Cellulose в косметике вред или польза
Природный поверхностно-активный реагент и загуститель: виды, действие, возможные эффекты.
13.10.2016
Целлюлоза и различные ее формы – востребованный вспомогательный косметический компонент, который применяют в широком спектре продуктов по уходу за кожей и волосами. Этот компонент работает в косметике как наполнитель, стабилизатор, вяжущий агент, носитель, эмульратор и осветлитель.
Синонимы: Cationic Cellulose, Hydroxyethyl Cellulose (HEC), Hydroxy Ethyl Cellulose (HEC), Hydroxy Propyl Methyl Cellulose, Cetyl Hydroxy Ethyl Cellulose(HMHEC), Cellulose Acetate Phthalate(CAP), Bleached Wood Pulp; Cellulose Powder; Cellulose; Microcrystalline Cellulose; Wood Pulp, Cellulose Gum; Hydroxypropyl Methylcellulose. Запатентованные формулы: Bleached; Abicel; Alpha-Cellul
ose; Arbocel; Arbocel Bc 200; Arbocell B 600/30; Avicel 101; Polyquaterium-10 (Cationic cellulose) JR-3000; Veegum® Plus Granules; Natrosol™ PLUS CS, Grade 330, Benecel™ E10M, Methocel™ A4C PCG и мн. др.
Действие целлюлозы в косметике
Целлюлоза – известный и распространенный природный полисахарид, балластное (не усваивается в организме), но полезное во всех отношениях вещество. Она представляет собой линейный полимер, состоящий из остатков молекул глюкозы. В косметике целлюлоза может выполнять самые разные функции, и мы остановимся лишь на самых главных из них, то есть тех, что могут повлиять на состояние кожи или на результат косметического ухода.
Чаще всего в косметике применяется микрокристаллическая целлюлоза – она действует как неионогенный поверхностно-активный реагент.
Также микрокристаллическая целлюлоза вводится в косметические рецептуры с целью уменьшения или устранения липкости, клейкости или волокнистости субстанций, например, в композициях с включением органических смол или полимеров. Часто проявляет синергетическое действие с органическими загустителями. Правда, чтобы обеспечить желаемые эксплуатационные свойства, формула должна быть достаточно гидратированной, а микрокристаллическая целлюлоза – надлежащим образом диспергированной в воде.
Помимо таких форм, как микрокристаллическая целлюлоза, в косметике встречаются другие ее разновидности. Например, КМЦ – это аббревиатура для карбоксиметилцеллюлозы, которую также называют натрия гликолят целлюлозой. КМЦ образует водорастворимые соли натрия, которые обладают уплотняющими кожу свойствами, а также используются для создания продуктов, очищающих кожу: такие средства особенно эффективно очищают кожу от частиц грязи.
Другая ее форма, гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ) представляет собой производное целлюлозы и окиси этилена. Вместе с гидроксипропилцеллюлозой (ГПЦ) и гидроксипропилметилцеллюлозой (ГПМЦ, гипромеллоза) она широко используется как загуститель в водных композициях («масло в воде»). В зависимости от условий производства и качества, гидроксиэтилцеллюлоза может содержать боковые цепи окисиэтилена. В отличие от других производных целлюлозы, например, от метилцеллюлозы, гидроксиэтилцеллюлоза образует эластичную водозащитную пленку в продуктах по уходу за кожей.
Еще одна форма, которая часто встречается в косметике, – метилцеллюлоза (МЦ), которая проявляет выраженные эмульгирующие свойства, обладает способностью хорошо диспергироваться в воде. Таким образом, метилцеллюлоза может, с одной стороны, образовывать гели, а с другой – увеличивать липофильность косметического средства в комплексе с метильными группами. Соответственно, метилцеллюлоза имеет очень широкий диапазон применения, хотя чаще всего ее применяют в качестве загустителя для шампуней и жидкого мыла. Примерно то же можно сказать об еще одной форме данного косметического ингредиента, этилцеллюлозе (ЭЦ).
Кому показана целлюлоза
Этот компонент не имеет показаний, поскольку является вспомогательным веществом (эмульгатором, поверхностно-активным реагентом и пр.).
Кому противопоказана целлюлоза
Целлюлоза – безопасный компонент природного происхождения. Строгое противопоказание – реакция индивидуальной гиперчувствительности.
Косметика, содержащая целлюлозу
Целлюлозу в разных ее формах могут содержать любые жидкие формы косметики – от гелей до эмульсий и кремов. Согласно Регламенту Европейского Союза, стандартная концентрация этого компонента в готовой косметической продукции должна варьироваться в пределах 0,5-3%.
Источники целлюлозы
Мукополисахариды, такие, как целлюлоза, используются в изготовлении косметики уже довольно давно, поскольку они недороги и легкодоступны – их довольно-таки просто получить из природных источников, равно как и модифицировать для более тонкой «настройки» свойств косметики. Как правило, целлюлозу получают из деревьев (одеревеневших частей) или других растений. Это промежуточный продукт переработки сырья, который после очищения широко применяется не только в косметической, но и фармацевтической промышленности.
Что касается ее форм, то карбоксиметилцеллюлоза производится путем химической модификации целлюлозы, похожей на обработку карбоксиметилглюкана. Гидроксиэтилцеллюлозу получают химическим путем из целлюлозы и окиси этилена. В зависимости от производственного процесса, в гидроксипропилцеллюлозе, а также в гидроксипропилметилцеллюлозе в качестве побочного продукта могут образовываться боковые цепи, как и в гидроксиэтилцеллюлозе, что вызвано реакцией целлюлозы с окисью пропилена. Метилцеллюлозу получают путем этерификации свободных гидроксильных групп целлюлозы.
Как правило, различные формы целлюлозы не имеют специфического аромата – это белый или светлый сыпучий кристаллический порошок с частицами размером до 120 мкм, структура волокон которого почти неразличима даже при увеличении.
Вещество карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) буквально окружает нас со всех сторон. Оно входит в состав лекарств в капсулах, мазей, зубных паст, шапуней, йогуртов, и даже макарон. Обои в вашей комнате, скорее всего, приклеены клеем на основе КМЦ.
Карбоксиметилцеллюлоза — настоящая находка для человечества. Она недорога в производстве, совершенно не токсична, химически нейтральна и обладает множеством полезных свойств, а потому широко применяется в медицине, фармацевтической, химической и пищевой промышленности. Она безопасна настолько, что даже такая крайне строгая организация, как FDA, не регламентирует предельные нормы её содержания (в том числе, даже в лекарствах). Можно сказать, что карбоксиметилцеллюлоза, как пчёлка, неустанно трудится на наше благо где только может.
Однако у карбоксиметилцеллюлозы есть две проблемы, из-за которых она пугает людей…
Во-первых, у неё длинное название. Кар-бок-си-ме-тил-цел-лю-ло-за. Девять слогов, двадцать две буквы. Людям кажется, что такое длинное название может быть только у какой-то страшной химии. Однако это не так. Достаточно вспомнить, что всем известный витамин B3 у химиков называется 3-пиридинкарбоновой кислотой, а витамин B12 и того хуже — цианокобаламином. Длинное название не признак чего-то вредного. Длина названия вещества и его вред вообще никак не связаны.
Но есть ещё одна «проблема» — карбоксиметилцеллюлоза внесена в список пищевых добавок под номером E466. То есть, тех самых пресловутых «ешек». И этого уже достаточно, чтобы не слишком образованная публика обвинила это вещество во всех смертных грехах. Впрочем, люди, страшащиеся кода «Е», скорее всего даже не знают, что в «страшный» список внесён даже кислород с кодом Е948. Наш родной кислород. И это правильно — всё, что добавляется в продукты, является пищевой добавкой, поэтому попадает в список. Но это ещё не повод отказаться от кислорода.
Карбоксиметилцеллюлоза — что это?
Карбоксиметилцеллюлоза — вещество, производное целлюлозы. В химическом плане представляет собой простой эфир целлюлозы и гликолевой кислоты, кислый полисахарид. Внешне — это светлый или светло-бежевый кристаллический порошок, не имеющий запаха и вкуса.
Прекрасно растворяется в воде, впитывает её и образует вязкий гелеподобный раствор. Именно это свойство, в сочетании с нетоксичностью, и является самым ценным в ней для разнообразных отраслей промышленности, включая фармацевтическую. На практике чаще используется натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (Na-карбоксиметилцеллюлоза, Na-КМЦ).
Натуральное ли это вещество?
Оно не натуральное (в том смысле, что не встречается в природе), но произведено из натуральных ингредиентов. Примерно, как домашний борщ, который тоже в природе не встречается.
Производится карбоксиметилцеллюлоза из α-целлюлозы (наименее растворимая часть обычной хлопковой целлюлозы), которую замачивают в сильно щелочном растворе и затем обрабатывают монохлоруксусной кислотой. Монохлоруксусная кислота, в свою очередь, производится из обычной уксусной.
Польза карбоксиметилцеллюлозы
КМЦ используется в пищевой, парфюмерной и фармацевтической промышленности как эмульгатор, стабилизатор и загуститель. Являясь по своей сути нерастворимым полисахаридом, то есть, пищевым волокном, он способен стимулировать работу желудочно кишечного тракта.
При производстве лекарств входит в состав средств для капсулирования и таблетирования, как важный вспомогательный элемент. Особенно велико значение КМЦ при создании разнообразных мазей, поскольку придаёт им нужную консистенцию и позволяет «держать форму» на протяжении долгого времени. Активно используется при создании гелеобразных диетических добавок, в том числе Reserve компании Jeunesse.
С точки зрения здоровья, основным достоинством КМЦ является её нейтральность и безвредность.
Вред карбоксиметилцеллюлозы
Говоря о возможном вреде КМЦ, следует сразу оговориться — никаких научно подтверждённых сведений о таковом обнаружить не удалось. Весь негатив, который можно встретить в Интернете, — от вреда для ЖКТ до прямо-таки возникновения рака, — содержится в популярных статьях, обычно посвящённых вреду «ешек». Утверждения о том, что КМЦ рассматривается как кандидат на запрещение, являются вымыслом.
В научной литературе дискуссия о вреде карбоксиметилцеллюлозы даже не ведётся. Её безопасность давно известна, доказана и не вызывает сомнений. Желающие проверить это утверждения, могут воспользоваться интернет-сервисом «Академия GOOGLE», который позволяет производить поиск по научным изданиям.
Проведенный нами поиск по ключевым словам «Карбоксиметилцеллюлоза» и «Вред карбоксиметилцеллюлозы», показал, что все научные статьи, посвященные этому веществу, носят чисто технический характер, — получение, использование, упрощение производства и т.п. Научные статьи о вреде КМЦ отсутствуют, и скорее всего по той причине, что исследования в этом направлении бесперспективны. Напротив, приводятся всё новые и новые доказательства безвредности КМЦ для здоровья.
Вот так выглядят заголовки некоторых, произвольно выбранных научных статей о карбоксиметилцеллюлозе (см. рис):
Как видите, ничего о вреде этого вещества не пишется. И это не случайно. Карбоксиметилцеллюлоза — обычная «рабочая лошадка», и учёные изучают в основном вопрос, как её лучше и эффективнее использовать.
В англоязычном сегменте Интернета ситуация аналогична. Поиск по научным изданиям по запросу «Carboxymethyl cellulose» или «Carboxymethyl cellulose harmfull» дали аналогичные результаты.
Поэтому мы склонны считать, что все сведения о вреде КМЦ являются выдумками малограмотных журналистов. Конечно, если кому-то известны научные публикации в рейтинговых журналах, утверждающие обратное, убедительно просим дать на них ссылки.
Впрочем, от вред от карбоксиметилцеллюлозы действительно может быть. Поскольку это обычное пищевое волокно, то съев его больше килограмма, можно вызвать у себя расстройство желудка. Это всё.
Структурно полисахариды могут быть предельно лаконичны, а могут отличаться особой красотой
Сахар…ммм…белая смерть.
Не то что фруктоза! Сладкий нектар богов.
Хитин – фу белок, уходи.
Лактоза – демон из стакана молока.
На самом деле эти пищевые вредители «ведущие вас на тот свет», не такие уж и вредители: сахар не вредный, вредно его количество, фруктоза не полезней и не вредней сахарозы, да и калорий в них одинаково. Хитин – углевод, а не белок. А лактоза зайчик, если нет непереносимости. Все эти ребятки именуются сахаридами.
Разберёмся с теми из них, которые используют в косметике.
Полисахариды (ПС), как понятно из названия – это ДОФИГАсахариды, состоящие их моносахаридов. Моносахариды-одиночки – это глюкоза, сахароза, манноза, спагеттиноза (нет такой) и другие *озы. Моносахариды соединяются между собой, образуя огромное многообразие молекул ПС. Это природные и не очень полимеры, как правило, растворимые в воде, как кусок обычного рафинада. ПС многофункциональны, и часто умеют сразу много всего, от загущения водной фазы до стимуляции иммунитета. Из-за своих обширных свойств эти вещества сложно поделить по функционалу, поэтому их делят по структуре молекулы (линейные/разветвлённые) и вот таким макаром:
*Анионные (положительно заряженные, «+»)
*Катионные (отрицательно заряженные «-»)
*Неионные (не имеющие заряда «0»)
*Амфотерные (эти, как шлю..эээ, как барышни в период ПМС, то +, то -, то ещё чего «+/-»)
*Гидрофобные. Это значит, что они в воде не растворяются, у них водофобия и, наоборот, любовь с жироподобными веществами.
Хромое разделение, типа котики, пёсики, попугайчики и фейхоа, но какое уж есть, и такая классификация удобна в плане того, что по заряду можно легко определить совместимость полисахарида с другими веществами. Например, катионно заряженные в-ва часто несовместимы с анионными ПС, т.к. могут образоваться нерастворимые штуки, которые попросту выпадут в осадок и испортят вам праздник. Кстати, хитин и хитозан – единственные катионные ПС натурального происхождения.
Таблица с самыми распространёнными косметическими полисахаридами по заряду прицеплена в карусели, последняя табличка стырена у Evonik и показывает, из какого природного вещества можно соорудить полимеры, обладающие интересными для косметических средств свойствами, в данном случае – кондиционирующими.
Тру кондиционирующие вещества заряжены положительно (являются катионными) и, как магнит, притягиваются к коже и волосам, которые заряжены отрицательно. Не всё в этой таблице про полисахариды, но очень многое. Например, модификации целлюлозы – это поликватерниумы-10 и -4, а производное хитозана – поликватерниум-29, все они используются в средствах для волос и проделывают примерно одинаковый трюк: налипают на волосы и кожу, сообщая полезные свойства. Такие вещества обеспечивают увлажнение, облегчают расчёсывание волос, укладку и защиту от агрессивной внешней среды.
Функции
В косметосе полисахариды делают много всего, они:
*Загустители/гелеобразователи
*Суспендирующие агенты
*Кондиционирующие в-ва
*Увлажнители
*Эмульгаторы
*Смягчающие в-ва
*Ранозаживляющие агенты
*Улучшители сенсторных характеристик
*Пребиотики (пища для своих бактерий, вэлкам в пост про микробиом)
Анионные ПС, самая обширная группа
Все остальные
Таблица, показывающая исходное вещество и катионный полимер, от Evonik
*Анионные ПС – самая большая группа, почти все они натурального происхождения.
*Катионные чаще используются как кондиционирующие добавки, почти все представители группы полусинтетическое происхождения, кроме хитина.
*Неионные ПС это, как правило, загустители.
*Амфотерные изучены мало и сложны в работе, т.к. могут менять растворимость и свойства в присутствии ПАВ.
*Гидрофобные интересны тем, что ведут себя необычно, например, загущающий эффект гидрофобно настроенной ГЭЦ зависит от количества ПАВ в рецепте.
Подробнее:
⭐Альгинаты. Получают из бурых морских водорослей и бактериальной ферментацией. Соли альгиновой кислоты используют как загустители, увлажнители и основу для одноимённых масок. Альгинат натрия в присутствии сульфата кальция образует ту самую пластифицирующуся маску, которую можно снять куском. И офигеть – рельеф кожи на такой маске отпечатывается во всей своей инвертированной красе. Кста, из альгинатных гелей ещё слепки зубов делают.
⭐Арабиногалактан. Получен из лиственницы сибирской, обладает антиоксидантными свойствами, является пребиотиком, образует низковязкие гели.
⭐Каррагинан получают из красных морских водорослей, является стабилизатором, загустителем. Короче, гелеобразователь.
⭐Ксантан получают бактериальной ферментацией. В воде образует жидкокристаллическую структуру, за счёт чего хорошо суспендирует и удерживает небольшое количестве жирорастворимых добавок. Синергичен с силикатами магния и алюминия. Несовместим с катионными ПАВ, может выпадать в осадок. Нечувствителен к рН и высокой температуре, стабилизатор и загуститель, отлично скользит и вообще красавчик.
⭐Циклодекстрины получают из крахмала, вместо скучной линейной молекулы получается красивая кольцевая структура. Используются очень широко, от инкапсуляции витаминов до контролируемого высвобождения ароматизаторов, для снижения проникновения консервантов кожу и маскировки запахов. По некоторым данным, циклодекстрины повышают эффективность УФ составов, а так же пригодны для инкапсуляции УФ фильтров.
⭐Пектин получают из фруктовой кожуры, структурно схож с альгинатами, предпочитает низкий уровень рН.
⭐Гуммиарабик. Загуститель и гелеобразователь, максимальное загущение показывает при рН 6. Несовместим с катионными в-вами, например, в сочетании с поликватерниум-87 может выпасть в осадок. На коже подсыхает и «сжимается», подтягивая овал лица, но эффект лифтинга пропадает после смывания.
⭐Гиалуроновая кислота и хондроитин сульфат – самые известные ПС. Часто используются как увлажнители и кондиционеры, подробнее про ГК в посте про ГК)) Полностью совместимы с тканями человека, однако, в силу своего анионного заряда плохо липнут к анионной же коже и волосам. Это поправимо при добавлении катионных полимеров, так ГК лучше связывается с кератином кожи и волос. Нно… в сочетании с катионами может образовывать нерастворимые комплексы и да, выпадать в осадок.
⭐Аравийская камедь (Камедь карайя) Бывает низко и высокомолекулярная. Низкомолекулярная образует низковязкие гели, высокомолекулярная – наоборот, до кучи хорошо кондиционирует и образует защитную плёнку на коже.
⭐β-глюкан (лентитан, шизофиллан) получают несколькими способами: бактериальной ферментацией, из зерновых, из грибов. Загуститель и стабилизатор, используется как вещество, усиливающее естественную сопротивляемость кожи инфекциям и способность к заживлению. Пребиотик. Шизофиллан, полученный из грибов, используется в Японии как иммунотерапевтическое в-во при онкологии аж с 1986г.
⭐Гидроксиэтилцеллюлоза нерастворима в воде. Загуститель и стабилизатор. Её катионные призводные, Поликватерниум-10 и -4, очень хороши как кондиционеры. Особенно для повреждённых волос.
⭐Гуаровая камедь и её катионная модификация – прекрасные плёнкообразователи с отличными сенсорными характеристиками. Обычный гуар предотвращает испарение влаги за счёт образования плёнки. Катионный гуар – крутой кондиционер, повышающий разлетаемость и гладкость волос.
⭐Хитозан – единственный катионный полисахарид натурального происхождения. Отличный плёнкообразователь, формирует на волосах прочную защитную плёнку, которая до кучи облегчает укладку. Полностью совместим с человеческим организмом, используется как матрица для доставки лекарств. Сообщалось, что хитозан снижает трансэпидермальную потерю влаги, повышает содержание воды в роговом слое, и может выступать в качестве энхансера, изменяя структуру кератина кожи за счёт деполяризации клеточной мембраны (в слабокислой среде). Инкапсуляция ретиноевой кислоты в хитозан позволяет снизить раздражение кожи за счёт медленного высвобождения кислоты.
⭐Фукоидан обнаружен в различных бурых водорослях, обладает антиоксидантнми свойствами,ингибирует активность фермента матричной металлопротеиназы, вызванного UVB-лучами, то есть, потенциально, это компонент, предотвращающий фотостарение.
⭐Фукогель, широко известный в рунете среди изготовителей домашней косметики, считается отличным увлажнителем для кожи и волос, кроме того, позволяет вводит другой любимый кремоварами компонент, Amisol Trio, без лишней возни в виде гидратации.
Резюме: полисахариды – классные и многофункциональные, а для того, чтобы ваш любимый гелеобразователь быстрее образовал гель и не слипался в бесячие комки, предварительно дисперегируйте его в глицерине.