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El Potencial de los Tensioactivos y Biosurfactantes Microbianos en la industria cosmética

Los biosurfactantes microbianos son metabolitos secundarios producidos por diferentes microorganismos, incluyendo bacterias, hongos y levaduras. Pueden estar asociados con diferentes etapas de crecimiento microbiano.

Los tensioactivos de base biológica suelen producirse mediante síntesis química pero integrando grasas, azúcares o aminoácidos obtenidos de fuentes renovables, mientras que los biosurfactantes microbianos se obtienen de células vivas, típicamente bacterias y levaduras, sin la intermediación de síntesis orgánica.

¿Qué es un tensoactivo de base biológica y para qué sirve?

Los tensioactivos de base biológica también se pueden clasificar como tensioactivos aniónicos, no iónicos, catiónicos y anfóteros. Aquí les contamos un poco mas sobre cada uno de ellos:

► Tensioactivos Aniónicos

  • Esteres metílicos sulfonatos de ácidos grasos ( MES): Son tensioactivos de base oleoquímica, derivados principalmente del aceite de palma o de coco. Como detergentes tensioactivos se utilizan MES, alquilbencenosulfonatos lineales (LAS), alquilsulfonatos (AS) y alfa olefin sulfonatos (AOS). Definidos como tensioactivos de alto rendimiento, son capaces de reducir la dosificación de coadyuvantes en los detergentes, presentando un índice de remoción de suciedad y una detergencia superiores. Además, poseen estructuras de cristal líquido, que son esenciales para la estabilización de espumas y emulsiones en lubricación y otras aplicaciones.
  • Alcohol sulfatos (AS) y alcohol éter sulfatos (AES): Este grupo incluye los sulfatos de alcohol C10-C18 que contienen, por ejemplo, sulfatos de alcohol graso de coco o de etileno a través del alcohol Ziegler C12 / 14. Dependiendo de la longitud de la cadena de ácidos grasos, se pueden obtener detergentes con diferentes propiedades. Se utilizan en una amplia gama de productos de cuidado personal. Además, las sales de amoníaco o amina de sulfatos de alcohol laurílico también se utilizan en champús y productos de burbujas. En general, los éter sulfatos de alcohol (AES) se consideran los más eficientes en términos de detergencia, buena tolerancia al agua dura y suavidad.
  • Tensioactivos a base de glicinato-aminoácidos: Se pueden sintetizar utilizando cloruro de cocoilo, derivado de ácidos grasos, y tricloruro de fósforo. Recientemente, algunos autores han propuesto el uso de aceite de coco en combinación con aminoácidos para obtener tensioactivos de glicinato de base biológica más ecológicos. Ejemplos de estos tensioactivos de base biológica son cocoilglicinato de potasio y cocoilglicinato de sodio.

►Tensioactivos Catiónicos

  • Ésteres y amidas de glicina betaína: Este grupo incluye un tipo específico de tensioactivo catiónico a base de betaínas de glicina natural y aceites vegetales, producido a partir de materias primas renovables.

No iónico

  • Tensioactivos de base biológica de azúcar: Existen varios tipos de tensioactivos de azúcar como los ésteres de sacarosa, ésteres de metilglicósidos, ésteres de etilglicósidos, N-metilglucamidas o ésteres de sorbitán, siendo los alquilpoliglucósidos (APG) el grupo más importante. Están compuestos por azúcares derivados de plantas, lo que los hace biodegradables. Cuando se derivan del aceite de coco, se denominan glucósidos de coco y normalmente se incluyen en muchas formulaciones cosméticas.

Anfótero

  • Cocoamidopropil Betaína: Es un ejemplo de un tensioactivo de base biológica de betaína anfótera producido por la reacción de dimetilaminopropilamina con ácidos grasos de diferentes fuentes como el aceite de coco o de palmiste. Se considera un tensioactivo suave, aunque puede producir algunas reacciones alérgicas.

► Biosurfactantes microbianos

Los biosurfactantes microbianos pueden clasificarse en función de la naturaleza química, la carga iónica y el microorganismo productor, aunque generalmente son biosurfactantes microbianos se clasifican según su composición polimérica en cuatro categorías principales:

Glucolípidos

Son los biosurfactantes microbianos más comunes y populares con los soforolípidos que actúan como tensioactivos, mientras que los ramnolípidos se incluyen debido a sus propiedades emolientes, emulsionantes y acondicionadoras de la piel. Los soforolípidos son producidos principalmente por Candida bombicola y Starmerella bombicola. En cuanto a su uso, estos pueden ejercer capacidades limpiadoras, antimicrobianas, emulsionantes, desodorantes, antiseborreicas, antioxidantes, acondicionadoras y protectoras de la piel.

Otros tipos de biosurfactantes microbianos glicolípidos utilizados en el campo cosmético son los lípidos manosileritritol (MEL), generados por diferentes levaduras basidiomicetosas como Pseudozyma. Se han encontrado aplicaciones cosméticas en el cuidado de la piel, cuidado del cabello, así como activación de fibroblastos y células papilares y efectos antioxidantes y protectores en las células de la piel.

Lipopéptidos y lipoproteínas

Estos biosurfactantes microbianos tienen una CMC baja y pueden reducir la tensión superficial del agua; producidos principalmente por Bacillus subtilis. El lipopéptido más estudiado es la surfactina producida por B. subtilis. Este presenta poca solubilidad en agua, sin embargo, se puede disolver fácilmente en disolventes orgánicos como etanol, metanol, butanol, cloroformo y diclorometano.

Los biosurfactantes microbianos lipopeptídicos se utilizan ampliamente en cosmética debido a sus propiedades antiarrugas e hidratantes y su actividad limpiadora. Además, podrían ser un producto dermatológico potencialmente tópico, debido a su buena compatibilidad cutánea con baja irritación

Glicolipopéptidos y glicopéptidos

Estos son los biosurfactantes microbianos menos conocidos, producidos principalmente por bacterias del ácido láctico. Los más estudiados son Lactobacillus agili, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus paracasei y L. pentosus. Algunos biosurfactantes microbianos glicopéptidos y glicolipopéptidos han mostrado actividad antimicrobiana contra patógenos cutáneos.

Bioemulsionantes con capacidad tensioactiva

Fosfolípidos

Los fosfolípidos se pueden clasificar en dos grupos: glicerofosfolípidos y esfingolípidos.
La lista de ingredientes de CosIng incluye varias sustancias dentro de la categoría de fosfolípidos, como algunos lípidos de glicina de soja o un extracto soluble en alcohol que consiste predominantemente en fosfolípidos. Otros ejemplos son los esteroles y triglicéridos y los fosfolípidos hidrolizados, obtenidos de diferentes fuentes vegetales e hidrolizados con ácidos o enzimas. Se utilizan en formulaciones de acondicionamiento del cabello y la piel, mientras que en la industria alimentaria los fosfolípidos se utilizan como emulsionantes.

Biosurfactantes poliméricos

Los más estudiados son los emulsionantes poliméricos con capacidad tensioactiva producidos por microorganismos. El emulsan es un heteropolisacárido anfipático polianiónico generado por Acinetobacter calcoaceticus. Su capacidad para reducir la tensión superficial del agua no es muy grande, pero posee una buena actividad emulsionante. Otros bioemulsionantes con actividad tensioactiva son el biodispersan y el liposan, que es un emulsionante soluble en agua con capacidad tensioactiva.

Croda es una empresa que ofrece un polímero ‘estrella’ llamado Atlox™ 4916. Esta nueva molécula es un emulsionante y dispersante polimérico de alto peso molecular con bajo HLB, desarrollado para proporcionar una excelente estabilidad a una gran variedad de formulaciones. Su estructura en forma de estrella está compuesta por una base de sorbitol en reacción con óxido de etileno (EO). Este producto se somete a otra reacción con un ácido graso polimerizado, lo que resulta en 2 a 6 cadenas de ácido graso polimerizado distribuidas aleatoriamente en toda su estructura.

Biosurfactantes particulados

Los biosurfactantes microbianos particulados más estudiados son las vesículas articuladas, que están compuestas por proteínas, fosfolípidos y polisacáridos. Estos biosurfactantes microbianos en partículas incluyen vesículas ricas en fosfatidil etanolamina, producidas por Acinetobacter. A pesar de que pueden considerarse biosurfactantes microbianos, su función principal es la de emulsionantes.

Perspectivas futuras a tener en cuenta

Los tensioactivos de base biológica han surgido como una alternativa a los tensioactivos sintéticos, obtenidos de la industria petroquímica. Los biosurfactantes microbianos podrían representar una alternativa más prometedora. Además, presentan baja toxicidad, estabilidad en condiciones extremas y varias bioactividades.

Es necesario buscar un aumento en la productividad general de los biosurfactantes microbianos mediante la obtención de microorganismos productores más altos y explorando el uso de medios nutricionales de costo competitivo, incluido el uso de corrientes residuales fermentadas donde se pueden producir biosurfactantes microbianos de forma espontánea.
Se requiere que las regulaciones cosméticas internacionales incorporen biosurfactantes microbianos como un grupo separado de surfactantes para obtener formulaciones más biocompatibles y ecológicas.

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