Группы биологических пигментов

 

Биологические пигменты подразделяются на несколько классов в зависимости от своего строения.

 

Каротиноиды

 

Каротиноиды — наиболее распространённый класс биологических пигментов. Они обнаружены у большинства живых существ, в том числе у всех без исключения растений, многих микроорганизмов. Каротиноиды обусловливают окраску многих животных, особенно насекомых, птиц и рыб. Каротиноиды и их производные, помимо прочего, являются основой зрительных пигментов, отвечающих за восприятие света и цвета у животных.

 

 

Каротиноиды придают окраску большинству оранжевых овощей и фруктов.

 

К каротиноидам относятся такие пигменты, как:

 

· каротин,

· гематохром,

· ксантофил,

· ликопин,

· лютеин,

· родопсин (зрительный пурпур) и другие.

 

Хиноны

 

Хиноны - химические соединения, производные моноциклических или полициклических ароматических углеводородов, в составе которых присутствует ненасыщеный циклический дикетон.

 

Их окраска варьируется от бледно-жёлтой до оранжевой, красной, пурупурной, коричневой и почти чёрной.

 

Обнаружены у многих грибов, лишайников и в некоторых группах безпозвоночных.

 

Широко используемый краситель ализарин относится к группе хинонов.

 

Флавоноиды

 

Флавоноиды - О-гетероциклические фенольные соединения. В природе синтезируются исключительно высшими растениями. В их число входят:

 

· антоцианы, обуславливающие наиболее яркие цвета растений - красные,
пурпурные, синие части цветов и плодов;

· флавоны, флавонолы, ауроны, халконы - определяют жёлтую и оранжевую
окраску плодов и листьев.

 

 

К группе флавоноидов относятся также природные антиоксиданты катехины.

 

Пигменты на основе порфирина

 

В эту группу входят биологические пигменты, в составе которых присутствует порфириновый комплекс.

 

Гем один из видов порфиринов, входит в качестве простетической группы в состав таких соединений, как гемоглобин, билирубин, цитохром с, цитохром Р450 и другие.

 

К этой группе также относятся растительные пигменты - хлорофилл, феофитин и т.п.

 

Как правило, пигменты этого класса участвуют в фотохимических процессах, а также являются ферментами, задействованными в обмене веществ. Их роль как собственно красителей второстепенна.

 

Другие

 

Меланин - один из самых распространённых пигментов животных, обуславливающий их тёмную окраску. Также встречается у растений и микроорганизмов. У позвоночных синтезируется в особых клетках - меланоцитах.

 

Люцеферины - группа светоизлучающих биологических, встречаются у организмов, способных к биолюминисценции. Представляет собой небольшие молекулы, служащие субстратом для соответствующих ферментов люцифераз, осуществляющих их окисление.

 

Биологическая роль

 

Природные пигменты выполняют множество функций. Они определяют окраску организмов, важную для их приспособления к внешней среде.

 

Окраска отдельных частей растений служит для привлечения насекомых опылителей и птиц, распространяющих семена, окраска тела у животных способствует защите от врагов, маскирует их при выслеживании добычи или предупреждает врагов о ядовитости.

 

Также эти пигменты могут осуществлять защиту организма от ультрафиолетового излучения солнца.

 

Многие природные пигменты принимают участие в фотохимических процессах, в частности, хлорофилл, бактериохлорофилл, бактериородопсин являются фотосинтезирующими ферментами. Родопсин животных задействован в зрительном процессе.

 

Дыхательные пигменты (гемоглобин, гемэритрин, гемоцианин, цитохромы, дыхательные хромогены и др.) участвуют в переносе кислорода к тканям и тканевом дыхании.

 

Биологические пигменты, как правило, находятся в различных структурах клетки, реже - в свободном состоянии в жидкостях организма. Так, хлорофил расположен в хлоропластах, каротиноиды - в хромопластах и хлоропластах, гемоглобин, как правило, в эритроцитах, меланин - в меланоцитах.

 

Источники:

1. Х. Вилламо "Косметическая химия",

2. Р.А. Фридман "Технология косметики".

3. сайт Википедия. Статьи: "Красители", "Пигменты", "Биологические пигменты"

4. Е.Ф. Беленький "Химия и технология пигментов".

 

Приготовление косметических составов.

 

Эмульсии

 

Эмульсии - весьма распространённая форма продукции, используемая в косметике.

 

Эмульсия - это один из видов дисперсных систем, т.е. неоднородных систем.

 

Напомним, что растворами называют однородные (гомогенные) системы, состоящие из двух и более компонентов.

 

В отличие от растворов дисперсные системы неоднородны, т.е. состоят из разных фаз, разделённых поверхностью раздела.

 

Эмульсией называют дисперсную систему двух несмешивающихся жидкостей, где капельки одной жидкости во взвешенном состоянии распределены в объёме другой жидкости (например вода в жире).

 

Приготовление эмульсии

 

Обе фазы эмульсии готовятся сначала по отдельности. В водной фазе растворяют водорастворимые вещества, а жирорастворимые вещества смешивают друг с другом в масляной фазе.

 

Обе процедуры сопровождаются нагреванием жидкостей для облегчения растворения. Сама эмульсия обычно изготавливается в закрытом котле. Поскольку производство эмульсии происходит при температуре 80-90°С, в котле, как правило имеется смеситель со стержнем А, в который для нагревания можно вводить горячую воду, для ускорения охлаждения - холодную воду.

 

Как показано на рисунке, котёл снабжён мешалкой Б и гомогенизатором В, который постоянно вращает эмульсионную смесь, тем самым значительно уменьшая размеры эмульгируемой (как правило масляной) фазы.

 

 

С помощью перемешивания эмульсию готовят в течение нескольких часов.

 

Если в состав эмульсии входят компоненты, которые не переносят нагревания (как, например, некоторые ферменты, экстракты трав, витамины и т.д.), то их добавляют только на стадии охлаждения.

 

Если в результате этой операции эмульсия не получается достаточно однородной, тонкодисперсной, то смесь можно гомогенизировать с помощью так называемой вальцевой мельницы. Это машина, в которой вещество проводится через вращающиеся вальцы, удалённость которых друг от друга можно регулировать и с помощью которых слишком крупные капли дробятся на более мелкие.

 

Густоту и вязкость эмульсий можно регулировать с помощью карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или одного из её многочисленных производных. При этом КМЦ образует в зависимости от количества водной фазы более или менее плотный гель, который может иметь разную структуру, что влияет на консистенцию эмульсии.

 

Было отмечено, что используемая в определённом количестве КМЦ образует в водной фазе единую сетку геля. При этом она не только увеличивает вязкость продукции, но также стабилизирует эмульсию, препятствуя встрече капелек масла и объединению их в более крупные капли.

 

Размер капель готовой эмульсии проверяется под микроскопом обычно сразу же после изготовления. Одновременно следят за тем, чтобы в процессе производства в эмульсию не попадал воздух. Это нередко происходит, если стержень мешалки двигается таким образом, что не находится постоянно в жидкости, например, при изготовлении небольшой партии или при гомогенизации. Если к эмульсии в виде маленьких пузырьков примешался воздух, то его можно удалить вакуумируя аппарат.

 

Растворы

 

Растворы приготовляют путём смешивания компонентов и, если необходимо, при одновременном нагревании в специально для этой цели предназначенной ёмкости.

 

По степени прозрачности раствора легко определить, готов ли он. При получении коллоидных растворов готовность определяют по вязкости раствора.

 

Твёрдые смеси

 

Губная помада, тушь для ресниц и другие косметические составы перемешивают в горячем виде, после чего выливают в горячие формы и постепенно охлаждают.

 

Брикетированные массы, как, например, компактную пудру, премешивают в сухом виде и спрессовывают механическим способом в холодном состоянии до желаемого размера и формы.

 

Суспензии

 

Суспензии это ещё один вид дисперсных систем.

 

Суспензиями называют системы, в которых твёрдое вещество находится в жидкой дисперсионной среде, например, взвесь крахмала, глины и др. в воде.

 

Важнейшими суспензиями являются лаки для ногтей.

 

Суспензии перемешивают обычным способом. На стадии наполнения флаконов необходимо приспособление, которое заставляет постоянно двигаться жидкость так, частички суспензии не оседали на дно.

 

Источники:

 

1. Х. Вилламо "Косметическая химия",

 

Впитывание косметических составов кожей.

 

Значение основы крема

 

При целенаправленном выборе вещества, действующего на кожу определённым образом, большое значение имеет состав основы крема.

 

Из практики лечения кожных заболеваний известно, что качество основы играет решающую роль в усвоении лекарства и, таким образом, в его действии на кожу.

 

· Известно также, что однородные, мелкодисперсные эмульсии лучше передают вещества коже, чем более грубые смеси.

 

· Жидкий крем часто более полезен, чем густой.

 

Растворимость активного вещества часто является решающим фактором при выборе тех или иных веществ для кремовой основы. Следует помнить, что в эмульсии водорастворимые вещества растворены в водной фазе, а жирорастворимые вещества - в масляной фазе.

 

· В целом можно сказать, что водорастворимые вещества лучше впитываются из эмульсий "масло в воде", а жирорастворимые - соответственно из эмульсий "вода в масле".

 

Процесс впитывания

 

Когда какое-либо впитывающееся вещество с помощью основы крема интенсивно втирают в кожу, оно начинает проникать вглубь через поры и межклеточное пространство.

 

Водорастворимые вещества крема растворяются в водных растворах ткани, а жирорастворимые вещества - соответственно в тканевом жире, причём лучше всего - через сальные железы.

 

Этот процесс хорошо стимулируют массаж и похлопывание, которые усиливают движение межклеточной жидкости. Лёгкий массаж способствует также обмену веществ, происходящему в этих тканях, и, следовательно, всегда полезен при косметическом уходе за кожей.

 

Впитыванию веществ во многом способствуют электромеханические процедуры.

 

На впитывание в кожу косметических средств влияют, в частности, следующие факторы:

 

· размер молекул вещества;

· электрический заряд, свойственный данному веществу;

· возраст человека, применяющего данный состав;

· чистота кожи;

· способ, которым вещество накладывается на кожу.

 

Назначением рогового слоя кожи является защита внутренних тканей как от попадающих извне веществ и микроорганизмов, так и от других неблагоприятных влияний. Одновременно этот слой препятствует потере жидкости внутренними тканями организма.

 

Ороговевшие клетки плотно соединены друг с другом и препятствуют тем самым прохождению нежелательных веществ через этот барьер в организм.