Amino Asit Esaslı Yüzey Aktif Maddelerin Dinamik Özellikleri
Kişisel hijyen rejimleri, günlük hayatımızın önemli bir parçası haline geldi ve bu kişisel bakım ürünlerinin formülasyonu için yeni zorluklar ortaya koyuyor. Tüketiciler giderek artan bir şekilde sadece mükemmel temizleme performansı değil, aynı zamanda durulama uygulamasından sonra da devam eden hoş bir etki talep etmektedir.
Ayrıca ürünler, çevre bilincinin artmasıyla oluşturulan beklentileri karşılamalı ve olabildiğince doğala yakın olmalıdır. Formülasyonların yumuşaklığı esastır ve cocoyl glutamate and lauroyl sarcosinate tuzları gibi amino asit bazlı yüzey aktif maddeler bu gelişen pazarda giderek daha önemli bir role sahiptir (Şekil 1).
Her iki madde de doğal olarak oluşan bir amino asidin hidrofilik bir kafa olarak uzun zincirli bir yağ asidine hidrofobik kuyruk olarak birleştirilmesinden oluşur. Amino asit kısmının iyonik yapısı deri ve saç gibi proteinli yüzeylere yüksek afiniteye sahiptir.
Çalışmalar, bu amino asit bazlı yüzey aktif maddelerin cilt üzerinde koruyucu bir tek tabaka oluşturduğunu ve bunun cildin kurumasını engellediğini göstermiştir. Bu koruyucu tek tabaka, aynı zamanda, mevcut olabilecek daha agresif birincil veya ikincil yüzey aktif maddeleri deri yüzeyinden uzakta tutar 1.
SLS, SLES ve cocamidopropyl betaine (CAPB) gibi standart yüzey aktif maddelerin tam tersine, N-acyl sarcosinate ve N-acyl L-glutamate’lar, formülasyonların pH'ını 5.5 alanında tamponlama kabiliyeti gösterir. Bu tampon kapasitesi, cildin sağlıklı durumu üzerinde herhangi bir olumsuz etki olmaksızın stabil formülasyonların hazırlanmasını sağlar4. Perlastan SC 25 NKW gibi N-acyl glutamate’lar, cilt tahrişine neden olma eğiliminin düşük olması (hipoalerjenik) ve gözenek bloke edici (komedojenik olmayan) özelliklerinin olmaması nedeniyle cilt tarafından iyi tolere edilir. Transepidermal su kaybı (TEWL), epidermisin bariyer stabilitesi için bir ölçüdür ve dolayısıyla maddelerin tahriş edici potansiyeli için bir göstergedir.
Bir klinik çalışmada insan derisinin TEWL'si, ana bileşenler olarak sodium cocoyl glutamate ve sodium lauroyl sarcosinate dayanan iki durulama formülasyonunun uygulanmasından sonra araştırılmıştır. Deneklerin cilt neminde önemli bir değişiklik tespit edilememiştir, bu da olumlu bir sonuç olarak yorumlanmalıdır. Ayrıca, test edilen durulama formülasyonları, yumuşak, besleyici, temizleyici ve köpürtücü etkileri açısından denekler tarafından yüksek derecede kabul görmüştür.
Başlangıç malzemesi olarak glutamik asit, üretimin doğal fermantasyon süreçleriyle gerçekleştirilmesi avantajına sahiptir. Böylece SC 25 NKW, SL ve SCG 50 ZPF gibi Perlastan glutamate’lerı, COSMOS, ECOCERT, NATRUE, ECO-Label ve Nordic Swan gibi çeşitli kuruluşlardan sertifika alma gereksinimlerini karşılar.
Doğal kozmetik olarak sertifika verilmesi gerektiğinde, formülasyonlarda ana bileşenler veya ikincil yüzey aktif maddeler olarak kolayca kullanılabilirler. Hafif ve özellikle cilt dostu karakterleri, belirgin bir köpürme davranışı ve mükemmel aerobik ve anaerobik biyolojik olarak parçalanabilirlik ile birleştirilmiştir6.
Bu olumlu özellikler, tüketicilerin doğallık, sağlık ve performans açısından giderek daha karmaşık ihtiyaçlarını karşılamak için N-acyl sarcosinate ve N-acyl glutamate yüzey aktif cisimleri yelpazesini tercih etmektedir.
Bu makalede, amino asit bazlı sürfaktanların ve formülasyonlarının performansı, temizleme gücü, köpürme kabiliyeti ve köpük yapısı açısından çeşitli yöntemlerle incelenmiş ve geleneksel standart sürfaktanlarla karşılaştırılmıştır.
Temizleme Performansı Yüzey aktif maddelerin temizleme performansını değerlendirmek için kritik misel konsantrasyonunun (CMC) belirlenmesi, halka gerilimölçer aracılığıyla ölçülebilir. Sulu bir yüzey aktif madde çözeltisinin yüzey geriliminin maksimum azalması, yüzey aktif madde konsantrasyonunun bir fonksiyonu olarak ölçülür.
CMC değeri ne kadar düşükse, yüzey aktif madde performansı o kadar iyi olur. Halka gerilim ölçer yöntemiyle yapılan ölçümler, standart anyonik yüzey aktif maddeler SLS ve daha hafif SLES'in sırasıyla 1,2 g/l (SLS) ve 0,3 g/l (SLES) CMC değerine sahip olduğunu göstermiştir (Şekil 2).
SLS için nispeten yüksek değer, formülasyonda yalnızca daha yüksek seviyede yüzey aktif madde kullanımı ile telafi edilebilen zayıf bir temizleme performansına karşılık gelir.
Şekil 2: Konsantrasyonun bir fonksiyonu olarak statik yüzey gerilimi. Sodium cocoyl glutamate’ın CMC’si (Perlastan SC 25 NKW), sodium lauroyl glutamate (Perlastan SL), sodyum lauroil sarkosinat (Perlastan L-30) ve diğer yaygın yüzey aktif maddeler.
Bu nedenle, bir bütün olarak formülasyonun CMC’sini azaltmak için bir formülasyona özellikle düşük CMC’li ek yüzey aktif madde (ler) eklemek yaygın bir uygulamadır.
Temizleme ürünlerinin yaygın olarak kullanılan ve uygun bir formülasyonu, anyonik yüzey aktif madde SLES ve amfoterik CAPB (CMC 0.12g/l) karışımıdır.
Bununla birlikte, SLES’deki sülfat grubunun güçlü iyonik yapısı, cilt tahrişi olarak gösterilebilen ve özellikle hassas cilde sahip kişilerde intoleransa yol açabilen durumların oluşma potansiyelini artırır.
Bu durumda, sodium cocoyl glutamate (CMC 0,4 g/l), sodium lauroyl glutamate veya sodium lauroyl sarcosinate (CMC 0,4 g/l) gibi amino asit bazlı yüzey aktif maddelerin kullanımı tahriş edici etkileri azaltabilir ve daha hafif bir formülasyon
üretebilir.
Cilt yüzeyinin sağlığı üzerinde olumlu bir etki ile önemli ölçüde daha hafif etkiler üretmek için örneğin SLES ve amfoterik yüzey aktif maddeler (betainler) formülasyonlarına çok düşük seviyelerde eklenebilirler. Koruyucu tek tabaka, agresif yüzey aktif maddelerin cilt
üzerinde adsorpsiyonunu azaltır ve aynı zamanda cilt nem kaybının önüne geçer.
Yüzey aktif maddeler iyonik olmayan yüzey aktif madde coco glucoside (CMC 0,045 g/l) ile eşdeğer oranda karıştırıldığında, toplam CMC 0,4 g/l’den 0,12 g/l’ye veya 0,2 g/l’ye düşer (Şekil 3). Bu, ürünün mükemmel köpük kabiliyeti ve yumuşaklığı ile aynı temizleme performansını elde etmek için daha düşük bir yüzey aktif madde konsantrasyonunun gerekli olduğu anlamına gelir.
Köpürme Davranışı
Bir tüketici için iyi bir temizleme performansının en önemli görünür göstergelerinden biri, iyi bir köpük oluşumudur. Zengin köpürme, iyi temizleme kabiliyeti ile ilişkilendirilirken, düşük köpük değildir.
İyi köpürme ayrıca ürünün cilt üzerine yayılmaya hazır olduğunu gözle görülür şekilde gösterir. Perlastan yüzey aktif maddelerin köpük özelliklerini araştırmak için manuel Ross-Miles testi yapılmıştır (Şekil 4).
Şekil 4: Sodium cocoyl glutamate (Perlastan SC 25 NKW), sodium lauroyl ile Ross-Miles testi Sarcosinate (Perlastan L-30) ve diğer yüzey aktif maddeler (3 g/l aktif içerik).
Bu test, aktif içeriği 3 g/l (CMC'nin üzerinde) olan yüzey aktif madde çözeltilerinin köpük kabiliyetini ve köpük stabilitesini belirlemek için yapıldı. Bir köpük dağıtıcı tarafından tanımlanmış bir köpük hacmi oluşturuldu ve köpük yüksekliği zamanın bir fonksiyonu olarak ölçüldü.
Perlastan yüzey aktif maddelerin geliştirilen köpük yüksekliği, genel olarak sülfatlar ve betainler gibi yüksek köpüren standart yüzey aktif maddelere eşdeğerdir. Bu yüzey aktif maddelerin son derece stabil ve yapı olarak mikro gözenekli köpükler oluşturması olumlu bir ek etkidir. Tanımlanmış köpüğün bir köpük dağıtıcı vasıtasıyla oluşturulduğu ek bir testte, köpüklerden süzülen sıvı miktarı zamana bağlı olarak ölçülmüştür.
Bu, köpükteki sıvı miktarının bir göstergesidir. Sonuçlar, sarcosinate’ların ve daha özel olarak glutamate’ların, daha uzun bir süre boyunca stabil olan yüksek su içeriğine sahip stabil bir köpük sağladığını göstermektedir (Şekil 5).
Şekil 5: Köpük Stabilitesi: Sodium cocoyl glutamat (Perlastan SC 25 NKW), sodyum kokoil glutamat/koko glikozit/ksantan zamkı, sodyum lauroil sarkosinat (Perlastan L-30) ve diğer yüzey aktif maddelerin (aktif içerik 3 g) zamana bağlı drenaj miktarı /l).
Sonuç
Amino asit bazlı yüzey aktif maddeler, sülfat içermeyen temizleme ürünlerinin formülasyonları için büyük avantaj sağlayan birçok olumlu özellik sağlar.
Özellikle yüksek nem içerikli köpük ile belirgin köpürme davranışı gösterirler. Bu, ürünleri durulama uygulamaları için çok çekici kılar. Formülasyonlarda, SLS veya SLES gibi daha agresif yüzey aktif maddeler Perlastan yüzey aktif maddeler ile birleştirilebilir.
Ana yüzey aktif maddenin tahriş potansiyeli büyük ölçüde azaltılır ve elde edilen formülasyon çok daha hafif özelliklerden yararlanır. Ek olarak, pH 5.0 ve pH 6.5 aralığındaki glutamat ve sarkosinat yüzey aktif maddelerin tampon kapasitesi, cildin sağlıklı durumunu sağlam tutar.
Ayrıca, amino asit bazlı yüzey aktif maddelerin temizleme gücü, daha düşük bir CMC sunan diğer yüzey aktif maddelerle kombinasyon yoluyla optimize edilebilir. Mükemmel aerobik ve anaerobik biyolojik bozunabilirlik nedeniyle Perlastan yüzey aktif maddeler çevre dostu olarak sınıflandırılır.
Perlastan SC 25 NKW, Perlastan SC 25 NKPF, Perlastan SCG 50 ZPF ve Perlastan SL gibi ürünlerden elde edilen sodyum asil glutamatlar, çok çeşitli sertifikasyon işlemlerinin farklı kriterlerini karşılar ve doğal kozmetik formülasyonlarında kolayca uygulanabilir.
Referanslar
- Sugar M, Schmukker R. Reduzierung der Hautadsorption von Sodium Laureth Sulfat: Ein neuer Weg, die Hautfeuchtigkeit nach Anwendung von Duschprodukten zu erhöhen, SOFW Journal 2001; 127: 3-5.
- Kanari M, Kawasaki Y, Sakamoto K. J. Soc. Cosm. Chem. 1993; 27: 498.
- Nnanna IA, Xia J. Protein-Based Surfactants. Surfactant Science Series 2001; 101: 261-270.
- Husmann M, Weisse J, Wragg P, Wasko J. Perlastan Surfactants Derived from Naturally occurring Amino Acids. Cosmetic Science Technology 2008; 194-201.
