Emulsificazione assistita da ultrasuoni della nanoemulsione di olio di semi di passiflora

Astratto.

Passiflora edulis var. edulis è commercialmente prezioso per i suoi frutti. I semi sono un sottoprodotto dell'industria alimentare e possono essere utilizzati come fonte di olio per l'industria cosmetica, farmaceutica e alimentare. Lo scopo di questo studio era di ottimizzare le condizioni per l'emulsificazione assistita da ultrasuoni di nanoemulsioni o/w e valutare la loro attività emolliente. Per determinare le condizioni ottimali di emulsionamento è stata utilizzata la metodologia della superficie di risposta Box-Behnken design (BBD). L'attività emolliente dell'olio di semi di bambù è stata valutata in volontari sani utilizzando un misuratore di umidità e viscoelasticità della pelle. Le proprietà della nanoemulsione preparata con gli ultrasuoni sono state significativamente migliorate quando la potenza ultrasonica ottimale era di 85,34 W, il tempo di irradiazione era di 5,96, il contenuto di acqua era del 70,65% e il rapporto olio-tensioattivo era di 5:4. Infine, sia l’olio di semi di bambù che le nanoemulsioni preparate con gli ultrasuoni hanno mostrato attività emolliente.

1. Introduzione

L’uso diffuso degli oli di semi vegetali nelle formulazioni cosmetiche è dovuto alla composizione di questi oli, che sono ricchi di acidi grassi e trigliceridi, che aiutano a ridurre la perdita di acqua transepidermica formando un film occlusivo [1]. Alcuni degli oli di semi ampiamente utilizzati nei cosmetici sono l'olio di ricino Ricinus communis per le sue proprietà emollienti e idratanti, il burro di cacao Theobroma cacao (Sterculiaceae), il burro di mango Mangifera indica (Anacardiaceae), l'olio di cocco Cocos nucifera (Arecaceae) e l'olio di girasole Helianthus annuus (Compositae), che previene la perdita di acqua epidermica, un fattore importante nel mantenimento dell'umidità della pelle [1].

Emulsioni o nanoemulsioni sono comunemente utilizzate per incorporare oli vegetali nei cosmetici. Le nanoemulsioni sono dispersioni limpide, isotrope e cineticamente stabili di due liquidi immiscibili nell'intervallo 20-200 nm. Sono traslucidi o trasparenti e hanno un'elevata stabilità cinetica. La piccola dimensione delle goccioline disperse le rende intrinsecamente stabili contro processi destabilizzanti come pirolisi, sedimentazione, flocculazione e coalescenza e consente un trasporto efficiente dei principi attivi dalla formulazione alla pelle [2]. Dato che le nanoemulsioni possono essere progettate utilizzando diversi lipidi, è necessario considerare l'effetto delle proprietà fisico-chimiche dell'olio sulle proprietà fisiche del sistema emulsionato [3].

Passiflora var. edulis è una pianta della famiglia delle Passifloraceae. È originario del Brasile ma cresce in diverse regioni subtropicali tra i 1600 e i 2700 metri slm ed è una specie che si può trovare ancora allo stato selvatico. Passiflora var. edulis è stato scelto come oggetto di questo studio perché è ampiamente coltivato in Colombia e c'è un grande interesse ad esportarlo nei paesi europei [4]. Inoltre, l'interesse commerciale per l'olio di semi di Passiflora var. edulis potrebbe contribuire in modo significativo al valore del raccolto. Precedenti rapporti hanno individuato la presenza di acidi grassi saturi e polinsaturi e di acidi grassi essenziali nell'olio estratto dai semi delle specie vegetali del genere Moso, composti comunemente utilizzati come emollienti nell'industria cosmetica e dotati di note attività antiossidanti e antimicrobiche. Tuttavia fino ad oggi non sono pervenute notizie sull'impiego di Passiflora var. edulis seed oil in campo cosmetico, mentre Passiflora var. edulis (comunemente noto come Passiflora edulis) è un ingrediente cosmetico emolliente riconosciuto.

Considerando il potenziale valore applicativo di diversi oli estratti da piante della famiglia delle Passifloraceae nei cosmetici per la cura della pelle e dei capelli, in questo studio sono state valutate le proprietà chimiche e fisico-chimiche dell'olio di semi di bambù, sono state ottimizzate le condizioni di emulsionamento assistita da ultrasuoni della nanoemulsione di olio di semi di bambù ed è stata valutata la sua attività emolliente.

2. Materiali e metodi

2.1. Materiali vegetali

Frutti maturi (10 kg) di P. edulis var. edulis sono stati ottenuti da un'impresa locale nella città di Bogotá (Colombia). I semi di bambù venivano separati manualmente dalla polpa e poi lavati con acqua distillata per eliminare tutti i residui di polpa.

2.2. Studio sul processo di estrazione dell'olio di semi di bambù

L'estrazione è stata effettuata secondo un metodo precedentemente riportato [5]. In breve, 1 kg di semi essiccati è stato estratto con n-esano (1:5 p/v) a temperatura ambiente per 96 ore e il solvente è stato cambiato ogni 24 ore. Il rapporto pianta/liquido era 1:5 p/v. Successivamente il solvente è stato eliminato mediante decompressione e l'olio ottenuto è stato conservato in un essiccatore fino alle ulteriori analisi. Il rendimento è stato del 20,5%.

2.3. Proprietà chimiche dell'olio di semi di passiflora

2.3.1. Preparazione degli esteri metilici degli acidi grassi

L'esterificazione a freddo degli acidi grassi è stata eseguita secondo la Commissione Europea [6] utilizzando il metodo descritto da Hernandez et al. [5]. In breve, PEO (100 mg), esano (1 mL) e 0,5 mL di soluzione metanolica di idrossido di potassio 2 N sono stati miscelati e agitati vigorosamente per 30 secondi in una provetta con tappo a vite da 5 mL per preparare la reazione di esterificazione. Dopo 45 minuti la miscela è diventata limpida; la fase organica superiore è stata trasferita in una fiala pulita di un autocampionatore e 1 μL è stato analizzato mediante GC-MS/EI.

2.3.2. Analisi GC-MS

Tutte le analisi GC-MS/EI sono state eseguite su un gascromatografo Thermo Scientific™ TRACE™ 1300 collegato a uno spettrofotometro di massa a quadrupolo singolo ISQ QD e a un autocampionatore AL1310 (Thermo Fischer, MA, USA) in modalità di iniezione di liquido. Gli acidi grassi sono stati identificati confrontando i tempi di ritenzione con gli standard e confrontando gli spettri di massa e i modelli di frammentazione con la libreria NIST 267. L'analisi dei dati è stata eseguita utilizzando il software Chromeleon® 7 Chromatography Data System versione 7.2.2.6394 con la libreria target NIST 2007. Le condizioni GC erano conformi alla norma ISO-5508 [7], come mostrato nella Tabella 1.