Objective: Vitamin E, in the form of α-tocopherol (TOCO), is an essential lipophilic antioxidant widely used in topical formulations. However, incorporating pure TOCO into skincare products poses significant challenges due to its limited solubility and high sensitivity to heat, light and oxidation. The present cross-sectional study aimed to innovate by encapsulating TOCO using non-animal sustainable biopolymers through complex coacervation and to investigate the interaction of these coacervates with cosmetic emulsions, focusing on their impact on the emulsions' physicochemical properties and stability.
Methods: TOCO was encapsulated using the complex coacervation technique by combining two biopolymers: fungal chitosan and gum Arabic. The designed microcapsules were incorporated into oil-in-water emulsions containing natural ingredients, and the physicochemical properties as well as the stability of the formulations were evaluated and compared to those of non-encapsulated TOCO emulsions.
Results: Innovative coacervates of the non-animal TOCO complex of 86.8 ± 3.5 μm were developed, achieving a high encapsulation efficiency and loading of 87.0% and 27.2%, respectively. The microcapsules exhibited thermal stability up to a temperature of 220°C and showed improved storage stability of the active ingredient when encapsulated. In particular, 63% of TOCO was retained over 2 months at a temperature of 40°C. Emulsions containing microcapsules showed increased particle size distribution, higher viscosity, and enhanced viscoelastic properties, in accordance with their textural properties. Both emulsions remained stable for a 1-month storage period at a temperature of 40°C, and no noticeable effect of coacervates on the stability of TOCO in the emulsions was observed.
Conclusion: This study emphasises the potential of fungal chitosan-gum Arabic coacervates as a sustainable substitute for animal-derived coacervates, demonstrating promising outcomes for the encapsulation of lipophilic actives. When incorporated into cosmetic emulsions, these coacervates enhanced the textural and rheological properties while preserving the TOCO stability over time. These findings suggest that the developed microcapsules offer considerable potential for the development of future skin-care products with enhanced functional properties.
Objectif: La vitamine E, sous forme de α‐tocophérol (TOCO), est un antioxydant lipophile essentiel largement utilisé dans les formulations topiques. Cependant, l’incorporation de TOCO pur dans les produits de soin de la peau pose des défis importants en raison de sa solubilité limitée et de sa forte sensibilité à la chaleur, à la lumière et à l’oxydation. Cette étude transversale visait à innover en encapsulant le TOCO à l’aide de biopolymères durables et non animaux via la coacervation complexe et à examiner l’interaction de ces coacervats avec des émulsions cosmétiques, en se concentrant sur leur impact sur les propriétés physico‐chimiques et la stabilité des émulsions. MÉTHODES: Le TOCO a été encapsulé par la technique de coacervation complexe, en combinant deux biopolymères : le chitosane d’origine fongique et la gomme arabique. Les microcapsules obtenues ont été incorporées dans des émulsions huile‐dans‐eau contenant des ingrédients naturels. Les propriétés physico‐chimiques et la stabilité des formulations ont été évaluées et comparées à celles d’émulsions contenant du TOCO non encapsulé. RÉSULTATS: Des coacervats innovants du complexe TOCO non animal, d’une taille moyenne de 86,8 ± 3,5 μm, ont été développés, avec une efficacité et une capacité d’encapsulation élevées de 87,0 % et 27,2 %, respectivement. Les microcapsules ont montré une stabilité thermique jusqu’à une température de 220 °C et une meilleure conservation de l’actif encapsulé, avec 63 % du TOCO retenu après 2 mois à 40 °C. Les émulsions contenant des microcapsules présentaient une augmentation de la distribution de taille des particules, une viscosité plus élevée et des propriétés viscoélastiques renforcées, en cohérence avec leurs propriétés texturales. Les deux types d’émulsions sont restées stables pendant 1 mois de stockage à 40 °C, et aucun effet notable des coacervats sur la stabilité du TOCO dans les émulsions n’a été observé.
Conclusion: Cette étude met en avant le potentiel des coacervats chitosane fongique‐gomme arabique comme substitut durable aux coacervats d’origine animale. Les résultats montrent des perspectives prometteuses pour l’encapsulation d’actifs lipophiles. Lorsqu’ils sont intégrés dans des émulsions cosmétiques, ces coacervats améliorent les propriétés texturales et rhéologiques tout en préservant la stabilité du TOCO dans le temps. Ces microcapsules offrent un potentiel considérable pour le développement futur de produits de soin de la peau aux propriétés fonctionnelles renforcées.
Keywords: complex coacervation; emulsions; encapsulation; polymers; stability; α‐tocopherol.
© 2024 The Author(s). International Journal of Cosmetic Science published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Cosmetic Scientists and Societe Francaise de Cosmetologie.