Nanoemulsões contendo blends de óleos essenciais : caracterização e avaliação das atividades biológicas visando a aplicação em cosméticos

Abstract

Resumo: Os óleos essenciais (OEs) apresentam diversas atividades biológicas já comprovadas e sua utilização vem sendo muito explorada, principalmente pela indústria de cosméticos para a substituição de compostos sintéticos contestados pelos consumidores como os conservantes. Entretanto, a incorporação de OEs nas formulações apresenta dificuldades, devido a insolubilidade em água, volatilização de compostos que ocasionam a perda de suas atividades e baixa estabilidade, por serem sensíveis a luz, oxigênio e temperatura. Estratégias como a incorporação de OEs em sistemas nanoestruturados mostram-se promissoras para sua aplicação em formulações, devido esses sistemas serem capazes de proteger da volatilização, aumentar a eficácia das atividades biológicas (antimicrobiana e antioxidante), reduzir a porcentagem de uso, melhorar a estabilidade e evitar que o uso de OEs puros promovam reações adversas. Neste estudo, foram desenvolvidas nanoemulsões (NEs) em dispersor Ultra-Turrax a partir da mistura de água, Span 80 e Tween 80 nas quais foram incorporados blends formados por 6 OEs (Anis (Illicium verum Hook. f.), Canela (Cinnamomum verum J. Presl), Cravo (Syzygium aromaticum (L.) Merr. & L.M., Menta (Mentha spicata L.), Orégano (Origanum vulgare L.), Tomilho (Thymus vulgaris L.)). As NEs obtidas permaneceram estáveis por um período de 90 dias, com tamanhos de gotículas na faixa de 100 a 286 nm, distribuição homogênea, potencial zeta > -30 mV, indicando que não houve agregação de gotículas, com morfologia esférica, densidade em torno de 1,00 g/mL e pH ácido. As NEs apresentaram atividade antimicrobiana contra E. coli, P. aeruginosa, S. aureus e C. albicans e as formulações de menores tamanhos apresentaram maior potência. No Challenge Test, realizado em uma emulsão contendo 1% das NEs F2B1 e F2B3, avaliado nos tempos 0, 7, 14 e 28 dias, o crescimento microbiano foi controlado mesmo após duas inoculações. Emulsões com 0,3%, 0,5%, 1%, 2% e 2,5% de F2B1 e F2B3 avaliadas quanto a aspectos organolépticos e de pH nos tempos 0, 30, 60 e 90 dias à 25 ± 2°C, demostraram resultados positivos em todos os parâmetros. No microbiológico, após 90 dias de desenvolvimento, foi visto crescimento bacteriano de 5x103 e 1x103 UFC/mL na concentração de 0,3% para F2B1 e F2B3, respectivamente. As NEs apresentam compostos fenólicos, que mesmo com altas taxas de volatilidade e possíveis perdas durante o processo de obtenção, foram determinados, assim como os flavonoides. Ambos os compostos, corroboram para os achados de atividade antioxidante, onde NEs apresentaram valores semelhantes e em alguns casos superiores aos blends puros. Todavia, os blends atuam em sinergia e nas NEs suas atividades biológicas são influenciadas pela mudança no coeficiente de partição dos OEs, alterando a sua hidrofobicidade. Devido a isso, em alguns casos, o blend se mostrou mais evidente, como nos resultados de citotoxicidade em fibroblastos murinos, que apresentaram menor viabilidade celular (94,48%, 96,36%, 98,23%, 91,60% e 90,47%, para B1 e 99,64%, 104,83%, 100,20%, 101,10% e 103,47%, para B3) nas concentrações de 1, 2,5, 5, 7,5 e 10 µg/mL do que as NEs que apresentaram viabilidade celular >111,87%. As NEs mostraram-se promissoras para aplicação como conservantes em emulsões cosméticas, apresentam potencial atividade antioxidante e ausência de citotoxicidade nos aspectos e margens avaliados e ainda conferem fragrância ao produto.

Abstract: Essential oils (EOs) have several proven biological activities and their use has been much explored, mainly by the cosmetics industry to replace synthetic compounds contested by consumers, such as preservatives. However, the incorporation of EOs in formulations presents difficulties, due to insolubility in water, volatilization of compounds that cause the loss of their activities and low stability, as they are sensitive to light, oxygen and temperature. Strategies such as the incorporation of EOs in nanostructured systems are promising for their application in formulations, because these systems are able to protect from volatilization, increase the effectiveness of biological activities (antimicrobial and antioxidant), reduce the percentage of use, improve stability and to prevent the use of pure EOs from promoting adverse reactions. In this study, nanoemulsions (NEs) were developed in an Ultra-Turrax disperser from a mixture of water, Span 80 and Tween 80, in which blends formed by 6 OEs (Anise (Illicium verum Hook. f.), Cinnamon (Cinnamomum verum J. Presl), Clove (Syzygium aromaticum (L.) Merr. & L.M., Peppermint (Mentha spicata L.), Oregano (Origanum vulgare L.), Thyme (Thymus vulgaris L.)) were incorporated. The NEs obtained remained stable for a period of 90 days, with droplet sizes in the range of 100 to 286 nm, homogeneous distribution, zeta potential > -30 mV, indicating that there was no aggregation of droplets, with spherical morphology, density around 1.00 g/ml and acidic pH. The NEs showed antimicrobial activity against E. coli, P. aeruginosa, S. aureus and C. albicans and the smaller size formulations showed greater potency. In the Challenge Test, carried out in an emulsion containing 1% of NEs F2B1 and F2B3, evaluated at 0, 7, 14 and 28 days, microbial growth was controlled even after two inoculations. Emulsions with 0.3%, 0.5%, 1%, 2% and 2.5% of F2B1 and F2B3 evaluated for organoleptic and pH aspects at 0, 30, 60 and 90 days at 25 ± 2°C, showed positive results in all parameters. In the microbiological, after 90 days of development, bacterial growth of 5x103 and 1x103 CFU/mL was seen at a concentration of 0.3% for F2B1 and F2B3, respectively. The NEs present phenolic compounds, which, even with high volatility rates and possible losses during the production process, were determined as well as flavonoids. Both compounds corroborate the findings of antioxidant activity, where NEs presented similar values and in some cases superior to pure blends. However, the blends act in synergy and in the NEs their biological activities are influenced by the change in the partition coefficient of the EOs, altering their hydrophobicity. Due to this, in some cases, the blend was more evident, as in the results of cytotoxicity in murine fibroblasts, which showed lower cell viability (94.48%, 96.36%, 98.23%, 91.60% and 90.47%, for B1 and 99.64%, 104.83%, 100.20%, 101.10% and 103.47%, for B3) in concentrations of 1, 2.5, 5, 7.5 and 10 µg/mL than NEs that showed cell viability >111.87%. The NEs showed to be promising for application as preservatives in cosmetic emulsions, they have potential antioxidant activity and absence of cytotoxicity in the evaluated aspects and margins, and they also provide fragrance to the product.