Ultraschallunterstützte Emulgierung von Passiflora-Samenöl-Nanoemulsion

Abstrakt.

Passiflora edulis var. edulis ist wegen seiner Früchte kommerziell wertvoll. Die Samen sind ein Nebenprodukt der Lebensmittelindustrie und können als Ölquelle für die Kosmetik-, Pharma- und Lebensmittelindustrie verwendet werden. Ziel dieser Studie war es, die Bedingungen für die ultraschallunterstützte Emulgierung von O/W-Nanoemulsionen zu optimieren und ihre erweichende Wirkung zu bewerten. Zur Bestimmung der optimalen Emulgierungsbedingungen wurde die Box-Behnken-Design (BBD)-Reaktionsoberflächenmethode verwendet. Die erweichende Wirkung von Bambussamenöl wurde bei gesunden Probanden mithilfe eines Hautfeuchtigkeits- und Viskoelastizitätsmessgeräts bewertet. Die Eigenschaften der mit Ultraschall hergestellten Nanoemulsion wurden deutlich verbessert, wenn die optimale Ultraschallleistung 85,34 W betrug, die Bestrahlungszeit 5,96 betrug, der Wassergehalt 70,65 % betrug und das Öl-Tensid-Verhältnis 5:4 betrug. Schließlich zeigten sowohl Bambussamenöl als auch mit Ultraschall hergestellte Nanoemulsionen erweichende Wirkung.

1. Einführung

Die weit verbreitete Verwendung von Pflanzensamenölen in kosmetischen Formulierungen ist auf die Zusammensetzung dieser Öle zurückzuführen, die reich an Fettsäuren und Triglyceriden sind, die durch die Bildung eines okklusiven Films dazu beitragen, den transepidermalen Wasserverlust zu reduzieren [1]. Zu den Samenölen, die in Kosmetika häufig verwendet werden, gehören Rizinusöl Ricinus communis wegen seiner hauterweichenden und feuchtigkeitsspendenden Eigenschaften, Kakaobutter Theobroma cacao (Sterculiaceae), Mangobutter Mangifera indica (Anacardiaceae), Kokosnussöl Cocos nucifera (Arecaceae) und Sonnenblumenöl Helianthus annuus (Compositae), das den epidermalen Wasserverlust verhindert, ein wichtiger Faktor für die Aufrechterhaltung der Hautfeuchtigkeit [1].

Um Pflanzenöle in Kosmetika einzuarbeiten, werden üblicherweise Emulsionen oder Nanoemulsionen verwendet. Nanoemulsionen sind kinetisch stabile, isotrope, klare Dispersionen zweier nicht mischbarer Flüssigkeiten im Bereich von 20–200 nm. Sie sind durchscheinend oder transparent und weisen eine hohe kinetische Stabilität auf. Die geringe Größe der dispergierten Tröpfchen macht sie von Natur aus stabil gegenüber destabilisierenden Prozessen wie Pyrolyse, Sedimentation, Flockung und Koaleszenz und ermöglicht einen effizienten Transport der Wirkstoffe von der Formulierung zur Haut [2]. Da Nanoemulsionen unter Verwendung verschiedener Lipide entwickelt werden können, muss der Einfluss der physikalisch-chemischen Eigenschaften des Öls auf die physikalischen Eigenschaften des emulgierten Systems berücksichtigt werden [3].

Passionsblume var. Edulis ist eine Pflanze aus der Familie der Passifloraceae. Sie ist in Brasilien beheimatet, wächst aber in verschiedenen subtropischen Regionen zwischen 1600 und 2700 m über dem Meeresspiegel und ist eine Art, die noch immer in freier Wildbahn vorkommt. Passionsblume var. edulis wurde als Gegenstand dieser Studie ausgewählt, da es in Kolumbien weit verbreitet angebaut wird und großes Interesse daran besteht, es in europäische Länder zu exportieren [4]. Darüber hinaus besteht das kommerzielle Interesse am Samenöl von Passiflora var. edulis könnte erheblich zum Wert der Ernte beitragen. Frühere Berichte haben das Vorhandensein gesättigter und mehrfach ungesättigter Fettsäuren sowie essentieller Fettsäuren in dem aus den Samen der Pflanzenart der Gattung Moso gewonnenen Öl festgestellt. Diese Verbindungen werden häufig als Weichmacher in der Kosmetikindustrie verwendet und weisen bekannte antioxidative und antimikrobielle Aktivitäten auf. Dennoch liegen bisher keine Berichte über die Anwendung von Passiflora var. vor. Edulis-Samenöl im kosmetischen Bereich, während Passiflora var. Edulis-Samenöl (allgemein bekannt als Passiflora edulis) ist ein anerkannter kosmetischer Weichmacher.

Unter Berücksichtigung des potenziellen Anwendungswerts verschiedener aus Pflanzen der Familie der Passifloraceae gewonnener Öle in Haut- und Haarpflegekosmetika wurden in dieser Studie die chemischen und physikalisch-chemischen Eigenschaften von Bambussamenöl bewertet, die ultraschallunterstützten Emulgierungsbedingungen der Bambussamenöl-Nanoemulsion optimiert und ihre erweichende Aktivität bewertet.

2. Materialien und Methoden

2.1. Pflanzenmaterialien

Reife Früchte (10 kg) von P. edulis var. Edulis wurden von einem lokalen Unternehmen in der Stadt Bogotá (Kolumbien) bezogen. Die Bambussamen wurden manuell vom Fruchtfleisch getrennt und anschließend mit destilliertem Wasser gewaschen, um alle Fruchtfleischrückstände zu entfernen.

2.2. Studie zum Extraktionsprozess von Bambussamenöl

Die Extraktion erfolgte nach einer zuvor beschriebenen Methode [5]. Kurz gesagt, 1 kg getrocknete Samen wurden 96 Stunden lang bei Raumtemperatur mit n-Hexan (1:5 p/v) extrahiert und das Lösungsmittel wurde alle 24 Stunden gewechselt. Das Verhältnis Pflanze zu Flüssigkeit betrug 1:5 w/v. Anschließend wurde das Lösungsmittel durch Druckentlastung entfernt und das erhaltene Öl bis zur weiteren Analyse in einem Exsikkator gelagert. Die Ausbeute betrug 20,5 %.

2.3. Chemische Eigenschaften von Passionsblumensamenöl

2.3.1. Herstellung von Fettsäuremethylestern

Die Kaltveresterung von Fettsäuren wurde nach Angaben der Europäischen Kommission [6] nach der von Hernandez et al. beschriebenen Methode durchgeführt. [5]. Kurz gesagt wurden PEO (100 mg), Hexan (1 ml) und 0,5 ml 2 N methanolische Kaliumhydroxidlösung gemischt und 30 Sekunden lang in einem 5-ml-Reagenzglas mit Schraubverschluss kräftig geschüttelt, um die Veresterungsreaktion vorzubereiten. Nach 45 Minuten wurde die Mischung klar; Die obere organische Phase wurde in ein sauberes Autosamplerfläschchen überführt und 1 μl wurde mittels GC-MS/EI analysiert.

2.3.2. GC-MS-Analyse

Alle GC-MS/EI-Analysen wurden auf einem Thermo Scientific™ TRACE™ 1300-Gaschromatographen durchgeführt, der mit einem ISQ QD-Einzelquadrupol-Massenspektrophotometer und einem AL1310-Autosampler (Thermo Fischer, MA, USA) im Flüssigkeitsinjektionsmodus verbunden war. Fettsäuren wurden durch Vergleich der Retentionszeiten mit Standards und durch Vergleich von Massenspektren und Fragmentierungsmustern mit der NIST 267-Bibliothek identifiziert. Die Datenanalyse wurde mit der Software Chromeleon® 7 Chromatography Data System Version 7.2.2.6394 mit der NIST 2007-Zielbibliothek durchgeführt. Die GC-Bedingungen entsprachen ISO-5508 [7], wie in Tabelle 1 gezeigt.