Preparación de hidrolizado de queratina de plumas de pollo y su aplicación en cosméticos

El objetivo general de este procedimiento es preparar un hidrolizado de queratina a partir de plumas de pollo mediante hidrólisis enzimática alcalina, y comprobar si la adición de hidrolizado de queratina a una base de pomada cosmética mejora la función de barrera de la piel. Este método puede ayudar a responder preguntas en el campo de subproductos de queratina en mataderos, como la utilización de plumas de aves de corral para la preparación de hidrolizado de queratina, que puede emplearse en formulaciones cosméticas. La principal ventaja de esta técnica es que el hidrolizado de queratina es de alta calidad y actúa como un agente oclusivo e hidratante muy eficaz en las formulaciones cosméticas.

Jana Pavlackova, coautora de esta publicación, demostrará el procedimiento de aplicación de las formulaciones ensayadas en cada punto de los cuatro lados del brazo. Para comenzar, muela 50 gramos de plumas secas en un molino de corte hasta alcanzar una finura final de 1,0 milímetros. A continuación, desengrase las plumas en un recipiente caldera de acero inoxidable de 27 litros con control de temperatura.

Mezcle las plumas con agua precalentada hasta 40 más o menos dos grados celsius en una relación de peso de uno a 75. Añada una enzima lipolítica en una dosis de 1,5 a 2,0% y agite suavemente el contenido con un agitador magnético durante cinco minutos. Ajuste el pH de la mezcla a 9,0 más o menos 0,2 añadiendo hidróxido de sodio al 1% o solución de ácido fosfórico al 1%.

Este es el valor de pH correspondiente a la actividad máxima de la enzima lipolítica. Después de agitar la mezcla durante cinco minutos con un agitador magnético, verifique el nivel de pH utilizando un pH/mV metro de banco de laboratorio y reajuste el nivel de pH. Luego, agite suavemente la mezcla con un agitador magnético durante 24 horas a 40 ± 0,5 grados celsius.

Filtre la mezcla a través de un tamiz fino y lave las plumas desengrasadas con un chorro de agua fría corriente fresca. Luego, seque las plumas sobre una placa plana a 50 grados celsius en una cámara de secado durante la noche. Al día siguiente, realice la primera etapa de la hidrólisis de plumas de pollo.

Mezcle las plumas con una solución acuosa de hidróxido de potasio al 0,3 % en una proporción de peso de uno a 50, y agite suavemente con un agitador magnético a 60 ± 0,5 grados Celsius durante 24 horas. Después de finalizar la primera etapa de hidrólisis, ajuste el pH de la mezcla al nivel correspondiente a la actividad máxima de la enzima proteolítica con ácido fosfórico al 10 %, que en este caso es un nivel de 9,0 ± 0,2. Realice la segunda etapa de hidrólisis de plumas de pollo.

Añada la enzima proteolítica a la mezcla en una dosis del 5,0%. Agite suavemente la mezcla con un agitador superior a 60 ± 0,5 grados centígrados durante ocho horas. Luego, caliente la mezcla en el mismo recipiente de acero inoxidable de 27 litros hasta el punto de ebullición y hiérvala durante 10 minutos para inactivar la enzima. Separe la solución de KH del residuo no disuelto filtrándola a través de papel de filtro de baja densidad en un embudo de Buchner con ligera presión de vacío.

Vierta 400 mililitros de la solución KH en tubos de diálisis con un límite de exclusión molecular de 12K para eliminar péptidos pequeños y sales. Realice la diálisis de las soluciones frente a cuatro litros de agua destilada en un recipiente de plástico durante 80 horas a temperatura ambiente. Cambie el agua destilada tras 18, 36 y 60 horas.

Vierta la solución dializada de KH en una placa antiadherente en una proporción de 500 mililitros por 1.000 centímetros cuadrados de área de placa. Seque al vacío la solución hasta formar una película delgada a 40 ± 0,5 grados centígrados durante la noche. Después de raspar la película seca, tritúrela para obtener un polvo fino y guárdelo en un recipiente cerrado dentro de un desecador.

A continuación, prepare formulaciones cosméticas que contengan 2, 4 y 6 % KH según el peso base de la pomada. Para ello, pese la cantidad de polvo de KH en un recipiente de polietileno. Luego, agregue la base de pomada en una cantidad que asegure que el peso total de la formulación sea igual a 50 gramos.

Homogenice la mezcla con una batidora de laboratorio de tres cuchillas durante 10 minutos a 134,16 g antes de mezclarla con un agitador mecánico superior. Mantenga las formulaciones preparadas a cinco más o menos un grado Celsius y déjelas calentar a temperatura ambiente durante dos horas antes de su uso. Coloque cinco tiras de papel de filtro en una solución fisiológica de cloruro de sodio al 0,90% y déjelas en la solución durante aproximadamente un minuto.

Aplique dos tiras en la cara interna del antebrazo derecho y tres en la cara interna del antebrazo izquierdo, y fíjelas durante cuatro horas con apósitos adhesivos. Después de cuatro horas, retire las tiras y marque las áreas con un rotulador permanente. Prepárese para aplicar 0,1 mililitros de las formulaciones evaluadas en cada sitio de los antebrazos desengrasados.

En el antebrazo izquierdo, no agregue nada al primer sitio ya que es el control. Luego, aplique solo la base del ungüento al segundo sitio. Utilice jeringas y extiéndalo sobre toda la superficie marcada.

De manera similar, aplique la base de pomada más 2 %KH en el tercer sitio. Finalmente, aplique la base de pomada más 4 %KH y la base de pomada más 6 %KH en el brazo derecho. Mida cada muestra en cada sitio y en cada intervalo.

Realice cinco mediciones con la sonda del medidor de hidratación cutánea para la hidratación de la piel, 15 mediciones con la sonda del medidor de pérdida transepidérmica de agua para la pérdida transepidérmica de agua cutánea y una medición con la sonda del medidor de pH cutáneo para el pH de la piel. Procese las mediciones resultantes según se describe en el protocolo del texto. Aquí se muestra una fotografía representativa del hidrolizado de queratina que muestra su color amarillo.

El hidrolizado de queratina es fácilmente soluble en agua, tiene un alto contenido de proteínas y cumple con los requisitos para hidrolizados de grado cosmético. Los perfiles electroforéticos del estándar de proteína de bajo peso molecular, del estándar de proteína de alto peso molecular y del hidrolizado de queratina muestran que el hidrolizado de queratina presenta una amplia heterogeneidad en el peso molecular. Una vez dominada, esta técnica puede realizarse en 150 horas si se lleva a cabo correctamente.

Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo preparar hidrolizado de queratina y cómo aplicarlo en formulaciones cosméticas. Tras su desarrollo, esta técnica allanó el camino para que los investigadores en el campo del tratamiento de subproductos proteicos exploraran la utilización de plumas de pollo en la industria cosmética.