Водорастворимые масла состав, свойства, применение

Водорастворимые масла (ВМР) - это растительные масла, химически модифицированные методом трансэтерификации таким образом, что они приобретают способность полностью смешиваться с водой и этиловым спиртом. В отличие от обычных базовых масел, образующих жирную плёнку и расслаивающихся в воде, ВМР полностью растворяются в водной фазе косметической рецептуры, не вызывая помутнения формулы и не снижая пенообразование моющего продукта.

С точки зрения химии, ВМР - это PEG-эфиры растительных масел (polyethylene glycol esters), получаемые замещением глицерина в молекуле триглицерида молекулами полиэтиленгликоля. В системе INCI они обозначаются как «[Название масла] PEG» или «PEG-[N] [Название масла]», где N - степень этоксилирования.

Ключевое преимущество ВМР перед обычными базовыми маслами состоит в следующем: при введении в водную фазу они не требуют эмульгатора, сохраняют прозрачность готового продукта и при этом удерживают полный профиль жирных кислот исходного растительного сырья — а значит, сохраняют его биологически активные свойства.

Как производятся водорастворимые масла: реакция трансэтерификации

Любое растительное масло представляет собой триглицерид - эфир трёх молекул жирных кислот, связанных с молекулой глицерина. Именно глицериновый скелет обусловливает высокую вязкость масла и его несмешиваемость с водой.

В ходе промышленной трансэтерификации глицерин замещается полиэтиленгликолем (PEG) - гидрофильным полимером с высоким сродством к воде. Реакция протекает при температуре 180–220 °C в присутствии щелочного катализатора (как правило, гидроксида калия или натрия метилата). Результирующий продукт — PEG-эфир жирных кислот — сочетает гидрофобную «хвостовую» часть (цепочки жирных кислот) с гидрофильной «головой» (PEG-фрагмент), что придаёт молекуле амфифильный характер и обеспечивает полную смешиваемость с водой.

Свойства готового продукта:

• Прозрачная жидкость с очень низкой вязкостью
• Кислотное число: ≤ 2 мг KOH/г
• Слабый характерный запах, минимальное окрашивание
• Полная смешиваемость с водой и этиловым спиртом (96%)
• Сохранённый профиль жирных кислот исходного масла

Именно сохранение профиля жирных кислот позволяет вводить ВМР в прозрачные формулы - тоники, мисты, гели, мицеллярные воды — без изменения цвета, запаха и текстуры конечного продукта.

Водорастворимые масла в моющих средствах: совместимость с ПАВами

Водорастворимые масла снижают раздражающее воздействие поверхностно-активных веществ (ПАВов) на кожу и слизистые оболочки. Механизм: молекулы ВМР встраиваются в мицеллы ПАВов, снижая их агрессивность по отношению к межклеточным липидам рогового слоя. Именно поэтому ВМР входят в состав «no-tears» формул детских шампуней и деликатных гелей для душа.

В отличие от обычных базовых масел, ВМР не снижают пенообразование и не вызывают помутнения прозрачных гелевых основ — это ключевое технологическое преимущество при работе с прозрачными смывными продуктами.

Рекомендуемые концентрации в моющих средствах:

Водорастворимые масла как эмульгатор и загуститель

Благодаря амфифильной структуре молекулы (гидрофобные жирнокислотные «хвосты» + гидрофильный PEG-«голова»), водорастворимые масла обладают промежуточным показателем ГЛБ (гидрофильно-липофильного баланса) - как правило, в диапазоне 9–14 в зависимости от степени этоксилирования.

Это позволяет использовать ВМР как:

• Со-эмульгатор в эмульсиях типа «масло в воде» (O/W) совместно с основным эмульгатором
• Загуститель - при растворении в воде ВМР образуют лёгкую гелеобразную структуру, повышающую вязкость лосьонов, тоников и лёгких кремов без введения отдельных полимерных загустителей

Этот механизм многофункциональности особенно ценен в минималистичных рецептурах: один компонент одновременно выполняет роль масляного актива, со-эмульгатора и лёгкого загустителя - что сокращает список ингредиентов и упрощает производство.

Солюбилизирующие свойства ВМР: прозрачные формулы с масляными активами

Водорастворимые масла обладают выраженным солюбилизирующим действием: они диспергируют нерастворимые в воде масла и жирорастворимые активы непосредственно в водной фазе без применения отдельного солюбилизатора. Это принципиально важно при создании прозрачных тоников, лосьонов и мистов: обычное базовое масло вызвало бы расслоение или помутнение, тогда как ВМР обеспечивают стабильный прозрачный раствор.

Применение солюбилизирующих свойств ВМР:

• Прозрачные тоники и лосьоны с масляными активами (ретинол, витамин E, облепиховое масло)
• Спиртовые антисептики с кондиционирующим эффектом
• Мицеллярные воды с питательными компонентами
• Гидрофильные масла для снятия макияжа (ВМР как основа, 80–100% концентрация)

ВМР полностью растворяются в этиловом спирте (96%), что делает их незаменимым компонентом спиртосодержащих средств с требованием прозрачности.

Водорастворимые масла для увлажнения кожи: механизм действия

ВМР применяются как увлажняющий и кондиционирующий компонент в водной фазе эмульсий, тоников, сывороток и мист-спреев.

Механизм увлажняющего действия: сохранённые в структуре ВМР жирные кислоты (особенно олеиновая и линолевая) встраиваются в межклеточные липиды рогового слоя, восстанавливая его барьерную функцию и препятствуя трансэпидермальной потере влаги (ТЭПВ). По данным ряда исследований, применение линолевой кислоты (Омега-6) в концентрации 2–3% в эмульсиях статистически значимо снижает ТЭПВ у пациентов с атопическим дерматитом.

Для увлажняющих продуктов наиболее эффективны ВМР, богатые:

• Олеиновой кислотой (Омега-9, C18:1) - мягкость, окклюзионный эффект, кондиционирование без жирности: масло авокадо ВМР, миндаль ВМР
• Линолевой кислотой (Омега-6, C18:2) - восстановление барьера, лёгкая текстура, блеск: виноградная косточка ВМР, шиповник ВМР

Некомедогенность водорастворимых масел

Водорастворимые масла являются некомедогенными компонентами — то есть не забивают поры и не провоцируют образование комедонов. Это связано с их молекулярной структурой: PEG-фрагмент придаёт молекуле гидрофильный характер, препятствуя накоплению в сальных протоках. Данное свойство делает ВМР особенно ценными для разработки продуктов для жирной, комбинированной и склонной к акне кожи - там, где обычные базовые масла с высоким индексом комедогенности (кокосовое, пальмоядровое) противопоказаны.

ВМР подходят для лёгких сывороток, тоников и флюидов для проблемной кожи в концентрациях 0,5–3%.

Классификация ВМР по составу жирных кислот

Действие конкретного водорастворимого масла определяется длиной углеродной цепочки и степенью ненасыщенности жирных кислот в его составе. Это позволяет технологу прогнозировать поведение масла в рецептуре ещё на этапе разработки.

Основные виды водорастворимых масел для косметики и мыловарения

Водорастворимое масло Бабассу и Кокос

INCI: Orbignya Oleifera Seed Oil PEG / Cocos Nucifera Oil PEG

Масла Бабассу и Кокос богаты лауриновой кислотой (C12:0, ~50% и ~48% соответственно) - короткой насыщенной жирной кислотой, придающей высокое пенообразование и мягкое антибактериальное действие. Водорастворимое масло Бабассу растворяется в воде до 15% - наиболее высокий показатель среди ВМР. Дополнительно Бабассу ВМР используется как растворитель для других ВМР с более низкой водорастворимостью (жожоба, ши).

Применение: шампуни, гели для душа, детская пена для ванны, жидкое мыло. Рабочая концентрация: 2–10%.

Водорастворимое масло Ши (Карите)

INCI: Butyrospermum Parkii Butter PEG

Масло Ши богато стеариновой кислотой (C18:0, ~35–45%) и олеиновой кислотой (C18:1, ~40–55%). Длинные насыщенные цепочки стеариновой кислоты обеспечивают выраженный смягчающий и разглаживающий эффект, формируя защитную плёнку на поверхности кожи. Содержащиеся в масле Ши тритерпеновые спирты (луперол, α-амирин, β-амирин) обладают документально подтверждёнными противовоспалительными свойствами — что делает масло Ши ВМР ценным компонентом для кожи с воспалениями.

Водорастворимость — низкая; рекомендуется предварительное смешивание с маслом Бабассу ВМР.

Применение: кремы для тела, бальзамы для губ, средства для сухой и чувствительной кожи, детская косметика. Рабочая концентрация: 2–8%.

Водорастворимое масло Жожоба

INCI: Simmondsia Chinensis Seed Oil PEG

Жожоба технически является жидким воском, а не маслом — его молекулы представляют собой эфиры длинноцепочечных жирных кислот и длинноцепочечных жирных спиртов (C20–C22). Основу жирнокислотного состава составляет гадолеиновая кислота (C20:1, ~71%) — редкая длинноцепочечная мononenasыщенная кислота, по структуре близкая к кожному себуму.

Это обусловливает два ключевых свойства масла Жожоба ВМР: высокую устойчивость к окислению (без ограничений срока хранения при правильных условиях) и выраженный себорегулирующий и кондиционирующий эффект без ощущения жирности.

Растворимость в воде — низкая; растворяется при помощи Бабассу ВМР.

Применение: лосьоны для тела, сыворотки, средства по уходу за волосами, гели для умывания, продукты для жирной кожи. Рабочая концентрация: 1–5%.

Водорастворимое масло Виноградной косточки

INCI: Vitis Vinifera Seed Oil PEG

Масло Виноградной косточки богато линолевой кислотой (C18:2, Омега-6, ~69–78%) - полиненасыщенной жирной кислотой, необходимой для синтеза керамидов и поддержания барьерной функции кожи. Высокое содержание Омега-6 обеспечивает выраженный восстанавливающий и кондиционирующий эффект, придаёт коже и волосам блеск.

Лёгкая текстура и высокая растворимость в воде делают масло Виноградной косточки ВМР универсальным выбором для прозрачных формул.

Применение: лёгкие эмульсии, сыворотки, тоники, средства для блеска волос. Рабочая концентрация: 0,5–5%.

Водорастворимое масло Авокадо

INCI: Persea Gratissima Oil PEG

Масло Авокадо ВМР богато олеиновой кислотой (C18:1, Омега-9, ~65-70%) и содержит уникальный комплекс фитостеролов (β-ситостерол, кампестерол), оказывающих противовоспалительное и регенерирующее действие. Высокое содержание олеиновой кислоты обеспечивает глубокое проникновение в роговой слой и выраженный смягчающий эффект.

Применение: антивозрастные кремы, средства для зрелой и сухой кожи, укрепляющие сыворотки. Рабочая концентрация: 1–5%.

Дозировки водорастворимых масел в косметических рецептурах

Список литературы

1. Becker, L. C., et al. (2012). Safety Assessment of Polyethylene Glycol (PEG) Ingredients as Used in Cosmetics. International Journal of Toxicology, 31(5 Suppl), 57S–99S. 
2. Mauldin, E. A., & Peters-Kennedy, J. (2016). Integumentary System. In Jubb, Kennedy & Palmer's Pathology of Domestic Animals (Vol. 1). — Механизм барьерной функции кожи и роль жирных кислот в поддержании ТЭПВ. 
3. Dull, M. F., et al. (2020). Lauric acid and its derivatives as antimicrobial agents. Journal of the American Oil Chemists' Society, 97(5), 469–479.
4. Akihisa, T., et al. (2010). Anti-inflammatory and potential cancer chemopreventive constituents of the fruits of Morinda citrifolia (Noni). — цитируется в контексте тритерпенов масла ши (луперол, амирин). 
5. Verallo-Rowell, V. M., et al. (2008). Novel antibacterial and emollient effects of coconut and virgin olive oils in adult atopic dermatitis. Dermatitis, 19(6), 308–315. 
6. Coderch, L., et al. (2003). Ceramides and skin function. American Journal of Clinical Dermatology, 4(2), 107–129. — Роль линолевой кислоты (Омега-6) в синтезе церамидов и барьерной функции кожи. 
7. COSING — European Commission Cosmetic Ingredients Database. Поиск по INCI: PEG-7 Glyceryl Cocoate, Jojoba Oil PEG, Butyrospermum Parkii Butter PEG.
8. Wormuth, M., et al. (2006). Quantifying exposure to chemical mixtures in consumer products. — Безопасность PEG-эфиров в косметике.
9. Kim, S., et al. (2019). Effects of Topical Application of Fatty Acids on the Skin Barrier Function and the Composition of the Skin Barrier Lipids. Skin Pharmacology and Physiology, 32(3), 121–130. 
10. Kraft, J. N., & Lynde, C. W. (2005). Moisturizers: What They Are and a Practical Approach to Product Selection. Skin Therapy Letter, 10(5), 1–8.