Surowce kosmetyczne
Ekstrakty roślinne – nieodzowne surowce nowoczesnych preparatów kosmetycznych
Do grupy tej możemy także zaliczyć komponenty wytworzone w ściśle zdefiniowanych procesach biotechnologicznych, w wyniku których powstają substancje mające swoje odpowiedniki w otaczającej nas przyrodzie.
Spośród naturalnych surowców roślinnych najczęściej wymieniane są różnego rodzaju oleje, olejki eteryczne, ekstrakty czy też izolowane z nich składniki aktywne. Są one w recepturach kosmetyków wykorzystywane jako substancje czynne, ale także jako składniki bazowe. Świat roślin stanowi bowiem nieocenione źródło wielu cennych substancji, takich jak polifenole, fitohormony, fitosterole, witaminy, mikroelementy, barwniki czy tłuszcze.
Ekstrakty roślinne
Jedną z głównych metod pozyskiwania związków biologicznie aktywnych jest ekstrakcja. Proces ten polega na wydzieleniu występujących w surowcach roślinnych składników z wykorzystaniem odpowiednich rozpuszczalników. Ekstrakcja zachodzi na zasadzie dyfuzji, w wyniku której następuje ich samorzutna migracja pomiędzy surowcem roślinnym a rozpuszczalnikiem tzw. ekstrahentem. W zależności od warunków prowadzenia procesu, takich jak temperatura, dynamika płynów czy czas, wyróżnia się jej różne odmiany. Proces ten może być prowadzony metodą okresową lub ciągłą.
W przypadku wytwarzania surowców kosmetycznych jako rozpuszczalniki wykorzystywane są zarówno substancje polarne, jak i niepolarne. Najczęściej przy ich doborze wykorzystuje się zasadę, że podobne rozpuszcza się w podobnym i dla konkretnych surowców roślinnych dobiera się je w zależności od substancji, które chce się z nich pozyskać. I tak przy pomocy rozpuszczalników hydrofilowych, np. wody, glikolu propylenowego, gliceryny czy etanolu, wyodrębniane są związki o takim samym polarnym charakterze. Z kolei oleje roślinne czy mirystynian izopropylu to substancje niepolarne przydatne w pozyskiwaniu substancji lipofilowych.
Oprócz polarności ważnymi wyróżnikami wykorzystywanych ekstrahentów są: brak reaktywności w stosunku do składników surowca roślinnego, możliwie niski koszt, określone ciepło parowania. W praktyce ekstrakcyjnej można bowiem rozpuszczalnik pozostawić, usunąć częściowo lub całkowicie w zależności od konkretnych potrzeb.
Jedną z najnowszych metod pozyskiwania surowców roślinnych stanowi tzw. ekstrakcja nadkrytyczna. Proces ten został wprowadzony na początku XX wieku, jednak dopiero obecny stan techniki umożliwił jego zastosowanie na skalę przemysłową. W metodzie tej rozpuszczalnikiem jest tzw. płyn nadkrytyczny, czyli substancja, która w zależności od warunków, temperatury i ciśnienia, zmienia swoją postać fizyczną. W kontakcie z surowcem roślinnym wykorzystywana jest w formie cieczy, a po zakończonym procesie doprowadzona do postaci gazowej samoistnie się ulatnia.
Najczęściej stosowanym w tej metodzie komponentem jest dwutlenek węgla, w przypadku którego warunki nadkrytyczne są stosunkowo łagodne, a więc bezpieczne nawet w przypadku pozyskiwania związków termolabilnych. Co istotne, proces prowadzony jest bez dostępu powietrza, a więc wydzielane składniki nie są narażone na działanie tlenu.
Ekstrakty to najczęściej wieloskładnikowe mieszaniny, synergicznie ze sobą działających związków. Warto zwrócić uwagę na fakt, iż surowce pozyskiwane z tej samej rośliny mogą różnić się zawartością poszczególnych substancji aktywnych. Z tego też powodu coraz częściej producenci oferują ekstrakty standaryzowane. Można także spotkać wyciągi oparte na współczynniku DER (ang. Drug Extract Ratio), który określa, ile surowca roślinnego wykorzystano do ich wytworzenia.
W zależności od konkretnych potrzeb potencjalnych klientów ekstrakty mogą być ciekłe, częściowo zagęszczone lub stałe. W spisie INCI (International Nomenclature of Cosmetic Ingredients) składników preparatów kosmetycznych możemy je znaleźć pod łacińskimi nazwami roślin (rodzaj i gatunek według Linneusza), z których są otrzymywane, uzupełnionymi o słowo extract (ekstrakt z nagietka – INCI: Calendula Officinalis Extract). Nazwa ta może być dodatkowo poszerzona o część rośliny, z której wyciąg jest wytworzony (ekstrakt z kwiatów nagietka – INCI: Calendula Officinalis Flower Extract).
Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) szacuje, że obecnie na świecie znanych i wykorzystywanych do celów leczniczych lub kosmetycznych jest ok. 21 tys. roślin. W preparatach kosmetycznych produkowanych w Unii Europejskiej można spotkać wiele ekstraktów wytwarzanych na bazie surowców uprawianych w naszym klimacie. Coraz częściej jednak ich oferta jest poszerzana o rośliny egzotyczne, w tym przez stulecia używane w ajurwedzie. Największym producentem surowców wykorzystujących zioła są Indie, stąd bywają one określane mianem botanicznego ogrodu świata.
Wielka różnorodność wytwarzanych ekstraktów roślinnych pozwala na odpowiedni ich dobór w zależności od konkretnych potrzeb skóry czy włosów. Dodawane do preparatów kosmetycznych stanowią nieocenione źródło wielu składników aktywnych, które ze względu na wielokierunkowe działanie (m.in.: przeciwutleniające, przeciwzapalne, antyseptyczne, przeciwdrobnoustrojowe) profilują ich aktywność.
Anty-aging
Substancje czynne pozyskiwane na bazie surowców roślinnych bardzo chętnie wykorzystywane są w wyrobach przeciwstarzeniowych, określanych mianem anty-aging. Do szczególnie aktywnych związków zaliczanych do tego segmentu należą tzw. fitohormony. Układy te charakteryzują się bardzo silnymi właściwościami antyoksydacyjnymi. Pełnią rolę zmiataczy wolnych rodników, czyli zapobiegają utlenianiu i uszkodzeniu błon komórkowych, a także ograniczają działanie enzymów, np. kolagenozy rozkładającej włókna podporowe skóry właściwej. Pobudzają procesy odnowy komórek oraz zwiększają ich zdolność do przyswajania substancji odżywczych, przez co wywierają korzystny wpływ na jej metabolizm.
Obecność roślinnych hormonów stwierdzono m.in. w soi (Glycine), lucernie (Medicago sativa), czerwonej koniczynie (Trifolium incarnatum), łubinie (Lupinus polyphyllus), lukrecji (Glicyrrhiza glabra). Fitoestrogeny można znaleźć również w innych roślinach uprawnych. Zawartość dużej liczby tych związków odnotowano m.in. w kolbach niedojrzałej kukurydzy (Zea mays), daktylach (Phoenix dactylifera), granatach (Punica granatum), szyszkach chmielu (Humulus lupulus). Występują one także w koprze (Anethum graveolens), baziach wierzby (Salix), cyprysie (Cupressus), żeń-szeniu (Panax ginseng), kiełkach pszenicy (Triticum vulgare), liściach pistacji (Pistacia lentiscus).
W preparatach do pielęgnacji delikatnej skóry okolic oczu bardzo chętnie wykorzystywane są działające łagodząco i nawilżająco komponenty pozyskiwane z rumianku (Chamomilla recutita), aloesu (Aloe vera) czy nagietka (Calendula officinalis). Na szczególną uwagę zasługuje działający także przeciwzapalnie i przeciwpodrażniająco ekstrakt z bławatka (Centaurea cyanus). Do cenionych surowców kremów pod oczy należą wyciągi ze świetlika (Euphrasia), szałwii (Salvia officinalis), pietruszki (Petroselinum crispum) czy arniki (Arnica montana), które zapobiegają powstawaniu obrzęków oraz rozjaśniają cienie pod oczami.
Pojawiające się pośród składników ich receptur ekstrakty z kasztanowca (Aesculus hippocastanum), lipy (Tilia) czy kokoryczki (Polygonatum) uelastyczniają naczynia krwionośne, co zapobiega ich kruchości i pękaniu, a także redukują obrzęki.
Skóra dysfunkcyjna
Rośliny są cennym surowcem stosowanym w walce z problemami cery naczynkowej. Do najczęściej wykorzystywanych przy tej dolegliwości składników kosmetycznych należą surowce pozyskane z kasztanowca (Aesculus hippocastanum) oraz miłorzębu japońskiego (Gingko biloba). Działają one przeciwobrzękowo, przeciwwysiękowo, uszczelniają ściany naczyń krwionośnych, zwłaszcza dużych, umieszczonych pod powierzchnią skóry. Otrzymane z tych roślin wyciągi pobudzają krążenie, poprawiają ukrwienie, zmniejszają napięcie zapobiegają ich pękaniu.
Do efektywnych środków wykorzystywanych w preparatach do cery wrażliwej naczynkowej należą ekstrakty z liści i kory oczaru wirginijskiego (Hamamelis virginiana), owoców cytrusowych, kwiatów czarnego bzu (Sambucus nigra), gryki zwyczajnej (Fagopyrum sagittatum), arniki górskiej (Arnica montana), dzikiego mirtu (Myrtus communis). W preparatach tego typu stosuje się także zioła zawierające w składzie krzem, w który szczególne bogate są skrzyp (Equisetum arvensem) i przywrotnik (Alchemilla silvestris).
W przypadku cery tłustej, łojotokowej polecany jest ekstrakt z rumianku (Matricaria chamomilla), który oczyszcza, delikatnie ściąga i zmiękcza. Stosowany miejscowo działa przeciwzapalnie, odkażająco i bakteriostatycznie. Ułatwia złuszczanie zewnętrznych warstw naskórka, przywraca skórze jędrność i gładkość. Kosmetyki do tego typu cery mogą zawierać także inne ekstrakty z roślin o podobnym działaniu co rumianek. Należą do nich m.in.: wyciąg z szałwii (Salvia officinalis), nagietka (Calendula officinalis), rozmarynu (Rosmarinus officinalis), kory dębu (Quercus robur), oczaru wirginijskiego (Hamamelis Virginiana), brzozy (Betula pendula).
Przebarwienia skórne
Ekstrakty znalazły swoje miejsce również w kosmetykach wybielających skórę. Na szczególną uwagę w tej grupie zasługują rośliny zawierające znane z takiego działania pochodne hydrochinonu. Szczególnie często stosowana jest arbutyna, czyli jego beta-glikozyd, której duże ilości można znaleźć w liściach bergenii (Bergenia crassifolia i Bergenia cordifolia) oraz grusz (Pyrus communis). Jej obecność stwierdzono też w liściach mącznicy lekarskiej (Arctostaphylos uva ursi) i borówki brusznicy (Vaccinium vitis idea). Spośród surowców roślinnych o charakterze wybielającym można wymienić m.in. ekstrakty z krwawnika (Achillea), cytryny (Citrus limon), grejpfruta (Citrus paradisi), rezedy (Reseda), piwonii białej (Paeoniaceae), pietruszki (Petroselinum crispum), morwy (Morus), lukrecji (Glycyrrhizae), zielonej herbaty (Camelia sinensis), kawy (Coffea), krokosza barwierskiego (Carthamus tinctorius), tamaryndowca (Tamaryndus).
Na szczególną uwagę w tej grupie zasługują wyciągi zawierające betulinę. Związek ten stanowi bowiem skuteczny inhibitor tyrozynazy – enzymu nieodzownego w procesie wytwarzania naturalnego barwnika skóry, czyli melaniny. Znaczne jego ilości można znaleźć w zewnętrznej warstwie kory białych gatunków brzóz rosnących pospolicie w Polsce (Betula Verrucosa czy Betula pubescens).
Do segmentu surowców wspomagających działanie środków wybielających należą także standaryzowane ekstrakty roślin o właściwościach promieniochronnych, m.in. korzenia kramerii (Krameria triandra), kłącza przywrotnika (Alchemilla vulgaris), koszyczków kocanki (Helichrysum), kory kruszyny (Rhamnus frangula). Ich właściwości ochronne związane są ze znaczną (dochodząca do 15%) zawartością frakcji specyficznych garbników, które charakteryzują się zdolnością do absorbcji
promieni słonecznych.
Cellulit
Ekstrakty roślinne są wymieniane jako istotne składniki preparatów antycellulitowych. Z grupy surowców wyjątkowo skutecznych w walce z tym defektem skóry można wymienić układy zawierające flawonoidy, które wzmacniają i zwiększają napięcie naczyń krwionośnych, normalizują przepuszczalność i kruchość kapilar, wzmacniają naczynia limfatyczne i usprawniają krążenie. Przeciwdziałają one zatrzymywaniu wody w skórze, likwidują jej nadmiar w przestrzeniach międzykomórkowych, a także regulują proces spalania tłuszczów i zapobiegają rozrastaniu się tkanki tłuszczowej. Do roślin bogatych w te związki należą: miłorząb japoński (Gingko biloba), zielona herbata (Camellia sinensis), ruta zwyczajna (Ruta graveolens), kasztanowiec (Aesculus hippocastanum), ostrokrzew kolczasty (Ilex aquifolium), sosna śródziemnomorska (Pinus pinastet).
Obfite źródło substancji powodujących obniżenie poziomu glukozy w komórkach, a tym samym wpływających korzystnie na metabolizm tłuszczów stanowią rośliny wywodzące się z tradycji medycyny wschodniej, m.in. żeń-szeń (Panax ginseng) czy karanta (Momordica).
Do ekstraktów pojawiających się w recepturach preparatów antycellulitowych należą także: czarny bez (Sambucus nigra), nostrzyk żółty (Melilotus officinalis), skrzyp polny (Equisetum arvense), arnika (Arnika Montana), karczoch (Cynara cardunculus L), wąkrotka indyjska (Centella asiatica), bluszcz (Hedera helix), bylica boże drzewko (Artemisia abrotanum L), iglica włoska (tzw. myszopłoch, Ruscus aculeatus) czy brzoza (Betula pendula).
Higiena na co dzień
Wyciągi pozyskiwane na bazie roślin są także istotnymi składnikami szamponów. Ich dobór zależy w dużej mierze od kondycji skóry i włosów, do których kosmetyk jest adresowany. W przypadku łojotoku doskonale sprawdzają się: tatarak (Acorus calamus), jałowiec (Juniperus communis), chmiel (Humulus lupulus), pokrzywa (Urtica dioica). Do suchych włosów można polecić wyciągi z lipy (Tilia), rozmarynu (Rosmarinus officinalis), lawendy (Lavandula) czy szałwii (Salvia officinalis), która działa także przeciwłupieżowo. Włosy zniszczone można wesprzeć wyciągami z brzozy (Betula), skrzypu polnego (Equisetum arvense), aloesu (Aloe vera) lub nagietka (Calendula officinalis).
Bardzo często w preparatach do higieny intymnej pojawiają się też ekstrakty z nagietka (Calendula officinalis), arniki (Arnica montana) czy też rumianku pospolitego (Matricaria chamomilla), które działają bakteriostatycznie, oczyszczająco i regenerująco. Ważną rośliną wykorzystywaną w tego typu preparatach jest krwawnik (Achillea millefolium). Stosowany zewnętrznie wpływa korzystnie na właściwy wzrost nabłonka, przyspiesza ziarninowanie i bliznowacenie. Jego obecność łagodzi podrażnienia, stany zapalne i przyczynia się do szybszego gojenia uszkodzonego naskórka. Krwawnik wykazuje działanie antybakteryjne, chroni przed infekcjami i zapobiega niekorzystnym zmianom w śluzówce. Podobne efekty można osiągnąć stosując ekstrakty z dziewanny (Verbascum thapsiforme), rozmarynu (Rosmarinus officinalis), macierzanki (Thymus pulegioides), tymianku (Thymus vulgaris) i przywrotnika polnego (Alchemilla vulgaris). W kosmetykach do higieny intymnej pojawia się także ekstrakt z oczaru (Hamamelis virginiana), który stanowi łagodny środek ściągający.
Coraz częściej do segmentu ekstraktów dołączają nowe surowce, które do tej pory nie były wykorzystywane w kosmetyce. I nie dziwi fakt, że ich oferta jest systematycznie poszerzana. Jesteśmy coraz bardziej świadomi tego, że potrzebujemy roślin po to, by zachować zdrowie, a także cieszyć się wciąż młodym i atrakcyjny wyglądem.
Literatura:
1. Janiszewska E., Witrowa-Rajchert D., Ekstrakcja nadkrytyczna w przemyśle spożywczym, Żywność, Nauka, Technologia, Jakość, 2005, 4(45)5-16.
2. Fatima A., Alok S., Agarwal P., Singh P., Verma A., Benefits of herbal extracts in cosmetics: a review, International Journal of Pharmaceutical Sciences and Research, 2013, 4(10), 3746-3760.
3. Photochemoprevention of skin cancer by botanical agents, F’guyer S., Afaq F., Mukhtar H., Photodermatology, Photoimmunology & Photomedicine., 2003, 19,56-72.
4. Balasundram N., Sundram K., Samman S., Phenolic compounds in plants and agri-industrial by-products: Antioxidant activity, occurrence, and potential uses, Food Chemistry, 2006, 99, 191-203.
5. Lin J., Tournas J., Burch J., Monteiro-Riviere N., Zielinski J., Topical isoflavones provide effective photoprotection to skin, Photodermatology, Photoimmunology & Photomedicine, 2007, 24, 61-66.
6. Malinowska M.A., Billet K., Drouet S., Munsch T., Unlubayir M., Tungmunnithum H., Multifunctional Rejuvenating Cosmetic Ingredient: Evaluation of Sirtuin Activity, Tyrosinase Inhibition and Bioavailability Potential, Molecules, 2020, 25, 2203, 1-16.
7. Mungmai L., Preedalikit W., Aunsri N., Amornlerdpison D., Efficacy of Cosmetic Formulation Containing Perilla frutescens Leaves Extract for Irritation and Aging Skin, Biomedical & Pharmacology Journal, 2020, 13(2), 779-787.
8. Maily T., Junardy F., Subroto E., Safety and Efficacy Evaluation on Combination of Lansium domesticum Fruit Extract and Hibiscus rosa-sinensis Flower Extract as Lightening Agent for Cosmetic, International Journal of Pharma Medicine and Biological Sciences, 2018,7, 3, 67-70.
9. Zagórska-Dziok M., Ziemlewska A., Bujak T., Nizioł-Łukaszewska Z., Hordyjewicz-Baran Z., Cosmetic and Dermatological Properties of Selected Ayurvedic Plant Extracts, Molecules, 2021, 26, 614.
Opracowała: dr inż. Magdalena Sikora
Technologia kosmetyków
Politechnika Łódzka
Artykuł został opublikowany w kwartalniku "Świat Przemysłu Kosmetycznego" 1/2021