ES2198605T3 - Extracto de proteina de un gluten cereal. - Google Patents

Abstract

SE DESCRIBE UN EXTRACTO PROTEICO EN FORMA DE UNA SOLUCION OBTENIDA POR EXTRACCION ALCOHOLICA DE GLUTEN DESECADO QUE SE MEZCLA CON GLICERINA Y/O UN ALCANDIOL DE CADENA CORTA Y SE CONCENTRA EN VACIO HASTA UN CONTENIDO DE ALCOHOL INFERIOR AL 5 % DEL PESO, PREFERENTEMENTE, INFERIOR AL 1 % DEL PESO. ESTE EXTRACTO ES EXCELENTE PARA UTILIZAR EN PREPARADOS COSMETICOS PARA EL CUIDADO DE CABELLOS DAÑADOS.

Description

Extracto de proteína de un gluten cereal.

Durante el ciclo de vida de un pelo humano, los esfuerzos mecánicos, por ejemplo durante el peinado o cardado, o también el tratamiento químico, tal como por ejemplo el blanqueado, la coloración o la permanente, provocan daños más o menos grandes en la estructura del pelo. Dichos daños empeoran las propiedades superficiales del pelo, por ejemplo con respecto al brillo, elasticidad y peinabilidad y disminuyen generalmente su resistencia. Los pelos dañados tienden a romperse más fácilmente que los exentos de daños.

Es conocido desde hace mucho tiempo que los hidrolizados de proteínas, que pueden prepararse por degradación de proteínas nativas, poseen propiedades de cuidado del pelo. En su mayoría, dichos hidrolizados contienen péptidos de un peso molecular comprendido entre 2 y 3 kDa y pueden obtenerse a partir de diferentes fuentes de proteínas, por ejemplo de gluten de cereal, desengrasando el gluten y luego extrayéndolo en condiciones alcalinas. El ejemplo descrito por nuestro propio WO-A 90/05521 es un hidrolizado que se obtiene a partir de un gluten de cereal, preferentemente de un gluten de trigo, en un procedimiento de varias etapas y que puede utilizarse, entre otros, en agentes para el cuidado del pelo. Según dicho documento, el gluten secado se desengrasa primero con un agente disolvente de grasa y luego se extrae con etanol acuoso, hecho alcalino por adición de NH_{3}. El residuo de extracción se descarta, y la fase líquida se enfría, si se desea, al vacío completo, dando lugar a un producto de proteína, que, tras su separación, forma una masa de hidrolizado clara, que a temperatura ambiente está en forma de miel. Dicha masa puede condicionarse para los fines deseados y someterse a una transformación posterior.

Los hidrolizados de este tipo son absortos por el pelo de forma relativamente uniforme, y a continuación se encuentran no sólo en la capa exterior de las células epiteliales de escama (cutícula) sino también en el área del tronco de fibra (corteza). Tal comportamiento es muy deseable para un cuidado que da una mejor prevención al pelo que en su mayor parte es todavía sin dañar. Sin embargo, para el pelo que ya está más dañado, habría que hallar un reactivo del cuidado que sea capaz de reconocer el lugar del daño, de colocarse específicamente allí y de contrarrestar los efectos del daño. El objetivo de la invención es proporcionar un reactivo para el cuidado de este tipo.

Según la invención, dicho objetivo se consigue por medio de un extracto de proteína que se prepara extrayendo un de cereal secado, preferentemente gluten de trigo, con un alcanol de cadena corta diluido, preferentemente etanol, adicionando a la fase líquida, tras ser separada del residuo sólido, glicerol o, si se desea, un alcanodiol de cadena corta, tal como por ejemplo etanodiol o propanodiol, y concentrando la mezcla resultante al vacío hasta que el contenido en alcanol de la fase líquida se ha disminuido a menos del 5% en peso, preferentemente menos del 1% en peso. Preferentemente, la extracción se lleva al cabo con etanol al 50-90%, preferentemente al 60-70%, como agente de extracción en una relación del gluten al agente de extracción comprendida entre 1:15 y 1:2, preferentemente 1:5, y a temperaturas comprendidas entre 15 y 45ºC, preferentemente a 20ºC. El tiempo de extracción puede ser de 0,25 a 48 horas y se sitúa normalmente, en función de los aparatos utilizados, alrededor de 15 horas. El contenido en proteína del extracto concentrado se sitúa en 1-30% de proteína, preferentemente en 10% en peso de proteína.

La invención y sus formas de realización preferidas se distinguen del documento WO-A 90/05521 tanto con relación al procedimiento como con relación al producto. Así, a la extracción se somete un gluten sin desengrasar, dando lugar a un contenido más alto en lípidos, glicolípidos y fosfolípidos en el extracto. Además, la extracción no se lleva a cabo en la región alcalina, sino en la región neutra, con lo cual tiene lugar escasa hidrólisis y se forman fracciones de proteínas de una composición completamente distinta. Además, tampoco tiene lugar una precipitación de las proteínas a partir del extracto, lo cual evita que componentes de buena solubilidad se concentran en el sobrenadante de la precipitación y se descartan junto con el sobrenadante. Finalmente, el producto según el documento WO-A 90/05521 es una masa en forma de miel, que es difícil de manejar y que, según las circunstancias, debe diluirse con etanol/agua, presentando en este caso una tendencia a formar precipitados, lo cual limita sustancialmente su usabilidad posterior. En cambio, el producto según la invención es una solución clara de una excelente estabilidad de almacenaje, que puede incorporarse sin problemas en preparaciones cosméticas. Tampoco contiene etanol o por lo menos contiene menos del 5%, el cual al ser presente en concentraciones mayores puede, según las circunstancias, rebajar el punto de inflamación y la viscosidad de preparaciones cosméticas de forma indeseable.

Debe considerarse como su característica decisiva el hecho de que el extracto de proteína según la invención no constituye un hidrolizado de proteínas, sino que contiene sustancialmente las proteínas de cereales nativas (prolaminas) (es decir, en el caso de trigo la gliadina), las cuales, al contrario de los hidrolizados, son apenas hidrosolubles y presentan en su fracción principal un peso molecular comprendido entre 28 y 39 kDa. Sorprendentemente, se ha hallado que este producto -a diferencia de los hidrolizados- no recubre el pelo con una película uniforme y tampoco difunde en las zonas de pelo más profundas, sino que se une en primer lugar a los lugares del pelo humano dañado, en particular a los extremos de pelo desintegrados o a las secciones de pelo dañadas por el peinado o el cardado. Por ello, la invención proporciona un agente para el cuidado apto, específicamente para el pelo dañado.

Los ejemplos que siguen ilustran la invención.

Ejemplo 1 Preparación del extracto de proteína

Un gluten de trigo secado, disponible en el mercado, se extrae con etanol al 50-90%, preferentemente al 60-70%, en una relación del gluten de trigo al disolvente comprendida entre 1:15 y 1:2, preferentemente 1:5, a 15-45ºC, preferentemente a 20ºC.

Tras un tiempo de agitación comprendido entre 0,25 y 48 horas, preferentemente 15 horas, la suspensión se libera de la fase sólida por medio de un decantador. El líquido así clarificado se filtra por medio de filtración con un filtro de placas hasta obtener una solución clara. A continuación, se adiciona glicerol, y la mezcla resultante se concentra al vacío. El agua y etanol se eliminan por destilación hasta el contenido de etanol en el producto de fondo es de menos de aproximadamente el 1%. El producto así obtenido puede contener 1 a 30% en peso de proteína y normalmente contiene aproximadamente un 10% en peso de proteína (sustancia seca).

En vez de o junto con etanol, pueden utilizarse también para la extracción metanol y/o isopropanol en una dilución adecuada, y el glicerol puede ser sustituido parcial o completamente por un alcanodiol, tal como etanodiol y/o propanodiol.

Ejemplo 2 Detección de adsorción específica en el pelo humano 2.1. Preparación de proteína marcada con una sustancia fluorescente

La proteína extraída del gluten de trigo según el Ejemplo 1 se hizo reaccionar con isotiocianato de fluroresceína (FITC 1 sobre celite, empresa Aldrich) a temperatura ambiente, con el fin de hacerla visible.

A 1,5 g de proteína se adicionaron 37,5 mg de FITC 1, y el pH de la solución de etanol/agua se ajustó a un valor de 8,5 por adición de trietilamina p.a. La mezcla de reacción se agitó durante 2 horas a temperatura ambiente, protegida contra la luz. El residuo (celite) se separó por centrifugación (a 3000 rpm, 10 min), el sobrenadante se purificó en una columna Sephadex LH-20, eliminando el FITC de bajo peso molecular y las sales presentes. Las fracciones fluorescentes se recogieron y se concentraron en un evaporador rotativo.

Rendimiento: 115 mg

2.2. Tratamientos de pelo para provocar un daño de pelo definido 2.2.1. Peinado

Mechas de pelo de 2 cm de ancho cada una se peinaron con un peine comprimido un total de 2000 veces (de cada lado 1000 veces) en dirección de la raíz a la punta.

2.2.2. Cardado

Una mecha de pelo de 2 cm de ancho se cardó un total de 50 veces con un peine comprimido en dirección de la punta a la raíz.

2.2.3. Blanqueado

Pelos de 100 mg cada uno, unidos para dar un mechón, se trataron en una solución constituida por 9,6 ml de H_{2}0, 2,4 ml de H_{2}O_{2} (al 30%), 0,57 mg de carbonato de amonio a un pH de 9,1 durante una hora con ligera agitación a 30ºC en un termostato. Se lavaron cuidadosamente con agua y se secaron al aire.

2.3. Tratamiento de pelos con una solución etanólica y preparación del baño lavador para la investigación según 2.5.

Para los tratamientos, se utilizaron 10 pelos de aproximadamente 5 cm de largo, que se ataron para dar un mechón. Los tratamientos se llevaron a cabo en una solución de etanol/agua (70/30, v/v) con un contenido en proteína del 0,5% (m/v) (marcado con una sustancia fluorescente según 2.1.) durante 30 min con agitación a temperatura ambiente. Para el lavado de los pelos, se utilizaron 25 ml.

\newpage

2.4. Tratamiento con una solución sulfato de lauroetilo sódico y preparación del baño lavador para la investigación según 2.5.

Para los tratamientos, se utilizaron 10 pelos de aproximadamente 5 cm de largo, que se ataron para dar un mechón. Los tratamientos se llevaron a cabo en una solución constituida por una solución de SLS al 5% (v/v) con un contenido en proteína del 0,5% (m/v) (marcado con una sustancia fluorescente según 2.1.) durante 30 min con agitación a temperatura ambiente. Para el lavado de los pelos, se utilizaron 25 ml.

2.5. Espectroscopia fluorescente

La espectroscopia fluorescente de los baños lavadores procedentes de 2.4. y 2.5. se realizó por medio de un espectrómetro de luminescencia LS50 (Perkin-Elmer, Überlingen, Alemania) en cubetas de vidrio de cuarzo especial (camino óptico: 1 cm). Todas las mediciones de fluorescencia se realizaron, relativo a un estándar 101 de rodamina (al 3% en etilenglicol). La hendidura de excitación y emisión se limitó a 5,0 nm.

2.6. Resultado TABLA 1 Intensidades de fluorescencia I_{max} (en %) del baño lavador de 2.3. al utilizarse pelos humanos pre-tratados según 2.2. (\lambda_{ex} = 494 nm)

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+\hfil#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
  \underline{Material de pelo}  \+
 \underline{I _{max}  en % (a 522 nm)} \cr  Pelos sin
tratar \+ 38,37\cr  Pelos blanqueados \+ 9,69\cr  Pelos peinados
2000 veces \+ 9,16\cr  Pelos cardados 50 veces \+
34,39\cr}

TABLA 2 Intensidades de fluorescencia I_{max} (en %) del baño lavador de 2.4. al utilizarse pelos humanos pre-tratados según 2.2. (\lambda_{ex} = 494 nm)

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+\hfil#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
  \underline{Material de pelo}  \+
 \underline{I _{max}  en % (a 522 nm)} \cr  Pelos sin
tratar \+ 112,87\cr  Pelos blanqueados \+ 12,33\cr  Pelos peinados
2000 veces \+ 14,74\cr  Pelos cardados 50 veces \+
16,20\cr}

La proteína marcada con una sustancia fluorescente se adhirió al pelo dañado mucho mejor, por lo cual se observaron intensidades de fluorescencia menores al eliminarse la proteína por lavado.

Ejemplo 3 Evaluación por microscopio de fluorescencia

Los pelos se trataron según el Ejemplo 2.3. y el Ejemplo 2.4. (sin lavar) con soluciones de la proteína marcada con la sustancia fluorescente y luego se secaron y se analizaron por medio de microscopia de fluorescencia utilizando un microscopio de barrido con fotómetro MPMO3 (Zeiss, Oberkochen, Alemania) por la técnica de luz incidente. La fuente de luz utilizada era una lámpara de mercurio a presión máxima. Para la microscopia de fluorescencia, se utilizó un reflector especial, que permite una excitación de fluorescencia a 450-490 nm y una emisión a una longitud de onda por encima de 520 nm. Para la investigación por microscopia de fluorescencia, los pelos se incorporaron en un aceite de inmersión (Zeiss).

Para la preparación de cortes transversales de fibra, se incorporaron aproximadamente 10 pelos en una resina de acrilato (Historesin 0, Leica, Bensheim, Alemania). Tras el curado de la resina, se prepararon cortes transversales de fibra en espesores de corte de 20 \mum por medio de un micrótomo rotativo Supercut 2050 (Leica).

Por las fotografías tomadas con el microscopio puede apreciarse que no hay un recubrimiento uniforme de los pelos con proteína. En particular, puede observarse un recubrimiento de los bordes de escamas. En los pelos previamente dañados mecánicamente, puede detectarse un recubrimiento claramente mayor en comparación con pelos sin tratar, en particular en la zona de las puntas. Los pelos blanqueados muestran también una adsorción claramente mayor de proteína.

Las fotografías de cortes transversales de pelo presentaban fenómenos de fluorescencia que demuestran que la proteína se une al pelo solamente en la periferia del mismo.

Ejemplo 4 Ejemplo del efecto de un extracto de proteína según la invención que contiene gliadina

Las investigaciones en una proteína (gliadina) marcada con una sustancia fluorescente según los Ejemplos 2 y 3 permitieron demostrar su deposición preferente en las partes de pelo que están dañadas. Esto provoca un refuerzo del pelo, que puede demostrarse por medio de una prueba del esfuerzo de tracción.

Material de pelo y tratamiento previo

A tal fin, se utilizó un material de pelo europeo, que está disponible en forma de mechones de 23 cm de largo y de aproximadamente 2,4 g de peso. Dichos mechones se sometieron, según recetas estándares utilizadas en la práctica, en primer lugar a un blanqueado, luego en estado liso a una permanente alcalina con ácido tioglicólico y finalmente a un lavado con sulfato de éter de laurilo, seguido de un enjuagado con ácido cítrico al 1%. A continuación, los mechones se estrangularon, se secaron bajo un casco secador peinándolos repetidamente y finalmente se condicionaron durante 24 horas a una humedad relativa del 65% y a 20ºC.

Tratamiento con un champú a base de un extracto de proteína (champú de gliadina) según la invención

A fines comparativos, los mechones se trataron con un ``champú gliadina'' según la invención y con un ``champú placebo'' no según la invención. A tal fin, los mechones se humectaron primero durante 15 min y luego se llevaron a un estado ``secado por toalla''. Los champúes se aplicaron en una relación de 1:4, relativo al peso de los mechones secos, y se incorporaron por masaje, con un tiempo total de exposición de 3 min. A continuación, los mechones se lavaron durante 2-3 min bajo el agua del grifo (aproximadamente 35ºC) y se secaron tal como se ha descrito anteriormente. Este tratamiento se repitió 20 veces.

Formulaciones de champú

Materia prima	Nombre INCI	Champú de gliadina	Champú placebo
(Nombre comercial)		Contenido [%]	Contenido [%]
Genapol LRO líquido	Sodium Laureth Sulfate	37,0	37,0
Rewoteric AMB 14	Cocoamidopropyl Betain	6,0	6,0
Comperlan 100	Cocamide MEA	0,5	0,5
Ácido cítrico	Citric Acid	0,3	0,3
Trilon B polvo	Tetrasodium EDTA	0,1	0,1
Benzoato sódico	Sodium Benzoate	0,5	0,5
Cloruro sódico	Sodium Chloride	1,8	1,8
Aceite de perfume	Fragrance	0,5	0,5
Solución de gliadina		2,0	0,0
según la invención	- -
(al 9%)
Agua	Aqua	51,3	53,3

Prueba de tracción de manojos

Las mediciones referentes a la resistencia de tracción de manojos se llevaron a cabo en analogía a la norma IWTO-32-82 en agua (húmedo) o en condiciones de clima estándar (seco = 20ºC, 65% de humedad relativa). A tal fin, mechones para cada producto se tomaron al azar un total de 30 pelos, que se unieron para dar una muestra. De cada muestra, se tomaron 10 pelos y se introdujeron en paralelo en una mordaza especial. Para un total de nueve muestras individuales de este tipo se determinaron las tensiones y alargamientos de rotura individuales. Después de la prueba, las muestras, en caso de la medición en húmedo, se secaron (50ºC/12 horas) y a continuación se recondicionaron. Las muestras se pesaron para determinar el área transversal media de los pelos en cada muestra individual.

\newpage

Las pruebas se llevaron a cabo de la manera siguiente:

* Aparato:	Máquina de ensayo de tracción INSTRON
* Longitud libre entre mordazas:	10 mm
* Velocidad de alargamiento:	10 mm/min
* Carga total:	10 N - 20 N
* Medio:	en agua (húmedo) o en clima estándar (seco)
* Número de pelos;	9 x 10

Resultados de las mediciones

	Valores promedios	Valores promedios
	Alargamiento de rotura	Tensión de rotura
	húmedo	seco	húmedo	seco
Champú de gliadina	60,5%	54%	155 MPa	204 MPa
Champú placebo	57,4%	53,8%	138 MPa	189 MPa

Interpretación

Resulta que con el uso según la invención de un extracto de proteína, en el presente ejemplo con el uso de un extracto de proteína a base de gliadina (``solución de gliadina''), se consigue una mejora decisiva de la resistencia del pelo y un contrarresto de su daño, por ejemplo causado por rotura durante el peinado.

Ejemplo 5 Medición del brillo del pelo Disposición de prueba

Mechones de pelo se sometieron a un tratamiento previo tal como en el Ejemplo 4 y a continuación se trataron con el champú de gliadina según la invención y el champú placebo no según la invención del Ejemplo 4 utilizando el procedimiento de dicho ejemplo.

De cada mechón para cada producto de champú se tomaron al azar un total de diez pelos y se midieron en la parte central en dos puntos diferentes en cada muestra. Dicha medición se llevó a cabo con un láser de luz verde (532 nm) a un ángulo de irradiación de 40º y con registro simultáneo de la luz dispersa en un intervalo de ángulos comprendido entre 50 y 170º. La irradiación se realizó en la dirección denominada raíz/punta.

Las partes de la reflexión direccional (gR) y de la reflexión difusa (dR) se determinaron adaptando dos distribuciones normales al perfil de la luz dispersa. A partir de la misma se calcula el índice de brillo G1 según: G1 = gR/(dR + gR) x 100%

Resultado de las mediciones

Valores promedios índice de brillo
Champú de gliadina	48,0%
Champú placebo	40,1%

Interpretación

Con el uso según la invención de un extracto de proteína, en el ejemplo con el uso de un extracto a base de gliadina, se consigue un incremento sustancial del brillo del pelo.

Claims (6)

1. Extracto de proteína, obtenible por un procedimiento que comprende las etapas siguientes de:

-

extraer un gluten de cereal secado por medio de alcanol diluido,

-

separar la fase de extracto líquida resultante del residuo sólido,

-

adicionar a la fase de extraco líquida separada glicerol y/o un alcanodiol de cadena corta,

-

concentrar la fase líquida resultante al vacío hasta que el contenido en alcanol se ha disminuido a menos de un 5% en peso, preferentemente menos de un 1% en peso.

2. Procedimiento para la preparación de un extracto de proteína, en el cual un gluten de cereal secado, preferentemente un gluten de trigo, se extrae por medio de alcanol diluido, a la fase líquida, obtenida después de separarla del residuo sólido, se adiciona glicerol y/o un alcanodiol de cadena corta y la mezcla resultante se concentra al vacío hasta que el contenido en alcanol de la fase líquida se ha disminuido a menos de un 5% en peso, preferentemente menos de un 1% en peso.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el cual la extracción se lleva a cabo con etanol al 50-90%, preferentemente al 60-70%, como el agente de extracción.

4. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 3, en el cual la extracción se lleva a cabo con un gluten de trigo y específicamente en una relación del gluten al agente de extracción comprendida entre 1:15 y 1:2, preferentemente 1:5.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en el cual la extracción se lleva a cabo durante un periodo de hasta 48 horas a temperaturas comprendidas entre 15 y 45ºC, preferentemente a 20ºC.

6. Uso del extracto de proteína según la reivindicación 1 en preparaciones cosméticas para el cuidado del pelo dañado.