Растительные масла. Состав. Неомыляемая фракция.

 

Тенденция любви к природе и заботы о ней постепенно подвела многомиллиардного пользователя к острой необходимости пользоваться натуральными и органическими средствами косметического ухода. Развитие косметической индустрии в сторону натуральности неизбежно привело к необходимости использования в составах уходовых средств натуральных жиров. Особенно, если  мы говорим о космецевтических средствах.

Так как наш основной вектор-это натуральная и органическая косметика, то, безусловно, растительные масла –очень важная составляющая наших рецептур.

 

 

Начнём с того, что масла и жиры -это понятия идентичные и взаимозаменяемые. И когда мы произносим «растительные и животные жиры» или «растительные и животные масла», мы говорим об одном и том же.

 

 

Масло представляет собой сложный комплекс органических соединений, которые делятся  на 2 группы:

 

-Омыляемая фракция

-Неомыляемая фракция

 

Омыляемая фракция

 

Жирные кислоты в составе триглицеридов жирных кислот

 

Пометка: жирные кислоты в свободном виде   представлены в небольших количествах только в составе неомыляемой фракции.

Омыляемую же фракцию масел, которая в составе масла может составлять до 100%, представляют триглицериды жирных кислот. Далее  в данном уроке мы с вами, произнося  словосочетание «жирные кислоты»,  будем иметь ввиду именно «триглицериды жирных кислот».

Триглицериды жирных кислот -это вещества, состоящие из  молекулы глицерина в виде сложных эфиров и трёх молекул жирных кислот.

 

 

Каждая жирная кислота имеет свою липидную формулу, по которой можно с лёгкостью считать характеристики представленной жирной кислоты.

 

Характеристики, которые мы можем считать с липидной формулы:

-Насколько жирная кислота стабильна

-Состояние жирной кислоты в нормальных условиях (жидкое, твёрдое)

-Насколько жирная кислота биоактивна

По данным характеристикам жирных кислот можно отследить и, соответственно, характеристики масел, в составе которых находятся жирные кислоты.

 

Насыщенная или ненасыщенная жирная кислота

Насыщенные жирные кислоты

 

Если в составе липидной формулы все связи между атомами углерода одинарные, то жирная кислота насыщенная. У одинарных связей нет возможности присоединить к себе какое-либо вещество, поэтому жирные кислоты, содержащие в своей цепочке только одинарные связи, называются насыщенными. Ничем их уже насытить нельзя, если говорить по простому. Насыщенные жирные кислоты характеризуются высоким уровнем стабильности. Чем стабильнее жирная кислота, тем меньшей биоактивностью она будет обладать.

Молекулы насыщенных кислот представляют собой прямую углеродную цепь, тем самым, они способны образовывать компактную кристаллическую структуру. Эта способность позволяет таким веществам  иметь высокую температуру плавления и при нормальных условиях находиться в достаточно плотном состоянии.

Например, стеариновая кислота и масла, в составе которых достаточно большой процент стеариновой кислоты:

 

Манго

Ши

 

 

Ненасыщенные жирные кислоты

Если в составе липидной формулы наблюдаются помимо одинарных, двойные и/или тройные (ксимении масло)  связи между атомами углерода, то жирная кислота ненасыщенная. Двойные связи, в отличие от одинарных,  способны присоединять к себе какой-либо атом, или в месте двойной связи может пройти какая-либо химическая реакция, то есть, через двойную связь жирная кислота может как-либо или чем-либо насытиться. Поэтому жирные кислоты, содержащие в своём составе не только одинарные связи, а двойные и/или тройные, называются ненасыщенными.

 

Чем больше двойных связей содержится в формуле ненасыщенной жирной кислоты, тем биоактивнее будет проявлять себя жирная кислота, но, есть и другая сторона медали: чем больше двойных связей, тем нестабильнее жирная кислота, тем меньше она будет устойчива к процессам окисления.

Нерегулярная зигзагообразная, ломаная  форма молекулы ненасыщенных жирных кислот является причиной того, что большинство растительных масел при нормальных условиях находятся в жидком состоянии. Чем больше двойных связей, тем в более жидком состоянии находится жирная кислота.

Например

Оливковое масло с высоким содержанием олеиновой кислоты, содержащей в своей цепочке лишь одну двойную связь, уже при 16 град.С будет достаточно плотным, с неравномерной плотностью. А в холодильнике будет очень плотным.

А масла с большим содержанием, к примеру, полиненасыщенных линолевой или леноленовой жирных кислот, содержащих две и более двойных связей, даже в холодильнике будут оставаться в жидком виде.

 

 

Ненасыщенные жирные кислоты, в зависимости от количества в  составе цепи двойных связей,  в свою очередь делятся на:

-Мононенасыщенные (одна двойная связь в липидной формуле жирной кислоты)

-Полиненасыщенные (две и более двойных связей в липидной формуле жирной кислоты)

 

Ниже в качестве примера представлены липидные формулы некоторых  жирных кислот:

 

Стеариновая кислота (18:0)   CH₃-(CH₂)₁₆-COOH или С₁₇ Н₃₅-СООН

Олеиновая кислота (18:1) СН₃ – (СН₂)₇ – СН = СН – (СН₂)₇ – СООН или С₁₇Н₃₃-СООН

Линолевая кислота (18:2) СН₃-(СН₂)₄-СН = СН-СН₂-CН = СН-(СН₂)₇ – СООН или С₁₇ Н₃₁-СООН

А-Линоленовая (18:3) CН_{3 –} СH_{2 –} СH = СН – СН₂ – СH = СН – СН₂ – СН = СН – (СH₂)_{7 –} СООН или C₁₇H₂₉COOH

 

Где 18-это количество атомов углерода, а цифры после двоеточия обозначают количество двойных связей. Так же, иногда на письме можно увидеть после цифры, обозначающей количество двойных связей, через запятую стоят ещё несколько цифр.

 

К примеру:

 

Линолевая кислота (18:2; 9,12). Цифры 9 и 12 показывают, около какого атома углерода в цепи расположена двойная связь, то есть-указывается местоположение двойных связей.

 

С какими интересными терминами и  определениями мы можем столкнуться в процессе изучения свойств масел или триглицеридов жирных кислот масел (давайте проработаем несколько общих понятий, а потом вернёмся к жирным кислотам, а затем уже рассмотрим неомыляемую фракцию)

ОМЕГА

 

Данное специфическое определение некоторых жирных кислот пришло в косметику из медицины, в частности, из отраслей, связанных с диетологией и биологически активными добавками. Скорее, в косметологии это больше маркетинговое определение.

Непосредственно определение «омега» и число, с помощью которого  нумеруются «омега» жирные кислоты, указывают на место расположения двойной ненасыщенной связи в молекуле жирной кислоты. Но отсчёт ведётся не по привычному химическому пути, не от первого атома углерода, расположенного у главной функциональной группы (не от альфа-атома углерода, расположенного у кислотной группы - С ООН), а от последнего атома углерода в цепочке (от омега – атома углерода, расположеного у метильной группы С Н₃-)

 

Пример

 

Олеиновая кислота (18:1) С Н₃ - (СН₂)₇ - СН=СН - (СН₂)₇ - С ООН 

С (омега-атом углерода) Н₃-(СН₂)₇ - СН=СН-(СН₂)₇ – С (альфа атом углерода) ООН

Мы можем наблюдать, что двойная связь расположена у 9 атома углерода, если начать отсчёт от атома углерода метильной группы (С Н₃-), следовательно, олеиновая кислота- это  ОМЕГА 9 жирная кислота.

 

ЙОДНОЕ ЧИСЛО 

Йодное число-это количественная единица измерения йода, который вступает в реакцию путём присоединения к двойным или тройным связям молекул жирных кислот. Это количество йода, который необходим для насыщения двойных-тройных связей, если таковы имеются в масле, на 100 грамм жира.

В процессе химической реакции йода с жиром йод расходуется. И по количеству расходуемого йода делается вывод о том, есть ли двойные-тройные связи в масле на момент реакции. Если фиксируется расход йода-значит делается вывод, что двойные-тройные связи в масле есть. При этом, если йода расходуется много, следовательно, связей, способных насытиться йодом, много. Чем больше в масле ненасыщенных связей, тем больше уйдёт йода, тем выше будет йодное число масла.

Для чего может понадобиться отслеживание такого параметра, как, йодное число.

Например, чтобы проверить, насколько изменились параметры масла, когда подходит срок его ретеста.

Если в процессе взаимодействия йода с маслом количество прореагировавшего йода уменьшилось по сравнению с тем количеством, которое было задействовано в реакции с маслом в момент изготовления партии проверяемого масла, то можно смело делать выводы о том, что масло окислилось. Если же количество прореагировавшего йода не изменилось, то можно делать выводы, что параметры масла не изменились, и ставится срок  до очередного ретеста. Мы, конечно, самостоятельно не сможем определить йодное число у масла, чтобы ознакомиться с данным параметром. Производитель сам просчитывает йодное число и отмечает его в сопроводительной документации. Если масло имеет срок ретеста, производитель его проводит, и сообщает покупателю, можно ли продлевать дату ретеста, или показатели масла не позволяют этого сделать.

 

 

Именно по йодному числу подбирается часть жировой композиции, которая отвечает за способность состава образовывать сухие, эластичные, гладкие, прозрачные, смолоподобные плёнки, за счёт процесса осмоления (полимеризации) жирных кислот масел при окислении. Чем в больше в составе масла находится полиненасыщенных  жирных кислот, тем бОльшая способность у масла к полимеризации. Следовательно, чем выше в составе масла содержание насыщенных и мононенасыщенных жирных кислот, тем более стабильной к процессам окисления будет жирная основа. Чем выше йодное число-тем больше в масле полиненасыщенных жирных кислот. Таким образом, мы можем отследить косвенное отражение йодным числом соотношения в составе масла насыщенных, мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот.

 

Примерные цифры, обозначающие йодное число, как параметр масла:

 

Невысыхающие- йодное число до 100

Полувысыхающие- йодное число от 100 до 150

Высыхающие -йодное число больше 150

 

Примерная градация (от и до):

 

ОТ: невысыхающие-превалирование стабильных  насыщенных и мононенасыщенных жирных кислот (низкое йодное число)

ДО: высыхающие-превалирование нестабильных полиненасыщенных жирных кислот, чем больше двойных связей, тем выше способность к полимеризации (среднее и высокое йодное число)

 

За счёт комбинации масел по данным определениям достигается эффект защиты и продолжительного разнонаправленного действия в  уходе  за кожей.

 

СТЕПЕНЬ РАСТЕКАЕМОСТИ

По степени растекаемости подбирается часть жировой композиции, которая отвечает за тактильные характеристики косметического средства.

Пометка: впитываемость и растекаемость понятия не идентичные.

Под «растекаемостью» мы понимаем способность масла к самостоятельному распределению после нанесения на кожу. Оценивать по данному параметру можно только масла, находящиеся в достаточно жидком состоянии при комнатной температуре, т.е. в нормальных условиях.

Рассчитывается растекаемость как площадь в мм², которую займет определенное количество масла за 10 минут.

 

По степени растекаемости масла принято делить на:

 

Масла с низкой степенью растекаемости (менее 300 мм2 за 10 мин)

Масла со средней степенью растекаемости (300-1 000 мм 2 за 10 мин)

Масла с высокой степенью растекаемости (свыше 1 000 мм2 за 10 мин)

 

Современный пользователь средств косметической индустрии придаёт очень большое значение тому, как средство ощущается на коже под пальцами при распределении, то есть, сенсорике (тактильным ощущениям).

В понимании большинства современных пользователей любые жиро-содержащие средства (косметические эмульсии, масляные сыворотки, концентраты, бустеры) должны быть приятными в нанесении и ощущаться очень невесомо (маложирно). Но, при этом, очень важно, чтобы кожа долго сохраняла чувство гладкости, увлажнённости, была сатиново-шёлковой.

 

Жиросодержащее средство косметического ухода, жирная фаза которого «выстроена» по принципу каскада растекаемости, то есть, с учётом баланса между маслами с низкой, средней и высокой степенью растекаемости,  будет гарантировано давать очень приятные сенсорные ощущения при нанесении, а, так же, обеспечивать более интенсивный и продолжительный уход, чем средство, в жирной фазе которого  используется какой-либо один тип масла.

Масла с высокой степенью растекаемости:

 

-Хорошо распределяются

-Мгновенно визуально разглаживают поверхность кожи, так как очень быстро заполняют собой все неровности, так же, дают невероятное ощущение идеально гладкой кожи, которое быстро проходит

-Придают средствам свойство ощущаться лёгкими и маложирными

 

Пометка:

Принято считать, что натуральных масел с высоким показателем растекаемости, которые традиционно вводятся в составы несмываемых средств, практически нет.

Мы можем считать, что масла, содержащие в своём составе большой процент триглицеридов насыщенных жирных кислот с короткими и средними углеродными цепочками в диапазоне от 8:0 до 14:0, будут обладать высоким показателем растекаемости.

Так же, высокой растекаемостью обладают эмоленты (с высокой степенью растекаемости), которых в современном мире косметических компонентов великое множество. Они так же комбинируются между собой для улучшения тактильных и уходовых характеристик средств косметического ухода.

Натуральные же масла, которые традиционно используются в составах несмываемых средств косметического ухода,  обладают в большинстве своём  средним и низким показателями растекаемости. 

 

 

Масла со средней и низкой степенью растекаемости:

 

-Не очень хорошо распределяются

-Медленно, но хорошо впитываются (чем больше в составе масла ПНЖК, тем лучше впитываемость)

-Обеспечивают длительное ощущение гладкости и мягкости кожи

 

Грейд растекаемости масел от среднего до низкого показателей можно представить следующим образом:

 

-Средняя степень: масла с преобладанием триглицеридов мононенасыщенной   жирной кислоты с числом атомов углерода 16 (С16:1) Пример: пальмитоолеиновая (макадамия, хлопок)

-Низкая степень:

Масла с преобладанием   триглицеридов мононенасыщенной жирной кислоты с числом атомов углерода 18 (С18:1) Пример: олеиновая-чуть ниже средней степени растекаемости.

Масла с преобладанием триглицеридов полиненасыщенных жирных кислот с числом атомов углерода 18 (С18:2, С18:3) Пример: линолевая, линоленовая-низкая степень растекаемости. Чем больше в цепочке ненасыщенных связей, тем ниже степень растекаемости.

Так же низкой степенью растекаемости обладают масла с преобладанием в составе триглицеридов насыщенных жирных кислот с длинной углеродной цепью. Например: масло ши.

 

Так мы понимаем, что липидные формулы жирных кислот состава масел   могут помочь нам понять, какой степенью растекаемости будет обладать то или иное масло с преобладанием в своём составе той или иной жирной кислоты

 

Далее давайте рассмотрим конкретные примеры триглицеридов основных  жирных кислот масел

Так же рассмотрим примеры масел, содержащих те или иные триглицериды жирных кислот

 

 

Основные жирные кислоты

Насыщенные жирные кислоты

 

 

Каприловая кислота (С 8:0)

Сильное противогрибковое и антибактериальное действие.

 

Содержится в следующих маслах:

Кокосовое масло – 6-10

Пальмовое масло – 3-8

Бабассу – 4

Тукума – 1,3

Муру-муру – 1,1

 

 

Каприновая кислота (С10:0)

Антибактериальный потенциал.

 

Содержится в следующих маслах:

Бабассу – 7

Кокосовое масло – 5-10

Мурумуру – 1,6

Тукума – 1,6

 

Лауриновая кислота (С12:0)

Антибактериальный потенциал, отрицательно действует на разнообразные патогенные микроорганизмы, бактерии, дрожжи, грибы и вирусы.

 

Содержится в следующих маслах:

Бабассу – 50

Тукума – 42,5-48,9

Муру-муру – 42,5

Кокосовое масло – 39-54

Укууба – 15-17,6