PL195375B1 - Baza kosmetyczna i sposób wytwarzania bazy kosmetycznej - Google Patents

Abstract

1. Baza kosmetyczna zawierająca estry kwasów tłuszczowych z grupy niezbędnych, nienasyconych kwasów tłuszczowych, znamienna tym, że stanowi ją produkt otrzymany w wyniku reakcji olejów roślinnych lub tłuszczów zwierzęcych zawierających co najmniej 50% kwasów tłuszczowych z grupy NNKT z alkoholem alifatycznym lub cykloalifatycznym zawierającym od 1 do 30 atomów węgla, użytym w ilości od 0,1 do 30 części molowych w stosunku do oleju lub tłuszczu, w obecności enzymów hydrolitycznych z grupy lipaz, przy zawartości wody w mieszaninie reakcyjnej od 0,001 do 0,5%, po oddzieleniu enzymów i ewentualnie nadmiaru alkoholu. 9. Sposób wytwarzania baz kosmetycznych zawierających estry kwasów tłuszczowych z grupy niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych, na drodze reakcji z alkoholem i w obecności enzymów hydrolitycznych z grupy lipaz, takich jak lipazy bakterii i grzybów, ewentualnie immobilizowanych, znamienny tym, że oleje roślinne lub tłuszcze zwierzęce zawierające co najmniej 50% kwasów tłuszczowych z grupy NNKT poddaje się reakcji z alkoholem alifatycznym lub cykloalifatycznym zawierającym od 1 do 30 atomów węgla, alkohol stosuje się w ilości od 0,1 do 30 części molowych w stosunku do oleju lub tłuszczu, zawartość wody w mieszaninie reakcyjnej utrzymuje się na poziomie od 0,001 do 0,5%, reakcję prowadzi się w temperaturze od 0 do 90°C, po czym usuwa się enzym i ewentualnie nadmiar alkoholu.

Description

Przedmiotem wynalazku jest baza kosmetyczna zawierająca estry wielonienasyconych kwasów tłuszczowych z grupy niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT) i sposób jej otrzymywania.

Ze względu na duże powinowactwo do naturalnych struktur lipidowych wielonienasycone kwasy tłuszczowe z grupy NNKT mają duże znaczenie w kosmetyce pielęgnacyjnej skóry i włosów. Ich stosowanie w kosmetykach pozwala na skuteczne przywracanie równowagi wodno-tłuszczowej skóry, zarówno przez działanie powierzchniowe, jak i wgłębne. Kwasy te mają zdolność wbudowywania się w struktury lipidowe cementu międzykomórkowego warstwy rogowej naskórka i struktury lipidowe spoiwa łuski włosa. Ponadto niektóre kwasy nienasycone szeregu omega - 6, takie jak np. gamma-linolenowy i arachidonowy mają działanie biologiczne - są prekursorami eikozanoidów regulujących szereg procesów biochemicznych w skórze, między innymi procesy proliferacji komórek, rogowacenia i powstawanie stanów zapalnych.

Dotychczas kwasy tłuszczowe z grupy NNKT stosowano w kosmetykach w postaci triglicerydów wprowadzając do kompozycji kosmetycznych odpowiednie oleje roślinne i ciekłe tłuszcze zwierzęce.

Użycie wielonienasyconych kwasów tłuszczowych w formie triglicerydów ma szereg wad. Do najważniejszych należy stosunkowo wolne wchłanianie tych produktów w naskórek, co z jednej strony obniża efekty działania, z drugiej natomiast powoduje pozostawanie na skórze tłustej warstwy bardzo podatnej na procesy autooksydacji. Triglicerydy są także mniej podatne na działanie enzymów hydrolitycznych znajdujących się w warstwie rogowej naskórka. Kosmetyki o wysokiej zawartości NNKT mają wiele wad aplikacyjnych. Do najważniejszych należy pozostawanie na skórze nieestetycznej błyszczącej warstwy lipidowej, tworzenie na naskórku filmu o ciągłych własnościach okluzyjnych i działanie komedogenne.

Wad tych nie wykazują estry wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, które doskonale wchłaniają się w skórę, nie pozostawiając na niej tłustej warstwy, tworzą filmy o nieciągłych własnościach okluzyjnych, a jednocześnie są łatwo hydrolizowane przez enzymy warstwy rogowej, stanowiąc dla skóry doskonałe źródło wyjściowych kwasów. Dzięki tym właściwościom estry NNKT wzmacniają bariery naskórkowe, mają doskonałe własności nawilżające i emoliencyjne, a skutki ich użycia utrzymują się przez dłuższy czas.

Estry alkoholi i NNKT były dotychczas produkowane na skalę przemysłową i stosowane w preparatach kosmetycznych w ograniczonym zakresie. Przyczyną tego są trudności w ich otrzymywaniu.

Działanie biologiczne NNKT zależy nie tylko od położenia wiązań podwójnych w łańcuchach węglowych, ale również od ich konfiguracji przestrzennej - czynne są przede wszystkim kwasy z nietrwałą konfiguracją cis. Znajdujące się w nich układy wiązań podwójnych są bardzo wrażliwe na procesy autooksydacji. Powoduje to duże trudności w technologicznym wytwarzaniu estrów kwasów tłuszczowych z tej grupy, ponieważ w czasie reakcji łatwo ulegają one izomeryzacji i utlenianiu.

Znane są metody otrzymywania estrów izopropylowych kwasów tłuszczowych oparte na estryfikacji tłuszczów izopropanolem w obecności katalizatorów kwasowych lub zasadowych, opisane między innymi w patentach USA 2198046 i 2801256 oraz patencie niemieckim 728530. Metody te stosuje się jedynie do otrzymywania estrów nasyconych kwasów tłuszczowych, takich jak np. szeroko stosowany w kosmetyce mirystynian izopropylu. Ze względu na warunki prowadzenia reakcji (temperatura, katalizator) nie nadają się jednak do przemysłowego wytwarzania estrów MNKT. W przypadku stosowania tłuszczów zawierających wielonienasycone kwasy tłuszczowe otrzymane produkty są silnie zanieczyszczone ze względu na uboczne reakcje izomeryzacji i degradacji łańcuchów tłuszczowych prowadzące do utraty aktywności biologicznej i wartości użytkowej. Ze względu na charakterystykę fizykochemiczną niepełnych glicerydów kwasów wysokonienasyconych i ich nietrwałość oddzielenie tych zanieczyszczeń konwencjonalnymi metodami jest niemożliwe.

Znane są także metody prowadzenia bezpośredniej estryfikacji w obecności enzymów, pozwalające na użycie jako substratów wielonienasyconych kwasów tłuszczowych. Metody te opisane są m.in. w patentach europejskich 0274798 i 0383405 oraz w patencie USA 4855233. Wadą ich jest konieczność wyodrębniania wolnych kwasów tłuszczowych, co podwyższa koszty produkcji i ze względu na reakcje uboczne obniża wartość użytkową produktów.

Podstawową wadą metod wytwarzania estrów NNKT opartych na transestryfikacji triglicerydów jest to, że niezależnie od sposobu prowadzenia procesu końcowe produkty zawsze zawierają pewną

PL 195 375 B1 ilość mono- lub diglicerydów, a w niektórych przypadkach nawet nieprzereagowany substrat. Oddzielenie i oczyszczenie produktu przy użyciu konwencjonalnych metod jest w tej sytuacji niemożliwe.

Celem wynalazku było opracowanie bazy kosmetycznej zawierającej estry nienasyconych kwasów tłuszczowych z grupy NNKT.

Celem wynalazku było także opracowanie metody pozwalającej na wytwarzanie baz kosmetycznych zawierających estry NNKT bezpośrednio z odpowiednich olejów roślinnych lub ciekłych tłuszczów zwierzęcych w warunkach eliminujących procesy izomeryzacji i utleniania.

Bazę kosmetyczną zawierającą estry kwasów tłuszczowych z grupy niezbędnych, nienasyconych kwasów tłuszczowych, według wynalazku stanowi produkt otrzymany w wyniku reakcji olejów roślinnych lub tłuszczów zwierzęcych zawierających co najmniej 50% kwasów tłuszczowych z grupy NNKT z alkoholem alifatycznym lub cykloalifatycznym zawierającym od 1 do 30 atomów węgla, użytym w ilości od 0,1 do 30 części molowych w stosunku do oleju lub tłuszczu, w obecności enzymów hydrolitycznych z grupy lipaz, przy zawartości wody w mieszaninie reakcyjnej od 0,001 do 0,5%, po oddzieleniu enzymów i ewentualnie nadmiaru alkoholu.

Korzystnie użyte do reakcji oleje roślinne lub tłuszcze zwierzęce zawierają kwas linolowy i/lub kwas alfa-linolenowy i/lub kwas gamma-linolenowy i/lub kwas arachidonowy i/lub kwas eikozapentaenowy i/lub eikozaheksaenowy.

Korzystnie bazę stanowi produkt reakcji prowadzonej w obecności lipaz bakterii i grzybów.

Korzystnie bazę stanowi produkt reakcji prowadzonej w obecności lipaz Pseudomonas sp. i/lub Aspergillus sp. i/lub Candida sp., ewentualnie immobilizowanych.

Korzystnie bazę stanowi produkt reakcji prowadzonej przy zawartości wody w mieszaninie reakcyjnej od 0,01 do 0,1% wagowych.

Korzystnie bazę stanowi produkt reakcji prowadzonej w obecności polimerów tlenku etylenu lub kopolimerów tlenku etylenu i tlenku propylenu wziętych w ilości od 0,2 do 50% wagowych w stosunku do oleju lub tłuszczu.

Korzystnie baza zawiera antyutleniacze w ilości od 0,2 do 50% wagowych w stosunku do oleju lub tłuszczu.

Korzystnie jako antyutleniacze baza zawiera butylohydroksyanizol lub butylohydroksytoluen lub tokoferole lub kwas askorbinowy lub pochodne kwasu galusowego.

Sposób wytwarzania baz kosmetycznych zawierających estry kwasów tłuszczowych z grupy niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych, na drodze reakcji z alkoholem i w obecności enzymów hydrolitycznych z grupy lipaz, takich jak lipazy bakterii i grzybów, ewentualnie immobilizowanych, według wynalazku charakteryzuje się tym, że oleje roślinne lub tłuszcze zwierzęce zawierające co najmniej 50% kwasów tłuszczowych z grupy NNKT poddaje się reakcji z alkoholem alifatycznym lub cykloalifatycznym zawierającym od 1 do 30 atomów węgla, alkohol stosuje się w ilości od 0,1 do 30 części molowych w stosunku do oleju lub tłuszczu, zawartość wody w mieszaninie reakcyjnej utrzymuje się na poziomie od 0,001 do 0,5%, reakcję prowadzi się w temperaturze od 0 do 90°C, po czym usuwa się enzym i ewentualnie nadmiar alkoholu.

Korzystnie stosuje się oleje roślinne lub tłuszcze zwierzęce zawierające kwas linolowy i/lub kwas alfa-linolenowy i/lub kwas gamma-linolenowy i/lub kwas arachidonowy i/lub kwas eikozapentaenowy i/lub eikozaheksaenowy.

Korzystnie reakcję prowadzi się w czasie od 12 godzin do 30 dni.

Korzystnie stosuje się lipazy Pseudomonas sp., Aspergillus sp., Candida sp., ewentualnie immobilizowane.

Korzystnie reakcję prowadzi się przy zawartości wody według mieszaninie od 0,01 do 0,1% wagowych.

Korzystnie reakcję prowadzi się w obecności polimerów tlenku etylenu i tlenku propylenu wziętych w ilości od 0,2 do 50% wagowych w stosunku do substratów.

Korzystnie do mieszaniny reakcyjnej dodaje się antyutleniacze w ilości od 0,01 do 2% wagowych w stosunku do oleju lub tłuszczu.

Korzystnie jako antyutleniacze stosuje się butylohydroksyanizol, butylohydroksytoluen, tokoferole, kwas askorbinowy i pochodne kwasu galusowego.

Po zakończeniu reakcji i ewentualnym oddzieleniu nadmiaru alkoholu otrzymuje się gotowe bazy kosmetyczne zawierające estry kwasów tłuszczowych z grupy NNKT. Bazy te bez dalszego przerabiania i oczyszczania mogą być wprowadzane do fazy tłuszczowej kosmetyków przeznaczonych do pielęgnacji skóry i włosów.

PL 195 375 B1

Sposób według wynalazku pozwala na otrzymanie baz kosmetycznych bezpośrednio z tłuszczów roślinnych lub zwierzęcych, bez konieczności uprzedniego wyodrębniania kwasów tłuszczowych i następnie poddawania ich estryfikacji. Dzięki temu możliwe stało się proste i tanie wykorzystanie w kosmetykach estrów kwasów tłuszczowych z grupy NNKT.

Wynalazek został bliżej przedstawiony w przykładach.

Przyk ł ad 1

280 g oleju słonecznikowego, 700 g izopropanolu zawierającego < 0,1% wody i 2,5 g lipazy Amano AK miesza się w temperaturze pokojowej przez 8 dni. Po oddzieleniu enzymu i oddestylowaniu izopropanolu otrzymuje się bazę kosmetyczną zawierającą 56,5% estrów izopropylowych kwasów tłuszczowych oleju słonecznikowego, w tym 64% stanowi ester izopropylowy kwasu linolowego.

Bazę kosmetyczną zastosowano do otrzymania kremu nawilżającego o następującym składzie:

Baza kosmetyczna otrzymana metodą wg przykładu 1 6,0%

Mirystynian izopropylu 4,0%

Oleinian decylu 3,0%

Palmitynian cetylu 1,0%

Oksyetylenowany alkohol cetylostearylowy (12 OE) 1,5%

Oksyetylenowany alkohol cetylostearylowy (20 OE) 1,5%

Carbomer 0,3%

Trójetanoloamina 0,4%

Gliceryna 3,0%

Zapach, konserwant q.s.

Woda do 100%

Przykład 2 g oleju rokitnikowego, 200 ml 2-butanoIu zawierającego < 0,1% wody i 3 g immobilizowanej lipazy Candida Antarctica miesza się w temperaturze 45° przez 3 dni. Po oddzieleniu enzymu i oddestylowaniu 2-butanolu otrzymuje się bazę kosmetyczną zawierającą 76,5% estrów kwasów tłuszczowych oleju rokitnikowego, w tym 69% stanowią estry 2-butylowe kwasów linolowego i alfa-linolenowego.

Przykład 3 g oleju z nasion ogórecznika lekarskiego, 100 ml bezwodnego 1-butanolu i 3 g lipazy Amano PS immobilizowanej na celicie miesza się w temperaturze 25° przez 12 dni. Po oddzieleniu enzymu i oddestylowaniu 1-butanolu otrzymuje się bazę kosmetyczną zawierającą 64,5% estrów izopropylowych kwasów tłuszczowych oleju ogórecznikowego z 1-butanolem, w tym 19,8% stanowią estry kwasu gamma-linolenowego z 1-butanolem.

Przykład 4 g oleju z wiesiołka, 250 ml 2-metylopropan-1-olu zawierającego < 0,05% wody, 26 g poliglikolu etylenowego o średnim ciężarze cząsteczkowym 3000 i 2 g lipazy Amano PS miesza się w temperaturze pokojowej przez 7 dni. Po oddzieleniu enzymu i oddestylowaniu 2-metylopropan-1-olu otrzymuje się bazę kosmetyczną zawierającą 51% estrów izopropylowych kwasów tłuszczowych oleju wiesiołkowego z 2-metylopropan-1-olem, w tym 75% stanowią estry kwasu linolowego, a 9,1% estry kwasu gamma linolenowego.

Bazę, kosmetyczną wykorzystano do otrzymania kremu półtłustego o następującym składzie.

Baza kosmetyczna otrzymana metodą wg przykładu 4 10,0%

Palmitynian cetylu 6,0%

Olej parafinowy 8,0%

Alkohole lanolinowe 3,0%

Alkohol cetylowy 2,0%

Zapach, konserwant q.s.

Woda do 100%

Przykład 5 g oleju słonecznikowego, 24 g kopolimeru tlenku etylenu z tlenkiem propylenu (5:3), 120 ml 2-metylobutan-1-olu zawierającego < 0,3% wody i 2 g immobilizowanej lipazy Candida Antarctica miePL 195 375 B1 sza się w temperaturze 50° przez 4 dni. Po oddzieleniu enzymu i oddestylowaniu 2-metylobutan-1-olu otrzymuje się bazę kosmetyczną zawierającą 42% estrów kwasów tłuszczowych oleju słonecznikowego z 2-metylobutan-1-olem, wtym 62% stanowią estry kwasu linolowego z 2-metylobutan-1-olem.

Bazę kosmetyczną wykorzystano do otrzymania kremu na dzień o następującym składzie:

Baza kosmetyczna otrzymana metodą wg przykładu 5 10,0%

Olej parafinowy 8,0%

Dimeticon 7,0%

Oksyetylenowany (12/20 OE) alkohol cetylowy 3,0%

Carbomer 0,5%

Alkohole lanolinowe 3,0%

Alkohol cetylowy 1,0%

Trietanoloamina 0,4%

Stearynian izocetylu 2,0%

Zapach, konserwant q.s.

Woda do 100%

Przykład 6.

120 g handlowej mieszaniny fitosteroli z soi (Sitostene, Veavy), 210 g oleju makadamia i 2 g lipazy Amano AK immobilizowanej na Celicie miesza się w temperaturze 60°C przez 10 dni. Po oddzieleniu enzymu otrzymuje się bazę kosmetyczną zawierającą 194 g estrów fitosteroli.

Przykład 7.

g oleju słonecznikowego, 20 g cholesterolu i 0,4 g lipazy Amano PS immobilizowanej na Celicie miesza się w łaźni wodnej w temperaturze 50°C przez 6 dni. Po oddzieleniu enzymu otrzymuje się bazę kosmetyczną zawierającą 33 g estrów kwasów tłuszczowych oleju słonecznikowego z cholesterolem.

Przykład 8.

g oleju z ogórecznika, 90 g alkoholu olejowego i 2 g immobilizowanej lipazy (Novozyme) miesza się w temperaturze pokojowej przez 14 dni. Po oddzieleniu enzymu otrzymuje się bazę kosmetyczną zawierającą 53 g estrów kwasów tłuszczowych oleju ogórecznikowego z alkoholem olejowym.

Bazę kosmetyczną wykorzystano w recepturze kremu nawilżającego:

Baza kosmetyczna otrzymana metodą wg przykładu 8 7%

Baza samoemulgująca o/w 5,3%

Monoglicerydy z oleju palmowego 1,5%

Eter dikaprylowy 2,0%

Syntetyczne triglicerydy kwasów kaprylowego i kaprynowego 4,0% dimeticon 0,5% octan tokoferolu 1,0% gliceryna 3,0% woda do 100%

Claims (16)

1. Baza kosmetyczna zawierająca estry kwasów tłuszczowych z grupy niezbędnych, nienasyconych kwasów tłuszczowych, znamienna tym, że stanowi ją produkt otrzymany w wyniku reakcji olejów roślinnych lub tłuszczów zwierzęcych zawierających co najmniej 50% kwasów tłuszczowych z grupy NNKT z alkoholem alifatycznym lub cykloalifatycznym zawierającym od 1 do 30 atomów węgla, użytym w ilości od 0,1 do 30 części molowych w stosunku do oleju lub tłuszczu, w obecności enzymów hydrolitycznych z grupy lipaz, przy zawartości wody w mieszaninie reakcyjnej od 0,001 do 0,5%, po oddzieleniu enzymów i ewentualnie nadmiaru alkoholu.

2. Baza według zastrz. 1, znamienna tym, że użyte do reakcji oleje roślinne lub tłuszcze zwierzęce zawierają kwas linolowy i/lub kwas alfa-linolenowy i/lub kwas gamma-linolenowy i/lub kwas arachidonowy i/lub kwas eikozapentaenowy i/lub eikozaheksaenowy.

PL 195 375 B1

3. Baza według zastrz. 1, znamienna tym, że stanowi ją produkt reakcji prowadzonej w obecności lipaz bakterii i grzybów.

4. Baza według zastrz. 1 lub 3, znamienna tym, że stanowi ją produkt reakcji prowadzonej w obecności lipaz Pseudomonas sp. i/lub Aspergillus sp. i/lub Candida sp., ewentualnie immobilizowanych.

5. Baza według zastrz. 1, znamienna tym, że stanowi ją produkt reakcji prowadzonej przy zawartości wody w mieszaninie reakcyjnej od 0,01 do 0,1% wagowych.

6. Baza według zastrz. 1, znamienna tym, że stanowi ją produkt reakcji prowadzonej w obecności polimerów tlenku etylenu lub kopolimerów tlenku etylenu i tlenku propylenu wziętych w ilości od 0,2 do 50% wagowych w stosunku do oleju lub tłuszczu.

7. Baza według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera antyutleniacze w ilości od 0,2 do 50% wagowych w stosunku do oleju lub tłuszczu.

8. Baza według zastrz. 7, znamienna tym, że jako antyutleniacze zawiera butylohydroksyanizol lub butylohydroksytoluen lub tokoferole lub kwas askorbinowy lub pochodne kwasu galusowego.

9. Sposób wytwarzania baz kosmetycznych zawierających estry kwasów tłuszczowych z grupy niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych, na drodze reakcji z alkoholem i w obecności enzymów hydrolitycznych z grupy lipaz, takich jak lipazy bakterii i grzybów, ewentualnie immobilizowanych, znamienny tym, że oleje roślinne lub tłuszcze zwierzęce zawierające co najmniej 50% kwasów tłuszczowych z grupy NNKT poddaje się reakcji z alkoholem alifatycznym lub cykloalifatycznym zawierającym od 1 do 30 atomów węgla, alkohol stosuje się w ilości od 0,1 do 30 części molowych w stosunku do oleju lub tłuszczu, zawartość wody w mieszaninie reakcyjnej utrzymuje się na poziomie od 0,001 do 0,5%, reakcję prowadzi się w temperaturze od 0 do 90°C, po czym usuwa się enzym i ewentualnie nadmiar alkoholu.

10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że stosuje się oleje roślinne lub tłuszcze zwierzęce zawierające kwas linolowy i/lub kwas alfa-linolenowy i/lub kwas gamma-linolenowy i/lub kwas arachidonowy i/lub kwas eikozapentaenowy i/lub eikozaheksaenowy.

11. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że reakcję prowadzi się w czasie od 12 godzin do 30 dni.

12. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że stosuje się lipazy Pseudomonas sp., Aspergillus sp., Candida sp., ewentualnie immobilizowane.

13. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że reakcję prowadzi się przy zawartości wody w mieszaninie od 0,01 do 0,1% wagowych.

14. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że reakcje prowadzi się w obecności polimerów tlenku etylenu i tlenku propylenu wziętych w ilości od 0,2 do 50% wagowych w stosunku do substratów.

15. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że do mieszaniny reakcyjnej dodaje się antyutleniacze w ilości od 0,01 do 2% wagowych w stosunku do oleju lub tłuszczu.

16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że jako antyutleniacze stosuje się butylohydroksyanizol, butylohydroksytoluen, tokoferole, kwas askorbinowy i pochodne kwasu galusowego.