Da qualche anno a questa parte, la richiesta di prodotti solari completamente naturali ha subito un notevole incremento. Emerge, pertanto, un interesse crescente allo sviluppo di nuovi ingredienti per la fotoprotezione, realizzati con materiali sostenibili da un punto di vista ambientale.
In questo contesto si inserisce la lignina, un polifenolo presente in abbondanza in natura e ottenuto come sottoprodotto di svariati processi industriali.
Lignina trattata vs lignina non trattata
L’efficacia della lignina come componente chiave in prodotti solari sostenibili dipende principalmente dalla fonte, dalla composizione e dalla sua struttura specifica. Il valore di SPF della materia prima non trattata, tuttavia, è insufficiente per soddisfare le richieste della maggior parte dei consumatori.
Attualmente, l’insidia principale della lignina come sostanza attiva per la fotoprotezione è rappresentata dai gravi danni che la sua struttura subisce durante le operazioni di macerazione, da cui deriva la produzione di un gran numero di cromofori e composti di condensazione, che ne determinano il colore più scuro.
I prodotti solari così preparati non risultano, quindi, di quel bianco puro che in genere soddisfa le aspettative degli acquirenti.
In aggiunta, le proprietà schermanti della lignina non trattata sono piuttosto basse e non riescono ancora a rispettare gli attuali standard commerciali.
Al fine di migliorare l’idoneità cromatica della lignina, i cromofori dovrebbero essere bloccati o rimossi. Il frazionamento della lignina mediante l’ausilio di solventi organici permetterebbe di schiarirne la colorazione, rendendola più adatta all’uso in formulazioni fotoprotettive.
Lo studio
Il presente studio ha preso in esame il frazionamento della lignina alcalina in solventi organici (metanolo, etanolo e acetone), con lo scopo di potenziarne le prestazioni di assorbimento UV e ridurne la colorazione apparente.
Tutte le frazioni (solubili e insolubili) recuperate dai trattamenti con i diversi solventi sono state caratterizzate in maniera completa in termini di proprietà chimiche, fisiche e strutturali.
È stata, inoltre, proposta una correlazione tra le peculiarità del solvente impiegato e le caratteristiche chimico-fisiche delle frazioni risultanti. La capacità di assorbimento UV della lignina ottenuta è stata quantificata e tutte le frazioni sono state utilizzate come unica sostanza attiva per l’allestimento di creme solari.
Infine, sono stati valutati gli effetti dei vari solventi organici sul colore e sui valori di SPF delle formulazioni fotoprotettive sviluppate.
Le conclusioni
I dati raccolti hanno evidenziato che la frazione solubile della lignina ha un colore più chiaro. Rispetto al composto iniziale, infatti, la luminosità della colorazione della porzione di lignina solubile è aumentata del 20% e la differenza con la carnagione umana è stata ridotta a <5.
Grazie al contenuto maggiore di ossidrili fenolici nella struttura, le proprietà di schermatura UV della componente solubile sono inoltre risultate superiori rispetto a quelle delle frazioni originali e insolubili.
La protezione solare contenete il 5% in peso di lignina frazionata con acetone ha mostrato l’SPF più elevato, con un valore di circa 4,5 superiore se confrontato con quello dei prodotti formulati con l’ingrediente di partenza. La lignina alcalina frazionata in solventi organici ha dunque le potenzialità per sostituire gli attivi di sintesi nelle formulazioni fotoprotettive.
Per di più, il solvente organico usato può essere recuperato durante le procedure, centrando l’obiettivo del completo riutilizzo.
Chen Wu, Yumeng Yang, Kaiqi Sun, Dan Luo, Xiuyu Liu, Huining Xiao, Huiyang Bian, Hongqi Dai, Lignin decolorization in organic solvents and their application in natural sunscreen, International Journal of Biological Macromolecules, Volume 237, 2023, 124081, ISSN 0141-8130, https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.124081.
