Overcoming challenges in the development of cosmetic formulations with agro-industrial by-products: The case of cork powder

• Type: Article in International Scientific Journal
• Date: 2025

Authors

Mota, S (Author) Other; Torres, A (Author) Other; Silva, P (Author) Other; Silva, JRE (Author) Other; Almeida, A (Author) Other; Páscoa, RNMJ (Author) Other; Ferreira, HN (Author) Other; Silva, A (Author) Other; Cruz, MT (Author) Other; de Almeida, IM (Author) FFUP

Journal

Title: International Journal of Cosmetic Science

ISSN: 0142-5463

Publisher: Wiley-Blackwell

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Authenticus ID: P-018-JXP

DOI: 10.1111/ics.13066

Abstract (EN): ObjectiveConsumer's growing environmental awareness influences purchasing behaviour, prompting the cosmetics industry to adopt sustainable practices based on a circular economy, using agro-industrial by-products as cosmetic ingredients. This study assessed the feasibility of using cork powder, an abundant by-product of the cork industry, as a cosmetic ingredient. Key challenges were identified, and effective solutions were proposed for integrating cork powder into cosmetic products.MethodsTo obtain a suitable ingredient, cork powder was subjected to physical treatment. The resulting heat-treated powder was further characterized for particle size, colour, moisture content, hygroscopicity, pH, oil absorption capacity and heavy metal content. The stability of cork powder, both as a stand-alone ingredient and incorporated into a makeup formulation, was evaluated over 90 days, and its safety was assessed in human keratinocytes and a 3D EpiSkin (TM) model.ResultsCork powder exhibited a brownish colour, low moisture content (3.03 +/- 0.42%) and hygroscopic properties (9.04 +/- 0.08%), along with high oil absorption capacity (206.93 +/- 2.33 g/100 g) and acceptable heavy metals levels, considering the intended use as cosmetic (As = 0.350 +/- 0.020 ppm; Cd = 0.086 +/- 0.003 ppm; Hg = 0.005 +/- 0.001 ppm; Pb = 1.420 +/- 0.030 ppm), which remained stable for at least 90 days. The safety of the powder for skin application was also ensured up to at least 5% content. Using 2% cork powder in O/W formulations provided a colour shade suitable for makeup foundations and remained stable over the 90-day study period.ConclusionKey challenges in transforming cork by-products into cosmetic ingredients include the standardization of the preparation process, batch uniformity and suitable microbiological burden. Sieving, washing, filtration and heat treatment of cork powder reduced microbial burden and improved batch uniformity. Industrial processing did not introduce contaminants, with heavy metal levels remaining below regulatory limits for cosmetic use. The treatment and storage conditions adopted preserved the physicochemical properties, and pre-formulation and stability studies validated its potential as a sustainable innovative ingredient for decorative and mattifying cosmetics. Transforming by-products into cosmetic ingredients is a stepwise process that must be carefully carried out to ensure optimal performance. ObjectifLa sensibilisation croissante des consommateurs aux enjeux environnementaux influence leur comportement d'achat, incitant l'industrie cosm & eacute;tique & agrave; adopter des pratiques durables fond & eacute;es sur une & eacute;conomie circulaire, en utilisant des sous-produits agro-industriels comme ingr & eacute;dients cosm & eacute;tiques. Cette & eacute;tude a & eacute;valu & eacute; la faisabilit & eacute; de l'utilisation de la poudre de li & egrave;ge, un sous-produit abondant de l'industrie du li & egrave;ge, en tant qu'ingr & eacute;dient cosm & eacute;tique. Les principaux d & eacute;fis ont & eacute;t & eacute; identifi & eacute;s, et des solutions efficaces ont & eacute;t & eacute; propos & eacute;es pour int & eacute;grer la poudre de li & egrave;ge dans les produits cosm & eacute;tiques.M & eacute;thodesPour obtenir un ingr & eacute;dient adapt & eacute;, la poudre de li & egrave;ge a & eacute;t & eacute; soumise & agrave; un traitement physique. La poudre ainsi trait & eacute;e thermiquement a ensuite & eacute;t & eacute; caract & eacute;ris & eacute;e en termes de taille des particules, couleur, teneur en humidit & eacute;, hygroscopicit & eacute;, pH, capacit & eacute; d'absorption d'huile et teneur en m & eacute;taux lourds. La stabilit & eacute; de la poudre de li & egrave;ge, & agrave; la fois en tant qu'ingr & eacute;dient seul et incorpor & eacute;e dans une formulation de maquillage, a & eacute;t & eacute; & eacute;valu & eacute;e sur une p & eacute;riode de 90 jours, et sa s & eacute;curit & eacute; a & eacute;t & eacute; analys & eacute;e sur des k & eacute;ratinocytes humains ainsi que dans un mod & egrave;le 3D EpiSkin (TM).R & eacute;sultatsLa poudre de li & egrave;ge pr & eacute;sentait une couleur brun & acirc;tre, une faible teneur en humidit & eacute; (3,03 +/- 0,42 %) et des propri & eacute;t & eacute;s hygroscopiques (9,04 +/- 0,08 %), ainsi qu'une capacit & eacute; d'absorption d'huile & eacute;lev & eacute;e (206,93 +/- 2,33 g/100 g) et des niveaux acceptables de m & eacute;taux lourds, compte tenu de son utilisation pr & eacute;vue en cosm & eacute;tique (As = 0,350 +/- 0,020 ppm ; Cd = 0,086 +/- 0,003 ppm ; Hg = 0,005 +/- 0,001 ppm ; Pb = 1,420 +/- 0,030 ppm), ces caract & eacute;ristiques & eacute;tant rest & eacute;es stables pendant au moins 90 jours. La s & eacute;curit & eacute; de la poudre pour une application cutan & eacute;e a & eacute;galement & eacute;t & eacute; confirm & eacute;e jusqu'& agrave; une concentration d'au moins 5 %. L'utilisation de 2 % de poudre de li & egrave;ge dans des formulations huile-dans-eau a permis d'obtenir une teinte adapt & eacute;e aux fonds de teint et de garantir sa stabilit & eacute; sur une p & eacute;riode d'& eacute;tude de 90 jours.ConclusionLes principaux d & eacute;fis li & eacute;s & agrave; la transformation des sous-produits du li & egrave;ge en ingr & eacute;dients cosm & eacute;tiques incluent la standardisation du processus de pr & eacute;paration, l'uniformit & eacute; des lots et une charge microbiologique adapt & eacute;e. Le tamisage, le lavage, la filtration et le traitement thermique de la poudre de li & egrave;ge ont permis de r & eacute;duire la charge microbienne et d'am & eacute;liorer l'uniformit & eacute; des lots. Le traitement industriel n'a pas introduit de contaminants, les niveaux de m & eacute;taux lourds restant Les conditions de traitement et de stockage adopt & eacute;es ont pr & eacute;serv & eacute; les propri & eacute;t & eacute;s physico-chimiques, et les & eacute;tudes de pr & eacute;-formulation et de stabilit & eacute; ont valid & eacute; son potentiel en tant qu'ingr & eacute;dient innovant et durable pour les cosm & eacute;tiques d & eacute;coratifs et matifiants. La transformation des sous-produits en ingr & eacute;dients cosm & eacute;tiques est un processus progressif qui doit & ecirc;tre men & eacute; avec soin afin de garantir des performances optimales.

Language: English

Type (Professor's evaluation): Scientific

No. of pages: 12