Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Nowatorskie podejście do antocyjanów w perspektywie chemii kosmetycznej
Nowatorskie podejście do antocyjanów w perspektywie chemii kosmetycznej

Przemysł kosmetyczny od wielu lat rozwija się w znaczącym tempie. Klient jest coraz bardziej świadomy tego, co znajduje się w kosmetyku, a skład INCI nie jest już pomijany przy czytaniu etykiety. Dzięki tej wiedzy w ostatnich latach coraz bardziej popularne są tzw. kosmetyki zawierające surowce naturalne. Technolodzy, tworząc recepturę, muszą częściej sięgać po surowce pochodzenia naturalnego, w tym roślinnego, które mogą wzbogacić kosmetyk zarówno jakościowo, jak też wpływając np. na barwę, zapach lub reologię kosmetyku poprawić jego właściwości aplikacyjne, na które konsument zwraca szczególną uwagę. Wśród niezliczonej ilości surowców stosowanych jako składniki różnorodnych kosmetyków można wymienić m.in. barwniki.

 

Barwa ważna tak samo jak skład

Nie od dziś wiadomo, że konsument często zwraca uwagę nie tylko na skład i działanie kosmetyku, ale również na jego wygląd i zapach. Podczas tworzenia nowych formulacji kosmetycznych, technolog musi zwrócić uwagę na formę i kolor finalnego kosmetyku w taki sposób, aby późniejszy klient wybrał właśnie jego produkt.

Zastosowanie barwników w produkcie ma bardzo duży wpływ na konsumenta. Kupując w sklepie spożywczym jabłko, wybieramy to, które ma najintensywniejszy kolor – jest wtedy bardziej atrakcyjne, wygląda na świeże i zdrowe. Podobnie jest z kosmetykami. Kiedy poszukujemy miętowego szamponu, to jego zielone zabarwienie zachęci do zakupu, ponieważ konsument odniesie wrażenie, że jest w nim dużo ekstraktu z mięty, na czym mu zależy. Podobnie może być z różanym balsamem o lekko czerwonej barwie lub odświeżającym tonikiem z wyciągiem z bławatka, który ma niebieską poświatę.

Certyfikowany kosmetyk naturalny (wg standardów COSMOS – Cosmetic Organic and Natural Standard) nie może mieć w składzie między innymi: silikonów, surowców modyfikowanych syntetycznie (np. oksyetylenowanych PEG-ów) lub syntetycznych kompozycji zapachowych i barwników. Powinien też zawierać jedynie naturalne aromaty i barwniki z roślin i kwiatów. Z ostatnim aspektem osoba tworząca recepturę kosmetyku może sobie poradzić, dodając surowce naturalne zawierające w sobie substancje będące barwnikami organicznymi. W przemyśle kosmetycznym stosowane są trzy podstawowe klasy barwników naturalnych: chlorofile, karotenoidy oraz flawonoidy, do których zaliczamy antocyjany, będące glikozydami, w których barwnymi aglikonami są antocyjanidyny.

 

Naturalny barwnik

Antocyjanami nazywane są polifenolowe barwniki roślinne, występujące najczęściej w soku komórkowym kwiatów i owoców, ale spotykane również w liściach oraz podziemnych częściach roślin. Znanych jest kilkaset naturalnych barwników antocyjanowych, lecz jedynie około dwudziestu występuje jako barwniki rozpowszechnione w przemyśle kosmetycznym i spożywczym. Ich barwa zależna jest głównie od budowy oraz pH soku komórkowego, w którym się znajdują – w kwaśnym ich kolor jest czerwony, natomiast w środowisku obojętnym lub zasadowym są barwy niebieskiej lub fioletowej.

 

Najczęściej spotykanymi w produktach kosmetycznych antocyjanidynami są:

* cyjanidyna znajdująca się w dużych ilościach w czerwonej kapuście i cebuli, jabłkach czy śliwkach; jej największe stężenie występuje w skórce owoców;

* malwidyna odpowiadająca za czerwony kolor wina, która może mieć barwę od czerwonej do niebieskiej; występuje w ciemnych winogronach i borówkach;

* pelargonidyna odpowiadająca za różowy lub czerwony kolor malin, truskawek i żurawiny; alkoholowy roztwór tej substancji stosowany jest jako wskaźnik pH;

* delfinidyna nadająca niebieską barwę czarnym jagodom, winogronom i irysowi; Japończycy wykorzystują ją w badaniach wprowadzenia do genomu róży celem uzyskania niebieskiego koloru płatków.

 

Dużą zawartość wymienionych wyżej substancji można znaleźć również w roślinach o charakterystycznym, intensywnym i ciemnym kolorze: czarnych porzeczkach, czarnych jagodach, aronii, jeżynach, czarnym bzie lub bakłażanie. Należy dodać, że w jednej roślinie występuje od kilku do kilkunastu różnych antocyjanów, dlatego też te naturalnie wytworzone kompozycje kolorystyczne są tak niepowtarzalne.

Na skalę światową antocyjanowe barwniki ekstrahuje się głównie z winogron, które stosowane później w produktach dają odcień czerwony oraz buraków, które barwią na fioletowo. W Polsce do wyizolowywania naturalnego ciemnego barwnika często wykorzystywana jest też aronia. Krzew ten jest dość pospolity ze względu na obfite owocowanie oraz dojrzałe owoce mające bardzo ciemną, prawie czarną barwę. Sok jest silnie barwiący, co jest ogromną zaletą, biorąc pod uwagę, że mało skoncentrowane soki antocyjanowe nie są odporne na czynniki zewnętrzne takie jak np. ciepło, które przyspiesza degradację związków antocyjanowych.

Zastosowanie antocyjanin jako barwników w kosmetykach uregulowane jest w Rozporządzeniu Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1223/2009. W załączniku IV pod numerem 149 wymienione są naturalne antocyjany, które mogą być używane w produktach kosmetycznych z wymaganiami i czystością zgodną z dyrektywą Komisji 95/45/WE. Są to między innymi: cyjanidyna, peonidyna, malwidyna, delfinidyna, petunidyna, pelargonidyna.

 

Chemicznie mówiąc

Struktura chemiczna antocyjanów może być bardzo złożona i zróżnicowana. Tworzące podstawowy układ antocyjanowy (flawonoidowy) pierścienie aromatyczne połączone są trójwęglowym mostkiem, który najczęściej, poprzez atom tlenu zamykany jest w pierścień trzeci i dlatego związki tego typu nazywa się czasem układami o strukturze C6-C3-C6. Różnią się między sobą rodzajem, liczbą oraz miejscem występowania reszty cukrowej i jej podstawników. Poznane dotąd antocyjany mogą różnić się rodzajem antocyjanidyny oraz rodzajem, liczbą i miejscem przyłączenia reszty cukrowej i jej podstawnikami, którymi są grupy: -H, -OH, -OCH3.

 

Wolne rodniki pod kontrolą

Antocyjany wykazują też aktywność biologiczną i są skutecznymi antyoksydantami. Atomy (np. atomy tlenu) lub cząsteczki zawierające niesparowane elektrony potocznie nazywane są wolnymi rodnikami. Powstawanie wolnych rodników z białek, lipidów czy kwasów nukleinowych, obecnych w komórkach powodowane jest przez reakcje z wolnymi rodnikami tlenowymi lub reakcje utleniania tlenem cząsteczkowym. Każdy atom tlenu, dążąc do sparowania i szukając elektronu w innych cząsteczkach, czasem znajduje miejsce w atomach białka. Może mieć to bardzo negatywne skutki, ponieważ między innymi właśnie w ten sposób uszkadzane są błony komórkowe oraz struktury DNA. Jeżeli w organizmie nie ma równowagi między reaktywnymi formami tlenu a antyoksydantami (zwanymi również przeciwutleniaczami) występuje stres oksydacyjny, który jest powodem wielu chorób takich jak cukrzyca, miażdżyca, schorzenia skóry czy nawet nowotwory.

Stres oksydacyjny prowadzi też do utleniania się kwasów tłuszczowych błon komórkowych skóry, co skutkuje przedwczesnym jej starzeniem. Znanymi substancjami stosowanymi w kremach przeciwzmarszczkowych są między innymi takie przeciwutleniacze jak: witamina E, A lub C. Z badań wynika, iż także antocyjany są bardzo skutecznymi antyoksydantami. Mają one wyższy tzw. potencjał przeciwutleniający niż wymienione wcześniej, stosowane w kosmetykach, standardowe antyoksydanty.

Nie chcąc być narażonym na uboczne skutki działania autooksydacji tlenu w naszym organizmie, powinniśmy stosować produkty, które w składzie mają przeciwutleniacze. Antyoksydanty są cząsteczkami, które charakteryzuje w swojej budowie występowanie wolnego elektronu. Mają one możliwość „zmiatania” wolnych rodników, ponieważ wolny elektron może zostać oddany atomom tlenu, unikając tym samym negatywnych skutków działania stresu oksydacyjnego. Aktywność biologiczna antocyjanów obejmuje bardzo silne działanie przeciwutleniające, co zapobiega powstawaniu wolnych rodników i tym samym chroni organizm przed stresem oksydacyjnym i przedwczesnym starzeniem się, czego skutki widać przede wszystkim na skórze.

 

Zawartość antocyjanów w kosmetykach

Antocyjany znajdziemy przede wszystkim w różnych kremach oraz balsamach itp. Wśród powszechnie stosowanych w kosmetykach surowców, które zawierają antocyjany, jest owoc borówki czernicy. Dodaje się go do produktów, które mają za zadanie wzmocnić ściany naczyń krwionośnych, uszczelniając je i zapobiegając powstawaniu obrzęków. Wspomnianą wcześniej aronię można równie często spotkać w kosmetykach nawilżających, ochronnych lub w produktach do cery wrażliwej i zmęczonej. Składniki antocyjanowe występują też powszechnie w wielu produktach do higieny. Popularny jest żel pod prysznic z ekstraktem z borówki oraz arniki, który ma działanie odżywcze, nawilża, regeneruje skórę. Na innym żelu z wyciągiem z granatu możemy przeczytać o właściwościach antyoksydacyjnych, które pozwalają na zachowanie skóry w doskonałej kondycji poprzez uodpornienie jej na szkodliwe działanie słońca, wiatru oraz mrozu.

Maseczki, balsamy, żele, pomadki truskawkowe lub malinowe bardzo często można znaleźć na półce sklepowej. Jako kosmetyki zawierające silne przeciwutleniacze mają pozytywny wpływ na naszą skórę i ciało. Także poprawa kondycji włosów, nawilżenie, polepszenie kolorytu skóry i rozjaśnienie przebarwień to tylko niektóre z cech, które można przypisać tym różowo-czerwonym owocom.

Antocyjany w kosmetykach wykazują działanie przeciwzapalne, dlatego często stosowane są w produktach do cery wrażliwej. Po użyciu produktu z przeciwutleniaczami skóra nabiera koloru, nie jest szara. Dodatkowo przypisuje się im działanie zmiękczające, regeneracyjne, nawilżające oraz ujędrniające. Istotną rolą tych antyoksydantów jest również ochrona tkanek przed promieniowaniem UV. Dzięki temu, że mają zdolność do pochłaniania promieniowania słonecznego, znacznie obniżają ryzyko uszkodzeń struktur DNA oraz wykazują korzystne właściwości regeneracji komórek uszkodzonych na skutek nadmiernego nasłonecznienia skóry. Znajdujące się w kosmetykach przeciwutleniacze wpływają korzystnie na syntezę kolagenu, dlatego często można je znaleźć w kremach przeciwzmarszczkowych. Wykazano też wzmacniający wpływ antocyjanów na włosy i paznokcie.

 

Inne zastosowania antocyjanów

W przemyśle spożywczym barwniki antocyjanowe oznaczane są jako E163. Czerwono-fioletowy barwnik używa się zazwyczaj do barwienia dżemów, lodów, jogurtów lub witamin w tabletkach. Przy barwieniu tych produktów nie stosuje się pojedynczych związków, ponieważ jest to nieopłacalne. Produkcja tych naturalnych barwników opiera się na tworzeniu wyciągów, w których występują różne rodzaje antocyjanin.

Zastosowanie ich w produktach spożywczych jest bardzo prozdrowotne. Antocyjany obniżają negatywne skutki wpływu wolnych rodników na nasz organizm, przeciwdziałają mutacjom komórek DNA. Do udowodnionych efektów można zaliczyć wspieranie naturalnej odporności organizmu oraz zapobieganie cukrzycy i otyłości.

Antocyjany, przez ich pozytywny wpływ jako antyutleniacze, znalazły również zastosowanie w lekach np. dla kobiet w ciąży lub karmiących, które walczą z przeziębieniem. Dodatkowo można znaleźć je w wielu suplementach, które pomagają osobom z nadciśnieniem lub jako ogólna ochrona organizmu przed różnymi chorobami cywilizacyjnymi.

 

Cenny surowiec – antocyjany

Chemia kosmetyczna to dziedzina, która pozwala wprowadzać wiele nowoczesnych metod, technologii i surowców stosowanych jako składniki kosmetyków. Nie byłoby to możliwe, gdyby nie zróżnicowane, naturalnie występujące związki chemiczne, pochodzenia roślinnego, o czasem bardzo skomplikowanej i złożonej strukturze, z których wiele odgrywa tak istotną rolę w procesach pielęgnacji naszej skóry. Warto więc szukać kosmetyków zawierających ekstrakty z silnymi przeciwutleniaczami, jakimi są właśnie antocyjany, aby zachować dobre zdrowie i młody wygląd skóry jak najdłużej.

 

Autor: Izabela Bielak, studentka III roku, Chemia kosmetyczna, Wyższa Szkoła Inżynierii i Zdrowia w Warszawie

Źródła

[1] Glinka R., Glinka M., Receptura kosmetyczna z elementami kosmetologii tom 1, Oficyna Wydawnicza MA, Łódź 2008.

[2] Mitka K., Nowak K., Kowalski P.: Antocyjany-naturalne barwniki środków spożywczych. Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny, 2003.

[3] Molski M., Chemia piękna, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2009.

[4] Szajdek A., Borowska J., Właściwości utleniające żywności pochodzenia roślinnego. YWNO. Nauka. Technologia. Jako, 2004.

[5] Szaniawska M., Taraba A., Szymczyk K: Budowa, właściwości i zastosowanie antocyjanów, [w:] Nauki Inżynierskie I Technologie, 2(17), Wydawnictwo Uniwersytetu Ekonomicznego we Wrocławiu, 2015.

[6] Piątkowska E., Kopeć A., Leszczyńska T.: Antocyjany-Charakterystyka, Występowanie i Oddziaływanie Na Organizm Człowieka, ŻYWNOŚĆ. Nauka. Technologia. Jakość, 2011.

KOMENTARZE
news

<Wrzesień 2019>

pnwtśrczptsbnd
26
27
28
29
30
31
1
2
3
4
5
6
7
8
9
12
13
14
15
17
Biznes w Genach
2019-09-17 do 2019-09-17
18
Cancer Prevention 2020
2019-09-18 do 2019-09-18
21
22
27
28
29
2
Business Insider Trends Festival
2019-10-02 do 2019-10-03
4
BioNinja Challenge 2019
2019-10-04 do 2019-10-06
5
6
Newsletter