Formulazioni cosmetiche emulsifier-free: stabilità, reologia e texture analysis

The aim of this project was to formulate a stable O/W emulsion without surfactants, stabilized only by powders: these, thanks to the interface positioning, form a shell around the oil droplets and prevent system separation. The studies currently present in literature refer to systems stable at room temperature, for thirty days, an insufficient time for systems with potential application in the development of cosmetics products. For this reason, the focus of the project was the formulation of emulsions capable of resisting to more intense stresses, such as those of the mechanical stability test with centrifuge and the accelerated ageing test in ovens at 40°C. An initial screening was carried out to verify the emulsifying capacity of the selected powders; zinc oxide and zea mais starch proved to be the best candidates, and their behavior as stabilizers in emulsions was subsequently investigated. Binary and ternary associations of zinc oxide and zea mais starch with diutan gum allowed achieving mechanical stability, maintaining a low viscosity and a pleasant skin-feeling. Rheology and Texture analysis allowed the characterization of physical, mechanical and structural properties of the investigated systems.

L’obiettivo di questo lavoro di tesi è stato quello di formulare un sistema emulsionato stabile di tipo O/A privo di tensioattivi emulsionanti, stabilizzato unicamente da polveri: queste, posizionandosi all’interfaccia, agiscono formando un guscio fisico attorno alle goccioline di fase dispersa prevenendo separazione del sistema. La maggior parte degli studi attualmente presenti in letteratura si riferisce a sistemi stabili a temperatura ambiente per un periodo di trenta giorni, un tempo insufficiente per un prodotto con potenziale applicazione nello sviluppo di prodotti cosmetici. In quest’ottica, si è pensato di centrare il focus del progetto sulla formulazione di sistemi capaci di sopportare stress più intensi, come quelli del test di stabilità meccanica in centrifuga e di invecchiamento accelerato in stufa termostata a 40°. Inizialmente, è stato condotto uno screening atto a verificare la capacità emulsionante delle polveri selezionate; Zinco ossido e Amido di mais si sono rivelati i candidati migliori e successivamente, è stato studiato il comportamento nella stabilizzazione dell'emulsione. Associazioni binarie e terziarie di Zinco ossido e amido di mais con diutan gum hanno consentito il raggiungimento della stabilità meccanica, mantenendo una bassa viscosità e gradevolezza sensoriale. Le analisi di reologia e di texture hanno permesso, inoltre, di caratterizzare le proprietà fisico-meccaniche e strutturali dei sistemi indagati.