2. Жиры растительные (масла)

Натуральные растительные масла • Холодное и го-

п

КЛЮЧЕВЫЕ

СЛОВА

а |уральные pdoi и ituibnciit; • лилидник и iu

1 Рячее прессование • Триглицериды жирных кислот Жирно-кислотный состав • Витамины

Строение и свойства растительных жиров

Растительные жиры называют маслами При комнатной темпера­туре большинство масел — жидкости. Исключений немного — это масло какао, кокосовое масло. Из-за наличия двойных связей в их молекулах масла весьма чувствительны к окислению, к действию микроорганизмов и нагреванию. Они легко разлагаются на более мелкие молекулы, которые порой имеют неприятный запах. В про­мышленности разработаны способы получения твердых расти­тельных жиров путем гидрирования или гидрогенизации.

В зависимости от вида растительного сырья масла различа­ются своим химическим составом, особенно содержанием на­сыщенных и ненасыщенных жирных кислот. Из насыщенных карбоновых кислот чаще всего в растительных маслах встреча­ются стеариновая кислота С₁₇Н₃₅СООН, пальмитиновая кислота С₁₅Н₃₁СООН и миристиновая кислота С_!3Н₂₇СООН и их сложные эфиры с глицерином и высшими одноатомными спиртами. В чис­том виде эти кислоты — твердые, похожие на воск вешества без запаха и цвета. Они представляют собой прекрасное сырье для приготовления кремов и эмульсий. (Подробнее см. раздел 4.5.)

Из ненасыщенных карбоновых кислот чаще всего встречается в жирах олеиновая кислота С₁₇Н₃₃СООН и ее сложные эфиры. Со­держание олеиновой кислоты в некоторых растительных маслах может достигать 83—84%. Ненасыщенные жирные кислоты игра­ют важную роль в процессах деления и регенерации клеток кожи, регулируют ее водный баланс. Они не синтезируются в человече­ском организме и поэтому должны обязательно поступать в орга­низм вместе с пищей.

Содержание насыщенных и ненасыщенных жирных кислот в различных растительных маслах приведено в таблице 3. Из табли­цы видно, что содержание насыщенных жирных кислот превыша­ет содержание ненасыщенных только в трех твердых растительных маслах: в кокосовом, пальмовом и в масле какао.

Максимальное количество ненасыщенных жирных кислот — в льняном масле, олеиновой кислоты больше всего в оливковом масле.

Таблица 3

Жирно-кислотный состав некоторых растительных масел

Масло	Содержание жирных кислот, масс. %
	Насыщенные	Олеиновая	Линолевая	Линоленовая
Оливковое	15,0	79,0	1,7	0
Кукурузное	12,7	24,2	58,0	0,7
Миндальное	8,2	69,9	7,4	0,1
Хлопковое	20,0	35,0	45,0	0
Льняное	4,0	22,0	57,0	17,0
Арахисовое	17,0	46,2	32,0	0
Какао	59,7	32,9	2,8	0,1
Пальмовое	49,3	37,0	9,1	0,2
Кокосовое	86,5	5,8	1,8	0

Получение масел

Растительные жиры (масла) получают из растений путем холод­ного или горячего прессования, или методом жидкостной экс­тракции. Метод холодного прессования используется с древних времен. С его помощью и сегодня получают оливковое, под­солнечное, кукурузное, миндальное, соевое, касторовое масла, масло авокадо, виноградной косточки, зародышей пшеницы и др. Метод горячего прессования применяется для получения твердых растительных масел: масла какао и кокосового масла. Жидкостной экстракцией можно получить подсолнечное, кукурузное, соевое, льняное, хлопковое масла, масло авокадо и некоторые другие. Экстракция подробно рассмотрена в разделе 4.17.

ВСПОМНИМ, ЧТО

Экстракция — это извлечение и разделение компонентов смеси путем их перевода из одной фазы в другую. Экстракция происхо­дит при контакте обеих фаз. Количественной характеристикой экстракции служит коэффициент распределения а, равный отно­шению равновесных концентраций вещества в одной и другой фазе

Растительные масла, применяемые в косметике

Ниже приводятся характеристики различных растительных масел, часто применяемых в косметических рецептурах. Описание их свойств приведено в порядке их значимости и частоты использо­вания при изготовлении косметических средств.

Оливковое масло — жидкое невысыхающее растительное масло из маслины европейской (О/еа еигораеа), получаемое прессовани­ем плодов. В нормальных условиях это прозрачная жидкость зеле­новато-желтоватого цвета со слабым специфическим запахом. Со­держит от 75 до 84% ненасыщенной олеиновой кислоты, около 11% пальмитиновой, 4% стеариновой и 7% линолевой кислот. Имеет йодное число 84. Под действием кислорода, света или тепла оливковое масло может быстро окисляться, образуя ряд промежу­точных соединений с неприятным запахом и вкусом. В состав косметических препаратов, особенно для сухой кожи, оливковое масло вводят в количестве от 5 до 30%. Следует отметить, что олив­ковое масло, входящее в состав эмульсионных кремов, эмульгиру­ется с трудом и для получения на его основе стабильных эмульсий типа «масло/вода» или «вода/масло» требуются эффективные эмульгаторы (см. раздел 4.8).

Подсолнечное масло — продукт прессования или экстракции семян подсолнечника (Helianthus annuus). В зависимости от сорта и района выращивания состав масла может существенно меняться. Например, содержание олеиновой кислоты колеблется от 15 до 45%, среднее содержание составляет 23%. Стеариновая и пальми­тиновая кислоты входят в состав подсолнечного масла в неболь­ших количествах: 4 и 6% соответственно. Йодное число составляет 132. Масло обладает увлажняющими и смягчающими кожу свойст­вами. Применяется в средствах по уходу за кожей в качестве пере- жиривающей добавки, в препаратах для волос — как пленкообразо- ватель. Из подсолнечного масла выделяют лецитин — гигроско­пичное воскоподобное вещество, смесь природных соединений. Лецитин — в переводе с греческого «яичный желток». Его выделя­ют из подсолнечного, кукурузного и соевого масел, яичного желт­ка. Чистый лецитин — прозрачное бесцветное вещество, раствори­мое в этиловом спирте. Относится к классу фосфолипидов. Явля­ется основным структурным элементом клеточных мембран живых организмов. Обладает стимулирующим, смягчающим дей­ствием на кожу, поэтому широко используется в средствах по уходу за кожей как активная добавка и эмульгатор, в средствах для бритья, губной помаде и т. д. Особенно эффективен в сочетании с витаминами A, D, В,, В₆, PP.

Кукурузное масло получают прессованием или экстракцией за­родышей кукурузного зерна (Zea mays). Это жидкость светло-жел­того цвета с приятным вкусом и плотностью 0,921—0,926. Число омыления 187—200, температура застывания от 10 до —20 °С. В его состав входят токоферолы (витамин Е) и феруловая кислота, кото­рые являются природными антиоксидантами и определяют устой­чивость масла к прогорканию. В кукурузном масле также со­держится лецитин, причем в масле, полученном экстракцией, его в 10 раз больше, чем в масле, полученном методом прессования Благодаря высокому содержанию ненасыщенных жирных кислот и лецитина кукурузное масло является ценным косметическим сырьем. Применяется в декоративной косметике, в средствах по уходу за кожей и волосами. В состав кремов его вводят в количест­ве до 10%.

Миндальное масло получают холодным прессованием семян сладкого миндаля. Миндаль (Amygdalus communis) — растение се­мейства розоцветных. Существуют разные сорта миндаля, напри­мер миндаль сладкий и миндаль горький. Миндальное масло слад­кого миндаля — светло-желтая жидкость с относительной плотно­стью 1,04—1,05 и показателем преломления 1,527—1,537. Масло почти на 90% состоит из триглицеридов олеиновой кислоты, около 10% глицеридов линолевой кислоты, содержит витамины В₂, А, Е и минеральные соли. В косметической промышленности исполь­зуют миндальное масло в рецептурах косметического молочка, пи­тательных кремов, масок, средств для укрепления волос. Препара­ты миндаля оказывают смягчающее, питательное и защитное дей­ствие на кожу и волосы. Миндальное масло идеально в качестве массажного средства. Оно регулирует водно-липидный баланс ко­жи, активизирует процесс регенерации клеток.

Масло из косточек абрикоса получают из ядер косточек холод­ным прессованием. Абрикос (Prunus armeniacd) — дерево семейст­ва розоцветных. В плодах абрикоса присутствуют сахар (до 27%), витамины, органические кислоты и сложные эфиры. Ядра абрико­совых косточек содержат около 28% белка и примерно 50% масла. Косточковое масло широко применяется в косметике. Содержит примерно 65% олеиновой кислоты, 30% линолевой, содержание насыщенных жирных кислот (стеариновой и пальмитиновой) не превышает 5%. Йодное число равно 98.

По химическому составу косточковое масло абрикоса подобно маслу сладкого миндаля, но уступает ему в стабильности. Оно под­ходит для всех типов кожи, но особенно рекомендуется для сухой кожи. Его можно использовать неразбавленным, но обычно из-за дороговизны его добавляют в другие, более дешевые масла (куку­рузное, подсолнечное, соевое)

Мелко раздробленные косточки абрикоса используются для производства скрабов.

Персиковое масло — получают из косточек древесного растения семейства розоцветных Persica vulgaris. Основными компонентами этого масла являются пальмитиновая, олеиновая и линолевая кис­лоты. Персиковое масло используется в кремах для лица и для век, в губной помаде, экстракт персика вводят в регенерирующие кре­мы, средства для загара, кремы после бритья. В плодах персиково­го дерева содержатся целебные фитопродукты: органические кис­лоты (яблочная, лимонная и др.), витамины A, B_t, В₂, В₁₅, С, РР, эфирное масло.

Соевое масло получают прессованием или экстракцией раз­мельченных бобов сои. Соя (Glycine hispida) — однолетнее травя­нистое растение семейства бобовых. В семенах сои содержатся жирное масло, белки, лецитин, крахмал, витамины А, В, С, Е По внешнему виду это светло-желтая жидкость с характерным запа­хом. Для улучшения запаха его часто подвергают рафинированию. Соевое масло — важный источник лецитина. Отличается невысо­кой стабильностью. Имеет йодное число 135. Содержит более 75% ненасыщенных жирных кислот (олеиновая, линолевая и линоле- новая), около 15% насыщенных (пальмитиновая и стеариновая). Восстанавливает эпидермальный барьер и влагоудерживающую способность кожи. Экстракт соевых бобов — компонент, приме­няемый в косметических средствах для увлажнения кожи, для ее смягчения, препятствующий процессам старения благодаря нали­чию токоферолов и фитостеринов. В косметике используется в не­больших количествах, в основном в средствах для ванны, увлаж­няющих кремах, препаратах для ухода за волосами.

Пальмовое масло — один из самых распространенных видов масла в мировой торговле. По объемам мирового производства оно стоит на втором месте после соевого, и при этом сохраняется тен­

денция к росту его производства. Пальмовое масло получают из мякоти плодов пальмового дерева (Elaeis guineensis). Основными компонентами пальмового масла являются олеиновая (27—52%) и пальмитиновая (32—59%) кислоты.

В

г

ысококачественное туалетное мыло класса «экстра» произво дят из мыльной крошки, полученной на основе пальмового масла. В производстве шампуней и других пеномоющих средств приме­няются вещества, полученные из пальмового масла, например неионногенные ПАВ, играющие роль эмульгаторов в косметиче­ских композициях. Особый интерес представляют эмульгаторы: глицерилмоностеарат и стеарат триэтаноламина (см. раздел 4.8). Глицерилмоностеарат особенно эффективен как базовый эмульга­тор. Он хорошо совмещается со всеми видами косметического сырья, значительно улучшает реологические свойства косметиче­ских эмульсий типа «масло/вода» и обладает отличными пенооб­разующими свойствами.

ВСПОМНИМ, ЧТО

Реология изучает деформационные свойства реальных тел и за­нимает промежуточное положение между теорией упругости и гидродинамикой. Исходные понятия реологии — ньютоновская жидкость, вязкость которой не зависит от режима деформирова­ния, и идеально упругое тело, в котором в каждый момент вре­мени величина деформации пропорциональна приложенному на­пряжению. Эти понятия были обобщены для тел, проявляющих одновременно пластичные (вязкостные) и упругие свойства. Практические приложения реологии описывают поведение конк­ретных материалов при нагрузках и при течении.

Стеарин косметический является основным компонентом для дневных и увлажняющих кремов, кремов для бритья. Он способст­вует повышению вязкости эмульсий (загуститель). Преимущество стеарина из пальмового масла состоит в том, что он не содержит примесей, не имеет запаха и существенно дешевле своих аналогов В связи с ужесточением требований к косметическим изделиям с экологической точки зрения большим достоинством продуктов из пальмового масла является их биоразлагаемость в природе.

Касторовое масло получают из свежих и зрелых, освобожден­ных от оболочек семян клещевины обыкновенной (Ricinus Commu­nis) методом холодного прессования с последующей обработкой горячей водой и фильтрацией. Оно применяется человеком с древ­нейших времен.

Масло имеет светло-желтый цвет и малоприятный вкус, легко растворяется в спирте, устойчиво к окислению. В его составе при­мерно 82% триглицеридов рицинолевой кислоты (12-гидрокси щ/с-9-октадеценовая).

СН₃—(СН₂)₅—СН—СН₂—СН=СН—(СН₂)₇—СООН ОН

Структурная формула рицинолевой кислоты

Касторовое масло применяется в средствах по уходу за волоса­ми, поскольку стимулирует рост волос, придает им блеск и шелко­вистость. Входит в состав шампуней для тонких, поврежденных волос. Гидрогенизированное (или гидрированное) касторовое масло иногда называют касторовый саломас, он имеет более высо­кую температуру плавления. Применяется в составе губных помад, в средствах по уходу за кожей, средств для загара.

Масло зародышей пшеницы получают из проростков пшеницы холодным прессованием. Пшеница — травянистое растение семей­ства злаковых. Ростки пшеницы богаты витаминами Е и F, мине­ральными солями. Вытяжка из ростков пшеницы способствует росту клеток и тканей, применяется в рецептурах шампуней для сухих волос, бальзамов и ополаскивателей для нормальных волос. Масло зародышей пшеницы в чистом виде имеет густой оранжево­коричневый цвет. В нем высокое содержание витамина Е. Этот ви­тамин обычно добавляют в другие масла как антиоксидант, для предохранения масла от порчи. Масло зародышей пшеницы со­держит также протеины, витамины В,, В₂, В₃, В₆, микроэлемен­ты — цинк, железо, калий, серу, фосфор, линолевую кислоту (до 44%), линоленовую кислоту (10%) и олеиновую (28%). Имеет йод­ное число 130.

Масло зародышей пшеницы особенно подходит для сухой, стареющей, потрескавшейся кожи, устраняет шелушение кожи, зуд, и поэтому полезно при псориазе, экземе, солнечных ожогах. Оно укрепляет также сухие ломкие волосы. Благодаря своей спо­собности регенерировать кожу, масло пшеницы хорошо помогает при растяжках на животе после беременности. Масло зародышей пшеницы является одним из лучших масел для нежной кожи век и губ. Оно снимает раздражение и шелушение, разглаживает мор­щинки, восстанавливает водно-липидную мантию кожи.

В чистом виде масло пшеницы почти не используется из-за сильного запаха, густоты и тяжести. Его добавляют в другие масла в количестве, не более 10%.

Масло виноградной косточки — одно из наиболее эффективных природных увлажняющих средств. Виноград (Vitis vinifera) - лиана семейства виноградных. Спелые ягоды винограда богаты глюко зой, белками, витаминами В,, В₂, С и каротином, солями калия, натрия, железа, кальция, пектиновыми веществами. Масло вино­градной косточки получают прессованием косточек винограда. Оно содержит многие биологически активные вещества: вита­мины, ненасыщенные жирные кислоты, лецитин. По внешнему виду это светло-желтая жидкость практически без запаха. Со­держит триглицериды олеиновой кислоты (70%) и линолевой кис­лоты (25%). Имеет йодное число 134. Масло виноградной косточ­ки, так же как и виноград, и вино из него, содержит особые веще­ства — полифенолы, которые препятствуют старению клеток и организма в целом.

ИНТЕРЕСНО, ЧТО

В восьмидесятых годах 20 р. научное сообщество пыталось объ­яснить, почему французы, потребляя много пищи, богатой холес­терином, не страдают от сердечно-сосудистых заболеваний или страдают не так сильно, как в других странах, где жители строго следят за своими диетами. Этот парадокс получил название «французского». Тот же вопрос встает перед исследователями проблемы долголетия, так как практически все долгожители при­нимают в пищу вино. Во Франции же традиционным является большое потребление красных и светлых виноградных вин.

Как выяснилось, виноградное вино содержит природные по­лифенолы, так называемые биофенолы, которые являются антиок­сидантами и нейтрализуют действие свободных радикалов, вызы­вающих преждевременное старение организма человека.

Когда вино созревает, оно обогащается танинами, которые также снижают активность свободных радикалов в организме. Та­нины и биофенолы являются ключевыми ингредиентами, объяс­няющими французский парадокс. Белое вино беднее биофенола­ми, но оно содержит вещество тирозол. Это тоже биофенол, кото­рый образуется при ферментации из аминокислоты тирозин.

Квернетин

он

сн₃о.

ОСН

Катехин зеленого чая

О

Флавонол

Хризин

О

Апигенин

Структурные формулы биофенолов

На культурах клеток было доказано, что тирозол обеспечивает практически полную защиту клеток от действия окислителей, наи­более эффективна защита тирозолом для клеток кожи, помогая им бороться против преждевременного старения. Постоянно подвер­гаясь воздействию УФ-излучения и другим агрессивным воздейст­виям окружающей среды, кожа человека концентрирует в себе свободные радикалы. При нормальном функционировании вну­триклеточная окислительно-восстановительная система химиче­ским или ферментативным способом нейтрализует действие этих радикалов. Но из-за увеличения УФ-радиации на поверхности Земли, из-за возрастающих количеств химических веществ число свободных радикалов в клетках превышает возможности их само­защиты. Поэтому содержание свободных радикалов внутри клеток увеличивается, что приводит к так называемому «окислительному стрессу». Этот процесс вызывает деградацию большинства биоло­гически активных макромолекул, приводит к ускоренному старе­нию организма в целом и к возникновению опухолей.

Масло виноградной косточки содержит удивительный ком­плекс биологически активных веществ: ненасыщенные жирные

кислоты, биофенолы, тирозол, причем все компоненты находятся в природном, оптимальном для человеческого организма соотно­шении. Оно нормализует систему самозащиты клеток от свобод­ных радикалов, восстанавливает способность клеток к регенера­ции, препятствует их старению.

Масло виноградной косточки разглаживает сухую кожу, увлажняет и питает ее, устраняет раздражение и шелушение, свой­ственные чувствительной коже. Рекомендуется и для людей с жир­ной кожей, так как нормализует деятельность сальных желез. Ис­пользуется в губных помадах, средствах по уходу за кожей, в том числе в препаратах для стареющей и увядающей кожи. Обладает увлажняющим действием.

Масло жожоба, получаемое из плодов дерева Simmondsia chin- ensis, имеет ряд особенностей. С точки зрения химии это не масло, а жидкий воск. Воски — сложные эфиры одноатомных спиртов и высших карбоновых кислот — служат, главным образом, для конт­роля над влажностью кожи, для смягчения и защиты наружных по­кровов. В природе воски присутствуют в основном в наружных, поверхностных слоях кожи человека и животных, в надземных частях растений, где часто видны невооруженным взглядом как восковой налет на листьях, стволе, плодах. Воски — обычно твер­дые вещества при комнатной температуре, а масло жожоба — жид­кость. Масло жожоба (маслом мы его называем по традиции) — это смесь длинноцепочечных неразветвленных высших жидких воско­вых эфиров. Основные жирные спирты и жирные кислоты масла жожоба имеют в цепочке молекул 20 или 22 атома углерода. Для них характерна простая симметричная конфигурация молекул.

Этой симметрией и объясняется, по-видимому, высокая устойчивость к окислению и нагреванию масла жожоба. В отличие от жиров и масел воски обладают высокой стойкостью к гидролизу (т. е. не взаимодействуют с водой) и окислению, высокой темпера­турной стабильностью, сохраняя при этом множество общих с жи­рами физико-химических свойств.

Примерно 25% кожного жира человека составляют восковые эфиры, близкие по составу маслу жожоба. Смешиваясь с ингреди­ентами кожного жира на поверхности кожи, масло жожоба легко проникает сквозь защитный барьер кожи, существенно уменьшает потерю воды, (а значит, увлажняет кожу, делает ее более упругой и молодой), не задерживает при этом испарение газов и паров во­ды (т. е. не препятствует дыханию клеток).

-СН=СН,

СН₃—(СН₂)₇ (С Н₂)_т—С—О—СН₂—(С Н₂)„

где т = 7—13, п = 8—14

\

'(СН₂)₇—CHj,

Структура основных компонентов масла жожоба

Масло содержится в плодах дерева жожоба в значительных ко­личествах — до 50%. Получают его методом холодного прессова­ния. Качество плодов определяет качество масла. Относительная плотность масла жожоба 0,86—0,87 (при 25 °С), температура плав­ления 6,8—7,0 °С. Особенность масла жожоба — его высокая тер­мическая стабильность — была проверена в многочисленных экс­периментах. Температура кипения масла — 389 °С, но оказалось, что нагревание масла жожоба до 370 °С в течение 96 часов не приводит к изменению его состава и разрушению молекул.

Масло жожоба отличается устойчивостью к окислению, в не­сколько раз превосходящую устойчивость других природных три- глицеридных масел. Но особенно интересной является способ­ность масла жожоба стабилизировать нестойкие к окислению био­логически активные ингредиенты при совместном применении их в косметических препаратах. Например, масла, содержащие ненасыщенные кислоты, такие как линолевую и линоленовую, становятся более устойчивыми к действию высоких температур в присутствии масла жожоба. При этом масло жожоба не только замедляет процессы окисления компонентов косметических ком­позиций, но и, проникая в глубокие слои кожи, замедляет процес­сы псрекисного окисления кожных липидов, предупреждая, таким образом, преждевременное старение и снижая риск онкологиче­ских изменений кожи.

Масло жожоба эффективно увлажняет и смягчает кожу, обра­зуя на ее поверхности полупроницаемый защитный слой. Особен­но перспективным является применение масла жожоба в рецепту­рах средств для загара и после загара, в солнцезащитных кремах и лосьонах, бальзамах для губ. Результаты многочисленных исследо­ваний масла жожоба показывают, что оно эффективно при кон­центрациях от 0,1 до 25%.

Масло жожоба применяется в средствах по уходу за волосами. Оно способствует очищению кожи головы и нормализации роста и развития волосяных фолликул. В большинстве препаратов для во­лос концентрация масла жожоба составляет от 0,5 до'3,0%.

Масло авокадо получают из плодов вечнозеленого тропическо­го растения Persea gratissima. Высушенные плоды авокадо содержат 50—70% жирного масла Масло авокадо — одно из самых популяр­ных косметических средств по уходу за кожей. Получают его хо­лодным прессованием или экстракцией высушенных спелых груш. Масло имеет цвет от зеленого до красно-коричневого, характер­ный запах и приятный вкус, напоминающий ореховое масло. Пос­ле рафинирования оно становится желтым и практически не имеет запаха. Относительная плотность масла авокадо 0,928—0,938, показатель преломления 1,458—1,468, температура воспламенения 57 °С. Йодное число 90. Для косметических целей используют рафинированное масло авокадо. В его состав входят олеиновая (65%), пальмитиновая (20%), линолевая (13%) кислоты, витамины А, С, D, Е, К, РР, В₂, сквален, микроэлементы. Масло устойчиво к окислению, легко усваивается кожей, не вызывает раздражения.

Масло ши (или каритэ) получают из плодов африканского саль­ного дерева (Butylorospermum Parkii), растущего в Судане и странах Западной Африки. Методом холодного прессования из отборных ядер с последующим мягким рафинированием получают продукт высокой чистоты и нежной консистенции с температурой плавления 35—42 °С. Йодное число масла ши — одно из самых ни­зких среди растительных масел, равно 65. Масло содержит стеари­новую (42%), пальмитиновую (4%), олеиновую (44%), линолевую и линоленовую кислоты (5 и 1% соответственно). Масло ши — гра­нулированное масло кремого цвета, состоящее из триглицеридов жирных кислот. Это отличная основа для кремов, которая впиты­вается гораздо быстрее, чем любая другая известная основа. Из­вестно, что масло ши стимулирует синтез коллагена в коже, поэто­му применяется в средствах по уходу за увядающей кожей. Масло ши вводят во многие косметические композиции, начиная от дет­ских и солнцезащитных кремов до лосьонов для тела и средств по уходу за волосами.

Кокосовое масло — твердое растительное масло, получаемое методом горячего прессования из орехов кокосовых пальм. Кокос (Cocos nucifera) — тропическая пальма, из плодов которой вы­деляют это ценное масло. Оно широко применяется в производ­стве мыла и косметических изделий. Масло содержит лаурино- вую СН₃(СН₂)₁₀СООН, миристиновую СН₃(СН₂)₁₂СООН, кап- риновую (декановая) СН₃(СН₂)₈СООН, каприловую (октановая)

СН₃(СН₂)₆СООН, пальмитиновую, олеиновую, линолевую и дру­гие жирные кислоты. Это важная составная часть сырья для ту­алетного мыла и других мыльных препаратов, которая ощутимо повышает их пенообразующую способность. Масло кокоса пред­ставляет большой интерес как сырьевой компонент косметических кремов благодаря своей высокой биологической активности

Масло какао получают из бобов какао (Theobroma cacao) — веч­нозеленого тропического дерева. Содержание масла в бобах может составлять 55%. Масло имеет желтый цвет, приятный вкус и запах шоколада. Температура плавления 28—34 °С, относительная плот­ность 0,920. Кожура бобов содержит много полезных веществ: те­обромин, кофеин, сахара, витамины Н, D, РР, В, растительные протеины, танины. В составе масла присутствуют пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и линоленовая кислоты. Масло какао вво­дят во многие косметические изделия: лосьоны и маски, фотоза­щитные кремы, в декоративную косметику, в средства для ванн, дезодоранты, средства до и после бритья, в антицеллюлитные кремы. Содержание масла какао в косметических композициях до 5% масс.

Льняное масло получают изо льна. Лен (Linum) — сельскохозяй­ственная культура, из которой с давних времен получают масло, волокно, лекарственные вещества. По внешнему виду это жид­кость зеленовато-желтого цвета с приятным запахом. Содержит до 70% триглицеридов линолевой и линоленовой кислот. Имеет йод­ное число 185. Льняное масло — источник фитостеринов и фитон­цидов. Общее содержание стеариновой и пальмитиновой кислот в льняном масле небольшое — всего 10%. Олеиновой кислоты содер­жится 25%, линолевой 12%, линоленовой 50%. В льняном масле содержатся вещества, оказывающие противоопухолевое, антиок- сидантное, антибактериальное, противирусное и противогрибко­вое действия на кожу. Используется в косметических кремах по уходу за кожей и волосами, является сырьем для получения при­родного витами-на Е.

Хлопковое масло получают из семян хлопчатника. Оно пред­ставляет собой жидкость от светло-желтого до светло-коричневого цвета с относительной плотностью 0,918—0,932 и температурой застывания от 5 до -6 °С. Йодное число 101 — 116, число омыления 188—199. Масло не растворяется в вояе, растворяется в органиче­ских растворителях, относится к полувысыхающим маслам. Полу­чают его прессованием или экстракцией органическими раствори­телями. Из жирных кислот в хлопковом масле содержится преиму­щественно пальмитиновая кислота (22—25%), из ненасыщенных — олеиновая и линолевая (23—35% и 34—57% соответственно). Хлопковое масло применяется в качестве сырья при производстве жирных кислот, глицерина, мыла, в пищевой промышленности, в производстве алкидных смол и смазочных материалов. В состав косметических композиций его редко вводят из-за специфическо­го запаха.

ВЫВОДЫ

• Растительные жиры (масла) — важный компонент многих кос­метических изделий. Их получают из очищенного и измель­ченного растительного сырья методом холодного или горячего прессования, либо жидкостной экстракцией.

• Во всех растительных маслах содержатся триглицериды жир­ных насыщенных и жирных ненасыщенных кислот. Соотно­шение между количеством насыщенных и ненасыщенных кислот может сильно меняться в зависимости от масла.

• Растительные масла оказывают на кожу смягчающее действие, уменьшают потерю воды в коже при испарении; компоненты многих масел биологически активны и воздейсвуют на меха­низмы регенерации кожи.

Контрольные вопросы и задания

1. Чем отличаются растительные жиры от животных?

2. Проанализируйте таблицу 3 и расположите масла в порядке возрас­тания содержания в них: а) насыщенных жирных кислот; б) нена­сыщенных жирных кислот; в) линолевой кислоты; г) линоленовой кислоты.

3. Опишите схему получения растительных масел методом прессова­ния.

4. Что такое экстракция масла и как ее проводят?

5. Какие косметические препараты должны, по вашему мнению, со­держать оливковое масло? льняное масло? масло какао?

6. Каковы особенности масла жожоба?

7. Что такое биофенолы? Какое масло содержит их в наибольших ко­личествах? Какую функцию в организме человека могут выполнять биофенолы?

8. Какие масла вы бы рекомендовали для ухода за сухой кожей?

3. Воски

Сложные эфиры • Жирные спирты • Жирные кисло- “I | ты ♦ Эмолент • Структурообразователь • Синтетиче-

ские воски

Строение и свойства восков

Воски, как уже упоминалось выше, с химической точки зрения отно­сятся к классу сложных эфиров. Как правило, воски твердые веще­ства, жирные на ощупь, не растворимые в воде, но растворимые в не­полярных органических растворителях. Воски имеют общую хими­ческую формулу R_{—СН₂—О—СО—R₂, где Л,—СН₂—ОН соответ­ствует высшему одноатомному первичному спирту, a R₂—СООН — жирной кислоте. И кислоты, и спирты, входящие в состав восков, имеют углеводородную цепочку, состоящую из 8—30 атомов С. Воски более устойчивые соединения, чем жиры, они трудно рас­щепляются и омыляются (подвергаются гидролизу в присутствии щелочей)

Воски используют в составе косметических препаратов в каче­стве загустителей и структурообразователей. Они способствуют со­зданию требуемой структуры косметического изделия. На кожу во­ски оказывают действие, аналогичное жирам.

Натуральные воски, применяемые в косметике

Пчелиный воск — натуральный продукт жизнедеятельности пчел. По внешнему виду это твердая хрупкая масса с мелкозернистым изломом белого, светло-желтого, желто-коричневого или свет- ло-серого цвета с приятным медовым запахом. Вырабатывается особыми железами рабочих пчел и служит материалом для стро­ительства сот. Плотность массы при 15 °С колеблется от 0,956 до

0,970.

Пчелиный воск растворим в бензине, эфире, хлороформе, час­тично в горячем этаноле. Температура плавления 65—67 °С, кис­лотное число 18,5—22,5. По составу близок к ряду компонентов кожного сала.

Главной составной частью пчелиного воска являются сложные эфиры жирных насыщенных кислот (пальмитиновой, миристино- вой, церотовой) и д£)угих высокомолекулярных одноатомных спиртов.

СН₃—(СН₂)„—COO—(CH₂)_m—CH₃, где п = 12-22, т = 22-32 Например

СН₃—(СН₂)_|4—СОО—(СН₂)₂₅—СН₃ — цериловый эфир

пальмитиновой кислоты

СН₃—(СН₂)₁₄—СОО—(СН₂)₃₀—СН₃— мирициловый эфир

пальмитиновой кислоты

Структурные формулы компонентов пчелиного воска

В небольших количествах в нем содержатся свободные жир­ные кислоты, высшие спирты, витамин А, лактоны, антибиотики, бактерицидные вещества. Количественный состав пчелиного во­ска сильно зависит от источника его получения.

Пчелиный воск — основной структурообразующий элемент в эмульсионных кремах типа «вода/масло». Он повышает термоста­бильность эмульсий, позволяет регулировать консистенцию и вяз­кость крема. В кремах «вода/масло» его применяют в концентра­ции 5—6%, в кремах «масло/вода» — до 3%. Входит в состав изде­лий декоративной косметики (губные помады, тушь для ресниц, тени для век, румяна) в количестве до 5%.

По мнению дерматологов, пчелиный воск полезен для кожи. Он способствует образованию на поверхности кожи пленки, пред­отвращающей ее обезвоживание.

Консистенция — от латинского слова «состояние» — понятие, г характеризующее подвижность, густоту, вязкость жидкостей и полутвердых тел (мазей, паст, гелей и т. д.). Консистенция мо­жет быть выражена в условных единицах, либо оцениваться в сравнении разных продуктов. Например, пудра по консистен­ции может быть жидкой, порошкообразной, кремообразной.

Карнаубский воск представляет собой экссудат листьев пальмы Copernicia cerifera. Он образуется на нижней поверхности листьев в значительных количествах (около 7 г на один лист).

Экссудат — от латинского слова «выпотевать» — жидкость, ко- Уг торая выпотевает, просачивается из тканей наружу и затвер­девает на поверхности стволов, листьев, цветков.

По внешнему виду карнаубский воск — твердая хрупкая масса желтого цвета без запаха. Примерно на 80% состоит из сложного эфира мирицилового спирта и церотиновой кислоты:

С Н з—(СН₂)₂₉—СН₂—О—С—С₂₅Н₅,

О

Структурная формула основного компонента карнаубского воска

Он содержит также лактоны, жирные кислоты и смолистые ве шества. Он нерастворим в воде, растворим в органических раство­рителях при нагревании. Кислотное число не более 3, число омы­ления 78—89.

Лактоны образуются из гидроксикислот в результате внутри­молекулярной циклизации через «кислородный мостик». Лактоны можно рассматривать как внутримолекулярные сложные эфиры По химическим свойствам они во многом им подобны: вступают в реакцию гидролиза, взаимодействуют с аммиаком и аминами, образуют амиды гидроксикислот. По внешнему виду лактоны представляют собой низкоплавкие кристаллические вещества или жидкости.

Высокая температура плавления (80—86 °С), твердость и хоро шая полирующая способность делают карнаубский воск уникаль­ным среди других природных восков. Применяется в губной пома­де, туши для ресниц, румянах, жидкой пудре, шариковых дезодо­рантах. Карнаубский воск повышает их твердость и температуру плавления и придает сильный блеск губной помаде. Его часто ис­пользуют для корректировки консистенции массы. Вводят в коли­честве до 5%.

Канделилъский воск добывают с поверхности листьев пальмо­вого дерева Aleurites molucccinci (Euphorbia cerifera). По внешнему ви­ду это твердая масса желтого или серо-желтого цвета без запаха, но при нагревании появляется запах бензойной смолы. На 50—55% канделильский воск состоит из углеводородов, на 33—35% — из сложных эфиров, остальное — циклические и алифатические карбоновые кислоты и лактоны.

По своим физическим свойствам канделильский воск подо­бен карнаубскому и пчелиному воску. Кислотное число составля­ет 15—16, число омыления 46—65, температура каплепадения 65-69 °С.

Используется в составе губных помад, как и карнаубский воск, но в несколько больших концентрациях (до 13%), в тенях для век, в тональных средствах, в защитных кремах.

Заменители жиров и масел (синтетические жиры, масла, воски)

Наряду с натуральными растительными маслами и животными жирами в косметических изделиях часто используют ряд жиро­подобных веществ, получаемых синтетическим путем. Эти веще­ства служат заменителями натуральных жиров и масел. Как пра­вило, это прозрачные, легко подвижные жидкости без запаха, ко­торые хорошо смешиваются с природными маслами. Их вводят в косметические композиции в количестве до 10% для частич­ной замены растительных масел и улучшения впитываемое™ в кожу.

По химическому строению заменители жиров и масел пред­ставляют собой сложные эфиры жирных кислот и высших спир­тов. В отличие от природных восков и жиров синтетический воск является индивидуальным вешеством, или искусственно приго­товленной смесью индивидуальных веществ, т. е. для такого рода продуктов характерна высокая степень чистоты и отсутствие при­месей.

Сложные эфиры можно получить из разных спиртов и разных карбоновых кислот. Поэтому число возможных сочетаний очень велико. Однако практика технологов-косметологов выявила из этого множества те воскоподобные сложные эфиры, которые хо­рошо зарекомендовали себя в производстве косметических из­делий.

Таблица 4 представляет собой матрицу, в которой каждая клет­ка соответствует определенному синтетическому воску — слож­ному эфиру органической кислоты (кислотные остатки указаны в столбцах) и спирта (радикалы спирта указаны в строках). На­пример, воск изопропилмиристат находится в клетке при пересе­чении второй строки (изопропил) и третьего столбца (миристат). Крестиками отмечены широко применяемые в косметической практике сложные эфиры. Ниже будет дана их краткая характе­ристика.

Воски, масла и жиры синтетического и природного происхож­дения играют важную роль в косметических композициях. Их на­зывают также эмоленты. Эмоленты предназначены для восполне­ния недостатка кожного жира, для защиты рогового слоя и для ре­гулирования процесса испарения воды с поверхности кожи. Они оказывают на кожу смягчающее и разглаживающее действие. Ос­таваясь на поверхности кожи или в роговом слое, они устраняют сухость, шелушение кожи, улучшают ее внешний вид Дополни­тельная смазка кожи способствует восстановлению липидного ба­ланса и укреплению барьерных функций эпидермиса К эмолен- там предъявляется ряд требований. Они должны обладать низкой проницаемостью для жидкой воды, высокой проницаемостью для паров воды, низкой вязкостью, хорошей растекаемостью по по верхности кожи.

Таблица 4

Синтетические воски — сложные эфиры (возможные комбинации)

Радикал спирта

Кислотный остаток

ацетат

каприлат

миристат

октаноат

пальмитат

изопаль-

олеат

рициноат

стеарат

изостеарат

ланолат

лаурат

линолеат

этил

+

+

+

+

изопропил

+

+

+

+

+

бутил

+

+

+

децил

+

+

цетил

+

+

+

+

+

изоцетил

+

+

+

+

миристил

+

олеил

+

+

+

стеарил

+

изостеарип

+

+

+

Эмолентами могут быть вещества разной химической приро­ды, например, сложные эфиры, жирные кислоты, жирные спирты, жиры и масла, силиконы. Косметологи активно используют их в косметических рецептурах. Рассмотрим некоторые синтетические эмоленты, относящиеся к классу сложных эфиров.

Применяемые в косметике синтетические воски

Eymiucmeapam — продукт реакции этерификации между стеарино­вой кислотой и бутиловым спиртом, С₄Н₉ОСОС₁₇Н₃₅. Это мас­лянистая жидкость светло-желтого цвета. Кислотное число не бо­лее 3, эфирное число 165—180, показатель преломления при 20 °С равен 1,4430—1,4460.

В косметических препаратах он применяется как стабилизатор и эмульгатор эмульсий, в декоративных изделиях — как смягчаю­щая и пластифицирующая добавка. Бутилстеарат отнесен к числу камедогенных ингредиентов, способных вызывать закупорку пор сальных желез, которая может привести к появлению угревой сы­пи, поэтому его не следует вводить в состав препаратов для жирной кожи. В последнее время применение бутилстеарата снижается.

Бутилпальмитат и/или изопропилпальмитат — сложный эфир пальмитиновой кислоты и бутилового/изопропилового спирта, С₄Н₉ОСОС₁₅Н₃₁ или С₃Н₇ОСОС₁₅Н₃₁. Это бесцветные прозрачные жидкости без запаха с относительной плотностью 0,840—0,860. Кислотное число не более 1, число омыления 184—196. Исполь­зуются в составе косметических кремов, в шампунях придают волосам блеск, в декоративной косметике применяются как смягчающие и пластифицирующие компоненты в количествах до 10% масс.

Лзопропилмиристит — сложный эфир миристиновой кислоты и изопропилового спирта, С₃Н₇ОСОС₁₃Н₂₇, очень широко исполь­зуется в составе косметических композиций. По внешнему виду прозрачная бесцветная жидкость с относительной плотностью, (при 20 °С) 0,850—0,860 и показателем преломления (при той же температуре) 1,432—1,439. Кислотное число не более 1, эфирное число 202—210. Обладает низкой вязкостью и хорошо сочетается со всеми видами косметического сырья, легко эмульгируется и по­зволяет получать маловязкие эмульсии, которые быстро впитыва­ются в кожу, не оставляя ощущения липкости и жирности на коже. В составе косметических композиций его содержание составляет до 10%.

Октилоктаноат проявляет гидрофобные свойства, имеет ни­зкую вязкость в широком диапазоне температур, а значит, легко впитывается в кожу, преодолевая липидный барьер кожи. Он мо­жет применяться в составе любых кремов и эмульсий, полностью совместим со всеми традиционными компонентами масляных фаз косметических препаратов и хорошо растворим в водно-спирто- вых системах. Октилоктаноат рекомендуется для «мягких» эмуль­сий, препаратов по уходу за телом, не образует жирной пленки на коже, не оставляет жирного блеска. Широко используется в соста­ве лосьонов для бритья и тонизирующих составов для волос, для спортивных кремов и кремов, применяемых в холодное время года.

Олеилолеат — сложный эфир олеиновой кислоты и олеинового спирта. Жидкость светло-желтого цвета с относительной плотно­стью 0,860—0,870. Кислотное число составляет максимально 0,3, число омыления 130—140, показатель преломления 1,464—1,466. Так как олеиновый спирт и олеиновая кислота — непредельные соединения, то олеилолеат имеет довольно высокое значения йод­ного числа 56—90. Температура помутнения олеилолеата 5 °С. Применяется для изготовления косметических средств ухода за ко­жей, в частности эмульсионных кремов и масла для тела, солнце­защитных средств.

Децилолеит — прозрачное полярное масло желтоватого цвета с относительной плотностью 0,860—0,870. Сложный эфир олеино­вой кислоты и децилового спирта. Кислотное число не более 1, число омыления 130—140, йодное число 55—65, точка помутнения 5 °С, показатель преломления 1,455—1,458. Также как олеилолеат, применяется в эмульсионных кремах и в лосьонах для ухода за су­хой и чувствительной кожей. Его концентрация в косметическом изделии может достигать 20—25%.

Изодрагол пригоден для применения в изделиях декоративной косметики благодаря тому, что он хороший растворитель для во­сков и превосходный смачиватель пигментов. На этом основано его использование в составе губной помады. Он не дает избыточ­ной жирности помады, обеспечивает легкость нанесения слоя и повышает температурную устойчивость помады.

Илантан (торговое название) — это эфир высокомолекуляр­ного спирта и ундекановой кислоты СН₃—(СН₂)₉—СООН—, дру­гой заменитель натуральных жиров. По внешнему виду это мазеоб­разная масса от светло-желтого до темно-желтого цвета. Кислот­ное число не более 5, эфирное число 190—240.

При концентрациях выше 3% он обладает еще и антимикроб­ным действием, поэтому применяется в кремах против угрей, дезодорантах, кремах для ног.

Микрокристаллический воск представляет собой светло желтые чешуйки, слегка жирные на ошупь, легче воды и в ней не растворя­ются. Это смесь сложных эфиров высших спиртов и высших кар­боновых кислот. Точный состав микрокристаллического воска зависит от способа получения и тщательного выполнения всех технологических параметров при его производстве. Температура каплепадения воска 80—86 °С, температура застывания 75—81 °С. Он активно используется при изготовлении косметических средств по уходу за кожей, эмульсионных кремов, кремов для бритья, солн­цезащитных средств, средств для депиляции и т. д. Концентрация в косметическом изделии может составлять от 1 до 30%.

Триглицериды каприновой и каприловой кислот часто встречают­ся в составе косметических изделий. Они хорошо себя зарекомен­довали как синтетические заменители натуральных жиров и во- сков Относительная плотность составляет 0,930—0,960, показа­тель преломления 1,448—1,450, температура помутнения —5 °С. Кислотное число и йодное число таких триглицеридов не превы­шают 0,3, число омыления составляет 325—340 мг КОН/г. Боль­шую часть этого сырья составляют вещества с 8 и 10 атомами угле­рода в молекулах (50—65% и 30—50% соответственно)

В последние годы стали широко применяться сырьевые про­дукты смешанного типа. Например, жирные кислоты, полученные из натурального кокосового масла, подвергают реакциям этерифи- кации с синтетическим спиртом, например октиловым. В резуль­тате образуется продукт — октилкокоат, сочетающий в себе свой­ства натуральных и синтетических веществ.

ВЫВОДЫ

• Натуральные воски представляют собой смесь многих органи­ческих веществ. По происхождению это экссудаты растений или продукты жизнедеятельности пчел.

• Основные компоненты натуральных восков относятся к клас­су сложных эфиров и представляют собой соединения жирных спиртов и жирных кислот. И кислоты, и спирты, входящие в состав восков — имеют углеводородную цепочку, состоящую из 8—30 атомов С.

• Воски являются химически и термически более устойчивыми, чем жиры и масла.

• В косметических композициях воски играют роль структуро- образователей и загустителей. На кожу они оказывают дейст­вие, аналогичное жирам.

• Синтетические воски активно применяются в косметических рецептурах в качестве структурообразователей, эмульгаторов, эмолентов и загустителей.

• По своей химической природе они относятся к классу слож­ных эфиров.

• Они близки по свойствам к натуральным воскам, но отлича­ются от них строго определенным составом, который не меня­ется от партии к партии.

• Высокая воспроизводимость свойств синтетических восков и их химическая чистота вызывают активное их применение в косметических препаратах, которое, по прогнозам ученых, будет в дальнейшем расширяться.

Контрольные вопросы и задания

1. К какому классу органических соединений относятся воски? При­ведите общую формулу восков.

2. Какие соединения являются более стойкими к окислению на возду­хе: воски или жиры? Почему?

3. Перечислите натуральные воски, которые можно применять в кос­метических изделиях.

4. Расположите эти воски в порядке возрастания кислотного числа.

О чем свидетельствует этот ряд?

5. В каких косметических изделиях используется пчелиный воск? кар­наубский воск? канделильский воск? Какие функции в изделии они выполняют?

6. К какому классу органических соединений относятся синтетиче­ские воски?

7. Рассмотрите таблицу 4 и посчитайте, сколько различных синтети­ческих восков можно получить из указанных радикалов спирта и остатков карбоновых кислот.

8. Какие преимущества синтетических восков вам представляются важными и значительными?

9. Каков ваш прогноз об изменении количества применяемых в кос­метике синтетических восков: будет ли их применение снижаться или, наоборот, увеличиваться? Почему вы так думаете?

10. Какие функции выполняют синтетические воски в косметической рецептуре?