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
жира или смеси жиров, повышает их пластичность и стабильность к
окислению кислородом воздуха.
алкоголиз − обмен радикалами между триглицеридом и спиртом.
Триглицериды жирных кислот при кипячении в присутствии
катализатора (щелочь, сильные минеральные кислоты) со спиртом
расщепляются на глицерин и эфиры жирных кислот исходного жира.
По названию применяемого спирта реакцию называют
метанолизом, этанолизом и т.д. Алкоголиз может быть осуществлен не
только при участии метилового или этилового спиртов, но и других
одноатомных и многоатомных спиртов. Реакция алкоголиза очень
похожа на реакцию гидролиза, но отличается тем, что вместо воды
действующим фактором является спирт. Алкоголиз жиров
используется как первая ступень непрерывного метода мыловарения.
Четвертым видом переэтерификации является ацидолиз –
реакция обмена ацильными радикалами между триацилглицеринами и
карбоновой кислотой. Ацидолиз протекает при нагревании свободных
жирных кислот с глицеридами с образованием смешанных
триглицеридов и высвобождением из первоначального триглицерида
одной или нескольких жирных кислот.
31
2.4 Коллоидная структура растительных масел
Растительные масла можно отнести к олеодисперсным
коллоидным системам, в которой дисперсионной средой являются
молекулы триацилглицеринов, а дисперсной фазой – сопутствующие
вещества, в первую очередь, фосфолипиды, которые можно отнести к
поверхностно-активным веществам. Молекулы фосфолипидов имеют
дифильное строение (рис. 2), т.е. они содержат одновременно
гидрофобную (неполярную) и гидрофильную (полярную) группы.
Полярная группа (головка молекулы), обычно состоит из глицерина,
остатков карбоксильных групп жирных кислот, аминоспирта,
фосфатной группы или других полярных групп и является
гидрофильной, т. е. полярная группа имеет сродство к воде. Другая
часть молекулы – её хвост – гидрофобный углеводородный радикал
состоит из алифатических цепей жирных кислот или спирта
сфингозина, обладает водоотталкивающей способностью, но
отличается сродством к маслам, жирам. Поверхностная активность тем
выше, чем длиннее углеводородная цепь и чем меньше гидрофильная
полярная группа.
Рис. 2. Строение молекулы фосфолипида (X различные – гидрофильные
функциональные группы).
В растительных маслах фосфолипиды могут присутствовать
как в виде отдельных (индивидуальных) молекул, так и в виде групп
ассоциированных молекул – мицелл. Мицеллы фосфолипидов
представляют собой коллоидные частицы, в которых молекулы
32
ориентированы полярными головками внутрь частицы, образуя её
ядро, а липофильные хвосты фосфолипидов направлены в сторону
жира, создавая внешний слой мицеллы (рис. 3 а). Такие мицеллы
имеют суммарный отрицательный заряд и в растворе остаются
эмульгированными благодаря взаимному отталкиванию. При
добавлении в жир воды её молекулы проникают внутрь мицелл,
гидратируя полярные головки молекул фосфолипидов и тем самым
разрушают мицеллу. Гидратированные молекулы фосфолипидов
переходят в водный раствор, ассоциируются в новые мицеллы, в
которых молекулы фосфолипидов ориентированы гидрофильными
головками наружу, а липофильными хвостами внутрь (рис. 3 б).
Способность фосфолипидов присоединять воду и выделяться из жиров
в осадок используется для очистки жиров в процессе гидратации.
Коллоидная структура масла и способность молекул фосфолипидов
проявлять поверхностно-активные свойства могут осложнять
процессы переработки масел.
б)
а)
Рис. 3. Ориентация молекул ПАВ в зависимости от природы растворителя:
а – неполярный, б – полярный
33
2.5 Влияние химической структуры компонентов
растительных масел на кожу
Жирнокислотный состав масла влияет на ощущение
восприятия масла кожей. Установлена тесная взаимосвязь между
степенью ненасыщенности и его вязкостью. Масло с высоким
содержанием полиненасыщенных кислот имеют меньшую вязкость и
большую скорость проникновения в кожу. Такие масла ощущаются
«суховатыми». Напротив, масла с меньшей степенью ненасыщенности
будут медленно проникать через кожу и оставляют ощущение
жирности.
Масло, богатое ненасыщенными жирными кислотами, за счет
своей легкой структуры быстро впитывается и проникает глубоко под
эпидермис. Максимальное количество ненасыщенных жирных кислот
– в льняном масле, олеиновой в оливковом масле.
Сенсорные характеристики растительных масел – это скорость
его проникновения в кожу и распределение по поверхности,
смазывающие свойства.
В основном, растительные масла в косметике, применяются в
качестве эмолентов, т.е. веществ смягчающих кожу. Масла, особенно
масла с высоким содержанием олеиновой кислоты, образовывают
окклюзивную пленку на поверхности кожи, снижая
трансэпидермальную потерю влаги (trans epidermae water). Жирные
кислоты типа γ-линолевой также могут понижать потерю влаги,
встраиваясь в межфазные пласты рогового слоя (схема 2).
34
Схема 2
Функции жирных кислот в составе масел (жиров) в зависимости от их природы
на кожу
Насыщенные ЖК
Ненасыщенные ЖК
(мононенасыщенные)
Незаменимые
полиненасыщенные ЖК
(биологически активные)
Лауриновая,
миристиновая,
пальмитиновая,
каприловая,
стеариновая кислоты
Способствуют
восстановлению защитных
свойств кожи, придают ей
липофильные свойства,
облегчая преодоление
эпидермального барьера.
Обладают
антимикробными и
антибакте-риальными
свойствами.
Олеиновая и
пальмитоолеиновая
кислоты
Носители
биологически активных ингредиентов.
Активизируют
липидный обмен,
восстанавливают
барьерные функции
эпидермиса и
удерживают влагу в
коже.
Линолевая,
α-линоленовая и
γ-линоленовая кислоты
Способствует
нормализации барьерной
функции кожи, участвует
в процессах метаболизма
эпидермиса. Обладают
противовоспалительным
действием. При
недостатке γ-линоленовой
и линолевой кислот
возникает сухость,
шелушение и
покраснение кожи.
35
Некоторые жирные кислоты не синтезируются в организме, как
триглицерид
вода
жирные
глицерин
например, линолевая (С18:2) кислота и называются незаменимыми
жирными кислотами (essential fatty acids) жирные кислоты (табл. 9).
Таблица 9 Жирные кислоты (омега-З) и (омега-6) –групп
Омега-3 Омега-6
α-линоленовая (18:3) Линолевая (18:2)
Октадекатетраеновая (18:4) γ-линоленовая (18:3)
Эйкозатетраеновая (20:4) Дигомо-γ-линоленовая (20:3)
Эйкозапентаеновая (20:5) Арахидоновая (20:4)
Дикозагексаеновая (22:6) Докозапентаеновая (22:6)
Соединение жирных кислот с глицерином в молекуле
триглицеридов непрочное. В определенных условиях, под влиянием
сложных органических катализаторов-ферментов и обязательно в
присутствии влаги, протекает процесс расщепления глицеридов
(жиров) с образованием свободных жирных кислот. Сначала может
отщепиться от глицерина одна молекула жирной кислоты, затем
вторая и третья. В результате этого молекулы жира, присоединив 3
молекулы воды, распадаются на 3 молекулы жирных кислот и одну
молекулу глицерина:
C H
H C
C H
O C O R
2
3 H2O
O C O R
O C O R
2
+
3 R CO O H + C3H5(O H)
масле в свободном виде. В малых количествах (0,1 – 0,2%) они всегда
кислоты
Отщепляющиеся жирные кислоты остаются растворенными в
36
присутствуют во всех жирах и маслах. В таком количестве они не
ухудшают качество масел (жиров) и не мешают использованию его
при дальнейшей промышленной обработке. Расщепление жиров с
образованием свободных жирных кислот имеет место также при
хранении масличных семян, особенно с повышенной влажностью.
Поэтому свободные жирные кислоты присутствуют в
нерафинированных растительных маслах и жирах.
2.6 Стабилизация масла
Недостатками растительных масел являются нестойкость,
способность окисляться и прогоркать на свету, под воздействием
влажности, высокой температуры, комедогенность, способность
образовывать клейкую пленку, затрудняющую дыхание кожи и
закупоривающую поры. Ненасыщенные масла окисляются быстрее,
чем насыщенные. Эти процессы сопровождаются глубокими
изменениями и разрушением действующих веществ, образованием
продуктов полимеризации и разложения. Повышение содержания
свободных жирных кислот нежелательно при использовании жиров и
масел в косметических средствах. Для создания эффективности и
безопасности косметических средств растительные масла, входящие в
их состав, защищают от окисления антиоксидантами, комбинируют с
минеральными, синтетическими жироподобными компонентами,
силиконовыми маслами. Такие смеси хорошо впитываются, не
оставляют жирного блеска, не создают ощущения липкости.
Применяются в средствах по уходу за кожей, волосами, в
декоративной косметике.
Антиоксиданты бывают природные и синтетические. В
качестве природных антиоксидантов используют специи, чай, масла,
семена, злаки, оболочка семян дерева какао, фрукты, овощи. Доказана
антиоксидантная активность аскорбиновой кислоты, токоферолов,
каротиноидов, а также растительных экстрактов, содержащих
различные индивидуальные антиоксиданты – флавоноиды (кверцетин,
кемпферол, мирицитин), катехины или фенолы (карнозол, розманол,
розамиридифенол) и фенольные кислоты (карнозиновая,
розмариновая). Среди растений семейства Губоцветных (Lamiaceae)
наиболее изучен розмарин. Экстракт розмарина был первым
37
антиоксидантом, появившимся на рынке. Также используют экстракт
майорана и душицы.
3 СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИРНЫХ МАСЕЛ
Растительные масла, используемые в косметической практике,
могут иметь различное качество. Критерием, определяющим качество
масла, является способ его получения. Существует несколько
способов производства растительных масел:
1. Прессование при низких температурах. Этот метод является
наиболее щадящим, т.к. осуществляется без дополнительного
подогрева масла. Повышение давления в смеси сопровождается
естественным повышением ее температуры максимально до 55°С, что
не отражается негативно на качестве получаемого масла. Полученные
таким способом масла характеризуются выраженным ароматом и
вкусом; содержание ценных веществ (лецитина, витаминов,
ненасыщенных жирных кислот) в них максимально. Метод
прессования при низких температурах не позволяет получить масло в
большом объеме, что и объясняет достаточно высокую цену такого
масла. Выработанное по такой технологии масло называют природное
экстра. Абсолютно нормально, что нерафинированные масла часто
мутнеют. Дальнейшее рафинирование приводит к ухудшению
качества масла.
После окончания первой фазы процесса отжимки отделяются,
перемешиваются и прессуются вторично. Полученное таким образом
масло фильтруется. Это масло также высокого качества и не
подвергается рафинации. Обозначают его как природное деликатное
масло.
Перед началом третьего прессования оставшаяся масса
нагревается до 80°С с последующим повышением давления.
Полученное таким образом растительное масло носит название
природное средне - деликатное.
Для косметических целей рекомендуются растительные масла,
полученные исключительно вышеуказанными способами. Однако
технологический процесс производства растительного масла
прессованием при низких температурах не завершается.
2. Прессование при высоких температурах. Последующее
прессование сопровождается подогревом массы до 200°С. Полученное
38
масло в дальнейшем рафинируется, в результате чего теряет ряд
веществ и свои характерные аромат и вкус. Такие масла обычно носят
название: чистое растительное масло, рафинированное растительное
масло или просто – растительное масло. При горячем способе
получения удается отжать максимальное количество жирного масла,
однако, горячее прессование сопровождается большим переходом
сопутствующих веществ, а также высокоплавких фракций масла.
3. Химическая экстракция. Сырье, которое отличается
незначительным процентом содержания масла, как правило, не
подлежит процессу прессования. Такое сырье смешивается с
отжимками, оставшимися после всех этапов прессования и
содержащими малое количество масла и подвергается процессу
химической экстракции. В качестве экстрагирующего вещества
используется перхлорэтилен, который известен как канцерогенное
вещество. В промышленности применяется в качестве
обезжиривающего средства. Экстрагирует масло из сырья без остатка.
Экстракцией достигается больший по сравнению с прессованием
выход масла, но с большим количеством сопутствующих веществ.
Экстракционные масла, если они предназначены для пищевых и
медицинских целей, нуждаются в тщательном рафинировании.
Процесс рафинации, разумеется, очищает масло от этого вещества,
однако незначительный процент этого небезопасного химиката
остается. Масло, полученное путем химической экстракции, должно
использоваться только в технических целях.
Жиры, извлеченные из жирового сырья и не подвергавшиеся
какой-либо обработке, кроме фильтрации, принято называть сырыми.
В сырых жирах содержится заметное количество веществ, входящих
вместе с глицеридами в состав клеток жировых тканей. Эти вещества
называются примесями первого рода. Качество их зависит от
исходного жирового сырья и от способа их извлечения. При хранении
жиров, благодаря разным биохимическим и химическим процессам, в
них могут образовываться примеси, которые влияют на качество жира.
Это примеси второго рода, наличие которых в жире крайне
нежелательно (обрывки клеточных тканей, сор, капли воды и пр.). В
жирах с течением времени могут образовывать муть и осадки – фуз.
К числу наиболее важных примесей, образующих в жире
истинные (коллоидные) растворы различной стабильности относятся
39
стерины, воски, фосфатиды, окрашивающие вещества,
обуславливающие вкус и запах, углеводы, белки, витамины,
ферменты.
4 ОЧИСТКА РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ
Процесс очистки жиров от сопутствующих примесей
называется рафинацией. Для этой цели используют различные
приемы, в основе которых лежит избирательная способность
некоторых реагентов по отношению к отдельным веществам.
Различное качество масел и жиров, поступающих на рафинацию, а
также разнообразие требований, предъявляемых к рафинированному
продукту, свидетельствуют о том, что в каждом отдельном случае
может потребоваться применение разных стадий технологического
цикла рафинации или разные сочетания отдельных операций.
Требования, предъявляемые к качеству рафинированного
масла (жира), зависят от того, для какой цели они предназначаются.
Жиры тщательно охраняют от действий тепла, света, влаги, т.д. Масла,
предназначенные для технологических процессов, подвергают
рафинации. Методы рафинации делятся на 3 группы: физический,
химический и физико-химический.
1-ая группа: физический – отстаивание, центрифугирование и
фильтрация применяется для удаления механических примесей
коллоидных веществ.
2-ая группа: химический – сернокислотная рафинация, гидратация,
щелочная рафинация, отделение красящих веществ.
Гидратация – процесс обработки масел и жиров водой с
целью выделения содержащихся в них фосфатидов и других
гидрофильных примесей. Вода, взаимодействуя с гидрофильными
группами, находящимися в масле, вызывает образование
специфических двойных слоев: с одной стороны, в каждом из них
находится мономолекулярный слой глицеридов, а с другой – слой
гидратированных молекул фосфатидов. Осадок, образующийся при
гидратации жиров, называется гидрофузом. Гидратация имеет важное
значение в качестве предварительного этапа обработки перед
щелочной рафинацией.
Щелочная рафинация – обработка масел растворами щелочи.
При взаимодействии свободных жирных кислот со щелочами
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]