Pachnący kosmetyk

Zapach odgrywa istotną rolę w życiu zwierząt. Ułatwia im znalezienie pożywienia, chroni - ostrzegając przed nadciągającym niebezpieczeństwem, poprzez wysyłanie określonych sygnałów zapachowych tzw. feromonów pomiędzy samcami i samicami pozwala na zachowanie gatunku. Zapach jest również ważny dla człowieka.

Coraz częściej zdajemy sobie sprawę z tego, jak istotną rolę odgrywa zapach w naszym życiu. I tak np. powonienie ułatwia wyczucie ulatniającego się gazu czy też swąd spalenizny. Węch odgrywa również istotną rolę w przypadku pokarmów, które nie tylko muszą dobrze smakować ale również odpowiednio pachnieć. U ludzi zapachy w dużej mierze pełnią także swoistą rolę psychologiczną. Ponieważ węch jest najczulszym ze zmysłów, bodźce zapachowe bardzo szybko docierają do mózgu i uruchamiają określone, zarówno pozytywne jak i negatywne reakcje. Z tego też powodu należą one do środków wywierających silny wpływ na nasze samopoczucie. I choć nie zawsze zdajemy sobie z tego sprawę pewne zapachy mogą poprawić nastrój, działają uspokajająco, relaksująco, zapewniają miłe odczucia, inne zaś mogą wywoływać efekt wręcz odwrotny. Jest to jednak odczucie bardzo subiektywne i indywidualne, każdy z nas może reagować inaczej na ten sam bodziec zapachowy. U jednych osób ten sam związek może powodować przyjemne odczucia, u innych natomiast negatywne.

Zapach jest nierozerwalnie związany z człowiekiem praktycznie od zarania jego dziejów. Pierwszy traktat o zapachach, który aż do czasów średniowiecznych uznawany był za podstawowy tekst perfumeryjny został napisany w roku 323 r. p.n.e. przez Teofratosa zwanego ojcem botaniki. W czasach starożytnych powszechne zastosowanie w preparatach kosmetycznych i leczniczych znalazły pachnące olejki eteryczne. Pozyskiwane z różnych części roślin stanowiły składniki między innymi maści, kremów, leków, perfum. Mimo że skład a więc także związane z nimi właściwości tych układów poznajemy dokładnie, dzięki mocno rozwiniętym metodom analitycznym, dopiero dzisiaj istnieje wiele dowodów na to, iż ich zastosowanie przed wiekami w wielu wypadkach było zgodne z obecną wiedzą.

Aromaterapia
Aromaterapia zatem ma bardzo długą historię, choć sam termin stosowany dziś powszechnie, powstał dopiero na początku XX wieku. Określenie to wprowadził francuski chemik Rene Gattefosse, który w trakcie prowadzonych doświadczeń przypadkowo stwierdził, że olejek lawendowy w znaczący sposób przyspiesza proces gojenie oparzeń. Stało się to początkiem prowadzonych przez niego badań nad właściwościami oraz możliwościami wykorzystania innych olejków eterycznych w kosmetyce i lecznictwie. Efektem tych działań była wydana w 1937 roku książka pod tytułem „Aromaterapia”. W literaturze można spotkać różnorodne definicje tego terminu. Większość z nich uwzględnia zarówno zewnętrzne jak i wewnętrzne oddziaływanie olejków eterycznych na organizm ludzki. Olejki eteryczne mogą usuwać niektóre schorzenia i objawy chorobowe, jednak ich podstawowa funkcja związana jest z określonym wpływem na sferę psychiczną i fizyczną człowieka. W perfumerii i kosmetyce pojawił się i stopniowo wszedł do użytku codziennego nowy termin – aromachologia, którego nazwa wywodzi się od słów aroma (z grec. zapach) oraz psychologia i fizjologia. Nauka ta zajmuje się właśnie określaniem wpływu zapachów na nasze odczucia, nastroje, stany emocjonalne. Co istotne zapachy, które nas otaczają mogą silnie oddziaływać na nasze samopoczucie nawet gdy występują w stężeniach podprogowych, czyli świadomie niewyczuwalnych. W tabeli podano kilka przykładów stężeń progowych wybranych substancji zapachowych.
Chociaż powstało wiele teorii związanych z zapachem, obecnie przyjmuje się, że jest on wytwarzany poprzez wdychanie i pobudzanie określonych receptorów w błonach śluzowych znajdujących się po obu stronach górnej części jamy nosowej. Związki zapachowe są lotne i dlatego też są w stanie pobudzać komórki węchowe. Gdy cząsteczka układu chemicznego o określonym zapachu zetknie się z powierzchnią receptora, powstaje impuls, który przenoszony jest do opuszki węchowej, umiejscowionej tuż nad komorą nosową. Tam jest on przetwarzany i interpretowany jako zapach, a następnie gotowa informacja jest przekazywana do mózgu. Człowiek jest w stanie rozróżnić nawet kilka tysięcy zapachów. Im większe stężenie związku, tym więcej jego cząsteczek dociera do receptorów i tym silniej odbierany jest bodziec zapachowy. Do pewnych stałych zapachów jesteśmy w stanie się przyzwyczaić i po pewnym czasie przestajemy na nie reagować, mimo iż oddziałują one nadal na receptory węchowe i powodują podświadome reakcje. Kobiety na ogół mają lepiej rozwinięty zmysł węchu niż mężczyźni. W miarę starzenia organizmu wrażliwość na zapachy staje się słabsza.

Klasyfikacja zapachów
W tym miejscu warto może przytoczyć kilka podstawowych definicji związanych z zagadnieniem zapachu:
Substancja zapachowa – związek chemiczny lub ich mieszanina pochodzenia naturalnego lub syntetycznego o specyficznym zapachu.
Izolat – związek chemiczny o zdefiniowanej budowie chemicznej lub mieszanina związków o znanym składzie wydzielona z naturalnego surowca.
Syntetyk zapachowy – związek chemiczny o zdefiniowanej budowie chemicznej lub ich mieszanina o stałym składzie, pochodzące z pełnej syntezy chemicznej lub chemicznego przerobu surowca naturalnego.
Kompozycja zapachowa – ciekła mieszanina naturalnych i syntetycznych substancji zapachowych posiadająca specyficzny zapach, przygotowana do wprowadzenia do wyrobu, do którego jest przeznaczona. W zależności od przeznaczenia wyróżnia się kompozycje perfumeryjne, kosmetyczne, mydlarskie, detergentowe itp.
Rozpoznawanych jest około 400 000 układów określanych mianem odorantów obejmujących zarówno przyjemne jak i nieprzyjemne zapachy. Podstawowy podział substancji zapachowych obejmuje dwa segmenty: naturalny i syntetyczny. Związki naturalne dodatkowo dzieli się na układy roślinne i surowce pochodzenia zwierzęcego. Podobnie w przypadku związków syntetycznych można wydzielić dwa rodzaje substancji. Pierwszą z nich stanowią systemy chemiczne identyczne z układami występującymi w naturze, drugą natomiast substancje syntetyczne nie mające odpowiedników w przyrodzie. Zależność ta przedstawiona jest na schemacie.

Jak już wspomniano, surowce zapachowe pochodzenia naturalnego mogą być pozyskiwane zarówno ze świata roślin jak i zwierząt. Od zarania dziejów człowiek właśnie tam poszukiwał środków, które łagodziłyby choroby i cierpienie. Spośród nich wiele układów charakteryzowało się przyjemnymi zapachami, które stopniowo weszły do użycia jako naturalne perfumy. Słowo to wywodzi się ze zlepku słów per - przez i fumum - dymienie gdyż pierwsze produkty tego typu były zapachami uzyskiwanymi poprzez spalanie różnego rodzaju roślin. Najprawdopodobniej ludźmi, którzy to jako pierwsi wykorzystywali, byli Neandertalczycy. Z czasem pojawiły się inne sposoby „pozyskiwania naturalnych zapachów”. Podstawowe z nich przedstawiono na schemacie.

Jak wynika z przedstawionych schematów układy roślinne pozyskiwane są różnymi metodami z kwiatów, owoców, nasion, drzewa, liści, kory, korzeni itd. Również produkty pochodzenia zwierzęcego mogące stanowić potencjalne składniki perfum przyciągają uwagę człowieka. Do najważniejszych przedstawicieli tej grupy należą między innymi: piżmo, cybet, ambra, kastoreum.
Piżmo to wydzielina otrzymywana z podskórnego woreczka brzusznego samca piżmowca (Moschus moschiferus) o przenikliwej, trwałej charakterystycznej woni. Używana jest ona głównie do utrwalania i zaokrąglania zapachu perfum. Ważnymi składnikami tego typu układów są także cybet wydzielany przez kota cywetowego Viverra Civeta żyjącego w Etiopii, szara ambra - otrzymana z wydzielina kaszalota, czy też kastorem (strój bobra), wydzielina gruczołów bobra kanadyjskiego.
W ostatnich latach ze względu na międzynarodowy zakaz handlu chronionymi gatunkami dzikich zwierząt i roślin, wysoki koszt pozyskiwania oraz małą dostępność wiele z wymienionych układów naturalnych zastąpiono ich syntetycznymi analogami. Wraz z rozwojem przemysłu chemicznego opracowano syntezę całego szeregu związków zapachowych mających odpowiedniki w przyrodzie, ale także rozszerzono tą ofertę o układy tam niewystępujące.
Bardzo często związki zapachowe są klasyfikowane w zależności od ich struktury. Do najczęściej wymienianych układów należą: węglowodory, alkohole, aldehydy, ketony, estry, laktony, acetale, etery itp. W tabeli przedstawiono główne grupy zapachowe wraz z niektórymi ich przedstawicielami.

Ważnym elementem strukturalnym związku zapachowego jest tzw. grupa osmoforowa tzn. „przynosząca zapach”, która jak sama nazwa wskazuje jest jego nośnikiem. Można przyjąć, że w większości przypadków jest to układ, odpowiadający za to jak jest on postrzegany. Pojawiające się w szkielecie strukturalnym grupy: eterowa, estrowa, aldehydowa, ketonowa najczęściej powodują, że woń zawierających je związków odczuwana jest jako przyjemna. Natomiast układy posiadające w cząsteczce grupę aminową czy grupy, w których pojawia się atom siarki są najczęściej nośnikami nieprzyjemnych zapachów.

Zastosowanie substancji zapachowych
Głównym odbiorcą surowców zapachowych jest przemysł perfumeryjny. W jego produktach najczęściej stosowane są tzw. kompozycje zapachowe, które kreowane są przez tzw. perfumiarzy, dla których pierwowzorem do ich tworzenia jest bardzo często przyroda. Obecnie pod pojęciem perfum, w odróżnieniu od jej pierwotnej definicji, rozumiemy kompozycję produktów zapachowych różnego pochodzenia, rozcieńczoną w odpowiedniej proporcji alkoholem etylowym w celu wyeksponowania jej wartości.
Wśród składników perfum można wyróżnić oprócz substancji podstawowych kształtujących główny, najbardziej trwały zapach, również związki uzupełniające, nadającą mu określony odcień i wyrazistość, oraz zapewniające mu wyjątkowy, niepowtarzalny charakter. W ich skład wchodzą także substancje utrwalające czyli stabilizatory lub fiksatory zapachu. Kompozycja zapachowa złożona jest z trzech utrzymanych w jednej tonacji zapachowej nut, które wzajemnie się uzupełniają. Nutę górną tzw. nutę głowy stanowią najbardziej lotne, ale na ogół mocno pachnące komponenty. Z tego też powodu jest ona odbierana jako pierwsze wrażenie zapachowe układu i wyczuwalna bezpośrednio po otwarciu opakowania. Nuta środkowa określana nutą serca, pojawia się później i pozostaje dłużej. Stanowi ona główny motyw kompozycji zapachowej i jest na ogól cieplejsza i cięższa od pierwszej. Nuta końcowa, zawiera składniki utrwalające woń układu. Jest ona najtrwalsza stąd bywa określana mianem tzw. nuty głębi lub bazy perfum. To właśnie ona decyduje o trwałości i ostatecznym zapachu wyrobu perfumeryjnego.

W zależności od przeznaczenia układu zapachowego proporcje pomiędzy tymi elementami mogą się zmieniać. W kompozycji perfumeryjnej, która musi pachnieć długo powinna dominować nuta głębi. W wyrobach mających pachnieć tylko w czasie ich stosowania np. szamponach, płynach do kąpieli itp. powinna przeważać natomiast nuta głowy. Również zawartości dodawanych środków zapachowych są różne i zależą od wyrobu, do którego mają być wprowadzone. Wyroby perfumeryjne najczęściej dzieli się właśnie w zależności od ilości substancji zapachowych w nich zawartych. I tak perfumy (Perfum) zawierają ich od 15 do 30%, wody perfumowane (Eau de perfum) – 8 – 15%, wody toaletowe (Eau de Toilette) – 4 – 8%, wody kolońskie (Eau de Cologne) 3 – 5% oraz wody (Eau) o ledwie wyczuwalnym zapachu, przeznaczone głównie na lato.
Oprócz wyrobów perfumeryjnych związki zapachowe są również standardowymi składnikami większości preparatów kosmetycznych. Ludzie od dawien dawna używali olejów roślinnych, czy też tłuszczów zwierzęcych do pielęgnacji ciała. Tłuszcze te bardzo często nawaniano za pomocą różnorodnych kwiatów, otrzymując tzw. pomady, które w tej postaci używane są do dnia dzisiejszego. Podobnie jak przed wiekami zapachy odgrywają ważną rolę w wyrobach kosmetycznych. Maskują niezbyt przyjemną woń niektórych, szczególnie tłuszczowych składników receptury, wzbogacają je, czynią bardziej atrakcyjnymi. Konsument kupując po raz pierwszy produkt i otwierając jego opakowanie testuje jego zapach. Stąd też nie dziwi fakt, iż staje się on, obok opakowania, pierwszym wyznacznikiem pozytywnego odbioru kosmetyku.

Dobór kompozycji
Ilość dodawanej kompozycji zapachowej, jak również jej rodzaj zależy w dużej mierze od właściwości wyrobu, do którego jest ona przeznaczona. Zapach musi bowiem dopasowany do składu recepturalnego produktu, jego koloru, rodzaju opakowania, założonej koncepcji, no i oczywiście możliwości finansowych producenta i potencjalnego odbiorcy. Zalecane ilości kompozycji zapachowych mieszczą się jednak w pewnych określonych przedziałach, charakterystycznych dla danego asortymentu. Niektóre z tych wartości przedstawiono w tabeli.
Często wraz z wejściem na rynek nowych perfum, w niedługim czasie pojawia się linia kosmetyków perfumowanych o takiej samej nucie zapachowej. Są to na ogół produkty ekskluzywne, w których zawartość środków zapachowych jest wyższa, od zwykle stosowanych wielkości. I tak dla emulsji wynosi ona nawet do 3%, olejków do ciała - 5%, talku – 3%.
Przy doborze kompozycji zapachowej należy pamiętać także, że kompozycja musi być dobrana do odpowiedniego wyrobu. I tak na przykład zapachy przeznaczone do mydeł muszą zawierać substancje pachnące odporne na działanie alkaliów. Do pudrów i kremów pielęgnacyjnych, szczególnie przeznaczonych do pielęgnacji okolic oczu, powinno dobierać się związki wyjątkowo delikatne, niedrażniące. Również ważny jest dobór zapachów do kredek do ust, które oprócz wymienionych walorów powinny mieć także przyjemny smak.
Niestety substancje zapachowe stosowane w preparatach kosmetycznych mogą stać się przyczyną pojawiających się coraz częściej alergii. W związku z tym podano listę 26 składników kompozycji zapachowych, które zaliczane są do grupy potencjalnych alergenów. Należą do nich między innymi tak popularne związki zapachowe jak: alkohole anyżowy i benzylowy, eugenol, geraniol, cytronelol, farnezol, izoeugenol, linalol, limonen, salicylan benzylu, benzoesan benzylu, octan-2-metylu, hydroksycytronellal.
Warto zwrócić uwagę na fakt, że wymienione składniki występują także w niektórych naturalnych olejkach eterycznych. Dyrektywa kosmetyczna określa ograniczenia dla każdego pojawiających się na liście związków. Obecność ich musi być wykazana na opakowaniu jeżeli stężenie przekracza 0,001% w przypadku kosmetyku pozostającego na skórze i 0,01% w preparacie spłukiwanym ze skóry.

Autorka reprezentuje Politechnikę Łódzką Najświeższe informacje w kanale RSS (jak używać)

Zawartość numeru:

• Technologie:
  • Ciecze jonowe w zastosowaniach przemysłowych
  • Transport mediów gęstych i lepkich – przegląd pomp
• Chemia Gospodarcza i Kosmetyki:
  • Produkty ochrony przeciwsłonecznej – zalecenie Komisji Europejskiej
  • Pachnący kosmetyk
• Zarządzanie:
  • Wycena instalacji produkcyjnych infrastruktury pomocniczej w sektorze chemicznym
• Powłoki:
  • Dyspersje polimerowe
  • Kolory według BASF Coatings

Zobacz pozostałe numery Chemical Review »