کاربرد زیتون و ضایعات زیتون در صنعت آرایشی و بهداشتی

درختان زیتون معمولاً بومی کشورهای مدیترانه ای هستند، اما رشد آنها در طول دو دهه گذشته به دلیل مزایای سلامتی ناشی از مصرف روغن زیتون در سطح جهانی گسترش یافته است. خواص روغن زیتون به دلیل وجود اسیدهای چرب تک غیراشباع (MUFA) و ترکیبات زیست فعال آن مانند توکوفرول ها، کاروتنوئیدها، فسفولیپیدها و فنولیک ها است.

در سال 2013 و 2014 میزان تولید روغن زیتون به ترتیب 2.67 و 3.01 میلیون تن بود، که هدف اصلی آن مصرف انسانی و خوراکی بود. استخراج روغن زیتون یکی از فعالیت های اقتصادی و اجتماعی مردم در کشورهای مدیترانه ای است که حدود 98 درصد از تولید جهانی را شامل می شود. برای مثال زیتون در اتحادیه اروپا (EU) حدود 2.5 میلیون تولید کننده دارد، که تقریباً یک سوم کل کشاورزان اتحادیه اروپا را تشکیل می دهند.

میوه زیتون را می توان از نظر ساختاری به سه قسمت زیر تقسیم کرد:

(1) پوسته یا epicarp که حدود 1.0-3.0 درصد از وزن زیتون را تشکیل می دهد و حاوی کلروفیل ها، کاروتنوئیدها و آنتوسيانين ها است که رنگ میوه را هم تشکیل می دهند.

(2) خمیر یا گوشت زیتون، به نام مزوکارپ (mesocarp) که حدود 70-80 درصد از وزن کل میوه را تشکیل می دهد و در واقع بخش عمده زیتون است و ذخیره تمام اجزای تشکیل دهنده آن می باشد.

(3) هسته یا اندوکارپ چوبی (endocarp  ) که حدود 18 تا 22 درصد از کل وزن زیتون را تشکیل می دهد و حاوی دانه است.

فرآورده‌های فرعی زیتون تصفیه‌نشده که در محیط‌ زیست تخلیه می‌شوند، به دلیل بارهای آلی بسیار سمی و pH پایین، یک مسئله مهم اکولوژیکی برای کشورهای تولیدکننده روغن زیتون هستند. در حال حاضر هیچ قانون محدود کننده ای برای تنظیم تخلیه کارخانه زیتون وجود ندارد و اقداماتی که در حال حاضر اعمال می شود، شامل دفع در زمین، تخلیه به رودخانه ها، دریاچه ها یا دریاهای مجاور و تالاب ها می باشد. بنابراین، مطالعات تحقیقاتی اخیر، بر رویکردهای درمانی و بازیابی پایدار اجزای طبیعی ارزشمند از ضایعات و محصولات جانبی زیتون تاکید می کنند.

استفاده در لوازم آرایشی می تواند راه جدیدی برای بازیابی و استفاده مجدد از این محصولات جانبی باشد. همانطور که می دانید، پوست انسان اندام بسیار پیچیده و البته شناخته شده ای است که گرما و آب بدن را تنظیم می کند و در عین حال از ورود مواد سمی و میکروارگانیسم ها جلوگیری می کند. تاثیر مفید مواد طبیعی، مانند فیتونوترینت‌ها، متابولیت‌های میکروبی، مواد فعال مشتق از لبنیات، مواد معدنی و اجزای پروتئین حیوانی، مدت‌هاست که برای سلامت پوست شناخته شده است.

روغن زیتون هزاران سال است که بر روی پوست استفاده می شود، درحالی که بسیاری از مکانیسم های پایه ای این اثرات مفید نامشخص است. روغن زیتون دارای خواص آنتی اکسیدانی است و حاوی چندین اسید چرب ضروری مورد نیاز برای تولید فسفولیپیدها است، که از جمله آنها می توان به اسید آلفا لینولنیک و اسید گاما لینولنیک اشاره کرد.

در سال های اخیر مطالعات مختلفی در رابطه با ترکیب فرآورده های فرعی زیتون نیز انجام شده است، که کاربرد احتمالی این ترکیبات را به عنوان مواد فعال در صنعت آرایشی و محصولات مراقبت از پوست ارزیابی می کنند.

فرآورده های جانبی زیتون:

استخراج روغن زیتون شامل فرآیندهای مختلفی مانند شستن زیتون، کوبیدن و شکستن و نهایتا استخراج روغن است که مرحله اساسی کل فرآیند را تشکیل می دهد. در طول فرآیند روغن گیری زیتون، تعدادی محصول جانبی مانند تفاله، هسته های زیتون و برگ‌ها تولید می شوند که استفاده از آنها در صنایع تبدیلی و نوآورانه، می‌تواند ارزش‌ افزوده بسیار مناسب و پایداری ایجاد کند.

استخراج روغن زیتون، که همچنین به صورت سنتی به عنوان پرس زیتون شناخته می شود، را می توان از طریق یک فرآیند ناپیوسته به دست آورد که قرن ها با تغییرات جزئی و روندی مستمر انجام می شود و ضایعاتی با ویژگی های متفاوت تولید می کنند.

فرآیندهای مورد استفاده برای استخراج روغن زیتون، از طریق دو سیستم دو فاز و سه فاز تولید می شود؛ که البته به دلیل تولید پساب های بسیار آلوده و یا بقایای جامد اثرات زیست محیطی بسیار زیادی دارد. در سیستم سه فاز، سه ماده اصلی تولید می شود: یک فاز جامد که همان تفاله زیتون است، و دو فاز مایع یعنی روغن زیتون و مایع آبی معروف به فاضلاب زیتون olive-mill wastewater یا (OMWW). در سیستم “دو فاز حجم OMWW تولید شده کاهش می یابد زیرا آب کمتری مصرف می شود و مقداری آب و مواد سمی در تفاله جامد زیتون نگهداری می شوند و در نتیجه یک بقایای نیمه جامد تولید می کنند. سمیت این بقایای نیمه جامد در مقایسه با سمیت فاضلاب در سیستم سه فاز کمتر است؛ با این حال، هر دو می توانند برای محیط زیست مضر باشند و اثرات منفی آنها بر جمعیت میکروبی خاک اثبات شده است.

به گفته محققان مختلف، یک هکتار درخت زیتون حدود 2500 کیلوگرم زیتون تولید می کند، که تخمین زده می شود که از فرآوری هر100 کیلوگرم زیتون، 35 کیلوگرم ضایعات جامد (تفاله) و 55 تا 200 لیتر ضایعات مایع با توجه به فرآیند استخراج تولید می شوند، برگ ها نیز حدود 5 درصد وزن زیتون را تشکیل می دهند. واضح است که فرآوری زیتون مقدار قابل توجهی محصولات جانبی تولید می کند، که به آن ها توجهی نمی شود، در حالی که این ضایعات به دلیل ترکیبات طبیعی و مفیدی که دارند، می توانند به یک منبع با ارزش افزوده بالا تبدیل شوند. امروزه محققان به دنبال یافتن راه های جدید و درمانی به ویژه از ضایعات و محصولات جانبی حاصل از فرآوری گیاهان هستند، زیرا علاوه بر خواص درمانی، ارزان و سازگار با محیط زیست هستند، تکنیک های استخراج آن ها نوآورانه است و یک افزودنی طبیعی و سالم محسوب می شوند، که موجب افزایش تقاضای مصرف کنندگان می شوند، زیرا امروزه افزودنی های طبیعی به وضوح بیش از همتایان مصنوعی خود ترجیح داده می شوند.

ترکیب محصولات جانبی زیتون:

برگهای زیتون:

برگهای زیتون محصول فرعی پرورش زیتون در نظر گرفته می شوند، که بخش قابل توجهی از آن ها به کارخانه های روغن گیری زیتون می رسد. قرن هاست که برگ زیتون یا عصاره برگ زیتون به دلیل مزایایی که برای سلامتی دارد، در طب سنتی و عامیانه برای درمان دیابت، فشار خون یا حتی کلسترول بالا استفاده می شود. امروزه برگ های زیتون توجه جامعه علمی و صنایع را نیز در سرتاسر جهان به خود جلب کرده است و تعداد زیادی از داده های علمی را به خود اختصاص داده اند.

برگ های زیتون قوی ترین تاثیر بر ضد رادیکال های آزاد، نسبت به سایر قسمت های زیتون را دارند. مطالعات مختلف، تنوع زیادی از فنل ها را در زیتون نشان می دهند، از جمله:

فلاون ها (لوتئولین-7-گلوکوزید، آپیژنین-7-گلوکوزید، دیوسمتین-7-گلوکوزید، لوتئولین و دیوسمتین) – فلاونول ها (روتین)، – فلاوان-3-اول ها (کاتچین)، فنل های جایگزین (تیروزول، هیدروکسی تیروزول، وانیلین، اسید وانیلیک و کافئیک اسید) و سکوئیریدوئیدها (اولئوروپئین یا oleuropein) موجود در برگ زیتون. فراوان ترین فنل اولئوروپئین است، که توسط اسید النولیک و گلوکز و هیدروکسی تیروزول تشکیل می شود. اولئوروپین یکی از ترکیبات فیتوشیمیایی است، که به شدت برای پتانسیل آن در پزشکی و درمان مورد مطالعه قرار گرفته است و همچنین به عنوان یک پاک کننده رادیکال های آزاد در سطح پوست عمل می کند.

این ترکیب متعلق به یک گروه بسیار خاص از ترکیبات کومارین مانند (coumarin-like) به نام secoiridoids است، که در گیاهانی مانند خانواده Oleaceas، Gentianales، Cornales و بسیاری از گیاهان دیگر فراوان هستند. بیشترین میزان اولئوروپئین در برگ های زیتون است، اگرچه در قسمت های دیگر میوه مانند پوست، گوشت و دانه نیز یافت می شوند.

علاوه بر خواص آنتی اکسیدانی اولئوروپئین که کاملا مستند شده است، گزارشات زیادی مبنی بر  تاثیر مثبت آن در بیماری های و مشکلات مختلف از جمله دیابت، گلیسمی، دیس لیپیدمی، التهاب، فشار خون، بیماری های قلبی، محافظت عصبی، محافظت کننده پوست و ضد پیری، ضد ویروسی و فعالیت ضد میکروبی در برابر باکتری ها به ویژه در برابر هلیکوباکتر پیلوری، کمپیلوباکتر ژژونی، مایکوباکتری ها و قارچ ها وجود دارد.

هسته زیتون:

در طی فرآیند استخراج روغن زیتون، میزان قابل توجهی هسته زیتون تولید می شود، که معمولا در طی فرآیند تولید، خرد شده و به صورت ذرات کوچک بازیابی می شوند. هسته های زیتون تقریباً 10 درصد وزن میوه زیتون را تشکیل می دهند. اجزای اصلی هسته های زیتون، سلولز (40-28٪)، همی سلولز (32-18٪) و لیگنین (27-25%) هستند.

فاضلاب کارخانه زیتون (Olive mill waste water یا OMWW):

OMWW یک پسماند آلی با محتوای بالایی از هر دو فنل های سمی و مواد مغذی با ارزش است، که به نام alpechin (آلپچین) نیز شناخته می شوند. این پسماند غنی از مواد آلی، نیتروژن (N)، فسفر (P)، پتاسیم (K) و منیزیم (Mg) است. پسماند زیتون (OMWW) مهمترین عامل آلودگی در تولید روغن زیتون است.

این پسماند تصفیه نشده، به عنوان یک کود رایج برای محصولات کشاورزی استفاده می شود و همچنین می تواند به عنوان سوخت زیستی، بیوگاز یا حتی به صورت رنگ طبیعی در صنعت نساجی کاربرد داشته باشد. با این حال، OMWW یک مایع اسیدی ملایم با رسانایی بالا است، که ترکیب آن با توجه به نوع زیتون و فرآیند استخراج، هم از نظر کیفی و هم کمی متفاوت است. این پسماندها حاوی آب (83-92%)، ترکیبات فنلی، قندها و اسیدهای آلی، همچنین حاوی منابع ارزشمند مواد مغذی معدنی، به ویژه پتاسیم هستند.

 تفاله زیتون (Olive mill pomace یا OMP):

تفاله زیتون (OMP) یک محصول جانبی نیمه جامد تا نیمه مایع با خواص فیتوتوکسیک و ضد میکروبی، pH پایین، شوری نسبتاً بالا ، بار آلی و غنی از فنل است و البته به صورت بالقوه برای محیط زیست مضر است. به طور میانگین محتوای روغن زیتون در حدود 20 درصد وزن آن است و 80 درصد باقیمانده میوه همراه با آب اضافه شده در فرآیند تولید، تفاله زیتون را تشکیل می دهد که همچنین حاوی مقادیری روغن زیتون است. معمولا روغن باقیمانده در تفاله زیتون با حلال بازیابی می شود و تفاله زیتون خشک ایجاد می شود و این فرآیند باعث تولید زباله دیگری به نام کیک زیتون خشک یا orujillo می شود، که می تواند به عنوان سوخت استفاده شود.

ترکیب شیمیایی تفاله زیتون نیز با توجه به انواع زیتون، شرایط کشت، منشاء زیتون و فرآیند استخراج متفاوت است، با این حال ترکیب نهایی نسبتا مشابه و دارای مقادیر قابل توجهی سلولز (30%)، پلی ساکاریدهای پکتیک (39%) و پلیمرهای همی سلولزی سرشار از زایلان ها و گلوکورونوکسیلان ها (14 درصد)، زایل گلوکان ها (15 درصد) و مانان (2%) است. این ترکیبات به دلیل ساختار شیمیایی خود، می توانند به عنوان مواد کاربردی در فرمولاسیون های آرایشی استفاده شوند و موجب بهبود خواص فیزیکی و ساختاری محصولات آرایشی شوند و موجب افزایش آبرسانی، ظرفیت نگهداری روغن، امولسیون و پایداری اکسیداتیو، ویسکوزیته، بافت، ویژگی های حسی، و ماندگاری محصولات آرایشی و مراقبت پوستی می شوند.

تفاله زیتون همچنین حاوی اسکوالن است که مزایایی برای بافت پوست دارد از جمله، خواص آنتی اکسیدانی که موجب محافظت پوست در برابر اشعه های خورشیدی می شود، بنابراین به عنوان یک فیلتر بیولوژیکی علیه اکسیژن منفرد عمل می کند. علاوه بر این، اسکوالن ممکن است، حذف زنوبیوتیک های بسیار لیپوفیلیک را افزایش دهد. اسکوالن دارای خواص نرم کنندگی و مرطوب کنندگی نیز هست، که آن را به یک گزینه مناسب در مواد تشکیل دهنده محصولات آرایشی و بهداشتی، کرم های پوستی و سایر فرمولاسیون های آرایشی به عنوان عامل مرطوب کننده یا نرم کننده تبدیل می کند.

تجزیه و تحلیل مواد معدنی کیک زیتون نشان می دهد، که پتاسیم و پس از آن کلسیم و سدیم مواد اصلی تشکیل دهنده آن هستند. کیک زیتون سرشار از آب (70 تا 80 درصد آب)، 2 تا 3 درصد روغن زیتون باقیمانده و بسیاری از مواد شیمیایی گیاهی از جمله آنتی اکسیدان های طبیعی مانند توکوفرول ها، فلاونوئیدها، کورستین، اسید سینامیک، پپتیدها و ترکیبات فنلی است.

جدول 1: ترکیبات مختلف زیست فعال موجود در فرآورده های فرعی زیتون

شکل 1: ساختار شیمیایی مهمترین ترکیبات موجود در ضایعات زیتون

کاربرد فرآورده های جانبی زیتون به عنوان مواد تشکیل دهنده در لوازم آرایشی و بهداشتی:

اثربخشی مواد فعال به میزان انتشار و غلظت آن ها در فرموله های آرایشی ارتباط دارد. مولکول های کوچک محلول با خواص چربی دوست و آب دوست نسبت به ذرات، پلیمرها یا مواد بسیار چربی دوست، توانایی بیشتری برای عبور از لایه شاخی پوست دارند.

فعالیت آنتی اکسیدانی:

فعالیت آنتی اکسیدانی بهترین مثال برای عملکرد و مزایایی عصاره های گیاهی است. گیاهان دارای انواع آنتی اکسیدان های طبیعی هستند که نقش محافظتی دارند. بسیاری از این ترکیبات و عصاره های گیاهی به عنوان کاندیدایی برای تعدیل اثرات فرآیند پیری بر روی پوست با محدود کردن فعالیت های بیوشیمیایی و اکسیداسیون، بکار می روند. براساس مطالبی که قبلا درمورد محصولات جانبی زیتون ارائه شد، از دیدگاه زیست محیطی و اقتصادی، می توان این ترکیبات را به عنوان یک منبع امیدوار کننده برای مواد اولیه محصولات آرایشی در نظر گرفت؛ با این وجود، این ترکیبات باید از نظر ایمنی، پایداری، سمیت و وجود ترکیبات تحریک کننده مورد سنجش قرار گیرند. سمیت سیتوکسیک این ترکیبات را می توان با استفاده از سنجش MTS و LDH در رده های سلولی تک لایه مختلف پوست ارزیابی کرد، همچنین تست های در شرایط آزمایشگاهی و مدل های سه بعدی برای ارزیابی چنین ترکیباتی وجود دارند که محرک های احتمالی پوست یا چشم توسط صنایع آرایشی و بهداشتی، را آزمایش می کنند، مانند تست اپیدرم بازسازی شده انسانی (EpiSkinTM) یا مدل اپیتلیال قرنیه  انسان (SkinEthicTM HCE).

پوست اولین سد دفاعی بدن است، که از ما در برابر عوارض ناشی از قرار گرفتن در معرض خورشید، اشعه ماوراء بنفش (UV) و آلاینده های هوا محافظت می کند. اشعه های خورشید، منجر به آسیب مستقیم به هسته سلول می شود، گونه های اکسیژن فعال (ROS) و رادیکال های آزاد تشکیل می شوند که متعاقباً با مولکول های مهم در بافت همبند و غشای سلولی واکنش می دهند. ROS در غلظت های پایین، عملکردهای ضروری درون سلولی را انجام می دهد و به عنوان پیام رسان دوم، تنظیم کننده ژن، و واسطه برای فعال سازی سلول (کینازها و فاکتورهای رونویسی) عمل می کند و همچنین می توانند نقش کلیدی در دفاع از بدن در برابر ارگانیسم های عفونی داشته باشد.

محصولات ضد پیری، یکی از اصلی ترین اهداف در صنایع آرایشی و بهداشتی هستند. پیری یک فرآیند طبیعی است، و هر دو فرایند پیری ذاتی (که به آن پیری بیولوژیک نیز می گویند) و پیری نوری به تدریج منجر به از دست دادن یکپارچگی ساختاری و عملکرد فیزیولوژیک پوست می شود. امروزه همه مصرف کنندگان لوازم آرایشی، روی سلامت طبیعی پوست خود متمرکز شده اند و این امر یک تقاضای بزرگ برای محصولات ضد پیری ایجاد کرده است.

در حوزه محصولات آرایشی درمانی، آنتی اکسیدان ها مواد اولیه نوآورانه برای کاربردهای موضعی هستند. استرس اکسیداتیو به صورت عدم تعادل بین ROS و آنتی اکسیدان ها تعریف می شود، که با مقادیر بیش از حد ROS به وجود می آید. پوست به طور طبیعی از آنتی اکسیدان ها، برای محافظت خود در برابر آسیب های نوری استفاده می کند. سه نوع پرتوهای نوری UV، UVB میان برد (280-320 نانومتر) و UVA موج بلند (320-400 نانومتر)، به طور گسترده به عنوان عوامل اصلی پیری زودرس، اختلال عملکرد سیستم ایمنی و برخی سرطان های پوست شناخته می شوند. اشعه UVB (290-320 نانومتر) توسط کروموفورهای اپیدرمی مانند ملانین و اسید اوروکانیک جذب می شود، و منجر به آسیب مولکولی مستقیم می شود و همچنین موجب تشکیل ROS نیز می شود. اشعه UVA (320-400 نانومتر) به عمق بیشتری در درم نفوذ می کند و تولید ROS را افزایش می دهد و موجب آسیب طولانی مدت اکتینیک می شود.  هر دو پرتوهای UVA و UVB باعث فعال شدن طیف گسترده ای از فاکتورهای رونویسی در سلول های پوست می شوند، که ممکن است تولید متالوپروتئینازهای ماتریکس (MMPs) را افزایش دهند، این آنزیم ها موجب تجزیه کلاژن و الاستین در پوست می شوند. این واکنش های فتوشیمیایی می تواند منجر به آسیب های DNA، از جمله اکسیداسیون اسیدهای نوکلئیک با واکنش های اکسیداتیو شوند، همچنین منجر به تغییرات پروتئین ها و لیپیدها می شوند که موجب اختلال در عملکرد آن ها و بی ثبات کردن غشای کراتینوسیت ها می گردد.

بدن انسان برای مقابله با استرس اکسیداتیو به خوبی مجهز است و با استفاده از آنتی اکسیدان های آنزیمی و غیر آنزیمی این آسیب ها را کاهش می دهد. بسیاری از آنتی اکسیدان ها مکانیزم تولید ROS در داخل بدن را کنترل می کنند، که با آنتی اکسیدان های اندوژن (به عنوان مثال، سوپراکسید دیسموتاز، سوپراکسید ردوکتاز، کاتالاز و گلوتاتیون پراکسیداز) و آنتی اکسیدان های اگزوژن (ویتامین ها، عناصر کمیاب، و آنتی اکسیدان های گیاهی) در ارتباط هستند.

آنتی اکسیدان ها به دلیل وزن مولکولی کم، زمانی که مستقیما روی پوست استفاده شوند، از پوست در برابر استرس اکسیداتیو محافظت می کنند. مکمل های رژیمی و خوراکی هم می توانند آنتی اکسیدان مورد نیاز پوست را تامین کند، با این حال، پروسه متابولیسم، مقدار قابل دسترس آنتی اکسیدان برای پوست را محدود می کند. به همین علت تجویز موضعی آنتی اکسیدان ها برای پوست به طور فزاینده ای در حال افزایش است، بنابراین استفاده از آنتی اکسیدان های اگزوژن ممکن است در کاهش اثرات رادیکال های آزاد کارآمد باشد. استفاده موضعی از از هر دو منبع درون زا و برون زای آنتی اکسیدان ها، می تواند محافظت بیشتری برای خنثی کردن ROS ایجاد کند. از آنجایی که بسیاری از سنجش های زیستی نسبتا ساده، برای ارزیابی فعالیت آنتی اکسیدانی،  به راحتی در دسترس هستند، تعداد زیادی از ترکیبات و عصاره های گیاهی می توانند به عنوان آنتی اکسیدان موجب کاهش استرس اکسیداتیو در پوست هم در داخل بدن و هم در شرایط آزمایشگاهی شوند.

برای مثال روغن زیتون از زمان های دور، به عنوان یک ماده مفید برای اهداف آرایشی و محافظتی پوست استفاده می شده است. شباهت ترکیب روغن زیتون بکر به sebum، که به دلیل محتوای بالای اسکوالن و سیتوسترول و اسیدهای چرب بهینه آن (غنی از اسید اولئیک، نرم کننده پوست) است، آن را به یک ماده ویژه برای محافظت مستقیم از پوست تبدیل کرده است. با این حال،

مطالعات بسیار کمی استفاده از محصولات جانبی زیتون را به عنوان آنتی اکسیدان در محصولات آرایشی گزارش کرده اند. بر اساس این تحقیقات، اکثر این آنتی اکسیدان ها پلی فنول ها و ایزوفلاون ها هستند.

علائم آسیب پوستی، از جمله چین و چروک و پیگمانتاسیون، در پوستی که زیاد در معرض آفتاب قرار می گیرد، زودتر از پوستی که در معرض نور خورشید قرار نمی گیرد، ایجاد می شود، پدیده ای که به آن پیری نوری می گویند. بر طبق گزارشات و مقالات علمی، عصاره برگ زیتون و ماده موثره اصلی آن اولئوروپئین، موجب جلوگیری از افزایش ضخامت پوست و کاهش خاصیت ارتجاعی و کاهش بروز و رشد تومورها در پوست، ناشی از قرار گرفتن طولانی مدت در معرض UVB می شوند.

برگ زیتون و تفاله زیتون، دو منبع اصلی پلی فنول ها در زیتون هستند. بر اساس مطالعات in vitro، فعالیت آنتی اکسیدانی عصاره میوه زیتون، مسئول بخش عمده ای از اثرات بیولوژیکی منتسب به پلی فنول های زیتون مانند مهار رادیکال های آزاد هستند. برگ های زیتون دارای بالاترین قدرت آنتی اکسیدانی و پاک کنندگی در میان قسمت های مختلف درخت زیتون هستند، به عنوان مثال مقدار اولئوروپئین در روغن زیتون بین 0.005٪ تا 0.12٪ است، در حالیکه در برگ زیتون بین 1 تا 14 درصد است.

عمدتا پنج گروه از ترکیبات فنلی در برگ زیتون وجود دارند:

1. اولئوروپئوزیدها (اولئوروپئین و ورباسکوزید)؛
2. فلاون ها (لوتئولین-7-گلوکوزید، آپیژنین-7-گلوکوزید،diosmetin-7-glucoside، luteolin و diosmetin)؛
3. فلاونول ها (روتین)؛
4. فلاوان-3-اول ها (کاتچین) و
5. فنل های جایگزین (تیروسول، هیدروکسی تیروزول، وانیلین، وانیلیک اسید و کافئیک اسید)

فراوان ترین ترکیب موجود در برگ زیتون اولئوروپئین است و به دنبال آن هیدروکسی تیروزول، فلاون-7-گلوکوزیدهای لوتئولین، آپیژنین و ورباسکوزید. هیدروکسی تیروزول پیش ساز اولئوروپئین است و ورباسکوزید یک گلوکزید کانژوگۀ هیدروکسی تیروزول و اسید کافئیک است. علاوه بر کاربردهای آرایشی، اولئوروپین فعالیت های دارویی بسیار جالبی نیز دارد و به عنوان آنتی اکسیدان، ضد ویروس، ضد میکروب و ضد التهاب پوست و محافظتی و ضد پیری عمل می کند.

فیبروبلاست های طبیعی انسان به دلیل عوامل ژنتیکی و محیطی دچار پیری در فرآیند همانندسازی می شوند. پیری با قرار گرفتن سلول ها در معرض انواع عوامل اکسیداتیو تسریع می شود. در طول پیری، عملکرد پروتئازوم مختل می شود، و اولئوروپئین

فعالیت پروتئازوم را افزایش می دهد و خواص ضد پیری را احتمالا از طریق تغییرات ساختاری پروتئازوم نشان می دهد. علاوه بر این، درمان مداوم فیبروبلاست‌های جنینی انسان با اولئوروپئین، باعث کاهش سطوح داخل سلولی ROS و کاهش میزان پروتئین های اکسید شده از طریق افزایش نرخ تخریب با واسطه پروتئازوم و حفظ عملکرد پروتئازوم در طول پیری فرآیند همانندسازی می شود.

هیدروکسی تیروزول (HT)، یا 3،4-دی هیدروکسی فنیل اتانول، یکی از اجزای هیدروکسی آروماتیک سکوئیریدوئیدها است، که یک ارتو دیفنول الکلی بسیار فعال زیستی است.  هیدروکسی تیروزول (HT)،  دارای اثرات آنتی اکسیدانی و ضد میکروبی، با اثرات سیتوتوکسیک و خواص ضد التهابی است که 92 درصد از کل فنل عصاره های نهایی را تشکیل می دهد.

یک رابطه خطی بین محتوای اولئوروپئین و ظرفیت آنتی اکسیدانی عصاره های برگ زیتون وجود دارد. در برگ زیتون، 11-40 گرم از کل فنولیک/کیلوگرم یافت شده است، و این مقدار در برگ های خشک شده کمی بیشتر است.

در بین فرآورده های جانبی روغن زیتون، ترکیبات فنلی از نظر کمی و کیفی فراوان ترین هستند. ترکیبات فنلی اصلی که در ضایعات مایع زیتون وجود دارند، عبارتند از اسیدهای فنولیک، سکوئیریدوئیدها و فلاونوئیدها.

با توجه به فعالیت متابولیک بالا، پوست انسان در معرض خطر استرس اکسیداتیو زیادی است که می تواند توسط شرایط داخلی و خارجی ایجاد شود. افزایش تشکیل ROS درون اپیدرم، نه تنها توسط پرتوهای خورشیدی، بلکه توسط واکنش های oxireduction که در داخل سلول انجام می شود، اهمیت دارد. افزایش ROS فسفولیپیدهای غشاء را با پراکسیداسیون تغییر می دهد و سپس موجب تخریب و در نهایت مرگ سلولی می شود. حساسیت پوست به پراکسیداسیون به شدت به وجود یا عدم وجود یک سیستم آنتی اکسیدانی کافی بستگی دارد که توسط: آنزیم های سوپراکسید دیسموتاز و گلوتاتیون پراکسیداز؛ -توکوفرول-کاروتن و اسکوالن؛ و ترکیبات فنل ارائه می شود. پراکسیداسیون رادیکال های آزاد نظریه ای است که فرآیند پیری را توضیح می دهد. رادیکال های آزاد اکسیژن باعث آسیب تدریجی و بیولوژیک غشاها و اندامک های درون سلولی می شوند و عملکرد آنها را مختل می کنند و همانندسازی DNA را اصلاح می کنند. حساسیت غشای بیولوژیکی به پدیده های پراکسیداتیو با افزایش سن افزایش می یابد. از دست دادن عملکرد، با افزایش فعالیت آنزیمی فسفولیپاز A2 که فسفولیپیدها را هیدرولیز کرده و آراشیدونیک آزاد می کند، توصیف می شود. عملکرد سیکلواکسیژناز، منجر به افزایش سنتز ترومبوکسان و در نتیجه انقباض عروق، افزایش تجمع پلاکتی و فشار خون بالا و به دنبال آن کاهش مواد مغذی و اکسیژن در بافت ها می شود. پس از لیپوپراکسیداسیون، پوست لیپوفوسین (شاخص پیری پوست) می سازد و خطر سرطان افزایش می یابد.

با توجه به خاصیت لایه برداری هسته زیتون، محصولات زیادی در بازار وجود دارد که حاوی این ماده به عنوان ترکیبی برای کمک به لایه برداری پوست هستند.

مشخصات اسیدهای چرب:

با توجه به مشخصات اسیدهای چرب (FA)، به دلیل محتوای بالای اسیدهای چرب تک غیراشباع (مشابه روغن زیتون)، محصولات جانبی زیتون می توانند موادی جدید و امیدوارکننده برای محصولات آرایشی و بهداشتی و دارویی باشند. چربی ها نه تنها به عنوان یک ماده غذایی، منبع انرژی هستند، بلکه به دلیل نقش ساختاری در پوست، شبکیه، سیستم عصبی، لیپوپروتئین ها و غشاهای بیولوژیک نیز ضروری هستند.  لیپیدهایی که به صورت آزاد یا در پوست وجود دارند، برای عملکرد مناسب اپیدرم و غدد چربی بسیار مهم هستند.

اسیدهای چرب (FA) عملکردهای متعددی در اپیدرم دارند:

• موانعی برای نفوذپذیری؛
• بلوک هایی برای لیپیدهای پیچیده در سبوم که توسط غدد چربی تولید می شود؛
• سیگنالینگ کراتینوسیت ها برای تنظیم هموستاز اپیدرم؛
• و در نهایت باعث افزایش اسیدی شدن لایه قشری می شوند.

همچنین، اسیدهای چرب به عنوان اجزای لایه لیپیدی تأثیر خاصی در سطح پوست، حفظ رطوبت، نرمی و کشسانی پوست دارند و همچنین به عنوان یک سد دفاعی محافظ عمل می کنند. در طول زندگی، محتوای اسیدهای چرب کاهش می یابد، درنتیجه پوستی رطوبت و نرمی پوست کاهش می یابد. راه حل این مشکل، کاربرد موضعی ترکیبی از اسیدهای چرب است، زیرا این ترکیبات به طور طبیعی به خوبی در لایه های اپیدرم و درم جذب می شوند. پوست حاوی desaturase نیست و بنابراین نمی تواند اسیدهای چرب ضروری تولید کند، پس این ترکیبات باید مستقیما مصرف شوند. این اسیدهای چرب ضروری پوست را به خوبی هیدراته نگه می دارند و از بیماری های مختلف مانند درماتیت آتوپیک، پسوریازیس، آکنه و اگزما جلوگیری می کنند. شکی نیست که در کمبود جدی و طولانی مدت اسیدهای چرب ضروری، تغییرات قابل توجهی مانند لکه های خونریزی دهنده، اریتم، و افزایش تعریق، پوست هیپوالاستیک، خشک و کم آب در پوست رخ می دهد. همچنین افزایش سنتز DNA با تکثیر اپیدرم و در نتیجه پوسته پوسته شدن همراه است. اسیدهای چرب یکی از مواد فعالی هستند که می توانند با اثر آنتی اکسیدانی که یکی دیگر از کاربردهای احتمالی آن ها است، استفاده شوند.

اسیدهای چرب Polyunsaturated باید در مقادیر مناسبی ارائه شوند، زیرا آنها بسیار حساس به پراکسیداسیون هستند. پراکسیداسیون اسیدهای چرب ضروری، منجر به تشکیل پلیمر و کمپوست حلقوی می شود، که باعث بروز ضایعات نوع اولسراتیو و تجمع رنگدانه های لیپوفوسین و سروئیدها (لکه های قهوه ای) در پوست و تمایل به سرطان می شود. قرار گرفتن در معرض پرتوهای خورشیدی باعث کاهش جدی عوامل آنتی اکسیدانی در پوست می شود. اجزای فنلی موجود در روغن زیتون، دارای اثر آنتی اکسیدانی مستقیم روی پوست هستند، به ویژه اولئوروپئین، که به عنوان یک پاک کننده رادیکال های آزاد در سطح پوست عمل می کند. همچنین باید به اسکوالن که غلظت قابل توجهی در روغن زیتون بکر دارد، و ترکیب آن مشابه سبوم است، توجه ویژه باید شود.  اسکوالن به مقدار زیاد در سبوم یافت می شود (تقریباً 12%) و به عنوان یک پاک کننده قوی اکسیژن منفرد عمل می کند و لیپوپراکسیداسیون ناشی از UVA را مهار می کند.

ترکیب مواد معدنی:

همانطور که قبلا ذکر شد، یکی از ویژگی های جالب فرآورده های فرعی زیتون، درصد بالای مواد معدنی در آن هاست، که ترکیب و غلظت آن، با توجه به نوع محصول فرعی زیتون متفاوت است. مواد معدنی یکی از ترکیبات اصلی فاکتور مرطوب کننده طبیعی (NMF) هستند، که به طور قابل توجهی با وضعیت هیدراتاسیون، سفتی و pH در لایه های پوست ارتباط دارند. اجزای اصلی NMF عبارتند از اسیدهای آمینه (حدود 40٪)، یون های معدنی (به عنوان مثال سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم؛ حدود 18٪، پیرولیدون-5-کربوکسیلیک اسید (حدود 12%)، لاکتات (حدود 12%)، قندها (به عنوان مثال، گلوکز؛ حدود 8%)، اوره (7٪) و سایر یونهای محلول در آب (حدود 8.5٪). از آنجایی که فرآورده های جانبی زیتون سرشار از ترکیبات معدنی هستند، مطالعه آن ها جهت کاربرد در محصولات آرایشی و بهداشتی توصیه می شود.

چشم اندازهای آینده:

استفاده از محصولات فرعی زیتون به دلیل ترکیبات فعالی که دارند، چه به صورت کامل و چه به صورت عصاره، در صنایع داروسازی، آرایشی و بهداشتی به یک چالش تبدیل شده است. با این حال، استفاده از  ترکیبات فعال موجود در این محصولات به علاقه صنایع بستگی دارد و از طرفی نیازمند تحقیقات بیشتر از مناطق مختلف و همچنین توضیح پتانسیل های این محصولات برای کشاورزان زیتون است.

علاوه بر این، باید روش های استخراج خاصی نیز توسعه یابند. جداسازی ترکیبات از محصولات فرعی زیتون، شامل جمع آوری فرآورده های جانبی زیتون و ذخیره سازی آن ها در شرایط ایده آل و نهایتا استخراج مواد فعال است. مفاهیم پایه ای شیمی سبز همیشه به دنبال دستیابی به روش های استخراجی است که راندمان آن ها خوب باشد، و در عین حال سمیت حلال ها و حفاظت از محیط زیست را نیز مورد نظر قرار دهند.

تهدید اصلی در استفاده از فرآورده های فرعی زیتون، پایداری بیواکتیوها،  تامین تضمینی و منظم منابع، همچنین داشتن تجهیزات مورد نیاز در صنایع آرایشی است. با همه این تفاسیر، با افزایش جذابیت این ضایعات طبیعی، استفاده از آن ها به وضوح می تواند تغییر مثبتی در صنایع ایجاد کند.

نتیجه:

در طی تولید روغن زیتون، مقادیر زیادی فرآورده های فرعی و ضایعات تولید می شود که بسیاری از آن ها هنوز دارای ترکیبات با ارزشی از جمله آنتی اکسیدان ها، اسیدهای چرب و اجزای فیبر هستند، که می توانند به عنوان مواد کاربردی و فنی مدر صنایع داروسازی، آرایشی و بهداشتی ورد استفاده قرار گیرند. تکنیک های استخراج پایدار و سازگار با محیط زیست با موفقیت برای بازیابی چنین ترکیباتی استفاده شده است، بنابراین چنین ضایعاتی می توانند به مواد طبیعی با ارزش افزوده بالا تبدیل شوند.

امروزه اهمیت لوازم آرایشی ضد پیری به خوبی ثابت شده است و ضایعات زیتون حاوی بسیاری از مولکول‌ها و ترکیبات فعالی هستند که روند پیری را خصوصا در فرمولاسیون های موضعی کند می کنند.

به نظر می رسد ترکیب استفاده موضعی از کرم های ضد پیری به همراه مکمل های غذایی خوراکی یک رویکرد جالب در آینده باشد. در حال حاضر بهترین درمان در برابر پیری، محدود کردن آسیب DNA با آنتی اکسیدان ها، ویتامین ها و مواد معدنی است.

همانطور که در سراسر این بررسی، به خوبی مستند شده است، محصولات فرعی زیتون بسیار غنی از ترکیبات زیست فعال مانند آنتی اکسیدان ها، اسیدهای چرب و مواد معدنی هستند و می توانند منبعی از مواد فعال احتمالی برای محصولات آرایشی با ادعاهای مختلف مانند ضد پیری یا آبرسان باشند.

منبع:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0926669015002022