Publicação
Biossíntese de novos compostos emulsificantes para aplicação cosmética
| Resumo: | Nos dias de hoje, um mundo mais sustentável é cada vez mais um objetivo a atingir. Face a esta necessidade, a indústria cosmética tem vindo a desenvolver novos métodos de produção para satisfazer as necessidades do mercado. Deste modo, os ingredientes cosméticos têm sido substituídos por alternativas, produzidas através de processos sintéticos mais verdes (sem solvente, menor gasto energético e/ou com recurso a biocatalisadores). Nesta dissertação foram sintetizados seis compostos emulsificantes não iónicos O/A, utilizando n-heptano e a lipase modificada da Aspergillus oryzae como biocatalisador: o éster 2-(2- etoxietoxi)etiloctanoato (6a) (η=72%), o éster 2-(2-etoxietoxi)etildecanoato (6b) (η=68%), o éster 2-(2- etoxietoxi)etilpalmitato (6c) (η=68%), o éster 2-(2-etoxietoxi)etiloleato (6d) (η=68%), o éster 2-(2- etoxietoxi)etil(9Z,12Z)-octadeca-9,12-dienoato (6e) (η=75%) e o éster 2-etoxietiloctanoato (7a) (η=72%). As lipases nativas da Aspergillus oryzae, Candida rugosa e porcine pancreas foram também testadas, no entanto, revelaram baixa (Aspergillus oryzae) ou nenhuma atividade de esterificação (Candida rugosa e porcine pancreas). Estudos de modelação molecular foram realizados, tendo-se observado uma baixa afinidade dos substratos/produtos aos centros ativos destas enzimas. De modo a obter uma síntese mais verde, as reações com a lipase modificada foram efetuadas na ausência de solvente. Nestas foram apenas isolados os compostos 6d e 6e com um rendimento de 74% e 50%, respetivamente. Posteriormente os ésteres foram caracterizados, e foram estudadas as suas propriedades emulsificantes através da produção de nanoemulsões O/A com rácios de 2,5% e 5% de emulsificante em tampão PBS ou água. A estabilidade destas foi avaliada com recurso à técnica de DLS, que permitiu concluir que os compostos 6a e 6c não formam nanoemulsões estáveis, pelo balanço hidrofóbico-hidrofílico e pelo estado sólido do éster, respetivamente. As nanoemulsões formadas pelos restantes ésteres revelam-se estáveis durante, pelo menos, 4 meses, o que foi justificado com 60 ns de simulação de dinâmica molecular. Estas simulações revelaram que os ésteres 6b, 6e e 7a formam agregados com perfil micelar e o composto 6d forma agregados com perfil de bicamada fosfolipídica. Posteriormente foi encapsulado nestas nanoemulsões um corante hidrofóbico, o Nile Red. O corante foi eficientemente encapsulado nas nanoemulsões, o que foi confirmado através de microscopia confocal. No entanto, as nanoemulsões revelaram baixa capacidade na libertação do corante. O mesmo foi observado em estudos de permeação através de um sistema de transdermal. |
|---|---|
| Autores principais: | Roque, Catarina Soares |
| Assunto: | Esterificação Lipases Emulsificantes Nanoemulsões Docking molecular Emulsifiers Esterification Lipase Nanoemulsions Molecular docking |
| Ano: | 2023 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | Nos dias de hoje, um mundo mais sustentável é cada vez mais um objetivo a atingir. Face a esta necessidade, a indústria cosmética tem vindo a desenvolver novos métodos de produção para satisfazer as necessidades do mercado. Deste modo, os ingredientes cosméticos têm sido substituídos por alternativas, produzidas através de processos sintéticos mais verdes (sem solvente, menor gasto energético e/ou com recurso a biocatalisadores). Nesta dissertação foram sintetizados seis compostos emulsificantes não iónicos O/A, utilizando n-heptano e a lipase modificada da Aspergillus oryzae como biocatalisador: o éster 2-(2- etoxietoxi)etiloctanoato (6a) (η=72%), o éster 2-(2-etoxietoxi)etildecanoato (6b) (η=68%), o éster 2-(2- etoxietoxi)etilpalmitato (6c) (η=68%), o éster 2-(2-etoxietoxi)etiloleato (6d) (η=68%), o éster 2-(2- etoxietoxi)etil(9Z,12Z)-octadeca-9,12-dienoato (6e) (η=75%) e o éster 2-etoxietiloctanoato (7a) (η=72%). As lipases nativas da Aspergillus oryzae, Candida rugosa e porcine pancreas foram também testadas, no entanto, revelaram baixa (Aspergillus oryzae) ou nenhuma atividade de esterificação (Candida rugosa e porcine pancreas). Estudos de modelação molecular foram realizados, tendo-se observado uma baixa afinidade dos substratos/produtos aos centros ativos destas enzimas. De modo a obter uma síntese mais verde, as reações com a lipase modificada foram efetuadas na ausência de solvente. Nestas foram apenas isolados os compostos 6d e 6e com um rendimento de 74% e 50%, respetivamente. Posteriormente os ésteres foram caracterizados, e foram estudadas as suas propriedades emulsificantes através da produção de nanoemulsões O/A com rácios de 2,5% e 5% de emulsificante em tampão PBS ou água. A estabilidade destas foi avaliada com recurso à técnica de DLS, que permitiu concluir que os compostos 6a e 6c não formam nanoemulsões estáveis, pelo balanço hidrofóbico-hidrofílico e pelo estado sólido do éster, respetivamente. As nanoemulsões formadas pelos restantes ésteres revelam-se estáveis durante, pelo menos, 4 meses, o que foi justificado com 60 ns de simulação de dinâmica molecular. Estas simulações revelaram que os ésteres 6b, 6e e 7a formam agregados com perfil micelar e o composto 6d forma agregados com perfil de bicamada fosfolipídica. Posteriormente foi encapsulado nestas nanoemulsões um corante hidrofóbico, o Nile Red. O corante foi eficientemente encapsulado nas nanoemulsões, o que foi confirmado através de microscopia confocal. No entanto, as nanoemulsões revelaram baixa capacidade na libertação do corante. O mesmo foi observado em estudos de permeação através de um sistema de transdermal. |
|---|