Vorbereitung der Keratin-Hydrolysat aus Hühnerfedern und ihre Anwendung in der Kosmetik

Schlachthöfe, die Lebensmittelindustrie und die Gerbereien produzieren jährlich immense Mengen an festen Keratin Nebenprodukte – Wolle, Federn, Borsten, Klauen, Krallen, Hörner und dergleichen. Nach neuesten statistischen Daten ist die totale Lebendgewicht von Hühner, Puten, Enten und andere geschlachtetem Geflügel in den USA 62,5 Milliarden Pfund pro Jahr¹; in der EU ist es ca. 28,7 Milliarden Pfund pro Jahr. Wenn man bedenkt, dass Federn bis zu 8,5 % der gesamten Geflügel Gewicht machen, produziert allein die USA jährlich ca. 5,3 Milliarden Pfund Abfall Federn².

Keratin ist ein Protein, hohe Chemikalienbeständigkeit ausstellen, weil es stark vernetzt mit Disulfidbrücken, die die Verarbeitung erschweren. Erhalt der lösliche Produkte erfordert Spaltung Querverbindungen und ggf. Durchführung von Hydrolyse der Peptidbindungen³. Spaltung der Disulfidbrücken kann durch eine Reaktion des Thiol-Anions nach dem folgenden Muster^4,5gehen Sie vor:

S_ein^– + – S_bS_c– ↔ – S_b^– + S –_einS_c^–

Mit einem sehr hohen pH-Wert Hydrolyse der Disulfidbrücken wird auch angezeigt, nach dem Muster⁶

– SS^– + → OH^– –^– S + – SOH

Unter milden Bedingungen (pH-Wert ca. 8) findet auch Sulfitolysis nach dem folgenden Muster:

– SS – + HSO₃^– → – SH + SSO –₃^–

Die wirtschaftlichste Art der erniedrigende Keratin ist mikrobiellen Abbau, charakterisiert durch milden Reaktionsbedingungen während der Verarbeitung und hohe Aufschlüsselung Wirkungsgrad (ca. 90 %)^7,8. Keratinases werden von einigen Bakterien isoliert vom Boden und Keratin Abfall⁹produziert. Mikrobielle Keratinases Hydrolyseneigung starr und stark vernetzten Keratin Strukturen¹⁰ und die daraus resultierenden KH vorbereitet ist reich an löslichen Proteine, ohne Verlust an essentiellen Aminosäuren, die in ihm erkannt¹¹.

Um ein Protein in kosmetischen Präparaten (z.B., Emulsionen, Lotionen und Gele) zu integrieren, damit die Anforderungen solcher Proteine sind in Wasser löslich, gegebenen Systeme sind transparent, und dieser Re-Aggregation der Peptide wird vermieden, durch hydrophobe Interaktionen. Daher ist eine gängige Praxis, Hydrolysate von Proteinen, wie hydrolysiertes Kollagen, Elastin und Keratin anzuwenden. Beim Hinzufügen von Hydrolysate in kosmetischen Emulsionen werden Maßnahmen ergriffen, um sicherzustellen, dass das Hydrolysat zunächst in Wasser aufgelöst wird. In einigen Fällen ist es wünschenswert, dass das Protein (oder das Hydrolysat) löslich in Alkohol oder anderen organischen Lösungsmitteln¹².

KH wird normalerweise in Shampoos, Spülungen, Lotionen und nährende Seren für Haar, ebenso wie Mascara, Nagellack und Augen-Make-up-Agenten vorgestellt. Die KH-Effekte erklärt in der Regel gehören, bilden einen schützenden Film, glätten das Haar oder Nagel-Struktur, erhöhte Plastizität und das Aussehen der behandelten Formation, regulieren die Konsistenz der Produkte, und fördern die Bildung von Schaum^{13 , 14}. es hat auch gezeigt, dass KH reduziert Oberflächenspannung, daher Supplementierung in Kosmetika kann erleichtern, Herabsetzung Emulgator hinzugefügt, um Cremes zu stabilisieren. KH Begrenzung der Auswirkungen der Irritation ausgelöst durch Reinigungsmittel (Tenside), Haut, Augen und Haare, wodurch mögliche Nebenwirkungen von Reinigungsmitteln auf Gewebe (z.B., Austrocknung der Haut, Härte und verminderte Barrierefunktion die Haut). Die hohe Leistungsfähigkeit der Pufferung der Hydrolysate wird auch genutzt, um den pH-Wert von Kosmetika zu stabilisieren; Peptide mit kürzeren Länge haben eine größere Pufferung Wirkung^15,16. Obwohl KHs in Haar und Nagel Kosmetik sowie Produkte für die Hautpflege verwendet wird als standard-Komponenten etabliert haben, erscheinen die Studien über die feuchtigkeitsspendende Wirkung von KH nicht in der zeitgenössischen Literatur.

Alkaline-enzymatische Technologie zur Verarbeitung von Keratin Nebenprodukte zu KH entwickelt wurde, und aktive Prüfung ist im Prozess über die Auswirkungen einer Reihe von kosmetischen Zusatzstoffe^{17,18,19,20 , 21 , 22}. der Vorteil der zweistufigen alkalischen enzymatische Hydrolyse mit mikrobiellen Proteasen für Hühnerfedern erreicht eine hohe Effizienz unter milden Reaktionsbedingungen und die Qualität der KH ist sehr hoch im Gegensatz zur Hydrolyse in starke Säuren eingesetzt oder Alkalien. In der ersten Stufe werden Federn bei einer höheren Temperatur in einer alkalischen Umgebung inkubiert, die teilweise stört die Keratin-Struktur und schwillt die Federn; nach Einstellen des pH-Werts, sind die Federn in der zweiten Stufe mit einem proteolytischen Enzym unter milden Bedingungen hydrolysiert. Die dialysierten KH besitzt einen hohen Gehalt an Proteinen.

Im Sinne des hier beschriebenen Verfahrens sind Verarbeitung Geflügelfedern in einem KH durch alkalische enzymatische Hydrolyse und testen die Wirkung der feuchtigkeitsspendenden Eigenschaften von KH auf kosmetische O/W-Emulsion aufgetragen. Die feuchtigkeitsspendenden Eigenschaften werden durch instrumentale nicht-invasive Methoden in Vivountersucht. Die häufigsten Methoden zur Messung der Haut Feuchtigkeit und Barriere Funktion des SC gehören Messung der elektrische Eigenschaften der Haut (Leitwert oder Kapazität). Verschiedene Methoden für die Untersuchung von SC Flüssigkeitszufuhr gehören in der Nähe von Infrarot-multispektralen phantasierende Methode (NIM), magnetischen Kernresonanz-Spektroskopie, optische Kohärenztomographie oder vorübergehende Thermo-Transfer-²³. Barrierefunktion der SC korreliert mit der TEWL SC und es wird gemessen, indem die belüfteten Kammer Methode, unbelüfteten Kammer Methode und offene Kammer Methode²⁴.

Eigenschaften der Modell Formulierungen werden bestimmt mit dem Multi-Sonde-Adapter 5 MPA mit drei Arten von Sonden. Die ersten ein, Corneometer CM 825 Haut Maßnahmen Hydratation durch die Beurteilung von Veränderungen in der elektrischen Leistung von der Oberfläche der Haut; der messende Kondensator zeigt Veränderungen in der Kapazität von der Hautoberfläche in Corneometrische Einheiten. Die Corneometer bietet nur eine relative Bewertung der Haut Feuchtigkeit²⁵. Für TEWL die zweite Sonde Tewameter TM 300, dient zur Messung der Dichtegradient der Wasserverdunstung (in offene Kammer Instrument auf der Grundlage Fick’schens Diffusion rechts) von der Haut indirekt durch die beiden Paare von Sensoren (Temperatur und Relative Luftfeuchtigkeit) zeigt die Menge an Wasser pro einem abgegrenzten Gebiet und Zeitraum (g/m2/h) transportiert werden. Diese Methode kann sogar die geringste Störung der Haut-Barriere-Funktion-²⁶erkennen. Haut-pH ist ein Indikator für die Schranke und Anti-mikrobielle Funktion der SC²⁷. Der Säuregehalt der Haut-Mantel wurde durch eine (dritte) Haut PH 905-Sonde angeschlossen an die MPA 5 Station gemessen. Diese speziell entwickelte Sonde besteht aus abgeflachten Glaselektrode für volle Hautkontakt an ein Voltmeter angeschlossen. Das System misst mögliche Veränderungen aufgrund der Aktivität von Wasserstoff-Kationen, die rund um die sehr dünne Schicht halbfeste Formen an der Spitze der Sonde gemessen. Die Änderungen in der Spannung werden als pH²⁸angezeigt.

Wir präsentieren Ihnen Experimente, die in drei Abschnitte unterteilt: (1) Vorbereitung der KH aus Huhn Federn von zweistufigen alkalischen enzymatische Hydrolyse und dessen Reinigung durch Dialyse (Entfernen von Salzen und niedermolekularen Fraktionen), (2) Vorbereitung von kosmetischen Formulierungen mit 2, 4 und 6 % KH, (3) Prüfung der Eigenschaften von KH durch Messung der Haut Hydratation, TEWL, und pH-Wert der Haut. Getestet wurde auf 10 Frauen mit dem Durchschnittsalter von 27,2 Jahre und 10 Männer mit dem Durchschnittsalter von 26,2 Jahre durchgeführt. Die Methode zur Auswahl der Freiwilligen und der Prüfung selbst wurden im Einklang mit internationalen ethischer Prinzipien der Bio-medizinischen Forschung mit menschlichen Probanden²⁹; alle Personen gaben ihre Einwilligung vor Aufnahme in die Studie. Vor der Prüfung begann, waren die Freiwilligen gebeten, einen Fragebogen über ihren Gesundheitszustand auszufüllen. Die Freiwilligen verpflichtet, vermeiden die Anwendung jedes kosmetische Produkts der Teststellen und umliegenden Regionen während der 24 h vor und während der Testphase; Außerdem durften sie nur kurze Abend wäscht mit fließendem Wasser.