Desenvolvimento de blends de óleos essenciais com potencial antimicrobiano e antioxidante

Abstract

Resumo: Existe uma tendência, no Brasil e no mundo, de consumo de cosméticos naturais e uma grande expectativa em relação ao crescimento deste mercado. Esta tendência surge da necessidade de produtos chemical-free, da mudança no estilo de vida das pessoas e na conscientização dos consumidores. Além disso, estudos recentes questionam a segurança toxicológica de ingredientes sintéticos comumente utilizados em cosméticos, como por exemplo o conservante metilparabeno (MP) e o antioxidante butil-hidroxitolueno (BHT). Por outro lado, estudos mostram que óleos essências (OE), ingredientes naturais e constituintes frequentes de fragrância, apresentam importante atividade antimicrobiana e antioxidante. Dentro deste contexto, existe um grande potencial de unir atributos hedônicos (perfumação agradável) e funcionais (atividade antioxidante e antimicrobiana) em um único ingrediente composto somente de OEs e que atue, ao mesmo tempo, como fragrância e conservante de cosméticos, sendo este o principal objetivo deste trabalho. Para tanto, 9 OEs foram analisados quanto a sua atividade antioxidante, pelo método de sequestro de radicais DPPH (2,2-difenil-1-picrilhidrazil), e antimicrobiana, pelo método de microdiluição em placa. Também foi avaliada a aceitabilidade olfativa de cada OE através de teste sensorial afetivo quantitativo. Os resultados destes três métodos guiaram a seleção de 6 dos 9 OEs para que, combinados em diferentes proporções, constituíssem 3 blends a serem empregados em uma base emulsionada. Para confirmação de sua eficácia, os blends foram testados pelos mesmos métodos empregados para os OEs isolados, além de serem submetidos ao teste desafio do conservante (Challenge Test). Os resultados levaram a seleção dos OEs de anis, canela, cravo, orégano, mentya e tomilho para a construção dos blends, uma vez que estes apresentaram atividade antioxidante e antimicrobiana igual ou superior ao MP e BHT, respectivamente, além de serem melhor aceitos pelo consumidor. Os blends desenvolvidos (B1, B2 e B3) contem iguais proporções de anis, cravo, canela e tomilho e se diferem nas proporções de orégano e menta, sendo que o B1 apresenta quantidades iguais dos dois OEs, o B2 apresenta maior proporção de menta e o B3 maior proporção de orégano. Todos os blends apresentaram atividade antioxidante superior ao BHT (IC50 =0,35± 0,01 µL/mL), sendo que o B3 apresentou a amior atividade (IC50=0,16± 0,003µL/mL). Em relação a atividade antimicrobiana, o B3 é o único que apresenta atividade estatisticamente igual ou superior ao MP para todos os microorganismos testados (S.aureus, E. coli, P. aeruginosa e C. albicans). O único blend penalizado em relação ao MP foi o B2 que apresentou atividade antimicrobiana estatísticamente inferior ao MP para E. coli (IC50=0,31±0,01µ/mL vs IC50 =1,17±0,37µL/mL). No entanto, em termos de aceitação pelo consumidor, o B3 foi o menos aceito com somente 18% da preferência. Em relação ao Challenge Test, todos os blends apresentaram redução superior a 2 logs 10^6 UFC/g para 10¹ UFC/g) na contagem microbiana a partir do sétimo dia e contagem <10 a partir do décimo quarto dia, atendendo aos aspectos regulatórios brasileiros para ingrediente conservante. Portanto, para a combinação de melhor atividade biológica (conservante) e melhor aceitação pelo consumidor (fragrância) o B1 foi o que apresentou as melhores características, sendo, assim, um potencial candidato para um novo insumo ativo natural para cosméticos. Além disto, estes resultados comprovam que é possível substituir ingredientes sintéticos controversos por alternativas naturais.

Abstract: There is a tendency, in Brazil and in the world, for the consumption of natural cosmetics and a great expectation in relation to the growth of this market. this trend stems from the need for chemical-free products, changing people's lifestyles and consumer awareness. In addition, recent studies have questioned the toxicological safety of synthetic ingredients commonly used in cosmetics, for example the antimicrobial methylparaben (MP) and the antioxidant butylhydroxytoluene (BHT). On the other hand, studies show that essential oils (EO), natural ingredients and frequent constituents of fragrance, present important antimicrobial and antioxidant activity. Within this context, there is a great potential to combine hedonic (pleasant perfuming) and functional attributes (antioxidant and antimicrobial activity) in a single ingredient composed only of EOs and that act, at the same time, as fragrance and cosmetic preservative, being this the main objective of this work. For this purpose, 9 OEs were analyzed for their antioxidant activity by DPPH (2,2-dipenyl-1-picrylhydrazyl) radical scavenging assay and antimicrobial by the plate microdilution method. It was also evaluated the olfactory acceptability of each EO through quantitative affective sensorial test. The results of these three methods guided the selection of 6 of the 9 EOs that, combined in different proportions, constituted 3 blends to be applied in an emulsified base. To confirm their efficacy, the blends were tested by the same methods used for the isolated EOs, in addition to being tested by challenge test. The results led to the selection of the EOs of anise, cinnamon, clove, oregano, mint and thime for the construction of the blends, since they presented antioxidant and antimicrobial activity equal to or higher than MP and BHT, respectively, besides being better accepted by consumer. The blends developed (B1, B2 and B3) contain equal proportions of anise, clove, cinnamon and thyme and differ in the proportions of oregano and mint, with B1 having equal amounts of both OEs, B2 having a higher proportion of mint and the B3 highest proportion of oregano. All the blends presented higher antioxidant activity than BHT (IC50 =0,35± 0,01 µL/mL), and B3 presented the highest activity (IC50=0,16± 0,003µL/mL). In relation to the antimicrobial activity, B3 is the only one that presents activity statistically equal to or greater than MP for all microorganisms tested (S.aureus, E. coli, P. aeruginosa e C. albicans). The only blend penalized in relation to PM was B2, which showed statistically lower antimicrobial activity than MP for E. coli (IC50=0,31±0,01µ/mL vs IC50 =1,17±0,37µL/mL). However, in terms of consumer acceptance, B3 was the less accepted with only 18% of preference. Regarding the challenge test, allblends presented a reduction of more than 2 logs (10^6UFC/g para 10¹ UFC/g) in the microbial count from day 7 and counting <10from day 14, taking into account Brazilian regulatory aspects for preservative ingredient. Therefore, for the combination of better biological activity (preservative) and better acceptance by the consumer (fragrance) B1 was the one that presented the best characteristics, thus being a potential candidate for a new natural active ingredient for cosmetics. Moreover, these results prove that is possible to replace synthetic controversial ingredients by natural alternatives.