- •Национальное Общество Косметических Химиков -
- •у\пллл/.со5те1ехреП.сот
- •Глава 13.
- •Пигменты, наполнители и красители
- •Пигменты
- •Основные свойства пигментов
- •Неорганические пигменты
- •Белые пигменты
- •Желтые пигменты
- •Красные пигменты
- •Коричневые природные пигменты
- •Зеленые, синие, фиолетовые пигменты
- •Пигменты со спецэффектами
- •Органические пигменты
- •Красители
- •Классификация красителей
- •Красители в красках для волос
- •Цветовой индекс
- •Наполнители
- •мепск
- •Консерванты
- •Требования к консервантам
- •Эффективность и механизм действия консервантов
- •Классификация консервантов
- •Галогенсодержащие консерванты
- •Формальдегид и доноры формальдегида
- •Органические кислоты и их производные
- •Парабены
- •Четвертичные аммониевые соединения
- •Вещества, обладающие побочным консервирующим действием
- •Смеси консервантов
- •Примеры наиболее распространенных смесей консервантов
- •Выбор консерванта в зависимости от типа продукта
- •Натуральные консерванты
- •Эфирные масла
- •Другие натуральные консерванты
- •Консервант ЮГЛОН
- •- пищевая промышленность
- •- стоматология
- •- косметическая промышленность
- •- обработка материалов
- •Косметика без консервантов
- •Законодательное регулирование
- •Глава 15
- •Что такое антибактериальные ингредиенты
- •Эфиры глицерина и жирных кислот со средней длиной цепи
- •Антибактериальные средства
- •Моющие средства
- •Антибактериальные лосьоны
- •Зубная паста
- •Дезодоранты и антиперспиранты
- •Дезодорант
- •Антиперспиранты
- •Законодательное регулирование
- •Глава 16.
- •Защита от солнца и загар
- •УФ излучение
- •УФ-фильтры
- •Физические УФ-фильтры
- •Химические УФ-фильтры
- •Солнцезащитные косметические средства
- •Современная концепция фотозащиты кожи
- •Основные потребительские требования
- •Как определяется степень фотозащиты
- •5РР (зип рго1есИоп 1ас\ог) - УФВ защита
- •ОЛ/А РР - ОЛ/А ргоХесИоп IасХог - фактор защиты ДНК
- •Основа солнцезащитного продукта
- •Основные тенденции в разработке солнцезащитных средств
- •Средства после загара
- •Средства для автозагара
- •Глава 17.
- •Ингредиенты для осветления кожи
- •Глава 18.
- •Аминокислоты, пептиды и белки
- •Аминокислоты
- •Пептиды
- •Пептиды общего действия - регуляторы метаболизма
- •Пептиды-модуляторы
- •Пептиды - регуляторы пигментации
- •Пептиды и антимикробная активность
- •Пептиды - регуляторы микроциркуляции
- •Пептиды - нейромедиаторы
- •Пептиды - стимуляторы роста волос
- •Белки
- •Коллаген, эластин, кератин
- •Ферменты
- •Белки теплового шока
- •Факторы роста
- •Гидролизаты
- •Глава 19.
- •Витамины
- •Жирорастворимые витамины
- •Витамин А и другие ретиноиды
- •Ретиноиды в косметике
- •Витамин Е
- •Витамин О
- •Витамин Г
- •Водорастворимые витамины
- •Витамин В2
- •Витамин В5
- •Витамин ВА
- •Витамин С
- •аскорбиновая кислота и ее производные
- •Механизмы действия витамина С
- •Тенденции применения витаминов в косметике
- •Глава 20.
- •Гидроксикислоты
- •а-гидроксикислоты (АГК, АНА)
- •Механизм действия а-гидроксикислот
- •Отшелушивающее действие
- •Увлажняющее действие
- •Депигментация
- •Антиоксидантное и противовоспалительное действие
- •Воздействие на синтез коллагена и гликозоаминогликанов
- •Безопасность и эффективность а-гидроксикислот
- •Полигидроксикислоты
- •Глава 21.
- •Химические пилинги и средства для эксфолиации
- •Пилинги с а-гидроксикислотами
- •Ферментативные (энзимные) пилинги
- •Механические скрабы
- •Синтетические абразивы
- •Глава 22.
- •Эфирные масла
- •Образование и накопление эфирных масел
- •Состав и основные свойства эфирных масел
- •Химический состав
- •Органолептические свойства
- •Физико-химические свойства
- •Производство эфирных масел
- •Промышленные способы получения эфирных масел
- •Натуральные душистые продукты из эфирномасличного сырья
- •Качество эфирных масел
- •Определение показателей качества
- •Физико-химические показатели
- •Оценка качества эфирных масел для парфюмерии и косметики
- •Факторы, влияющие на качество эфирных масел
- •Причины порчи эфирных масел
- •Фальсификация эфирных масел
- •Действие эфирных масел на организм человека
- •Эфирные масла как одоранты
- •Непосредственное влияние эфирных масел на организм человека
- •Фармакологическое действие эфирных масел
- •Эфирные масла в косметической индустрии
- •Некоторые эфирные масла
- •Ограничения при использовании эфирных масел
- •Глава 23.
- •Растительные экстракты
- •Условия успешного экстрагирования
- •Требования к растворителю
- •Выбор метода экстракции
- •Методы экстрагирования
- •Перегонка с водяным паром
- •Водная и спиртовая экстракция
- •Экстракция летучими органическими растворителями
- •Перколяция - непрерывная экстракция
- •Экстракция нелетучими растворителями - мацерация
- •Экстракция сорбционным методом
- •Экстракция сжиженными газами
- •Сверхкритическая экстракция
- •Электроимпульсный метод
- •Безопасность растительных экстрактов
- •Подтверждение эффективности действия экстрактов
- •Эффективная концентрация
- •Проверка качества экстрактов
- •Идентификация ингредиентов и стандартизация экстрактов
- •Как формируются названия экстрактов
- •Некоторые распространенные растительные экстракты
- •Глава 24
- •Системы доставки активных веществ в кожу
- •Диффузия активных веществ в кожу
- •Гидрофильные ингредиенты
- •Пути интра- и трансэпидермальной диффузии активных веществ
- •Энхансеры
- •Системы-переносчики
- •Глава 25
- •Биотехнологические продукты
- •Генная инженерия
- •Гиалуроновая кислота
- •Клеточные технологии: стволовые клетки растений
- •Биохимические особенности стволовых клеток растений
- •Активные вещества стволовых клеток
- •Технология получения экстрактов
- •Стволовые клетки растений в косметике
- •Некоторые экстракты
- •Метаболическая индукция
- •Перспективы развития
Глава 23. Растительные экстракты
Выбор метода экстракции
Все существующие методы экстрагирования можно разделить на статические и динамические. В статических методах сырье периодически заливают экстрагентом и настаивают определенное время. Динамические методы предполагают постоянную смену либо экстрагента, либо экстрагента и сырья.
И статические и динамические методы экстрагирования могут быть периодиче скими. В этом случае экстрагирование одной или нескольких порций сырья прово дится в течение определенного времени, иными словами, подача сырья (экстрагента и/или растительного материала) в экстракторы происходит периодически. К стати ческим периодическим способам относится, например, мацерация, а к динамическим периодическим способам - перколяция.
Выбор метода переработки зависит от свойств сырья, свойств его компонентов, части растения, степени влажности сырья и физико-химических характеристик веще ства, которое нужно экстрагировать. Метод должен обеспечить наибольший выход и наилучшее качество продукции. Современные требования к готовым растительным экстрактам и качеству биологически активных веществ требуют применения ком плексных технологий, обеспечивающих максимальное извлечение всех компонентов.
Обычно при экстрагировании компонентов высушенные и измельчённые рас тения подвергают мацерации или дефлегмации в спиртовых или водно-спиртовых смесях. Преимущество спиртов в том, что они являются универсальными растворите лями для множества классов молекул и попутно выполняют функцию консервантов, предотвращая возникновение бактериальных колоний. Одновременно они являют ся достаточно летучими соединениями, так что по окончанию экстракции их можно легко отогнать вакуумной дистилляцией или испарением.
Методы экстрагирования
К традиционным методам экстракции относятся прессование (горячее и холод ное), водно-паровая экстракция, экстракция различными растворителями, послу жившая основой для создания новых, использующих принципиально иные подходы методов. Современными и перспективными можно считать экстракцию сжиженными газами, сверхкритическую, ультразвуковую, электроимпульсную виды экстракции.
Традиционные методы переработки являются физико-химическими либо механическими:
-перегонка с водяным паром;
-водная экстракция;
-экстракция летучими органическими растворителями;
-экстракция нелетучими растворителями (мацерация);
-сорбция различными сорбентами (анфлераж и динамическая сорбция);
-экстракция сжиженными газами;
-прессование.
257
https://t.me/medicina_free
Любой из них включает следующие основные операции: приведение в контакт (смешение) исходной смеси веществ и экстрагента, механическое разделение образующихся двух фаз и удаление, и регенерацию экстрагента из каждой фазы. Ниже будут рассмотрены принципы основных методов экстракции, используемых для получения экстрактов для косметики.
Перегонка с водяным паром
Перегонка с водяным паром - это самый распространенный метод получения в случае эфирных масел. Метод описан вглаве 23 «Эфирные масла».
Метод получения эфирного масла перегонкой с водяным паром как периодического, так и непрерывного действия не требует сложного оборудования, протекаетпритемпературе не выше 100°С, пожаробезопасен,экологически безвреден. Совершенствование метода направлено на улучшение качества и повышение выхода эфирных масел, на разработку технологических линий комплексной переработки эфирномасличного сырья.
К недостаткам метода можно отнести ухудшение качества эфирного масла за счет химических изменений отдельных компонентов при контакте с водой, водяным паром и повышенной температурой (например, терпеновые спирты и их сложные эфиры). Метод также не позволяет извлекать ценные душистые вещества, нелетучие с водяным паром.
Водная и спиртовая экстракция
К этой категории методов можно отнести получение водных отваров, водно спиртовых настоев, спиртовую экстракцию, экстракцию с использованием различных гликолей, глицерина.
Настои и отвары - водные извлечения из растительного сырья, используемые как для внутреннего, так и наружного применения. По физико-химической природе это комбинированные системы с жидкой дисперсионной средой. В большинстве случаев сочетание истинных и коллоидных растворов веществ, извлеченных из растительного сырья, иногда содержащих в небольших количествах эмульгированные и суспендированные компоненты, нерастворимые в воде. Состав водных извлечений очень сложен и не всегда поддается полной качественной и количественной характеристике. В качестве экстрагента для приготовления настоев обычно используют спиртовые или водноспиртовые растворы различной концентрации - от 30% до 70%. Для получения отваров используется очищенная вода.
Преимущества настоев и отваров - сохранение природного состава действую щих веществ, а недостаток - нестойкость при хранении, так как экстрагентом является вода, и риск микробного заражения достаточно высок. В косметической промышлен ности в РФ настойки используются достаточно редко в силу специфики законодатель ного регулирования рынка товаров, содержащих этиловый спирт, что делает выпуск спиртосодержащей продукции с содержанием этанола выше 0,5% достаточно затруд
258
https://t.me/medicina_free
Глава 23. Растительные экстракты
нительным. Отвары весьма привлекательны как вид сырья, но используются только на предприятиях, где их изготавливают непосредственно перед изготовлением пар тии косметических изделий, поскольку отвары не подлежат долгому хранению.
Как экстрагент, вода обладает целым рядом положительных свойств: достаточно хорошо извлекает большинство действующих веществ, проникая через клеточные стенки; биологически безвредна, экономически выгодна, удобна с точки зрения техники безопасности. В то же время вода имеет большое поверхностное натяжение, и возможен гидролиз солей, сложных эфиров и других веществ, особенно в присутствии ферментов и при нагревании; является хорошей средой для развития микроорганизмов; не все вещества десорбирует и расширяет достаточно эффективно. В некоторых случаях для извлечения действующих веществ из растений применяют подкисленную воду или к воде добавляют натрия гидрокарбонат.
Присутствие ПАВ (0,01-0,1%) может существенно ускорить процесс экстракции за счет снижения межфазного натяжения, улучшения смачивания клеток, ускорения ряда физико-химических процессов, солюбилизации экстрагируемых веществ.
При экстрагировании растительного материала водой извлекаются только полярные вещества, однако растительное сырье содержит множество неполярных биологически активных веществ: хлорофилл, флавоны, стерины, жиры, каротиноиды, антоцианы, смолистые вещества, воски и многие другие. Для увеличения растворимости в воде веществ с меньшей полярностью в воду вводят спирты. Возможность смешивать воду и этанол в любых соотношениях позволяет регулировать полярность растворителя и, как следствие, компонентный состав экстрагируемых веществ. Применение смешанных растворителей позволяет извлечь большее количество компонентов и расширить спектр применения экстрактов.
Концентрация этанола в растворителе меняется в большом диапазоне, от незначительной до почти чистого спирта. Разбавленные экстракты (с концентрацией спирта до 15 %) очень плохо хранятся и требуют консервации. Спиртовые экстракты концентрацией выше 15 % хранятся длительное время. Использование этилового спирта в настоящее время связано с законодательными ограничениями.
Широко используются в качестве веществ, снижающих полярность воды, многоатомные спирты. Самый распространенный многоатомный спирт - глицеринвязкая бесцветная жидкость без запаха, сладковатая на вкус. Помимо свойств растворителя, глицерин обладает антисептическими и консервирующими свойствами, а в малых концентрациях еще и оказывает увлажняющий эффект. Кроме глицерина в качестве растворителей для экстракции применяются пропиленгликоль и этиленгликоль.
Пропиленгликоль - 1,2-пропиленгликоль - прозрачная вязкая гигроскопичная жидкость, сладковатого вкуса, без запаха. Растворим в воде, диэтиловом эфире, одноатомных спиртах карбоновых кислотах, альдегидах, аминах, ацетоне, этиленгликоле, ограниченно растворим в бензоле. Растворитель для многих
259
https://t.me/medicina_free
косметических ингредиентов |
(смол, красителей, неорганических добавок). |
||
Легко абсорбируется кожей. |
Поскольку пропиленгликоль вызывает |
реакции |
|
сенсибилизации, его все реже |
применяют в качестве экстрагента активных веществ |
||
для косметики и заменяют на полиэтиленгликоли. |
|
|
|
Полиэтиленгликоль (ПЭГ) |
- неионогенные |
кислородсодержащие |
высоко |
молекулярные соединения (молекулярная масса - 200-6000 Да). Низшие гликоли (200-700 Да) - бесцветные вязкие малогигроскопичные жидкости со слабым харак терным запахом. Смешиваются с водой, глицерином, этанолом, ацетоном. Растворя ются во многих органических растворителях, способны к комплексообразованию со многими органическими и биологическими субстанциями. Температуроустойчивы во всем диапазоне рН. Препятствуют высыханию водных препаратов. Все ПЭГ практиче ски безвредны. Низшие гликоли используются как экстрагенты для извлечения раз личных активных веществ, например, природных антоцианов.
Как этиловый спирт, так и многоатомные спирты из полученных мисцелл не удаляются, а остаются в составе полученного экстракта. Заметим, что при таком типе экстракции из растительного сырья извлекаются, кроме действующих, и балластные вещества: полисахариды, слизи, пектины, белки, которые снижают устойчивость и качество экстрактов. По мере хранения эти примеси придают экстрактам нехарактерный запах, растворы экстрактов мутнеют. Спиртовые экстракты из растительного сырья могут содержать в качестве примесей смолистые вещества, антоцианы, каротины, хлорофилл, флавоны, воски, стерины, жиры, бальзамы. Наличие примесей резко снижает биологическую ценность экстракта, поэтому они обязательно должны быть удалены в соответствии с утвержденными методиками. В технической документации на экстракты на графу «наличие примесей» обязательно надо обращать пристальное внимание.
Экстракция летучими органическими растворителями
Экстракция органическими растворителями основана на растворимости неполярных биологически активных и душистых веществ в органических углеродных растворителях, и жидкой двуокиси углерода. В жидких летучих углеводородных эксирагентах растворяются труднолетучие смолистые вещества, фосфолипиды, жирные кислоты, моно- и диглицериды, триглицериды, жирораствримые витамины, воскоподобные вещества и другие. Труднолетучие смолистые вещества имеют интенсивный запах и обладают фиксирующими свойствами. Сущность метода заключается в обработке растительного сырья растворителем методом погружения или орошения при определенном соотношении материал - растворитель. Растворимые в органических растворителях вещества переходят в растворитель и образуют мисцеллу, которая отделяется от сырья. Из мисцеллы отгоняют растворитель и получают экстракт.
260
https://t.me/medicina_free
Глава 23. Растительные экстракты
В случае цикла переработки эфиромасличных растений полученный продукт - экстракт - называется конкрет. Выход конкрета всегда выше, чем эфирного масла из одного и того же сырья. Запах конкрета полнее передает аромат растения ввиду извлечения более полного комплекса душистых веществ и отсутствия химических изменений компонентов в процессе извлечения. Главные достоинства экстракционной переработки эфирномасличного сырья - повышенный выход, более высокое качество эфирных масел и более полное извлечение экстрактивных веществ.
Для экстракции чаще всего применяют в качестве растворителя гексан, петролейный эфир или экстракционный бензин А. В этом случае экстракцию осуществляют при температуре окружающей среды, в отдельных случаях при температуре 40-50°С. При использовании в качестве растворителя диэтилового (серного) эфира (1,1-окси-бис-этан) температура экстракции не превышает 25°С.
Подготовленное сырье загружают в аппарат, называемый экстрактор, в который подают растворитель. Концентрация экстрактивных веществ в мисцелле бывает разная, от 0,1% до 0,3%, и зависит от вида сырья, соотношения исходное сырье - растворитель, технологии экстракции (прямоток, прямоток с перекрестной подачей растворителя или противоток), количества ступеней экстракции и т. д.
Для удаления растворителя из мисцеллы применяют дистилляцию. При этом используется разность температур кипения растворителя и компонентов экстракта. Дистилляция проводится ступенчато. На последней ступени дистилляции под глубоким вакуумом удаляют остатки растворителя и получают конкрет, полностью очищенный от растворителя.
Конкреты в исходном виде могут являться исходным сырьем для производства косметики, могут применяться в медицине, но не могут применяться в парфюмерии. Это объясняется наличием в их составе веществ, не растворимых в этиловом спир те. Поэтому из конкретов выделяют спирторастворимую часть, которая называется абсолютное масло. Для получения абсолютного масла применяют метод, основан ный на различной растворимости компонентов конкрета в этиловом спирте при по ниженной температуре. Конкрет растворяют в этиловом спирте при температуре окружающей среды или при нагревании, полученный раствор охлаждают до отрица тельной температуры и выдерживают для кристаллизации нерастворимых веществ. Затем полученную суспензию фильтруют под вакуумом. Фильтрат представляет собой спиртовой раствор абсолютного масла. Этанол отделяют вакуумной дистилляцией и получают абсолютное масло и спирт для повторного использования. Отфильтро ванная твердая фаза представлена, в основном, растительными восками - интерес ным самостоятельным продуктом, востребованным при производстве косметических средств, чаще всего в декоративной косметике, например, восками лаванды и мяты.
Очищенные воски отходов лаванды и мяты. Пастообразные продукты желто коричневого цвета с приятным цветочно-травянистым запахом с оттенком лаванды или соответственно мяты. Образуют стойкую эмульсию с водой и состоят, в основном, из высокомолекулярных углеводородов нормального строения, фитостеринов,
261
https://t.me/medicina_free