Farblose Carotinoide als multifunktionelle UV‑Filter

Phytoen und Phytofluen zeigen ein breitbandiges UV‑Abschirmungspotenzial. Darüber hinaus weisen sie eine antioxidative Aktivität auf, so das Ergebnis einer Forschungsarbeit aus Japan.

Farblose Carotinoide sind biosynthetische Vorstufen bekannter farbiger Carotinoide wie Lycopin und β‑Carotin. Trotz ihrer wichtigen biologischen Rolle haben Phytoen (PT) und Phytofluen (PTF) jedoch deutlich weniger wissenschaftliche Aufmerksamkeit erhalten. Ein Grund: Ihre geometrischen Isomere sind schwer zu trennen und in ausreichenden Mengen für eine detaillierte Untersuchung zu reinigen.

Nun etablierte ein Forschungsteam aus Japan eine Strategie zur Isolierung hochreiner geometrischer Isomere von PT und PTF und evaluierte deren strukturelle Eigenschaften, UV‑Absorptionseigenschaften, Isomerisierungsverhalten, antioxidative Kapazität sowie kutane biologische Aktivitäten. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie „Food Research International“.

Isomere mit unterschiedlichen Eigenschaften

Die Analysen zeigen, dass jedes Isomer unterschiedliche UV‑Absorptionseigenschaften besitzt und unterschiedlich auf licht- und wärmeinduzierte Isomerisierung reagiert. Während PTF‑Isomere eine starke UV‑A‑Abschirmungskapazität aufweisen, absorbieren PT‑Isomere UV‑B‑Strahlung effizient. Für die Autoren ist dies ein Hinweis darauf, dass Kombinationen dieser natürlich vorkommenden Carotinoide einen breitbandigen UV‑Schutz bieten könnten.

Die Isolierung hochreiner Isomere ermöglichte es den Forschenden, signifikante Unterschiede in ihren UV‑abschirmenden, antioxidativen und biologischen Eigenschaften aufzudecken. „Unsere Forschung wurde durch das begrenzte Verständnis einzelner PT‑ und PTF‑Isomere trotz ihrer Bedeutung als natürlich vorkommende Carotinoide inspiriert“, erklärt Dr. Masaki Honda von der Graduate School of Environmental and Human Sciences, Meijo University (Japan).  

Multifunktionelle Substanzen mit UV-Protektion

Im Gegensatz zu konventionellen Carotinoiden, die eine gelbe, orange oder rote Färbung verleihen, bleiben PT und PTF im Wesentlichen farblos, während sie ihre UV‑absorbierenden Eigenschaften und andere vorteilhafte Aktivitäten beibehalten. Ihre Fähigkeit, UV‑Strahlung zu absorbieren und gleichzeitig antioxidative sowie kutane biologische Aktivitäten zu zeigen, legt nahe, dass sie als multifunktionelle Inhaltsstoffe in UV‑protektiven dermokosmetischen Formulierungen, Hautpflegeprodukten, Nahrungsergänzungsmitteln, funktionellen Lebensmitteln und Nutrikosmetika dienen könnten. Da sie die Produktfarbe nur minimal beeinflussen, könnten sie leichter in ein breites Spektrum kommerzieller Formulierungen integriert werden als traditionelle Carotinoide.

Die Ergebnisse heben zudem die Bedeutung hervor, die Funktionalität von Carotinoiden auf Isomerebene zu verstehen, anstatt jede Verbindung als einzelne Einheit zu betrachten. Dieses Wissen könnte es Forschenden ermöglichen, spezifische Isomere auszuwählen, die gewünschte biologische oder physikochemische Eigenschaften aufweisen, und so die Entwicklung von Inhaltsstoffen der nächsten Generation für die Lebensmittel‑, Kosmetik‑ und Gesundheitsindustrie unterstützen. (ins)