Chemia i Biznes

W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Mogą Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej "Polityce prywatności Cookies"

Rozumiem i zgadzam się

Konfiguracja makiety

Biosurfaktanty w produktach kosmetycznych i wyrobach chemii gospodarczej

2019-11-03  / Autor: Beata W. Domagalska, BeWuDe - Szkolenia i recepturowanie

Surfaktanty stanowią główny składnik większości produktów chemii gospodarczej (środki myjące, czyszczące i piorące) oraz do higieny i upiększania ciała.

Obecnie dąży się do zastępowania surfaktantów syntetycznych ich ekologicznymi (naturalnymi) odpowiednikami – biosurfaktantami. Biosurfaktanty obniżają napięcie powierzchniowe oraz międzyfazowe cieczy, ulegają micelizacji powyżej cmc (ang. critical micellar concentration) i co istotne są produkowane z surowców odnawialnych (cukry, oleje roślinne, odpady – śmieci) przez bakterie, drożdże i grzyby lub bezpośrednio przez rośliny (np. saponiny). Określenie „biosurfaktanty” stosuje się również dla surfaktantów otrzymanych w procesie syntezy enzymatycznej.

Przeszukując bazy patentów, można znaleźć ponad 2000 patentów na temat biosurfaktantów począwszy od metod produkcji tych związków poprzez syntezę związków chemicznych w obecności biosurfaktantów, zastosowanie biosurfaktantów przy trzeciorzędowym wydobyciu ropy naftowej aż do zastosowań kosmetycznych, w farmacji, w agrochemii, bioremediacji gruntów i w chemii gospodarczej.

Właściwości fizykochemiczne biosurfaktantów są analogiczne do właściwości surfaktantów syntetycznych, jednak biosurfaktanty charakteryzują się niższą toksycznością, dobrą biodegradowalnością, niskim potencjałem drażniącym i lepszą kompatybilnością ze skórą. W związku z tym w przemyśle kosmetycznym biosurfaktanty znajdują zastosowanie jako emulgatory, koemulgatory, solubilizatory i substancje aktywne. Główne właściwości biosurfaktantów, które wykorzystuje się w wyrobach chemii gospodarczej, to zdolność do zwilżania tkaniny/powierzchni oraz emulgowania zabrudzeń (m.in. tłuszczowych) w kąpieli myjącej.

Charakterystyka biosurfaktantów

Podział biosurfaktantów został oparty na różnicach w ich budowie. Wymienia się cztery główne grupy biosurfaktantów: fosfolipidy i kwasy tłuszczowe, lipopeptydy, glikolipidy i biosurfaktanty wielkocząsteczkowe (polimerowe). Osobną grupę stanowią saponiny zbudowane z hydrofobowego aglikonu i hydrofilowego fragmentu cukrowego. Spośród glikolipidów najczęściej są stosowane soforolipidy (SL), ramnolipidy (RL), cellobiozolipidy, mannozyloerytrytylolipidy (MEL), mannozylomannitylolipidy (MML) i lipidy trehalozowe (LT). Dostępne SL są produkowane głównie przy wykorzystaniu drożdży z gatunku Candida (substraty: cukry, alkany) i mogą obniżać napięcie powierzchniowe wody nawet do 25 mN/m.
Aby przekroczyć cmc trzeba użyć od 5 do 100 mg/l biosurfaktantu. HLB soforolipidów wynosi 10-13. Forma laktonowa SL wykazuje aktywność charakterystyczną dla biocydów. Forma kwasowa wykazuje lepszą zdolność pianotwórczą i lepszą rozpuszczalność w wodzie niż forma laktonowa. Znajdują zastosowanie w detergentach do mycia naczyń, czyszczenia powierzchni, ale także jako substancje o działaniu nawilżającym i ograniczającym działanie drażniące w kosmetyce. W produktach kosmetycznych SL występują pod nazwą INCI: Rapeseed Sophorolipids, Madhua Longifolia Sophorolipids, Hydrolyzed Palm Sophorolipids, Candida Bombicola/Glucose/Methyl Rapeseed Ferment, Hydrolyzed Candida Bombicola/ Glucose/Rapeseed Acid Ferment Extract, Candida Bombicola/Glucose / […] Oil Fermen tExtract Filtrate.

 

Kolejną grupą biosurfaktantów są RL, produkowane m.in. przez mikroorganizmy rodzaju Pseudomonas (substraty: glicerol, alkany). Wydajność takiej produkcji to ok. 100 g/L. Zdolność RL do obniżania napięcia powierzchniowego jest porównywalna do SL (γ = 36-29 mN/m). CMC wynosi 10-230 mg/l.

RL charakteryzują się zdolnością do emulgowania substancji hydrofobowych, wykazują aktywność przeciwdrobnoustrojową, np. względem Bacillus subtilis. Dodatkowo działają antyfitowirusowo oraz niszczą zoospory. Stosuje się je przede wszystkim w procesach bioremediacji gruntów przy usuwaniu kationów Cd i Pb, redukcji jonów chromu(VI) do chromu(III) w wodzie, ale także w układach myjących i piorących. W produktach kosmetycznych RL występują pod nazwą INCI Rhamnolipids. MEL produkowane przez Pseudozyma sp. obniżają napięcie powierzchniowe wody do 33 mN/m. Ich cmc może osiągać wartość porównywalną do cmc surfaktantów cukrowych (10-6 mol/L), a HLB wynosi 8-12.  Charakteryzują się dużą zdolnością emulgującą względem oleju sojowego (większa niż dla Polysorbate 80). Podobnie jak pozostałe dwie grupy glikolipidów MEL wykazują aktywność przeciwdrobnoustrojową. Dodatkowo wykazują aktywność immunologiczną i neurologiczną. Zaletą jest ich stabilność termiczna (do 90°C) oraz odporność na ekstremalną kwasowość środowiska (pH 4-10). Podobnie jak RL wykazują zdolność do usuwania kationów Zn, Ni i Cu z zanieczyszczonej gleby. Jednak wydajność tego procesu jest wyraźnie gorsza niż przy zastosowaniu RL. MEL są składnikiem surowców kosmetycznych, takich jak np. Pseudozyma Epicola/Camellia Sinensis Seed Oil/Glucose/Malt Extract/Soybean Flour/Yeast Extract Ferment Filtrate, Pseudozyma Epicola/[...] Seed Oil Ferment Extract Filtrate, Pseudozyma Epicola/Soybean Flour/Apricot Kernel Oil/Olive Fruit Oil/Sunflower Seed Oil/Sweet Almond Oil/Leonurus Sibiricus Extract Ferment Extract Filtrate, Pseudozyma Tsukubaensis/Olive Oil/Glycerin/Soy Protein Ferment.


CAŁY ARTYKUŁ DOSTĘPNY JEST W NR 3/2019 KWARTALNIKA "CHEMIA I BIZNES. RYNEK KOSMETYCZNY I CHEMII GOSPODARCZEJ". ZAPRASZAMY.



przemysł kosmetycznydetergentychemia gospodarczasurfaktantybiosurfaktanty

Podoba Ci się ten artykuł? Udostępnij!

Oddaj swój głos  

Ten artykuł nie został jeszcze oceniony.

Dodaj komentarz

Redakcja Portalu Chemia i Biznes zastrzega sobie prawo usuwania komentarzy obraźliwych dla innych osób, zawierających słowa wulgarne lub nie odnoszących się merytorycznie do tematu. Twój komentarz wyświetli się zaraz po tym, jak zostanie zatwierdzony przez moderatora. Dziękujemy i zapraszamy do dyskusji!


WięcejNajnowsze

Więcej aktualności





WięcejNajpopularniejsze

Więcej aktualności (192)



WięcejPolecane

Więcej aktualności (97)





WięcejSonda

Czy ceny energii mają wpływ na działalność Twojej firmy?

Zobacz wyniki

WięcejW obiektywie