CosmeticsOnline Latinoamérica - Septiembre 2013

Transcripción

1 EVALUACION MICROBIOLOGICA DE PRODUCTOS COSMETICOS CON BAJA ACTIVIDAD DE AGUA Sonia Mayorga, Johanna Rojas and Fabiola Echegaray Belcorp Colombia, Innovación y Desarrollo, Tocancipá, Colombia. Este estudio busca confirmar que los productos con baja actividad de agua tienen una menor probabilidad de contaminarse con microorganismos patógenos, lo cual disminuye el riesgo microbiológico para el consumidor. Las muestras cosméticas analizadas no presentaron crecimiento de E.coli, S.aureus y Ps.aeruginosa a partir de 14 días después ser inoculadas artificialmente. This study seeks to confirm that products with low water activity are less likely to be contaminated with pathogenic microorganisms, which reduces the microbiological risk to consumers. Cosmetic samples analyzed did not show growth of E.coli, S.aureus and Ps.aeruginosa from 14 days after being inoculated artificially. Este estudo tem por objetivo confirmar que os produtos com baixa atividade de água tem uma menor probabilidade de se contaminar com microorganismos patogênicos, razão pela qual diminui o risco microbiológico para o consumidor. Amostras cosméticas analisadas não mostraram crescimento de E. coli, S. aureus, e Ps.aeruginosa partir de 14 dias depois de ter sido inoculado artificialmente. E l agua es la principal materia prima utilizada en la producción de cosméticos y a la vez, uno de los factores más importantes que controla la tasa de crecimiento de un microorganismo; su reproducción y metabolismo exigen la presencia de agua en forma disponible denominada actividad de agua (a w ). La medida de a w corresponde a la cantidad de agua libre o disponible en una formulación cosmética que permite el crecimiento de microorganismos y necesaria para diferentes reacciones químicas. El agua se enlaza a un producto a través de enlaces iónicos, grupos hidroxilo de azúcares, grupos carbonilo y amino de proteínas, fuerzas dipolo-dipolo y fuerzas de Van der Waals. 1

2 En la industria cosmética existe un tipo de productos denominados atípicos, los cuales tienen una pequeña cantidad de agua dentro de la formulación y por lo tanto es mínima la cantidad que se encuentra disponible, es decir poseen un a w baja y esta, no proporciona un ambiente adecuado que permita el crecimiento de microorganismos. El agua en el producto puede estar presente en pequeñas cantidades, rodeada por una fase externa de aceite o silicona o incluso el producto puede ser completamente anhidro. Los productos atípicos más comunes son los producidos a base de ceras, productos con fases aceitosas, brillos, labiales, polvos y talcos. El comportamiento de este tipo de productos frente a contaminación microbiana difiere del reportado para productos acuosos ya que los microorganismos pueden sobrevivir pero no crecen. El crecimiento de la mayoría de las bacterias se limita a un a w por encima de 0,90; específicamente, para la proliferación de microorganismos patógenos de mayor importancia en la industria cosmética se requieren los siguientes valores de a w : Escherichia coli (E. coli) 0,95, Staphylococcus aureus (S. aureus) 0,86 y Pseudomonas aeruginosa (Ps. aeruginosa) 0,97. 2 A valores bajos de a w se provoca una disminución en el crecimiento y en el recuento total de células microbianas, ya que a medida que la cantidad de agua libre en una fórmula se reduce, el microorganismo debe mantener un estado de turgencia de la célula. La pérdida de turgencia da lugar a un crecimiento más lento y finalmente la muerte de la célula. 2 La actividad de agua de un producto puede ser determinada mediante la medición de la humedad relativa del aire alrededor de la muestra, cuando el aire y la muestra están en equilibrio. Por lo tanto la muestra debe estar en un espacio cerrado donde el equilibrio pueda ocurrir. Cuando esto ocurre, el a w de la muestra y la humedad relativa del aire son iguales. 3 La medición del a w en productos cosméticos permite predecir que la presencia de microorganismos específicos es de bajo riesgo y por lo tanto se puede disminuir la frecuencia de la prueba de investigación de microorganismos específicos en los esquemas de aseguramiento de la calidad en los procesos productivos. El objetivo principal de este estudio es confirmar que no se presenta recuperación de microorganismos patógenos (Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa) en muestras cosméticas de a w bajo de modo que se pueda utilizar la actividad de agua como un estándar para establecer los riesgos microbiológicos en productos atípicos.

3 METODOLOGÍA Medida a w Inicial Las muestras anhidras seleccionadas para ser analizadas durante el estudio corresponden a productos de maquillaje comúnmente utilizados por consumidoras como polvos compactos, polvos sueltos, brillos, labiales (sin contenido acuoso) y talcos. Se determinó la medida de a w en cada una de las muestras a analizar mediante el equipo Aqualab water activity meters pawkit Devices que posee una exactitud en la medición de +/ a w. Detección de Microorganismos Específicos Las muestras fueron analizadas inicialmente para garantizar la ausencia de los microorganismos patógenos de acuerdo a lo establecido en el método de la USP 34 <62> microbiological examination of nonsterile products: tests for specified microorganisms. 4 Posteriormente cada muestra fue inoculada independientemente con una concentración de 10 4 ufc/g de cada uno de los microorganismos prueba E. coli ATCC 8739, S. aureus ATCC 6538 y Ps. aeruginosa ATCC 9027, como se recomienda en la CTFA para los análisis de productos atípicos y se realizó el análisis siguiendo el método mencionado anteriormente con controles a las 24 horas, 7, 14 y 28 días posteriores a la inoculación, tiempos en que las muestras fueron mantenidas a una temperatura de incubación de /- 2.5 C. Las 5 matrices seleccionadas para el estudio fueron analizadas en tres réplicas para garantizar la confiabilidad de los resultados y así confirmar que no es posible el desarrollo de microorganismos patógenos en productos que posean un valor de a w inferior a 0.62, 5 los cuales podrían entonces no requerir el análisis microbiológico de microorganismos específicos y también ser formulados sin adición de persevantes específico para bacterias patógenas. RESULTADOS Las muestras anhidras utilizadas en el desarrollo del estudio mostraron bajos valores de a w (menores a 0,62), de manera que se confirmó que el agua no está disponible para el crecimiento de los microorganismos (Gráfico 1). Así mismo, el resultado para el análisis inicial de búsqueda de microorganismos específicos en todos los casos es Ausente/g. (Tabla 1).

4 Tabla 1. Investigación de microorganismos patógenos y Valores a w en muestras iniciales MUESTRA RESULTADO INVESTIGACIÓN RESULTADO MICROORGANISMOS MEDIDA a w ESPECIFICOS 0.47 Ausente Compactos 0.42 Ausente 0.51 Ausente 0.59 Ausente sueltos 0.56 Ausente 0.50 Ausente 0.58 Ausente Brillos 0.56 Ausente 0.55 Ausente 0.55 Ausente Labiales 0.54 Ausente 0.58 Ausente En la recuperación inicial posterior a la inoculación, correspondiente a las 24 horas de incubación, se encontró presencia de los tres microorganismos en todas las muestras, debido a que se está adicionando un inóculo preparado en base acuosa, este contenido de agua es aprovechado por el microorganismo para sobrevivir, además puede cambiar la dinámica física del producto y por tanto no se puede predecir su estabilidad microbiana. 6 Las pruebas realizadas a las muestras inoculadas evidencian presencia incluso hasta los 14 días de los tres microorganismos. En las muestras de polvos sueltos y compactos, se encontró presencia de E.coli, S.aureus y Ps.aeruginosa hasta los 14 días, debido a la condición física de las muestras que provee las condiciones que permiten a los microorganismos mantenerse. 7 Caso contrario ocurre con las muestras de brillos, en los que hay ausencia de los microorganismos a los 7, 14 y 28 días de incubación, ya que su condición anhidra evita la supervivencia de los microorganismos. 8 Para labiales se encontró recuperación de E.coli hasta los 7 días y S.aureus hasta los 14 días, debido posiblemente a la pasta grasosa que contiene en su formulación, que puede actuar como un protector de las células microbianas (Graficos 2 y 3). Sin embargo, en el análisis realizado a los 28 días, ninguno de los microorganismos patógenos sobrevivió en ninguna de las muestras analizadas confirmando que la baja disponibilidad de agua en las muestras evita la proliferación y mantenimiento de los microorganismos patógenos. 9 La ausencia de microorganismos a los 28 días se da debido a que se logra una reducción en la cantidad de agua libre en una fórmula, la presión de vapor disminuye y el microorganismo se encuentra ante el reto de mantener la rigidez de la célula; como

5 ya no encuentra agua libre para su supervivencia y crecimiento, se origina finalmente la muerte de la célula, confirmándose con este resultado de ausencia de bacterias patógenas en el estudio a los 28 días. Los valores de a w reportados para productos atípicos determinan el límite inferior de agua disponible para el crecimiento microbiano; sin embargo, estos valores deben ser considerados de referencia, ya que el crecimiento microbiano puede ocurrir dependiendo de diferencias en temperatura o el contenido de nutrientes en la formulación. 6 Es así como hubo presencia de bacterias patógenas a los 7 y 14 días, aún cuando en el estudio se utilizaron muestras anhidras. Ps.aeruginosa es el microorganismo patógeno que no se detectó durante el estudio en un mayor porcentaje, debido a que es una bacteria que requiere mayor a w para garantizar su proliferación; mientras que S. aureus, se detectó como presente durante las pruebas hasta los 14 días. (Gráficos 3 y 4) Estos resultados nos permiten garantizar que las muestras cosméticas atípicas, debido a su bajo contenido de agua (baja a w, ) no contienen las condiciones físicas adecuadas para la proliferación y sobrevivencia de microorganismos patógenos después de 28 días, y por lo tanto es posible eliminar este análisis en este tipo de productos o disminuir su frecuencia, teniendo como línea base un histórico de resultados que favorezcan esta decisión, garantizando la efectiva aplicación de Buenas prácticas de manufactura y una excelente selección de proveedores que cumpla con todos los requisitos de calidad necesarios para evitar la contaminación microbiana en los productos. El uso de la información de a w es una herramienta útil para determinar riesgos microbiológicos en productos cosméticos y permite disminuir costos de análisis garantizando la calidad del producto y por lo tanto la inocuidad para el consumidor. CONCLUSIÓN Los resultados demuestran que los productos atípicos tienen poca probabilidad de contaminación por patógenos, ya que no se detectaron los microorganismos en un periodo de 28 días a pesar de que las muestras fueron contaminadas. Además los valores de a w para las muestras anhidras analizadas fueron menores a 0,60, que es el límite absoluto para el crecimiento de cualquier microorganismo; ninguna muestra presentó valores de a w que permitieran la multiplicación y supervivencia de bacterias patógenas. Con base en este estudio y además contando con un histórico de resultados favorables es posible eliminar o reducir la frecuencia de la investigación de microorganismos específicos en este tipo de productos.

6 Compactos 1 Compactos 2 Compactos 3 Sueltos 1 Sueltos 2 Sueltos 3 Brillos 1 Brillos 2 Brillos 3 Labiales 1 Labiales 2 Labiales 3 Detección (días) Grafico 1. Valores de a w obtenidos para las muestras analizadas Aw Aw Mínimo requerido para proliferación de microorganismos Gráfico 2. Tiempo máximo (días) de Recuperación de E.coli en las muestras analizadas. 28 E. coli

7 Compactos 1 Compactos 2 Compactos 3 Sueltos 1 Sueltos 2 Sueltos 3 Brillos 1 Brillos 2 Brillos 3 Labiales 1 Labiales 2 Labiales 3 Detección (días) Compactos 1 Compactos 2 Compactos 3 Sueltos 1 Sueltos 2 Sueltos 3 Brillos 1 Brillos 2 Brillos 3 Labiales 1 Labiales 2 Labiales 3 Detección (días) Gráfico 3. Tiempo máximo (días) de Recuperación de S.aureus en las muestras analizadas. 28 S. aureus Gráfico 4. Tiempo máximo (días) de Recuperación de Ps.aeruginosa en las muestras analizadas. 28 Ps. aeruginosa

8 REFERENCIAS 1. A Fontana. Water activity. Theory & Measurement. In: PDA s 2 nd Annual Conference on Pharmaceutical Microbiology. Decagon Devices, Inc. Pullman, Washington, International Standard. Cosmetics-Microbiology-Guidelines for the risk assessment and identification of microbiologically low-risk products. ISO/FDIS 29621: Decagon Devices, Inc. What is water activity?. On line. Disponible en Acceso 07 de febrero de U.S Pharmacopeial Convention. Microbiological examination of nonsterile products: tests for specified microorganisms. In: USP 34, United States of America, U.S Pharmacopeial Convention. Application of Water Activity Determination to Nonsterile Pharmaceutical Products. In: USP 34, United States of America, CTFA. Microbiology Guidelines, Washington, V Vignier, A Mounier, V Heidet-Hommeau. Makeup Powders Preservation and Water Activity. Cosmetics & Toiletries 119(1): 47-54, D Steinberg. Effective vs. Ineffective Preservation Using Water Activity. Cosmetics & Toiletries D Steinberg. Water Activity. Cosmetics & Toiletries. 2007