Vorbereitung der Keratin-Hydrolysat aus Hühnerfedern und ihre Anwendung in der Kosmetik

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, Keratinhydrolysat aus Hühnerfedern durch alkalische enzymatische Hydrolyse herzustellen und zu überprüfen, ob die Zugabe von Keratinhydrolysat zu einer kosmetischen Salbengrundlage die Barrierefunktion der Haut verbessert. Diese Methode kann helfen, offene Fragen im Bereich der Schlachthof-Keratin-Abfallprodukte zu beantworten, beispielsweise die Nutzung von Geflügelfedern zur Herstellung von Keratinhydrolysat, das in kosmetischen Formulierungen eingesetzt werden kann. Der Hauptvorteil dieser Technik liegt darin, dass Keratinhydrolysat von hoher Qualität ist und in kosmetischen Formulierungen hervorragend als okklusives Mittel und Feuchthaltemittel wirkt.

Das Anwenden der getesteten Formulierungen auf jeder Stelle der vier Armaussenseiten demonstriert Jana Pavlackova, eine Mitverfasserin dieser Veröffentlichung. Zunächst 50 Gramm getrocknete Federn in einer Schneidmühle auf eine Endfeinheit von 1,0 Millimetern zerkleinern. Danach die Federn in einem 27-Liter-Edelstahlkessel mit Temperaturregelung entfetten.

Vermischen Sie die Federn mit Wasser, das auf 40 ± 2 °C vorgewärmt wurde, im Gewichtsverhältnis von 1 zu 75. Geben Sie ein lipolytisches Enzym in einer Dosis von 1,5 bis 2,0 % hinzu und rühren Sie den Inhalt mit einem Rührwerk von oben vorsichtig fünf Minuten lang um. Stellen Sie den pH-Wert der Mischung durch Zugabe von 1 %iger Natronlauge oder 1 %iger Phosphorsäurelösung auf 9,0 ± 0,2 ein.

Dies ist der pH-Wert, der der maximalen Aktivität des lipolytischen Enzyms entspricht. Nachdem die Mischung fünf Minuten lang mit einem Rührer von oben gerührt wurde, überprüfen Sie den pH-Wert mithilfe eines Labor-pH/mV-Messgeräts und stellen Sie den pH-Wert gegebenenfalls erneut ein. Anschließend rühren Sie die Mischung 24 Stunden lang vorsichtig mit einem Rührer von oben bei 40 ± 0,5 °C.

Filtern Sie die Mischung durch ein feines Sieb und waschen Sie die entfetteten Federn mit einem Strom frischen, fließenden kalten Wassers. Anschließend trocknen Sie die Federn über Nacht auf einer flachen Platte bei 50 Grad Celsius in einer Trockenkammer. Führen Sie am nächsten Tag die erste Stufe der Hydrolyse von Hühnerfedern durch.

Vermischen Sie die Federn mit einer wässrigen 0,3-%-Kaliumhydroxidlösung im Gewichtsverhältnis von eins zu 50 und rühren Sie vorsichtig mit einem Rührwerk mit Oberflächenrührer bei 60 ± 0,5 °C für 24 Stunden. Nach Abschluss der ersten Hydrolysestufe stellen Sie den pH-Wert der Mischung auf den Wert ein, der der maximalen Aktivität des proteolytischen Enzyms entspricht, mit 10-%-Phosphorsäure, was in diesem Fall ein Niveau von 9,0 ± 0,2 ist. Führen Sie die zweite Stufe der Hydrolyse von Hühnerfedern durch.

Geben Sie das proteolytische Enzym in einer Dosis von 5,0 % zur Mischung hinzu. Rühren Sie die Mischung acht Stunden lang vorsichtig mit einem Rührwerk mit Oberflächenrührer bei 60 ± 0,5 °C um. Erhitzen Sie anschließend die Mischung im gleichen 27-Liter-Edelstahlkessel auf den Siedepunkt und lassen Sie sie 10 Minuten lang sieden, um das Enzym zu inaktivieren. Trennen Sie die Lösung von KH durch Filtration über Filterpapier geringer Dichte in einem Büchner-Trichter unter leichtem Vakuumdruck von dem unlöslichen Rückstand ab.

Geben Sie 400 Milliliter der KH-Lösung in Dialyse-Schläuche mit einer Molekulargewichtsabscheidung von 12 K und entfernen Sie so kleine Peptide und Salze. Dialysieren Sie die Lösungen gegen vier Liter destilliertes Wasser in einem Kunststoffbehälter 80 Stunden lang bei Raumtemperatur. Wechseln Sie das destillierte Wasser nach 18, 36 und 60 Stunden.

Gießen Sie die dialysierte Lösung von KH auf eine antiadhäsive Platte im Verhältnis von 500 Milliliter pro 1.000 Quadratzentimeter Plattenfläche. Trocknen Sie die Lösung über Nacht im Vakuum zu einem dünnen Film bei 40 ± 0,5 Grad Celsius. Nach dem Abkratzen des getrockneten Films mahlen Sie ihn zu einem feinen Pulver und bewahren Sie es in einem geschlossenen Gefäß in einem Exsikkator auf.

Bereiten Sie anschließend kosmetische Formulierungen mit 2, 4 und 6 % KH entsprechend dem Basisgewicht der Salbe vor. Wiegen Sie hierzu die Menge an KH-Pulver in ein Polyethylengefäß ab. Fügen Sie danach die Salbengrundlage in einer Menge hinzu, die sicherstellt, dass das Gesamtgewicht der Formulierung 50 Gramm beträgt.

Versetzen Sie die Mischung mit einem dreiflügeligen Laborhomogenisator 10 Minuten lang bei 134,16 ×g, bevor Sie mit einem mechanischen Rührwerk umrühren. Lagern Sie die hergestellten Formulierungen bei fünf plusminus ein Grad Celsius und erwärmen Sie sie zwei Stunden vor der Verwendung auf Raumtemperatur. Legen Sie fünf Streifen Filterpapier in eine physiologische Lösung mit 0,90 % Natriumchlorid und belassen Sie sie etwa eine Minute lang in der Lösung.

Bringen Sie zwei Streifen auf der Innenseite des rechten Unterarms und drei auf der Innenseite des linken Unterarms an und fixieren Sie sie vier Stunden lang mit Klebeverbänden. Nach vier Stunden entfernen Sie die Streifen und markieren Sie die Bereiche mit einem Permanentstift. Bereiten Sie die Applikation von jeweils 0,1 Milliliter der getesteten Formulierungen an den entfetteten Stellen der Unterarme vor.

Am linken Unterarm wird am ersten Ort nichts hinzugefügt, da dies die Kontrolle ist. Danach wird nur die Salbengrundlage auf den zweiten Ort aufgetragen. Verwenden Sie Spritzen und verteilen Sie sie über die gesamte markierte Fläche.

Ebenso wird die Salbengrundlage plus 2 % KH auf die dritte Stelle aufgetragen. Schließlich werden die Salbengrundlage plus 4 % KH und die Salbengrundlage plus 6 % KH am rechten Arm angewendet. Jede Probe an jeder Stelle und zu jedem Zeitintervall messen.

Nehmen Sie fünf Messwerte mit der Sonde des Hautfeuchtigkeitsmessgeräts zur Bestimmung der Hautfeuchtigkeit, 15 Messwerte mit der Sonde des Messgeräts zur Bestimmung des transepidermalen Wasserverlusts der Haut und einen Messwert mit der Sonde des Haut-pH-Messgeräts zur Bestimmung des Haut-pH-Werts auf. Verarbeiten Sie die erhaltenen Messwerte wie im Textprotokoll beschrieben. Hier ist eine repräsentative Fotografie von Keratinhydrolysat abgebildet, die dessen gelbe Farbe zeigt.

Keratinhydrolysat ist leicht wasserlöslich, weist einen hohen Proteingehalt auf und erfüllt die Anforderungen an kosmetische Hydrolysate. Elektrophoretische Profile des Proteinstandards mit niedrigem Molekulargewicht, des Proteinstandards mit hohem Molekulargewicht und des Keratinhydrolysats zeigen, dass Keratinhydrolysat eine breite molekulare Gewichtsheterogenität aufweist. Wenn die Technik einmal beherrscht ist, kann sie bei korrekter Durchführung in 150 Stunden durchgeführt werden.

Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man Keratinhydrolysat herstellt und wie es in kosmetischen Formulierungen angewendet wird. Nach seiner Entwicklung ebnete diese Technik den Forschern auf dem Gebiet der Protein-Abfallstoffbehandlung den Weg, um die Nutzung von Hühnerfedern in der Kosmetikindustrie zu erforschen.