Recupero componenti bioattive da scarti fruttiferi con solventi green (NADES) per applicazione cosmetica

In this work, the main issue highlighted is the accumulation of food waste and the possibility of recovering its active components still present, especially polyphenols, using sustainable extraction methods. The main aim of this thesis is the optimization of the extraction of polyphenols from blueberry waste using sugar-based NADES as solvent and by microwave-assisted extraction (MAE). The second objective is the application of the extract for the formulation of a natural cosmetic product. For the optimization of the extraction, we focused on the use of a mixture of NADES (lactic acid-glucose 5:1), glycerin and water as solvent using an experimental design to maximize the yield of total polyphenolic content (TPC). In addition to the polyphenolic yield, an evaluation of the solvent's extractive capacity was carried out in relation to the percentage of water contained and the viscosity from which a comparison with other NADES (based on urea, choline chloride and sugars only) is developed. The applicative part of this thesis project, instead, involves the creation of a cosmetic mask composed of a part of hydrogel functionalized with the extract and a part of biodegradable film that acts as a support. First, the optimal formulation of the hydrogel was reached by carrying out tests with the extracts obtained from the different NADES solvents previously analyzed. The creation of hydrogel was confirmed through rheological tests. After that, the release of active compounds was measured, and the shelf-life of the mask was evaluated. Finally, the satisfaction index of the mask was investigated through a self-assessment questionnaire. For the development of the support, we focused on the choice of a component that would improve its water resistance, on which compatibility with the hydrogel was evaluated and a shelf-life test was performed.

In questo elaborato vengono messe in luce le problematiche principali riguardo l’accumulo di scarti alimentari e la possibilità di recuperarne le componenti attive, in particolare i polifenoli, ancora presenti utilizzando metodi di estrazione sostenibili. Lo scopo principale di questa tesi è l’ottimizzazione dell’estrazione di polifenoli a partire da scarti di mirtilli con l’utilizzo di NADES a base di zuccheri come solvente e mediante estrazione assistita con microonde (MAE). Il secondo obiettivo è l’applicazione dell’estratto ricavato per la formulazione di un prodotto cosmetico naturale. Per l’ottimizzazione dell’estrazione ci si è concentrati sull’uso di una miscela NADES (acido lattico-glucosio 5:1), glicerina e acqua come solvente utilizzando un disegno sperimentale al fine di massimizzare la resa di contenuto polifenolico totale (TPC). Oltre alla resa polifenolica è stata effettuata una valutazione della capacità estrattiva del solvente in relazione alla percentuale di acqua contenuta e alla viscosità da cui si sviluppa un confronto con altri NADES (a base di urea, cloruro di colina e di soli zuccheri). La parte applicativa di questo progetto di tesi, invece, prevede la realizzazione di una maschera cosmetica composta da una parte di idrogel funzionalizzato con l’estratto e una parte di film biodegradabile che funge da supporto. Per prima cosa si è arrivati alla formulazione ottimale dell’idrogel svolgendo delle prove con gli estratti ottenuti dai diversi solventi NADES precedentemente analizzati. La realizzazione dell’idrogel è stata accertata tramite delle prove reologiche. Dopo di che è stato misurato il rilascio dei componenti attivi e valutata la shelf-life della maschera realizzata. Infine si è indagato l’indice di gradimento della maschera tramite un questionario di autovalutazione. Per lo sviluppo del supporto ci si è concentrati sulla scelta di un componente che ne migliorasse la resistenza all’acqua su cui è stata valutata la compatibilità con l’idrogel ed eseguita una prova di shelf-life.