Коллоидные системы в парфюмерно-косметической продукции

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Кузбасский государственный технический университет

Коллоидные системы в парфюмерно-косметической продукции

Быстров В.А., студент

Панасина Т.В., ст. преподаватель

Аннотация

В настоящей статье были рассмотрены косметические средства как разновидности коллоидных систем. Подробно описаны состав, свойства и получение шампуней. Затронута тема переработки таких отходов в косметическом производстве, как микродисперсные частицы из пластика, и приведен наглядный пример исследования биоразлагаемости пластиковых отходов. В качестве эксперимента в образцах моющей парфюмерно-косметической продукции были исследованы некоторые физико-химические показатели и токсикологический показатель (общетоксическое действие).

Ключевые слова: косметические продукты, физико-химические показатели, токсикологические исследования, гигиенические требования, биоразлагаемость.

Abstract

In this article, cosmetic products were considered as varieties of colloidal systems. The composition, properties and preparation of shampoos are described in detail. The topic of recycling such waste in cosmetic production as microdispersed particles from plastic is touched upon, and a clear example of the study of the biodegradability of plastic waste is given. As an experiment, some physico-chemical parameters and a toxicological indicator (general toxic effect) were studied in samples of washing perfumery and cosmetic products.

Keywords: cosmetic products, physico-chemical parameters, toxicological studies, hygienic requirements, biodegradability.

Существует четыре основных вида товароведческой классификации косметических товаров: по функциональному действию, по половозрастному признаку, по консистенции и по типу кожи. С точки зрения коллоидной химии рассмотрим классификацию по консистенции. По консистенции косметическая продукция делится на:

- жидкую (тоники, лосьоны, двухфазные жидкости, сыворотки, отвары, настои),

- эмульсионную (кремы),

- желеобразную (гидрогелевые патчи, желеобразные лосьоны и маски),

- мазеобразную (маски, бальзамы, кремы),

- воскообразные изделия (помады).

Состав косметической продукции самый разнообразный и зависит от назначения той или иной продукции. К примеру, в состав косметической продукции, предназначенной для очищения поверхности кожи, как правило добавляют компоненты, которые снижают поверхностное натяжение на границе раздела фаз «газ-вода» - поверхностно-активные вещества (ПАВ). Из-за подобных специфических свойств ПАВ как раз и наблюдается очищающий эффект. С каждым годом растёт спрос потребителей на косметическую продукцию, при изготовлении которой используют натуральные ингредиенты. К примеру, ПАВ на основе натуральных компонентов безопасны с точки зрения экологии и по физико-химическим свойствам не уступают ПАВ из синтетических веществ. Основой для получения таких ПАВ служат различные масла - кукурузное, кокосовое, пальмовое и другие [1].

Косметические продукты из натуральных компонентов прочно утвердились на мировом рынке и продолжают набирать популярность. Среди потребителей подобный спрос связан с осознанным потреблением и желанием внести свой непосильный вклад в экологическое благополучие планеты. Несмотря на это, при выборе натуральной косметики потенциальный покупатель ориентируется в первую очередь на основную функцию продукта и безопасность для организма человека. Поэтому для производителя важно учесть пожелания потребителей и изготовить косметическую продукцию, которая будет не только выполнять основную функцию (очищение, смягчение и др.), но и быть безопасной как для человека, так и для окружающей среды [2].

Косметические средства из натуральных компонентов -- это средства, которые изготавливают из натуральных ингредиентов растительного происхождения, а не из искусственных компонентов, полученных путём химического синтеза. К категории натуральных компонентов также можно отнести различные минеральные порошки и компоненты животного происхождения. При этом важно, чтобы компоненты животного происхождения были получены без вреда для живых организмов, например, ланолин или пчелиный воск [2].

В любом производстве помимо выпускаемой продукции существует сопутствующее производство отходов. В косметической промышленности это также острый вопрос. К примеру, современное популярное направление в косметических средствах - изготовление различной эмульсионной косметики с блестящими частицами (глиттер и шиммер). Подобные частицы могут быть разного диаметра и создавать видимый декоративный эффект сияния. Но некоторые виды блестящих частиц зачастую изготавливаются из синтетических материалов и несут явную угрозу окружающей среде. В данном случае глиттер и шиммер можно отнести к мелкодисперсным пластиковым отходам (микропластику). Микропластиком называют пластик размером менее 5 миллиметров, который есть в составе различных продуктов, в том числе и в косметике. В виду небольшого размера мелкие частицы пластика быстро попадают в окружающую среду через водные объекты, почву и воздух. Накапливаясь в организмах живых существ, микропластик несет пагубное действие (отравление). Для того, чтобы избежать попадания микропластика в природные объекты, некоторые организации по экологической безопасности рекомендуют не смывать глиттер и шиммер водой в канализационную систему, а использовать липкую ленту для снятия блесток с поверхности. Подобное действие может препятствовать распространению микропластика в природе [3].

Для решения подобных проблем с точки зрения экологии в настоящее время набирают популярность исследования по созданию биоразлагаемого микропластика и исследования по утилизации уже существующих пластиковых отходов. К примеру, учеными-микробиологами было проведено большое комплексное исследование по разложению пластика микроорганизмами [4]. В таблице 1 представлены результаты эксперимента.

Таблица 1

Процесс разложения продуктов полиэтилена некоторыми видами микроорганизмов [4]

Результаты исследований демонстрируют наглядно эффективность биоразложения полиэтиленовых покрытий. Эта информация служит основой для разработки методов и инструментов в сфере промышленной переработки пластиковых отходов, в том числе и отходов косметического производства [5]. И уже на сегодняшний день известны биогибридные материалы на основе иммобилизованных клеток нитчатых цианобактерий Anabaenavariabilis и комплекса гетеротрофных бактерий, которые могут быть применены для очистки сточных вод, загрязненных частицами синтетических полимеров и ионами тяжелых металлов [6].

Традиционными косметическими продуктами можно назвать гель для душа и шампунь. Эти средства всегда пользуются спросом в магазинах, от пола и возраста потребителей и используются ими ежедневно.

Сейчас на рынке представлен большой ряд шампуней с различным химическим составом, свойствами и предназначением, и, исходя из этого, необходимо подобрать средство, подходящее определенному типу волос и кожи головы, что возможно только лишь зная его состав и влияние каждого компонента. Шампуни по составу не особо отличаются. Обычно в составе присутствуют вода (деминерализованная), ПАВ, консервирующие агенты, ингредиенты, которые придают дополнительные свойства (увлажняющий и питательный эффект, омоложение и др.), красящие компоненты, парфюмерные композиции, загущающие вещества и т.д [7]. Отличие только в вариации концентрации компонентов. Один из основных компонентов - пенообразователи. Пенообразователями называют специальные поверхностно-активные вещества, которые способствуют образованию и устойчивости пены. Подобные компоненты обеспечивают образование большого количества пены, при этом расход шампуня остается неизменным. Другой вид компонентов - загустители, которые повышают вязкость среды. Производители таким образом также сохраняют расход продукта, т.к. густой продукт расходуется медленно по сравнению с жидким. Зачастую в качестве загущающего агента в косметическом производстве применяют поваренную соль (хлорид натрия). Кроме хлорида натрия используют специальные полимерные ингредиенты, но гораздо реже ввиду их синтетического происхождения и потенциальной опасности для окружающей среды [8]. Для гиперчувствительной кожи головы, подверженной аллергии, есть также разработки шампуней со специальным составом, обеспечивающий дезинфицирующее, противовоспалительное, восстанавливающее, смягчающее глубокое действие на сальные железы волосистой части головы. К примеру, при производстве такого шампуня в качестве базового раствора используют 12% раствор SLES в 2% -м водном растворе альгината натрия, в качестве активных модулирующих бактерицидных подсушивающих компонентов в составах используют 1%-й водный раствор сульфата цинка и 10%-й водный раствор сульфата магния, из растительных масел используют льняное масло и масло зародышей пшеницы, репейное масло с эфирным маслом можжевельника и сосны альпийской, а из эфирных используют масла розового дерева, чайного дерева, эвкалипта, эфирное антистрессовое масло апельсин-лайм [9].

Чтобы наглядно и доступно оценить соответствие косметических продуктов требованиям ТР ТС 009/2011 «О безопасности парфюмерно-косметической продукции» и соответствие нормам в ГОСТ 31696-2012, выбрали основные физико-химические показатели: водородный показатель, содержание хлоридов, пенообразующая способность, и токсикологический показатель - общетоксическое действие, определяемое альтернативными методами. Для эксперимента были взяты шампуни от нескольких производителей (таб. 2). Выбранные виды продукции - одни из самых популярных косметических моющих средств, которые приобретаются потребителями. Предварительно пробы подготовили должным образом (разведение и для токсикологического показателя - термостатирование).

Водородный показатель для данного вида продукции по ТР ТС нормируется в пределах от 3,5 до 10,0 ед. pH. Но при производстве гигиенической моющей косметической продукции производитель ориентируется на диапазон нейтральный среды (приблизительно 7 ед. pH), который не будет раздражать чувствительную кожу и будет востребован у более широкого круга потребителей. Измерение водородного показателя выполняли с помощью pH-метра-иономера «Экотест-120».

Из-за наличия в составе шампуней хлорида натрия обязательным показателем для контроля является установление массовой доли хлоридов. Концентрация хлоридов по ГОСТ 31696 -2012 для шампуней должна быть не более 6,0%. В основе метода лежит процесс титрования пробы раствором нитрата серебра в присутствии раствора хромата калия.

Пенообразователи в шампунях играют важную роль в процессе очищения волос и кожи головы от жиров и кожного сала. Количество пенообразователя в составе можно оценить с помощью показателя - пенообразующей способности (пенное число). Чем больше пенообразующая способность, тем сильнее будет образовываться пена и сильнее у шампуня будет наблюдаться очищающий эффект [10]. Пенообразующая способность по ГОСТ 31696-2012 для шампуней должна быть не менее 100 мм. Для определения данного показателя используют специальный прибор Росс-Майлса при температуре 35-39 градусов Цельсия. Суть метода - наливание раствора исследуемой пробы объемом 200 мл с высоты 0,9 м на поверхность того же раствора пробы и последующее измерение высоты столба пены.

Токсикологический показатель в парфюмерно-косметической продукции - важный параметр для оценки безопасности среды. В лабораторной практике существуют много методов для анализа токсичности среды, самые быстрые и доступные - методы in vitro. Для оценки проб водорастворимой косметической продукции применили один из таких методов, тест-системой в котором служит культура подвижных клеток млекопитающих (сперматозоиды быка). Суть метода - оценка общетоксического действия по индексу токсичности, который анализатор изображений регистрирует автоматически по изменению светового потока при движении сперматозоидов через оптический зонд прибора - анализатора токсичности АТ-05. Диапазон допуска получаемого индекса токсичности от 70 до 120%. Результаты были получены на базе лаборатории регионального Центра гигиены и эпидемиологии и представлены в таблице 2.

По результатам исследования можно сделать вывод о том, что пробы парфюмерно-косметической продукции соответствуют нормам, приведенным в техническом регламенте и все шампуни пригодны для использования. Но слишком низкое значение водородного показателя и большое содержание хлоридов в некоторых образцах может способствовать появлению сухости волос и кожи головы.

Таблица 2

Результаты исследования гигиенической моющей косметической продукции на соответствие требованиям ТР ТС 009/2011 и ГОСТ 31696-2012

На сегодняшний день существует огромный ассортимент товаров косметического производства. Для того, чтобы это продукция соответствовала всем требованиям безопасности, производитель должен осуществлять постоянный контроль за показателями выпускаемой продукции. Основными характеристиками, подлежащими контролю, являются водородный показатель, пенообразующая способность, содержание хлоридов и общетоксическое действие. Водородный показатель отражает состояние жидкой дисперсной системы, а токсикологический показатель служит «сигнальным знаком» для безопасности среды. Пенообразующая способность и массовая доля хлоридов являются своеобразным индикатором количества добавок в шампунях (пенообразователи, загустители и консерванты).

Косметическая промышленность - обширная область для исследования не только продуктов, но для разработки методов утилизации косметических отходов. Исследования по доказанной биоразлагаемости пластика - актуальное направление. Уже идут активные разработки по созданию экологичных материалов, которые способствуют быстрому разложению пластиковых отходов как на мусорных полигонах, так и в природных объектах в целом. Современные исследования в этой области служат опорной базой для будущих способов промышленной очистки окружающей среды от антропогенного загрязнения.

косметический коллоидный шампунь биоразлагаемость отход

Список литературы

1. Метод получения поверхностно-активных веществ на основе различного жирового сырья / В.В. Меркулов, И.М. Акмалова, А.И. Алмазов [и др.] // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2022. - №12. - С. 117-121.

2. Юмагужина, А.Р. Общая характеристика натуральной косметики и ее основных компонентов / А.Р. Юмагужина, Е.А. Дроздова, Е.С. Алешина // Международный студенческий научный вестник. - 2022. - №1. - С. 62.

3. Коваленко, С.А. Косметические отходы: влияние на экологию и методы их сокращения / С.А. Коваленко, Р.Х. г. Гусейнова, Т.А. Младова // Региональные аспекты развития науки и образования в области архитектуры, строительства, землеустройства и кадастров в начале III тысячелетия: Материалы Международной научно-практической конференции, Комсомольск- на-Амуре, 16-17 декабря 2021 года / Редколлегия: О.Е. Сысоев (отв. ред.) [и др.]. Комсомольск-на-Амуре: Комсомольский-на-Амуре государственный университет, 2022. - С. 428-430.

4. Микробная деградация пластика и пути ее интенсификации / И.Б. Котова, Ю.В. Тактарова, Е.А. Цавкелова [и др.] // Микробиология. - 2021. - Т. 90, №6. С. 627-659.

5. Маликова, А.М. Переработка пищевых отходов для экологически чистых медицинских устройств и косметики / А.М. Маликова, Г.И. Князьков // Холодильная техника и биотехнологии: Сборник тезисов IV национальной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Кемерово, 01-03 декабря 2022 года. - Кемерово: Кемеровский государственный университет, 2023. - С. 143-144.

6. Саванина, Я.В. Биогибридные материалы на основе цианобактерий для очистки сточных вод от ионов ТМ и микропластика / Я.В. Саванина // Перспективные технологии и материалы: Материалы Международной научно - практической конференции, Севастополь, 21-23 сентября 2022 года. - Севастополь: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет", 2022. - С. 128-131.

7. Скотская, О.С. Оценка качества шампуней по составу и кислотности / О.С. Скотская // Безопасность городской среды: Материалы VII Международной научно-практической конференции, Омск, 20-22 ноября 2019 года / Минобрнаука России, ОмГТУ; Под общей редакцией Е.Ю. Тюменцевой. - Омск: Омский государственный технический университет, 2020. - С. 480-486.

8. Дулуба, Ю.С. Сравнительная характеристика химического состава шампуней / Ю.С. Дулуба // Экологические проблемы региона и пути их разрешения: Материалы XIII Международной научно-практической конференции, Омск, 15-16 мая 2019 года / Под общей редакцией Е.Ю. Тюменцевой. - Омск: Омский государственный технический университет, 2019. - С. 204-210.

9. Патент №2712790 C1 Российская Федерация, МПК A61K 8/27, A61K 8/19, A61K 8/92. Модулирующий шампунь для ухода за волосами и кожей волосистой части головы и способ его получения: №2019105624: заявл. 27.02.2019: опубл. 31.01.2020 / М.В. Нехорошев, Е.А. Бочарова; заявитель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Институт биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН" (ФИЦ ИнБЮМ)".

10. Фрейнкман, О.В. Синтез и анализ физико-химических свойств шампуня с альтернативным ПАВ / О.В. Фрейнкман, Е.А. Назарова // Функциональные Материалы: Синтез, Свойства, Применение: Сборник тезисов докладов XX Молодежной научной конференции ИХС РАН, посвященной 135-летию со дня рождения академика И.В. Гребенщикова (1887-1953), Санкт-Петербург, 05-06 декабря 2022 года. - Санкт-Петербург: ООО "Издательство "ЛЕМА", 2022. - С. 120-121.

Размещено на Allbest.Ru