Sztuka zmydlania

Kategoria: Badania i rozwój
7 min. czytania

Mydła w formie tradycyjnych, dobrze nam znanych drogeryjnych kostek, cieszą się nieustającą popularnością od wielu lat. Większość z nas kojarzy je z czasami, gdy płynne żele i szampony nie były jeszcze ogólnodostępne. Pojawiły się one w codziennych praktykach higienicznych jako jedne z pierwszych produktów myjących i przez długi czas cieszyły się brakiem jakiejkolwiek konkurencji.

Obecnie zastosowanie mydeł zarówno w kostce jak i w innych formach jest niezwykle szerokie. Nie są już one wyłącznie domeną chemii kosmetycznej. Coraz częściej wykorzystuje się je również w produktach chemii gospodarczej np. w płynach do prania i płukania, preparatach do czyszczenia podłóg, uniwersalnych pastach czyszczących i wielu innych.

Powrót do źródła

W ostatnim czasie możemy zauważyć powrót do korzeni i ponowne zainteresowanie się „sztuką zmydlania” oraz produktami w kostce. Obecne formuły nie opierają się już tylko na użyciu łoju wołowego lub smalcu (surowce często wykorzystywane do produkcji mydła w naszym rejonie geograficznym w ubiegłych latach), ani oliwy z oliwek (surowiec wykorzystywany do produkcji w rejonie śródziemnomorskim). Aktualnie asortyment wyrobów mydlanych jest bardzo szeroki pod względem zastosowania rożnego rodzaju olejów roślinnych oraz składników aktywnych. Często produkty te nie przyjmują już formy klasycznego bloku. Wielu mydlarzy barwi swoje produkty, nadaje im różnorodne kształty, a nawet tworzy w nich obrazy, dzięki czemu z produktu do użytku codziennego stają się małymi dziełami sztuki. Coraz więcej klientów rezygnuje również z zakupu zwykłego, taniego mydła na rzecz wytwarzanych ręcznie produktów rzemieślniczych. Dowodem na to jest sukces wielu polskich, nowoczesnych mydlarni, które podbiły rynek kosmetyków naturalnych zarówno w Polsce jak i za granicą.

Rodzaje mydeł

Ten artykuł dostępny jest w całości w kwartalniku Świat Przemysłu Kosmetycznego

Zakup prenumeratę
Tradycyjne mydło powstaje w reakcji saponifikacji, czyli zmydlania kwasów tłuszczowych (rys. 1). W wyniku połączenia roztworu wodorotlenku z kwasem tłuszczowym powstaje sól tego kwasu (mydło twarde), która jest rozpuszczalna w wodzie.

Tradycyjne mydło powstaje w reakcji saponifikacji, czyli zmydlania kwasów tłuszczowych (rys. 1). W wyniku połączenia roztworu wodorotlenku z kwasem tłuszczowym powstaje sól tego kwasu (mydło twarde), która jest rozpuszczalna w wodzie.

Rys. 1 Reakcja zmydlania kwasów tłuszczowych. Źródło: Moja chemia. Podręcznik dla gimnazjum” Jan Rajmund Paśko 2010r, część 2, str. 75, wydawnictwo Kubajak.

Jeśli ktoś zapyta się nas o mydlaną kostkę, jako pierwsze przychodzi nam na myśl standardowe, szare mydło. W rzeczywistości, prawdziwe szare mydło posiada formę pasty. Nie jest ono również klasycznym mydłem sodowym, a mydłem potasowym. Różnica jest znacząca, ponieważ mydło sodowe w postaci twardej kostki, uzyskuje się przy użyciu roztworu wodorotlenku sodu, natomiast mydło potasowe w postaci miękkiej pasty, przy użyciu wodorotlenku potasu. Wyróżniamy również trzeci rodzaj mydła, czyli tzw. „dual”, powstający z udziałem połączenia obu wodorotlenków, który często używany jest m. in. w recepturowaniu produktów do golenia.

Podstawowe zwroty

W środowisku osób zajmujących się sztuką tworzenia tradycyjnych mydeł istnieją zwroty, które mogą nie być znane wielu technologom.

Ług (roztwór wodorotlenku sodu/ potasu/ obu) – nazwa bardzo mało popularna wśród technologów. Odnosi się do rodzaju ekstrakcji prostej, a swoje pochodzenie zawdzięcza produkcji mydła przed wynalezieniem syntetycznego wodorotlenku. Zasadę do mydła wytwarzano z popiołu drzew liściastych oraz deszczówki, która była uważana za najlepszą wodę, ponieważ była stosunkowo uboga w związki mineralne. Obecnie do produkcji mydła zaleca się używanie wody demineralizowanej lub destylowanej.

Żelowanie – jest nazywane ostatnią fazą saponifikacji. Podczas jej trwania mydło robi się lekko przezroczyste – swoim wyglądem zaczyna przypominać stały żel. Proces rozpoczyna się w centralnej części mydła, a następnie rozchodzi się ku zewnętrznym krawędziom. Warto zaznaczyć, że do fazy żelowania nie musi dojść lub może być tylko częściowa (wówczas w środku kostki widoczna jest ciemniejsza plama. To zjawisko jest przyczyną niedostatecznie wysokiej temperatury, która doprowadziłaby proces żelowania do końca). Zdarza się, że dochodzi do tego przez przypadek np. w momencie źle dobranego rozmiaru formy lub jej zbyt cienkich ścianek. Istnieje też metoda, która ma za zadanie celowe zatrzymanie żelowania, najczęściej wykorzystywana przy mydłach z dodatkiem cukrów lub płynów, które ten cukier zawierają (mleko, soki, niektóre wyciągi roślinne). W takim przypadku mydło podczas procesu może nagrzać się zbyt intensywnie, co może prowadzić do wypłynięcia masy z naczynia. Zwykle przeciwdziała się temu poprzez włożenie mydła na pewien czas do lodówki lub zamrażarki. Faza żelowania przyspiesza saponifikację i sprawia, że mydło jest mniej kruche oraz pozostawia lepsze odczucia aplikacyjne. Fazę żelowania możemy przyspieszyć poprzez podgrzanie mydła do około 75oC.

Przetłuszczenie – część tłuszczów, która nie uległa saponifikacji. Zwykle używa się przetłuszczenia o wartości od 5% do 10%. Takie stężenia doskonale wpływają na odczucia aplikacyjne mydła, które bez przetłuszczenia może pozostawiać wrażenie szorstkości. Im większe przetłuszczenie, tym mydło będzie bardziej miękkie i mniej trwałe, ponieważ zwiększa się ryzyko, że niezmydlone tłuszcze przyczynią się do jełczenia. Niemniej jednak, wyższe przetłuszczenie może skutkować lepszym nawilżeniem i funkcją pielęgnacyjną. W produktach chemii gospodarczej opartych na mydłach zaleca się wartość równą 0 lub -1, z uwagi na możliwość pozostawiania tłustych smug na czyszczonej powierzchni.

Dojrzewanie mydła/leżakowanie – większa część saponifikacji odbywa się w ciągu pierwszych 24 godzin od zrobienia mydła, jednak nie jest ono od razu gotowe do użytku. Musimy zapewnić mydłu czas na dojrzewanie, czyli pozostawić je odsłonięte w temperaturze pokojowej. Czas jest zależny od dobranych tłuszczów. Mydła z olejów twardych (np. olej kokosowy, kwas stearynowy, masło shea) będą leżakować krócej, a mydła z olejów miękkich (np. oliwa z oliwek) o wiele dłużej. Średni czas leżakowania mydła to okres od 3 tygodni do 6 miesięcy. Najdłużej dojrzewa mydło zrobione wyłącznie z oliwy z oliwek, takie mydło jest bardzo miękkie i z uwagi na brak utwardzających kwasów tłuszczowych, długo traci wodę. Przy dojrzewaniu mydło traci też swoje wysokie, zasadowe pH (ok. 14) i przechodzi do pH lekko zasadowego (ok 8-9).

Metoda na zimno- podstawowa metoda robienia mydła dla początkujących. Polega na połączeniu tłuszczów razem z roztworem wodorotlenku, homogenizacji oraz wylaniu masy do formy. W zależności od formulacji oraz kształtu formy mydło możemy wyciągnąć już na drugi lub trzeci dzień. Jeśli mydło jest odlane w bloku, możemy je wtedy porcjować. W obu przypadkach gotowy kosmetyk pozostawiamy do dojrzewania. W trakcie leżakowania mydło traci wodę i zmniejsza swoją wagę. Pomimo, że do produkcji mydła używamy wody, jest ono produktem bezwodnym właśnie z uwagi na jej utratę.

Metoda na gorąco – Ta metoda przypomina metodę na zimno, jednak masa mydlana po homogenizacji jest podgrzewana w kąpieli wodnej w temperaturze około 75oC przez kilka godzin. W tym czasie następują wszystkie fazy saponifikacji, cały wodorotlenek przereaguje z kwasami tłuszczowymi, czego dowodem jest zmniejszanie się pH z 14 na 8-9. Przy robieniu mydła potasowego tą metodą będziemy mogli zauważyć rozwarstwianie się masy. To naturalna część robienia mydła potasowego, należy co jakiś czas homogenizować masę, która połączy się w czasie zależnym od użytych kwasów tłuszczowych. Ta metoda znacznie przyśpiesza czas gotowości mydła, które może być użyte nawet po zakończeniu ogrzewania i spadku pH. Należy pamiętać, aby dopasować ilość rozpuszczalnika wodorotlenku, ponieważ podczas obróbki termicznej duża część płynów ulega odparowaniu.

MT/MO- masa tłuszczów lub masa olejów. Określenie używane przez mydlarzy w recepturowania. Oznacza masę fazy tłuszczowej w formulacji.

Kwasy tłuszczowe w mydle i ich przeznaczenie

Każdy tłuszcz posiada charakterystyczną dla siebie zawartość kwasów tłuszczowych. W zależności od ich stężenia, odpowiadają za różne czynniki w mydle.

Przykłady nasyconych kwasów tłuszczowych stosowanych w recepturach mydeł

  • laurynowy;
  • mirystynowy;
  • palmitynowy;
  • stearynowy.

Wszystkie te kwasy odpowiadają za trwałość mydła. Dwa pierwsze powodują zwiększone pienienie i oczyszczanie, a pozostałe wpływają na konsystencję mydła, odpowiadając za jego twardość.

Przykłady nienasyconych kwasów tłuszczowych stosowanych w recepturach mydeł

  • rycynolowy;
  • oleinowy;
  • linolowy;
  • linolenowy.

Te kwasy są głównie składnikami tłuszczów płynnych. Rozrzedzają masę (wyjątkiem jest kwas rycynolowy) oraz zmniejszają trwałość mydła (szczególnie kwas linolenowy). Odpowiadają za pielęgnację w gotowym kosmetyku. Ich naddatek może wywołać jełczenie pozostawionych tłuszczów, jeśli nie zostaną zakonserwowane poprzez dodatek antyoksydantów, np. kwas mlekowy, tokoferol.

W opracowywaniu receptury ważna jest równowaga wszystkich tych wymienionych kwasów. Dobrze jest początkowo użyć w fazie olejowej 40%-50% tłuszczów z przewagą kwasów nasyconych. Będzie to skutkować optymalną twardością gotowego wyrobu i zachowaniem właściwości pielęgnacyjnych wynikających z pozostałych olejów. Jednak w zależności od potrzeb, można dowolnie modyfikować dobór kwasów, co ma realny wpływ na konsystencję gotowej masy. Receptura z przewagą kwasów nasyconych będzie miała gęstą konsystencję oraz szybciej ulegnie dojrzewaniu, a formulacja z przewagą kwasów tłuszczowych nienasyconych będzie miała lejącą konsystencję, wolniej dojrzeje oraz będzie bardziej podatna na zepsucie.

Funkcje oraz zalecane stężenia najczęściej używanych tłuszczów w mydle:

Rys 2. Funkcje i stężenia tłuszczów

Sól i cukry jako składnik mydeł

Mydło, jako anionowy środek powierzchniowo czynny, można zagęścić poprzez dodatek soli W odróżnieniu od innych detergentów, po dodaniu zbyt dużej ilości chlorku sodu, mydło nie rozrzedza się, a utwardzi, tracąc w rezultacie zdatność do dalszej obróbki. Zaleca się dozowanie soli maksymalnie do ok. 3% masy tłuszczów. 

Niewielki dodatek cukrów (np. cukier biały, cukier trzcinowy,  miód, mleko kozie) polepsza pienistość mydła. Jednakże ich zbyt duża ilość powoduje szybkie przegrzewanie i kipienie masy. Optymalne stężenie cukru to 1-2% masy tłuszczów.

Substancje zapachowe

Olejki eteryczne mają mniejszy wpływ na konsystencję masy mydlanej, dlatego stanowią lepsze rozwiązanie, gdy chcemy użyć wielu barwników  jednak ich zapach jest mniej trwały.

Kompozycje zapachowe pozostają dłużej w gotowym produkcie, jednak mogą wpłynąć na krzepnięcie mydła i znacznie przyspieszyć saponifikację, przez co masa może zrobić się tak twarda, że nie będzie możliwa jej dalsza obróbka. Zwykle zaleca się wcześniejsze przetestowanie danego stężenia zapachu w niewielkiej partii masy.

Podsumowanie

Obserwując rozwijające się obecnie mydlarnie oraz firmy wytwarzające produkty oparte na tradycyjnych mydłach, można wywnioskować, że jest to doskonały kierunek dla wielu marek, chcących odnieść sukces w świecie naturalnych kosmetyków oraz środków czyszczących opartych na tym detergencie. Wielofunkcyjność mydła, pozwala na opracowywanie innowacyjnych receptur, które mogą być użyte w wielu dziedzinach oraz wyjść naprzeciw rosnącym oczekiwaniom konsumentów.

Bibliografia

  1. National Library of Medicine, The Effects of Cold Saponification on the Unsaponified Fatty Acid Composition and Sensory Perception of Commercial Natural Herbal Soaps, 2018
  2. The art of soap-making, Alexander Watt (F.R.S.S.A.), 1885
  3. Journal of Clinical Otorhinolaryngology, Head, and Neck Surgery, “FORMULATION, EVALUATION AND DEVELOPMENT OF ANTISEPTIC SOAP”, Md. Rageeb Md. Usman, Abhishek Sunil Shirsath, Yogini P. Sonawane, 2023.
  4. Science Direct, “Saturated long chain fatty acids as possible natural alternative antibacterial agents: Opportunities and challenges”, Helena Arellano, Veronique Nardello-Rataj, Sabine Szunerits, Rahab Boukherroub, Anne-Laure Fameau, 2023.
  5. Degumming Process of Vegetable Oil Soap Stocks and Their Applications to Biological Surfactant Production by Candida catenulata, 2023.
  6. EMPIRICAL STUDIES OF AGRO-BASED INDUSTRY: VOLUME 2, Ikarastika Rahayu Abdul Wahab, Khairiyah Mat.
  7. Science Direct, Essential oils: Chemical constituents, potential neuropharmacological effects and aromatherapy – A review. Jiahao Liang, Yuyu Zhang, Penghao Chi, Haonan Liu, Zhaoxuan Jing, Haojie Cao, Youngliang Du, Yutong Zhao, Xia Qin, Wei Zhang, Dezhi Kong, 2023.

Dodatkowe informacje

Artykuł został opublikowany w kwartalniku „Świat Przemysłu Kosmetycznego” 1/2024

Autorzy

  • Dominik Kozłowski

    Specjalista w dziedzinie recepturowania i technologii mydeł
    Asystent Technologa Chemicznego
    Latech sp. z o.o.