Riassunto analitico
L’attività dell’acqua o acqua libera (aw) è definita come il rapporto tra la tensione di vapore dell’acqua in un materiale e la tensione di vapore dell’acqua pura, alla stessa temperatura. È quindi una misura dello stato energetico dell’acqua in un sistema. Misurando il valore dell’acqua libera, è possibile predire quali microrganismi (e quali no) saranno potenziali fonti di contaminazione. La sicurezza microbiologica è una delle questioni principe della moderna cosmetologia. A molti consumatori piacerebbe trovare cosmetici completamente privi di conservanti, ma ottenere formulazioni “preservative free” non è semplice, poiché quasi tutti i cosmetici sono ottimi substrati per la crescita microbica, soprattutto perché ricchi di acqua. Una possibile soluzione è lo sviluppo di formulazioni self-preservative, cioè che si autoconservino senza l’aggiunta di molecole di sintesi tradizionali. Il principio dell’Hurdle Technology, per esempio, si basa sull’idea di utilizzare piccole barriere differenziate (ostacoli) per ottenere un prodotto autoconservante e fare in modo che i microrganismi contaminanti non siano in grado di sopravvivere. Attraverso circa 250 analisi dell’aw svolte tramite l’utilizzo del titolatore di acqua libera Aqualab 4TE sono state scoperte un certo numero di sostanze in grado di ridurre l’attività dell’acqua e di conseguenza di ridurre, in base al valore di aw ottenuto, la crescita e la proliferazione di microbi, muffe e lieviti. Durante la prima fase di ricerca sono stati misurati i valori di aw di sostanze pure in acqua appartenenti a 6 classi distinte (polialcoli, zuccheri, sali, idrocolloidi, polimeri sintetici e sostanze naturali originarie del territorio trentino). Da questa fase non si sono ottenuti risultati particolarmente interessanti o promettenti; a parte la glicerina, rivelatasi fin da subito un buon sottrattore di acqua libera, e alcuni zuccheri e glicoli, le altre sostanze analizzate non sembravano riuscire a diminuire l’aw. Ma una volta provato a misurare l’aw di più sostanze miscelate tra loro in acqua i risultati sono fin da subito apparsi migliori. Questo fatto ha dimostrato l’importanza delle sinergie tra sostanze, in totale accordo con i principi dell’Hurdle Technology. Successivamente si è cominciato a ragionare in termini di cut-off, cercando di ottenere due gruppi o “pacchetti” di miscele, uno comprendente miscele con valori di aw di 0,93 (per poter formulare prodotti che impedissero la proliferazione di Pseudomonas aeruginosa e di Escherichia coli), l’altro comprendente miscele con valori di aw di 0,86 ( per poter formulare prodotti che impedissero la proliferazione anche di Staphylococcus aureus e Candida albicans). Sono state poi svolte analisi dell’aw seguendo due piani sperimentali elaborati da un software, per avere dati più accurati e riproducibili. Alla fine di questa fase analitica, le sostanze rivelatesi maggiormente in grado di abbassare i valori di aw sono state quelle appartenenti alla classe dei polialcoli, grazie alla presenza nella loro struttura di numerosi gruppi ossidrilici OH, in grado di legarsi facilmente alle molecole di acqua. Alla prova delle MIC le soluzioni acquose contenenti alcune di queste sostanze hanno fornito risultati sorprendentemente positivi; anche a concentrazioni piuttosto basse si notava che non solo i batteri ma anche le muffe ed i lieviti erano impossibilitati a crescere e proliferare. La scoperta delle grandi proprietà di riduzione dell’aw di alcuni polialcoli, quando sono miscelati insieme, può quindi essere considerata un importante punto di partenza verso lo sviluppo di quei cosmetici auto-preservanti a cui mira oggi l’industria cosmetica per soddisfare le nuove esigenze dei consumatori, sempre più critici nei confronti dei sistemi preservanti sintetici, spesso causa di fenomeni di irritazione e ipersensibilità cutanee, e desiderosi invece di prodotti più naturali e sicuri.
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