Co znajdziesz w artykule?
Prezentacja podczas Beauty Innovations grudzień 2022
W swojej pracy w firmie Colabio zajmuję się opracowaniem formulacji kosmetycznych oraz poszukiwaniem nowych trendów. Jeden z nich postanowiłam dzisiaj zaprezentować i podzielić się swoją wiedzą. Bowiem królestwo grzybów obecnie przeżywa swoje drugie życie i zyskuje na ogromnej popularności.
Justyna Anioł
Wiemy, że w Azji grzyby były używane jako produkty lecznicze już od tysięcy lat. W Chinach i Japonii ich dobroczynny wpływ były doceniane i zarezerwowane dla rodzin królewskich. Obecnie stają się jednym z najważniejszych źródeł żywności funkcjonalnej i leków. Popyt na grzyby jadalne rośnie ze względu na ich walory smakowe oraz wartości odżywcze.
Przemysł kosmetyczny nieustannie poszukuje składników pochodzenia naturalnego. A grzyby są świetnym rozwiązaniem ze względu na ich konkurencyjną efektywność i niską toksyczność. Proszę zwrócić uwagę na
korelację pomiędzy sektorem spożywczym i sektorem kosmetycznym.
wyszukiwania dla hasła Mushroom supplements
Zmiany, które zachodzą w przemyśle spożywczym często przekładają się na nasz sektor. Na wykresie przedstawiłam państwu trend wyszukiwania dla hasła mushroom supplements w wyszukiwarce Google. Od 2015-2016 roku możemy zauważyć, że to hasło cieszy się coraz większym zainteresowaniem.
Obecnie niemalże każda firma wprowadzająca suplementy diety ma w swoim portfolio produkt zawierający ekstrakt z grzyba. Aktualnie już na naszym rynku kosmetycznym pojawiają się kosmetyki z ekstraktami z grzybów. O tym świadczą również akty prawne.
W rozporządzeniu ministra zdrowia w sprawie grzybów dopuszczonych do obrotu lub produkcji przetworów grzybowych, środków spożywczych zawierających grzyby oraz uprawnień klasyfikatora grzybów i grzyboznawców z 2011 roku znajdziemy listę 44 gatunków grzybów dopuszczonych do obrotu.
W aktualnej wersji, która została zaktualizowana w tym roku, ta lista została rozszerzona o nowe pozycje (72). Widzimy, że wzrost pozycji jest niemalże dwukrotny, co otwiera możliwości dla sektora spożywczego o wykorzystanie nowych jadalnych gatunków grzybów.
(Bio)różnorodność, (bio)aktywność, (bio)chemia
Niezwykłą zaletą królestwa grzybów jest ich bioróżnorodność, o czym świadczy występowanie opisanych i poznanych około 150 000 gatunków grzybów. Badacze szacują, że na świecie może ich istnieć nawet ponad 2 miliony.
Jeden z nich, mianowicie opieńka ciemna, stanowi jeden z największych organizmów na świecie – odkryty w Stanach Zjednoczonych, którego podziemna grzybnia zajmuje niemalże 860 ha. Proszę sobie wyobrazić niezwykły rozmiar i możliwości grzybów.
Ponadto przeprowadzane są badania na gatunkach grzybów, które świadczą o ich różnorodności i bogatym profilu biochemicznym oraz o ich działaniu bioaktywnym. Niektóre gatunki grzybów używane są w bioreakcjach, w których produktami są kwas mlekowy czy ceramidy, mogące potencjalnie zostać wykorzystane jako składniki produktów kosmetycznych.
Ekstrakty pozyskiwane z grzybów wykazują dokładnie takie samo działanie, jak ich związki bioaktywne, a jest to między innymi działanie rozjaśniające, anti aging, przeciwutleniające czy immunomodelujące. W składzie większości gatunków znajdziemy witaminy, cukry, minerały, proteiny, związki fenolowe czy indolowe.
Grzyb śnieżny
Pierwszym gatunkiem grzyba, nad którym się pochylimy, jest trzęsak morszczynowaty, zwany również potocznie grzybem śnieżnym, srebrzystym czy nawet uszami białej chmury. W medycynie ludowej był wykorzystywany do leczenia suchego kaszlu. Owocnik ma miękką teksturę przypominającą galaretkę. Naturalnie występuje na pniach drzew. Ze względu na ciekawą konsystencję bywa również wykorzystywany jako element deserów.
Grzyb posiada bogaty profil biochemiczny. Zawiera liczne polisacharydy, związki fenolowe, działa jako humektant, przeciwutleniacz oraz stabilizator emulsji.
Tremella fuciformis jest biomimetykiem kwasu hialuronowego. To znaczy, że działaniem naśladuje zdolności kwasu hialuronowego. Co ciekawe, warto podkreślić, że ten trend również na biomimetyki jest coraz bardziej rozpoznawalny i popularny. Obecnie w naszym przemyśle w ofercie dostawców znajdziemy między innymi biomimetyki retinolu czy tak jak tutaj biomimetyk kwasu hialuronowego.
Ekstrakt z tremelli już w stężeniu 0,05% jest w stanie zapewnić niemalże takie samo działanie jak kwas hialuronowy w stężeniu 0,02%. Co ciekawe, u dostawców azjatyckich ten ekstrakt jest tak popularny, że jest kilkukrotnie tańszy niż kwas hialuronowy.
Modyfikacje polisacharydu pozwoliły na uzyskanie karboksymetylowanego polisacharydu, który wykazuje stopień zatrzymania wody w naskórku na poziomie niemalże 66% po 4 dniach. Ekstrakt z tremelli znajdzie również zastosowanie w produktach i w pielęgnacji włosów. Modyfikowany mannan tworzy film na skórze i włosach. Jest również odpowiedni jako składnik aktywny w układach niezależnych od pH.
Wykorzystanie ekstraktu z Tremella fuciformis z pewnością sprawdzi się w formułach serów super nawilżających czy kremów – kremożeli anti aging. Kolejnym omawianym dzisiaj grzybem jest
reishi, czyli ganoderma lucidum.
Stosowany w medycynie ludowej krajów azjatyckich od ponad 4000 lat w leczeniu chorób wątroby, artretyzmu czy astmy. Niegdyś w Japonii ze względu na jego bardzo rzadkie występowanie w naturze nazywano go fantom grzyb. W Chinach określano go jako roślina nieśmiertelności czy ziele wywołujące siłę.
Obecnie jest szeroko dostępny ze względu na jego hodowlę, w związku z czym jego cena rynkowa jest optymalna. Istnieje ponad 150 wyizolowany polisacharydów z ganoderma lucidum. W składzie znajdziemy również terpeny, które wykazują działanie przeciwutleniające. W stężeniu 160 mg/ml są w stanie ochronić mitochondria przed uszkodzeniami. Przyczynia się także do obrony przed wolnymi rodnikami, zmniejsza widoczność drobnych linii, zmarszczek, stymuluje układ odpornościowy oraz nawilża skórę.
Dodatkowo w stężeniu jednego miligrama na mililitr ekstrakt wykazuje działanie inhibitujące tyrozynazę do 80%. Melanina jest głównym pigmentem występującym skórze, jest odpowiedzialna za kolor. Ludzka skóra jest ciągle narażona na promieniowanie UV, która wpływa na funkcjonowanie i strukturę skóry. Głównymi przyczynami przebarwień skóry są autoimmunologiczne warunki, ekspozycja na promieniowanie UV czy zmiany hormonalne.
Te faktory odpowiadają za wydzielanie melaniny, powodując przebarwienia. Te pojedyncze sygnały są odpowiedzialne za wzrost produkcji melaniny poprzez regulację ekspresji mRNA tyrozynazy i białek związanych z tyrozynazą.
Dokładnie przebadano ten gatunek grzyba. W jego składzie znaleziono 7 rodzaju kwasu ganoderynowego, z których jeden ma działanie wykazujące inhibicję 5-alfa-reduktazy. Z powodzeniem może być wykorzystany w preparatach trychologicznych przeciw wypadaniu włosów.
W profilu biochemicznym tego ekstraktu znajdziemy głównie cukry, triterpeny, glikopeptydy, nukleotydy, nienasycone kwasy tłuszczowe oraz niewielkie ilości aminokwasów oraz protein. Ekstrakt z reishi może mieć zastosowanie w produktach rozjaśniających czy w trychologicznych jako składnik aktywny w preparatach przeciw wypadaniu włosów.
Pieczarka dwuzarodnikowa
Gatunkiem grzyba zasługującym na omówienie jest nasza pospolita i najbardziej chyba znany gatunek grzyba, czyli pieczarka dwuzarodnikowa. Należy do rodziny pieczarkowatych. Jest najczęściej uprawianym grzybem na świecie i stąd jego profil biochemiczny został w pełni poznany.
Zawiera węglowodany takie jak fruktoza, mannitol czy trehaloza, aminokwasy… Wyizolowano 16 aminokwasów z tego gatunku grzyba, między innymi alanina, prolina, histydyna czy lizyna. Zawiera również wielonasycone i nienasycone kwasy tłuszczowe, kwas linolowy, oleinowy czy palmitynowy.
Jest bogactwem minerałów: żelaza, miedzi, cynku, selenu oraz witamin. Zawiera witaminę C, ryboflawinę, niacynę, kwas pantotenowy, alfa-, beta-, gamma-tokoferole czy kwas foliowy i witaminę B12 oraz D.
Dodatkowo w składzie znajdziemy związki indolowe, melatoninę i serotoninę czy tryptofan pełniące bardzo ważną funkcję w naszym organizmie. Są aminokwasami egzogennymi i hormonami układu nerwowego. Jednak zauważono, że po obróbce termicznej ich spadek całkowitej zawartości związków indolowych jest niemalże dwukrotny. A mimo to nadal zawierają znaczące ilości.
Ekstrakt z pieczarki w stężeniu 0,5 mikromolowym, 1 mikromolowym i 2 mikromolowym również wykazuje działanie inhibitujące na melaninę. Co może być z powodzeniem wykorzystane w produktach rozjaśniających. Dodatkowo związki fenolowe, takie jak kwas ferulowy, cynamonowy czy kwas kawowy i mircytyna, która jest flawonoidem silnie działającym przeciwutleniająco i ma działanie przeciwnowotworowe, mogą stanowić działanie antybakteryjne.
W składzie znajdziemy również antyoksydanty, związki fenolowe, które wykazują działanie przeciwutleniające. Ekstrakt pieczarki dwuzarodnikowej wykazuje również nieznaczny opór przeciwko dwóm gramujemnym szczepem bakterii, szczególnie Escherichia coli i Pseudomonas eriginosa.
Maitake
Omówię teraz gatunek grzyba zwanego maitake. Potencjał drażniący środków myjących jest bardzo rzadko spotykany w publikacjach i w literaturze. Dlatego bardzo ucieszyłam się, że znalazłem taką publikację, która wskazuje na niesamowite właściwości gatunków grzybów. Potencjał drażniący produktów mierzono za pomocą testu zeinowego. W roztworze środków powierzchniowo czynnych białko denaturuje, a następnie rozpuszcza się. Ten proces odwzorowuje nam zachowanie środków powierzchniowo czynnych wobec białek skóry.
Metodą zastosowaną do określenia potencjału drażniącego w tym badaniu było określenie potencjału modelowych żeli przy określeniu liczby zeinowej.
Potencjał drażniący środków myjących jest spowodowany interakcjami środków powierzchniowo czynnych z budującymi je proteinami warstwy rogowej naskórka. Metoda ta dokładnie imituje siłę oddziaływań surfaktantów użytych w recepturze modelowych żeli do mycia z proteinami naszej skóry.
Potencjał drażniący generowany przez środki powierzchniowo czynne wynika ze zdolności tych substancji do denaturacji białka. A następnie wypłukiwania ich ze skóry. Zatem kontakt analizowanych próbek z zeiną, czyli białkiem o zbliżonej budowie do naszych głównych białek skóry może wskazywać na ich zdolności do denaturacji białek, która jest miarą potencjału drażniącego.
Uzyskane wyniki w tym badaniu wykazały, że dodatek analizowanych ekstraktów grzybowych już na poziomie 1% do podłoża modelowego żelu, jakim był roztwór sodium coco-sulfate, czyli anionowego surfaktantu zmniejsza potencjał drażniący.
Badania porównawcze
Próbka podstawowa bez dodatku ekstraktów charakteryzowała się liczbą zeinową na poziomie 270 mg/100 ml i zgodnie z obecnie przyjętą klasyfikacją została uznana jako średnio drażniąca dla skóry. Próbki zawierające ekstrakty z grzybów maitake i reishi miały niższy potencjał drażniący, a ich wartości były o 20% niższe w stosunku do próbki podstawowej. Co ciekawe, najniższy potencjał drażniący zaobserwowano dla próbki opisanej Lion’s Mane. Czyli próbki zawierającej ekstrakt soplówki jeżowatej. Wartość zeiny w tej próbce była o około 20% mniejsza niż w próbce podstawowej.
Uzyskane wyniki wskazują, że próbki z dodatkiem analizowanych ekstraktów mogą być sklasyfikowane na granicy nie drażniącego i lekko drażniącego. Zaobserwowano niższy potencjał drażniący dla próbek zawierających ekstrakty z grzybów, który był najprawdopodobniej spowodowany węglowodanami i białkami będącymi głównymi składnikami suchej masy ekstraktów.
Substancje te mogą być włączone do miceli surfaktantów, powodując zwiększenie ich stabilności i większości. Tworzenie mieszanych miceli, które zawierają zarówno środki powierzchniowo czynne, jak i węglowodany i białka o dużej masie cząsteczkowej ogranicza występowania wolnych środków powierzchniowo czynnych w postaci monomerów, które są uwalniane do masy fazy. A to prowadzi do obniżenia potencjału drażniącego produktu.
Dodatkowo ekstrakt z maitake w badaniu porównawczym pomiędzy ekstraktem z maitake, soplówki jeżowatej oraz grzyba reishi wykazał najwyższą zdolność przeciwutleniającą.
Metoda została przeprowadzona przy użyciu DPPH, gdzie badany związek, który ma potencjalne właściwości przeciwutleniające, miesza się z rodnikiem DPPH. I najczęściej stosuje się technikę zatrzymanego przepływu. Gdyż te reakcje zachodzą na ogół bardzo szybko, a pierwsze sekundy są kluczowe dla wyznaczenia stałej szybkości H.
Następnie mierzy się spadek absorbancji przy długości fali 517 nm; co odpowiada maksimum absorbancji dla wyjściowego DPPH. Przeprowadzając ten test wyznacza się absolutne stałe szybkości reakcji, które informują nas o potencjale antyoksydacyjnym związku. Jednym z mechanizmów reakcji badanych związków z rodnikiem DPPH jest przeniesienie atomu wodoru, który prowadzi do powstania zredukowanej formy DPPH. A w konsekwencji spadku absorbancji przy 517 nm.
Możemy zauważyć, że potencjał antyoksydacyjny dla ekstraktu z grzyba maitake osiągnął najwyższą wartość. Po 20 minutach inkubacji wynosiła ona niemalże 40%. Zatem ekstrakt z grzyba maitake z powodzeniem może być wykorzystany jako dodatek do układów myjących jako obniżacz potencjału drażniącego oraz w produktach anti aging i silnie przeciwutleniających.
Chaga
Ostatnim omawianym gatunkiem jest chaga, zwana jako błyskoporek podkorowy. Jest ona grzybem pasożytniczym, tworzy wieloletnie owocniki. Pochodzi z Syberii, ale również możemy ją spotkać na północy Polski. W XVI wieku w naszym kraju i w krajach bałtyckich był szeroko stosowany do leczenia chorób krążenia oraz cukrzycy.
Chaga zawiera wiele bioaktywnych substancji, takich jak witaminy, minerały, związki triterpenowe, betuliny czy kwas betulinowy pochodzący z brzozy, a przede wszystkim betaglukany. Czarny grzyb chaga możemy głównie spotkać na brzozach i właśnie z tego drzewa grzyb pozyskuje składniki odżywcze. Są to glukoza, fruktoza czy wspomniane betaglukany.
Ale swoje działanie antyoksydujące zawdzięcza również występującym w ekstrakcie związkom fenolowym czy taninom neutralizującym wolne rodniki, zmniejszającym stężenie nadtlenków i produkcję reaktywnych form tlenu. Cząsteczki te hamują biologiczne reakcje utlenienia, które indukują uszkodzenia komórek i tkanek.
Ekstrakt wykazuje działanie przeciwzmarszczkowe. Jego ważna funkcją i działaniem, które wykazuje, jest immunomodulacja; może stymulować i regulować obronę immunologiczną.
Endopolisacharydy poprawiają proliferację komórek odpornościowych i produkcję interleukiny i cytokin. Dzięki czemu stymulowana jest odpowiedź immunologiczna, zapewniona jest obrona i ochrona przed czynnikami zewnętrznymi.
Chaga równoważy odpowiedź immunologiczną, będąc zarówno składnikiem przeciwzapalnym oraz busterem immunologicznym. Dzięki temu, że przyspiesza mechanizm zapalenia, tym samym przyczynia się do szybszego procesu gojenia skóry. Z powodzeniem może być wykorzystana jako składnik aktywny do preparatów trychologicznych, do łagodzenia świądu czy podrażnienie skalpu.
Biochemia
Składnikiem również spotykanym są w grzybach jest między innymi chitozan, który może stanowić alternatywę dla tego, który jest pozyskiwany ze skorupiaków. W przemyśle kosmetycznym może być z powodzeniem wykorzystany jako emulgator, substancja żelująca, filmotwórcza czy antybakteryjna, ponieważ ma dodatkowo świetne właściwości nawilżające.
Betaglukany, czyli polisacharydy o dużych cząsteczkach wykazują przeciwbakteryjne działanie, przeciwalergiczne. Ale również są to substancje szeroko wykorzystywane w suplementach diety, wspierające i immunomodulujące nasz układ odpornościowy. Wykazują również właściwości antyoksydacyjne.
Chitin-glukan jest połączeniem i kopolimerem znajdującym się w ścianach komórkowych wielu grzybów. Ma doskonałe właściwości nawilżające oraz przeciwstarzeniowe.
Forest Therapy – raczkujący trend
Podsumowując…można zauważyć, że występowanie ponad 150 000 gatunków grzybów pozwala nam na wybór spośród wielu gatunków do naszych formuł i receptur. Bioaktywność, która została przebadana wykazuje działanie takie jak:
- rozjaśniające,
- antyoksydacyjne,
- przeciwzapalne,
- immunomodulujące,
- antybakteryjne
- czy nawilżające.
Pozwala na wykorzystanie z powodzeniem tych substancji w produktach rozjaśniających przebarwienia, myjących czy w produktach trychologicznych. Biochemia pozwala nam na pozyskanie multifunkcyjnego składnika. Jest to jedna z zalet, które posiadają nowoczesne kosmetyki. Składnik, który będzie nawilżał, działał antyoksydacyjnie, a dodatkowo rozjaśniał drobne przebarwienia będzie jednym z najbardziej pożądanych składników, jakie znajdziemy w preparatach kosmetycznych.
Dodatkowo idąc w duchu nowych trendów… grzyby z pewnością wpiszą się w nowy trend, który dopiero raczkuje i jest niewiele wzmianek na jego temat. A między innymi na trend, który nazywa się Forest Therapy. Polecam się zaznajomić… Myślę, że ekstrakty z grzybów z dużą skutecznością znajdą swoje zastosowanie w tym trendzie.
Justyna Anioł – R&D Manager, Colabio
