Preparazione di idrolizzato di cheratina da piume di pollo e la sua applicazione nei cosmetici

L'obiettivo generale di questo procedimento è preparare un idrolizzato di cheratina da piume di pollo mediante idrolisi enzimatica alcalina e verificare se l'aggiunta di tale idrolizzato in una base unguento cosmetica migliori la funzione della barriera cutanea. Questo metodo può contribuire a rispondere a domande nel settore degli scarti di cheratina nei macelli, come l'utilizzo delle piume di pollo per la preparazione di idrolizzati di cheratina, utilizzabili in formulazioni cosmetiche. Il principale vantaggio di questa tecnica è che l'idrolizzato di cheratina è di alta qualità e agisce come ottimo agente occlusivo ed umettante nelle formulazioni cosmetiche.

La procedura di applicazione delle formulazioni testate su ciascun punto dei quattro lati dell'avambraccio sarà dimostrata da Jana Pavlackova, coautrice di questa pubblicazione. Per iniziare, macinare 50 grammi di piume essiccate in un mulino a coltelli fino a raggiungere una granulometria finale di 1,0 millimetri. Successivamente, disgrassare le piume in un contenitore in acciaio inox da 27 litri dotato di controllo della temperatura.

Mescolare le piume con acqua preriscaldata a 40 più o meno due gradi Celsius in un rapporto ponderale di uno a 75. Aggiungere un enzima lipolitico in una dose dello 1,5-2,0% e agitare delicatamente il contenuto con un agitatore magnetico per cinque minuti. Regolare il pH della miscela a 9,0 più o meno 0,2 aggiungendo soluzione all'1% di idrossido di sodio o all'1% di acido fosforico.

Questo è il valore di pH corrispondente all'attività massima dell'enzima lipolitico. Dopo aver agitato la miscela per cinque minuti con un agitatore magnetico, verificare il livello di pH utilizzando un pHmetro da banco laboratorio con lettura in mV e riaggiustare il valore di pH. Successivamente, agitare delicatamente la miscela con un agitatore magnetico per 24 ore a 40 ± 0,5 gradi Celsius.

Filtrare la miscela attraverso un setaccio fine e lavare le piume disgrassate con un flusso di acqua fredda corrente. Successivamente, asciugare le piume su una piastra piatta a 50 gradi Celsius in una camera di essiccazione per tutta la notte. Il giorno successivo, eseguire la prima fase dell'idrolisi delle piume di pollo.

Mescolare le piume con una soluzione acquosa di idrossido di potassio allo 0,3% in un rapporto ponderale di uno a 50 e agitare delicatamente con un agitatore magnetico a 60 più o meno 0,5 gradi Celsius per 24 ore. Al termine della prima fase di idrolisi, regolare il pH della miscela al valore corrispondente all'attività massima dell'enzima proteolitico mediante acido fosforico al 10%, che in questo caso è pari a 9,0 più o meno 0,2. Eseguire la seconda fase dell'idrolisi delle piume di pollo.

Aggiungere l'enzima proteolitico alla miscela in una dose dello 5,0%. Mescolare delicatamente la miscela con un agitatore meccanico a immersione a 60 ± 0,5 gradi Celsius per otto ore. Successivamente, riscaldare la miscela nello stesso contenitore in acciaio inossidabile da 27 litri fino al punto di ebollizione e far bollire per 10 minuti per inattivare l'enzima. Separare la soluzione di KH dal residuo indisciolto filtrandola attraverso carta filtrante a bassa densità su un imbuto di Buchner con una leggera pressione di vuoto.

Versare 400 millilitri della soluzione KH in tubi dialitici con cutoff di peso molecolare di 12K per rimuovere peptidi e sali di piccole dimensioni. Dializzare le soluzioni contro quattro litri di acqua distillata in un contenitore di plastica per 80 ore a temperatura ambiente. Cambiare l'acqua distillata dopo 18, 36 e 60 ore.

Versare la soluzione dializzata di KH su una piastra antiadesiva in rapporto di 500 millilitri per un'area della piastra di 1.000 centimetri quadrati. Essiccare sotto vuoto la soluzione fino a formare un film sottile a 40 ± 0,5 gradi Celsius durante la notte. Dopo aver raschiato il film essiccato, macinarlo per ottenere una polvere fine e conservarla in un recipiente chiuso all'interno di un essiccatore.

Successivamente, preparare formulazioni cosmetiche contenenti 2, 4 e 6% di KH in base al peso del veicolo oleoso. Per farlo, pesare la quantità di polvere di KH in un contenitore di polietilene. Quindi, aggiungere il veicolo oleoso in una quantità tale che il peso totale della formulazione risulti pari a 50 grammi.

Omogeneizzare la miscela con un frullatore da laboratorio a tre lame per 10 minuti a 134,16 g prima di mescolare utilizzando un agitatore meccanico a testa mobile. Mantenere le formulazioni preparate a cinque più o meno un grado Celsius e riscaldarle a temperatura ambiente per due ore prima dell'uso. Collocare cinque strisce di carta da filtro in una soluzione fisiologica di cloruro di sodio 0,90% e lasciarle in ammollo per circa un minuto.

Applicare due strisce sulla faccia interna dell'avambraccio destro e tre sulla faccia interna dell'avambraccio sinistro, fissandole per quattro ore con cerotti adesivi. Dopo quattro ore, rimuovere le strisce e delimitare le aree con un pennarello indelebile. Prepararsi ad applicare 0,1 millilitri delle formulazioni testate su ciascun punto delle zone degrestate dell'avambraccio.

Sul lato sinistro dell'avambraccio, non aggiungere nulla al primo sito poiché funge da controllo. Successivamente, applicare solo la base unguentosa al secondo sito. Utilizzare siringhe e distribuirle su tutta la superficie delimitata.

Allo stesso modo, applicare la base unguento aggiunta del 2% di KH sul terzo sito. Infine, applicare la base unguento aggiunta del 4% di KH e la base unguento aggiunta del 6% di KH sul braccio destro. Misurare ogni campione in ciascun sito e a ogni intervallo.

Eseguire cinque letture con la sonda del misuratore di idratazione cutanea per l'idratazione della pelle, 15 letture con la sonda del misuratore per la perdita transepidermica d'acqua cutanea e una lettura con la sonda del misuratore di pH cutaneo per il pH della pelle. Elaborare le letture ottenute come descritto nel protocollo testuale. Qui viene mostrata una fotografia rappresentativa dell'idrolizzato di cheratina che ne evidenzia il colore giallo.

L'idrolizzato di cheratina è facilmente solubile in acqua, ha un elevato contenuto proteico e soddisfa i requisiti per gli idrolizzati di grado cosmetico. I profili elettroforetici del campione proteico standard a basso peso molecolare, del campione proteico standard ad alto peso molecolare e dell'idrolizzato di cheratina mostrano che l'idrolizzato di cheratina presenta una marcata eterogeneità di peso molecolare. Una volta acquisita padronanza, questa tecnica può essere eseguita in 150 ore se effettuata correttamente.

Dopo aver visionato questo video, si dovrebbe avere una buona comprensione di come preparare l'idrolizzato di cheratina e di come applicarlo nelle formulazioni cosmetiche. Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo del trattamento dei sottoprodotti proteici per esplorare l'utilizzo delle piume di pollo nell'industria cosmetica.