Косметическая химия

Косметическая химия



Консерванты.


Косметическая продукция всегда рассчитана на длительное хранение, поэтому проблема предохранения продукции от порчи в последнее время стоит достаточно остро.


Особенно это касается косметики, в составе которой присутствуют животные и растительные жиры и масла, притом, в эмульгированном виде. В такой косметике, в особенности в присутствии воды, нередко наблюдается развитие плесеней без заметного изменения химического состава жировой среды или происходит их окисление, прогоркание, порча.


Особое значение имеет проблема стабилизации эмульсионных кремов и других изделий, содержащих жидкие растительные масла.


Реакционная особенность наиболее выражена у масел, содержащих диеновые или ещё более ненасыщенные кислоты, в молекулу которых входят одна или несколько пентадиеновых групп строения -СН=СН-СН2-СН=СН - с центральной метиленовой группой, т.е. как раз у наиболее ценных с биологической и косметической точки зрения кислот.


Проблема стабилизации касается не только готовой продукции, но и жирового сырья, так как от её решения зависит предохранение сырья от порчи ещё до введения в косметическую продукцию.


Главнейшей причиной порчи жиров и масел является образование в них под действием кислорода воздуха различных летучих соединений.


В последнее время получила распространение теория автооксидации (самоокисления), по которой окислению подвергается метиленовая группа, примыкающая к атомам углерода с двойной связью, причём образуются гидроперекиси. Окисление ускоряется, когда метиленовая группа находится между двойными связями.


Причинами порчи жиров являются:


  • окисление жирнокислотных радикалов глицеридов,
  • гидролиз жиров, усиливающийся в эмульсионных кремах под действием водной    фазы,
  • биохимические факторы.

Решающее влияние на порчу жиров оказывают:


  • температура хранения,
  • величина поверхности соприкосновения с воздухом,
  • проокислители - многие металлы (например, железо, медь, марганец, никель и
       др.), в составе солей, растворимых в жирах и попадающие в них из сосудов для
       хранения или из аппаратуры для переработки и транспортировки, из
       катализатора, применённого при гидрогенезации жиров, и из тары, в которую
       фасуется готовая продукция.

Большое значение имеет действие грибков в присутствии воды и азотистых веществ.


Путём микроскопического исследования удалось установить микрофлору, имеющую благоприятную почву для развития в эмульсионной продукции. Обнаружены плесени типа Aspergilus glaucus и Penicillium glaucum, выросшие на образцах косметических кремов.


Aspergilus glaucus и Penicillium glaucum


Aspergilus glaucus - многоклеточный организм с конидиями 1 (особого вида спорами), располагающимися на конидиеносце 2, с булавовидным вздутием 3 на вершине; от вздутия отходят во все стороны продолговатые клетки, называемые стеригмами, - отростки с отчленяющимися на концах спорами.


Penicillium glaucum - многоклеточная плесень, у которой плодоносящая часть имеет вид конидиев 1, располагающихся кисточкой на разветвлённом конидиеносце.


Оба вида плесени характеризуются бесполым размножением и хорошо развиваются в кислой среде.


В некоторых случаях наблюдалось развитие Aspergilus niger.


Эти грибки способствуют кетонному прогорканию - окислению, связанному с образованием кетонов.


Над проблемой консервации жиров и готовой продукции, в которую эти жиры входят, работают во многих странах мира. Хотя были достигнуты значительные успехи, всё же окончательного решения пока нет.


Применяемые для консервирования вещества носят название стабилизаторов и разделяются на четыре группы:


1. антиокислители,

2. синергисты,

3. инактиваторы проокислителей и

4. бактерициды (антисептики).


Антиокислители задерживают процессы окисления жиров.

Синергисты - усиливают действие антиокислителей.

Инактиваторы - способны снизить эффективность проокислителей - веществ, ускоряющих процессы окисления.

Бактерициды - препятствуют развитию низших организмов (бактерий, грибков).


Сырые масла содержат некоторое количество естественных антиоксигенных веществ в виде комплексов, переходящих из семян. При рафинации или обработке значительная часть естественных антиокислителей разрушается или удаляется. От этой причины в значительной степени зависит малая стойкость рафинированных жиров. Однако, одних естественных антиокислителей мало. Чтобы консервировать жиры на достаточно длительный срок, приходится вводить в продукцию добавочные стабилизаторы.


Большинство синтетических и натуральных веществ, которыми пользуются в качестве стабилизаторов жиров, не всегда действуют строго в одном направлении. Одно и то же вещество в разных условиях ведёт себя по-разному - то как антиокислитель, то как инактиватор металлов, а иногда даже, как проокислитель.


Все указанные причины приводят к тому, что разные исследователи, испытывая одни и те же вещества или экспериментируя с ними, но далеко не в идентичных условиях, получают не только не совпадающие, но иногда даже и совершенно противоположные результаты.


Антиокислители содержатся в растительных маслах в виде токоферола, фосфатидов, липоидов. Те же вещества предлагаются в качестве стабилизаторов. Для стабилизации масел рекомендуется их нагревание до 205°С, охлаждение до температуры ниже 150°С и введение тут же 0,1% (от веса масла) фосфатидов. Этот метод весьма приемлем для косметики так как фосфатиды являются чрезвычайно желательной частью кремов.


Усиление действия фосфатидов достигается одновременным добавлением в качестве синергистов 0,01% одной из кислот: лимонной, фосфорной, аскорбиновой, фитиновой.


Действенным оказывается альфа-токоферол (витамин Е), но он нуждается в стабилизаторе-синергисте, например 0,025% аскорбиновой кислоты (витамин С), в противном случае консервирующая способность альфа-токоферола почти целиком падает. Альфа токоферол и аскорбиновая кислота защищают друг друга от разрушения.


Животные жиры содержат мало естественных антиокислителей, поэтому в них аскорбиновая кислота малоэффективна, но очень эффективна в растительных жирах.


Аскорбиновая кислота служит в то же время инактиватором металлов. Перекисей не восстанавливает. Консервантом для аскорбиновой кислоты в кремах служит бензойнокислый натрий (0,3-0,5% от веса крема, независимо от процентного содержания в нём аскорбиновой кислоты).


Аскорбиновая кислота легко растворяется в водной фазе кремов, но плохо - в жирах и этим в значительной мере снижается её консервирующий эффект в чисто жировых кремах. Поэтому предложено заменить аскорбиновую кислоту её сложными эфирами с жирной кислотой, имеющей не менее 12 атомов углерода в цепи, например аскорбил- или L-, или d-изоаскорбилпальмитатом.


Так же хорошо действуют сложные эфиры лимонной кислоты с жирными кислотами с не менее чем 7 атомами углерода. Получается соединение такого строения:


Общий вид формулы консерванта на основе сложного эфира лимонной кислоты с жирными кислотами


При применении стабилизаторов кислотного характера следует учесть рН среды, так как в щелочной среде они инактивируются.


Хорошими и наиболее распространёнными антиокислителями являются галловая кислота (которой особенно много содержится в дубовой коре) и её эфиры, главным образом этиловый, октиловый, додециловый, нониловый, лауриловый, цетиловый и др. Многие галлаты сильно окрашивают продукт в случае наличия в нём железа, поэтому применяют галлаты с наибольшей величиной молекул, например лаурилгаллат, цетилгаллат, стерилгаллат. В среднем добавляют 0,015-0,03% галлатов. При отсутствии железа октилгаллат сильно увеличивает стойкость жиров.


Для витамина А в маслах и жирах хорошим антиокислителем является изобутилгаллат. Этого антиокислителя достаточно 0,01%, чтобы сохранить витаминную активность в течении длительного времени (в течение 10 месяцев сохраняется полная активность витамина А; без добавления антиокислителя активность витамина А за это время теряется на 60%).


В качестве антиоксидантов, которые вводятся в косметические препараты для предохранения их от прогоркания (особенно содержащие растительные масла), кроме указанных выше, предлагают пропилгаллат, бутилгидрооксианизол и тиопропионат.


Хорошими антиокислителями являются конифериловый спирт, эвгенол, изоэвгенол, диизоэвгенол. Антиоксигенная эффективность их проявляется уже при содержании 0,001%. Они особенно действительны в растительных высыхающих и полувысыхающих маслах. Такое же действие оказывает пара-толуол-сульфоновая кислота в концентрации 0,001% или гидрохинон (0,003%).


Консервированию продукции способствует добавление (где это возможно) не менее 10-15% спирта или глицерина или же смеси того и другого.


Большое значение имеет добавляемая отдушка, которая в сильной степени обладает консервирующей способностью. Некоторые отдушки задерживают или подавляют рост плесневых грибков (фитонциды). Без этих отдушек плесени довольно быстро пронизывали бы всю толщу крема.


Были изучены консервирующие свойства некоторых косметических отдушек и ассортимент консервирующих средств, не влияющих на качество косметических изделий. При этом было установлено следующее:


1. плесень может развиваться во всех косметических препаратах и особенно в стеаратных кремах, что объясняется понижением рН среды;


2. полной консервирующей способностью при добавлении в количестве 0,1% обладают гераниевое масло, жасминальдегид, изоэвгенол, ундекалактон; при добавлении 0,2%-цитраль, бензилацетат, фенилэтиловый спирт; 0,25% - метилсалицилат;


3. кориандровое масло - в концентрации 0,59% и фенилацетальдегид - в концентрации 0,1%, не являясь полными консервантами, сильно задерживают рост плесени.


Другие компоненты по полной консервирующей способности располагаются следующим образом:


I группа
В концентрации
0,5%
II группа
В концентрации
0,3%
III группа
В концентрации
0,1%
Лавандовое маслоМасло мускатного шалфеяМускус амбровый
ДиффенилоксидАмилсалицилатМетилионон
ЭтилпеларгонатИланг-иланговое масло (Бурбонское)Кумарин
АмилацетатАмилвалерианатМетилциннамат
Коричный спиртВанилаль
Ветиверовое масло
Пачулиевое масло
Гидрооксицитронеллаль

При сохранении общей консервирующей концентрации один компонент может быть заменён другим а совместное действие двух различно консервирующих компонентов даёт больший консервирующий эффект (явление синергизма).


Кроме эфирных масел в качестве консерванта успешно применяют эфиры пар-оксибензойной кислоты, метиловый и пропиловый (нипазол и др.), которые не имеют запаха, не разрушают кожу и не влияют на отдушку.


Метиловый эфир пара-оксибензойной кислоты - белый порошок, частично растворим в масле и спирте. Консервирующее действие оказывает в количестве 0,125-0,150%.


Пропиловый эфир пара-оксибензойной кислоты легче растворяется в масле и спирте, чем метиловый. Он является наиболее сильным дезинфицирующим средством. Консервирует в количестве 0,05%.


Пропиловый эфир благодаря хорошей растворимости в масле и сильной дезинфицирующей способности имеет преимущество перед ранее известными консервирующими средствами и может быть с успехом применён в косметическом производстве.


На консервирование косметической продукции, могущей портиться при хранении, следует обратить особое внимание, так как возможно сведение к нулю всех положительных качеств продукта и потеря его товарности при хранении на складах при температуре выше 4°С и во время применения ее потребителем.

Оглавление


Органическая химия

Биохимия

Коллоидная химия


Косметическая химия


Исходные вещества

• Жиры и жироподобные
   вещества:

     - Жирные кислоты и спирты.

     - Полиспирты, глицерин.

     - Минеральные масла.
       Вазелин и парафин.

     - Силиконы.

     - Животные масла и жиры

     - Растительные масла и
       жиры.

     - Синтетические жиры.

     - Натуральные воски:
          - пчелиный воск,
          - ланолин,
          - спермацет,
          - растительные воски.

     - Синтетические и мине-
       ральные воски:

          - озокерит,
          - церезин,
          - парафин,

• Биологически активные
   вещества:

     - Биологически активные
       добавки в косметике.

     - Витамины.

     - Гормоны.
          - основные гормоны человека,
          - гормоны в косметике.

     - Ферменты.

     - Микроэлементы.

     - Антиоксиданты.

• Антибактериальные
   вещества:

     - Антисептики.

     - Кисломолочные бакте-
       риальные препараты.

     - Антибиотики.

     - Фитонциды.

     - Консерванты.

• Душистые вещества:
     - Натуральные эфирные
       масла.
     - Смолы, бальзамы.
     - Душистые вещества
       животного происхождения.
     - Полусинтетические
       душистые вещества.
     - Синтетические
       душистые вещества.

• Растворители.

• Красители и пигменты:
     - Красители.
     - Пигменты.
     - Краски.
     - Лаки
.


Косметическая продукция


• Приготовление космети-
   ческих составов:

     - Эмульсии.
     - Растворы.
     - Твёрдые смеси.
     - Суспензии.

• Впитывание косметичес-
   ких составов кожей:

     - Значение основы крема.
     - Процесс впитывания.

• Типы кремов по составу:
     - Жировые кремы.
     - Эмульсионные кремы,
       лосьоны.
     - Безжировые кремы.

• Типы кремов по
   назначению:

     - Дневные кремы,
     - Увлажняющие кремы,
     - Ночные кремы,
     - Кремы для кожи
       вокруг глаз,
     - Защитные кремы,
     - Кремы для массажа,
     - Кремы для рук.

• Средства для очистки
   кожи:

     - Очищающие кремы и
       молочко,
     - Лосьоны для лица,
     - Средства для пилинга.

• Препараты от угревой
   сыпи.
• Маски для лица.

• Средства, защищающие
   от загара.
• Средства для загара.
• Средства для отбеливания
   кожи.

• Средства для ухода
   за телом.

• Средства от пота.
       - Дезодоранты,
       - Антиперспиранты.