" wurden zusammengemischt
und dann wurden die "Stufen" vermengt.
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B
(i) Melanin enthaltender Sonnenschutz
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In
dieser Formulierung wird Titandioxid (UV-Streuungsmittel) in Kombination mit
Parsol 1789 (UV-Absorptionsmittel) und unser Allomelanin verwendet.
Das Melanin trug antioxidative, gegen Reizungen gerichtete und UV-absorbierende
(UV-A und B) Eigenschaften bei, und ebenfalls verlieh es einen attraktiven
Fleischton an die Creme.
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B
(ii) Melanin-gefärbte
Feuchtigkeitscreme (Moisturiser)
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Das
Melanin trug anti-oxidative, gegen Reizungen gerichtete und UV-absorbierende
(UV-A und B) Eigenschaften bei und verlieh ebenfalls einen attraktiven
Fleischton an die Feuchtigkeitscreme.
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B
(iii) ZYLEPSIS-MELANIN-SHAMPOO
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Hier
wird unser Melanin in Verbindung mit einem Perlierungsmittel verwendet,
um ein attraktives "flüssiges Gold"-Erscheinungsbild,
ohne die Verwendung von Eisensalzen zur Verfügung zu stellen, welche herkömmlicher
Weise verwendet werden, um ein Gold-Erscheinungsbild zu erzielen, aber welche
als die Oxidation fördernde
Mittel wirken können.
Im Gegensatz dazu dient das Melanin sowohl als ein Antioxidationsmittel als
auch als ein UV-(A und B) Absorptionsmittel, ein Mittel gegen Reizungen
und ein Farbmittel.
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Panthenol
erleichtert das Eindringen des Melanins in das Haar (ermöglicht durch
die Löslichkeit
des Melanins). Dies verleiht den anti-oxidativen und den UV-Absorptionseigenschaften
Substantivität
und ermöglicht
dem Melanin jedes graue Haar tönen. B
(iv) HAARSPÜLUNG
(HAIR CONDITIONER)
Stufe
A | |
Dehydquat
ACA | 5,000
g |
Stepanquat
ML | 2,500
g |
Natriumhydroxid
5% Lösung | 1,550
g |
Trivallin
SF | 10,000
g |
Nipagin
M | 0,200
g |
Wasser
rein | 66,100
g |
Stufe
B | |
Nipasol
M | 0,150
g |
Waglinol
6016 | 5,000
g |
Stearylalkohol | 3,000
g |
Cetylalkohol | 5,000
g |
Stufe
C | |
Melanin | 0,500
g |
Stufe
D | |
Silicon
DC 345 | 1,000
g |
| Ansatzgröße |
| 100,000
g |
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Die
Stufen A, B, C und D wurden gemischt, um die Spülung herzustellen. Wahlweise
können
entweder 0,5 g Glimmer/100 g Creme oder 0,20 g Titanoxid/100 g Creme
zugegeben werden, um ein perliges oder weißeres Erscheinungsbild zur
Verfügung
zu stellen.
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B
(v) Dihydroxyazetoncreme mit Melanin
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Das
Allomelanin und das Dihydroxyazeton wirken zusammen, um eine verbesserte
braune Hautfärbung
zu ergeben, wobei das Melanin ebenfalls anti-oxidative, gegen Reizungen
gerichtete und UV-absorbierende Eigenschaften zur Verfügung stellt. B
(vi) Selbstbräunungslotion
mit Melanin
Wasser | 75,800
% |
Paraffin
flüssig | 6,500
% |
Octylstearat | 5,700
% |
Dihydroxyazeton | 5,000
% |
Glycerin | 3,000
% |
Polyglyceryl-3-Methylglucosedistearat | 2,000
% |
Octylstearat | 0,800
% |
Natriumhydroxid | 0,300
% |
Melanin | 0,250
% |
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Carbomer |
0,200
% |
Methylparaben |
0,200
% |
Propylparaben |
0,100
% |
Parfüm |
0,100
% |
Butylparaben |
0,050
% |
|
100,000
% |
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Das
Melanin ergab eine verbesserte braune Hautfarbe und stelle anti-oxidative,
gegen Reizungen gerichtete und UV-absorbierende Eigenschaften zur
Verfügung.
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C Ablaufplan
der Untersuchung der Stabilität
des Duftstoffs
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Um
die Stabilität
eines Duftstoffs in der Form eines Eau de Toilette ("EDT") zu untersuchen
verwendeten wir Aliquots des EDT, zu denen zwei oder mehrere Konzentrationen
unseres Melanins ("EDT") hinzugegeben waren,
und als Bezugsbeispiele, zwei Konzentrationen von BHT (butyriertes
Hydroxytoluol, ein bekanntes in Kosmetika verwendetes Oxidationsmittel).
Ein weiteres Aliquot des ursprünglichen
Eau de Toilette wird als eine Kontrolle verwendet. Die Testproben
wurden in klaren Glasflaschen hergestellt, die halb mit den Testproben
gefüllt
wurden. Dies ermöglichte
etwas Durchlässigkeit
für UV-Licht
und ausreichend Gas im Kopfraum, um das Auftreten der oxidativen
Verschlechterung des Duftstoffs zu ermöglichen.
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Die
Proben wurden bei 37°C über Nacht
gelagert, dann auf 4°C
gekühlt
und dann im direkten Sonnenlicht für den Rest des Tages stehen
gelassen und wieder auf 37°C
gebracht. Zusätzlich
wurden die Flaschen vor und nach der Inkubation bei 37°C geöffnet. Dieser
tägliche
Zyklus wurde für
7 Tage wiederholt und jeweils die Aromen beurteilt.
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Unsere
Untersuchungen zeigten, dass unser Melanin BHT deutlich überlegen
war, welches deutlich der Kontrolle überlegen war. Die Untersuchung
kann ebenfalls eingesetzt werden, um zu zeigen ob eine gegebene
Duftstoffzusammensetzung merklich gegenüber Abbau empfänglich ist,
und ob dies signifikant durch unser Melanin gehemmt wird.
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D Gegen Reizungen
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D (i) DHA-Sensitivität
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Die
Wirksamkeit unseres Melanins bei der Reduktion von durch Dihydroxyazeton
("DHA") verursachten Hautreizungen
wurde bei einer empfindlichen Person untersucht.
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Materialien
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- Creme A: Hautcreme (Öl
in Wasser) mit 5,0 % DHA.
- Creme B: Hautcreme (Öl
in Wasser) mit 0,3 % Melanin und 5,0 % DHA.
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Verfahren
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Die
Farbe von zwei Hautbereichen an der Innenseite des vorderen Unterarms
der Person wurden dreimal unter Verwendung des Minolta Chroma Meters
gemessen. Die Werte wurden aufgezeichnet für den Grad der Helligkeit, "L", den Grad an Rot, "a" und
den Grad an Gelb, "b". Proben (0,7 Gramm)
jeder Creme wurden in wahlloser Reihenfolge auf die 2 vorher gemessenen
Hautflächen
gegeben und über
eine bestimmte Fläche der
Haupt mit 4 cm Durchmesser verteilt. Die Farbe der Haut wurde wieder
30 und 60 Minuten nach Aufbringen der Creme dreimal gemessen. Die
Mittelwerte der Datensätze
von 3 Ablesungen werden im Folgenden gezeigt.
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Schlussfolgerung
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Beide
Cremes verursachten einen Anstieg in der Röte der Haut (d.h. einen Anstieg
im "a" Wert) als auch einen
Anstieg in der Dunkelheit und den Gelbtönen.
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Nach
30 Minuten hat die Creme A einen wesentlichen Anstieg in der Rötung und
eine geringe Abnahme von Gelb verursacht. Folglich wurde das Erscheinungsbild
der Haut stärker
rot. Nach 60 Minuten hatte der Rötungsgrad
leicht nachgelassen. Das Gelb hatte zugenommen.
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Creme
B (mit Melanin) ergab einen Anstieg auf einen signifikant geringeren
Wert der Rötung
nach 30 Minuten und dieser fiel beträchtlicher über die nächsten 30 Minuten. Das Gelb
war nach 30 Minuten höher (wahrscheinlich
aufgrund der Farbe des Melanins) und sein nachfolgender Anstieg
war sehr ähnlich
zu dem mit Creme A beobachteten. Es ist deutlich, dass das Melanin
die Wirkung der Reduktion der anfänglichen Intensität der Reizung
(Rötung)
hatte und eine längerfristige
beruhigende Wirkung zur Verfügung
stellt.
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D (ii) Empfindlichkeit
gegen oberflächenaktive
Substanzen
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Die
Wirksamkeit unseres Melanins bei der Verringerung der Hautreizung
aufgrund einer oberflächenaktiven
Substanz wurde untersucht. Zwei Menschen wurden als Probanden eingesetzt.
Die Wirkung des Aufbringens eines Pflasters mit einer 70 %igen Lösung von
Natriumlaurylethersulfat ("SLES") auf Haut für 24 Stunden
wurde mit der Wirkung der Aufbringung eines identischen Pflasters
untersucht, das ebenfalls 0,3 % unseres Melanins enthält ("M"). Die Farbe der behandelten Haut wurde
für mehrere
Tage unter Verwendung eines Chroma Meter überwacht. Die Änderung
im Grad der Rötung
sind im Folgenden tabellarisch dargestellt.
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Diese
Ergebnisse zeigen, dass eine geringe Konzentration unseres Melanins
die Reizung/Entzündung, die
durch eine viel größere Menge
eines oberflächenaktiven
Stoffs verursacht wird, wesentlich verringern kann. Offensichtlich
kann das Melanin nicht den oberflächenaktiven Stoff auf irgendeine
Weise einschließen.
Vermutlich wirkt es auf die Hautoberfläche, wobei es eine Sperrschicht
bildet und/oder eine direkte antientzündliche Wirkung auf Hautzellen
hat.
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Die
in Abschnitt D dargestellten Ergebnisse belegen eine anti-entzündliche
Wirkung gegen zwei unterschiedliche Reizstoffe, und ist daher angemessen,
eine allgemeine anti-entzündliche
Wirkung zu postulieren, die eine Reizung aufgrund von anderen Ursachen
einschließlich
sonneninduzierter Reizung reduzieren sollte. Folglich kann unser
Melanin in Sonnencremes und anderen Kosmetika aus einer Vielzahl
von Gründen enthalten
sein. Das Melanin kann bei einer Vorbehandlung bevor potentielle
Reizstoffe auftreten und/oder in einer beruhigenden Nachcreme für das Entgegenwirken
gegen eine bereits induzierte Reizung aufgetragen werden.