Ottimizzazione di spray-drying di sericina estratta da Bombyx mori


Ottimizzazione di spray-drying di sericina estratta da Bombyx mori

Applicazione del disegno sperimentale nello studio di miscele di sericina e coadiuvanti tecnologici dell’essiccamento

di Andrea Milanesi1, Maurizio Rinaldi1, Lorena Segale1, Elia Bari2, Lorella Giovannelli1

1Dipartimento di Scienze del Farmaco, Università del Piemonte Orientale
2Dipartimento di Scienze del Farmaco, Università degli Studi di Pavia
andrea.milanesi@uniupo.it


La sericina è una proteina estratta dai bozzoli di Bombyx mori, la cui larva è nota come baco da seta. Negli ultimi anni questo prodotto, originariamente visto come scarto dell’industria tessile, ha suscitato un rinnovato interesse per le sue numerose attività biologiche e ha trovato largo impiego, in particolare in ambito biomedicale e cosmetico. In questo studio la sericina è stata estratta dai bozzoli attraverso la tecnica di degumming High Temperature High Pressure (HTHP) ed è stata essiccata in presenza di due coadiuvanti dell’essiccamento della proteina, il trealosio (TR) e la metil-β-ciclodestrina (MBCD), al fine di ottenere una polvere di impiego tricologico. Attraverso un disegno sperimentale (DoE), il disegno di miscela D-ottimale, è stato valutato l’impatto di un terzo componente, un derivato cationico della gomma di guar, l’idrossipropiltrimonio cloruro (CGG), sulle caratteristiche delle polveri di sericina essiccate in presenza di TR e MBCD. In particolare, sono state valutate la resa di processo, l’umidità residua (tramite analisi termogravimetrica, TGA) e le caratteristiche morfologiche (con microscopia ottica e a scansione elettronica, SEM). L’impiego di queste miscele ha migliorato significativamente il processo di essiccamento della proteina: il disegno sperimentale ha permesso di individuare le miscele migliori per l’ottenimento di polveri di sericina caratterizzate da buone rese e lavorabilità, oltre che da ridotta umidità residua rispetto alla proteina processata senza i coadiuvati dell’essiccamento. In particolare, la polvere derivante dalla soluzione di sericina e da 0,10% di CGG, 0,45% di TR e 0,45% di MBCD si è contraddistinta come quella caratterizzata da proprietà adatte alla produzione di materie prime per impiego tricologico.

Spray-drying optimization of sericin extracted from Bombyx mori
Application of experimental design in the study of mixtures of sericin and drying adjuvants

Sericin is a protein extracted from Bombyx mori silk cocoons. Over the last decade, this wastewater product of the textile industry has shown many interesting biological properties and has been widely used in the cosmetic and biomedical fields. In this study, sericin has been obtained via a High-Temperature High-Pressure degumming process and was dried in the presence of two selected drying agents, trehalose (TR) and methyl-β-cyclodextrin (MBCD), with the aim of obtaining a cosmetic powder. In addition to these two agents, a cosmetic grade cationic guar gum derivative, guar hydroxypropyltrimonium chloride (CGG), has been investigated in a D-optimal mixture design as a component to improve the process yield, the residual moisture and the morphological characteristics of the sericin powders. The obtained powders have been analyzed using thermogravimetric analysis (TGA), optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). The agents were able to significantly improve the drying process of the protein. Moreover, the use of a mixture design approach allowed to find the composition with the best yield, moisture content and handling properties compared to the protein alone. In particular, the co-spray-drying of sericin with 0,10% of CGG, 0,45% of MBCD and 0,45% of TR gave good process yields and furnished a powder with handling properties that were better than those of the other studied dried products. These characteristics seem to be appropriate and fruitful for the manufacturing of raw materials for hair products.

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