Глюкамиды – новые «зеленые» ПАВ для косметических средств

Chemical-Laboratory-w1000

Введение

При изготовлении глюкамидов в качестве основного сырья используют сахар и растительное масло. Источники сырья являются возобновляемыми (индекс возобновляемости углерода составляет 95%), а сахар может иметь нетропическое происхождение. Известно, что глюкамиды в водных средах способны образовывать мицеллы, имеющие продолговатую конфигурацию. При длине углеводородной цепи C10 и выше существует тенденция образования таких мицелл, наличие которых – индикатор возможности образования в дальнейшем цилиндрических мицелл, а они в свою очередь позволяют в растворах получить высокие значения вязкости в присутствии электролитов. Ранее глюкамиды использовались преимущественно в средствах бытовой химии, особенно в гелях для ручной мойки посуды. Совершенствование технологических процессов и повышение качества сырья при производстве глюкамидов позволило выпустить линейку этих продуктов, предназначенных для использования в косметике.

Целью настоящего исследования стало выявление влияния длины углеводородных радикалов на физико-химические свойства и потребительские характеристики данного вида ПАВ (N-Acyl-N-Methyl-glucomines). Были выявлены корреляции между распределением по длине углеводородных радикалов и такими показателями, как реологические свойства, мягкость по отношению к коже и волосам, сенсорные характеристики и пенообразование.

Методы

Измерения вязкости растворов ПАВ производились на модельных системах, содержащих натрия лауретсульфат (SLES) и со-ПАВ, Brookfield DV-II Pro Extra при 20 rpm и соответствующей температуре.

Оценка мягкости производилась на основании теста с использованием эритроцитов (RBC) Зеинового теста (растворимость протеинов маиса в растворах ПАВ) и недавно опубликованного теста на растворение липидов. Последний предполагает измерение относительной равновесной концентрации стеариновой кислоты в растворе ПАВ 5% концентрации методом газовой хроматографии при pH=5 (т.е. растворимость стеариновой кислоты (%) в растворе ПАВ /0,05).

Сенсорные свойства были получены специально подготовленной группой панеллистов органолептически: мытье рук – для средств по уходу за кожей, мытье половины головы – для средств по уходу за волосами.

Результаты и обсуждения

Структурообразование

Измерения вязкости в растворах основной ПАВ/со-ПАВ с общим содержанием поверхностно-активных ингредиентов 12% в зависимости от содержания хлористого натрия производились при соотношении концентраций основной ПАВ (SLES)/со-ПАВ как 10:2 при pH=5 (Рис. 1).

Глюкамиды с длиной цепи C12–14 или C12–18 имеют приблизительно такой же отклик на соль, как и кокамидопропилбетаин (CAPB), и значительно лучший по сравнению с алкилполигликозидами (APG). Так как концентрации соли не были откорректированы с учетом ее содержания в кокамидопропилбетаине, то можно сказать, что глюкамиды загущают даже лучше.

Рис. 1 Зависимости вязкости систем SLES/со-ПАВ от концентрации хлорида натрия

Мягкость

Для оценки мягкости глюкамидов выполнены три различных теста in-vitro: на совместимость с протеинами и липидным слоем кожи – RBC, Зеиновый тест и тест на растворение липидов.

Было произведено сравнение генерированных данных RBC-теста и данных для 1% растворов различных ПАВ. Глюкамиды при таких концентрациях проявили себя в высшей степени мягкими при практически нулевых значениях денатурации белков. Согласно проводимому исследованию, при концентрации 1% они практически не вызывают раздражение глаз. Значения MIOI (средний индекс раздражения глаза) лежат в области менее 5, что соответствует статусу «не раздражает». Значения соизмеримы с полученными данными для кокамидопропилбетаина и алкилполигликозидов (рис. 2).

Рис. 2 Величины MIOI (Средний индекс раздражения глаза) на основе RBC теста

По Зеиновому тесту, который характеризует отношение к протеинам кожи, полученные значения растворения протеинов – значительно лучше, чем для кокамидопропилбетаина, и сопоставимы с данными для алкилполигликозидов (рис. 3).

Рис. 3 Зеиновые числа для различных ПАВ

В тесте по растворению липидов глюкамиды продемонстрировали очень низкие значения данного параметра по стеариновой кислоте при pH=5. Это лучшие показатели по сравнению с кокамидо-пропилбетаином и лаураминоксидом. Полученные данные свидетельствуют о хорошей совместимости с липидным слоем кожи (рис. 4).

Рис. 4 Относительная растворимость стеариновой кислоты в 5% растворах ПАВ

Сенсорные свойства глюкамидов

Сенсорные свойства ПАВ – это важный критерий их применяемости в косметических продуктах. С одной стороны, это подразумевает пенообразование и структуру пены, а с другой – ощущения на коже после споласкивания и расчесываемость волос.

Произведены сравнения пенообразования глюкамидов с кокамидопропилбетаином в тестах мытья рук средствами, содержащими 12% ПАВ по активному компоненту, из них – 10% натрия лауретсульфата и 2% со-ПАВ. Рисунок 5 иллюстрирует результаты. Комбинация SLES и глюкамидов дает лучшее пенообразование при растирании по сравнению с комбинацией SLES/CAPB. C12–18 глюкамиды, имеющие более длинную углеводородную цепь, дают более кремистую пену. Аналогичный результат был получен при мытье половины головы при тестировании рецептур по уходу за волосами. Система SLES/Glucamide в целом превосходила SLES/CAPB по параметрам пенообразования.

Рис. 5 Результаты тестов по мытью рук, композиция SLES/со-ПАВ – 10:2, pH=5 (верхний ряд – после 15 растираний; нижний – после 25)

Сенсорные свойства глюкамидов после ополаскивания зависят от длины углеводородного радикала. C12/14 глюкамид обеспечивает приятное ощущение на коже после высушивания. Если глюкамид обладает более длинной цепью C16 или C18, то проявляются пережиривающие/кондиционирующие свойства, а также возрастает кремистость пены.

Выявлено влияние добавки глюкамидов в базовую рецептуру, содержащую 13,5% активного ПАВ (12% SLES 1,5% и CAPB), на расчесывемость волос (неповрежденные пряди волос европейского типа). Активная концентрация ПАВ в рецептуре оставалась неизменной; происходило поэтапное замещение SLES на глюкамид. Вязкость корректировали солью. Расчесываемость сравнивали с шампунем известной торговой марки, а также с базовой рецептурой, в которую был добавлен диметикон. Результат свидетельствует, что глюкамиды способствуют снижению усилия по расчесыванию мокрых прядей, так же как и в шампуне с силиконом. Помимо этого, по мере повышения концентрации глюкамида в системе снижается необходимое количество соли для обеспечения нужной вязкости.

Предлагаемые продукты

GlucoTain® Clear

Cosmos compliant

GlucoTain® Plus

Cosmos compliant

GlucoTain® liquiFlex Cosmos compliant

GlucoTain® Flex

Cosmos compliant

GlucoTain® Care

Cosmos compliant

Наименование по INCI

Capryloyl/Caproyl Methyl Glucamide

Capryloyl/Caproyl Methyl Glucamide (and) Lauroyl/Myristoyl Methyl Glucamide

Lauroyl/Myristoyl Methyl Glucamide (and) Coco-Betaine

Lauroyl/Myristoyl Methyl Glucamide

Cocoyl Methyl Glucamide

Происхождение

Coconut/ Palm oil (RSPO Mass Balance)

Coconut oil

Активная основа, %

50

50

35

35

40

pH

8,0 – 9,5

8,5 – 9,5

8,5 – 9,5

4,8 – 6,8

5,0 – 7,0

Внешний вид при 25°C

Жидкость

Паста

Tемпература плавления 0C

10

18

12

32

Заключение

Проведенные исследования показывают, что глюкамиды – новый тип неионогенных ПАВ, необыкновенно эффективных и исключительно мягких. Они обладают сильными загущающими и структурообразующими свойствами наряду с отличным пенообразованием. Все это позволяет создать новые пеномоющие рецептуры со сравнительно низким содержанием ПАВ (более экологичные) без ущерба для потребительских характеристик. Так как это неионные соединения, то они совместимы практически с любыми другими ингредиентами в рецептуре.

В зависимости от распределения по углеводородным радикалам они проявляют различные сенсорные свойства на волосах и коже и, таким образом, являются универсальным ингредиентом для косметических продуктов. Их многофункциональность позволяет упростить современную косметическую рецептуру без снижения качества конечного продукта.

Источник: № 02 (163) март 2015

Добавить комментарий