DETERGENTI

La crescente attenzione alla sostenibilità ha portato alla creazione di detergenti per la cura personale più ecologici e a basso impatto ambientale. L'approccio sostenibile si concentra su tre aspetti principali: l'approvvigionamento etico delle risorse, il risparmio idrico ed energetico e la riduzione degli sprechi. Soluzioni come l'uso di tensioattivi naturali, formule minimaliste, e detergenti solidi o concentrati sono esempi di innovazioni che riducono il consumo di acqua e risorse. Le formulazioni "water-efficient", come polveri, compresse effervescenti e shampoo solidi, rispondono alle esigenze ecologiche e favoriscono un comportamento più consapevole da parte dei consumatori, rappresentando un passo importante verso un futuro più sostenibile e meno impattante sull'ambiente.

La sostenibilità, intesa come compendio di performance in tema ambientale, sociale ed etico, è al giorno d’oggi una delle tendenze più diffuse in tutti i settori del mercato, impattando anche nell’ambito dei prodotti per la cura personale.

Nonostante nell’intero ciclo di vita di un detergente, il design formulativo e il processo di produzione siano solo aspetti marginali a livello di sostenibilità e risparmio idrico, essi hanno comunque un ruolo chiave, anche per ragioni di marketing. La maggior parte dell’impronta ambientale dei prodotti a risciacquo è attribuibile, infatti, alla fase d’uso, che dipende dalla quantità e dal riscaldamento dell’acqua del rubinetto, e solo in minima parte dalla formulazione, produzione, distribuzione e confezionamento (1). Ad esempio, formule di shampoo secchi o prodotti 2 in 1 sono meno impattanti dal punto di vista ambientale in quanto consentono risparmio d’acqua durante il risciacquo. Per migliorare la sostenibilità di cosmetici detergenti è possibile agire principalmente su tre aspetti: approvvigionamento etico delle risorse, risparmio idrico ed energetico, riduzione degli sprechi.

È preferibile selezionare materie prime di origine locale e marina, derivati da scarti alimentari (“upcycling”), oppure da fermentazione naturale con microrganismi (“fermented beauty”), o ancora da estrazione con miscele eutettiche naturali NaDES (“Natural Deep Eutectic Solvents”). Anche l’utilizzo di tensioattivi naturali a base di aminoacidi (Glutammati e alaninati) consentono di risparmiare acqua durante il risciacquo rispetto a solfati e betaine (2).

A livello formulativo, sono preferibili composizioni minimaliste contenenti ingredienti multitasking e, in particolare, cosmetici solidi a ridotto o nullo contenuto d’acqua, che è l’ingrediente più abbondante nelle formulazioni cosmetiche: in media contenuta dal 60% al 95%. È possibile ottenere così un risparmio di risorse, di dimensione degli imballaggi e di peso nel trasporto.

Dal punto di vista produttivo, la lavorazione a freddo di formule poco complesse può essere vantaggiosa per ridurre il consumo energetico. La scelta del contenitore adeguato è un altro fattore decisivo, prediligendo materiali biodegradabili, riciclabili o riutilizzabili con il concetto di ricarica o di riuso, dando al packaging una nuova vita: è il caso dei flaconi in porcellana di un detergente biodegradabile per la casa, che possono essere riusati come vasi da fiori una volta terminato il contenuto (“Clean the ocean” by Korefe) (3).

Le formule “waterless” o, per meglio dire, “water-efficient”, cioè con un contenuto d’acqua ridotto o che permettono di utilizzare una quantità minore d’acqua durante la produzione o il risciacquo, possono essere classificate in: fluidi concentrati, polveri (libere e compresse), solidi in forma di saponette. Il marchio “Waterl<ss” è stato quello che ha fatto da pioniere, lanciato da Procter & Gamble nel 2020 in seguito alla crisi idrica devastante di Città del Capo nei primi mesi del 2018. Offre una gamma di soluzioni per i capelli nel “no-wash day” che possono essere utilizzate senz’acqua: pulizia, condizionamento, stile e fragranza (4).

MIRIAM DEOLA

R&D Specialist - Labanalysis Life Science s.r.l., Milano

MEMBRO DEL COMITATO SCIENTIFICO 

di BEAUTY HORIZONS ITALIA

Miriam Deola

Farmacista cosmetologa, mi occupo di ricerca e sviluppo di formulazioni skin-care, detergenti, solari, make-up e di studi applicativi di nuove materie prime. Fornisco supporto tecnico-scientifico e collaboro nello sviluppo di attività di formazione e corsi. Partecipo come relatrice in convegni del settore cosmetico e come docente in corsi di laurea universitari. Sono autrice di pubblicazioni scientifiche e membro della Società Italiana Chimici Cosmetologi.

La difficoltà della formulazione di detergenti concentrati consiste principalmente nel mantenere caratteristiche di fluidità ed elevata spalmabilità sui capelli, gradevole schiuma ed after-feel. La viscosità e la reologia del prodotto dipendono dalla struttura cristallina della determinata combinazione di tensioattivi. Al di sopra della concentrazione micellare critica, essi possono organizzarsi in strutture cristalline lamellari osservabili tramite microscopio ottico con luce polarizzata e conosciute come striature di Grandjean, che si associano ad una maggiore scorrevolezza e fluidità. Questo argomento è stato affrontato in uno studio di Yves Rocher per la formulazione di un noto shampoo concentrato naturale da 100 ml equivalente a 400 ml (5). È stata selezionata una triade di tensioattivi (Ammonium Lauryl Sulfate, Cocamidopropyl Betaine, Decyl Glucoside) miscelati in rapporti diversi per ottenere 12 combinazioni con SAL (Sostanza attiva lavante) 4 volte superiore a quella di un gel doccia standard contenente gli stessi tensioattivi. Le formule con rapporto non-ionico basso risultano meno viscose e con proprietà di fluidificazione all’aumentare dello sforzo di taglio.

Per la formulazione di detergenti concentrati spruzzabili è possibile seguire lo stesso criterio di lavoro, aggiungendo la minima quantità d’acqua e 5-10% di alcol etilico che ha effetto fluidificante.

La formula 1 è un buon compromesso in termini di viscosità, spruzzabilità e sensorialità, contenente una combinazione di tensioattivi anionico, anfotero e non ionico e SAL pari a 40. È trasparente, massaggiabile e produce una schiuma gradevole (Formula 1).

Formula 1.

Per ottenere SAL più elevate è necessario ricorrere a formulazioni anidre in polvere, combinando tensioattivi commercializzati in forma solida quali Sodium Methyl Cocoyl (o Oleoyl) Taurate, Sodium Cocoyl Isethionate, Sodium Stearoyl Glutamate, Disodium Lauryl Sulfosuccinate, Cocamidopropyl Betaine, diluiti con ingredienti che hanno funzioni accessorie e non devono peggiorare l’effetto igroscopico dei tensioattivi al contatto con l’acqua. Ad esempio, a livello applicativo l’argilla smectite viscosizzante Magnesium Aluminum Silicate riduce l’effetto “impacco” durante la distribuzione sui capelli, ma causa allo stesso tempo secchezza e prurito allo scalpo in elevate percentuali. La formula 2 si basa su una combinazione di Sodium Cocoyl Isetionate, come tensioattivo anionico principale, Cocamidopropyl Betaine in quantità moderate per limitare l’effetto igroscopico e la formazione di grumi all’aggiunta di acqua e, infine, Disodium Lauryl Sulfosuccinate, che aumenta la quantità e la qualità della schiuma. L’aggiunta di una piccola percentuale di Idrossipropilmetilcellulosa agisce da sostenitore di schiuma e condizionante. Altri condizionanti compatibili con la formula e con un buon effetto sono Polyquaternium-10 e Guar Idrossipropiltrimonio cloruro. È utile utilizzare la coppia Bicarbonato di sodio e Acido citrico come tampone, poiché reagendo con l'acqua creano effervescenza, aumentando la quantità e la qualità delle bolle di schiuma. È preferibile scegliere un profumo concentrato per non dover aggiungere dosi elevate di liquidi che tenderebbero a peggiorare l’impaccamento delle polveri (Formula 2).

Formula 2.

Le polveri possono essere convertite in una soluzione sostenibile e creativa rappresentata dalle compresse effervescenti che si trasformano in schiume detergenti previa diluizione con acqua del rubinetto, grazie ad appositi foamer riutilizzabili. Le caratteristiche fondamentali di queste formule sono la velocità di dissoluzione, la trasparenza della soluzione finale, l’effetto schiumogeno e la facilità di risciacquo, nonché un after-feel morbido e non secco. La struttura si basa su una combinazione bilanciata di tensioattivi, tra cui Sodium Methyl Cocoyl (o Oleoyl) Taurate, Sodium Lauryl sulfate e Disodium Lauryl Sulfosuccinate e una miscela equilibrata di Sodio bicarbonato e Acido citrico (20-30% p/p), che al contatto con l’acqua, facilita la disgregazione e dissoluzione delle compresse grazie all’effetto effervescente. Ingredienti accessori sono i conservanti, il profumo, i condizionanti e i coloranti, calcolati considerando la successiva diluizione e verificando che effettivamente non alterino la trasparenza della soluzione (Formula 3).

Formula 3.

La maggior parte delle saponette solide in commercio si basa sulla combinazione di olio di palma e palmisto saponificati con soda sottoforma di miscele già pronte e lavorabili a freddo con macchinari appositi, insieme ad ingredienti accompagnanti quali: profumo, emollienti tra cui oli e burri vegetali, estratti secchi funzionali. Per la formulazione di shampoo solidi non si possono utilizzare i saponi tradizionali, a causa dell’effetto sgradevole che si percepisce quando questi precipitano a contatto con l’acqua dura del rubinetto contenente ioni bivalenti di Magnesio e Calcio, che si legano al posto del Sodio formando sali insolubili. Si ricorre quindi all’utilizzo di basi già pronte contenenti tensioattivi sintetici in polvere quali Sodium Cocoyl Isethionate con alcoli/acidi grassi o oli vegetali idrogenati, a cui si aggiungono oli/burri vegetali, profumo, estratti secchi. La realizzazione di un prodotto di questo tipo con SAL molto elevata mediante fusione e successivo colaggio risulta essere molto complessa, perché le temperature da raggiungere sono superiori a 90-95°C. Tuttavia, è possibile creare dei detergenti solidi per il corpo o per il viso con una SAL pari a circa 30, pH dermocompatibile, schiuma morbida e sensazione idratante, con il metodo per fusione e colaggio a circa 65°C (Immagine 1, Formula 4).

La formula 4 contiene una certa percentuale d’acqua, insieme a Glicerina e Propandiolo, la coppia di tensioattivi Sodium Cocoyl Isethionate e Sodium methyl cocoyl taurate, alcoli grassi e olio di ricino idrogenato come strutturanti, un olio vegetale e un condizionante cationico. È possibile aggiungere una certa percentuale di amidi con il limite che possono abbattere la schiuma.

La formula è stata declinata in tre versioni di detergenti con attivi che svolgono funzione lenitiva, purificante, illuminante per rispondere alle diverse esigenze delle pelli che seguono andamenti ciclici su base ormonale o stagionale (Formula 4).

Formula 4.

Figura 4. Immagine 1

I risultati scientifici dimostrano che gli esosomi stimolano molto l’angiogenesi. L'esposizione di cheratinociti e (mio)fibroblasti dermici agli esosomi ne hanno potenziato la proliferazione e la capacità migratoria. Essi hanno impedito la sovra-regolazione dell’espressione genica per il collagene di tipo I e III, l’actina del muscolo liscio α e MMP2 e 14, e hanno aumentato l’espressione di MMP13 durante la transizione fibroblasto-miofibroblasto (4).

Le proprietà rigenerative degli esosomi sono state convalidate utilizzando un modello di organo tipico della pelle in fase di guarigione delle ferite, che ha mostrato una riepitelizzazione completa dopo l'esposizione degli esosomi, in sintesi questi dati indicano che gli esosomi migliorano le proprietà biologiche dei cheratinociti, fibroblasti e cellule endoteliali, fornendo così uno strumento terapeutico affidabile per la rigenerazione della pelle.

Gli esosomi derivati da cellule staminali mesenchimali riducono l'infiammazione, promuovono la proliferazione e inibiscono l'apoptosi e migliorano l'angiogenesi nel processo di guarigione delle ferite cutanee, emergono come nuovi mediatori della comunicazione cellulare e hanno aperto un nuovo punto di vista per lo sviluppo di terapie senza cellule.

Recenti studi hanno evidenziato che il colostro del latte bovino, è tipicamente più arricchito di fattori immunitari e bioattivi rispetto al latte maturo prodotto durante l’allattamento e risulta essere efficace nel trattamento dell’alopecia androgenetica.

La caduta dei capelli, un tipo di alopecia androgenetica non cicatriziale, è caratterizzata da alterazioni e perdita delle cellule progenitrici dei capelli e si verifica quando i follicoli piliferi diventano più piccoli a causa dell'influenza dell'ormone androgeno (diidrotestosterone, DHT). Solo due trattamenti per l’alopecia androgenetica sono riconosciuti (minoxidil, apricanale del potassio, e finasteride, inibitore della 5α-reduttasi di tipo II) e approvati dall’agenzia statunitense Food and Drug Administration (FDA).

Gli esosomi del latte, in particolare quelli del colostro, contengono oltre 1.000 fattori di crescita e segnali biologici come FGF, PDGF, VEGF e molti altri che sono fondamentali per promuovere e accelerare la guarigione e la rigenerazione dei tessuti (5). Il valore del colostro bovino come modalità terapeutica è stato ora documentato in diversi studi clinici (Struff e Sprotte, 2008). Gli esosomi del latte dal colostro (Milk-exo) inducono una importante rigenerazione dei capelli con effetti avversi minimi (1) (Figura 1). Viene infatti indotta la proliferazione cellulare delle papille dermiche (DP), che svolgono un ruolo fondamentale nel controllo della crescita e del ciclo dei follicoli piliferi. I risultati hanno mostrato che Milk-exo ha accelerato la conversione della fase telogen in fase anagen attivando il sistema di segnalazione Wnt, che è coinvolto nel ciclo di crescita dei capelli e nell’attivazione delle cellule staminali del follicolo pilifero (6). Gli esosomi del latte provenienti dal colostro potrebbero fornire un nuovo approccio nel trattamento meno invasivo e privo di cellule per i pazienti affetti dalla caduta dei capelli.

Figura 1. Illustrazione schematica della transizione di fase mediata da telogen ad anagen per la rigenerazione dei capelli (5).

L’utilizzo di detergenti sostenibili è sempre più diffuso, grazie al crescente interesse per i cosmetici che riducono l'impatto ambientale, specialmente per quanto riguarda il consumo di acqua. È possibile creare vari detergenti water-efficient innovativi, tra cui polveri libere e compresse, fluidi concentrati anche spruzzabili e solidi di vario tipo. In generale, l’uso di questi prodotti non solo aiuta a ridurre gli sprechi e il consumo di risorse naturali, ma stimola anche un comportamento più consapevole da parte dei consumatori. Il crescente interesse per la sostenibilità e l’efficienza delle risorse è senza dubbio un passo importante verso un futuro più ecologico e meno impattante.