Stabilizacja receptury - antyoksydanty i stabilizatory koloru

Stabilizacja receptury to kluczowy etap w projektowaniu produktów kosmetycznych i chemicznych. Gwarantuje, że produkt zachowuje swoje właściwości fizyczne, chemiczne i estetyczne przez cały okres przydatności do użycia. W tym procesie szczególną rolę odgrywają antyoksydanty i stabilizatory koloru, które chronią składniki aktywne przed degradacją oraz zapewniają atrakcyjny wygląd produktu.

Antyoksydanty to substancje, które neutralizują wolne rodniki czyli niestabilne cząsteczki powstające wskutek oksydacji, np. pod wpływem promieniowania UV czy zanieczyszczeń powietrza. W kosmetykach ich rola jest kluczowa, szczególnie w produktach zawierających tłuszcze i oleje, które są podatne na jełczenie, a także peptydy i witaminy.

Kolor kosmetyku jest jednym z pierwszych elementów, na które zwracają uwagę konsumenci. Jego zmiana, np. ciemnienie, blaknięcie lub żółknięcie, może zniechęcić do zakupu lub użytkowania produktu. Stabilizatory koloru zapobiegają takim problemom, utrzymując estetyczny wygląd przez cały okres przydatności do użycia.

Stabilizacja receptury to szeroki temat, ponieważ jej brak ma przeróżne przyczyny. W tym artykule chcemy się skupić tylko na jednym aspekcie, czyli antyoksydantach i stabilizatorach koloru, które zapobiegają przykrym zmianom w kosmetykach takim jak utlenianie tłuszczów,

blednięcie barwników czy osłabienie kompozycji zapachowej w produkcie.

Jakie stabilizatory są stosowane w kosmetyce

Tokoferol czyli witamina E, to naturalny i jeden z najpopularniejszych i najbardziej efektywnych składników aktywnych stosowanych w kosmetykach. Jest znany przede wszystkim ze swoich właściwości antyoksydacyjnych, regenerujących i ochronnych, a w branży kosmetycznej dostępny w czterech odmianach alfa, beta, gamma i delta. Często możliwy jest do kupienia jako mieszanka tych izomerów, ale warto wiedzieć, że ich właściwości nie są identyczne. Alfa-tokoferol jest bardziej aktywny biologicznie i dobrze działa na komórki naszej skóry, a nieco słabiej chroni produkt kosmetyczny, zatem aby uzyskać efekt ochronny, musimy sięgnąć na drugi koniec spektrum - po gamma-tokoferol, który z kolei nieco słabiej pielęgnuje skórę. W kosmetykach można spotkać także octan tokoferylu (INCI: Tocopheryl Acetate), jednak jest on syntetyczny a konieczne stężenie wyższe niż czystej witaminy E, co przy tworzeniu nowoczesnych formulacji często go dyskwalifikuje.

Mieszanki tokoferolu to połączenie tokoferoli z innymi składnikami przeciwutleniającymi, np. palmitynian askorbylu (pochodną witaminy C). Wybór pomiedzy klasycznym tokoferolem a mieszanką najczęściej zależy od doświadczeń technologa i zawartości magazynu wytwórcy.

Witamina C wciąż przeżywa renesans, jednak jej zastosowanie jako przeciwutleniacz jest ograniczone, ponieważ musi występować w parze z tokoferolem gdzie wykazuje działanie synergistyczne albo w postaci stabilnej (np. Ascorbyl Glucoside), przy czym wysoka cena tych pochodnych zmusza nas do rezygnacji na rzecz innych składników. Kwas askorbinowy i klasyczne pochodne jak Sodium Ascorbyl Phosphate nie nadają się do zabezpieczania masy kosmetycznej, ponieważ mają tendencję do szybkiego utleniania się połaczoną z nieakceptowalną zmianą barwy na ciemnożółty.

Kwas ferulowy - naturalna substancja, która potęguje działanie witaminy C i witaminy E. Jego cena wciąż jest bardzo wysoka, co ogranicza zastosowanie do produktów premium i gabinetowych, dlatego technolodzy podczas recepturowania skłaniają się do tańszych alternatyw.

Kwas fitowy w postaci soli sodowej (INCI: Sodium Phytate) to składnik naturalnego pochodzenia, który pełni rolę chelatującą, a co za tym idzie, stabilizującą w kosmetykach. Pochodzi głównie z nasion zbóż, orzechów i roślin strączkowych. Sodium phytate wiąże jony metali ciężkich (np. żelaza i miedzi), które mogą katalizować procesy utleniania, a dzięki temu zapobiega utlenianiu składników kosmetycznych (np. tłuszczów i witamin), przedłuża trwałość produktów kosmetycznych i chroni je przed psuciem. Właściwości antyoksydacyjne Sodium phytate pośrednio działa jako antyoksydant, minimalizując wpływ wolnych rodników i stresu oksydacyjnego dlatego doskonale chroni składniki aktywne, takie jak witaminy C i E, przed degradacją, dzięki czemu produkty pozostają skuteczniejsze przez dłuższy czas.

Butylowany hydroksytoluen (INCI: BHT) to syntetyczny związek chemiczny o właściwościach przeciwutleniających. Jest szeroko stosowany w przemyśle kosmetycznym, farmaceutycznym i spożywczym. Jego głównym zadaniem jest zapobieganie utlenianiu substancji, które mogłyby ulec degradacji w wyniku działania tlenu, światła lub ciepła. Jest niezwykle skuteczny do ochrony trudnych surowców jak np. lanolina. Znajduje zastosowanie w przeróżnych produktach kosmetycznych: kremach, balsamach, szminkach czy produktach przeciwsłonecznych. Według przepisów europejskich możemy stosować go w produktach pozostających na skórze w stężeniu maksymalnym 0,8%. Wśród niektórych klientów istnieją pewne obawy związane z jego długotrwałym stosowaniem - znalazł się na “black listach” wielu producentów, ponieważ może mieć potencjalne działanie alergizujące. BHT jest uznawany za bezpieczny w niskich stężeniach przez organizacje takie jak FDA (Agencja ds. Żywności i Leków) czy EFSA (Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności).

Butylowany hydroksyanizol (INCI: BHA) przeciwutleniacz syntetyczny, stosowany do zapobiegania utlenianiu tłuszczów i przedłużania trwałości produktów. Jest to substancja siostrzana względem BHT, aczkolwiek w branży kosmetycznej bardzo rzadko spotykana. Pomimo, że jest dopuszczony do użycia bez ograniczeń stężeniowych, to jednak jest “niemodny” i z powodzeniem zastępowany przez inne antyoksydanty, o bardziej nowoczesnym INCI, np. ekstraktem z rozmarynu. Istnieją zwolennicy i przeciwnicy takiego rozwiązania - kiepski PR surowców zmniejsza pulę składników, którymi mogą się posłużyć technolodzy, a jednocześnie stosujemy zamienniki bardziej naturalne. Z drugirj strony BHA to surowiec o prostej cząsteczce, bez zapachu, podczas gdy ekstrakt z rozmarynu to rozbudowana mieszanka substancji chemicznych o charakterystycznym, świeżo-ziemistym zapachu.

Ekstrakt z rozmarynu (INCI: Rosmarinus Officinalis Leaf Extract) - jeśli bogaty jest w kwas karnozowy i kwas ursolowy, to wykazuje silnie działanie przeciwutleniające. Jest to niezwykle ważny aspekt, ponieważ sama nazwa INCI nie determinuje tego efektu - to sposób ekstrakcji i stężenie substancji aktywnych zapewnia nam właściwe działanie. Dlatego trzeba pamiętać, że ekstrakt ekstraktowi nierówny i warto zwrócić szczególną uwagę na nośnik substancji aktywnych, w tym przypadku zależy nam na obecności diterpenów, dlatego ekstrakty olejowe i na CO2 będą najlepszym rozwiązaniem.

Ekstrakt z szałwii olejowy lub CO2 (INCI: Salvia Officinalis Leaf Extract) - podobnie jak ekstrakt z rozmarynu, ze względu na obecność kwasu karnozowego wykazuje działanie przeciwutleniające.

Pochodna malonianowa (INCI: Diethylhexyl Syringylidenemalonate) to skuteczny stabilizator składników wrażliwych na światło, zanieczyszczeniami (metale ciężkie i cząsteczki oleju napędowego), który sprawdza się w formulacjach zawierających barwniki, kompozycje zapachowe, składniki aktywne i filtry UV.

EDTA (INCI: EDTA) wiąże jony metali ciężkich (takich jak żelazo, miedź, wapń, magnez), które mogą destabilizować formuły. Ze względu na niską biodegradowalność i syntetyczne pochodzenie powoli odchodzi się od niego na rzecz bardziej nowoczesnych składników.

Pochodna kwasu glutaminowego (INCI: Tetrasodium Glutamate Diacetate) - łatwo biodegradowalny chelator, o wysokiej rozpuszczalności w szerokim zakresie pH. Nie uczula skóry ludzkiej, boostuje konserwację kosmetyku i ulega biodegradacji. W porównaniu do fosforanów i fosfonianów jest znacznie skuteczniejszym środkiem chelatującym, o dobrym PR-rze.

Benzophenon-3 i 4 oraz Ethylhexyl Methoxycinnamate - to przeciwutleniacze znane częściej jako filtry chemiczne, jednak ich działanie w niskich stężeniach wykorzystywane jest do ochrony kosmetyków przed promieniowanie UV, a zatem głównie do stabilizacji olejów, barwników i kompozycji zapachowych. Obecnie ze względu na niechęć klientów do tej grupy składników odchodzi się od nich na rzecz bardziej naturalnych i dobrze postrzeganych substancji. 

Regulacja pH i bufory (fosforany, cytryniany, mleczany) to skuteczne rozwiązania, ponieważ wiele składników jest stabilna w pewnym wąskim zakresie pH, np. Ascorbyl Glucoside, azeloglicyna, peptydy, mocznik, konserwanty. Zwrócenie uwagi na tak podstawowe elementy recepturowania mogą się okazać prostym i tanim sposobem na destabilizację produktu kosmetycznego.

Jednym z trudniejszych elementów pracy technologa jest stabilizacja w roztworze wodnym. Duże powinowactwo przeciwutleniaczy do olejów uniemożliwia ich rozpuszczenie w wodzie lub wymaga dodatku solubilizatorów, co zmienia właściwości aplikacyjne. Wspomóc może jeszcze alkohol etylowy, jednak jego obecność nie zawsze ma jest pożądana (płyn micelarny). Chelatory i kwasy wprawdzie rozpuszczają się w wodzie, ale może to być niewystarczająca ochrona i niestety nasz produkt może się przebarwić lub odbarwić, ponieważ wciąż nie mamy substancji idealnej do tego zastosowania.

Trzeba wiedzieć, że istnieją substancje o właściwościach antyoksydacyjnych, ale nie nadają się one do ochrony masy kosmetycznej, gdyż często samodzielnie potrzebują wspracia i synergistycznego działania. Takie aktywne substancje jak resweratrol, polifenole - antocyjany, glutation, ergotioneina, ksanthohumol, astaksantyna czy eskulina świetnie sprawdzą się do pielęgnacji skóry, ale nie chronią produktu.

Stabilizacja koloru i zapachu nie opiera się jedynie na dodaniu antyoksydantów, ponieważ nawet najlepszy stabilizatory mogą nie zadziałać, gdy połączymy szereg niezwykle podatnych surowców (np. olej lniany, colostrum i glutation). Ważne jest szersze spojrzenie obejmujące całość fazy olejowej łącznie z dobranym emulgatorem, a także poszczególne składniki fazy wodnej i substancje aktywne, aby w szczególnie trudnych przypadkach zastosować układ ochronny do obu faz: tokoferol i stabilne emolienty z dodatkiem glutaminianu i buforów.

Antyoksydanty i stabilizatory koloru odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu jakości i trwałości kosmetyków. Wybór odpowiednich substancji zależy od rodzaju produktu, jego składu i oczekiwań konsumentów. Dbałość o stabilność receptury nie tylko podnosi wartość estetyczną produktu, ale także jego bezpieczeństwo i funkcjonalność, co przekłada się na zadowolenie użytkowników i sukces rynkowy.

Zuzanna Fedyczak dla Chemia i Biznes Kosmetyki i detergenty 1/2025 s.66