הכנת קרטין Hydrolysate של נוצות העוף ויישומו בתחום הקוסמטיקה

בתי המטבחיים, תעשיית המזון, תעשיית שיזוף מדי שנה מייצרים כמויות עצומות של תוצרי קרטין מוצק – צמר, נוצות, זיפים, פרסות, טפרים, קרניים, וכדומה. על פי נתונים סטטיסטיים האחרון, המשקל הכולל בשידור חי של תרנגולות, תרנגולי הודו, ברווזים, ועופות אחרים שחט בארה ב הוא 62.5 מיליארד פאונד לכל השנה¹; האיחוד האירופי הוא כ 28.7 מיליארד ליש ט בשנה. בהתחשב כי הנוצות לעשות עד 8.5% של המשקל הכולל עופות, ארה ב לבד מייצרת מדי שנה כ 5.3 מיליארד פאונד של נוצות פסולת².

קראטין הוא חלבון מפגין עמידות כימית גבוהה כי זה חזק צולבים גשרים דיסולפידי רינדור העיבוד שלו קשה. קבלת מוצרים מסיסים דורש ביקוע חוצה קישורים ואולי בביצוע הידרוליזה של חלבון³. פצילות הגשרים דיסולפידי רשאי להמשיך דרך תגובה של אניון תיול על פי^4,התבנית הבאה⁵:

S^– + S-_bS_c– ↔ – S_b^– + – SS_c^–

עם רמת ה-pH מאוד גבוה, הידרוליזה של הגשרים דיסולפידי מופיע גם, לפי דפוס⁶

–^– אס אס + OH^– ← – S^– – SOH

בתנאים מתון (pH 8 כ), אפילו sulfitolysis מתקיים לפי התבנית הבאה:

– אס – + HSO ←₃^– – SH + -SSO₃^–

הדרך החסכונית ביותר של משפיל קרטין הוא פירוק מיקרוביאלי, אשר מאופיין על ידי תנאי ריאקציה מתון במהלך עיבוד וגבוה התמוטטות יעילות (כ 90%)^7,8. Keratinases מיוצרים על ידי מספר החיידקים שבודד פסולת, אדמה, קרטין⁹. Keratinases חיידקים hydrolyze מבנים צולבים חריפה הנוקשה קרטין¹⁰ וח’ וכתוצאה מכך מוכן הוא עשיר בחלבונים מסיסים, ללא אובדן של חומצות אמינו חיוניות זוהה זה¹¹.

על מנת לשלב את חלבון ההכנות קוסמטי (למשל, אמולסיות, קרמים, ג’לים), הדרישות להבטיח כי חלבונים כאלה הם מסיסים במים, המערכות נתון הם שקופים, את צבירת מחדש של פפטידים הוא נמנע בשל אינטראקציות הידרופוביות. לכן, מקובל ליישם את hydrolysates של חלבונים, כגון הידרוליזה קולגן, אלסטין, קרטין. בעת הוספת hydrolysates לתוך אמולסיות קוסמטיים, הפעולות הננקטות כדי להבטיח כי hydrolysate קודם מומס במים. במקרים מסוימים, רצוי כי החלבון (או את hydrolysate) הוא מסיס באלכוהול או ממיסים אורגניים אחרים¹².

ח’ בדרך כלל בהשתתפות שמפו, מזגנים, קרמים, סרומים התזונתי שיער, כמו גם mascaras, לק של סוכנים איפור העין. ההשפעות ח’ הכריז בדרך כלל כוללים ויוצרים סרט מגן, החלקת השיער או מסמר המבנה, פלסטיות מוגברת והמראה של היווצרות שטופלו, המסדיר את העקביות של מוצרים, ולעודד היווצרות קצף^{13 , 14}. גם הוכח כי ח’ מפחית מתח, ומכאן תוספי בקוסמטיקה יכולים להקל על הפחתה בכמות emulsifier הוסיף לייצב קרמים. ח’ להגביל את ההשפעות של גירוי המופעלות על-ידי ניקוי סוכנים (פיתחה) אל העור, העיניים, השיער, ובכך להקטין תופעות לוואי פוטנציאליות של ניקיון סוכנים על רקמות (למשל, התייבשות של העור, קשיות, מחסום ירידה בתפקוד העור). יכולת האגירה גבוהה של hydrolysates הוא מנוצל גם כדי לייצב את רמת החומציות של קוסמטיקה; פפטידים באורך קצר יותר יש יותר חציצה אפקט^15,16. למרות KHs להפוך הקמנו בתור הרכיבים הסטנדרטיים שיער ציפורניים קוסמטיקה וכן מנוצל ב מוצרי טיפוח העור, מחקרים על השפעת לחות ח’ אינם מופיעים בספרות העכשווית.

פותחה טכנולוגיה אלקליות-אנזימטי לעיבוד תוצרי לוואי קראטין לתוך ח’, ויש בדיקות פעיל בתהליך על ההשפעות של מספר תוספים קוסמטיים^{17,18,19,20 , 21 , 22}. היתרון של שני שלבים הידרוליזה אלקליין אנזימטי באמצעות פרוטאזות מיקרוביאלי נוצות העוף משיגה יעילות גבוהה בתנאים תגובה קלה ואת האיכות של ח’ הוא גבוה מאוד לעומת הידרוליזה המועסקים חומצות חזקות או בסיסים (אלקלים). בשלב הראשון, נוצות מודגרת בטמפרטורה גבוהה בסביבה אלקליין, אשר באופן חלקי משבש את מבנה קרטין, מתנפח הנוצות; לאחר התאמת רמת ה-pH, הנוצות הן הידרוליזה עם אנזים הפרוטאוליטי בתנאים קלה בשלב השני. ח’ dialyzed בעל תכולה גבוהה של חלבונים.

המטרות של השיטה המתוארת כאן עיבוד עופות הנוצות לתוך ח’ באמצעות הידרוליזה אלקליין אנזימטיות, בוחן את השפעת לחות המאפיינים של ח’ חלה על תחליב קוסמטיים O/W. המאפיינים לחות נחקרות על ידי פלייבק פולשני שיטות ויוו. השיטות הנפוצות למדידת תפקוד הידרציה ומכשול העור של SC כוללים מדידת תכונות חשמליות של העור (מוליכות או קיבול). שיטות שונות עבור חוקרים SC הידרציה כוללים ליד אינפרא-אדום מולטי ספקטריאליות מדמיין את השיטה (נים), ספקטרוסקופיה תהודה מגנטית גרעינית, טומוגרפיה אופטית קוהרנטית או העברה תרמית ארעי²³. מחסום הפונקציה של SC המתייחס TEWL של SC, הוא נמדד לפי שיטת החדר מאוורר, שיטת החדר מאוורר וכן שיטת החדר פתוח²⁴.

המאפיינים של ניסוחים מודל נקבעים באמצעות מתאם מרובה בדיקה MPA 5 עם שלושה סוגים של הגששים. Corneometer הראשון, 825 ס מ, מידות לחות העור על-ידי הערכת שינויים ביכולת חשמל של פני השטח של העור; הקבל מדידה מציג שינויים קיבוליות של פני העור ביחידות corneometric. Corneometer נותן רק הערכה היחסי של העור לחות²⁵. TEWL, המכשיר השני, tewameter TM 300, משמש למדידת צפיפות ה גרדיאנט אידוי מים (ב מכשיר פתוח קאמרית בהתבסס על חוק דיפוזיה של Fick) מן העור באופן עקיף על ידי שני זוגות של חיישנים (טמפרטורה, לחות יחסית) המציין את כמות המים מובלים לכל אזור מוגדר תקופת זמן (g/m²/h). בשיטה זו ניתן לזהות אפילו שמץ שיבוש העור מכשול פונקציה²⁶. PH של העור הוא סימן אחד של מכשול ותפקוד אנטי מיקרוביאליים SC²⁷. החומציות של המעטפת העור נמדדה על ידי בדיקה העור PH 905 (השלישי) מחובר לתחנת מגפ ס 5. המכשיר שתוכנן במיוחד הזה מורכב אלקטרודת זכוכית מצופה שטוח של מגע עם העור מלא, מחובר מודד. המערכת מודדת שינויים פוטנציאלי עקב הפעילות של קטיונים מימן סביב לשכבה דקה מאוד של צורות מוצק למחצה נמדד בחלק העליון של המכשיר. שינויי מתח מוצגים pH²⁸.

אנו מציגים ניסויים כולל שלושה חלקים: (1) הכנה של ח’ מ עוף נוצות על ידי שני שלבים הידרוליזה אלקליין אנזימטי וטיהור שלה על-ידי דיאליזה (הוצאת מלחים ושברים נמוך-מולקולרי), (2) הכנת קוסמטיקה ניסוחים המכיל 2, 4 ו- 6% ח’, ו- (3) בדיקת המאפיינים של ח’ על ידי מדידת לחות, TEWL, העור ועור pH. הבדיקה בוצעה על 10 נשים עם והגיל הממוצע של 27.2 שנה, ב-10 אנשים עם והגיל הממוצע של שנים 26.2. השיטה של בחירת המתנדבים ולאחר הבדיקה עצמה נערכו על פי עקרונות אתיים הבינלאומי של מחקר ביו-רפואי ניצול ניסויים²⁹; כל אדם נתן שלהם מדעת לפני ההכללה במחקר. לפני בדיקת התחילה, המתנדבים התבקשו להשלים שאלון על מצב הבריאות שלהם. המתנדבים מחויבים למנוע החלת כל מוצר קוסמטי אתרי מבחן והאזורים הסובבים במהלך 24 שעות לפני, במהלך תקופת הבדיקה; יתר על כן, הם הורשו רק ערב קצר שוטף עם מים זורמים.