VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA CHEMICKÁ

Transkript

1 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA CHEMICKÁ BAKALÁŘSKÁ PRÁCE Problematika stabilizace tukových základů kosmetických přípravků BRNO 2008 BARBORA KOVAČÍKOVÁ

2 2

3 ABSTRAKT Tato bakalářská práce má za úkol řešeršně zpracovat téma stability tukových základů kosmetických přípravků. Oblastmi zkoumání bylo složení a možné příčiny nestability tukových základů, které jsou v současné době nejhojněji využívány. Příčiny nestability tukových základů byly posuzovány z hlediska jejich složení, vlivů okolního prostředí a dále například z hlediska přítomnosti antioxidantů a emulgátorů. Další kapitola popisuje způsoby, kterými lze redukovat nestabilitu tuků prostřednictvím chemických látek, jakými mohou být například antioxidanty. Shrnutí nabízí ucelený pohled na stabilitu tukových fází, možné příčiny degradace tuků a způsoby jejího omezení. Za nejstabilnější tukové základy jsou obecně považovány syntetické tuky, naopak, nejméně stabilní jsou přírodní tuky a oleje. ABSTRACT This study deals with the stability of fatty components in cosmetic products. Course of study contents composition and possible instability causes of fatty components which are today used the most. Instability causes of fatty components were considered from the view of their chemical composition, environmental influences and then for example in term of the presence of antioxidants and emulgators. Next chapter describes methods for reduction of the adipose instability by the medium of chemical substances, for example antioxidants. The conclusion offers compact view of the adipose phases stability, possible causes of the degradation of lipids and methods for its limitation. As the most stable fatty components are generally considered synthetic lipids, on the other way, at least stable are natural lipids and oils. KLÍČOVÁ SLOVA kosmetická emulze, tukové základy, stabilita KEY WORDS cosmetic emulsion, fatty components, stability 3

4 KOVAČÍKOVÁ, B. Problematika stabilizace tukových základů kosmetických přípravků. Brno: Vysoké učení technického v Brně, Fakulta chemická, s. Vedoucí bakalářské práce Ing. Jana Zemanová, Ph.D. PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci vypracovala samostatně a že všechny použité literární zdroje byly správně a úplně citovány. Bakalářská práce je z hlediska obsahu majetkem Fakulty chemické VUT v Brně a může být využita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucí bakalářské práce a děkana FCH VUT.... podpis bakaláře PODĚKOVÁNÍ Chtěla bych poděkovat Ing. Janě Zemanové, Ph.D. a Mgr. Miriam Popelkové za jejich vstřícnost, čas a cenné rady. 4

5 OBSAH Obsah Úvod Teoretická část Tukové základy kosmetických přípravků Pasty Masti Oleomasti Hydromasti Krémy Dvoufázové emulzní systémy Třífázové emulzní systémy Mikroemulze Lotiony Lotiony emulzního typu Pěny Gely Základy hydrogelů Základy hydrofobních gelů Lipozomy Lipidy a jejich klasifikace Složení lipidů Homolipidy Estery jednosytných alkoholů Estery glykolů Estery glycerolu Heterolipidy Fosfolipidy Komplexní lipidy Lipoproteiny Stabilita tukových základů Oxidační stabilita Vliv reakčních podmínek Oxidace a jakost tukových základů kosmetických produktů Fyzikální stabilita Projevy fyzikální nestability Tenzidy Antioxidanty Syntetické antioxidanty BHA BHT TBHQ Galláty Erythorbiková kyselina

6 Askorbyl-palmitát Přírodní antioxidanty Tokoferoly a tokotrienoly Kyselina askorbová a její soli Karotenoidy Koenzym Q Fyzikálně chemické charakteristiky tuků a olejů Chemické veličiny Číslo zmýdelnění Číslo kyselosti Číslo esterové Číslo jodové Číslo peroxidové Další chemické charakteristiky Fyzikální vlastnosti tuků a olejů Vlastnosti tuků a olejů v tuhém skupenství Vlastnosti tuků a olejů v kapalném skupenství Tepelné vlastnosti tuků a mastných kyselin Konzistence tuků Optické vlastnosti tuků Elektrické vlastnosti tuků a mastných kyselin Senzorické vlastnosti Závěr Seznam použitých zdrojů Seznam použitých zkratek

7 1 ÚVOD Touha po zkrášlování lidského těla doprovází společnost již po celá staletí. Zvláště v současné době, kdy je na vnější vzhled člověka kladen čím dál větší důraz, nabývá kosmetická věda na důležitosti. Spotřebitelé očekávají od kosmetických produktů nejen určité vlastnosti, které po své aplikaci mohou zlepšovat vzhled, ale také očekávají, že kosmetické produkty zůstanou po dlouhou dobu stálé a jejích vlastnosti (ať už senzorické či jakostní) zůstanou uchovány co nejdéle. Aby bylo možné takový produkt získat či vyrobit, je nutné znát složení kosmetického produktu, možné příčiny nestability a dále možnosti, jakými omezit nestálost výrobku. Základem kosmetických krémů, mastí a mnoha dalších produktů mohou být tuky. Tento základ se v kosmetice využívá po celá staletí. Již staří Egypťané využívali blahodárných vlivů tuků na pokožku. Jedním z dalších důvodů pro tak dlouhodobé využívání byla poměrně snadná aplikace účinných látek do těchto základů. V dobách před intenzivnějším rozvojem chemie se nejčastěji využívaly tuky přírodního původu. Získávaly se z domácích zvířat nebo z rostlin. V současné době již bývají přírodní produkty nahrazovány syntetickými. Výhodou při jejich používání je znalost konkrétního složení, které umožňuje určit přesně přípustné množství v daném produktu. Kosmetická chemie ovšem nenašla jen syntetické náhražky přírodních látek, podařilo se objevit zcela novou skupinu látek syntetické tuky. Možnosti využití jsou velmi široké, své uplatnění nacházejí ve všech odvětvích kosmetiky. Jejich obrovskou a žádnými jinými tuky nepřekonanou výhodou je jejich stabilita, ať již je brána v potaz stabilita oxidační či mikrobiologická. Tato práce se kromě tukových základů kosmetických produktů zabývá také možnostmi zvýšení jejich stability. Přidáním antioxidantů do konečné receptury výrobku je možno zpomalit, někdy dokonce úplně zabránit oxidačnímu kažení. Některé z nich mohou být nejen antioxidanty, ale také účinnými látkami v kosmetickém produktu. Dalším z rizik, které ohrožují kvalitu produktu, může být fyzikální nestabilita emulzí. Dochází zde k různému vydělování se kapiček z prostředí, k jejich shlukování, atd. Těmto nežádaným jevům zabraňují vhodně zvolené emulgátory. 7

8 2 TEORETICKÁ ČÁST 2.1 Tukové základy kosmetických přípravků V kosmetické praxi jsou lipidy zakomponovány do receptury tukového základu kosmetického přípravku. Kombinují se různé typy lipidů, přičemž se bere ohled na konečný účel výrobku a volí se nejlepší možné tuky. Tukové základy kosmetických přípravků mohou být jak přírodní, tak syntetické látky. V konečném důsledku se může jednat o jednofázový či vícefázový systém. Právě druh použitého základu ovlivňuje hydrofilitu nebo hydrofobitu (lipofilnost) kosmetického produktu. Tukové základy mohou ve své molekule obsahovat pomocné látky, jakými mohou být například konzervanty (antimikrobiální látky), antioxidanty, emulgátory, stabilizátory hrubých disperzí, zvláčňovadla [1] Pasty Pasty lze definovat podle fyzikální formy jako plasticky definovatelné suspenzní nebo suspenzně-emulzní léčivé přípravky obsahující nejméně 25 % dispergovaných tuhých látek, které jsou určeny k aplikaci na pokožku [2]. Podle obsahu tuhých látek se rozdělují pasty na [3]: - měkké (obsah tuhých látek se pohybuje do 40 % celkového objemu pasty), - tuhé (obsah tuhých látek převyšuje 40 % celkového objemu pasty). Tuhé pasty nacházejí své uplatnění v dekorativní kosmetice, zejména při výrobě rtěnek a očních stínů [3]. Z hlediska použitého masťového základu je možno rozlišovat oleopasty, které neobsahují vodu, nebo hydropasty, které mají hydrofilní charakter a dají se smývat vodou [3]. Pokud je při přípravě pasty použit základ krémové povahy, existuje několik fyzikálních variant konečného produktu. V případě, že je použit krémový emulzní základ V/O, výsledkem bude oleokrémová pasta, která je vodou nesmývatelná. Pokud byla použita emulze typu O/V, je možno získat hydrokrémové pasty hydrofilní, které lze vodou smýt [3]. Důvodem aplikace past na pokožku je jejich povrchově chladivý a vysušující účinek. Vrstva nanesené pasty nahrazuje povrchové epidermální struktury, které regulují průnik účinných látek [3]. Pasty nacházejí své uplatnění především u spotřebitelů s citlivou pokožkou [3] Masti Masti se skládají z masťového základu, který může být rostlinného, živočišného nebo syntetického původu. Po aplikaci masti na pokožku dochází k vytvoření vrstvy, která omezuje odpařování vody a tepla z povrchu pokožky. Důsledkem aplikace masti na pokožku je zvýšení průniku účinných látek, které jsou v ní obsažené. Tyto účinné látky se pomaleji uvolňují ze základu, ale jejich předností je, že mohou proniknout do hlubších vrstev pokožky [3] Oleomasti Základem pro oleomasti je nejčastěji tvrdý a měkký parafín. Dalším tukovým základem těchto mastí může být směs vazelíny, tekutého parafínu a vosku. Dále patří k tukovým základům směs slunečnicového oleje a stabilizovaného vepřového sádla, nebo také směs cetylalkoholu, bílého vosku a vepřového sádla [1]. 8

9 Bezvodé základy obsahující emulgátory se velmi dobře roztírají, změkčují rohovou vrstvu kůže, ovšem jejich penetrace do pokožky je omezená. Omezenému pronikání se dá vyhnout použitím silikonových základů, které obsahují % silikonů. Silikony bývají emulgovány voskem z ovčí vlny (lanolinem), cetylalkoholem, aj. Společně s izopropylmyristátem ve vazelíně, tekutém parafínu či slunečnicovém oleji tvoří další alternativu k přírodním základům oleomastí [1]. Přestože by se z názvu dalo usuzovat na nepřítomnost jakékoliv vodné fáze, opak je pravdou. Oleomasti mohou ve své molekule obsahovat až 10 % vody ze své celkové hmotnosti [1] Hydromasti Základem pro hydromasti jsou makrogolové základy. Makrogoly jsou látky, které mají svůj chemický základ v polyethylenglykolu či polyethylenoxidu. Jednotlivé makrogoly se označují číslem, které udává přibližnou hodnotu molekulové hmotnosti. Makrogoly v rozmezí jsou kapalné látky, s číslem nad 1000 se jedná o látky tuhé, málo rozpustné ve vodě [1]. Hydromasti jsou vodou smývatelné, způsobují odnímání vody v pokožce. Jejich nevýhodou pro častější použití je závislost viskozity na teplotě [1] Krémy Krémy jsou emulzní základy různých typů. Emulzní základy mohou být bezbarvé, bílé nebo barevné, podle stupně průzračnosti opalizující, průsvitné, zakalené nebo neprůhledné kapaliny. O senzorických vlastnostech konečného produktu rozhoduje koncentrace a velikost kapek vnitřní fáze a index lomu obou fází. K intenzivnějšímu rozvoji emulzí došlo v souvislosti s objevem emulgátorů. Právě tento objev umožnil mísení látek, do této doby nemísitelných. Jedná se o mísení látek hydrofilní a lipofilní povahy [3] Dvoufázové emulzní systémy Dvoufázové emulzní systémy lze rozdělit do dvou skupin, a to na [3]: - oleokrémy emulze typu V/O, - hydrokrémy emulze typu O/V. Hydrokrémy Jako emulgující základ pro hydrokrémy se často využívá směs složená z cetylstearylalkoholu (má za úkol emulgovat vznikající směs), tekutého parafínu a bílé vazelíny. Jedním z problémů, kterým je omezeno použití tohoto tukového základu, je jeho špatná roztíratelnost na pokožce [1]. Tento nedostatek lze vyřešit použitím jiného emulgátoru. Výběr emulgátoru by se měl řídit podle hydrofilně-lipofilní rovnováhy (HLB) [1]. Oleokrémy Oleokrémové základy se nazývají základy adsorpčními, a to díky své schopnosti vázat vodu. Nejčastěji používaným emulgujícím základem pro oleokrémy je směs vazelíny a lanolinu [1]. 9

10 Třífázové emulzní systémy Třífázové systémy primárně vznikají z dvoufázových systémů, ve kterých je možné pomocí směsi hydrofilních a lipofilních emulgátorů vytvořit v původních zevních fázích ještě jednu ohraničenou fázi opačného charakteru [3]. Právě do těchto třífázových systémů je možné umístit účinné látky, které by byly v běžných dvoufázových systémech nestabilní nebo by zde podléhaly atmosférické oxidaci. Umožňují tedy jak aplikaci dvou jinak neslučitelných účinných látek, tak postupné uvolňování dvou účinných látek z jednoho přípravku [3] Mikroemulze Mikroemulze představují zcela nové odvětví výzkumu a vývoje vícefázových emulzních systémů. Rozhraní mezi jednotlivými fázemi emulze se vytváří pomocí molekulárního mikrostrukturálního filmu povrchově aktivních látek, který svojí schopností měnit polaritu látek rozpouštějících lipidy a bránit tak shlukování kapiček tukové fáze zajišťuje stabilitu vícefázových systémů [3]. Při kontaktu s kožním povrchem dochází k rozdělení vodní a tukové fáze, která se následně roztírá po kožním povrchu. Tímto způsobem je umožněno působení účinných látek a dále se uplatní zvláčňující a hydratační účinek na kožní povrch [3]. Mikroemulze obsahující malé množství lipidů, které jsou dispergovány v karbomerovém hydrogelu, se nazývají quasi-emulzemi a v kosmetickém průmyslu nacházejí své uplatnění ve formě tzv. balzámů [3] Lotiony Lotiony, česky omývadla, jsou kapalné suspenze, které obsahují až 20 % tuhé fáze. Do receptury těchto přípravků mohou být přidány také účinné látky. V kosmetickém průmyslu jsou tyto produkty známy spíše pod pojmem pleťová či tělová mléka [1]. V této kapitole budou podrobněji rozebrány hlavně lotiony emulzního typu. V kosmetice se využívají i lotiony suspenzního typu, ale ty ve své struktuře nemají obsažený žádný tukový základ, a tak nejsou předmětem této práce Lotiony emulzního typu Lotiony emulzního typu jsou tvořeny řídkými emulzemi obojího typu. Obsahují relativně málo tukových složek, ve větším množství jsou poté zastoupeny hydrofilní i lipofilní emulgátory. V kosmetickém průmyslu nacházejí tyto produkty uplatnění především při čištění a denním ošetření kůže Pěny Pěny se svým složením opět řadí k emulzním typům. Zde se využívá nejčastěji řídké emulze O/V, která je vytlačována z přetlakových obalů. Jako hnací plyn se v současné době využívá oxid uhličitý, propanbutan aj. [3]. Po aplikaci na pokožku se velmi dobře vstřebávají, takže nezanechávají mastný pocit [3]. 10

11 2.1.6 Gely Gely tvoří průhledné substance, které ve svém složení mají různý obsah vody či látek tukové povahy. Po aplikaci na pokožku dochází k rychlému vstřebávání, což umožňuje snadnější pronikání účinných látek. Jejich účinnost je však povrchová Základy hydrogelů Škrobový hydrogel Jedná se o hydrogel vzniklý zmazovatěním škrobu v horké vodě, přičemž následně dochází k dispergaci škrobového gelu do glycerolu. V současné době se tento základ příliš nevyužívá [1]. Gel methylcelulózy Gely methylcelulózy nacházejí své uplatnění v kosmetickém průmyslu díky své schopnosti dobře snášet jak změny ph prostředí, tak změny teploty [1]. Gely methylcelulózy jsou lepivé, zpravidla mírně zakalené. Methylcelulóza je nerozpustná v horké vodě, zato čím je voda chladnější, tím průzračnější a homogennější gel lze získat. Při teplotě 80 C dochází k vylučování methylcelulózy z roztoku, ovšem při poklesu teploty dochází znovu k rozpuštění sloučeniny. Tomuto vyloučení methylcelulózy z roztoku se dá zabránit přídavkem ethanolu [1]. Gel sodné soli karboxymethylcelulózy Sodná sůl karboxymethylcelulózy se dobře rozpouští ve vodě, bez ohledu na její teplotu. Po vysušení tvoří čiré filmy, které získají přidáním změkčovadla pružnost. Jako změkčovadla lze použít glycerol, sorbitol či propylenglykol [1] Základy hydrofobních gelů Hydrofobní gely, jinak též zvané oleogely, se skládají obvykle z tekutého parafínu a polyethylenu nebo olejů a koloidního oxidu křemičitého [1] Lipozomy Lipozomy jsou duté, měchýřkovité útvary, jejichž velikost se pohybuje okolo 200 µm. Z hlediska chemického patří lipozomy do skupiny lipidů, konkrétně fosfolipidů. Tyto skupiny fosfolipidů bývají na povrchu ohraničeny dvojlamelární membránou, další membrány se ovšem mohou tvořit i uvnitř lipozomu, a tak mohou vytvářet další prostory. Díky své podobnosti s lipoidními dvojvrstvami, které se nacházejí v kůži, mohou snadněji pronikat do pokožky [1, 3]. V interlamelárních prostorách vezikulů se mohou uskladnit účinné látky různých typů jak lipofilního, tak hydrofilního charakteru [3]. Lipozomy nacházejí své uplatnění v tzv. lipozomálních emulzích, které obsahují přírodní účinné látky. Ty jsou prostřednictvím lipozomů transportovány do kůže. Ovšem plnění lipozomů není zcela bez problémů. Mnoho účinných látek se do měchýřků nedostane, často adsorbují již na povrchu [1, 3]. 11

12 2.2 Lipidy a jejich klasifikace Lipidy jsou látky nerozpustné ve vodě, ale dobře rozpustné v nepolárních rozpouštědlech. Název lipidy je však pouze obecný a neurčitý. Pod tímto názvem se mohou skrývat různé skupiny látek, jejichž jediným společným znakem je převaha nepolárních uhlovodíků v molekule, které dodávají lipidům olejový nebo voskový vzhled. Dle chemické definice je možno rozdělit tuky podle jejich chemického složení na dvě skupiny. Jako lipidy bývají označovány estery vyšších mastných kyselin a alkoholů nebo jejich derivátů. Mohou být nazývány též zmýdelnitelnými lipidy. Druhou skupinou jsou sloučeniny isoprenu, isoprenoidy. Jedná se o doprovodné látky lipidů, které mají odlišnou chemickou strukturu. Do této skupiny jsou řazeny terpenoidy, nebo též lipofilní vitamíny, některá barviva a přírodní antioxidanty [5, 9]. Lipidy jsou zdrojem energie pro organismus, zároveň jej chrání před ztrátou tepla či mechanickým poškozením. Vytvářejí přirozené prostředí pro látky nerozpustné ve vodě [5, 9]. Podle chemického složení se lipidy rozdělují do tří hlavních skupin [4]: - homolipidy, - heterolipidy, - komplexní lipidy. Homolipidy jsou sloučeniny mastných kyselin a alkoholů. Dělí se výhradně podle struktury vázaného alkoholu. V přírodních lipidech se většinou jedná o glycerol, méně často o ethery glycerolu nebo hemiacetaly vyšších alifatických aldehydů, glykoly, jednosytné vyšší alifatické alkoholy, terpenoidní sloučeniny nebo různé steroidní sloučeniny [4]. Heterolipidy jsou lipidy, které obsahují kromě mastných kyselin a alkoholů ještě další kovalentně vázané sloučeniny. Do této skupiny jsou řazeny fosfolipidy (které ve své molekule obsahují ještě esterově vázanou kyselinu fosforečnou), glykolipidy (které ve své molekule obsahují vázané cukry) a sulfolipidy (ty ve své molekule obsahují také vázanou kyselinu sírovou) [4]. Komplexní lipidy mají ve své molekule zastoupeny jak homolipidy, tak heterolipidy, ale kromě kovalentních vazeb jsou vázány fyzikálními vazbami vodíkovými můstky nebo hydrofobními interakcemi [4] Složení lipidů Složení lipidů velmi výrazně ovlivňuje jejich fyzikální vlastnosti, ale také oxidační stabilitu. Složení tuků má vliv na konečnou podobu a ve svém důsledku i na stabilitu kosmetických produktů, protože určitou část kosmetických výrobků tvoří právě lipidy. Mastné kyseliny Základními součástmi lipidů jsou alifatické monokarboxylové kyseliny, které ve své molekule obsahují 4 až 26 atomů uhlíku. Tyto sloučeniny jsou označovány jako mastné kyseliny. V přírodě bylo nalezeno až 50 různých mastných kyselin, ovšem synteticky je možno vyrobit až těchto sloučenin. Kyseliny s více než 10 až 12 atomy uhlíku se běžně v organismech nevyskytují ve volné formě, protože mají vysokou povrchovou aktivitu, která by narušovala biologické struktury. Tyto kyseliny vznikají jen přechodně hydrolytickým štěpením tuků v tzv. Linenově spirále. Molekuly přírodních mastných kyselin jsou vesměs tvořeny sudým počtem uhlíků [4, 5, 6]. 12

13 V odborné literatuře se pro zjednodušení a zkrácení zápisu udávají mastné kyseliny ve formě M:N, kde N je počet atomů uhlíku v molekule a M počet dvojných vazeb. V případě, že je potřeba zapsat polohu dvojné vazby v nenasycené kyselině, lze použít následující formu značení: 18:1 9, kde číslo 9 udává, že dvojná vazba je na devátém atomu uhlíku od karboxylu [4]. V přírodě se vyskytují tyto skupiny mastných kyselin [4]: - nasycené mastné kyseliny, - nenasycené mastné kyseliny s jednou dvojnou vazbou (monoenové), - nenasycené mastné kyseliny s několika dvojnými vazbami (polyenové), - mastné kyseliny s trojnými vazbami a s různými substituenty. Nasycené mastné kyseliny Nasycené mastné kyseliny jsou běžnou součástí přírodních lipidů. V jejich molekule je obsaženo 4 až asi 60 atomů uhlíků a mají zpravidla rovný, nerozvětvený řetězec, nejčastěji se sudým počtem atomů uhlíků. Mezinárodně požívanou zkratkou je SFA z anglického spojení Saturated Fatty Acid. Proto bývají označovány jako saturované kyseliny [4, 7]. Kyselina laurová se získává z palmojádrového tuku. Své využití nachází při výrobě mýdel. Vyšší obsah kyseliny laurové v konečném produktu může mít za následek podráždění citlivé pokožky [8]. Kyselina myristová se získává z kokosového tuku. Ve směsi s kyselinou laurovou a palmitovou tvoří základ mnoha kosmetických látek, které mají dle INCI v názvu předponu coco- [8]. V Tab. 1 je uveden seznam nejčastěji se vyskytujících nasycených mastných kyselin [4]. Tab. 1 Nejčastěji se vyskytující nasycené mastné kyseliny [4] Mastná kyselina Počet atomů uhlíku Triviální název Butanová 4 Máselná Hexanová 6 Kapronová Oktanová 8 Kaprilová Dekanová 10 Kaprinová Dodekanová 12 Laurová Tetradekanová 14 Myristová Hexadekanová 16 Palmitová Oktadekanová 18 Stearová Aikosanová 20 Arachová Dokosanová 22 Negenová Tetrakosanová 24 Lignocerová Hexakosanová 26 Cerotová Oktakosanová 28 Montanová Triakontanová 30 Melissová Dotriakontanová 32 Lakcerová Nenasycené mastné kyseliny Nenasycené mastné kyseliny s jednou dvojnou vazbou se liší počtem atomů uhlíků, polohou dvojné vazby a prostorovou konfigurací. Prostorová konfigurace u přirozených sloučenin bývá zpravidla cis, méně obvyklá je konfigurace trans. Většina z těchto kyselin má své vlastní triviální názvy. Ovšem je třeba si uvědomit, že triviální názvy se vztahují jen k určité prostorové konfiguraci [4]. 13

14 V angličtině se pro nenasycené mastné kyseliny s jednou dvojnou vazbou používá zkratka MUFA (z angl. Monounsaturated Fatty Acid). V češtině proto bývají někdy nazývány jako monosaturované kyseliny [7]. Příkladem nenasycené mastné kyseliny může být kyselina olejová, jejíž vzorec je uveden na Obr. 1. Kyselina olejová je významnou součástí mnoha kosmetických receptur z hlediska promaštění a ochrany pokožky. Na rozdíl od jiných nenasycených mastných kyselin je poměrně odolná vůči oxidaci [8]. C H 3 Obr. 1 Kyselina olejová (18:1 9) COOH Nenasycené mastné kyseliny se dvěma a více dvojnými vazbami Mastné kyseliny se dvěma a více dvojnými vazbami jsou velmi důležité ve výživě. V přírodních lipidech se jich nevyskytuje tolik jako MUFA. Polynenasycené kyseliny bývají označovány anglickým termínem Polyunsaturated Fatty Acid, zkráceně PUFA. Nejvýznamnějším zástupcem této skupiny je kyselina linolová (Obr. 2) [4, 7]. C H 3 Obr. 2 Kyselina linolová (18:2 9, 12) COOH Počet přirozeně se vyskytujících mastných kyselin s třemi dvojnými vazbami je menší než by mohlo odpovídat možnostem izomerie. Nejvýznamnějším zástupcem této řady kyselin je kyselina γ-linolenová se třemi izolovanými dvojnými vazbami (Obr. 3). C H 3 Obr. 3 Kyselina γ-linolenová (18:3) COOH Velmi vzácně se vyskytují také mastné kyseliny se čtyřmi až šesti dvojnými vazbami v molekule. Nejvýznamnější kyselinou se 4 dvojnými vazbami je kyselina arachidonová, která je zobrazena na Obr. 4. H 3 C Obr. 4 Kyselina arachidonová (20:4) COOH Alkinové kyseliny Velmi vzácně se vyskytují kyseliny s jednou či více trojnými vazbami nebo kyseliny obsahující ve své molekule zároveň dvojné i trojné vazby. Příkladem těchto kyselin mohou být kyselina tarirová, stearolová, Obr. 5 [4]. O CH 3 Obr. 5 Kyselina stearolová O Rozvětvené kyseliny Existuje určité množství mastných kyselin, které mají boční řetězec tvořený jediným uhlovodíkem, jsou známé také jako methylderiváty. Methylová skupina bývá nejčastěji vázána na předposledním atomu uhlíku. Tyto kyseliny bývají označovány jako isokyseliny. Je-li methylskupina vázána na třetím uhlíku od konce, bývají označovány jako anteisokyseliny, příkladem může být kyselina isovalerová (Obr. 6) [4]. 14

15 CH 3 O CH 3 O Obr. 6 Kyselina isovalerová Kyseliny s další kyslíkatou funkční skupinou Hydroxykyseliny se v přírodě vyskytují v poměrně velkém počtu, ovšem většinou jako méně významné mastné kyseliny. Mezi nejznámější patří ricinolejová kyselina, Obr. 7 O OH Obr. 7 Kyselina ricinolejová O Homolipidy Homolipidy jsou látky, v jejichž molekule je obsažena mastná kyselina, která je vázána na alkohol. Podle druhu alkoholu, přítomného v molekule, se rozdělují homolipidy na estery jednosytných alkoholů, estery glykolů, estery glycerolu a estery vícesytných alkoholů [4] Estery jednosytných alkoholů Estery mastných kyselin s jednosytnými alkoholy bývají označovány termínem vosky. V přírodě je běžná vazba mastných kyselin s alifatickými alkoholy či vazba mastné kyseliny s alicyklickými alkoholy. V prvém případě se jedná o ceridy, v případě druhém jsou tyto sloučeniny nazývány steridy. Mastné kyseliny vázané ve voscích jsou většinou nasycené a s vyšším počtem atomů uhlíků. Často se vyskytují mastné kyseliny s hydroxylovou skupinou, které snadno tvoří δ-laktony, jež se v průmyslových voscích vždy v malém množství vyskytují [4]. Ve voscích jsou často vázány nasycené alifatické primární alkoholy jako je cetylalkohol, cerylalkohol, myricylalkohol a jiné. Jedná se o alkoholy s větším počtem atomů uhlíku v molekule, obvykle se tento počet pohybuje v rozmezí 12 až 36 atomů. Tyto alkoholy bývají většinou esterifikovány mastnými kyselinami o podobné struktuře, např. cetylpalmitát. Jako zdroje přírodních vosků bývají uváděny jak živočišné, tak rostlinné organismy. Vosky jsou vždy doprovázeny vyššími uhlovodíky, volnými mastnými alkoholy, ketony a volnými mastnými kyselinami [4]. Živočišné vosky Vorvaňovina (lat. Cetaceum) Cetaceum je voskovitá substance, která se získává z dutin lebky vorvaně. Jedná se o bílou, lehce průsvitnou, nepatrně mastnou hmotu, perleťového vzhledu. Většinou je bez zápachu a bez chuti, ale po delší expozici na vzduchu získává žlutou barvu a stává se kyselým [10]. Z chemického hlediska je nejvýznamnější složkou vorvaňoviny je cetylester kyseliny palmitové [9]. V kosmetickém průmyslu se využívá v recepturách mastných krémů, rtěnek, vlasových pomád a brilantin. V současné době je tato přírodní surovina nahrazována syntetickým ekvivalentem [9]. 15

16 Včelí vosk Včelí vosk je získáván ze včelího úlu, jedná se produkt voskotvorných žláz dělnic. Vyloučené šupinky jsou průhledné, až následným zpracováním kusadly dochází ke změně zabarvení a začlenění vosků do plástů. Tyto plásty slouží k uskladňování pylu, medu, ale také k výchově včelího plodu [11]. Včelí vosk se skládá z myricylpalmitátu, myricylceroátu, myricylpalmitoleátu, cholesterolu, laktonů, kyseliny certové, mantanové, melissové a neocelotové, nanokosanu a vody [11]. V kosmetickém průmyslu se včelí vosk využívá pro úpravu konzistence emulzí a dekorativní kosmetiky. Je možné jej použít také jako podpůrného emulgátoru v kosmetických emulzích. Včelí vosk však časem v emulzích a mastných základech krystalizuje, výrobek tak tvrdne a stává se těžko roztíratelným na pokožce [8]. Podle způsobu úpravy se rozlišuje žlutý a bílý vosk [2]. Žlutý vosk (lat. Cera Flava) Jedná se o včelí vosk získaný roztavením stěn pláství (vytvořených včelou medonosnou). Roztavení bývá prováděno v horké vodě a vosk bývá zbaven cizích příměsí. Žlutý vosk se nejčastěji nachází ve formě žlutých až světle hnědých kousků či destiček. Povrch je jemně zrnitý, matný, bez krystalického lomu. Pach není nikterak výrazný, ačkoliv má medový nádech [2]. Je prakticky nerozpustný ve vodě, ovšem rozpouští se v horkém 90% ethanolu a v etheru. Je zcela rozpustný v mastných olejích a silicích [2]. Bílý vosk (lat. Cera Alba) Tento druh vosku se získává bělením žlutého včelího vosku. Jedná se o bílé až nažloutlé kousky či destičky. V tenké vrstvě mohou být průsvitné, ale matné. Pach je nevýrazný, medový, ale jemnější než u vosku žlutého [2]. Částečně se rozpouští v horkém 90% ethanolu, zcela se rozpouští v mastných olejích a silicích [2]. Lanolin Lanolin je vosk, který se nachází na povrchu ovčí vlny. Získává se při praní surového ovčího vlákna, ovšem tak je možno získat nijak neupravený produkt. Po přečištění a vybělení se tento produkt nazývá lanolinem. Po chemické stránce je lanolin směsí esterů mastných kyselin a vysokomolekulárních alkoholů. Alkoholy obsažené v této směsi mohou být rozděleny do tří skupin: alifatické alkoholy, steroly a trimethylsteroly. Konkrétním příkladem může být lanosterol, cholesterol a příbuzné steroidy. Molekula lanolinu obsahuje také směs hydroxykyselin a běžných mastných kyselin. V malé míře mohou být zastoupeny i uhlovodíky (asi 1 %) [12]. Pro použití v kosmetice má lanolin velmi dobré předpoklady. Určitým rizikem mohou být jeho alergenní účinky na některé jedince. Ovšem poslední průzkumy dokázaly, že pokud je lanolin řádně rafinován zbaven zbytků detergentů a stop pesticidů, je jedním z nejméně alergenních přípravků používaných v kosmetice [13]. 16

17 V kosmetice se využívá pro úpravu konzistence tužek na rty, líčidel a emulzí. Lanolin také působí jako výborný nosič biologicky účinných látek. Určitou nevýhodou může být jeho lepivost, která se přenáší i na konečný kosmetický produkt [8]. Rostlinné vosky Vosk čínský Vosk čínský se vylučuje z jasanu čínského při poranění hmyzem červcem voskonosným. Používá se ve voňavkářství a k leštění kůží [4]. Jojobový olej Jojobový olej se získává ze semen jojoby kalifornské. Ačkoliv jeho název by mohl mást, dle chemického složení patří jojobový olej do skupiny přírodních rostlinných vosků. Zajímavostí jojobového oleje je jeho nízká teplota tání, z řady ostatních vosků vystupuje svou vysokou termální a oxidační stabilitou. Své uplatnění nachází v oborech jako kosmetický či farmaceutický průmysl, konkrétně jako lubrikant nebo změkčovadlo [14]. Jojobový olej je vhodný na ošetření vlasů i pokožky. Je též často využíván k ředění drahých éterických olejů, jako například růžového oleje. Používá se v recepturách hydratačních krémů, regeneračních, opalovacích a masážních produktů [8, 13]. Myrikový vosk Myrikový vosk pochází ze severoamerického voskovníku pravého. Ve své molekule obsahuje 49 sloučenin, v čele s myrcenem, limonenem, selin-11-en-4- olem či selin-4, 11-dienem [15]. Své uplatnění nachází v parfumerii, ve farmacii a v potravinářství [4]. Minerální vosky Minerální vosky pocházejí z rozkladných produktů přírodních rostlinných vosků. Do této skupiny patří například montánní vosk a ozokerit [4] Estery glykolů Estery glykolů se běžně v tělech živých organismů nevyskytují v množství větším než 1 %. Výjimkou mohou být mikrobiální lipidy a lipidy některých mořských živočichů. Množství esterů glykolů přítomných v organismu je závislé na ročním období, mohou tvořit % veškerých lipidů. Estery glykolů jsou např. diestery jednoduchých glykolů, ale mnohem větší význam mají estery glycerolu, jejichž jedna hydroxylová skupina je vázána ve formě etheru nebo hemiacetalu [4] Estery glycerolu Estery glycerolu bývají obvykle označovány podle skupenství jako tuky nebo oleje. Pokud jsou tuky za okolní teploty kapalné, bývají nazývány jako oleje. V případě, že se estery glycerolu vyskytují při pokojové teplotě v pevném skupenství, jedná se o tuky [4]. V současné době se pod pojmem tuk rozumí celá skupina, bez ohledu na skupenství. V chemické struktuře těchto sloučenin se vždy nachází glycerol, na který jsou vázány mastné kyseliny. V případě, že je na glycerol navázán jen jeden acyl, dochází ke vzniku buď 17

18 1-monoacylglycerolu (Obr. 8) nebo 2-monoacylgylcerolu (Obr. 9). Pokud jsou na molekulu glycerolu navázány dvě mastné kyseliny, vzniknou 1,2-diacylglyceroly nebo 1,3- diacylglyceroly. Ovšem v přírodě je nejčastější výskyt tří molekul mastných kyselin, které jsou navázány na glycerol. Acyly vázáné na glycerol mohou být odvozeny od stejné mastné kyseliny, vznikají tak jednoduché triacylglyceroly (Obr. 10). Může nastat i případ, kdy na jednu molekulu glycerolu jsou vázány různé acyly, jedná se o smíšené triacylglyceroly, ze kterých jsou nejčastěji tvořeny přírodní tuky. Mastné kyseliny mohou být vázány na různých hydroxylových skupinách glycerolu. Pokud jsou v poloze 1 a 3 vázány různé mastné kyseliny, stane se uhlík v poloze 2 opticky aktivním, čímž se pestrost složení zvyšuje [4]. CH 2 O COR OH CH CH 2 OH Obr. 8 1-monoacylglycerol CH 2 OH COR O CH CH 2 OH Obr. 9 2-monoacylglycerol CH 2 O COR COR O CH 18 CH 2 O COR Obr. 10 Jednoduchý triacyglycerol Podle původu se tuky rozdělují do tří skupin [4, 9]: - rostlinné, - živočišné, - syntetické. Rostlinné tuky Rostlinnými tuky bývají nazývány tuky, které jsou získávány ze semen, ale také tuky oplodí [4]. Spektrum rostlinných tuků, které jsou využívány v kosmetických produktech, je ovšem mnohem širší než níže uvedení zástupci. Byly vybrány jen nejznámější oleje této skupiny. Sójový olej Sójový olej se získává ze sóji luštinaté (lat. Glycine Soja). Tato surovina se získává ze zralých lusků lisováním. Sójové boby obsahují % oleje, 13 % vody a asi 35 % bílkovin. Získaný olej obsahuje menší množství nasycených kyselin a velké množství nenasycených

19 mastných kyselin. V sójovém oleji je významně zastoupena kyselina linolová (asi %) a kyselina linolenová (2 13 %). Kyselina linolenová příznivě ovlivňuje kardiovaskulární systém. Ovšem v kosmetice je nežádoucí, protože podléhá rychlé zkáze. V kosmetice se sójový olej využívá pro vysoký obsah vitaminu E, provitaminu A a lecitinu. Lecitin má vlastnosti přírodního emulgátoru, působí hydratačně a změkčuje kůži. Tato surovina se používá do hydrofilních koupelových olejů. Nevýhodou tohoto oleje je jeho nestálost, proto je nutné ke kosmetickým přípravkům, které obsahují sójový olej, přidávat antioxidační prostředky [9]. Slunečnicový olej Slunečnicový olej se získává lisováním semen slunečnice (lat. Helianthus Annus Linnaeus). Plody slunečnic obsahují 40 až 50 % oleje, 6 9 % vody a 35 % bílkovin. Mají vysoký obsah kyseliny linolové a nízký obsah kyseliny linolenové, což zvyšuje trvanlivost tohoto oleje. Tento olej se v kosmetice využívá pro vysoký obsah vitaminu E, ale také pro přítomnost lecitinu a karotenoidů. Obsahuje také další vitamíny rozpustné v tucích A, D a K [9]. Avšak slunečnicový olej zanechává na pokožce lesklý mastný film. Používá se jako levnější typ kosmetického oleje v hydrofilních olejích, masážních a koupelových přípravcích [8]. Palmový olej Izoluje se z palmy Elaeis Guineeinsis Jacq. Je pro něj charakteristický vysoký obsah kyseliny palmitové, v jádru je obsažena kyselina laurová. Pro vysoký obsah mastných kyselin se dobře zmýdelňuje, a proto nachází široké uplatnění v mýdlárenském průmyslu. Je důležitou surovinou pro výrobu laurylalkoholu, který se používá také jako emulgátor [9]. Shea máslo (karité, bambucké máslo) Shea máslo má máslovitou konzistenci, bělavou nebo žlutohnědou barvu a charakteristickou vůni. Velmi dobře se roztírá a také dobře penetruje. Má výborné hydratační, ochranné a uklidňující účinky na pokožku, což se projeví již po krátkodobém užívání přípravku, který shea máslo obsahuje. Osvědčilo se v krémech proti striím, masážních přípravcích, také se používá v pleťové a vlasové kosmetice [8]. Karité má v dnešní kosmetické praxi široké využití. Používá se v masážních prostředcích, rtěnkách. Díky svým hojivým účinkům se používá také v krémech před a po opalování. Vysoký podíl mastných kyselin umožňuje zmýdelnění, a proto se bambucké máslo využívá i v mýdlářském průmyslu [9]. Olivový olej Lisuje se z plodů olivovníku evropského (lat. Olea Europaea). Olivový olej obsahuje kyseliny palmitovou, olejovou, linolovou a linoleovou. Mastné kyseliny tvoří 97 98% podíl přírodního olivového oleje. Zbylá 2 3 % jsou tvořena látkami jako: alkany, skvaleny, alifatické alkoholy, volné mastné kyseliny, vitamíny, fosfolipidy [16]. 19

20 V kosmetice se využívá pro svou dobrou snášenlivost v čistících emulzích, masážních přípravcích pro velmi citlivou pleť [9, 17]. Pupalkový olej Pupalkový olej se získává ze semen pupalky dvouleté (lat. Oenothera Biennis). O této rostlině koluje velká spousta mýtů a polopravd. Jedním z nich je, že pupalka dvouletá byla do Evropy zavlečena jako plevel ze Severní Ameriky. Podle posledních výzkumů se ukázalo, že pochází z Dálného Východu či snad přímo z Evropy [18,19]. Kromě oleje této rostliny se v kosmetice využívá také extrakt ze stonků a listů. Přidává se jako adstringens do kosmetických masek. Olej pupalky dvouleté je bohatým zdrojem esenciálních mastných kyselin: kyseliny linolenové a kyseliny γ-linolenové. Kromě těchto dvou kyselin obsahuje kyselinu palmitovou a stearovou [18, 19]. V kosmetice se využívá jako prostředek k ošetřování velmi citlivé pokožky [18, 19]. Makadamový olej Jedná se o olej z ořechů stromu Macadamia Ternifolia. Obsahuje více než 20 % kyseliny palmitolejové, 50 % kyseliny olejové a 10 % kyseliny palmitové. V kosmetice se využívá poměrně vysokého obsahu kyseliny palmitolejové, která je přítomna v lipidické vrstvě lidské kůže. Olej obsahuje pouze 14 % nasycených kyselin, proto má nízkou viskozitu. Další výhodou je nízký obsah kyseliny linolenové, takže je stabilní vůči oxidaci. Tento olej nachází své využití v kosmetických mlécích a krémech [13]. Živočišné tuky Vepřové sádlo (lat. Adeps Suillus) Vepřové sádlo je tuk, který se získává tavením čerstvé tukové tkáně při teplotě 75 až 100 C. Tuková tkáň se získává z těla vepře domácího. Vepřové sádlo je směs triacylglycerolů a mastných kyselin (kyseliny palmitové, stearové, olejové, linolové). Jedná se o homogenní, bílou, případně lehce nažloutlou hmotu, která je snadno roztíratelná, téměř bez zápachu. Je prakticky nerozpustné ve vodě, rozpustné je pouze v etheru, těžce rozpustné v ethanolu [2]. Uchovává se v dobře uzavřených a zcela naplněných obalech při teplotě 5 C až 15 C, musí být chráněno před světlem. Je použitelné nejvýše 21 dnů [2]. Jedná se o tuk, který nejlépe zabezpečuje pronikání lipofilních složek do lidské kůže. Je nedráždivý, používá se k promašťování suché kůže. Jeho nevýhodou je, že zanechává nepříjemný omak a na kůži vyvolává pocit mastnoty. Další nevýhodou sádla je jeho vysoká oxidační nestabilita [9]. Hovězí lůj Použití hovězího loje v kosmetickém průmyslu je v rámci zemí Evropské unie mezeno z obavy před nemocí šílených krav. 20

21 Přesto nachází hovězí lůj široké uplatnění zejména v mýdlářském průmyslu. Z loje je izolována tekutá olejová fáze, která se nazývá oleomargarin. Tato surovina je používána při výrobě holících mýdel. Deriváty z hovězího loje se používají jako přísady do pracích prostředků [9]. Tento živočišný tuk je velmi bohatý na obsah saturovaných mastných kyselin a obvykle také obsahuje malé množství PUFA [20]. Rybí tuk Rybí tuk je důležitým zdrojem ω-mastných kyselin. Z hlediska kosmetického nemají zásadní význam, ovšem z hlediska výživy jsou ω mastné kyseliny nepostradatelné. Zejména kyselina dosahexaenová. Společně s kyselinou α-linolenovou bývají považovány za základní stavební jednotky mozkových buněk. ω mastné kyseliny slouží jako jakýsi izolační materiál obklopující nervová vlákna a jsou také důležitou součástí buněčných membrán. Překážkou pro užití rybího tuku v kosmetice je nepříjemný zápach, který je pro spotřebitele nepřijatelný. Ačkoliv je tento tuk významným zdrojem vitamínu A a D, jejich širší uplatnění v tukových základech krémů není známo [9]. Norkový olej Norkový olej se získává z tukových tkání norka amerického. Dříve byl využíván pro tyto účely norek evropský, ale v důsledku vybíjení těchto živočichů za účelem získání kožešiny došlo k rapidnímu úbytku norků. Do Evropy byl zavlečen norek americký, který se nyní přemnožil, protože zde nemá přirozeného nepřítele. Norkový olej se vyrábí v malých množstvích, jelikož chov norka je přizpůsoben především získání kvalitní kožešiny. Té neprospívá nadměrná tučnost, proto výnosy norkového oleje nejsou nikterak závratné. Tento olej má velké množství nenasycených mastných kyselin a obsahuje také vitamín E. Má výborné hydratační účinky, proto je často přidáván do nočních krémů, masážních olejů a do jemných mýdel. Je kladně přijímán spotřebiteli s velmi citlivou pokožkou [9]. Kromě využití v kosmetice má tento tuk široké použití i v jiných oblastech lidské činnosti. Může se používat jako krém na boty, protože dokáže zjemnit a izolovat kůži vůči vlhku [9]. Syntetické tuky Syntetické tuky obsahují ve své molekule pouze vodík a uhlík. Jedná se o směsi dlouhořetězcových nasycených uhlovodíků, případně i dlouhořetězcových nenasycených uhlovodíků. Jsou to nepolární hydrofobní látky, nerozpustné ve vodě, slabě rozpustné v ethanolu, rozpustné v organických rozpouštědlech. Získávají se destilací ropy při různých teplotách nebo se připravují chemickou syntézou [8]. Mezi jejich výhody při použití v kosmetickém průmyslu patří vysoká oxidační stabilita. Složení parafinických uhlovodíků je odlišné od přirozeného filmu pokožky. Nepronikají do hlubších vrstev kůže, ale naopak zůstávají na povrchu. Na pokožce vytvářejí vodě odolný film, čehož se využívá při výrobě ochranných kosmetických prostředků [8]. Syntetické tuky ovšem nemají regenerační schopnosti, ucpávají kožní póry, a tím znemožňují přirozené kožní dýchání a pocení. Tento nedostatek je možné zmírnit přidáním polárních látek, např. cetylalkoholu [8]. Časté užití parafinických uhlovodíků v kosmetice má své opodstatnění v jejich nízké ceně [8]. 21

22 Vazelínový olej Vazelínový olej, zvaný též dle názvosloví INCI Paraffinum Liquidum, je bezbarvá kapalina bez chuti a zápachu [8]. V kosmetice se využívají dvě formy: řidší forma lehký vazelínový olej a hustější forma vazelínový olej [8]. Tato surovina tvoří základ kosmetických produktů, u kterých je důležité, aby se nevstřebávaly do hlubších vrstev pokožky, ale zůstávaly na jejím povrchu. Využívá se v recepturách takových přípravků, jako jsou ochranné emulze, masážní a opalovací přípravky, koupelové oleje, odličovací mléka a jiné [8]. Vazelína Vazelína, zvaná podle názvosloví INCI Petrolatum, je polotuhá, průsvitná látka. Tvoří ji směs tekutých a tuhých uhlovodíků. Získává se destilací ropy, následně je čištěna a bělena [8]. Vazelína snižuje únik vody z pokožky, tzv. TEWL (z anglického Transepidermal Water Loose) [8]. V emulzích se využívá v koncentraci 1 3 %, při vyšších koncentracích způsobuje mastnotu a přípravek se špatně odstraňuje z pokožky [8]. Využívá se jako surovina do ochranných přípravků, do pleťových a tělových emulzí, dekorativní kosmetiky. Její další možné využití je možno nalézt na poli masážních a osvěžujících emulzí, díky tomu, že rozpouští kafr a mentol [8]. Parafín Parafín je tuhý vosk s teplotou tání C. Jeho molekula obsahuje uhlovodíkové řetězce o délce uhlíků [8]. Parafín se používá v dekorační kosmetice - konkrétně ve rtěnkách, přidává se do depilačních vosků, ale také se využívá pro úpravu konzistence emulzí [8]. Ceresin Ceresin je bezbarvý mikrokrystalický vosk, který je podobný parafínu, jen má vyšší teplotu tání (kolem 65 C). Je tvořen uhlovodíky, které mají ve své molekule uhlíků [8]. Používá se na úpravu konzistence emulzí, dále například pro úpravu rtěnek, kosmetických tužek na oči či pod nehty [8]. Silikonové oleje Silikonové oleje obsahují ve své molekule kromě atomů uhlíku a vodíku, také atomy křemíku a kyslíku [8]. Silikonové oleje jsou stálé, nepodléhají oxidaci, nereagují s většinou kosmetických látek, ale také zlepšují stabilitu rostlinných olejů. Lehce se roztírají na pokožce, kde vytváří nemastný film. V kosmetice se často využívají díky tomu, že nezamezují kožnímu dýchání, dokonce pokožku i hydratují [8]. Mezi jejich nevýhody patří nemísitelnost s vodou, oleji a parafinickými uhlovodíky. Proto je nutné používat specifické emulgátory [8]. Monomerní jednotkou silikonových olejů a jejich derivátů je dimethylsiloxanová jednotka (Obr. 11) [8]. 22

23 CH 3 Si O CH 3 n Obr. 11 Dimethylsiloxanová jednotka Methylsilikonový olej Methylsilikonový olej, dle názvosloví INCI Dimethicone, je nejpoužívanější silikonový olej v kosmetice. Je tvořen necyklickými dimethylsiloxanovými jednotkami. Jedná se o čirý, bezbarvý olej, bez chuti a bez zápachu. Velmi těžko se rozpouští v ethanolu, ve vodě je nerozpustný. Je neprchavý, a proto může najít uplatnění v oblasti kosmetiky na oční okolí. Své využití nachází i v dekorativní kosmetice, kde pokožce dává matný vzhled [8]. Methylsilikonový olej je aktivní součástí antiperspirantů a deodorantů, kde zmírňuje efekt bílých stop na oblečení. Přidáním tohoto oleje do receptury přípravků proti pocení ve spreji zabraňuje ucpání trysky [21]. Jako aktivní ingredience kosmetického produktu může chránit kůži. Ve vlasové kosmetice se aplikuje za účelem zvýšení lesku a jemnosti vlasu [21]. Deriváty methylsilikonových olejů Do této skupiny můžeme zařadit Dimethicone Copolyol. Jedná se o kopolymer polydimethylsiloxanu a polyoxyalkyleneteru, které jsou rozpustné ve vodě a ethanolu. Vlastností tohoto kopolymeru se využívá při potřebě míchání silikonových olejů s vodou. Ve vlasové kosmetice se přidává do receptur, kde působí kondicionačně, zlepšuje pěnění, lesk a rozčesávání za mokra. V této oblasti také redukuje podráždění evokované surfaktanty a může být použit jako plastifikátor [8, 21]. Své využití nachází na poli pánské kosmetiky, konkrétně v pěnách na holení. Pokud je součástí receptury přípravku na holení, umožňuje lepší klouzání břitu po pokožce, aniž by se kůže musela natahovat [8, 21]. V pleťové kosmetice se po aplikaci přípravku s obsahem Dimethicone Copolyolu dostavuje pocit hebkosti a jemnosti, dále tyto přípravky redukují podráždění pokožky po mýdle [21]. Cyklické dimethylpolysiloxany Cyklické dimethylpolysiloxany jsou tekutiny s nižší molekulovou hmotností, a proto jsou těkavé. Mezi jejich výhody patří vypařování beze zbytků, čehož se využívá při působení antiperspirantů a deodorantů. V těchto recepturách figurují jako přechodný nosič aktivní soli. Podobně v pleťově kosmetice doručují aktivní látky [8, 21] Heterolipidy Heterolipidy obsahují ve své molekule mastné kyseliny a alkoholy, ale také další složky. Dle přítomnosti konkrétní složky bývají rozdělovány na [4]: - fosfolipidy, - glykolipidy, - sulfolipidy. 23

24 2.2.4 Fosfolipidy Fosfolipidy jsou přírodní produkty, které obsahují ve své molekule mastné kyseliny a esterově vázanou kyselinu fosforečnou. Obsahují také alkohol, konkrétně glycerol. Od toho je odvozen jejich jiný název, a to glycerofosfolipidy. První a druhá pozice na molekule glycerolu je esterifikována mastnými kyselinami a třetí pozice je obsazena kyselinou fosforečnou. Saturované mastné kyseliny, nejčastěji kyselina palmitová, jsou přednostně vázány na pozici první, zatímco druhý uhlík je přednostně a nejčastěji esterifikován linolenovou kyselinou [22]. Kyselina fosforečná může být, kromě diacylglycerolem či monoacylglycerolem, esterifikována ještě další hydroxysloučeninou. Nejčastěji bývá esterifikována cholinem, ethanolaminem, serinem, inositolem [22]. Fosfolipidy jsou v malých množstvích přítomny ve všech živočišných či rostlinných tkáních, protože tvoří membrány všech buněk a organel. Pro průmyslové účely jsou důležité pouze dva zdroje: vaječný žloutek a surový sójový olej. Nervové tkáně jsou také velmi bohaté na fosfolipidy, ale nejsou tak snadno dostupné pro průmyslovou produkci [22]. Lecitin Lecitin se získává z vaječných žloutků. Lipidová frakce obsahuje triacylglyceroly, z čehož 3 % jsou fosfolipidy a 5 % tvoří cholesterol. Ale vaječný lecitin je relativně drahá surovina, proto se častěji využívá lecitin ze sójového oleje. Je získáván jako vedlejší produkt při zpracování sójového oleje [22]. Lecitin (získaný ze sójového oleje) obsahuje mnoho oleje a různých stržených látek (např. cukry, aminokyseliny a kovové ionty), dále chlorofylová a karotenoidní barviva. V důsledku přítomnosti těchto barviv má tmavohnědou barvu. Proto se velmi často bělí peroxidem vodíku [4]. Velká část lecitinu se zkrmuje, menší část je využívána průmyslově. Kvalitní lecitin nachází své uplatnění jako emulgátor, smáčedlo či jako antioxidant [4, 23] Komplexní lipidy Komplexní lipidy jsou makromolekuly, ve kterých je lipidová část molekuly vázána prostřednictvím vodíkových můstků či hydrofobními interakcemi. K nejdůležitějším skupinám komplexních lipidů z hlediska praktického využití patří lipoproteiny [4] Lipoproteiny Molekula lipoproteinu je tvořena bílkovinnou a lipidovou částí. Díky tomu, že lipidy tvoří jádro makromolekuly a proteiny je obalují, dispergují lipoproteiny ve vodě. V živých organismech slouží tento proces k transportu lipidů. Lipoproteiny jsou součástí membrán, kde tvoří dvojvrstvy. Díky svému polárnímu charakteru jsou vhodnou bariérou pro přenos látek mezi buňkami nebo uvnitř buněk mezi jednotlivým organelami [4]. Právě těchto vlastností se využívá ve farmaceutickém a kosmetickém průmyslu. Zde dochází k emulgování proteinů za vzniku liposomů. Liposomy usnadňují přenos a vstřebávání účinných látek v kůži [4]. 24

25 2.3 Stabilita tukových základů Z hlediska stability tukových základů kosmetických přípravků jsou lipidy v nich obsažené nejvíce ohrožovány oxidačními reakcemi. Pod pojmem oxidace je možno si představit reakci uhlovodíkového řetězce, která je společná jak volným mastným kyselinám, tak jejich esterům [4] Oxidační stabilita Autooxidace mastných kyselin je nejčastějším případem znehodnocení tuků, probíhá ve třech stupních. Průběh této reakce je možno schématicky znázornit následujícím způsobem [4]: - Iniciační reakce R H R (rov. 1) lipid radikál - Propagační reakce R + O2 R O O (rov. 2) peroxylový radikál R O O + R H R O O H + peroxylový radikál hydroperoxid - Terminační reakce 2 R R R R + R O O R O O R R O O R O O R + O 2 2 R radikál (rov. 3) (rov. 4) (rov. 5) (rov. 6) V prvním, iniciačním stupni reakce dochází ke vzniku volného vodíkového radikálu a volného radikálu mastné kyseliny. Energii, kterou systém potřebuje, aby mohlo dojít k zahájení reakce, získává z různých zdrojů. Může se jednat o energii tepelnou, ozáření ultrafialovým zářením či viditelným světlem [4]. Vzniklý volný radikál mastné kyseliny je značně reaktivní, takže dochází ke sloučení s molekulou kyslíku. Tak vznikne peroxylový (či peroxidový) radikál, který je opět velmi reaktivní. Peroxylový radikál odštěpí atom vodíku z další molekuly nenasycené matné kyseliny, za vzniku hydroperoxidu. Tento druhý stupeň se nazývá propagačním. Sled těchto reakcí se může několikrát zopakovat. Pokud je koncentrace volných radikálů v sytému dostatečně vysoká, přichází na řadu závěrečná fáze, která je nazývána terminačním stupněm oxidace. V této fázi dochází k zreagování dvou volných radikálů za vzniku neradikálového a poměrně stabilního produktu [4]. Ke znehodnocení tuků dochází v důsledku vzniku sekundárních produktů. Tyto sekundární produkty vznikají z hydroperoxidů mastných kyselin a jejich radikálů. Podle typu vznikajících produktů je možno rozlišovat [4]: - reakce, které nevedou ke změně počtu atomů uhlíku v molekule, - reakce, při nichž se molekula štěpí a vznikající produkty, které mají nižší počet atomů uhlíku v molekule, - polymerační reakce, v jejichž průběhu dochází ke zvyšování počtu atomů uhlíku. Pokud jsou zmíněny reakce, při kterých nedochází ke změně počtu atomů uhlíku, jedná se zpravidla o zacyklení mastných kyselin. Hydroperoxidy mastných kyselin se třemi a více 25