Kontrola jakości surowców kosmetycznych pochodzenia naturalnego

Kosmetyki naturalne to produkty, które powstają na bazie tylko naturalnych surowców – zasobów mineralnych oraz składników pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego. Ponadto powinny być pozyskiwane wyłącznie w wyniku poniższych procesów:

• filtracja, ekstrakcja, suszenie, destylacja,

• tłoczenie, mielenie, liofilizacja i przesiewanie.

Pozyskiwanie naturalnych surowców za pomocą wyżej wymienionych metod fizycznych, które przetwarzają materiał naturalny w niewielkim stopniu, pozwala zachować wartości odżywcze, witaminy i korzystne substancje zawarte w tych surowcach.

Kosmetyki naturalne stają się coraz bardziej konkurencyjne dla produktów syntetycznych. Wynika to z rosnącej świadomości konsumentów i korzyści płynących ze stosowania naturalnych produktów.

Kontrola jakości surowców naturalnych oraz pochodzenia naturalnego, używanych do produkcji kosmetyków jest ważna dla zapewnienia skuteczności i bezpieczeństwa wyrobów gotowych. Ze względu na szybki wzrost popularności kosmetyki naturalnej na całym świecie, priorytetem są skuteczne i szybkie metody kontroli jakości, a także prawidłowy i czytelny obieg dokumentacji związanej z surowcami, ponieważ łańcuchy dostaw stają się coraz bardziej globalne, coraz trudniej jest prześledzić pochodzenie surowców. Przejrzystość i identyfi kowalność w łańcuchach dostaw są bardzo pożądane i ważne dla zapewnienia jakości surowców oraz niezbędne do rzetelnego informowania konsumentów o źródle produktu.

CZYSTOŚĆ MIKROBIOLOGICZNA

Jednym z najważniejszych punktów kontroli jakości surowców pochodzenia naturalnego są badania mikrobiologiczne, których wyniki muszą być zgodne z normą PN-EN ISO 17516:2014-11. Proste, szybkie i skuteczne badanie podstawowej czystości mikrobiologicznej pozwala uniknąć nieprzyjemnej niespodzianki w produkcie gotowym. W przypadku surowców nieprzetwarzanych (suszonych, filtrowanych, tłoczonych) kontrola czystości mikrobiologicznej powinna odbywać się każdorazowo dla każdej dostawy, a także powinna obejmować każdą partię produktu finalnego. Surowce naturalne charakteryzują się zróżnicowaną mikroflorą zależną od sposobów upraw i nawożenia, ich dalszej obróbki oraz wysoką aktywnością wody, co znacznie zwiększa ryzyko zanieczyszczeń mikrobiologicznych. Zawartość drobnoustrojów może dodatkowo wzrastać podczas transportu, przechowywania czy też suszenia. Różnorodna mikroflora gleby jest głównym źródłem zanieczyszczenia roślin, a tym samym nieprzetworzonych lub niskoprzetworzonych surowców naturalnych. W glebie występują bakterie Gram-dodatnie z rodzaju Proteus, Streptococcus, Rhodococcus i Corynebacterium, a także przetrwalnikujące bakterie z rodzaju Bacillus, a zwłaszcza B. subtilis, B. pumillus, B. cereus i B. licheniformis oraz przetrwalnikujące bakterie beztlenowe z rodzaju Clostridium, promieniowce i pleśnie (m.in. Penicillium, Alternaria, Fusarium, Cladosporium). Ponadto glebę zasiedlają również pałeczki z rodzaju Escherichia, Pseudomonas, Alcaligenes, a także bakterie z rodzaju Mycobacterium, Agrobacterium oraz Xantomonas. Często czynnikiem determinującym skażenie roślin jest woda. Poprzez powietrze i glebę mogą dostać się do niej bakterie przetrwalnikujące (z rodzaju Bacillus), grzyby pleśniowe (m.in. Mucor, Penicillium, Cladosporium) czy grzyby drożdżopodobne (Rhodotorula, Candida, Cryptococcus, Debaromyces).

Obok wody, to surowce pochodzenia naturalnego są zaliczane do grupy surowców o największym ryzyku zanieczyszczenia mikrobiologicznego. Im większa ich zawartość w formulacji produktu, tym większa jest podatność tego produktu na zakażenie mikrobiologiczne.

Często ze względu na źródło pochodzenia surowca naturalnego nie ma możliwości uzyskania składnika w pełni wolnego od zanieczyszczeń mikrobiologicznych. W takim przypadku producent na podstawie analizy ryzyka powinien rozważyć, czy surowiec może zostać wykorzystany w produkcji, czy też należy go poddać obróbce obniżającej poziom zakażenia w surowcu pierwotnym. Szacując takie ryzyko, należy brać pod uwagę przede wszystkim rodzaj i stopień zanieczyszczenia, procentową zawartość surowca w produkcie końcowym oraz sposób zakonserwowania gotowego wyrobu.

Kolejnym ważnym parametrem pod względem zapewnienia najwyższej jakości i bezpieczeństwa surowców kosmetycznych jest kontrola pozostałości pestycydów, zanieczyszczeń, oraz obecności metali ciężkich w surowcach naturalnych i pochodzenia naturalnego.

ZANIECZYSZCZENIA

Wzrastający w ostatnich latach poziom stężenia metali ciężkich jest jednym z najbardziej uciążliwych elementów skażenia środowiska. Bardzo niebezpieczny jest trwały charakter zanieczyszczeń metalami ciężkimi, a także ich włączanie się do łańcucha pokarmowego. Metale ciężkie zaliczane są do tych zanieczyszczeń, które stanowią szczególne zagrożenie dla zdrowia człowieka. Skutki ich działania nie są natychmiastowe, chociaż często ujawniają się po wielu latach, pokoleniach – nie są jednak w pełni poznane. Często surowce, które nie podlegają dalszemu przetworzeniu lub są przetwarzane w znikomym stopniu (nawet te pochodzące z certyfikowanych upraw ekologicznych), są zanieczyszczone pozostałościami środków ochrony roślin, pyłami i metalami ciężkimi. Niezwykle istotnym elementem jest zatem testowanie surowców pochodzenia naturalnego na obecność powyższych zanieczyszczeń.

Badanie na obecność metali ciężkich przeprowadzane jest najczęściej z wykorzystaniem spektrometrii mas sprzężonej z plazmą wzbudzaną indukcyjnie (ICP-MS). Dzięki ICP-MS mamy natychmiastową odpowiedź, czy w badanej próbce znajdują się metale ciężkie oraz w jakich stężeniach występują. Sugeruje ono, czy surowiec jest bezpieczny i zdatny do użycia.

Podczas kontroli na obecność pestycydów często wykorzystywana jest chromatografia gazowa (GC). Jest to metoda instrumentalna umożliwiająca szybki rozdział mieszanin związków lotnych na poszczególne składniki. Rozdział składników badanej próbki następuje wskutek ich zróżnicowanego podziału pomiędzy fazą ruchomą a stacjonarną układu. Dokładniejszą metodą rozdzielania składników jest połączenie chromatografii gazowej ze spektrometrią mas (GC/MS). Proces ten, poza klasycznym GC, jest wzbogacony o detektor masowy, w którym obojętne cząsteczki organiczne ulegają jonizacji, skutkującej rozpadem na mniejsze fragmenty posiadające ładunek. Następnie naładowane cząsteczki rozdzielane są w polu elektrostatycznym i magnetycznym, dzięki czemu możliwe jest dokładne określenie stężenia i jakości każdego zanieczyszczenia.

W celu identyfikacji poszczególnych zanieczyszczeń występujących w surowcach naturalnych wykorzystywana jest spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera (FT-IR). Polega ona na pomiarze drgań cząsteczki wzbudzonej promieniowaniem podczerwonym w danym zakresie liczby falowej. Otrzymane widmo IR pozwala określić moc i jakość danego surowca. Jest to metoda stosunkowo prosta i tania w wykonaniu; substancje można poddawać badaniu niemal w każdej postaci, dlatego też metoda ta jest bardzo często wykorzystywana przy kontroli jakości surowców.

Ze względu na dużą czułość, precyzję i selektywność oznaczeń, w kontroli jakości wykorzystywana jest spektrometria UV-vis, w której przedmiotem badań są widma elektronowe. Metoda ta umożliwia zarówno analizę jakościową, jak i ilościową związków zawartych w surowcach pochodzenia naturalnego. Ponadto może być stosowana do badania stanów równowagi chemicznej.

CZYSTOŚĆ

Zanieczyszczenia i czystość mikrobiologiczna to tylko część elementów kontroli jakości surowców pochodzenia naturalnego i naturalnych. Innym ważnym punktem kontroli jest skład i jakość samych surowców.

W przypadku kontroli jakości surowców, takich jak olejki eteryczne, doskonałą metodą sprawdzającą ich czystość jest analiza chiralności. Analiza ta często pozwala ustalić ewentualne zafałszowania surowca syntetycznymi dodatkami. Enancjomery w zależności od tego, czy są prawoskrętne, czy lewoskrętne, mogą znacząco różnić się między sobą zapachem, np. (+)-(R)-karwon charakteryzuje się zapachem kminku, a dla (-)-(S)-karwonu właściwy jest zapach mięty (Rys.1). 

W przypadku enancjomerów znajdujących się w surowcach, ich stosunek powinien wynosić 50:50 prawoskrętnych i lewoskrętnych. Wykorzystanie specjalnego rodzaju chromatografii gazowej podczas kontroli jakości umożliwia nam określenie tego stosunku i uzyskanie informacji o rzeczywistej naturalności surowca lub o ewentualnych procesach oczyszczania lub rozdziału.

W świecie przemysłu kosmetycznego surowce naturalne zyskują coraz większą popularność. Ostatnie lata to powrót do kosmetyki naturalnej. Nieustannie rosnąca świadomość i wymagania konsumentów w zakresie składników kosmetycznych doprowadziły do sytuacji, w której prawie każdy producent wprowadza do swojej oferty produkty kosmetyczne z udziałem składników pochodzenia naturalnego. Konsumenci wymagają obecnie naturalności, prostoty i ekologiczności produktów nie tylko w zakresie ich składu: preferują także przyjazne dla środowiska opakowania i oczekują jak najbardziej ekologicznych technologii wytwarzania. Kontrola jakości surowców pochodzenia naturalnego i naturalnych do produkcji kosmetyków jest bardzo ważnym punktem w całym cyklu życia produktu kosmetycznego, zapewniając konsumentowi najwyższą skuteczność i bezpieczeństwo stosowania.

Artykuł został opublikowany w kwartalniku "Świat Przemysłu Kosmetycznego" 3/2021