Policealne Studium Kosmetyczne Kielce, 02.05.2005

„OMEGA”

ul. Jasna 20/22

Kielce

Pracownia chemii kosmetycznej

Temat: Tłuszcze

mgr Piotr Manecki

Opracowanie

Magdalena Staniec

Tłuszcze są grupą związków chemicznych związanych z kwasami tłuszczowymi i jednego tylko alkoholu glicerolu (gliceryny)

Gliceryna jest alkoholem trójhydroksylowym

Związki chemiczne, które powstają mają ogólną nazwę glicerydy. Ich cechą wspólną jest:

• względna nierozpuszczalność w wodzie

• rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organicznych, jak eter, chloroform, benzen, itp.

W skład tłuszczów wchodzą kwasy tłuszczowe zawierające w swojej cząsteczce zwykłe parzystą liczbę atomów węgla. Łańcuch węglowy tych kwasów może być nasycony lub posiadający jedno lub więcej wiązań podwójnych.

Występowanie tłuszczy

Tłuszcze występują w organizmach zwierzęcych oraz niektórych roślinach. W organizmach zwierzęcych stanowią one materiał zapasowy, z którego czepana jest energia, jak również materiał amortyzujący wstrząsy narządów wewnętrznych podczas gwałtownych zmian położenia ciała.
Tłuszcze roślinne znajdują się w owocach i nasionach takich roślin, jak oliwka, rzepak, słonecznik, len, bawełna, soja.

Człowiek spożywa tłuszcze pod różną postacią. Najczęściej jest to masło, smalec czy też jako oleje roślinne. Gdy w skład tłuszczów wchodzą kwasy nasycone, wówczas tłuszcze występują w stanie stałym. Gdy w tłuszczach przeważają kwasy nienasycone, wówczas występują one w stanie ciekłym, w postaci oleju (np. olej rzepakowy, lniany, słonecznikowy, sojowy, itp.).
Tłuszcze, które spożywamy w różnej postaci są mieszaniną różnych tłuszczów w których proste łańcuchy zawierają do osiemnastu atomów węgla.

Przykłady:

Smalec zawiera:

• kwasy nasycone odpowiednio do ilości atomów węgla C₁₄ -1%, C₁₆ - 25-30%, C₁₈ - 12-16%,

• kwasy nienasycone odpowiednio do ilości atomów węgla C₁₆ - 2-5%, C₁₈ - 44-59%

Olej sojowy:

• kwasy nasycone odpowiednio do ilości atomów węgla C₁₄ - 0,3%, C₁₆ - 7-11%, C₁₈ - 2-5%,

• kwasy nienasycone odpowiednio do ilości atomów węgla C₁₆ - 0-1%, C₁₈ - 72-94%

Najważniejszymi kwasami tłuszczowymi wchodzącymi w skład glicerydów o charakterze nasyconym są:

• kwas palmitynowy CH₃(CH₂)₁₄COOH

• kwas stearynowy CH₃(CH₂)₁₆COOH

Kwasy te wystepują we wszystkich spożywanych tłuszczach.
Najważniejszymi kwasami tłuszczowymi wchodzącymi w skład glicerydów o charakterze nienasyconym są:

• kwas oleinowy CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇COOH

• kwas linolowy CH₃(CH₂)₄CH=CHCH₂CH=CH(CH₂)₇COOH

• kwas linolenowy CH₃CH₂CH=CHCH₂CH=CHCH₂CH=CH(CH₂)₇COOH

Na rysunku poniżej przedstawiony jest model nasyconego kwasu tłuszczowego - stearynowego i nienasyconego kwasu tłuszczowwego - linolowego i oleinowego.

Na przedstawionym modelu widzimy, że występowanie wiązania nienasyconego w kwasach tłuszczowych, przyczynia się do zagięcia łańcucha węglowego w miejscu występowania wiązania podwójnego . Takie zagięcie uniemożliwia bliskie ułożenie takich cząsteczek, a także powoduje, że "nie pasują" one do łańcuchów nasyconych. W rezultacie tłuszcze zawierające w cząsteczce kwasy nienasycone mają obniżoną temperaturę topnienia i w warunkach normalnych są cieczami
W odróżnieniu od kwasów nienasyconych, łańcuchy węglowe w kwasach nasyconych są rozciągnięte liniowo (patrz rysunek), co ułatwia ich wzajemne dopasowanie się. Im lepsze dopasowanie, tym większe są siły międzycząsteczkowe i tym wyższa temperatura topnienia, co obserwujemy w nasyconych kwasach tłuszczowych - w warunkach normalnych są ciałami stałymi.

Poniżej przykład glicerydu, który powstał z połączenia dwóch kwasów tłuszczowych nasyconych i jednego nienasyconego.

W reakcji z gliceryną może brać udział większa liczba różnych kwasów tłuszczowych (maksymalnie trzy, czyli tyle ile grup hydroksylowych posiada gliceryna). Powstają wtedy tłuszcze posiadające w cząsteczce różne kwasy tłuszczowe (np. 1-palmityno-2-stearyno-3-oleino-trójgliceryd)

Reakcje tłuszczów

Pod względem chemicznym tłuszcze są substancjami obojętnymi
Z reakcji, które maja praktyczne zastosowanie należy wymienić:

• reakcję hydrolizy

• reakcje uwodornienia (utwardzania olejów)

Reakcja hydrolizy prowadzi do rozkładu na glicerol (glicerynę) i odpowiedni kwas tłuszczowy. Jeżeli hydrolize przeprowadzimy zasadą sodową lub potasową, wówczas oprócz gliceryny otrzymujemy sól kwasu tłuszczowego (mydło)

HOCH₂CH(OH)CH₂OCOC₁₅H₃₁ + NaOH --> HOCH₂CH(OH)CH₂OH + C₁₅H₃₁COONa

Z reakcją hydrolizy mamy do czynienia podczas trawienia tłuszczów w żołądku. Proces ten jest katalizowany enzymem - lipazą. Dodatkowo proces ten jest wspomagany witaminami i hormonami. Produkty hydrolizy tłuszczów są w organizmie utleniane, a organizm uzyskuje niezbędną do życia energię, albo też organizm buduje z nich własny tłuszcz oraz błony komórkowe.

Reakcja uwodornienia Znacznie aktywniejsze chemicznie są oleje (nienasycone kwasy tłuszczowe w cząsteczce tłuszczu), w których w miejscu wiązań podwójnych mogą przebiegać reakcje. Przykładem takiej reakcji jest reakcja uwodornienia.

CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇COOH + H₂ --> CH₃(CH₂)₁₆COOH

Jeżeli olej poddamy reakcji uwodornienia powstaje wówczas tłuszcz stały, czyli związek o pojedyńczych wiązaniach w cząsteczce. Reakcja ta stosowana jest w produkcji margaryny z olejów
W wyniku uwodornienia zmieniają się nie tylko właściwości fizyczne tłuszczów, ale również - co jest najważniejsze - właściwości chemiczne; np. tłuszcz uwodorniony trudniej jełczeje niż tłuszcz nienasycony. Jełczenie jest skutkiem wytwarzania się lotnych kwasów i aldehydów o brzydkim zapachu. Związki te powstają wskutek ataku tlenu na reaktywne pozycje nienasycone w cząsteczkach tłuszczu.

Zastosowanie w kosmetykach.

Oleje roślinne

Oleje roślinne to płynne tłuszcze otrzymywane z roślin oleistych. Sprawiają, że skóra jest gładka, nawilżona, natłuszczona, mają działanie lecznicze, odprężające, tonizujące. Najlepszą jakość mają oleje tłoczone na zimno, które polecane są szczególnie do pielęgnacji skóry. Nie wszystkie z nich zachowują w wysokich temperaturach swoją jakość, co zależy od ilości kwasów olejowych jakie posiada dany olej. Im więcej (od ok. 40-45%) tym bardziej jest odporny na ciepło.
Rafinowane oleje roślinne podczas przeróbki tracą wiele swoich wartości, nie posiadają prawie w ogóle zapachu i smaku, które są tak charakterystyczne dla olejów tłoczonych na zimno. Jedyną przewagą olejów rafinowanych jest to, że bez problemu wytrzymują wysokie temperatury i są dużo tańsze.

Wyróżnia się trzy kategorie olejów:

• schnące,

• nieschnące,

• półschnące.

Związane jest to ze zdolnością przetwarzania warstewki oleju w twardą, elastyczną powłoczkę. Im więcej zawiera wielonienasyconych kwasów tłuszczowych tym szybciej schnie w zetknięciu z powietrzem. Dlatego też można "dopasować" olej do danego typu skóry (co nie stanowi reguły).Przy skórze suchej, dojrzałej sprawdzają się oleje nieschnące i półschnące, zaś przy tłustej i mieszanej polecane są oleje schnące i półschnące. To w jakiej kategorii znajduje się dany olej daje mu również określoną ważność, przechowując dłużej tracą znacznie swoje właściwości i mogą ulec zjełczeniu (okres ważności liczy się od otwarcia!).

• Oleje schnące mogą być przechowywane ok. 3-4 miesiące (zawierają od 50% wielonienasyconych kwasów tłuszczowych);

• Oleje półschnące mają ważność 4-6 miesięcy (posiadają między 20-49% wielonienasyconych kwasów tłuszczowych);

• Oleje nieschnące mogą być trzymane od 6-8 miesięcy (zawierają do 19% wielonienasyconych kwasów tłuszczowych).

Kupując olej roślinny z zamiarem stosowania go jako kosmetyk (lub w kosmetykach) trzeba zwracać szczególną uwagę na jego skład, tzn. czy jest to czysty 100% olej, który nie zawiera dodatkowych składników (np. perfumy). Niektóre oleje konserwowane są naturalną witaminą E co wpływa korzystnie na ich stabilność i ważność (jeśli nie, polecam zaraz po otworzeniu oleju dodanie ok. 2% witaminy E).
Podany poniżej % udział oleju w gotowym produkcie (poza małymi wyjątkami np. olej z rokitnika, olej z kiełków pszenicy, które mają mocny barwnik) nie wyklucza przekraczania jego stężenia. Niektóre oleje są bardzo tłuste, mogą tworzyć na skórze ciężką powłokę, inne mogą w wysokich stężeniach powodować podrażnienia lub mają bardzo intensywny zapach, wszystko to można zredukować poprzez zmieszanie z innym olejem roślinnym (najlepszym do tego celu jest olej jojoba, który jest bardzo trwały i dobrze wchłanialny) lub stosowanie się do podanych niżej ilości.

Maceraty

Maceraty to oleje roślinne z wyciągami z kwiatów/pąków lub ziół. Tego typu olej zawiera oprócz bogactw oleju bazowego, wszystkie wartościowe (rozpuszczalne w tłuszczach) substancje aktywne z wyciągu danej rośliny. Proces ten trwa wiele tygodni i jest związany relatywnie z dużym wysiłkiem. Kwiaty lub zioła moczone są w oleju roślinnym, następnie filtrowane, czego końcowym wynikiem jest macerat. Olej otrzymuje nazwę rośliny, której wyciąg zawiera olej bazowy.
Maceraty są bardzo wrażliwe na ciepło i światło, dlatego też nie powinny być ogrzewane i chronione od słońca. Stosowane są w kosmetykach raczej jako dodatkowe oleje roślinne. Przy produkcji kosmetyków powinno się je wmieszać do fazy tłuszczowej na samym końcu (tzn. najpierw zostaje ogrzany olej z emulgatorem, woskiem, później dodawane są oleje macerowane), w ten sposób zachowane są wszelkie cenne substancje aktywne.
np. Aloe-Vera (INCI: Aloe Barbadensis in Sesamum Indicum; Glycine Soja; Brassica Napus) - olej z aloe vera
Opis: drobno pokrojone liście aloe vera macerowane najczęściej w oleju sezamowym, sojowym lub rzepakowym. Olej o jasnożółtym zabarwieniu i relatywnie neutralnym zapachu.
Udział % w gotowym produkcie: 3-10%
Zastosowanie i działanie: w kosmetyce stosowany najczęściej w maściach leczniczych przy suchej, pękającej, odwodnionej, zanieczyszczonej skórze, przy poparzeniach słonecznych, a także przy suchych włosach.
Olej z aloe vera aktywuje funkcjonowanie skóry, reguluje wilgotność, wspomaga odbudowywanie nowych komórek, działa ukrwiająco, ochronnie, napinająco i uspokajająco.
Uwagi: typ - przy poparzeniach słonecznych nakładać czysty olej zmieszany z lawendowym olejkiem eterycznym (ilość lawendy - do 2%).

---