Voorbereiding van keratine hydrolysaat van kippenveren en haar toepassing in cosmetica

Slachthuizen, de voedingsindustrie en de industrie looien produceren jaarlijks enorme hoeveelheden van solide keratine bijproducten-wol, veren, borstels, hoeven, klauwen, hoorns, en dergelijke. Volgens de meest recente statistische gegevens is het totale levend gewicht van kippen, kalkoenen, eenden en andere geslacht pluimvee in de VS 62,5 miljard pond per jaar¹; het is in de EU ongeveer 28,7 miljard pond per jaar. Gezien het feit dat veren tot 8,5% van het gewicht van de totale pluimvee maken, produceert de Verenigde Staten alleen al jaarlijks ca. 5,3 miljard pond van afval veren².

Keratine is een proteïne tentoonstellen van hoge chemische weerstand, omdat het sterk kruislings gekoppelde met disulfide bruggen die de verwerking ervan te bemoeilijken. Verkrijgen van oplosbare producten vereist het splijten van kruisverbindingen en eventueel uitvoering van hydrolyse van de peptide bindingen³. Splitsing van de disulfide bruggen kan gaan door een reactie van thiol anion volgens het volgende patroon^4,5:

S_een^– + -S_bS_c– ↔ – S_b^– + -S_eenS_c^–

Met een zeer hoge pH-waarde verschijnt hydrolyse van de disulfide bruggen ook, overeenkomstig de patroon⁶

-SS^– + OH^– → – S^– + -SOH

Onder lichte omstandigheden (pH ca. 8) plaatsvindt zelfs sulfitolysis volgens het volgende patroon:

-SS- + HSO₃^– → – SH + SSO-₃^–

De meest economische manier vernederende keratine is microbiële afbraak, dat wordt gekenmerkt door milde omstandigheden tijdens verwerking en hoge verdeling efficiëntie (ca. 90%)^7,8. Keratinases worden geproduceerd door sommige bacteriën geïsoleerd van bodem- en keratine afval⁹. Microbiële keratinases hydrolyseren stijf en sterk kruislings gekoppelde keratine structuren¹⁰ en de daaruit voortvloeiende KH bereid is rijk aan oplosbare eiwitten, geen verlies bij essentiële aminozuren aangetroffen in het¹¹.

Nemen een proteïne in cosmetische preparaten (bijvoorbeeld, emulsies, lotions en gelen), de eisen door te zorgen dat dergelijke eiwitten oplosbaar in water zijn, de bepaalde systemen transparant zijn en dat opnieuw aggregatie van de peptiden wordt vermeden worden hydrofobe interacties. Daarom is een gangbare praktijk toe te passen van hydrolysaten van eiwitten, zoals gehydrolyseerd collageen, elastine en keratine. Bij het toevoegen van hydrolysaten in cosmetische emulsies, worden stappen genomen om ervoor te zorgen dat het hydrolysaat eerst wordt opgelost in water. In sommige gevallen is het wenselijk dat het eiwit (of het hydrolysaat) oplosbaarin alcohol of andere organische oplosmiddelen¹²is.

KH wordt normaal gesproken gekenmerkt in shampoos, conditioners en lotions voedend serums voor haar, evenals mascaras, nagellak en oog make-up agenten. De gevolgen van de KH gedeclareerd meestal omvatten vormen een beschermende film, het haar glad of structuur, verhoogde plasticiteit en het uiterlijk van de behandelde vorming, regulering van de consistentie van producten en het bevorderen van de vorming van schuim¹³ nagel ^{, 14}. het heeft ook aangetoond dat KH vermindert de oppervlaktespanning, vandaar suppletie in cosmetica verlaging van emulgator toegevoegd aan het stabiliseren van crèmes kan vergemakkelijken. KH beperken de gevolgen van geactiveerd door reinigingsmiddelen (oppervlakteactieve stoffen) irritatie aan de huid, ogen en haar, waardoor de potentiële bijwerkingen van reinigingsmiddelen op weefsel (bijv., uitdroging van de huid, hardheid en verminderde barrièrefunctie van de huid). Het hoge bufferend vermogen van hydrolysaten wordt ook benut om te stabiliseren de pH van cosmetica; peptiden van kortere lengte hebben een grotere buffer effect^15,16. Hoewel KHs vestigen als standaard componenten in haar en nagel cosmetica, evenals het wordt gebruikt in producten voor huidverzorging, studies over de hydraterende effecten van KH verschijnen niet in de hedendaagse literatuur.

Alkaline-enzymatische technologie is ontwikkeld voor de verwerking van bijproducten van de keratine in KH en actieve testen is in het proces over de gevolgen van een aantal cosmetische additieven^{17,18,19,20 , 21 , 22}. het voordeel van twee fasen alkalische-enzymatische hydrolyse met behulp van microbiële proteasen voor kippenveren behaalt hoge efficiëntie onder milde omstandigheden en de kwaliteit van de KH is zeer hoog in tegenstelling tot hydrolyse werkzaam in sterke zuren of logen. In de eerste fase, worden veren geïncubeerd bij een hogere temperatuur in een alkalisch omgeving, die gedeeltelijk verstoort de keratine structuur en zwelt de veren; na het aanpassen van de pH, zijn de veren gehydrolyseerd met een Proteolytische enzymen milde omstandigheden in de tweede fase. De dialyzed KH bezit een hoog gehalte aan eiwitten.

De toepassing van de hier beschreven methode zijn verwerking van pluimvee veren tot een KH door middel van alkalische-enzymatische hydrolyse en testen van het effect van hydraterende eigenschappen van KH toegepast op O/W cosmetische emulsie. De vochtinbrengende eigenschappen worden door instrumentale niet-invasieve methoden in vivoonderzocht. De meest voorkomende methoden voor het meten van de huid hydratatie en barrière functie voor SC omvat meting van de elektrische eigenschappen van de huid (geleidbaarheid of capaciteit). Verschillende methoden voor het onderzoeken van SC hydratatie omvatten in de buurt van infrarood multispectrale verbeelden methode (NIM), nucleaire magnetische resonantie spectroscopie, optische coherentie tomografie of voorbijgaande thermische overdracht²³. Functie als barrière voor SC correleert aan de TEWL van SC en het wordt gemeten door de geventileerde kamer methode, de methode van de unventilated kamer en open kamer methode²⁴.

Eigenschappen van de formuleringen van het model worden bepaald met behulp van de Multi Probe adapter MPA 5 met drie soorten sondes. De eerste one, corneometer CM 825, maatregelen hydratatie van de huid door de beoordeling van wijzigingen in de elektrische capaciteit van het huidoppervlak; de meting condensator geeft de wijzigingen in de capaciteit van het huidoppervlak in corneometric eenheden. De corneometer geeft alleen een relatieve beoordeling van huid hydratatie²⁵. Voor TEWL, wordt de tweede sonde, tewameter TM 300, gebruikt voor het meten van de gradiënt van de dichtheid van water verdamping (in een open kamer instrument op basis van de wet van Fick van diffusie) uit de huid niet indirect door de twee paren van sensoren (temperatuur en relatieve vochtigheid) vermelding van de hoeveelheid water per een afgebakende gebied en de periode van tijd (g/m²/h) worden vervoerd. Deze methode kan detecteren zelfs de geringste verstoring van de functie²⁶van de barrière van de huid. De pH van de huid is een indicator van barrière en anti-microbiële functie van de SC-²⁷. De zuurgraad van de huid mantel werd gemeten door een (derde) huid PH 905 sonde verbonden met de MPA 5-station. Deze speciaal ontworpen sonde bestaat uit een vlak-bedekte glaselektrode voor volledige huidcontact, verbonden met een voltmeter. Het systeem meet potentiële veranderingen als gevolg van de activiteit van waterstof kationen rond de zeer dunne laag van semi-vaste vorm aan de bovenkant van de sonde wordt gemeten. De veranderingen in spanning worden weergegeven als pH²⁸.

Presenteren we experimenten verdeeld in drie secties: (1) voorbereiding van KH van kip veren door tweetraps alkalische-enzymatische hydrolyse en de zuivering door dialyse (verwijderen van zouten en laag-moleculaire breuken), (2) de bereiding van cosmetische formuleringen met 2, 4 en 6% KH en (3) de eigenschappen van KH testen door het meten van de huid van de hydratatie, TEWL, en pH van de huid. Testen werd uitgevoerd op 10 vrouwen met de gemiddelde leeftijd van 27.2 jaar en op 10 mannen met de gemiddelde leeftijd van 26.2 jaar. De methode van de selectie van de vrijwilligers en de testen zelf werden uitgevoerd overeenkomstig internationale ethische beginselen van biomedisch onderzoek met gebruikmaking van menselijke proefpersonen²⁹; alle personen gaf hun geïnformeerde toestemming voor opname in de studie. Vóór de proef begonnen, werden de vrijwilligers gevraagd een vragenlijst op hun gezondheidsstatus in te vullen. De vrijwilligers inzetten om te voorkomen dat de toepassing van een cosmetisch product voor testlocaties en omliggende regio’s, tijdens de 24 uur voorafgaand aan en tijdens de testperiode; Bovendien mochten ze alleen korte avond wast met stromend water.