Valorizzazione di sottoprodotti agroalimentari per applicazioni cosmetiche: dagli estratti vegetali alla formulazione di una crema

The growing attention towards the valorization of agri-food by-products has led to the consideration of Vitis vinifera L. pomace and Crocus sativus L. tepals as sources of bioactive compounds of potential cosmetic interest. This thesis aimed to characterize the extracts obtained from these matrices and to evaluate their contribution to the enrichment of a cosmetic formulation in phenolic compounds and to its antioxidant capacity. In a first step, the aqueous extracts obtained by hot extraction were characterized by determining the content of total polyphenols and flavonoids and through four antioxidant activity assays (ABTS, DPPH, FRAP and ORAC). The results highlighted differences between the matrices considered: tepals (T) showed a higher content of total phenolic compounds and a higher activity in the ORAC assay, while grape marc (V) and the combination of the two extracts (V+T) showed a higher content of flavonoids and a higher activity in the FRAP and DPPH assays. Based on these results, the V+T combination in H₂O was selected for the next formulation step. Four cosmetic formulations were then prepared: one free of actives and extracts (Cream 1), one containing the cosmetic actives but free of extracts (Cream 2), one containing the extract V+T in H₂O (Cream 3), and one containing V+T in H₂O associated with V+T in propanediol (Cream 4). The formulations were characterized by evaluating residual antioxidant activity, lipid oxidation through the determination of conjugated dienes and TBARS, and photoprotective properties following UVA irradiation. Formulations containing the extracts showed a higher antioxidant capacity than those without; in particular, Cream 4 showed the lowest value of lipid oxidation products and the highest UV absorbance values in the analyzed range. Finally, in vitro evaluation on human dermal fibroblasts highlighted good biocompatibility of the aqueous extract. Overall, the results highlight the potential of saffron pomace and tepal extracts as ingredients of interest for enrichment in phenolic compounds and the antioxidant capacity of cosmetic formulations aimed at counteracting skin aging.

La crescente attenzione verso la valorizzazione dei sottoprodotti agroalimentari ha portato a considerare le vinacce di Vitis vinifera L. e i tepali di Crocus sativus L. come fonti di composti bioattivi di potenziale interesse cosmetico. Il presente lavoro di tesi ha avuto l’obiettivo di caratterizzare gli estratti ottenuti da queste matrici e di valutarne il contributo all’arricchimento di una formulazione cosmetica in composti fenolici e alla sua capacità antiossidante. In una prima fase, gli estratti acquosi ottenuti mediante estrazione a caldo sono stati caratterizzati mediante la determinazione del contenuto di polifenoli e flavonoidi totali e attraverso quattro saggi di attività antiossidante (ABTS, DPPH, FRAP e ORAC). I risultati hanno evidenziato differenze tra le matrici considerate: i tepali (T) hanno mostrato un maggiore contenuto di composti fenolici totali e una maggiore attività nel saggio ORAC, mentre le vinacce (V) e la combinazione dei due estratti (V+T) hanno evidenziato un maggiore contenuto di flavonoidi e una più elevata attività nei saggi FRAP e DPPH. Sulla base di questi risultati, la combinazione V+T in H₂O è stata selezionata per la successiva fase formulativa. Sono state quindi preparate quattro formulazioni cosmetiche: una priva di attivi ed estratti (Crema 1), una contenente gli attivi cosmetici ma priva di estratti (Crema 2), una contenente l’estratto V+T in H₂O (Crema 3), e una contenente V+T in H₂O associato a V+T in propanediolo (Crema 4). Le formulazioni sono state caratterizzate mediante la valutazione dell’attività antiossidante residua, dell’ossidazione lipidica attraverso la determinazione di dieni coniugati e TBARS, e delle proprietà fotoprotettive in seguito a irraggiamento UVA. Le formulazioni contenenti gli estratti hanno mostrato una maggiore capacità antiossidante rispetto a quelle prive; in particolare, la Crema 4 ha evidenziato il valore più basso di prodotti di ossidazione lipidica e i valori di assorbanza UV più elevati nell’intervallo analizzato. Infine, la valutazione in vitro su fibroblasti dermici umani ha evidenziato una buona biocompatibilità dell’estratto acquoso. Nel complesso, i risultati evidenziano il potenziale degli estratti di vinacce e tepali di zafferano come ingredienti di interesse per l’arricchimento in composti fenolici e capacità antiossidante di formulazioni cosmetiche volte a contrastare l’invecchiamento cutaneo.