КОСМЕТИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ, СОДЕРЖАЩАЯ ГИДРОЛИЗАТ КАМЕДИ ПЛОДОВ РОЖКОВОГО ДЕРЕВА
COSMETIC COMPOSITION CONTAINING LOCUST BEAN GUM HYDROLYSATE

Изобретение относится к получению гидролизата камеди бобов рожкового дерева и к его применению в косметической композиции для ухода за волосами.
Боб рожкового дерева представляет собой плод рожкового дерева Ceratonia siliqua L, двудомного растения семейства бобовых, произрастающего в средиземноморских регионах (Северная Африка, Ближний Восток, Южная Европа) и на Канарских островах. Камедь бобов рожкового дерева, также называемую мукой из бобов рожкового дерева, получают путем измельчения эндосперма бобов рожкового дерева, содержащихся в стручках. Семена рожкового дерева имеют коричневый цвет, уплощенную яйцевидную форму, являются двояковыпуклыми и очень твердыми. Они отделены друг от друга мясистыми перегородками. В стручке находится от 15 до 20 семян. Стручки также называют "бобами рожкового дерева". Они являются висячими, имеют длину от 10 до 30 см и ширину от 1,5 до 3 см, сначала зеленого цвета, затем темно-коричневого цвета при созревании.
Поэтому производство камеди бобов рожкового дерева требует оптимального отделения семян от стручка, с одной стороны, затем эндосперма от других частей семени, эндокарпия и зародыша, с другой стороны. Камедь бобов рожкового дерева состоит в основном из полисахарида галактоманнанового типа, молекулярная масса которого варьируется от 50000 до нескольких миллионов. Камедь бобов рожкового дерева образует с водой коллоид, который достигает своей оптимальной растворимости при нагревании воды до температуры от 80 до 90°С. Полученные растворы являются слегка мутными и имеют очень высокую вязкость.
Эта камедь особенно известна в пищевой промышленности в качестве загустителя и желирующего агента в супах, соусах, сливках, мороженом и т.д. В фармацевтической промышленности ее также используют благодаря тем же самым свойствам.
Из-за своей высокой способности к желированию и увеличению вязкости камедь бобов рожкового дерева очень сложно использовать в жидкой косметической композиции, такой как шампунь. Кроме того, из-за своей высокой молекулярной массы камедь бобов рожкового дерева, нанесенная на волосы, оказывала бы неэстетичный и нежелательный эффект утяжеления в косметическом средстве. Несмотря на эти отрицательные эффекты и благодаря своей химической структуре и сродству к волосам, камедь бобов рожкового дерева обладает интересными свойствами, такими как ее покрывающий и защитный эффект в отношении волос.
Существует целый ряд продуктов, добавляемых к шампуню или к кондиционеру, которые позволяют улучшить состояние волос и придают им новые свойства, которых нет в базовом шампуне, например защитный эффект, эффект укладки или придание определенного цвета. Поэтому известно применение производных полисахаридов в продуктах для волос. Их физико-химические характеристики (вязкость, растворимость, цвет и т.д.) позволяют включать их более или менее легко в указанные композиции для ухода за волосами. Сами по себе продукты с длинными полисахаридными цепями из природных экстрактов трудно растворимы в косметических композициях и обычно должны подвергаться химической обработке, осуществляемой человеком, например, с целью сделать их пригодными для применения.
Поэтому заявитель попытался модифицировать камедь бобов рожкового дерева с целью преодоления вышеуказанных недостатков, таких как эффект утяжеления, и сохранить покрывающий и защитный эффекты указанной камеди в отношении волос.
Так, заявитель неожиданным образом получил гидролизат камеди бобов рожкового дерева, имеющий новые физико-химические свойства, которые позволяют включить его в шампунь. Затем заявитель обнаружил признанный и неожиданный эффект увеличения объема волос от указанного гидролизата.
Таким образом, объектом изобретения является гидролизат камеди бобов рожкового дерева, имеющий содержание редуцирующих сахаров в диапазоне от 10% до 60%, предпочтительно от 25% до 45 мас.% относительно массы сухого вещества указанного гидролизата.
+
-
Гидролизат представляет собой продукт, образующийся в результате реакции гидролиза субстрата, в данном случае камеди бобов рожкового дерева. Гидролиз представляет собой расщепление вещества путем захвата ионов H и ОН, образующихся в результате диссоциации воды. Таким образом, присутствие воды является необходимым для протекания гидролиза. Субстрат может быть растворен в чистой воде или в смеси воды и одного или более других растворителей.
Редуцирующий сахар представляет собой сахар, содержащий концевую альдегидную функциональную группу, которая действует в качестве донора электронов в окислительно-восстановительной реакции. Исторически этот термин связан с открытием Фелинга в 19 веке, который показал, что некоторые сахара реагируют с ионами двухвалентной меди, превращая их в ионы одновалентной меди. Такой анализ позволяет количественно определять концевые функциональные группы сахара. Анализ редуцирующих сахаров позволяет измерять эффективность гидролиза и анализировать полученные олигомеры.
Наилучшие результаты эффекта увеличения объема волос наблюдали в том случае, когда содержание редуцирующих сахаров в гидролизате камеди бобов рожкового дерева находилось в диапазоне от 10 до 60 мас.%, и еще лучше в диапазоне от 25 до 45 мас.% относительно массы сухого вещества указанного гидролизата.
Камедь бобов рожкового дерева состоит в основном из определенного полигалактоманнана, содержащего основную длинную цепь, состоящую исключительно из манноз, связанных β-1-4-гликозидными связями. Эта цепь имеет разветвления, состоящие из одного звена галактозы, связанного с цепью манноз α-гликозидными связями. Этот полисахарид состоит из маннозы и галактозы в природном соотношении приблизительно 4:1. Можно предположить, что гидролиз таким образом будет протекать в основном с этим полисахаридом, а также с соединениями или следовыми количествами соединений, сопровождающих этот полисахарид в камеди бобов рожкового дерева.
Гидролизат камеди бобов рожкового дерева по изобретению может представлять собой химический и/или физический, и/или биологический гидролизат, другими словами, может быть получен химическими и/или физическими, и/или биологическими способами.
В конкретном примере осуществления гидролизат камеди бобов рожкового дерева по изобретению представляет собой ферментативный гидролизат, предпочтительно полученный с помощью фермента манназного типа.
Ферменты манназного типа представляют собой гидролазы, более конкретно оксидазы. Поэтому они способны гидролизовать оксидную связь в звене "манноза-манноза", расположенном в полисахаридных фрагментах или в любой другой молекуле, содержащей это звено. Таким образом, воздействие манназы на камедь бобов рожкового дерева способно давать полисахариды уменьшенных размеров по сравнению с исходным галактоманнаном.
Гидролизат камеди бобов рожкового дерева может находиться в форме сухого экстракта, в частности, в форме порошка или любого твердого вещества, или жидкости или вязкого жидкого экстракта.
Под сухим экстрактом гидролизата камеди бобов рожкового дерева подразумевают совокупность всех веществ, которые не являются летучими и происходят из гидролизованной камеди бобов рожкового дерева.
Под жидким экстрактом гидролизата камеди бобов рожкового дерева подразумевают совокупность всех веществ, полученных в результате гидролиза камеди бобов рожкового дерева в неорганическом или органическом растворе.
Другим объектом изобретения является способ получения гидролизата камеди бобов рожкового дерева, включающий следующие стадии:
а) гидролиз камеди бобов рожкового дерева. Гидролиз протекает в воде.
б) прерывание гидролиза, когда содержание редуцирующих сахаров составляет от 10% до 60%, предпочтительно от 25% до 45 мас.% относительно массы сухого вещества указанного гидролизата.
в) разделение твердой и жидкой фаз в смеси, полученной на стадии (б), с получением гидролизата камеди бобов рожкового дерева.
Предпочтительно, стадию разделения (в) осуществляют путем фильтрации и/или центрифугирования.
Гидролиз на стадии (а) может быть осуществлен физическим и/или химическим, и/или биологическим путем.
Гидролизат камеди бобов рожкового дерева можно получить несколькими способами. Для получения гидролизата необходим источник воды. Например, химический гидролиз может быть осуществлен с помощью сильной кислоты.
Физический гидролиз может быть осуществлен с помощью ультрафиолетового облучения.
Биохимический гидролиз может быть осуществлен с помощью фермента.
Биологический гидролиз может быть осуществлен с помощью живого организма, такого как микроорганизм.
Конечным результатом всех этих способов является гидролизат камеди бобов рожкового дерева, который может быть охарактеризован содержанием в нем редуцирующих сахаров.
Измерение уровня редуцирующих сахаров может быть осуществлено любым традиционным способом, хорошо известным специалистам в данной области техники. Например, оно может быть осуществлено с помощью анализа с 3,5-динитросалициловой кислотой (DNS), также известной как 2-гидрокси-3,5-динитробензойная кислота. DNS восстанавливается до 3-амино-5-нитросалициловой кислоты редуцирующим сахаром в соответствии со следующей реакцией:
Сахар, в свою очередь, окисляется до различных продуктов окисления:
-
Сахар→Продукты окисления + п.е
3-Амино-5-нитросалициловая кислота представляет собой соединение красного цвета. Эта реакция не является стехиометрической: не наблюдается окислительно-восстановительный баланс. Интенсивность красной окраски пропорциональна концентрации концевой альдегидной функциональной группы, если используются постоянные физико-химические условия. Калибровочные линии не всегда проходят через начало координат.
Прерывание гидролиза камеди бобов рожкового дерева является специфичным для выбранной методики гидролиза: прекращение используемого физического воздействия, прекращение химического воздействия путем нейтрализации рН, денатурация фермента, осуществляемая путем повышения температуры или добавления спирта, стерилизация гидролизата.
Затем гидролизат камеди бобов рожкового дерева может быть подвергнут фильтрации на мембране или фритте.
Гидролизат также может быть подвергнут центрифугированию с целью выделения прозрачного супернатанта, свободного от частиц.
Способ также может включать следующую стадию (г) концентрирования гидролизата, полученного на стадии (в).
Эту стадию осуществляют с помощью любой методики выпаривания воды, используемой во время гидролиза. Таким образом, эта стадия может быть осуществлена путем помещения в более или менее глубокий вакуум, если это целесообразно, с повышением температуры гидролизата, или с помощью любого другого способа, хорошо известного специалистам в данной области техники.
Способ также может дополнительно включать стадию добавления противомикробного консерванта и/или добавления растворителя (растворителей), таких как глицерин, пропиленгликоль, бутиленгликоль, этанол или любой растворитель, обладающий противомикробными свойствами. Эта стадия может быть осуществлена до концентрирования или после частичного концентрирования. Количества добавляемого растворителя могут варьироваться в соответствии с их противомикробными свойствами.
В том случае, если противомикробный консервант добавляют непосредственно в водный гидролизный раствор, указанный противомикробный консервант может быть выбран из следующего перечня: например, цетримония хлорид, этанол, каприлгликоль, глицерин. Это добавление растворителей или консервантов может быть осуществлено на любой описанной стадии. Полученные таким способом экстракты теряют свои коллоидные свойства и могут быть смешаны с водой и/или разбавлены водой.
Гидролизат также может находиться в твердой форме, такой как сухой экстракт. Затем способ дополнительно включает следующую стадию (д) сушки гидролизата с получением сухого экстракта гидролизата камеди бобов рожкового дерева. Сначала гидролизат концентрируют, затем сушат в печи под вакуумом при температуре, например, от 40 до 90°С, либо посредством распыления, посредством лиофилизации, либо любым другим способом. Полученные таким образом экстракты теряют свои коллоидные свойства и хорошо растворимы в воде.
Согласно предпочтительному примеру осуществления изобретения стадию (а) способа получения гидролизата камеди бобов рожкового дерева по изобретению осуществляют посредством ферментативного гидролиза, предпочтительно с помощью фермента манназного типа.
Предпочтительно, в пределах объема указанного предпочтительного примера осуществления, стадия (а) способа получения состоит в приведении водного раствора камеди бобов рожкового дерева при подходящих условиях температуры и рН в контакт с ферментом манназного типа. Таким образом, сначала фермент растворяют в воде при постоянном перемешивании. Воду заранее нагревают до температуры, которая может варьироваться от 30°С до 70°С, предпочтительно от 40°С до 50°С. Пропорции воды относительно фермента варьируются в соотношении вода/фермент (мас./мас.) от 10/1 до 1000/1 и предпочтительно составляют от 20/1 до 200/1. Затем камедь бобов рожкового дерева добавляют к раствору в соотношении вода/камедь (мас./мас.), которое может варьироваться от 5/1 до 20/1, предпочтительно от 7/1 до 12/1. Таким образом, способ получения ферментативного гидролизата камеди бобов рожкового дерева может иметь реакционное соотношение между камедью бобов рожкового дерева и ферментом манназного типа во время стадии (а) от 1/2 до 200/1 по массе сухого вещества.
2
4
3
Затем значение рН может быть скорректировано путем добавления кислоты (например, HCl, HSO, СНСООН) или основания (например, КОН, NaOH) для достижения значений между 2 и 7, и предпочтительно между 4 и 5.
Перемешивание и температуру поддерживают во время ферментативного гидролиза в течение периода времени от 30 мин до 10 ч и предпочтительно от 1 ч 30 мин до 3 ч. Когда содержание редуцирующих сахаров достигнет желаемого значения, гидролиз можно прервать. В пределах объема данного предпочтительного примера осуществления способ проведения ферментативного гидролиза на стадии (а) предпочтительно прерывают на стадии (б) путем повышения температуры до 70-100°С, предпочтительно до 95-100°С в течение периода времени, варьирующегося от 5 мин до 30 мин, или путем добавления спирта.
Другой объект изобретения относится к косметической композиции, содержащей в качестве активного ингредиента гидролизат камеди бобов рожкового дерева по изобретению.
Таким образом, косметическая композиция по изобретению содержит в качестве активного ингредиента гидролизат камеди бобов рожкового дерева с содержанием редуцирующих сахаров в диапазоне от 10% до 60 мас.% относительно массы сухого вещества указанного гидролизата, предпочтительно с содержанием редуцирующих сахаров в диапазоне от 25% до 45 мас.% относительно массы сухого вещества указанного гидролизата.
Предпочтительно, косметическая композиция по изобретению содержит в качестве активного ингредиента ферментативный гидролизат камеди бобов рожкового дерева по изобретению, предпочтительно полученный с помощью фермента манназного типа.
Гидролизат камеди бобов рожкового дерева по изобретению может находиться в косметической композиции по изобретению в форме сухого экстракта или жидкого экстракта.
Предпочтительно, косметическая композиция по настоящему изобретению содержит сухой экстракт гидролизата камеди бобов рожкового дерева по изобретению в количестве от 0,1 г до 2,0 г, и предпочтительно, от 0,1 г до 1,0 г на 100 г указанной композиции, и особенно предпочтительно, примерно 0,5 г на 100 г косметической композиции.
Косметическая композиция по настоящему изобретению предпочтительно может находиться во всех формах, обычно используемых в области косметических средств для местного применения. Таким образом и предпочтительно, она может находиться, например, в форме шампуня, геля, лосьона, пены, спрея, дисперсии, сыворотки, маски, лосьона для тела, бальзама для увеличения объема волос или крема.
Предпочтительно, косметическая композиция по изобретению представляет собой композицию для ухода за волосами.
Под композицией для ухода за волосами подразумевают водную и/или органическую композицию, предназначенную для мытья, окрашивания, ухода за волосами или укладки волос. Предпочтительно, она фиксирует укладку волос и/или обеспечивает благоприятный эффект на косметическое состояние волос и/или обеспечивает блеск волос, и/или делает возможным поддержание или формирование укладки волос.
Композиции по изобретению могут быть использованы для мытья или обработки кератиновых материалов, таких как волосы, ресницы, кожа головы и, особенно, волосы.
Более того, косметическая композиция по изобретению содержит обычные косметически приемлемые эксципиенты.
Обычные эксципиенты, совместимые с косметической композицией для ухода за волосами по изобретению, могут представлять собой любые эксципиенты, известные специалистам в данной области техники, с целью получения косметической композиции для местного применения в формах, описанных выше.
В частности, косметическая композиция по изобретению может содержать добавки и технологические вспомогательные агенты, такие как поверхностно-активные вещества эмульгирующего, очищающего, пенообразующего типа и т.д., комплексообразующие агенты, загустители, желирующие агенты, стабилизаторы, консерванты, включающие противомикробные консерванты, и антиоксиданты, кондиционеры, подкисляющие агенты, подщелачивающие агенты, смягчающие агенты, растворители, красители, отдушки.
Композиция для ухода за волосами по изобретению может содержать другие соединения, полезные для кондиционирования волос, такие как окрашивающие агенты или агенты, придающие блеск волосам.
Другим объектом изобретения является применение гидролизата камеди бобов рожкового дерева по изобретению в качестве косметического агента.
Таким образом, гидролизат камеди бобов рожкового дерева, характеризующийся содержанием редуцирующих сахаров в диапазоне от 10% до 60 мас.% относительно массы сухого вещества указанного гидролизата, предпочтительно содержанием редуцирующих сахаров в диапазоне от 25% до 45 мас.% относительно массы сухого вещества указанного гидролизата, используют в качестве косметического агента.
Предпочтительно, гидролизат камеди бобов рожкового дерева по изобретению, используемый в качестве косметического агента, представляет собой ферментативный гидролизат, предпочтительно полученный с помощью фермента манназного типа.
Более того, гидролизат камеди бобов рожкового дерева по изобретению может быть использован в качестве косметического агента в форме сухого экстракта или жидкого экстракта.
Предпочтительно, гидролизат камеди бобов рожкового дерева по настоящему изобретению используют в качестве косметического агента в косметической композиции, предпочтительно в композиции для ухода за волосами.
Другим объектом изобретения является применение композиции для ухода за волосами согласно изобретению для получения эффекта увеличения объема волос.
Другим объектом изобретения является применение композиции для ухода за волосами согласно изобретению для нанесения на волосы с целью их защиты, предпочтительно для нанесения на тонкие волосы и/или волосы без объема.
Композиция для ухода за волосами согласно изобретению предназначена для создания объема от корней до кончиков волос. После этого волосы идеально сохраняют объем в течение длительного времени. При этом улучшается структура волос.
Следующие примеры иллюстрируют изобретение, не ограничивая его объем.
Пример 1: условия ферментативного гидролиза камеди бобов рожкового дерева ферментом манназного типа
1000 литров воды нагревают в реакторе до температуры 45°С при перемешивании. Добавляют 10 кг манназы. После растворения добавляют 100 кг муки из бобов рожкового дерева. рН корректируют до 4,5.
Температуру и перемешивание поддерживают в течение 3 часов, затем температуру увеличивают до 95°С в течение 10 минут. После охлаждения осуществляют разделение твердой и жидкой фаз на фильтре. Собранный раствор концентрируют, затем сушат. Таким образом получают 80 кг гидролизованной камеди бобов рожкового дерева, в которой содержание редуцирующих сахаров составляет примерно 35% (мас./мас.).
Пример 2: условия ферментативного гидролиза камеди бобов рожкового дерева ферментом манназного типа
100 литров воды нагревают в реакторе до температуры 50°С при перемешивании. Добавляют 0,5 кг манназы, затем 20 кг камеди бобов рожкового дерева. рН корректируют до 4. Гидролиз поддерживают в течение 2 часов, затем температуру увеличивают до 95°С в течение 15 минут. После охлаждения раствор фильтруют, затем к фильтрату добавляют равный объем пропиленгликоля. Анализы редуцирующих сахаров показывают значение относительно сухого вещества примерно 20% (мас./мас.).
Пример 3: исследование эффективности гидролизата камеди бобов рожкового дерева в косметическом средстве для ухода за волосами
Исследование эффективности косметического средства для ухода за волосами позволило оценить активность 1%-ного водного раствора гидролизованной камеди бобов рожкового дерева, полученной способом, описанным в Примере 1, по объему прядей волос в сравнении с необработанным контролем. Для этого волосы промывают заранее стандартизированным образом, затем сушат также стандартизированным образом. Затем пряди погружают в водный раствор гидролизованной камеди бобов рожкового дерева или в воду на 3 минуты. Затем указанные пряди сушат в течение 18 часов на сушилке в форме птичьей клетки. Активность по объему волос измеряют посредством анализа изображений. Для этого пряди помещают напротив источника света и подвергают вращению на 180°. Во время этого вращения объем прядей в движении проецируется на экран и измеряется площадь их поверхности. Чем больше площадь поверхности, тем больше эффект увеличения объема тестируемых продуктов. Анализ результатов демонстрирует значительную разницу в объеме прядей +11% между 2 группами в пользу группы, обработанной гидролизованной камедью бобов рожкового дерева, и таким образом обосновывает ее применение в шампуне для увеличения объема волос.
Пример 4: композиция: шампунь для увеличения объема
Сухой экстракт гидролизата камеди бобов рожкового дерева от 0,3 до 1,0 г
Лаурилсульфат аммония
1,5 г
Лауретсульфат натрия
10,0 г
Кокоамфодиацетат
10,0 г
Цетеарет-60 миристилгликоль
0,75 г
Динатриевая соль ЭДТА
0,2 г
Гидроксипропилгуар
0,25 г
Каприлгликоль
1,0 г
Цетримония хлорид
2,0 г
Моногидратированная лимонная кислота
до рН=5
Краситель (красители)
sq.
Отдушка
sq.
Очищенная вода
до.100 г
sq. - достаточное количество
Пример 5: композиция: распыляемый гель без увеличения объема волос
Сухой экстракт гидролизата камеди бобов рожкового дерева от 0,1 до 0,7 г
Ксантановая камедь
0,3 г
Сополимер винилпирролидон/винилакрилат
1,0 г
Диметиконкополиол
0,3 г
Касторовое масло
0,3 г
Денатурированный этиловый спирт
6,0 г
Динатриевая соль ЭДТА
0,2 г
Отдушка
sq.
Консервант (консерванты)
sq.
Гидроксид натрия
до рН=5,5-6,5
Очищенная вода
до 100 г
Пример 6: композиция: пена для увеличения объема
Сухой экстракт гидролизата камеди бобов рожкового дерева от 0,1 до 0,7 г
Сополимер винилпирролидон/винилакрилат
1,0 г
Цетримония хлорид
1,0 г
Кваватернизованный поливинилпирролидон-акриламид
3,0 г
Глицерин
0,5 г
Пантенол
0,2 г
Цетеарет-20
0,2 г
Гидроксиэтилцеллюлоза
0,1 г
Отдушка
sq.
Моногидратированная лимонная кислота
до рН=5-6
Очищенная вода
до 100 г