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Agentes activos basados en la biotecnología azul

Los agentes activos de superficie (SAA) se denominan así debido a su capacidad de adsorberse en agua de aceite, aire-agua e interfaces de agua sólida. Los SAA pueden agruparse más en función de su peso molecular y
propiedades:

  • Los tensioactivos son moléculas anfifílicas de bajo peso molecular con la capacidad de reducir tensión superficial / interfacial entre dos fases fluidas
  • Los emulsionantes son moléculas poliméricas que confieren estabilidad a largo plazo a las gotas de fase dispersa en emulsiones y espumas

Los agentes activos naturales pueden ser ingredientes multifuncionales con una gama de productos fisicoquímicos y propiedades biológicas que confieren un alto valor añadido a los productos de consumo. Sin embargo su rentabilidad es reducida, en comparación con SAA sintéticos. Esto debido a los bajos rendimientos y los altos costos de producción total promedio de aproximadamente tres a diez veces mayor que los SAA químicos. Reciente las mejoras en la tecnología de producción de biosurfactantes han permitido un incremento de la productividad. Las mejoras adicionales siguen siendo críticas y necesarias. 
La búsqueda de SAA derivados del mar ha sido impulsada por el concepto de «economía azul » . Así se fomenta un enfoque holístico de la explotación y protección de los recursos de ambientes marinos

Propiedades promotoras de la salud

Los tensioactivos marinos han demostrado ejercer actividades antimicrobiana , por desestabilizar la pared celular o las membranas externas de los patógenos. Además de actividad antioxidante, antiinflamatoria y antienvejecimiento.
Los efectos biológicos pleiotrópicos de los SAA de origen marino también incluyen su capacidad para atenuar
o incluso prevenir el fotoenvejecimiento de la piel.

Aplicaciones basadas en biotecnología azul de agentes activos marinos

La industria cosmética es un sector en crecimiento que se cree que alcanzará un valor de 430 mil millones de dólares para 2022. Para poder asumir este volumen de negocios, el sector necesita nuevas fuentes de activos que sean orientados hacia la búsqueda de ingredientes de origen natural.  Uno de los componentes fundamentales de la formulación cosmética son tensioactivos que se utilizan para:

  • Eliminar (limpieza) o agreguar (emulsificación) aceites a la piel o al cabello
  • Producir espuma
  • Obtener soluciones transparentes (solubilización)
  • Mejorar la apariencia y el tacto después de la aplicación (acondicionamiento)
  • Conservantes químico (suponiendo que posean propiedades antimicrobianas)

Los tensioactivos se clasifican según el tipo de grupo polar presente, que incluye: aniónicos, acil-aminoácidos y sales, catiónicos, tensioactivos anfóteros, y finalmente no iónicos.
Sin embargo, la mayoría de los tensioactivos utilizados por la industria cosmética se han sintetizado a partir de
derivados del petróleo, que conllevan problemas de biodegradabilidad, bioacumulación y biocompatibilidad para el medio ambiente y la salud humana. 
Varios estudios han demostrado que los tensioactivos sintéticos pueden alterar la barrera natural de la piel, causando daño e irritación. Como es el caso del laurilsulfato de sodio (SLS) y laureth sulfato de sodio (SLES), dos tensioactivos ampliamente utilizados en la formulación de productos cosméticos.

Con este fin, y en base al creciente interés impulsado por la demanda del consumidor y nuevas legislaciones de control ambiental, las compañías de cosméticos han cambiado a etiquetado “libre de sulfato” mediante la sustitución de agentes químicos tensioactivos por contrapartes derivadas naturalmente (biosurfactantes). 

Aplicaciones Cosméticas

Una variedad de biosurfactantes, como por ejemplo Saponinas, surfactina y ramnolípidos se han utilizado ampliamente en formulaciones cosméticas como ingredientes antienvejecimiento, antioxidantes y antimicrobianos que poseen un perfil seguro con baja toxicidad.
Entre las características potenciales, su propiedad como emulsionantes es uno de los más relevantes para la cosmética. Ya que facilita la aplicación del producto y puede disminuir su costo dado que el agua es el componente principal de dicha solución. 

Por ejemplo, Nesterenkonia sp MS31 es una actinobacteria aislada de la esponja marina Fasciospongia cavernosa. Esta cepa produce un lipopéptido con capacidad emulsionante que es termoestable a un rango de temperaturas (4.0–121.0 ° C). Esto es de gran valor en la formulación y conservación de productos cosméticos. Además, Liposan y Yansan son biosurfactantes sintetizados a partir de la cepa marina brasileña de Yarrowia lipolytica. Aunque ambas moléculas forman emulsiones estables de aceite / agua, Yansan tiene una mayor actividad de emulsificación y estabilidad que van desde muy ácido (pH 3.0) a muy básico (pH 9.0).

La evaluación de cuán ácida o básica es una solución, representa una propiedad muy importante para la formulación de pasta de dientes. Un pH ácido puede causar un efecto abrasivo y deteriorar la dentina mientras un pH neutro o básico es esencial para una buena salud bucal. Una formulación de pasta de dientes con un biosurfactante obtenido de la marina actinobacteria Nocardiopsis  mostró un óptimo de pH más básico que el formulado con SLS, el biosurfactante más utilizado comercialmente.

Los datos de numerosos estudios respaldan el uso de biosurfactantes para el cuidado de la piel y la formulación de productos cosméticos, ya que ofrecen varias ventajas sobre sus contrapartes químicas.

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