Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Компоненты на основе природного сырья для косметических средств. Растительные масла. Учебное пособие
.pdf
жирные кислоты, α-сульфоэфиры, жирные спирты, мыла, глицерин,
жирные амиды и амины. В свою очередь эти вещества, помимо их
непосредственного использования, применяются в качестве исходных
компонентов при получении широкого спектра ингредиентов для
различных отраслей промышленности.
Хорошее воспроизводство сырьевых источников, относительно
низкая цена, жирнокислотный состав сделали пальмовое масло одним
из важнейших ингредиентов для олеохимических производств.
Характерной особенностью продуктов олеохимии является их
биоразлагаемость. Это обстоятельство очень важно с точки зрения
экологической безопасности этих продуктов, а ввиду ужесточения
требований к экологическим аспектам производства, необходимости
получения экологически чистых продуктов, ставит продукты
переработки пальмового масла в один ряд с другими перспективными
продуктами природного происхождения. Растительное происхождение
этих продуктов делает их применимыми для представителей всех
религиозных конфессий, что позволяет существенно расширить
рынок.
Ряд крупнейших компаний мира производят и используют
продукты переработки пальмового масла: Akzo & Nobel Oleochemicals,
Henkel Oleochemicals, Unilever, Unichema.
В производстве средств гигиены важное значение имеет основа
для получения мыла и детергентов. Высококачественное туалетное
мыло класса «экстра» производится из мыльной крошки, полученной
на основе пальмового масла. Мыльная крошка представляет собой
смесь натриевых солей жирных кислот пальмового (80%) и
пальмоядрового (20%) масла. Данное соотношение является
оптимальным для придания мылу необходимой моющей способности,
пенообразования, твердости. Получается мыло с высокими
показателями белизны и плотности.
Пальмоядровое масло (ПЯМ) и олеохимикаты на его
основе находят все более широкое применение у российских
производителей. Это обусловлено жирнокислотным составом и
значительным увеличением объемов производства недорогого
пальмоядрового масла (ПЯМ).
11
Особенно широкое применение ПЯМ и олеохимикаты на его
основе находят в производстве мыла и моющих средств.
Высококачественное туалетное мыло, как твердое, так и жидкое, не
может быть произведено без использования ПЯМ или кокосового
масла. Лучшие сорта твердого туалетного мыла включают до 40%
натриевых солей жирных кислот ПЯМ. При получении жидкого мыла
в его рецептуру вводится от 25 до 50% ПЯМ. Для получения
туалетного мыла холодным омылением, в качестве исходного сырья
используют ПЯМ в количестве свыше 50%. Использование ПЯМ
придает мылу высокую пенообразующую способность, повышает
моющее действие, оказывает смягчающее действие на кожу,
обеспечивает товарный вид. Олеохимия пальмоядрового масла не
менее разнообразна, чем олеохимия пальмового масла, особенно в
области получения поверхностно-активных веществ (ПАВ). Это
обусловлено высоким содержанием жирных кислот, которые являются
исходным сырьем в их производстве.
Одним из наиболее широко распространенных и вредных
используемых в косметической промышленности анионных ПАВ
является лаурилсульфат натрия. Это базовый ингредиент в
производстве различных моющих средств (шампуней, гелей для душа,
средств для мытья посуды и т.д.). Лаурилсульфат натрия обладает
хорошим моющим действием, как в холодной, так и в теплой воде
различной жесткости. Его включают в большинство очищающих
рецептур, в том числе и во многие зубные пасты, так как он дешев и
обеспечивает эффективное пенообразование и очищение.
В ряду амфотерных ПАВ следует отметить
кокамидопропилбетаин для использования в косметических и
фармацевтических средствах. Он обладает уникальным набором
свойств: хорошими пенообразующими и загущающими свойствами,
высокой диспергирующей способностью. Кокамидопропилбетаин
совместим с анионными, катионными и неионными ПАВ, стабилен в
широком диапазоне рН и температур. Этот вид ПАВ является очень
мягким со-ПАВ, в значительной степени снижающим раздражающее
действие анионных ПАВ на кожу, что обеспечивает ему применение в
моющих средствах для чувствительной кожи и в детской косметике.
Вместе с тем, благодаря высокой эмульгирующей способности
12
кокамидопропилбетаины с успехом используются и в остальных
моющих средствах бытовой химии.
Диэтаноламиды пальмоядровых жирных кислот обладают
отличными загущающими, пенообразующими, моющими свойствами,
солюбилизирующей способностью, отсутствием сенсибилизирующего
действия, хорошей совместимостью с другими детергентами. Они
предохраняют кожу от обезжиривания. Жирные спирты С12-С14 –
низкопенные жидкие ПАВ – применяются для производства
промышленных моющих и чистящих средств и малопенных
детергентов используемых в машинной стирке. Данная фракция и
фракция С16-С18 особенно востребованы отечественными
производителями ПАВ в качестве главного сырьевого компонента для
производства мягких ПАВ ввиду отсутствия отечественного
производства соответствующих аналогов. Основным компонентом
эфиров жирных кислот ПЯМ является эфир лауриновой кислоты и
изопропилового спирта. Этот продукт прекрасный эмолент,
оказывающий смягчающее действие на кожу, препятствующий потере
влаги. Он используется в качестве жирового ингредиента в кремах,
маложирных эмульсиях и в декоративной косметике.
Нельзя не отметить, что в современных условиях повышенных
требований к экологической безопасности, применение ПЯМ и
продуктов его переработки становится все более актуальным.
Производство ПЯМ и его олеохимикатов безвредно ввиду
использования растительных и минеральных материалов. Продукты
биоразлагаемы, не накапливаются в окружающей среде и не
оказывают пагубного влияния на животный и растительный мир.
В косметических изделиях используют те натуральные жиры и
жировые компоненты, которые по своему химическому составу и
строению схожи с кожным жиром человека. Жиры и масла проходя
сквозь барьер кожи используются для синтеза не только липидов, но и
таких важных молекул, как регуляторы реакций местного иммунитета.
1.4 Строение и функции кожи
Кожа человека является важным органом, который выполняет
ряд функций и осуществляет контакт человека с окружающей средой.
Прежде всего, кожа это наружный покров, защищающий внутренние
органы от воздействия внешней среды (давления, трения, разрыва,
ударов) и от проникновения различных бактерий, обеспечивающий и
охраняющий физическую целостность нашего организма. Кожа
13
участвует в регуляции температуры тела, обменных, защитных и
Рисунок 1.
Строение
9-
жировая долька
выделительных процессах. Кожа взрослого человека имеет общую
площадь около 1,5 м2 и состоит из трех слоев (рис. 1): эпидермис,
дерма, подкожная жировая клетчатка. Продукты выделения кожи
образуют эмульсионную пленку на поверхности кожи толщиной 7 – 10
мкм.
Нижний, самый глубокий слой кожи – подкожная жировая
клетчатка (гиподерма) состоит из пучков соединительной ткани с
зернами подкожного жира. Роль гиподермы очень велика. Она
выполняет функции защиты от механических и температурных
воздействий, служит своего рода депо, в котором откладываются
запасы жира.
кожи:
I – эпидермис
II – дерма
III – подкожная
жировая клетчатка
1 – сальная железа;
2 – жировой секрет;
3 – волос;
4 – капилляры;
5 – пора;
6 – кератин (роговой
слой);
7 – нервное
окончание;
8 – нерв;
10 – потовая железа;
11 – кровеносные сосуды;
12 – волосяной мешочек
основные из которых эластиновые и коллагеновые (эластин и коллаген
– главные структурные белки кожи), пронизанные кровеносными,
лимфатическими сосудами и нервными окончаниями. В дерму так же
открываются протоки потовых и сальных желез. Через дерму хорошо
всасываются жирорастворимые вещества.
Дерма состоит из переплетающихся между собой волокон,
14
Эпидермис – наружный слой кожи. Толщина его колеблется
от 0,03 до 1,5 мм. Состоит их нескольких постоянно меняющихся
слоев клеток. Представляет собой полупроницаемую мембрану,
лишенную кровеносных сосудов, наиболее подвержен внешнему
воздействию окружающей среды, в том числе испытывает на себе
наибольшее воздействие косметических средств. Особенности
строения эпидермиса обеспечивают его эластичность, упругость и
прочность, также он способен быстро восстанавливаться при
малейших повреждениях. Полное же обновление клеток эпидермиса
происходит в течение 26-28 дней.
Поверхностный роговой слой эпидермиса выполняет
защитную функцию и является основным барьером на пути
негативного влияния на организм различных факторов. Этот слой
представлен плотно прилегающими друг к другу кератиновыми
чешуйками – мертвыми и ороговевшими клетками, а также липидной
(жировой) прослойкой. По своему химическому строению эти липиды
относятся к классу сфинголипидов или церамидов (или керамиды).
Эта липидная прослойка в последние годы привлекает большое
внимание косметической промышленности. Выяснилось, что многие
ингредиенты косметических средств могут повреждать эту прослойку,
нарушая тем самым целостность эпидермального барьера. Дефицит
незаменимых жирных кислот (линолевой, линоленовой, гаммалиноленовой в эпидермисе), вызывающий нарушение барьерной
функции кожи, обеспечил спрос на растительные масла, содержащим
эти кислоты. Источником керамидов растительного происхождения
является соевое масло. Дополнительно к своей защитной роли в
качестве липидного барьера, керамиды имеют и другие важные
свойства. Добавление этого ценного ингредиента в крем
предотвращает трансэпидермальную потерю воды, предупреждает
сухость, шелушение, дряблость кожи. Они способствуют
естественному процессу обновления кожи, делая ее более гладкой и
мягкой.
2 СОСТАВ, СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА МАСЕЛ
2.1 Состав растительных масел
Натуральные растительные масла все более широко
применяются в современной косметике взамен минеральным,
синтетическим или животного происхождения. Спрос на натуральное
15
растительное сырье в косметике, к примеру, на жиры и растительные
Содержание,
масла, непрерывно растет. Жиры и масла – понятия идентичные. В
обиходе жирами называют продукты, получаемые из тканей
животных, птиц, рыб, а маслами – продукты, выделяемые из семян и
плодов растений и из молока. Их широко используют в косметической
и пищевой промышленности. Жиры (масла) животного и
растительного происхождения представляют собой сложный комплекс
органических соединений.
В состав природных растительных жиров входит более 200
жирных кислот. Большинство жиров содержат от 4 до 7 главных и
несколько сопутствующих кислот. До 75% жиров составляют
триглицериды всего трех кислот – пальмитиновой, олеиновой и
линолевой. Некоторые растения в составе жирных масел имеют
специфические жирные кислоты, например, касторовое масло из
семян клещевины, содержащее рицинолевую кислоту. В таблицах 2 и
3 приведены жирнокислотные составы широко используемых масел:
пальмового и пальмоядрового.
Таким образом, самым распространенным из жирных кислот в
составе растительных масел являются насыщенные пальмитиновая (С
16:0), стеариновая (С 18:0) кислоты, а также мононенасыщенная
олеиновая и полиненасыщенная линолевая кислоты. Особый интерес
представляют масла, содержащие незаменимые жирные кислоты,
которые не синтезируются в организме и должны поступать извне: это
– линолевая (С18:2), α-линолевая (С18:3) и γ-линоленовая (18:3)
кислоты.
Таблица 2 Характеристика пальмового масла
Кислота Обозначение
Лауриновая С 12:0 0-0,5
Миристиновая С 14:0 1-6
Пальмитиновая С 16:0 32-59
Олеиновая С 18:1 27-52
Стеариновая С 18:0 1-8
%
16
Таблица 3 Характеристика пальмоядрового масла
Содержание,
Растительные масла
Омыляемая фракция
Неомыляемая фракция
Ф
осфолипиды
С
вободные
Стерины
,
белки
,
Кислота Обозначение
Лауриновая С 12:0 45-55%
Миристиновая С 14:0 9-25%
Пальмитиновая С 16:0 3-9%
Олеиновая С 18:1 10-29%
Стеариновая С 18:0 1,5-3%
%
Структурными составляющими растительных масел являются
омыляемая и неомыляемая фракции.
Омыляемая фракция – это те компоненты, из которых, добавив
к ним щелочь, можно получить мыло. С химической точки зрения, это
жирные кислоты, соединенные с глицерином. Именно от жирных
кислот зависят внешний вид и свойства масла.
Неомыляемая фракция любого масла состоит главным образом
из углеводородов терпенового ряда и их кислородсодержащих
производных (спирты, простые эфиры, кетоны), т. е. веществ, которые
не обладают способностью к омылению. Среди указанных соединений
имеются витамины и другие биологически активные вещества (схема
1).
Схема 1
Триглицериды
(94-96%)
эфиры, стеарины
воскоподобные
вещества, воски
17
(4-6%)
высшие
жирные
кислоты
углеводороды
каротиноиды
витамины
Часто неомыляемую фракцию определяют как порцию масла,
экстрагируемую гексаном после процесса омыления. Для ряда масел
состав неомыляемой фракции представляет собой одну из важных
характеристик. Ниже перечислены некоторые типичные компоненты
неомыляемой фракции:
– витамины;
– фосфолипиды (фосфатиды);
– фитостерины (фитостеролы).
Витамины синтезируются только растениями, в которых
наряду с витаминами содержатся и провитамины – вещества,
превращающиеся в витамины в животном организме. Витамины
можно подразделить на две группы – водорастворимые и
жирорастворимые. В растительных маслах встречаются только
жирорастворимые витамины, так называемые липовитамины – A, D, Е
и К. Витамин А встречается в растительных маслах в виде
провитаминов (β-каротин); содержится преимущественно в
облепиховом, абрикосовом, персиковом и других маслах. Витамин D
содержится главным образом в соевом и кунжутном маслах, витамин
К (К1, К2, К3) – в конопляном, подсолнечном, льняном и сурепном
маслах.
Растительные масла богаты токоферолами и токотриенолами.
Токотриенолы сходны с токоферолами, но имеют три двойные связи.
Особенностью токоферолов является их способность тормозить
радикальные реакции (например, окисление). В растительных маслах
токоферолы и токотриенолы являются природными
антиокислителями. Наибольшим антиокислительным действием
обладают γ- и δ-токоферолы, наименьшим – α-токоферолы.
Рафинирование снижает количество токоферола в масле и ухудшает
его антиокислительные свойства. Содержание токоферолов в
рафинированных маслах значительно ниже, чем в нерафинированных.
Витамин Е (α-токоферол и его сложные эфиры) имеет большое
значение для кожи и может рассматриваться как
многофункциональный ингредиент. В процессе очистки масел,
который можно рассматривать как процесс «очищения»
триацилглицериновой части, часть токоферолов удаляется, в
результате чего масло становится менее устойчивым к окислению. Вот
почему рафинированные масла легче прогоркают по сравнению с
«сырыми» (нерафинированными). Одно из наиболее известных масел,
18
обогащенных токоферолом, это масло зародышей пшеницы (по
номенклатуре INCI Triticum vulgare). Токоферольная фракция
содержит смесь четырех схожих по строению соединений.
Токоферолы широко используются в косметике. Токоферольные
смеси, получаемые из соевого масла, высоко ценятся в качестве
природных антиоксидантов.
Фосфолипиды (фосфатиды) растительных жиров представляют
собой сложные эфиры глицерина, жирных кислот и фосфорной
кислоты. Состав жирных кислот фосфолипидов и триацилглицеринов,
выделенных из одного жирового сырья, не идентичен. Фосфатиды,
содержащие холин, называются лецитинами, хорошо растворяются в
жирах, жирных кислотах и во многих жирорастворителях, легко
окисляются кислородом. Фосфолипиды, содержащиеся в маслах,
участвуют в биологическом окислении масел в организме и сами по
себе представляют большую ценность. Фосфолипиды в маслах
представлены главным образом лецитинами. Лецитины обладают
высокой эмульгирующей способностью, загущают, смягчают,
являются антиоксидантом, продукты (в том числе и масла) богатые
лецитином полезны при экземе и псориазе. Лецитин содержится в
маслах кунжута и авокадо.
Фитостерины (фитостеролы), лидеры по количеству
содержания – рисовое и кунжутное масла. Фитостерины и их
производные являются компонентами растительных клеточных
мембран, предшественниками многих метаболитов, в том числе
растительных стероидных гормонов. Фитостерины обнаружены во
всех растительных маслах, но их качественный состав и количество в
растительных маслах индивидуально для каждого масла, что может
быть использовано для их идентификации. Например, β-ситостерины,
кампестерины, стигмастерины в разных растительных маслах
различаются среди эффектов воздействия фитостерина на
человеческий организм, вызывают повышение проницаемости кожи и
ее увлажнение, противоспалительное действие и влияние на
микроциркуляцию.
Фитостерины обладают широким спектром биологической
активности. Результаты недавних исследований подтвердили
антиканцерогенные свойства фитостеринов, улучшают стабильность
клеточных мембран, увлажнённость кожи, способствуют заживлению
ран, ожогов, обладают противовоспалительным действием, обладают
19
способностью поглощать УФ-излучение. Масло рисовых отрубей (по
номенклатуре INCI Oriza sativa) обычно содержит (после очистки)
менее 0,4% фитостерина γ-оризанола, который на самом деле
представляет собой смесь сложных эфиров феруловой кислоты. γоризанол известен тем, что понижает холестерин.
К неомыляемым веществам относятся также производные
углеводородов, большинство из которых являются терпенами.
Терпены, содержащие углеводородную цепь из 10 – 11 сопряжённых
двойных связей углерод–углерод имеют оранжевую или красную
окраску и окрашивают масла.
В плохо отфильтрованных сырых маслах могут присутствовать
белковые и другие вещества. Поскольку наличие белков ухудшает
товарный вид масел и увеличивает его потери при очистке и хранении,
белковые примеси (вместе с фосфолипидами) удаляют при гидратации
масла, а также под действием щёлочей или минеральных кислот.
Большинство масел имеет довольно низкий уровень
неомыляемой фракции, другие содержат их в большем количестве, все
это влияет на ощущения при пользовании мылом. Наличие
неомыляемой фракции в масле говорит о том, что оно обладает
регенерирующими свойствами и полезно для стареющей кожи, т.к в
состав неомыляемой фракции входят каротиноиды, витамин Е,
фитостерины и другие биологически активные вещества. Иногда в
косметике применяют только неомыляемую фракцию масла. Наиболее
популярна неомыляемая фракция оливкового масла.
2.2 Строение растительных масел
Основной составной частью всех масел являются сложные
эфиры трехатомного спирта (глицерина) и высших алифатических
кислот (их часто называют «жирными» кислотами) с числом атомов
углерода выше 6. Кислоты, входящие в состав сложного эфира,
представляют собой одноосновные карбоновые кислоты, являющиеся
производными предельных или непредельных углеводородов, в
которых один атом водорода у первого углеродного атома замещён на
карбоксильную группу – СООН:
CH3(CH2)nCOOH предельная (насыщенная) кислота
CH3(CH2)mCH=CH(CH2)nCOOH непредельная (ненасыщенная)
кислота
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]