No es ningún secreto que, en la última década, la industria cosmética ha experimentado una importante transformación. Las nuevas generaciones de consumidores y su creciente preocupación por aspectos sociales, sostenibilidad y medio ambiente, han generado importantes retos en el desarrollo de nuevos productos que no solo mejoren la calidad de la piel, sino que estimulen también nuestros sentidos.

Una de las tendencias más marcadas del sector en la actualidad es el empleo de ingredientes de origen natural. Estos son generalmente percibidos como más saludables por los consumidores, aunque también presentan ciertas desventajas que dificultan su obtención y uso en formulaciones finales. Los principales inconvenientes están relacionados con su producción y estabilidad, por lo que la demanda de alternativas y soluciones por parte de los consumidores y la industria es cada vez mayor. Algunas de las estrategias que se emplean en la actualidad se basan en:

1. Valorizar o Upcycling, es decir, el uso de residuos de la industria agroalimentaria como materia prima para la obtención de sustancias de interés.
2. Evitar el uso de disolventes orgánicos o inespecíficos empleando alternativas como los fluidos supercríticos, para obtener productos derivados de valor.
3. Aplicar procesos de encapsulación a estos activos de interés, con el fin de mejorar su estabilidad dentro y fuera de la fórmula final.

Por este motivo, desde AINIA se estudió la obtención mediante la tecnología de CO2 supercrítico de un concentrado de aceite de naranja rico en sustancias aromáticas, seguido de diversos procesos de encapsulación que favoreciesen su estabilidad. Finalmente, se evaluaron las propiedades sensoriales de estos productos sólidos mediante un panel de expertos.

Fluidos supercríticos: CO2

La tecnología de fluidos supercríticos se basa en las propiedades de los compuestos cuando se encuentran en condiciones de temperatura y presión superiores a su punto crítico, en las que el fluido presenta propiedades intermedias entre gas y líquido. Esto permite que ciertas sustancias, como el CO2, puedan usarse como disolventes y, modificando las condiciones de presión y temperatura, se puedan obtener extractos con distintos activos y concentraciones

Dentro del proyecto SUFRAPUR II, apoyado por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) y fondos FEDER, fue posible fraccionar un aceite esencial de naranja, procedente de residuos agroindustriales con presencia de plaguicidas. Gracias a este proceso, se consiguió obtener, por un lado, fracciones más concentradas en compuestos de valor para distintas industrias como la de fragancias, y por otro, extractos con bajos niveles o ausencia de plaguicidas. Adicionalmente, modificando las condiciones de proceso, no solo se pudo incidir en la concentración de compuestos aromáticos, si no también modular el color, con fracciones desde un naranja muy intenso hasta extractos completamente incoloros.

Tecnologías de encapsulación

El siguiente paso fue aplicar tecnologías de encapsulación a este concentrado de naranja con un doble objetivo: transformar un producto líquido en uno sólido, y que se pueda emplear como ingrediente en formulaciones de distinta naturaleza o como prototipo final de perfume sólido.

Dentro de las tecnologías disponibles en AINIA, se seleccionaron dos que permiten obtener productos en polvo: secado y enfriamiento por atomización, también conocidos como spray drying y spray chilling. De este modo, se diseñaron tres prototipos distintos, todos ellos con un 20% total de extracto de naranja.

• Prototipo 1: encapsulación simple, con materiales de recubrimiento afines al agua, para incluirlo en formulaciones oleosas, o en aquellas en las que impliquen agua durante su uso (jabón sólido, desodorantes, etc.)
• Prototipo 2: cápsula simple compuesta por materiales cerosos y oleosos. La combinación de materiales se escogió para favorecer su fusión a la temperatura de la piel, y así permitir una liberación durante su propia aplicación. Este prototipo podría emplearse como ingrediente en formulaciones fundamentalmente acuosas, o como producto final (perfume sólido, producto nutritivo para la piel en formato polvo, etc.).
• Prototipo 3: se trató de una doble cápsula en la que se combinaron los dos prototipos anteriores, por lo que sus usos podrían combinarse, siendo una cápsula versátil para diferentes tipos de productos y formas cosméticas.

Evaluación sensorial

Finalmente, estos prototipos sólidos se evaluaron sensorialmente durante 3 horas mediante un panel de 8 expertos previamente entrenados, y bajo normas estandarizadas como la ISO 8589:2007. En este caso, se evaluaron propiedades como la intensidad del olor y las notas olfativas presentes en las muestras, todas ellas comparadas con una disolución del concentrado de aceite esencial de naranja que simulaba un “perfume”.

Los resultados reflejaron que la intensidad de todas las muestras evaluadas disminuía con el tiempo, alcanzando su máximo en el momento de aplicación. Además, los prototipos 2 y 3 no presentaban diferencias significativas con respecto al control, ni en intensidad ni en notas olfativas (grado de significancia del 95%). Estos prometedores datos sugieren que los procesos de encapsulación, pese a la temperatura y al alto contenido en compuestos volátiles, no afectaron negativamente a las propiedades sensoriales del extracto, pudiendo obtener un formato novedoso con las mismas propiedades olfativas que el control.

En el caso del prototipo 1, la intensidad global fue significativamente inferior al control durante las 3 horas de evaluación. Esto es debido al distinto mecanismo de liberación de los materiales de encapsulación empleados. Los prototipos 2 y 3 liberaron el compuesto mediante difusión, mientras que el prototipo 1 necesita la acción de un agente externo (agua). Por este motivo, tras 3 horas de ensayo, se decidió añadir unas pocas gotas de agua. Los resultados fueron concluyentes: mediante este mecanismo de liberación, el prototipo 1 prácticamente recuperó la intensidad inicial.

Estos resultados avalan la posibilidad de aplicar las tecnologías ensayadas como herramienta de innovación para dar lugar a nuevos productos enfocados a aplicaciones cosméticas y perfumería: desde aquellas que impliquen el uso de agua, tales como desodorantes o limpiadores sólidos (prototipo 1), hasta formulaciones sólidas en las que la liberación del activo se produzca por la fusión de la cápsula en contacto con la piel, como bálsamos, perfumes sólidos y otras formulaciones waterless (prototipos 2 y 3).