Przygotowanie hydrolizatu keratyny z piór kurczaka i jego zastosowanie w kosmetyce

Ogólnym celem niniejszej procedury jest przygotowanie hydrolizatu keratyny z piór kurzych poprzez alkaliczną hydrolizę enzymatyczną oraz sprawdzenie, czy dodanie hydrolizatu keratyny do bazy maści kosmetycznej poprawia funkcję bariery skórnej. Metoda ta może pomóc w znalezieniu odpowiedzi na pytania z zakresu utylizacji produktów ubocznych keratyny w rzeźniach, takich jak wykorzystanie piór drobiu kurzego do otrzymywania hydrolizatu keratyny, który może być stosowany w formulacjach kosmetycznych. Główną zaletą tej techniki jest fakt, że hydrolizat keratyny jest produktem wysokiej jakości i działa jako bardzo dobry okluzyjny środek nawilżający w formulacjach kosmetycznych.

Procedurę nakładania przetestowanych formulacji na każdy punkt czterech boków ramion zademonstruje Jana Pavlackova, współautorka niniejszej publikacji. Na początek zmiel 50 gramów wysuszonych piór w młynku tnącym do końcowej ziarnistości 1,0 mm. Następnie odtłuść pióra w stalowym zbiorniku kotłowym o pojemności 27 l z kontrolą temperatury.

Wymieszać pióra z wodą podgrzaną do 40 ± 2 °C w stosunku wagowym 1:75. Dodać enzym lipolityczny w dawce od 1,5 do 2,0% i delikatnie mieszać zawartość za pomocą mieszadła mechanicznego przez pięć minut. Dostosować pH mieszaniny do wartości 9,0 ± 0,2, dodając 1% roztwór wodorotlenku sodu lub 1% roztwór kwasu fosforowego.

Jest to wartość pH odpowiadająca maksymalnej aktywności enzymu lipolitycznego. Po mieszaniu mieszaniny przez pięć minut za pomocą mieszadła mechanicznego, należy sprawdzić poziom pH za pomocą laboratoryjnego pH-metru/mV-metru i ponownie go dostosować. Następnie należy delikatnie mieszać mieszaninę mieszadłem mechanicznym przez 24 godziny w temperaturze 40 ± 0.5 °C.

Przecedź mieszaninę przez gęste sito i wypłucz odtłuszczone pióra pod strumieniem świeżej, zimnej bieżącej wody. Następnie wysusz pióra na płaskiej płytce w temperaturze 50 stopni celsius w komorze suszącej przez noc. Następnego dnia przeprowadź pierwszy etap hydrolizy piór kurzych.

Wymieszaj pióra z 0,3% wodnym roztworem wodorotlenku potasu w stosunku wagowym 1:50 i delikatnie mieszaj za pomocą mieszadła mechanicznego w temperaturze 60 ± 0,5 °C przez 24 godziny. Po zakończeniu pierwszego etapu hydrolizy, za pomocą 10% kwasu fosforowego dostosuj pH mieszaniny do poziomu odpowiadającego maksymalnej aktywności enzymu proteolitycznego, który w tym przypadku wynosi 9,0 ± 0,2. Przeprowadź drugi etap hydrolizy piór kurzych.

Do mieszaniny dodać enzym proteolityczny w dawce 5,0%. Mieszaninę delikatnie mieszać za pomocą mieszadła mechanicznego w temperaturze 60 ± 0,5 °C przez osiem godzin. Następnie podgrzać mieszaninę w tym samym 27-litrowym stalowym zbiorniku kotłowym do temperatury wrzenia i gotować przez 10 minut w celu inaktywacji enzymu. Roztwór KH oddzielić od nierozpuszczonej pozostałości, filtrując go przez papier filtracyjny o niskiej gęstości na lejku Büchnera przy zastosowaniu niewielkiego podciśnienia.

Wlej 400 ml roztworu KH do tubingu dializacyjnego o progu odcięcia masy cząsteczkowej 12K, aby usunąć małe peptydy i sole. Dializuj roztwory przeciwko czterem litrom wody destylowanej w plastikowym wiadrze przez 80 godzin w temperaturze pokojowej. Wymień wodę destylowaną po 18, 36 i 60 godzinach.

Wlej dializowany roztwór KH na płytkę antyadhezyjną w proporcji 500 ml na 1 000 cm² powierzchni płytki. Poddaj roztwór suszeniu próżniowemu w temperaturze 40 ± 0.5 °C przez noc, aż powstanie cienka warstwa. Po zeskrobaniu wysuszonej warstwy, zmiel ją na drobny proszek i przechowuj w szczelnym naczyniu w eksykatorze.

Następnie przygotuj formulacje kosmetyczne zawierające 2%, 4% i 6% KH w odniesieniu do masy bazowej maści. W tym celu odważ odpowiednią ilość proszku KH do naczynia z polietylenu. Następnie dodaj bazę maści w ilości zapewniającej, że całkowita masa formulacji wyniesie 50 gramów.

Homogenizować mieszaninę za pomocą laboratoryjnego blendera trzypłatowego przez 10 minut przy 134,16 g, a następnie wymieszać za pomocą mechanicznego mieszadła nadstawnego. Przygotowane formulacje przechowywać w temperaturze 5 ± 1 °C i ogrzewać w temperaturze pokojowej przez dwie godziny przed użyciem. Umieścić pięć pasków papieru filtracyjnego w roztworze fizjologicznym 0,90% NaCl i pozostawić je w roztworze przez około jedną minutę.

Naklej dwa paski na wewnętrzną stronę prawego przedramienia oraz trzy paski na wewnętrzną stronę lewego przedramienia i utrwal je za pomocą plastrów z klejem na cztery godziny. Po upływie czterech godzin zdejmij paski i oznacz obszary markerem permanentnym. Przygotuj się do naniesienia 0,1 ml badanych formulacji w każdym z odtłuszczonych miejsc na przedramionach.

Na lewym przedramieniu nie nakładaj niczego w pierwszym miejscu, ponieważ służy ono jako kontrola. Następnie na drugie miejsce nałóż samą bazę maści. Użyj strzykawek i rozprowadź ją na całej zaznaczonej powierzchni.

Podobnie, na trzecim obszarze należy rozprowadzić bazę maści z dodatkiem 2%KH. Na koniec, na prawym ramieniu należy nanieść bazę maści z dodatkiem 4%KH oraz bazę maści z dodatkiem 6%KH. Należy zmierzyć każdą próbkę w każdym obszarze i w każdym odstępie czasu.

Wykonaj pięć pomiarów za pomocą sondy miernika nawilżenia skóry w celu oceny nawilżenia skóry, 15 pomiarów za pomocą sondy miernika narzędziowego w celu oceny transepidermalnej utraty wody ze skóry oraz jeden pomiar za pomocą sondy pH-metru do skóry w celu oceny pH skóry. Przetwórz uzyskane wyniki zgodnie z opisem w protokole tekstowym. Przedstawione tutaj zdjęcie reprezentatywne hydrolizatu keratyny pokazuje jego żółty kolor.

Hydrolizat keratyny jest łatwo rozpuszczalny w wodzie, posiada wysoką zawartość białka i spełnia wymagania dotyczące hydrolizatów klasy kosmetycznej. Profile elektroforetyczne standardu białek o niskiej masie cząsteczkowej, standardu białek o wysokiej masie cząsteczkowej oraz hydrolizatu keratyny wykazują, że hydrolizat keratyny charakteryzuje się szeroką heterogennością masy cząsteczkowej. Po opanowaniu techniki, jej wykonanie zajmuje 150 godzin, pod warunkiem prawidłowego przeprowadzenia procedury.

Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać gruntowną wiedzę na temat przygotowania hydrolizatu keratyny oraz sposobu jego zastosowania w formulacjach kosmetycznych. Po opracowaniu technika ta utorowała drogę badaczom zajmującym się przetwarzaniem produktów ubocznych białek do zgłębiania możliwości wykorzystania piór kurzych w przemyśle kosmetycznym.