English version
На Главную Карта сайта Форма запроса
Искать
 
Сверхкритическая флюидная экстракция

Растительные экстракты и косметика по уходу за кожей

Введение

Технология сверхкритической экстракции с помощью диоксида углерода успешно применяется для декофеинизации чая и кофе, а также при экстракции хмеля и специй. Экстракты, получаемые с помощью сверхкритического углекислого газа находят все большее применение в парфюмерии и ароматерапии, используются в качестве активных косметических веществ. Такая популярность сверхкритической экстракции связана со стремлением прекратить использование вредных органических растворителей, применявшихся до сих пор при производстве липофильных растительных экстрактов, предотвратить загрязнение окружающей среды и получить высококачественные экстракты, наиболее приближенные по составу к природному сырью.

CO2 придает свежесть шипучим напиткам и является новым безвредным и естественным растворителем для растительных экстрактов, а тот факт, что диоксид углерода используется в смягченных условиях, исключает возможность образования в процессе экстракции побочных продуктов. При получении готового чистого экстракта этим методом отпадает необходимость его очистки от каких-либо растворителей или образовавшихся в процессе экстракции химических осадков, благодаря чему полученный продукт лишний раз не подвергается губительному воздействию температуры.

Экстракты, полученные с помощью сверхкритического диоксида углерода, намного более концентрированы по сравнению с экстрактами, извлеченными путем использования в качестве растворителя пропиленгликоля, который оставался в полученном растительном продукте (и таким образом должен был быть указан в качестве составляющей данного косметического вещества). Полученные с помощью двуокиси углерода экстракты состоят исключительно из ничем не разбавленных компонентов сырья и поэтому могут использоваться лишь в маленьких дозах. Ниже будет вкратце рассказано о некоторых таких экстрактах, которые уже используются известными производителями косметики и хорошо себя зарекомендовали.


Ромашка - всегда востребованная добавка

Немецкая ромашка или Matricaria recutita (Син. Chamomila recutita L) - один из наиболее популярных и хорошо описанных видов растительного сырья, используемого при производстве косметики для ухода за кожей, спрос на который постоянно растет. Ромашка находит широкое применение благодаря большому содержанию матрикарина и высокому коэффициенту бисаболола/оксидов бисаболола. В косметических препаратах ромашка используется в виде гидроспиртовых экстрактов, эфирных масел, полученных в результате перегонки с водяным паром, и экстрактов, выделенных при помощи сверхкритического диоксида углерода, и представляет собой хороший пример использование технологии сверхкритической экстракции. Эфирное масло, полученное путем перегонки с водяным паром, имеет голубой цвет, который ему придает хамазулен, представляющий собой преобразованный в процессе перегонки матрикарин (Рисунок 1), который является основным компонентом растения. Это важно, так как матрикарин обладает превосходным противовоспалительным действием по сравнению с хамазуленом, который является продуктом его распада. Более того, в экстракте, полученном с помощью диоксида углерода, полностью сохраняются чувствительные к внешним воздействиям ароматические вещества, поэтому такой экстракт обладает свежим и более близким к натуральному ароматом ромашки по сравнению с продуктом перегонки с водяным паром.

Рисунок 1. Преобразование матрикарина в хамазулен

   

matricarin

 

chamazulene

Было установлено, что природное сочетание активных веществ, матрикарина, бисаболола и его оксидов, внутренних дициклоэфиров, герниарина и липофильного агликон апигенина, которые все содержатся в полученном при помощи сверхкритического диоксида углерода экстракте в природном соотношении, обеспечивает большую эффективность воздействия нежели каждый компонент по отдельности. Таким образом, мазь, содержащая 1% такого экстракта, в некоторых случаях также эффективна, как и препарат 25% гидрокортизона. При изготовлении косметических препаратов нормой считается доза такого экстракта в 0,1-0,3%, соответствующая 3-9г сушеных цветков ромашки, в 100 г конечного продукта.


Календула - новое воплощение

Экстракты ноготков (Calendula officinalis L.) с давних пор применяется в дерматологии и косметологии. Недавние исследования ясно показали, что с помощью экстракции в сверхкритическом диоксиде углерода можно получить продукт высокого качества, который по своему местному противовоспалительному воздействию превосходит гидроспиртовой (70%) экстракт, полученный из того же сырья. В качестве экспериментальной модели был использован вызванный кретоновым маслом отек уха мыши.

Гидроспиртовой экстракт дал умеренный эффект, в то время как экстракт, полученный с помощью сверхкритического диоксида углерода, оказался на 70% эффективнее при его добавлении в лекарственный препарат и на 350% эффективнее при применении в чистом виде. Чистый индометацетин - один из наиболее сильных нестероидных противовоспалительных лекарственных препаратов оказался лишь в 10 раз активнее такого экстракта календулы. В ходе дальнейших исследований была изучена химическая природа активных веществ, делающих применение календулы таким эффективным. Активными веществами оказались эфиры пентациклических тритерпеновых спиртов с 4-taraxene-структурой, фарадиол моноэфиры (Рисунок 2), которые являются наиважнейшими составляющими благодаря их высокой активности и количественному преобладанию примерно в 20% в экстракте календулы, полученном путем сверхкритической экстракции. В итоге было предложено принять содержание фарадиол моноэфиров в продукте за рациональный показатель при контроле его качества и стандартизации препаратов, содержащих календулу.

Рисунок 2. Фарадиол моноэфиры, активные вещества календулы

R. long chain fatty acids faradiol monoesters

Следует отметить, что вопреки общественному мнению, экстракты календулы не содержат никаких сесквитерпеновых лактонов. Таким образом, экстракты календулы не раздражают даже чувствительную кожу в отличие от экстрактов арники, обладающих таким же действием. В косметических препаратах экстракты календулы применяются в дозировке до 10 г экстракта на 100 г продукта при использовании 0,4% экстракта календулы, полученного с помощью сверхкритического диоксида углерода. Крем с экстрактом календулы используется для ухода за чувствительной сухой кожей. Такой крем улучшает защитные свойства кожи, снижает влияние на нее внешних химических или механических раздражителей, устраняет повреждения кожи путем стимулирования деления клеток, оказывает противовоспалительное действие и разглаживает кожу. Календула также применяется при изготовлении лосьонов и тоников для лица, молочка для защиты от солнца, продуктов после бритья, губных помад и шампуней для волос.


Крушина - новые многообещающие липиды

Ягоды крушины хорошо известны в Западной Европе, где из них готовят соки, но они также являются уникальным источником редких и ценных липидов, имеющих косметические свойства. В дальневосточной литературе, главным образом России и Китая, можно найти описание полезных дерматологических свойств масел крушины. Они оказывают болеутоляющее и заживляющее действие, ускоряют рост клеточной ткани и особо рекомендуются для лечения ожогов, солнечных ожогов или повреждений в результате медицинского облучения, для лечения пролежней, болезней ротовой полости, половых органов и кишечника. Масло крушины эффективно при остром и хроническом флегмонозном акне, в этом случае применяется 5% мазь и назначается еще и дополнительный ежедневный прием масла внутрь. Внутреннее применение рекомендовано и при лечении язвы желудка.

Для косметического применения подходят только чистые натуральные масла, полностью состоящие из липидов крушины, а не разбавленные продукты, также имеющиеся на рынке. Так как получение липидов крушины путем холодного прессования затруднено, а зачастую вообще невозможно, из- за низкого содержания в этом растении масла, для получения масла приходится пользоваться экстракционными технологиями, причем с помощью сверхкритической экстракции с применением в качестве растворителя диоксида углерода удается получать масла саман высокой степени очистки и качества. Липиды из мякоти и зерен должны извлекаться по отдельности в связи с их абсолютно различным составом. В процессе сверхкритической экстракции с применением двуокиси углерода 12-15% масла может быть выделено из высушенной мякоти ягод и 6-8% масла может быть получено из зерен. Для масла, выделенного из мякоти, характерно высокое содержание палмитолевой кислоты (palmitoleic acid) (С16:1). Эта жирная кислота в качестве составляющей кожного сала способствует регенерации клеток и улучшает структуру кожи.

Масло из мякоти плодов крушины - наиболее доступный и богатый источник липидов со значительным содержанием жирных кислот С16:1 помимо масла австралийского ореха, которое к тому же имеет худший состав, и жира норки, который как липид животного происхождения не может применяться при производстве косметики. Кроме того, масло из мякоти плодов крушины имеет высокое содержание (0,1-0,2%) каротиноидов (б-каротин), токоферолов, фитостеринов и других неомыляемых веществ.

Масло из зерен крушины, с одной стороны, характеризуется высокой концентрацией полиненасыщенных жирных кислот с 35% g-линолевой кислоты и 30% а-линолевой кислоты, которые хорошо известны своим активным воздействием на человеческий организм как при наружном, так и при внутреннем применении. Они применяются при лечении экземы и могут заменить или дополнить курс лечения препаратами, содержащими кортизон, в менее серьезных случаях. Оба вида масла крушины, таким образом, являются новыми многообещающими компонентами для средств по уходу за кожей. Они могут применяться по отдельности или оба масла одновременно при производстве косметических средств до- и после- загара или (в точно определенной пропорции) в косметических препаратах высшего качества.


Розмарин/шалфей - природные антиоксиданты

Розмарин (Rosmarinus officinalis L) и шалфей (Salvia officinalis L) широко известны благодаря своим эфирным маслам, которые используются при изготовлении препаратов для ухода за полостью рта, масел для ванн и массажа, кроме того, они также являются источником высоко активных антиоксидантов, принадлежащих к группе дитерпен фенолов, которые содержатся в обоих растениях. Антиоксиданты - важные составляющие косметических препаратов, продлевающие их срок хранения. Наиболее заметные изменения, вызываемые процессом окисления, - потеря приятного запаха, разрушение витаминов и активных веществ, обесцвечивание, особенно каротиноидов, и прогоркание продукта. Все эти явления происходят под воздействием солнечного света и тепла.

Даже при использовании улучшенных методов производства, современных упаковочных материалов и прочих приемов, чтобы задержать развитие окислительных процессов, все равно остается потребность в антиоксидантах, которые позволят максимально продлить годность продукции. Кроме того, антиоксиданты могут защитить кожу от воздействия свободных радикалов, образующихся в результате влияния окружающей среды и ультрафиолетового излучения.

Все антиоксиданты имеют фенольную структуру. Центром реакции служит фенольная гидроксильная группа с пространственным барьером, созданным метиловой, i-пропиловой или t-бутиловой группой в а-позиции, которая останавливает цепную реакцию самоокисления путем перемещения атома водорода. Эффективность работы антиоксиданта может быть повышена в результате добавления синергистов, например, аскорбиновой, лимонной или винной кислоты, в связи с их редуцирующими и хелатирующими металл свойствами. Наиболее известными антиоксидантами являются синтетические BHA, BHT, TBHQ, пропил фенолят, d,l-а-токоферол, природные смешанные токоферолы и дитерпен фенолы розмарина и шалфея. Только эти вещества общеприняты, не ограничены в дозировке, и их не нужно декларировать в Управлении по контролю за продуктами и лекарствами и маркировать.

Экстракты розмарина и шалфея как новое поколение антиоксидантов пользуется спросом среди производителей в качестве растительных функциональных добавок. Активные вещества могут быть получены путем экстракции в сверхкритическом диоксиде углерода, который прекрасно подходит для этой цели, при высоких давлениях или при добавлении небольшого количества этанола в качестве азеотропообразователя. Экстракция в сверхкритическом CO2 позволяет производить концентрированные и соответствующие стандартам продукты с содержанием активных дитерпен фенолов и сохранением аромата.

Рисунок 3. Карнозоловая кислота, основной антиоксидант и продукт его распада

     

carnosolic acid

 

carnosol

Более того, экстракция с применением сверхкритической двуокиси углерода дает продукты наилучшего состава, так как в них сохраняется такой важный компонент как чистая карнозоловая кислота. При обычных методах экстракции происходит распад карнозоловой кислоты с образованием карнозола, причиной чему служит самоокислительное гидроксилирование
карнозоловой кислоты в C7-позиции и образование эфира, что приводит к формированию более стабильной лактоновой молекулы карнозола (Рисунок 3), который тоже обладает свойствами антиокислителя.

Действие дитерпен фенолов розмарина и шалфея было рассмотрено на примере замедления окисления лярда - насыщенного жира животного происхождения, обычно принимаемого в качестве эталона при такого рода измерениях, сафлорового масла (saflor oil) - крайне ненасыщенного растительного масла, содержащего 70% линолевой кислоты; а также для защиты каротиноидов в экстракционных эфирных маслах пряностей. Во всех случаях дитерпен фенолы розмарина и шалфея хорошо действовали даже при малой их концентрации и прекрасно могли заменить синтетические антиоксиданты.


Заключение

Было показано, что экстракция с применением диоксида углерода щадящий - способ производства олеофильных растительных экстрактов, в которых, к тому же, не остается растворителя. Этот метод, как и экстракционная композиция высокого качества, очень близкая по составу натуральному сырью, заслужил признание производителей. В некоторых случаях с помощью такого вида экстракции можно получить продукты, которые трудно извлечь при классических методах. Экстракты, веделенные с применением сверхкритического CO2 могут считаться полезным дополнением к другим видам экстрактов и являются новым эффективным инструментом, который позволит создавать новую косметику по уходу за кожей, основанную на растительных компонентах.



Назад  Вверх Версия для печати
Copyright © 2001-2018 Группа компаний «ГОРО»
Сделано в студии «RU-WEB»