Фитонциды - естественная защита растений в случаях их ранений.

 

Открыты эти вещества советским биологом Б.Т. Токиным и названы им фитонцидами. Впоследствии было установлен, что антибиотические вещества вырабатываются различными бактериями, водорослями, животными. Токиным обнаружено 282 вида высших растений, летучие фитонциды которых обладают антибиотическим действием.

 

В настоящее время установлено, что фитонцидным действием в той или иной степени обладают все растения. Фитонцидная активность разных растений неодинакова и зависит от вида растений, места и условий произрастания, фазы вегетации, способов использования растительной массы.

 

Многие фитонциды выделены в чистом виде, известно их строение, некоторые уже синтезируются. В связи с этим много внимания уделяется механизму их действия. Первоначальное предположение, что фитонциды имеют много общего с эфирными маслами, оказалось неточным, так как получено значительное количество фитонцидов из растений, не относящихся к эфирномасличным. В большинстве случаев фитонциды действуют, по-видимому, всей молекулой; отдельные препараты активны в результате образования синильной, бензойной и других кислот.

 

Фитонцидные свойства ряда растений обусловлены преимущественно какой-либо "основной" группой химических веществ (или даже одним веществом): дубильными веществами, алкалоидами (например, стероидный глюкозидоалкалоид томатин, полученный из листьев томатов), органическими кислотами, хинонами (например, юглон, 5-окси-1,4-нафтохинон, выделеный из грецкого ореха, или 2-метокси-1,4-нафтохинон - из садового бальзамина), глюкозидами, эфирными маслами, бальзамами, смолами и др.

 

В некоторых случаях, например в лавровишне, химический состав фитонцидов весьма близок или совпадает с составом эфирного масла данного растения, однако нельзя приравнивать эфирные масла и фитонциды. Так, продуцирование фитонцидов свойственно и растениям, не принадлежащим к эфиромасличным (например, дубу, плесневым грибам и т.д.); с другой стороны, фитонцидные свойства растений, богатых эфирными маслами (например, чёрной смородины), обусловлены не эфирным маслом (оно не действует на микроорганизмы, находящиеся на растении).

 

В ряде случаев фитонциды образуются в растении из неактивных веществ в результате быстро протекающих химических реакций. Установлено, например, что в чесноке содержится неактивное вещество аллиин, которое способно под влиянием фермента аллианазы быстро превращаться в аллицин, обладающий фитонцидными свойствами. Выяснено, что летучие фитонциды плодов шиповника образуются при их ранении, когда содержащаяся в плоде аглюконовая фракция флавоновых глюкозидов взаимодействует с аскорбиновой кислотой.

 

В большинстве случаев воздействие на бактериальную флору фитонцидов, выделенных в чистом виде, ниже, чем воздействие на эту флору растения, содержащего этот фитонцид. Это говорит о том, что в растениях содержится чаще всего несколько фитонцидов. Кроме того, доказано, что активность фитонцидов в разных растениях находится в прямой связи с содержанием в них разных алкалоидов, глюкозидов, эфирных масел, сапонинов, органических кислот, ферментов и др. Установлено, что при создании определённых условий некоторые химические вещества растений могут активизироваться. Всякий фитонцид обладает антибиотическим свойством.

 

Многие из фитонцидов благоприятно влияют на животный организм. Например, некоторые из них способствуют образованию аскорбиновой кислоты в тканях.

 

В больших дозах фитонциды ядовиты для животных. В одних случаях токсичность обусловлена самим фитонцидами, а в иных - другими веществами, поступающими вместе с алкалоидами, глюкозидами и др.

 

В тех количествах, в которых они находятся в растениях, они практически безвредны.

 

Фитонциды лесных растений обладают провитаминными свойствами. Особое значение фитонцидов в том, что они способствуют привлечению естественных сил организма.

 

Большое значение имеют специальные фитонцидные препараты, полученные из растений, например иманин - антибактериальный препарат, изготовляемый из растения зверобой и др. Такие специальные стабильные препараты с постоянным действием крайне необходимы. Этим свойством не всегда обладают натуральные фитонциды, активность которых зависит от условий произрастания растения, его сбора, хранения и т.д. Например, корни кровохлебки, собранные осенью, действуют сильнее, чем собранные весной.

 

Фитонциды используются в медицине, сельском хозяйстве, пищевой промышленности. Например, фитонциды эвкалипта - при гнойных хирургических заболеваниях (применение фитонцидов в этом случае даёт хорошие результаты, так как наряду с действием на микрофлору, фитонциды стимулируют регенерацию тканей). Препарат иманин применяется при лечении ран, ожогов и др. Фитонцидные препараты из хвои сосны и некоторых других растений используется в гинекологии. Фитонциды, содержащиеся в растительных или душистых веществах, смолах, бальзамах можно использовать для очистки воздуха от патогенных микроорганизмов как в домах, так и в общественных местах.

 

Наиболее мощными фитонцидами обладают: аир, тысчелистник, полынь горькая, можевельник, хвощ, липа, подорожник, дягиль, авраамово дерево, эвкалипт, базилик, зверобой, золототысячник, пижма, могильник, фиалка, тополь (листья и почки). Эти растения сохраняют фитонциды в высушенном состоянии. Использование вытяжек из этих растений представляет для косметики большой интерес.

 

Вместе с тем для косметологии представляет особый интерес фитонцидное действие эфирных масел, смол, смолосодержащих веществ, бальзамов и т.п.

 

Консерванты.

 

Косметическая продукция всегда рассчитана на длительное хранение, поэтому проблема предохранения продукции от порчи в последнее время стоит достаточно остро.

 

Особенно это касается косметики, в составе которой присутствуют животные и растительные жиры и масла, притом, в эмульгированном виде. В такой косметике, в особенности в присутствии воды, нередко наблюдается развитие плесеней без заметного изменения химического состава жировой среды или происходит их окисление, прогоркание, порча.

 

Особое значение имеет проблема стабилизации эмульсионных кремов и других изделий, содержащих жидкие растительные масла.

 

Реакционная особенность наиболее выражена у масел, содержащих диеновые или ещё более ненасыщенные кислоты, в молекулу которых входят одна или несколько пентадиеновых групп строения -СН=СН-СН2-СН=СН - с центральной метиленовой группой, т.е. как раз у наиболее ценных с биологической и косметической точки зрения кислот.

 

Проблема стабилизации касается не только готовой продукции, но и жирового сырья, так как от её решения зависит предохранение сырья от порчи ещё до введения в косметическую продукцию.

 

Главнейшей причиной порчи жиров и масел является образование в них под действием кислорода воздуха различных летучих соединений.

 

В последнее время получила распространение теория автооксидации (самоокисления), по которой окислению подвергается метиленовая группа, примыкающая к атомам углерода с двойной связью, причём образуются гидроперекиси. Окисление ускоряется, когда метиленовая группа находится между двойными связями.

 

Причинами порчи жиров являются:

 

· окисление жирнокислотных радикалов глицеридов,

· гидролиз жиров, усиливающийся в эмульсионных кремах под действием водной фазы,

· биохимические факторы.

 

Решающее влияние на порчу жиров оказывают:

 

· температура хранения,

· величина поверхности соприкосновения с воздухом,

· проокислители - многие металлы (например, железо, медь, марганец, никель и
др.), в составе солей, растворимых в жирах и попадающие в них из сосудов для
хранения или из аппаратуры для переработки и транспортировки, из
катализатора, применённого при гидрогенезации жиров, и из тары, в которую
фасуется готовая продукция.

 

Большое значение имеет действие грибков в присутствии воды и азотистых веществ.

 

Путём микроскопического исследования удалось установить микрофлору, имеющую благоприятную почву для развития в эмульсионной продукции. Обнаружены плесени типа Aspergilus glaucus и Penicillium glaucum, выросшие на образцах косметических кремов.

 

 

Aspergilus glaucus - многоклеточный организм с конидиями 1 (особого вида спорами), располагающимися на конидиеносце 2, с булавовидным вздутием 3 на вершине; от вздутия отходят во все стороны продолговатые клетки, называемые стеригмами, - отростки с отчленяющимися на концах спорами.

 

Penicillium glaucum - многоклеточная плесень, у которой плодоносящая часть имеет вид конидиев 1, располагающихся кисточкой на разветвлённом конидиеносце.

 

Оба вида плесени характеризуются бесполым размножением и хорошо развиваются в кислой среде.

 

В некоторых случаях наблюдалось развитие Aspergilus niger.

 

Эти грибки способствуют кетонному прогорканию - окислению, связанному с образованием кетонов.

 

Над проблемой консервации жиров и готовой продукции, в которую эти жиры входят, работают во многих странах мира. Хотя были достигнуты значительные успехи, всё же окончательного решения пока нет.

 

Применяемые для консервирования вещества носят название стабилизаторов и разделяются на четыре группы:

 

1. антиокислители,

2. синергисты,

3. инактиваторы проокислителей и

4. бактерициды (антисептики).

 

Антиокислители задерживают процессы окисления жиров.

Синергисты - усиливают действие антиокислителей.

Инактиваторы - способны снизить эффективность проокислителей - веществ, ускоряющих процессы окисления.

Бактерициды - препятствуют развитию низших организмов (бактерий, грибков).

 

Сырые масла содержат некоторое количество естественных антиоксигенных веществ в виде комплексов, переходящих из семян. При рафинации или обработке значительная часть естественных антиокислителей разрушается или удаляется. От этой причины в значительной степени зависит малая стойкость рафинированных жиров. Однако, одних естественных антиокислителей мало. Чтобы консервировать жиры на достаточно длительный срок, приходится вводить в продукцию добавочные стабилизаторы.

 

Большинство синтетических и натуральных веществ, которыми пользуются в качестве стабилизаторов жиров, не всегда действуют строго в одном направлении. Одно и то же вещество в разных условиях ведёт себя по-разному - то как антиокислитель, то как инактиватор металлов, а иногда даже, как проокислитель.

 

Все указанные причины приводят к тому, что разные исследователи, испытывая одни и те же вещества или экспериментируя с ними, но далеко не в идентичных условиях, получают не только не совпадающие, но иногда даже и совершенно противоположные результаты.

 

Антиокислители содержатся в растительных маслах в виде токоферола, фосфатидов, липоидов. Те же вещества предлагаются в качестве стабилизаторов. Для стабилизации масел рекомендуется их нагревание до 205°С, охлаждение до температуры ниже 150°С и введение тут же 0,1% (от веса масла) фосфатидов. Этот метод весьма приемлем для косметики так как фосфатиды являются чрезвычайно желательной частью кремов.

 

Усиление действия фосфатидов достигается одновременным добавлением в качестве синергистов 0,01% одной из кислот: лимонной, фосфорной, аскорбиновой, фитиновой.

 

Действенным оказывается альфа-токоферол (витамин Е), но он нуждается в стабилизаторе-синергисте, например 0,025% аскорбиновой кислоты (витамин С), в противном случае консервирующая способность альфа-токоферола почти целиком падает. Альфа токоферол и аскорбиновая кислота защищают друг друга от разрушения.

 

Животные жиры содержат мало естественных антиокислителей, поэтому в них аскорбиновая кислота малоэффективна, но очень эффективна в растительных жирах.

 

Аскорбиновая кислота служит в то же время инактиватором металлов. Перекисей не восстанавливает. Консервантом для аскорбиновой кислоты в кремах служит бензойнокислый натрий (0,3-0,5% от веса крема, независимо от процентного содержания в нём аскорбиновой кислоты).

 

Аскорбиновая кислота легко растворяется в водной фазе кремов, но плохо - в жирах и этим в значительной мере снижается её консервирующий эффект в чисто жировых кремах. Поэтому предложено заменить аскорбиновую кислоту её сложными эфирами с жирной кислотой, имеющей не менее 12 атомов углерода в цепи, например аскорбил- или L-, или d-изоаскорбилпальмитатом.

 

Так же хорошо действуют сложные эфиры лимонной кислоты с жирными кислотами с не менее чем 7 атомами углерода. Получается соединение такого строения:

 

 

При применении стабилизаторов кислотного характера следует учесть рН среды, так как в щелочной среде они инактивируются.

 

Хорошими и наиболее распространёнными антиокислителями являются галловая кислота (которой особенно много содержится в дубовой коре) и её эфиры, главным образом этиловый, октиловый, додециловый, нониловый, лауриловый, цетиловый и др. Многие галлаты сильно окрашивают продукт в случае наличия в нём железа, поэтому применяют галлаты с наибольшей величиной молекул, например лаурилгаллат, цетилгаллат, стерилгаллат. В среднем добавляют 0,015-0,03% галлатов. При отсутствии железа октилгаллат сильно увеличивает стойкость жиров.

 

Для витамина А в маслах и жирах хорошим антиокислителем является изобутилгаллат. Этого антиокислителя достаточно 0,01%, чтобы сохранить витаминную активность в течении длительного времени (в течение 10 месяцев сохраняется полная активность витамина А; без добавления антиокислителя активность витамина А за это время теряется на 60%).

 

В качестве антиоксидантов, которые вводятся в косметические препараты для предохранения их от прогоркания (особенно содержащие растительные масла), кроме указанных выше, предлагают пропилгаллат, бутилгидрооксианизол и тиопропионат.

 

Хорошими антиокислителями являются конифериловый спирт, эвгенол, изоэвгенол, диизоэвгенол. Антиоксигенная эффективность их проявляется уже при содержании 0,001%. Они особенно действительны в растительных высыхающих и полувысыхающих маслах. Такое же действие оказывает пара-толуол-сульфоновая кислота в концентрации 0,001% или гидрохинон (0,003%).

 

Консервированию продукции способствует добавление (где это возможно) не менее 10-15% спирта или глицерина или же смеси того и другого.

 

Большое значение имеет добавляемая отдушка, которая в сильной степени обладает консервирующей способностью. Некоторые отдушки задерживают или подавляют рост плесневых грибков (фитонциды). Без этих отдушек плесени довольно быстро пронизывали бы всю толщу крема.

 

Были изучены консервирующие свойства некоторых косметических отдушек и ассортимент консервирующих средств, не влияющих на качество косметических изделий. При этом было установлено следующее:

 

1. плесень может развиваться во всех косметических препаратах и особенно в стеаратных кремах, что объясняется понижением рН среды;

 

2. полной консервирующей способностью при добавлении в количестве 0,1% обладают гераниевое масло, жасминальдегид, изоэвгенол, ундекалактон; при добавлении 0,2%- цитраль, бензилацетат, фенилэтиловый спирт; 0,25% - метилсалицилат;

 

3. кориандровое масло - в концентрации 0,59% и фенилацетальдегид - в концентрации 0,1%, не являясь полными консервантами, сильно задерживают рост плесени.

 

Другие компоненты по полной консервирующей способности располагаются следующим образом:

 

I группа В концентрации 0,5%	II группа В концентрации 0,3%	III группа В концентрации 0,1%
Лавандовое масло	Масло мускатного шалфея	Мускус амбровый
Диффенилоксид	Амилсалицилат	Метилионон
Этилпеларгонат	Иланг-иланговое масло (Бурбонское)	Кумарин
Амилацетат	Амилвалерианат	Метилциннамат
	Коричный спирт	Ванилаль
		Ветиверовое масло
		Пачулиевое масло
		Гидрооксицитронеллаль

 

При сохранении общей консервирующей концентрации один компонент может быть заменён другим а совместное действие двух различно консервирующих компонентов даёт больший консервирующий эффект (явление синергизма).

 

Кроме эфирных масел в качестве консерванта успешно применяют эфиры пар-оксибензойной кислоты, метиловый и пропиловый (нипазол и др.), которые не имеют запаха, не разрушают кожу и не влияют на отдушку.

 

Метиловый эфир пара-оксибензойной кислоты - белый порошок, частично растворим в масле и спирте. Консервирующее действие оказывает в количестве 0,125-0,150%.

 

Пропиловый эфир пара-оксибензойной кислоты легче растворяется в масле и спирте, чем метиловый. Он является наиболее сильным дезинфицирующим средством. Консервирует в количестве 0,05%.

 

Пропиловый эфир благодаря хорошей растворимости в масле и сильной дезинфицирующей способности имеет преимущество перед ранее известными консервирующими средствами и может быть с успехом применён в косметическом производстве.

 

На консервирование косметической продукции, могущей портиться при хранении, следует обратить особое внимание, так как возможно сведение к нулю всех положительных качеств продукта и потеря его товарности при хранении на складах при температуре выше 4°С и во время применения ее потребителем.

Душистые вещества.