Humulus lupulus L. aplicação cosmética de extratos obtidos de cones e partes vegetativas

RESUMO

Atualmente tem-se verificado um interesse cada vez maior na procura de compostos bioativos provenientes de plantas aromáticas e medicinais, com potencial de aplicação nas áreas alimentar, farmacêutica e cosmética. O lúpulo (Humulus lupulus L.) é mundialmente conhecido como matéria prima essencial na indústria cervejeira, no entanto, estudos recentes têm revelado vários benefícios, com especial ênfase para as atividades antibacteriana, antifúngica e antioxidante, com potencial de aplicação na saúde. No processo da produção da cerveja, são utilizados os cones da planta, sendo que a parte vegetativa é descartada, embora a literatura indique que esta possuiu compostos igualmente interessantes. Ainda, o perfil fitoquímico e as propriedades biológicas e farmacológicas da parte vegetativa permanecem pouco estudadas. Objetivos: Este trabalho teve como principal objetivo desenvolver uma formulação em gel, incorporando extratos hidroalcoólicos de cones e partes vegetativas das variedades Nugget e Polaris de Humulus lupulus L. e de lúpulo espontâneo, e subsequentemente avaliar o gel em termos de estabilidade. Além disso, pretendeu-se determinar o perfil fitoquímico dos extratos hidroalcoólicos de lúpulo, assim como avaliar a capacidade antibacteriana e antifúngica destes extratos e também do óleo essencial de Thymus zygis subsp. zygis. Materiais e Métodos: Procedeu-se assim, por LC-MS/MS, ao estudo fitoquímico dos extratos hidroalcoólicos previamente obtidos a partir de cones e partes vegetativas das duas variedades de lúpulo, Nugget e Polaris, e de lúpulo espontâneo. Também se fez a extração do óleo essencial de Thymus zygis subsp. zygis por hidrodestilação, com recurso a um Clevenger, e a avaliação da sua capacidade de inibição do crescimento bacteriano e fúngico, propriedade igualmente avaliada para os extratos de lúpulo, através do método de microdiluição em caldo e método de difusão em agar, respetivamente. Adicionalmente, a estabilidade das formulações em gel preparadas com diferentes concentrações dos extratos de lúpulo, (1,25%, 2,5% e 5%) foram avaliadas através de uma série de ensaios físico-químicos de que são exemplo a determinação do pH, densidade, avaliação da textura, vibração mecânica, teste espectrofotométrico, centrifugação, humidade relativa, teste de luz, variação extrema de temperatura consecutiva e avaliação das características organoléticas (odor, cor e aspetos gerais). Resultados: Os testes de estabilidade não revelaram separação de fases ou liquidificação das amostras de gel preparadas. Em relação ao teste de vibração, não ocorreram alterações nas formulações, o que indica que as mesmas poderão ser transportadas por transporte terrestre sem ocorrerem modificações. Não se registaram alterações nas características organoléticas das formulações, no teste de humidade relativa nem no teste de variação extrema da temperatura. As formulações apresentaram um pH ácido, entre 5,93±0,047 e 6,16±0,047 e uma densidade aparente entre 1,08±0,00 Kg/m-3 e 1,14±0,03 Kg/m-3. No teste espectrofotómetro as formulações contendo concentrações maiores de extrato obtiveram valores maiores de absorvância. Embora a firmeza das formulações não tenha aumentado com o aumento das concentrações dos extratos, a consistência diminuiu com o aumento das concentrações dos extratos, O óleo essencial de Thymus zygis subsp. zygis apresentou atividade antibacteriana e antifúngica contra todas as estirpes de bactérias e fungos testadas, apresentando maior atividade antibacteriana contra S. aureus com um MIC igual a 0,031%, e menor atividade antibacteriana contra a P. aeruginosa com um MIC igual a 1,25%. Relativamente aos extratos hidroalcoólicos do lúpulo, estes não apresentaram atividade antibacteriana e antifúngica contra as estirpes de bactérias e fungos, nas concentrações utilizadas. O estudo e comparação do perfil fenólico dos extratos de cones e partes vegetativas, das variedades Nugget e Polaris de lúpulo e de lúpulo espontâneo, permitiu identificar trinta compostos, dos quais ácidos alfa e beta, ácidos fenólicos e flavonóides. Conclusão: Pode concluir-se com este trabalho, que a incorporação de extratos hidroalcoólicos de lúpulo em formulações de gel com polímero de Carbopol, não altera a maior parte das propriedades físico-químicas avaliadas. O óleo essencial de Thymus zygis subsp. zygis pode ser utilizado como conservante das formulações uma vez que possui propriedades antibacterianas e antifúngicas. As partes vegetativas, assim como os cones das variedades Nugget e Polaris de lúpulo e de lúpulo espontâneo, possuem compostos importantes do ponto de vista cosmético.

ABSTRACT

Nowadays there is an increasing interest in the search for bioactive compounds obtained from aromatic and medicinal plants, with potential application in the food, pharmaceutical and cosmetic areas. Hops (Humulus lupulus L.) is known worldwide as an essential raw material for the beer industry, however, recent studies have revealed benefits, with special emphasis on antibacterial, antifungal and antioxidant activities, with potential applications in health. In the beer production process, the cones of the plant are used, and the vegetative part is discarded, although the literature indicates that it had also interesting compounds. Still, the phytochemical profile and the biological and pharmacological properties of the vegetative part of hops remain poorly studied. Objectives: This work as main objective to develop a gel formulation, incorporating hydroalcoholic extracts of cones and vegetative parts of the varieties Nugget and Polaris of Humulus lupulus L. and spontaneous hops, and subsequently to evaluate the stability of the gel. Furthermore, it was intended to determine the phytochemical profile of the hydroalcoholic extracts of hops, as well as to evaluate the antibacterial and antifungal capacity of these extracts and also of the essential oil of Thymus zygis subsp. Zygis. Materials and Methods: LC-MS/MS was used for phytochemical study of hydroalcoholic extracts previously obtained from cones and vegetative parts of the two varieties of hops, Nuggets and Polaris, and spontaneous hops. The essential oil of Thymus zygis subsp. Zygis was obtained by Clevenger apparatus and their antimicrobial properties evaluated. This activity was also determined for hops extracts. Additionally, the stability of gel formulations prepared with different levels of hops extracts (1.25%, 2.5% and 5%) were evaluated through a series of physical-chemical tests such as the pH, density, texture evaluation, mechanical vibration, spectrophotometric test, centrifugation, relative humidity, light test, consecutive extreme temperature variation and evaluation of organoleptic characteristics. Results: The stability tests did not reveal phase separation or liquefaction of the prepared gel sample. Regarding the vibration test, there were no changes in the formulations, which indicates that they can be transported by ground transport without changes. There was no change in the organoleptic characteristics of the formulations, and the relative humidity test also revealed no changes in the formulations as well as in the extreme temperature variation test. The formulations showed an acid pH, between 5,93±0,047 and 6,16±0,047. The apparent density of the formulations test, showed an apparent density of formulations between 1,08±0,00 Kg/m-3 and 1,12±0,00 Kg/m-3. In the spectrophotometer test, formulations containing higher concentrations of extract obtained higher absorbance values. While firmness of the formulations did not increase with the increase of the concentrations of the extracts, the consistency of the formulations decreased with the increase of the concentrations of the extracts. The essential oil of Thymus zygis subsp. zygis showed antibacterial and antifungal activity against all strains of bacteria and fungi tested, showing greater antibacterial activity against S. aureus with a MIC equal to 0,031%, and less antibacterial activity against P. aeruginosa with a MIC equal to 1,25%. Regarding the hydroalcoholic extracts of the hops, they did not show antibacterial and antifungal activity against strains of bacteria and fungi, in the concentrations used. The study of the phenolic profile of cones and vegetative parts, of the Nugget and Polaris varieties of hops and of spontaneous hops, allowed the identification of thirty compounds, of which alpha and beta acids, phenolic acids and flavonoids. Conclusion: It can be concluded with this work, that the incorporation of hydroalcoholic extracts of hops in gel formulations with polymer of Carbopol, does not alter most of the evaluated physicochemical properties. The essential oil of Thymus zygis subsp. zygis can be use as preservative in the formulations since it has antibacterial and antifungal properties. The vegetative parts, as well as the cones of the Nugget and Polaris varieties of hops and the spontaneous hops, have important compounds from the point of view of cosmetics.