Analisi sui prodotti cosmetici: acqua libera e microbiologia
Analisi sui prodotti cosmetici finiti: quanto impatta l’acqua libera sulla microbiologia
I prodotti cosmetici rappresentano solitamente un buon substrato per la proliferazione di microrganismi poiché possono contenere diverse sostanze utili alla crescita come polisaccaridi, lipidi, proteine, ma soprattutto acqua. L’acqua è una molecola essenziale per la vita dei microrganismi: è il solvente grazie al quale avvengono le reazioni metaboliche e viene continuamente scambiata con il liquido extracellulare per mantenere un certo turgore cellulare indispensabile per la sopravvivenza e la replicazione. La perdita di turgore rende difficili i processi biochimici e porta ad una diminuzione della crescita ed alla riduzione del numero totale di cellule microbiche.
Cos’è l’acqua libera?
Semplificando, le molecole di acqua presenti in un prodotto cosmetico possono essere:
– legate alle altre materie prime tramite interazioni di vario tipo (ad esempio legame idrogeno, interazione ione-dipolo) o “intrappolate” nel veicolo.
– libere, se non fanno legami. Le molecole di acqua che non sono impegnate in legami costituiscono l’acqua libera del prodotto, detta anche attività dell’acqua o water activity ed indicata come aw.
Per capire meglio la differenza tra acqua libera e acqua vincolata possiamo fare un esempio. Immaginiamo di prendere un tè con i biscotti. Prima di immergere il biscotto il tè nella tazza sarà “libero” e pronto da bere. Quando immergiamo il biscotto invece questo assorbe una parte del tè che sarà in qualche modo “legata” al biscotto e non potremo bere. Una cosa simile accade quando solubilizziamo una materia prima (biscotto) in acqua (tè).
Dal punto di vista tecnico l’acqua libera è definita come il rapporto della pressione del vapore acqueo del prodotto rispetto a quello dell’acqua pura, alla stessa temperatura.
Si esprime come numero puro ed ha valori compresi tra 0 (quando l’acqua è assente) a 1 (corrispondente all’acqua pura).
L’acqua libera non va confusa con l’umidità, che rappresenta la quantità totale di acqua contenuta.
Fattori che influenzano l’attività dell’acqua
I valori di acqua libera (aW) sono influenzati da diversi fattori:
– tipo di materie prime presenti nella formula: umettanti, sali inorganici, acidi, gelificanti, tensioattivi riescono a ridurre aW. La capacità di legare acqua dipende dalle caratteristiche chimiche della molecola (presenza di gruppi -OH, posizione dei sostituenti, presenza di gruppi ingombranti…).
– concentrazione degli ingredienti: più è elevata la concentrazione di soluti, più si riducono i valori di aW.
– processo produttivo: l’introduzione lenta degli ingredienti nella formula lascia alle materie prime il tempo di interagire tra loro e può aumentare i legami con l’acqua.
Perchè determinare l’acqua libera
I microrganismi per vivere hanno bisogno di acqua libera, che possano utilizzare. Man mano che all’acqua pura si aggiungono soluti, l’acqua libera diminuisce e diventa via via più difficile per il microrganismo mantenere lo stato di turgore e l’attività cellulare. Sotto certi livelli si può stimare che la crescita microbica sia nulla.
La misura dell’acqua libera può essere fatta con diverse metodiche e strumenti. Si tratta di un test semplice che può essere molto utile per lo studio del sistema conservante, per l’individuazione di eventuali criticità nella stabilità del prodotto e per la valutazione del rischio microbiologico, parte fondamentale per la valutazione della sicurezza del prodotto cosmetico.
Riferimenti:
– EN ISO 29621:2017 – Cosmetics — Microbiology — Guidelines for the risk assessment and identification of microbiologically low-risk products
