190 likes | 445 Views
Technologia wytwarzania monoglicerydów biologicznie czynnych kwasów tłuszczowych . dr n. med. inż. Katarzyna Pytkowska 1 prof. nzw dr inż. Jacek Arct 1 dr inż. Tomasz Kobiela 2 1 Wyższa Szkoła Zawodowa Kosmetyki i Pielęgnacji Zdrowia 2 Wydział Chemiczny Politechniki Warszawskiej.
E N D
Technologia wytwarzania monoglicerydów biologicznie czynnych kwasów tłuszczowych dr n. med. inż. Katarzyna Pytkowska1 prof. nzw dr inż. Jacek Arct1 dr inż. Tomasz Kobiela2 1Wyższa Szkoła Zawodowa Kosmetyki i Pielęgnacji Zdrowia 2Wydział Chemiczny Politechniki Warszawskiej
Niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe • Ważny biologicznie aktywny składnik czynny kosmetyków • Dobrze znany mechanizm działania: • Substrat do syntezy ceramidu EOS (stratum corneum) • Substrat do syntezy eikozanoidów (żywe warstwy naskórka) • Najważniejsze NNKT: • Kwas oktadekadienowy (linolowy), C18:2, n-6 • Kwas oktadekatrienowy (gamma-linolenowy, GLA), C18:3, n-6
Źródła GLA dla przemysłu kosmetycznego i farmaceutycznego • główne: • Nieprzetworzone oleje roślinne (triglicerydy) • INIC: Oenothera Biennis Oil, Borago Officinalis Oil, Ribes Nigrum Oil • o mniejszym znaczeniu: • Estry etylowe • Woski (np. INCI: Oleyl Linoleate)
Emolienty • triglicerydy: • Ograniczone możliwości penetracji s.c. – ograniczona biodostępność NNKT • Tworzenie tłustego filmu • Stosunkowo wysoki potencjał uszkadzania struktur cementu międzykomórkowego s.c. • monoglicerydy: • Mogą być dobrym źródłem NNKT • Wyższa biodostępność dermalna w porównaniu z triglicerydami • Ograniczenia klasycznej syntezy wielkotonażowej
Cel badań • Opracowanie przydatnej technologicznie metody syntezy baz kosmetycznych zawierających monoglicerydy i/lub inne estry GLA i/lub innych NNKT • Wykorzystanie oleju roślinnego jako głównego substratu
Założenia • Produkt powinien zawierać możliwie wysokie stężenie estrów GLA (NNKT) • Bezpośrednia transestryfikacja powinna być głównym mechanizmem syntezy • Warunki reakcji nie powinny sprzyjać izomeryzacji i/lub innym potencjalnie niekorzystnym reakcjom ubocznym kwasów wielonienasyconych. Rozwiązanie: wykorzystanie katalizy enzymatycznej • Ograniczenie wykorzystania rozpuszczalników organicznych
Wyniki • Metoda enzymatycznej bezpośredniej transestryfikacji olejów naturalnych bogatych w NNKT • Wysokie wydajności reakcji • Profil kwasów tłuszczowych identyczny z profilem wyjściowego oleju • Procesy bezrozpuszczalnikowe • Łagodne warunki reakcji (bez strat NNKT) • Po oddzieleniu enzymu produkt nie wymaga dalszego oczyszczania (może być zastosowany jako surowiec kosmetyczny) • Metoda może być podstawą procesu technologicznego
Zakres metody • Jako substraty mogą być zastosowane dowolne oleje roślinne oraz szeroki wachlarz alkoholi: gliceryna, niskocząsteczkowe alkohole alifatyczne, alkohole tłuszczowe, sterole, terpeny • Dla każdej grupy substratów została przeprowadzona optymalizacja enzymu oraz warunków prowadzenia procesu • Nie znaleziono warunków „uniwersalnych” pozwalających na prowadzenie procesu dla dowolnej pary olej/alkohol z równie wysoką wydajnością • Metoda jest przedmiotem patentów: PL 340894, PL 341193
Monoglicerydy GLA • Materiały • Substraty: Borago Officinalis Oil (Betuland, Poland), glicerol • Enzym: lipaza triglicerydowa (EC 3.1.1.3) • Rozpuszczalnik: brak
Monoglicerydy GLA • Mieszanina poreakcyjna po oddzieleniu enzymu jest gotową do użycia bazą kosmetyczną zawierającą 40-50% monoglicerydów w tym ok. 17% monoglicerydów GLA • Jest możliwe wzbogacenie układu w monoglicerydy GLA w cyklu następczych reakcji wydzielanych frakcji di- i triglicerydów
Saturated FA Di- and triunsaturated FA Monounsaturated FA
Skin moisturization (long term study) * p<0,05; Wilcoxon signed-rank test
Sensory evaluation * p<0,01, ** p<0,001; Wilcoxon signed-rank test
Ocena aplikacyjna • Wprowadzenie GLA do monoglicerydów zwiększa biodostępność • Kosmetyki zawierające monoglicerydy NNKT mają lepsze działanie nawilżające niż kosmetyki z triglicerydami bogatymi w GLA (olejem) • Ocena sensoryczna nie wykazała negatywnego wpływu na parametry kosmetyków