Macelli, l'industria alimentare e l'industria conciaria produrre annualmente immense quantità di sottoprodotti solidi cheratina – lana, piume, setole, zoccoli, artigli, corna e simili. Secondo dati statistici più recenti, il peso vivo totale di polli, tacchini, anatre e altri volatili da cortile macellati negli Stati Uniti è 62,5 miliardi sterline l'anno1; nell'UE è circa 28,7 miliardi sterline l'anno. Considerando che le piume rendono fino all'8,5% del peso totale di pollame, gli Stati Uniti da solo produce annualmente circa 5,3 miliardi di chili di rifiuti piume2.
La cheratina è una proteina che esibisce la resistenza chimica perché è fortemente reticolato con ponti disolfuro che rendono difficile l'elaborazione. Ottenere prodotti solubili richiede legami incrociati di sfaldatura e possibilmente svolgimento idrolisi dei legami peptidici3. Scissione dei ponti disolfuro può procedere attraverso una reazione dell'anione del tiolo secondo il seguente modello4,5:
Sun– + – SbSc– ↔ – Sb– + – SaSc–
Con un livello di pH molto elevato, appare anche idrolisi dei ponti disolfuro, in conformità con il modello6
SS –– + → OH– – S– – SOH
In condizioni blande (pH circa 8), anche sulfitolysis si svolge secondo il seguente modello:
– SS – + → di HSO3– – SH + – SSO3–
Il modo più economico di degradante cheratina è ripartizione microbica, che è caratterizzata da condizioni di reazione delicata durante la lavorazione e alta ripartizione efficienza (circa 90%)7,8. Keratinases sono prodotte da alcuni batteri isolati dal suolo e cheratina rifiuti9. Keratinases microbica idrolizzare cheratina rigida e fortemente reticolato strutture10 e il risultante KH preparato è ricco in proteine solubili, senza perdita di aminoacidi essenziali rilevato in esso11.
Per incorporare una proteina nelle preparazioni cosmetiche (ad es., emulsioni, lozioni e gel), i requisiti di garantiscono che tali proteine sono solubili in acqua, sistemi specificati sono trasparenti e che ri-aggregazione dei peptidi è evitato a causa interazioni idrofobiche. Di conseguenza, una pratica comune consiste nell'applicare gli idrolizzati di proteine, quali collagene idrolizzato, elastina e cheratina. Quando si aggiungono gli idrolizzati in emulsioni cosmetiche, sono misure per garantire che l'idrolizzato in primo luogo è dissolto in acqua. In alcuni casi, è auspicabile che la proteina (o l'idrolizzato) è solubile in alcool o altri solventi organici12.
KH è normalmente presenti in shampoo, balsami, lozioni e nutritive sieri per i capelli, così come mascara, smalto e agenti di trucco dell'occhio. Gli effetti KH dichiarati solitamente includono formando una pellicola protettiva, lisciare i capelli o unghie struttura, maggiore plasticità e l'aspetto della formazione trattata, regolando la consistenza dei prodotti e incoraggiare la formazione di schiuma13 , 14. Inoltre è stato dimostrato che KH riduce la tensione superficiale, quindi il completamento nei prodotti cosmetici può facilitare la riduzione della quantità di emulsionante aggiunto per stabilizzare creme. KH limitare gli effetti di irritazione innescato da detergenti (tensioattivi) di pelle, occhi e capelli, riducendo così eventuali potenziali effetti collaterali dei detergenti sul tessuto (ad es., disidratazione della pelle, durezza e funzione di barriera in diminuzione di la pelle). L'elevata capacità di buffer di idrolizzati viene sfruttata anche per stabilizzare il pH dei cosmetici; peptidi di lunghezza inferiore hanno un buffer maggiore effetto15,16. Anche se KHs hanno affermato come componenti standard in capelli e cosmetici delle unghie così come viene utilizzato nei prodotti per la cura della pelle, studi sugli effetti idratanti di KH non compaiono nella letteratura contemporanea.
Tecnologia alcalina-enzimatica è stata sviluppata per la trasformazione di sottoprodotti di cheratina in KH, e prova attiva è in corso sugli effetti di un certo numero di additivi cosmetici17,18,19,20 , 21 , 22. il vantaggio di idrolisi alcalina-enzimatica bistadio, facendo uso delle proteasi microbiche per piume di pollo raggiunge ad alta efficienza in condizioni di reazione delicata e la qualità di KH è molto alta in contrasto con idrolisi impiegati in acidi forti o alcali. Nella prima fase, le piume vengono incubate a una temperatura più alta in un ambiente alcalino, che parzialmente distrugge la struttura cheratinica e gonfia le piume; Dopo aver regolato il pH, le piume sono idrolizzate con un enzima proteolitico in condizioni blande nella seconda fase. Il KH dializzato possiede un alto contenuto di proteine.
Le finalità del metodo descritto qui sono trasformazione piume di pollame in un KH attraverso idrolisi alcalina-enzimatica e verificare l'effetto di proprietà idratanti di KH applicato a emulsione cosmetica O/W. Proprietà idratanti sono indagate dal strumentale metodi non invasivi in vivo. I metodi più frequenti per misurare la funzione della pelle idratazione e barriera di SC includono proprietà elettriche della pelle (conduttanza o capacità) di misura. Diversi metodi per indagare idratazione SC includono vicino infrarosso metodo immaginando multispettrale (NIM), spettroscopia di risonanza magnetica nucleare, tomografia ottica di coerenza o trasferimento termico transitorio23. Funzione barriera dello SC è correlata alla TEWL di SC e si misura con il metodo di camera ventilata, camera non ventilata e camera aperta metodo24.
Proprietà delle formulazioni modello sono determinati utilizzando l'adattatore sonda Multi 5 MPA con tre tipi di sonde. Il primo uno, corneometer CM 825, idratazione della pelle misure valutando cambiamenti nella capacità elettrica della superficie della pelle; il condensatore di misura Mostra cambiamenti nella capacità della superficie della pelle in corneometric unità. Il corneometer dà solo una relativa valutazione di pelle idratazione25. Per la TEWL, la seconda sonda, tewameter TM 300, è utilizzata per misurare la pendenza di densità di evaporazione dell'acqua (in uno strumento di camera aperta basato sulla legge di diffusione di Fick) dalla pelle indirettamente da due coppie di sensori (temperatura e umidità relativa) che indica la quantità di acqua trasportata per una zona definita e il periodo di tempo (g/m2/h). Questo metodo può rilevare anche la minima interruzione di pelle barriera funzione26. PH della pelle è un indicatore della barriera e funzione anti-microbica dell' SC27. L'acidità del manto della pelle è stata misurata da una sonda di pelle PH 905 (terza) collegata alla stazione di 5 MPA. Questa sonda appositamente progettato è costituita da un elettrodo di vetro piatte per contatto cutaneo completo, collegato ad un voltmetro. Il sistema di misura potenziali cambiamenti dovuti all'attività dei cationi di idrogeno che circonda lo strato molto sottile di forme semi-solide misurata nella parte superiore della sonda. I cambiamenti nella tensione vengono visualizzati come pH28.
Vi presentiamo gli esperimenti divisi in tre sezioni: (1) preparazione del KH da pollo piume di idrolisi alcalina-enzimatica bistadio e sua purificazione tramite dialisi (rimozione di sali e frazioni a basso peso molecolare), (2) la preparazione di cosmetici le formulazioni contenenti 2, 4 e 6% KH e (3) verifica delle proprietà di KH misurando idratazione, TEWL, della pelle e della pelle pH. Prova è stata effettuata su 10 donne con l'età media di 27,2 anni e su 10 uomini con età media di 26,2 anni. Il metodo di selezione dei volontari e le prove stesse sono state condotte in conformità con i principi etici internazionali di ricerca bio-medica che utilizza soggetti umani29; tutte le persone hanno dato il loro consenso informato prima dell'inclusione nello studio. Prima della prova ha cominciato, i volontari è sono chiesto di compilare un questionario sul loro stato di salute. I volontari impegnati per evitare di applicare qualsiasi prodotto cosmetico per i siti di prova e le regioni circostanti durante le 24 ore prima di e durante il periodo di prova; Inoltre, sono stati consentiti solo breve sera lavaggi con acqua corrente.