ES2977206A1 - Antimicrobial hydrodistillates from olive pomace, their production process, and their encapsulation in microparticles for use in cosmetic and/or dermatological compositions - Google Patents
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Abstract
La presente invención comprende la obtención de hidrodestilados antimicrobianos a partir de orujo de oliva, procedimiento de obtención, y proceso de encapsulación en micropartículas para su uso en composiciones cosméticas y/o dermatológicas tales como bruma acuosa (aerosol) de uso tópico, contra microorganismos patógenos que causan enfermedades y afecciones cutáneas como la dermatitis, el acné o la psoriasis. La presente invención incluye: 1) Un procedimiento para la obtención de hidrodestilados antimicrobianos a partir de orujo de oliva que no posean compuestos fenólicos ni antioxidantes, pero si compuestos volátiles; 2) Un proceso de encapsulación de los hidrodestilados antimicrobianos en microparticulas utilizando un polímero soluble en agua mediante la técnica de secado por atomización; 3) Una composición cosmética y/o dermatológica, también denominada bruma acuosa (aerosol), en el que las micropartículas que contienen los hidrodestilados antimicrobianos se dispersan en agua destilada, ultrapura o termal.The present invention comprises the production of antimicrobial hydrodistillates from olive pomace, a production method, and a process for encapsulating them in microparticles for use in cosmetic and/or dermatological compositions such as aqueous mist (aerosol) for topical use against pathogenic microorganisms that cause skin diseases and conditions such as dermatitis, acne, or psoriasis. The present invention includes: 1) A process for producing antimicrobial hydrodistillates from olive pomace that do not contain phenolic compounds or antioxidants, but do contain volatile compounds; 2) A process for encapsulating the antimicrobial hydrodistillates in microparticles using a water-soluble polymer by means of the spray-drying technique; 3) A cosmetic and/or dermatological composition, also known as aqueous mist (aerosol), in which the microparticles containing the antimicrobial hydrodistillates are dispersed in distilled, ultrapure, or thermal water.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Hidrodestilados antimicrobianos de orujo de oliva, procedimiento de obtención, y proceso de encapsulación en micropartículas para su uso en composiciones cosméticas y/o dermatológicas Antimicrobial hydrodistillates from olive pomace, their production process, and their encapsulation in microparticles for use in cosmetic and/or dermatological compositions
Sector de la técnicaTechnical sector
La presente invención consiste en la obtención de hidrodestilados antimicrobianos a partir del orujo de oliva, encapsulación en micropartículas y obtención de composiciones cosméticas y/o dermatológicas, también denominada bruma acuosa (aerosol), para uso tópico contra microorganismos que causan enfermedades y afecciones cutáneas como es la dermatitis, acné o psoriasis. Los hidrodestilados antimicrobianos, las micropartículas de hidrodestilados antimicrobianos y las composiciones cosméticas y/o dermatológicas, o bruma acuosa, son susceptibles de ser usados en el campo de la cosmética y la dermatología. The present invention consists in the production of antimicrobial hydrodistillates from olive pomace, encapsulation in microparticles and production of cosmetic and/or dermatological compositions, also called aqueous mist (aerosol), for topical use against microorganisms that cause skin diseases and conditions such as dermatitis, acne or psoriasis. Antimicrobial hydrodistillates, microparticles of antimicrobial hydrodistillates and cosmetic and/or dermatological compositions, or aqueous mist, are susceptible to being used in the field of cosmetics and dermatology.
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
El orujo de oliva es un residuo generado en el sector oleícola tras la extracción del aceite de oliva. Dependiendo del sistema de extracción, el orujo de oliva contendrá un mayor o menor contenido en agua, por lo que los compuestos presentes serán los mismos, pero en mayor o menor concentración [A. Paz et al., Waste Management; 2020, 118, 435-444]. Olive pomace is a waste product generated in the olive oil sector after the extraction of olive oil. Depending on the extraction system, olive pomace will contain a higher or lower water content, so the compounds present will be the same, but in greater or lesser concentration [A. Paz et al., Waste Management; 2020, 118, 435-444].
El orujo de oliva está caracterizado por su pH ácido, su intenso olor y coloración, así como su alta carga en materia orgánica (DQO superior a 300 g/L), sólidos totales y compuestos fenólicos (entre 0,5 y 24 g/L) [S. Dermeche et al., Process Biochemistry; 2013, 48, 532 1552]. Estas características hacen que sea un residuo altamente tóxico para el medioambiente, que necesita tratamientos y procedimientos específicos para su gestión y eliminación. Sin embargo, en los últimos años la comunidad científica ha empezado a mostrar interés por este residuo, al ser una fuente de compuestos de alto valor añadido. Específicamente compuestos de tipo fenólico tales como el hidroxitirosol, el tirosol, la rutina, el ácido vanílico, hidroxilados a partir do ácido elenoico, el ácido p-cumárico, el ácido cafeico o la oleuropeína entre otros [Contreras et al., Process Biochemistry; 2020, 97, 43 56]. En este sentido existe la patente ES2395032 Al "Extracto fenólico de los subproductos de la aceituna tratados térmicamente" que tiene como objeto de invención la extracción de compuestos fenólicos presentes en el alperujo fresco o cualquier subproducto derivado de la extracción del aceite de oliva y/o de la industria de aderezo de la aceituna y posterior uso como antioxidante para la preparación de preparados con uso alimentario, cosmético y/o farmacéutico, como agente inhibitorio de la acción de la enzima L-tirosinasa , o como agente inhibitorio de la agregación plaquetaria en la prevención de enfermedades coronarias. De forma más específica, existen muchos procedimientos para la extracción del hidroxitirosol, un compuesto fenólico de elevado poder antioxidante y de gran interés industrial. En este aspecto la patente ES2451011 T3 "Procedimiento para la producción de un extracto que contiene hidroxitirosol a partir de aceitunas y sólidos que contienen residuos de la extracción de aceite de oliva" desarrolla un tratamiento térmico y posterior purificación a partir de productos y residuos de las almazaras para la obtención de este polifenol, o la patente ES2395317 Al "Procedimiento para la obtención de extracto de hidroxitirosol, extracto mezcla de hidroxitirosol y 3,4-dihidroxifenilglicol, y extracto de acetato de hidroxitirosilo, a partir de subproductos del olivo y su purificación." Olive pomace is characterised by its acid pH, its intense odour and colour, as well as its high organic matter content (COD greater than 300 g/L), total solids and phenolic compounds (between 0.5 and 24 g/L) [S. Dermeche et al., Process Biochemistry; 2013, 48, 532-1552]. These characteristics make it a highly toxic waste for the environment, which requires specific treatments and procedures for its management and disposal. However, in recent years the scientific community has begun to show interest in this waste, as it is a source of high added value compounds. Specifically, phenolic compounds such as hydroxytyrosol, tyrosol, rutin, vanillic acid, hydroxylated from elenoic acid, p-coumaric acid, caffeic acid or oleuropein, among others [Contreras et al., Process Biochemistry; 2020, 97, 43 56]. In this sense, there is patent ES2395032 Al "Phenolic extract of heat-treated olive by-products" whose object of invention is the extraction of phenolic compounds present in fresh alperujo or any by-product derived from the extraction of olive oil and/or the olive dressing industry and subsequent use as an antioxidant for the preparation of preparations for food, cosmetic and/or pharmaceutical use, as an inhibitory agent of the action of the enzyme L-tyrosinase, or as an inhibitory agent of platelet aggregation in the prevention of coronary heart disease. More specifically, there are many procedures for the extraction of hydroxytyrosol, a phenolic compound with high antioxidant power and great industrial interest. In this regard, patent ES2451011 T3 "Process for producing an extract containing hydroxytyrosol from olives and solids containing olive oil extraction residues" develops a heat treatment and subsequent purification from products and residues from olive mills to obtain this polyphenol, or patent ES2395317 Al "Process for obtaining hydroxytyrosol extract, mixed extract of hydroxytyrosol and 3,4-dihydroxyphenylglycol, and hydroxytyrosyl acetate extract, from olive by-products and their purification."
En el estado del arte de la presente invención, no se ha encontrado referencia a ninguna patente o procedimiento relacionado con la obtención de hidrodestilados antimicrobianos mediante tecnologías verdes como es la hidrodestilación, para desarrollar un producto antimicrobiano natural de uso tópico. En los últimos años la búsqueda de nuevos compuestos naturales con actividad antimicrobiana es un reto contemplado dentro de planes nacionales [Plan Nacional contra la Resistencia a antibióticos] e internacionales [Organización Mundial de la Salud, Plan de acción mundial sobre la resistencia a los antimicrobianos] para hacer frente a la nueva emergencia sanitaria que suponen las infecciones por microorganismos patógenos, y su resistencia a los antibióticos y fármacos presentes. Por lo que la presente invención está enfocada a la obtención de hidrodestilados antimicrobianos y su encapsulación en micropartículas para su uso en composiciones cosméticas y/o dermatológicas. Como modo de realización se propone una bruma acuosa (aerosol) de uso tópico en la que se contempla la posibilidad de usar agua destilada, agua ultrapura o termal. Se enfatiza el uso de esta última, puesto que en un trabajo previo realizado con compuestos fenólicos sintéticos tales como el ácido ferúlico, el ácido vainillico, el ácido p-cumárico, el tirosol, el hidroxitorol y el hidroximetilfurfural (casa comercial TCI Europe N.V.) en combinación con aguas termales de la provincia de Ourense, la actividad antimicrobiana se veía incrementada notablemente [Paz et al., IV Simposio Internacional de Termalismo y Calidad de Vida, 2021]. In the state of the art of the present invention, no reference has been found to any patent or procedure related to obtaining antimicrobial hydrodistillates through green technologies such as hydrodistillation, to develop a natural antimicrobial product for topical use. In recent years, the search for new natural compounds with antimicrobial activity is a challenge contemplated within national plans [National Plan against Antibiotic Resistance] and international plans [World Health Organization, Global Action Plan on Antimicrobial Resistance] to deal with the new health emergency posed by infections by pathogenic microorganisms, and their resistance to antibiotics and drugs present. Therefore, the present invention is focused on obtaining antimicrobial hydrodistillates and their encapsulation in microparticles for use in cosmetic and/or dermatological compositions. As an embodiment, an aqueous mist (aerosol) for topical use is proposed in which the possibility of using distilled water, ultrapure water or thermal water is contemplated. The use of the latter is emphasized, since in a previous work carried out with synthetic phenolic compounds such as ferulic acid, vanillic acid, p-coumaric acid, tyrosol, hydroxytorol and hydroxymethylfurfural (trading company TCI Europe N.V.) in combination with thermal waters from the province of Ourense, the antimicrobial activity was significantly increased [Paz et al., IV International Symposium on Thermalism and Quality of Life, 2021].
Explicación de la invenciónExplanation of the invention
La presente invención tiene como objeto la obtención de un hidrodestilado antimicrobiano a partir del orujo de oliva con actividad frente a microorganismos que causan afecciones cutáneas, que no presentan compuestos fenólicos ni antioxidantes en su composición. Se define antimicrobiano como un compuesto que tiene la capacidad de matar a un microorganismo o inhibir su crecimiento. Estos hidrodestilados antimicrobianos, serán encapsulados en micropartículas para potenciar su efecto antimicrobiano, y usarse en composiciones cosméticas y/o dermatológicas que se administre bajo una bruma acuosa (aerosol) para uso tópico. The present invention aims at obtaining an antimicrobial hydrodistillate from olive pomace with activity against microorganisms that cause skin conditions, which does not contain phenolic compounds or antioxidants in its composition. Antimicrobial is defined as a compound that has the capacity to kill a microorganism or inhibit its growth. These antimicrobial hydrodistillates will be encapsulated in microparticles to enhance their antimicrobial effect, and used in cosmetic and/or dermatological compositions that are administered under an aqueous mist (aerosol) for topical use.
La hidrodestilación es una variante de una destilación con arrastre con vapor la cual el material está sumergido en agua en ebullición y los vapores generados se condensan en la columna de refrigeración y se dejan recircular, o se recolectan, en un recipiente limpio obteniendo el hidrodestilado. Se propone esta variante porque es una tecnología verde que permite la separación de compuestos volátiles, de otros no volátiles mediante evaporación. Por el contrario, otros métodos de extracción sólido:líquido convencionales como es el Soxhlet, la extracción se lleva a cabo con disolventes polares y/o no polares (etanol, cloroformo, éter de petróleo, etc.) y se extraen todos los componente no estructurales de la biomasa (fenoles, pigmentos, azúcares, lípidos, ceras, etc.). Los parámetros a tener en cuenta para llevar a cabo la técnica de hidrodestilación de forma eficiente, son el ratio sólido:líquido a introducir en el balón, y el pH. Descensos drásticos del pH puede producir la hidrólisis o polimerización de ciertos compuestos, modificando su perfil volátil. Hydrodistillation is a variant of steam distillation in which the material is immersed in boiling water and the generated vapours are condensed in the cooling column and left to recirculate, or collected, in a clean container, obtaining the hydrodistillation. This variant is proposed because it is a green technology that allows the separation of volatile compounds from other non-volatile ones by evaporation. In contrast to other conventional solid:liquid extraction methods such as Soxhlet, the extraction is carried out with polar and/or non-polar solvents (ethanol, chloroform, petroleum ether, etc.) and all non-structural components of the biomass are extracted (phenols, pigments, sugars, lipids, waxes, etc.). The parameters to be taken into account to carry out the hydrodistillation technique efficiently are the solid:liquid ratio to be introduced into the flask, and the pH. Drastic drops in pH can cause hydrolysis or polymerization of certain compounds, modifying their volatile profile.
Un aspecto de la invención se refiere a un procedimiento de obtención de hidrodestilados antimicrobianos presentes en el orujo de oliva mediante hidrodestilación. El procedimiento comprende de las siguientes etapas: One aspect of the invention relates to a process for obtaining antimicrobial hydrodistillates present in olive pomace by means of hydrodistillation. The process comprises the following steps:
a) Un valor entre 5-75 gramos de orujo de oliva se introducen en un balón de extracción al cual se le añade entre 50-250 mL de agua destilada. a) A value between 5-75 grams of olive pomace is introduced into an extraction flask to which between 50-250 mL of distilled water is added.
b) El pH de la mezcla se ajusta a un valor comprendido entre 4-10. b) The pH of the mixture is adjusted to a value between 4-10.
c) El sistema de hidrodestilación se configura con una temperatura en el condensador de entre 5 y -1OC, y una temperatura en la manta calefactora que permita la ebullición de la mezcla anterior. Se deja en recirculación entre 10 y 60 minutos, a partir del cual se empieza a recolectar el hidrodestilado antimicrobiano. c) The hydrodistillation system is set up with a temperature in the condenser between 5 and -1OC, and a temperature in the heating mantle that allows the boiling of the previous mixture. It is left in recirculation between 10 and 60 minutes, after which the antimicrobial hydrodistillation begins to be collected.
Otro aspecto de la invención son los hidrodestilados antimicrobianos obtenidos que están caracterizados por no poseer compuestos fenólicos ni antioxidantes, pero sí compuestos volátiles que comprende la siguiente composición: Another aspect of the invention is the antimicrobial hydrodistillates obtained, which are characterized by not having phenolic compounds or antioxidants, but rather volatile compounds comprising the following composition:
Un valor comprendido entre 70 y 90% de aldehídos de cadena media (6-12 carbonos) Un valor comprendido entre 2 y 4% de aldehídos de cadena corta (3-5 carbonos) Un valor comprendido entre 3 y 4%de organosulfurados A value between 70 and 90% of medium chain aldehydes (6-12 carbons) A value between 2 and 4% of short chain aldehydes (3-5 carbons) A value between 3 and 4% of organosulfur compounds
Un valor comprendido entre 1 y 3%de cetonas A value between 1 and 3% of ketones
Un valor comprendido entre 0 y 1%de ácidos orgánicos A value between 0 and 1% of organic acids
Un valor comprendido entre 0 y 1%de alcoholes A value between 0 and 1% alcohol
Un valor comprendido entre 0 y 0.1% de compuestos aromáticos A value between 0 and 0.1% of aromatic compounds
Estos hidrodestilados antimicrobianos están caracterizados por tener capacidad antimicrobiana frente a 3 microorganismos patógenosCandida albicansCECT 1002T,Staphylococcus epidermidisCECT 232T yStaphylococcus aureusCECT 59. These antimicrobial hydrodistillates are characterized by having antimicrobial capacity against 3 pathogenic microorganisms: Candida albicans CECT 1002T, Staphylococcus epidermidis CECT 232T and Staphylococcus aureus CECT 59.
Otro aspecto de la invención se refiere al proceso de encapsulation de los hidrodestilados antimicrobianos en micropartículas utilizando un polímero mediante un proceso de secado por atomización denominado spray dryer. Los compuestos antimicrobianos naturales, si no se conservan adecuadamente son biológicamente activos durante un tiempo limitado, además de ser inestables frente a variaciones bruscas de temperatura. La técnica de secado por atomización o spray dryer, permite evaporar la matriz de disolvente de forma prácticamente instantánea, proporcionando estabilidad a los compuestos de interés. Por ello es una técnica ampliamente utilizada en diferentes sectores. Mediante este procedimiento se obtienen micropartículas esféricas y homogéneas que contienen un porcentaje determinado del hidrodestilado antimicrobiano. Las micropartículas de hidrodestilado antimicrobiano, se generan incorporando un polímero y/o agente dispersante, preferentemente soluble en agua, de forma que el contenido en sólidos de la dispersión aumenta por lo que se mejora el rendimiento de producción y las características de las micropartículas. Este polímero ayudará a obtener una micropartículas homogéneas y dispersas, por lo que evitará el efecto de aglomeración. Los polímeros pueden ser de origen natural cuando se obtienen a partir de fuentes vegetales o animales, o puede ser sintético cuando se genera por síntesis. En este caso, se seleccionaron 3 polímeros naturales, el alginato y la carragenina de origen marino y el manitol de origen vegetal. Este último, se seleccionó debido a que se trata de un agente inerte ampliamente utilizado en la industria farmacéutica debido a su alta compatibilidad con la mayor parte de los principios activos. Another aspect of the invention relates to the process of encapsulating antimicrobial hydrodistillates in microparticles using a polymer by means of a spray drying process. Natural antimicrobial compounds, if not properly preserved, are biologically active for a limited time, in addition to being unstable when faced with sudden temperature variations. The spray drying technique allows the solvent matrix to be evaporated almost instantly, providing stability to the compounds of interest. For this reason, it is a technique widely used in different sectors. Through this procedure, spherical and homogeneous microparticles are obtained that contain a certain percentage of the antimicrobial hydrodistillate. The antimicrobial hydrodistillate microparticles are generated by incorporating a polymer and/or dispersing agent, preferably soluble in water, so that the solids content of the dispersion increases, thereby improving the production yield and the characteristics of the microparticles. This polymer will help to obtain homogeneous and dispersed microparticles, thus avoiding the agglomeration effect. Polymers can be of natural origin when they are obtained from plant or animal sources, or they can be synthetic when they are generated by synthesis. In this case, 3 natural polymers were selected, alginate and carrageenan of marine origin and mannitol of plant origin. The latter was selected because it is an inert agent widely used in the pharmaceutical industry due to its high compatibility with most active ingredients.
El proceso para la obtención de las micro partículas comprende las siguientes etapas: The process for obtaining micro particles comprises the following stages:
a) Se prepara una suspensión en medio líquido, preferiblemente agua, con una proporción de polímero soluble en agua entre 0.5-20% (p/V) a) A suspension is prepared in a liquid medium, preferably water, with a proportion of water-soluble polymer between 0.5-20% (w/V)
b) Se incorpora a la suspensión de polímero soluble, un porcentaje de hidrodestilado antimicrobiano entre 1-30% (V/V) b) A percentage of antimicrobial hydrodistilled water between 1-30% (V/V) is added to the soluble polymer suspension.
c) Se pulveriza utilizando la técnica de secado por atomización o spray dryer. La suspensión se alimenta utilizando una bomba peristáltica a través de una tobera de pulverización. Se utiliza como gas de atomización aire. Las condiciones de operación en el equipo spray dryer son: temperatura de la cámara de secado entre 103-115°C, la bomba que moverá el caudal de aire actuará entre un 20-40% siendo el caudal total de aire 400-500 L/m3 c) Spraying is carried out using the spray drying technique. The suspension is fed using a peristaltic pump through a spray nozzle. Air is used as the atomizing gas. The operating conditions in the spray dryer equipment are: drying chamber temperature between 103-115°C, the pump that will move the air flow will act between 20-40% with the total air flow being 400-500 L/m3.
Asimismo, otro aspecto de la invención es el uso de las micropartículas en composiciones cosméticas y/o dermatológicas en forma de bruma acuosa (aerosol) para uso tópico. En este caso, esta composición cosmética y/o dermatológica está caracterizado por comprender las micropartículas con los hidrodestilados antimicrobianos producidas resuspendidas en una matriz acuosa, bien agua o agua termal, utilizando una concentración comprendida entre 5 mg/mL y 15 mg/mL. La dispersión de estas micropartículas en una matriz acuosa permite que su aplicación posterior sea más homogénea y que la concentración sea la adecuada para lograr la actividad antimicrobiana deseada. Adicionalmente, se propone el empleo de agua termal cuando se destine a composición cosmética y/o dermatológica, también denominada bruma (aerosol), debido a las características positivas que estas aguas presentan a nivel dermatológico, desde un punto de vista hidratante y nutritivo. Para un correcto uso de la bruma acuosa, se recomienda pulverizarla sobre la piel limpia y dejar que penetre naturalmente, sin un secado posterior. Likewise, another aspect of the invention is the use of microparticles in cosmetic and/or dermatological compositions in the form of an aqueous mist (aerosol) for topical use. In this case, this cosmetic and/or dermatological composition is characterized by comprising the microparticles with the antimicrobial hydrodistillates produced resuspended in an aqueous matrix, either water or thermal water, using a concentration between 5 mg/mL and 15 mg/mL. The dispersion of these microparticles in an aqueous matrix allows their subsequent application to be more homogeneous and for the concentration to be adequate to achieve the desired antimicrobial activity. Additionally, the use of thermal water is proposed when it is intended for cosmetic and/or dermatological composition, also called mist (aerosol), due to the positive characteristics that these waters present at a dermatological level, from a moisturizing and nutritional point of view. For correct use of the aqueous mist, it is recommended to spray it on clean skin and allow it to penetrate naturally, without subsequent drying.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
Para complementar la descripción que se está realizando, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un dibujo en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: To complement the description being made, a drawing is attached as an integral part of said description, in which, for illustrative and non-limiting purposes, the following has been represented:
Figura 1.- Porcentaje de inhibición que producen los hidrodestilados antimicrobianos frente a los tres microorganismos patógenos. Figure 1.- Percentage of inhibition produced by antimicrobial hydrodistillates against the three pathogenic microorganisms.
Realización preferente de la invenciónPreferred embodiment of the invention
Con el fin de describir la presente invención, se presenta el siguiente ejemplo de procedimiento para la obtención de hidrodestilados antimicrobianos y posterior encapsulación en micropartículas para su uso en composiciones cosméticas y/o dermatológicas: In order to describe the present invention, the following example of a process for obtaining antimicrobial hydrodistillates and subsequent encapsulation in microparticles for use in cosmetic and/or dermatological compositions is presented:
1. Procedimiento de obtención de los hidrodestilados antimicrobianos a partir de orujo de oliva1. Procedure for obtaining antimicrobial hydrodistillates from olive pomace
La materia prima de partida fue el orujo de oliva con un contenido en humedad de aproximadamente un 6% (p/p). Entre 5 y 75 gramos de orujo de oliva se introdujeron en el balón de extracción y se añadió entre 50 y 250 mL de agua destilada. La mezcla resultante se neutralizó y se colocó en el sistema de hidrodestilación configurando la temperatura en el condensador de entre 5 y -1°C, y en la manta calefactora una temperatura que permita la ebullición de la mezcla anterior. Se deja en recirculación entre 10 y 60 minutos, a partir del cual se empieza a recolectar el hidrodestilado antimicrobiano, una vez el sifón está lleno. The starting raw material was olive pomace with a moisture content of approximately 6% (w/w). Between 5 and 75 grams of olive pomace were introduced into the extraction flask and between 50 and 250 mL of distilled water was added. The resulting mixture was neutralized and placed in the hydrodistillation system, setting the temperature in the condenser between 5 and -1°C, and in the heating mantle a temperature that allows the boiling of the previous mixture. It is left in recirculation between 10 and 60 minutes, after which the antimicrobial hydrodistillate begins to be collected, once the siphon is full.
Los hidrodestilados antimicrobianos obtenidos se analizaron mediante cromatografía de gases empleando la técnica de espacio de cabeza para identificar los compuestos volátiles. Se inyectó la muestra en un cromatógrafo equipado con una columna HP- 5MS (60 m x 0,25 mm; 0,25 um). La temperatura del inyector es de 250°C, usándose como gas portador el helio y un método en rampa 8°C/minuto de 40°C a 280°C. El tiempo de adquisición fue de 42 minutos. El análisis de los hidrodestilados mostró la presencia de los compuestos indicados en la siguiente tabla: The antimicrobial hydrodistillates obtained were analyzed by gas chromatography using the headspace technique to identify the volatile compounds. The sample was injected into a chromatograph equipped with a HP-5MS column (60 m x 0.25 mm; 0.25 um). The injector temperature was 250°C, using helium as the carrier gas and a ramp method of 8°C/minute from 40°C to 280°C. The acquisition time was 42 minutes. The analysis of the hydrodistillates showed the presence of the compounds indicated in the following table:
También se llevaron a cabo el análisis de su actividad antioxidante (Flórez-Femández et al. 2018, Food Chemistry 277, 353-361), así como el contenido en fenoles (Paz et 5 al. The analysis of its antioxidant activity (Flórez-Femández et al. 2018, Food Chemistry 277, 353-361) was also carried out, as well as its phenol content (Paz et al.
2019, Bioresource Technology, 275 402-409), flavonoides y ácidos hidroxicinámicos mediante técnicas de espectrofotometría (Tao et al., 2019 Industrial Crops & Products 138, 111474). 2019, Bioresource Technology, 275 402-409), flavonoids and hydroxycinnamic acids by spectrophotometry techniques (Tao et al., 2019 Industrial Crops & Products 138, 111474).
La actividad antimicrobiana se determinó mediante el método de difusión en agar (Clinical and Laboratory Standards Institute, 2018) frente a 3 microorganismos patógenosCandida albicansCECT 1002T,Staphylococcus epidermidisCECT 232T yStaphylococcus aureusCECT 59. Una vez confirmada la actividad, se cuantificó la concentración mínima inhibitoria y la IC50mediante el método oficial de dilución en medio líquido (National Committee for Clinical Laboratory Standards, 2000) frente a los 3 mismos microorganismos. La IC50es un parámetro que indica la concentración a la que un compuesto es capaz de inhibir el crecimiento de un microorganismo en un 50%. The antimicrobial activity was determined by the agar diffusion method (Clinical and Laboratory Standards Institute, 2018) against 3 pathogenic microorganisms: Candida albicans (CECT 1002T), Staphylococcus epidermidis (CECT 232T) and Staphylococcus aureus (CECT 59). Once the activity was confirmed, the minimum inhibitory concentration and the IC50 were quantified using the official liquid medium dilution method (National Committee for Clinical Laboratory Standards, 2000) against the same 3 microorganisms. The IC50 is a parameter that indicates the concentration at which a compound is capable of inhibiting the growth of a microorganism by 50%.
Cuando se usaron porcentajes de hidrodestilados antimicrobianos comprendidos entre 20 y 100, cuya composición no contenía ningún tipo de compuesto antioxidante, fenol, flavonoides o ácidos hidroxicinámicos, los porcentajes de inhibición frente aCandida albicansCECT 1002T fueron de entre un 75 y 100% (Figura 1). Cuando se usaron porcentajes de hidrodestilados antimicrobianos comprendidos entre 20 y 100, cuya composición no contenían ningún tipo de compuesto antioxidante, fenol, flavonoides o ácidos hidroxicinámicos, los porcentajes de inhibición frente aStaphylococcus epidermidisCECT 232T fueron de entre un 39 y 100% (Figura 1). Cuando se usaron porcentajes de hidrodestilados antimicrobianos comprendidos entre 20 y 100, cuya composición no contenían ningún tipo de compuesto antioxidante, fenol, flavonoides o ácidos hidroxicinámicos, los porcentajes de inhibición frente aStaphylococcus aureusCECT 59 fueron de entre un 63 y 100% (Figura 1). When antimicrobial hydrodistillates with a percentage ranging from 20 to 100 were used, the composition of which did not contain any type of antioxidant compound, phenol, flavonoids or hydroxycinnamic acids, the inhibition percentages against Candida albicans CECT 1002T were between 75 and 100% (Figure 1). When antimicrobial hydrodistillates with a percentage ranging from 20 to 100 were used, the composition of which did not contain any type of antioxidant compound, phenol, flavonoids or hydroxycinnamic acids, the inhibition percentages against Staphylococcus epidermidis CECT 232T were between 39 and 100% (Figure 1). When percentages of antimicrobial hydrodistillates between 20 and 100 were used, whose composition did not contain any type of antioxidant compound, phenol, flavonoids or hydroxycinnamic acids, the inhibition percentages against Staphylococcus aureus CECT 59 were between 63 and 100% (Figure 1).
2. Proceso de encapsulación de los h idrodestilados antim icrob ianos en m icropartículas 2. Encapsulation process of antimicrobial hydrodistillates in microparticles
La encapsulación del hidrodestilado antimicrobiano en micropartículas se realizó a partir de una dispersión o suspensión en una matriz acuosa, se puede utilizar agua, agua destilada, agua ultrapura o agua termal. La suspensión en medio líquido está formada por un polímero utilizado como soporte o transportador, y un hidrodestilado antimicrobiano. Se testaron tres polímeros de origen natural, un polialcohol como es el manitol, y dos polímeros marinos, como son el alginato y carragenina. Se preparó una disolución en la que el polímero presentaba un porcentaje entre 0.5-20% (p/V), mientras que el hidrodestilado se añadió en un porcentaje comprendido entre el 1-30% (V/V). The encapsulation of the antimicrobial hydrodistilled water in microparticles was carried out from a dispersion or suspension in an aqueous matrix, which can be water, distilled water, ultrapure water or thermal water. The suspension in liquid medium is formed by a polymer used as a support or carrier, and an antimicrobial hydrodistilled water. Three polymers of natural origin were tested, a polyalcohol such as mannitol, and two marine polymers, such as alginate and carrageenan. A solution was prepared in which the polymer had a percentage between 0.5-20% (w/V), while the hydrodistilled water was added in a percentage between 1-30% (V/V).
La producción de micropartículas se realizó por la técnica de secado por atomización utilizando un equipo conocido como spray dryer, utilizando una temperatura en la cámara de secado entre 103-115°C, mientras que la bomba que moverá el caudal de aire actuará entre un 20-40% siendo el caudal total de aire 400-500 L/m3. The production of microparticles was carried out by the atomization drying technique using a device known as a spray dryer, using a temperature in the drying chamber between 103-115°C, while the pump that will move the air flow will act between 20-40%, the total air flow being 400-500 L/m3.
Una vez producidas las micropartículas con el hidrodestilado antimicrobiano, se estudió su rendimiento y comportamiento. En una realización preferente, los valores de rendimiento obtenidos para manitol se encontraron entre 5 y 30% (p/p), para el alginato entre 5-30% (p/p) y para la carragenina entre 5-30% (p/p). Once the microparticles were produced with the antimicrobial hydrodistillation, their performance and behaviour were studied. In a preferred embodiment, the performance values obtained for mannitol were between 5 and 30% (w/w), for alginate between 5-30% (w/w) and for carrageenan between 5-30% (w/w).
3. Composición cosmética y/o dermatológica (bruma acuosa) a base de las micropartículas de hidrodestilados antimicrobianas 3. Cosmetic and/or dermatological composition (aqueous mist) based on microparticles of antimicrobial hydrodistilled waters
La composición cosmética y/o dermatológica, también denominada bruma acuosa (aerosol), se formuló dispersando las micropartículas en una matriz acuosa, con el fin de potenciar la acción de los hidrodestilados contra microorganismos que causan enfermedades y afecciones cutáneas. Para ello, la cantidad necesaria para obtener una concentración comprendida 5 mg/mL y 15 mg/mL de micropartículas se pesó en botes que contenían entre 1-10 mL de agua, agua destilada, agua ultrapura o agua termal previamente esterilizada. Estos botes se cerraron herméticamente, introduciendo una boquilla de aerosol, con el objetivo de que la aplicación del producto (aerosol) cosmético y/o dermatológico fuese homogénea. The cosmetic and/or dermatological composition, also called aqueous mist (aerosol), was formulated by dispersing the microparticles in an aqueous matrix, in order to enhance the action of the hydrodistilled products against microorganisms that cause diseases and skin conditions. To do this, the amount necessary to obtain a concentration of between 5 mg/mL and 15 mg/mL of microparticles was weighed in bottles containing between 1-10 mL of water, distilled water, ultrapure water or previously sterilized thermal water. These bottles were hermetically sealed, introducing an aerosol nozzle, in order to ensure that the application of the cosmetic and/or dermatological product (aerosol) was homogeneous.
El empleo de micropartículas que contienen el hidrodestilado antimicrobiano, incrementó en todos los casos los porcentajes de inhibición frente microorganismos patógenos cutáneos. Cuando el microorganismo empleado fueCandida albicansC<e>C<t>1002T, porcentajes comprendidos entre un 20 y un 50% de hidrodestilado antimicrobiando encapsulado en formato micropartícula, ofrecieron porcentajes de inhibición entre un 75 y un 100%. Cuando el microorganismo empleado fueStaphylococcus epidermidisCECT 232T porcentajes de hidrodestilado antimicrobiano comprendidos entre 20 y 50% encapsulado en formato micropartícula, ofrecieron porcentajes de inhibición entre 45 y 100%. Cuando el microorganismo empleado eraStaphylococcus aureusCECT 59 porcentajes de hidrodestilado antimicrobiano comprendidos entre 20 y 50%, encapsulado en formato micropartícula ofrecen porcentajes de inhibición entre 65 y 100%. Adicionalmente, cuando el agua empleada para la dispersión de las micropartículas era de tipo termal, en lugar de agua destilada o ultrapura, los porcentajes de inhibición fueron incrementados en todos los casos entre un 10 y un 20%. The use of microparticles containing the antimicrobial hydrodistillate increased the inhibition percentages against cutaneous pathogenic microorganisms in all cases. When the microorganism used was Candida albicans C<e>C<t>1002T, percentages between 20 and 50% of antimicrobial hydrodistillate encapsulated in microparticle format offered inhibition percentages between 75 and 100%. When the microorganism used was Staphylococcus epidermidis CECT 232T, percentages of antimicrobial hydrodistillate between 20 and 50% encapsulated in microparticle format offered inhibition percentages between 45 and 100%. When the microorganism used was Staphylococcus aureus CECT 59, percentages of antimicrobial hydrodistilled water between 20 and 50%, encapsulated in microparticle format, offered inhibition percentages between 65 and 100%. Additionally, when the water used for dispersion of the microparticles was thermal water, instead of distilled or ultrapure water, the inhibition percentages were increased in all cases between 10 and 20%.
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-
2023
- 2023-12-28 WO PCT/ES2023/070791 patent/WO2024141692A1/en not_active Ceased
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