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Título: Aplicação de sistema nanoestruturado como estratégia para proteção de compostos bioativos de jambo vermelho (Syzygium malaccense) em formulações cosméticas
Título(s) alternativo(s): Application of nanostructured system as a strategy for protecting bioactive compounds of red jambo (Syzygium malaccense) in cosmetic formulations
Autor(es): Dambros, Talia Rebelatto
Orientador(es): Oldoni, Tatiane Luiza Cadorin
Palavras-chave: Antioxidantes
Cosméticos
Hidroxiapatita
Agentes dermatológicos
Antioxidants
Cosmetics
Hydroxylapatite
Dermatologic agents
Data do documento: 26-Abr-2024
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Citação: DAMBROS, Talia Rebelatto. Aplicação de sistema nanoestruturado como estratégia para proteção de compostos bioativos de jambo vermelho (Syzygium malaccense) em formulações cosméticas. 2024. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2024.
Resumo: À medida que envelhecemos, preocupações sobre o envelhecimento precoce, influenciado por fatores ambientais e estresse oxidativo, aumentam. Levando à busca por cosméticos que previnam e reparem danos à pele, mantendo-a saudável e protegida. Pensando nisso, o extrato de jambo vermelho surge como uma alternativa promissora e natural de fonte de antioxidantes. Entretanto, muitos compostos naturais são quimicamente instáveis, tornando-os propensos a reações que levam a redução de sua eficácia ao longo do tempo. Diante disso, este estudo traz uma inovação tecnológica ao desenvolver uma formulação cosmética antienvelhecimento rica em flavonoides antioxidantes extraídos das folhas do jambo vermelho (Syzygium malaccense) associda à hidroxiapatita nanoestruturada como estratégia para proteger os compostos bioativos. O potencial antioxidante foi avaliado por meio dos ensaios de sequestro dos radicais DPPH e ABTS, redução do ferro (FRAP), compostos fenólicos totais (CFT), identificação e quantificação dos compostos fenólicos por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE-DAD) e capacidade inibitória mínima (IC50). A hidroxiapatita foi caracterizada pura e com extrato impregnado, por microscopia eletrônica de transmissão (MET), difração de raios X (DRX), espalhamento dinâmico da luz (DLS) e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Definiu-se as concentrações dos ingredientes das formulações utilizando estudos exploratórios qualitativos e seguido de planejamento fatorial. As formulações foram submetidas a ensaio de estabilidade acelerada, durante 12 dias, onde foram avaliadas as propriedades organolépticas (cor, odor, aspecto), físico-químicas (pH, densidade, centrifugação, espalhabilidade), IC50 e estudo reológico em regime estacionário e oscilatório. Por fim, realizou-se avaliação sensorial utilizando o método de perfil ideal (MPI). Os resultados demonstraram boa capacidade antioxidante do extrato de jambo vermelho, com 333,54±7,0 mg EAG.g-1 (CFT) e 40,733 mg.mL-1 de IC50, e excelente eficiência da aplicação da hidroxiapatita (HA) como agente de proteção dos compostos bioativos com aumento do valor de IC50 de 33,71 para apenas 39,30 mg.mL-1. Pela análise CLAE-DAD foram identificados e quantificados os compostos ácido gálico, miricitrina e miricetina. Foram definidas as concentraçoes de hidroxietilcelulose, ácido hialurônico e extrato a ser utilizada nas formulações de 0,1%, 1% e 0,5%, respectivamente. O planejamento fatorial indicou que o teor de hidroxietilcelulose é diretamente proporcional a viscosidade e a turbidez; e a hidroxietilcelulose e HA (contendo extrato), é inversamente proporcional a atividade antioxidante. As formulações foram caracterizadas reologicamente em regime estacionário como fluidos não newtonianos, com viscosidade independente do tempo do tipo pseudoplástico, com pequena tensão inicial e em regime oscilatório com caráter de soluções diluídas com predomínio de forças viscosas sobre elásticas. O odor e aspecto mantiveram-se estáveis durante o estudo de estabilidade. A cor da amostra extrato livre sofreu intensas modificações e a HA impregnada com extrato (HAext) sofreuleve modificações. O pH manteve-se entre 5,00 e 6,00, conforme o indicado para a pele. A densidade e a espalhabilidade mantiveram-se estáveis. Todas as formulações cosméticas, incluindo a HAext apresentaram boa aceitação e atenderam às expectativas dos consumidores. Portanto, este estudo traz informações importantes sobre a bioatividade dos compostos das folhas de S. malaccense, com resultados inéditos à sua aplicação em formulações cosméticas de sérum facial.
Abstract: As we age, concerns about premature aging influenced by environmental factors and oxidative stress increase. This leads to a search for cosmetics that prevent and repair skin damage while keeping it healthy and protected. In light of this, red jambo extract emerges as a promising and natural source of antioxidants. However, many natural compounds are chemically unstable, making them prone to reactions that reduce their efficacy over time. In response, this study introduces a technological innovation by developing an anti-aging cosmetic formulation rich in antioxidant flavonoids extracted from the leaves of red jambo (Syzygium malaccense), combined with nanostructured hydroxyapatite as a strategy to protect the bioactive compounds. The antioxidant potential was evaluated through DPPH and ABTS radical scavenging assays, ferric reducing antioxidant power (FRAP), total phenolic compounds (TPC), and the identification and quantification of phenolic compounds by high-performance liquid chromatography with diode-array detection (HPLC-DAD), as well as minimum inhibitory concentration (IC50). Hydroxyapatite was characterized both in its pure form and when impregnated with the extract, using transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), dynamic light scattering (DLS), and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). Ingredient concentrations for the formulations were determined using qualitative exploratory studies followed by factorial design. The formulations underwent accelerated stability testing for 12 days, where organoleptic properties (color, odor, appearance), physicochemical properties (pH, density, centrifugation, spreadability), IC50, and rheological behavior in steady and oscillatory regimes were evaluated. Finally, a sensory evaluation was conducted using the ideal profile method (IPM). The results showed good antioxidant capacity of the red jambo extract, with 333.54±7.0 mg GAE.g-1 (TPC) and an IC50 of 40.733 mg.mL-1, and excellent efficiency of hydroxyapatite (HA) application as a protective agent for the bioactive compounds, with an increase in IC50 value from 33.71 to 39.30 mg.mL-1. HPLC-DAD analysis identified and quantified compounds such as gallic acid, myricitrin, and myricetin. Concentrations of hydroxyethylcellulose, hyaluronic acid, and extract were set at 0.1%, 1%, and 0.5%, respectively. Factorial design indicated that the content of hydroxyethylcellulose is directly proportional to viscosity and turbidity, and hydroxyethylcellulose and HA (containing extract) is inversely proportional to antioxidant activity. Formulations were characterized rheologically in a steady state as non-Newtonian fluids with shear-thinning viscosity and in an oscillatory regime as diluted solutions with a predominance of viscous forces over elastic forces. The odor and appearance remained stable during the stability study. The color of the extract-free sample underwent significant changes, while the HA impregnated with extract (HAext) underwent slight modifications. The pH remained between 5.00 and 6.00, suitable for skin. Density and spreadability remained stable. All cosmetic formulations, including HAext, showed good acceptance and met consumer expectations. Therefore, this study provides important information about the bioactivity of compounds from the leaves of S. malaccense, with novel results for their application in facial serum cosmetic formulations.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33862
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