ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МЕСТНЫХ НЕТРАДИЦИОННЫХ МАСЕЛ НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КОСМЕТИЧЕСКОГО КРЕМА

АННОТАЦИЯ

В статье представлены результаты анализа физико-химических показателей местных нетрадиционных масел, которые могут быть использованы в рецептурах косметических кремов. Представлены физико-химические показатели и жирно-кислотный состав нетрадиционных масел, выращиваемых в Узбекистане: виноградного, абрикосового, персикового, тыквенного, арбузного и миндального масел. Все исследованные масла по своим физико-химическим показателям соответствуют требованиям, предъявляемым к маслам, которые могут быть использованы в рецептурах косметических кремов. В то время как миндальное и абрикосовое масла обладают высокой впитываемостью кожей, виноградное масло показало наилучшие результаты при нанесении на кожу. В данном исследовании было отмечено, что гладкость крема не всегда зависит от его вязкости. Было обнаружено, что крем с оптимальными результатами по всем параметрам можно приготовить на основе арбузного масла.

ABSTRACT

The article presents the results of the analysis of the physicochemical parameters of local non-traditional oils that can be used in cosmetic cream recipes. The physicochemical parameters and fatty acid compositions of non-traditional oils grown in Uzbekistan: grape, apricot, peach, pumpkin, watermelon and almond oils are presented. All the studied oils meet the requirements for oils that can be used in cosmetic cream recipes in terms of their physicochemical parameters. While almond and apricot oils have high skin absorption, grape oil showed the best results when applied to the skin. It was observed in this study that the smoothness of the cream does not always depend on its viscosity. It was found that a cream with optimal results in all parameters can be prepared on the basis of watermelon oil.

Ключевые слова: масло виноградных косточек, масло абрикосовых косточек, масло персиковых косточек, масло тыквенных косточек, масло арбузных косточек, масло миндальных косточек, косметический крем, вязкость, смазывающая способность, впитываемость кожей.

Keywords: grape seed oil, apricot seed oil, peach seed oil, pumpkin seed oil, watermelon seed oil, almond seed oil, cosmetic cream, viscosity, lubricity, skin absorption.

Введение. Хотя изначально косметика создавалась как продукция, предназначенная для красоты и ухода за кожей человека, позднее, с развитием науки, она стала воплощать в себе и лечебные свойства [1]. Таким образом, простой косметический крем претерпел эволюцию от декоративной функции до усовершенствованного или специализированного крема с лечебно-профилактическими свойствами [2]. Если мы обратим внимание на современные рецепты косметических кремов, то увидим, что они состоят из нескольких компонентов, имеют определённую функциональную добавку и направлены на определённую цель [3].

Косметические кремы представляют собой эмульсии типа «масло в воде» или «вода в масле», состоящие из масляной и водной фаз. Функциональные свойства кремов улучшаются за счёт обогащения масляной или водной фазы в их составе. Улучшение какой именно фазы зависит от растворимости функциональной добавки в полярных или неполярных растворителях. Обогащение масляной фазы обычно достигается путём включения в состав масел, содержащих функциональные ингредиенты [4,5].

В последние годы, в связи с растущим спросом на натуральность и функциональность косметических средств, местное нетрадиционное масляное сырье стало одним из основных компонентов косметических средств. В частности, такие масличные растения, как кунжут, черный кунжут, лен и олива, выращиваемые в Узбекистане, не только экономически выгодны, но и позволяют эффективно использовать их в косметических продуктах благодаря содержащимся в них биологически активным веществам. Роша-Фильо и соавторы изучали влияние кунжутного масла на увлажнение кожи и восстановление эпидермального барьера и обнаружили, что использование этого вещества в качестве основного масляного компонента в кремах повышает способность кожи удерживать влагу [6]. Другие исследования показали, что масло черного тмина (Nigella sativa) обладает антибактериальными и антиоксидантными свойствами [7]. Однако основная проблема при использовании этих масел непосредственно в приготовлении косметических средств заключается в том, что они не образуют полностью стабильную эмульсию и требуют баланса запаха и цвета [8]. В исследовании Ли и соавторов было обнаружено, что эмульсия, приготовленная из льняного масла, распадается в течение 72 часов [9].

Хотя местные масла обеспечивают натуральность, их специфический запах, цвет и вязкость влияют на органолептические свойства продукта. По результатам органолептической оценки крема на основе масла черного кедра потребители оценили запах крема как неприятный и посчитали его смазывающие свойства низкими[10]. Тем не менее, этот крем оказался весьма эффективным в смягчении кожи. Поэтому исследователи предложили добавлять натуральные ароматизаторы — масло апельсина, лаванды, масло можжевельника — для преодоления этих недостатков. Сообщалось, что органолептические свойства крема на основе кунжута, обогащенного маслом лаванды, были оценены хорошо[11]. Такие подходы играют важную роль в психологическом принятии потребителем. Кроме того, физические параметры, такие как распределение на коже, время удержания на коже и смываемость водой, также являются неотъемлемой частью органолептической оценки.

Процесс подбора эмульгатора, обеспечивающего эффективное смешивание маслянистого сырья с водной фазой в составе косметических кремов, является важным этапом. Хотя традиционные эмульгаторы, такие как цетеариловый спирт, глицерилстеарат, стеарат ПЭГ-100, широко используются в кремах в промышленности, их эффективность может быть низкой при работе с местным нетрадиционным маслянистым сырьем. Например, отмечено, что при использовании ПЭГ-эмульгаторов в эмульсиях, приготовленных на основе растительных масел, наблюдались проблемы с фазовым разделением и термостабильностью [12,13].

Для решения этой проблемы исследователи обращаются к натуральным эмульгаторам. В частности, учёным удалось создать эмульсию на основе льняного масла с использованием лецитина, сапонина и смеси натуральных гелевых эмульгаторов. С использованием соевого лецитина удалось получить термостабильный и оптически однородный крем. Кроме того, подбор эмульгаторов с учётом кислотности кожи (pH~5,5) обеспечил биосовместимость полученного крема [14]. В последнее время всё большую популярность приобретает использование в качестве эмульгаторов восков, в частности пчелиного [15].

Одним из важных факторов, определяющих качество, длительное хранение и потребительское восприятие кремового продукта, является его вязкость и реологические свойства [16]. При работе с местными маслами кремы могут быстро разрушаться и иметь нестабильную структуру. В исследованиях кремы, изготовленные с кунжутным и льняным маслами, не были должным образом стабилизированы. Поддерживать вязкость крема на уровне 5,1 Па·с удалось, используя смесь гуаровой и ксантановой камеди в соотношении 1:1 для сохранения структуры крема. Использование технологии ультразвуковой гомогенизации дополнительно стабилизировало структуру крема. В результате научных исследований оптимальная вязкость крема на основе льняного масла была определена в диапазоне 4,8-5,3 Па·с. Это позволяет крему распределяться и образовывать тонкий слой на коже.

Использование антиоксидантов, витаминов, эфирных масел и антибактериальных веществ имеет большое значение для повышения профилактических свойств косметических кремов. Однако наличие таких веществ в креме с местными маслами может иметь обратный эффект. Например, в креме, приготовленном на основе масла чайного дерева и витамина Е, через 10 дней наблюдалось 30%-ное снижение антиоксидантной активности. Это связано с тем, что витамины остаются в открытой фазе и не полностью соединяются с маслом. Для решения этой проблемы исследователи предложили технологию инкапсуляции. В настоящее время для обогащения кремов на основе местного сырья эффективными активными ингредиентами используются такие технологии, как микроэмульсия и наноструктурированные липиды. Всасывание, распределение и долгосрочное воздействие каждого компонента на кожу являются важными аспектами рецептуры крема [17].

Одними из важнейших свойств кремов являются их органолептические и реологические свойства. Особенно важны такие свойства, как смазывающая способность и впитываемость кожей. Эти три свойства напрямую связаны с вязкостью крема и масляной фазой, используемой в его составе. Данная исследовательская работа посвящена обогащению масляной фазы крема местными лечебными маслами и подсолнечным воском [18].

Цель работы изучение влияния местных нетрадиционных (абрикосового, миндального, виноградного, арбузного, персикового, тыквенного) масел на физико-химические показатели косметических кремов.

Материалы и методы.

1. Анализ физико-химических свойств жиров и масел.

1.1. Определение числа омыления

Глицериды и жирные кислоты в жире обрабатывают спиртовым раствором 0,5 н. щёлочи до полного омыления. Избыток щёлочи титруют кислотой. Число омыления в мг КОН определяют по формуле [19]:

1.2. Определение перекисного числа

Для оценки степени окисленности масел определяли перекисное число по стандарту AOCS Cd 8-53. 5 г подсолнечного масла растворяют в смеси хлороформа, подвергают взаимодействию с ионом йода и титруют 0,01 н. раствором тиосульфата натрия в присутствии индикатора крахмала. Концентрацию O₂ (ммоль O₂/кг) рассчитывают по формуле [19].

1.3. Определение плотности масла

Плотность масла определяют, помещая масло в стеклянный цилиндр емкостью 50 мл при температуре 20 ℃ и медленно опуская в него ареометр. При этом ареометр не должен касаться дна и стенок сосуда. Плотность масла равна числу, указанному на ареометре на границе раздела воздух-жидкость на поверхности масла[19].

1.4. Определение показателя преломления

Показатель преломления масел определяют с помощью рефрактометра. При температуре 20 ℃ несколько капель масла капают на окошко рефрактометра и корректируют показатель преломления рефрактометра[19].

1.5. Определение йодного числа

Йодное число масел определяли ускоренным методом – рефрактометрическим методом. Для этого определяли и рассчитывали показатели преломления масел при температуре 20 ℃ по существующей формуле[19].

1.6. Определение кислотного числа

Метод основан на титровании образца масла щелочным раствором в присутствии индикатора фенолфталеина. В качестве растворителя используют смесь спирта, нейтрализованного диэтиловым эфиром или бензином. 3–5 г масла взвешивают на аналитических весах и помещают в колбу, приливают 50 мл нейтрализованной смеси диэтилового эфира и этилового спирта, растворяют и добавляют 3–5 капель 1%-ного раствора фенолфталеина. Полученный раствор титруют 0,1 н спиртовым раствором гидроксида калия при постоянном перемешивании в течение 30 секунд до образования стойкой светло-розовой окраски. Кислотное число в мг КОН определяют по формуле [19]:

2. Анализ физико-химических показателей крема

В рамках данного исследования проведен комплексный анализ физико-химических и органолептических свойств косметических кремов, произведенных на основе местного сырья. Оценку композиционных, технологических и потребительских показателей качества крема проводили в соответствии с международными стандартами [20].

2.1. Определение вязкости крема

Индекс вязкости измеряли с помощью ротационного вискозиметра (Brookfield DV-E) для оценки пластических и тиксотропных свойств крема. Измерения проводили при температуре 25±0,5°C и различных скоростях вращения ротора. Полученные данные служили для оценки консистенции и структурно-механических свойств крема[20].

2.2. Определение текучести крема

Текучесть испытуемых образцов определяли следующим образом: 0,5 г испытуемого образца помещали в круг, накрывали стеклянной пластиной и оставляли на 5 минут на верхней стеклянной пластине массой 500 г. Текучесть – это площадь, покрываемая определенным количеством образца крема после равномерного распределения образца по предметному стеклу. Регистрировали увеличение диаметра в результате распределения испытуемого образца. Записывали среднее значение трех определений[20].

2.3. Органолептическая оценка качества крема

Органолептическая оценка включала внешний вид, запах, распределение по коже, вязкость и действие крема. Оценка проводилась группой из 10 экспертов по сенсорным исследованиям по 10-балльной шкале, где 1 – наихудшее качество, а 10 – наивысшее. Результаты анализа были объединены с субъективными оценками и точными измерениями[20].

В целом, методы исследования основывались на международных стандартах и научных источниках, широко используемых при оценке современной косметической продукции, что позволило провести комплексную оценку качества и эффективности крема.

Результаты и обсуждение. Косметические кремы различаются по функциональным компонентам и добавкам. Многофункциональность кремов определяется различным составом компонентов, входящих в их рецептуру. Однако любой крем состоит из масляной и водной фаз. Функциональная добавка, входящая в рецептуру крема, может быть водорастворимой или жирорастворимой. В зависимости от этого, добавка добавляется либо в масляную, либо в водную фазу.

Сегодня местные производители кремов импортируют большую часть компонентов рецептуры из-за рубежа. В частности, эмульгаторы, наполнители, пластификаторы, антиоксиданты, консерванты и компоненты масляной основы также импортируются. Исследования были направлены на снижение количества импортного масла в рецептуре крема с использованием местного масляного сырья. Для этого первоначально были проанализированы физико-химические показатели местного масляного сырья (таблица 1).

Таблица 1.

Физико-химические показатели масел, полученных из нетрадиционного масляного сырья, доступного в Узбекистане

Из данных таблицы 1 видно, что физико-химические показатели масел абрикоса, миндаля, винограда, абрикоса, персика и тыквы очень близки и схожи между собой. Число омыления масел составляет от 188 мг КОН/г до 196 мг КОН/г, плотность – от 915 г/см³ до 922 г/см³, показатель преломления – от 1,466 до 1,475, йодное число – от 99 мг J_²/г до 139 мг J_²/г, перекисное число – от 3,2 ммоль O_² до 8,0 ммоль O_², кислотное число – от 1,1 мг КОН/г до 2,6 мг КОН/г. Хотя по агрегатному состоянию и органолептическим показателям все масла близки друг к другу, они различаются по жирнокислотному составу. Это также видно из данных таблицы 2.

Таблица 2.

Жирнокислотный состав масел, полученных из нетрадиционного нефтяного сырья, доступного в Узбекистане

Данные таблицы 2 показывают, что во всех маслах массовая доля ненасыщенных жирных кислот выше, чем насыщенных. Суммарная массовая доля жирных кислот, в зависимости от вида масла, составляет от 7,1% до 19,7%, а суммарная массовая доля ненасыщенных жирных кислот — от 79,9% до 89%. Насыщенных жирных кислот больше всего в тыквенном масле, меньше всего — в персиковом. Ненасыщенных жирных кислот больше всего в миндальном масле, меньше всего — в тыквенном.

Все исследованные выше масла по своим физико-химическим характеристикам соответствуют требованиям, предъявляемым к маслу, которое может быть использовано в рецептуре косметического крема. Высокая массовая доля ненасыщенных жирных кислот обеспечивает кремам на их основе хорошую впитываемость кожей человека, а насыщенные жирные кислоты обеспечивают консистенцию крема и его гладкость на коже.

Из каждого из 6 видов масел, проанализированных выше (таблица 3), были приготовлены отдельные кремы. 1 – подсолнечное масло (крем-образец), 2 – крем с абрикосовым маслом, 3 – крем с миндальным маслом, 4 – крем с виноградным маслом, 5 – крем с арбузным маслом, 6 – крем с персиковым маслом, 7 – крем с тыквенным маслом.

Таблица 3.

Рецепты увлажняющих и питательных кремов

Из таблицы 3 видно, что жировая фаза крема составляет более 40%, из которых 20% приходится на жидкое масло и 12% на стеариновую кислоту. Массовая доля жировой фазы в данном рецепте относительно высока, что подходит для питательного и ухаживающего крема.

Хотя количество масла в рецептах кремов одинаково, физико-химические свойства масел напрямую влияют на свойства крема. Поэтому были проанализированы вязкость, растекаемость и впитываемость кремов кожей. Полученные результаты представлены на рисунке 1.

Рисунок 1. Вязкость, растекаемость и впитываемость кожей кремов в зависимости от типа масла

На рисунке 1 показано, что кремы обладали различной вязкостью, растекаемостью и впитываемостью кожей. Их значения напрямую зависели от типа масла, использованного в рецептуре крема. Наибольшая вязкость крема наблюдалась у крема № 7, наименьшая – у крема № 6. Наибольшая растекаемость крема наблюдалась у крема № 4, наименьшая – у крема № 6. Наилучшая впитываемость крема кожей наблюдалась у крема № 3, наименьшая – у крема № 4. Оптимальные показатели по всем показателям наблюдались у крема № 5. В состав данного крема входило арбузное масло, и среди исследованных масел арбузное масло оказалось наиболее оптимальным выбором для крема.

Выводы. По результатам исследования использования нетрадиционных масел, доступных в Узбекистане, в рецептурах косметических кремов, можно сделать вывод, что из всех масел можно получить высококачественные косметические кремы. Все кремы имели показатели качества, не уступающие контрольному крему, приготовленному на основе подсолнечного масла. Миндальное и абрикосовое масла обладали высокой впитываемостью кожей, а масло виноградных косточек показало наилучшие результаты при нанесении на кожу. В ходе данного исследования было отмечено, что растекаемость крема не всегда зависит от его вязкости. Установлено, что на основе арбузного масла можно приготовить крем с оптимальными результатами по всем показателям.

Список литературы:

1. Dwivedi, Abhinay Kumar & Sharma, Hemant. (2022). Sun protective potential of polyherbal skin care cream. International Journal of Current Pharmaceutical Research. 14. 46-48.
2. Antonov, D., Schliemann, S., Elsner, P. (2012). Protective Creams and Emollients. In: Rustemeyer, T., Elsner, P., John, SM., Maibach, H.I. (eds) Kanerva's Occupational Dermatology. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-02035-3_112
3. Fartasch, Manigé & Diepgen, Thomas & Drexler, H. & Elsner, Peter & John, Swen & Schliemann, Sibylle. (2015). Occupational Skin Products: Protective Creams, Skin Cleansers and Skin Care Products. ASU International. 2015. 10.17147/ASUI.2015-05.05-02.
4. Хакимова З.А., Усманова Ф.Қ., Рузибаев А.Т. Изучение физико-химических свойств масел из косточек абрикоса и персика местного происхождения и использование их в рецептуре косметических кремов // Universum: Технические науки научний журнал №8(77). // Москва-2020, -С. 39-42.
5. Хакимова З.А., Рузибаев А.Т., Гаипова Ш.С., Салижанова Ш.Д., Исследование физико-химических свойств увлажняющего крема полученного на основе косточковых масел // Universum: Технические науки. Научный журнал. – Москва,2021. - № 10 (91). –C. 58-61.
6. Rocha-Filho, P.A.; Maruno, M. Study of Formulation, Physical Properties, and Instability Process and In Vitro Evaluation of Transparent Nanoemulsions Containing Sesame Seed Oil (SO) and Raspberry Seed Oil (RO). Cosmetics 2025, 12, 32. https://doi.org/10.3390/cosmetics12020032
7. Forouzanfar F, Bazzaz BS, Hosseinzadeh H. Black cumin (Nigella sativa) and its constituent (thymoquinone): a review on antimicrobial effects. Iran J Basic Med Sci. 2014 Dec;17(12):929-38.
8. Liu, JK. Natural products in cosmetics. Nat. Prod. Bioprospect. 12, 40 (2022). https://doi.org/10.1007/s13659-022-00363-y
9. Lee, Pei-En & Choo, Wee-Sim. (2014). Characterization of flaxseed oil emulsions. Journal of Food Science and Technology. 52. 10.1007/s13197-014-1495-3.
10. Utami, Dinda & Lubis, Minda & Meilani, Debi. (2023). The Formulation Cream Of Black Cumin Seed Oil (Nigella sativa Linn.). Indonesian Journal of Science and Pharmacy. 1. 70-73. 10.63763/ijsp.v1i2.38.
11. Galea, Carmen & Cocos, Dorin & Feier, Ramona & Moales, Doina. (2023). The use of essential oils in the development of dermato-cosmetic products. Medicine and Materials. 3. 31-36. 10.36868/medmater.2023.03.01.031.
12. Ibrahim, Mohamed & Shimizu, Taro & Ando, Hidenori & Ishima, Yu & Elgarhy, Omar & Sarhan, Hatem & Hussein, Amal & Ishida, Tatsuhiro. (2023). Investigation of anti-PEG antibody response to PEG-containing cosmetic products in mice. Journal of controlled release: official journal of the Controlled Release Society. 354. 10.1016/j.jconrel.2023.01.012.
13. Vasiljević, Dragana & Djekic, Ljiljana & Primorac, Marija. (2012). Long-term stability investigation of o/w cosmetic creams stabilized by mixed emulsifier. Hemijska industrija. 66. 871-878. 10.2298/HEMIND120613103V.
14. Díaz-Cruces, Eliana & Tom, Thara & Gómez-López, Vicente & Negrete-Bolagay, Daniela & Hermoso-Gil, Javier & Miró, Pablo & Troconis, Jorge & Toro-Mendoza, Jhoan & Narváez Muñoz, Christian & Zamora Ledezma, Ezequiel & Alexis, Frank & Zamora-Ledezma, Camilo. (2025). Saponins as Natural Emulsifiers: Challenges, Regulatory Landscape, and Future in Biomedical and Cosmetic Fields. Industrial & Engineering Chemistry Research. 10.1021/acs.iecr.4c04714.
15. Junita Hakim, Rusnia & Nugrahani, Ratri & Fithriyah, Nurul. (2020). Performance of Lecithin Isolate from Vegetable Oil as an Emulsifier on the Beeswax Coating Characteristics. International Journal of ChemTech Research. 13. 111-119. 10.20902/IJCTR.2019.130307.
16. Sita Devi Sarma, Twahira Begum, Mohan Lal, Chapter 4.2 - Application of linseed in cosmetic and personal care products development, Editor(s): Sapna Langyan, Ashok Kumar, Linseed, Academic Press, 2024, Pages 193-203,
17. Ghelichi, Sakhi & Hajfathalian, Mona & Yeşiltaş, Betül & Sørensen, Ann-Dorit & García-Moreno, Pedro & Jacobsen, Charlotte. (2023). Oxidation and oxidative stability in emulsions. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 22. 10.1111/1541-4337.13134.
18. Ghelichi, Sakhi & Hajfathalian, Mona & Yeşiltaş, Betül & Sørensen, Ann-Dorit & García-Moreno, Pedro & Jacobsen, Charlotte. (2023). Oxidation and oxidative stability in emulsions. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 22. 10.1111/1541-4337.13134.
19. Qodirov Y. Yo’glarni qayta ishlash tehnologiyasidan laboratoriya mashg’ulotlari. - Toshkent: Cho’lpon, 2005.-168 b.
20. ASTM E1490-19: Standard Guide For Two Sensory Descriptive Analysis Approaches For Skin Creams And Lotions.