Получение увлажняющего крема из природных материалов и определение его качества

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

«Гремячевский центр образования»

Учебно-исследовательская работа

Получение увлажняющего крема из природных материалов и определение его качества

Выполнили: 

Лотарёва Светлана Алексеевна,

Лягушкина Марина Игоревна,

9 класс.

Научный руководитель: 

Дорохин Сергей Васильевич,

учитель химии.

Новомосковск

Оглавление

Введение. Цели  и задачи исследования………………………………………………3

Из истории увлажняющего крема……………………………………………………..3

Состав современных увлажняющих кремов…………………………………………4

Опытно-экспериментальная работа

                - подготовка ингредиентов…………………………………………………….5

                - получение кремов……………………………………………………………..5

                - определение качества полученных кремов………………………………..6

Выводы……………………………………………………………………………………7

Литература и другие источники информации………………………………………..8

Введение

Здоровье и красота – это те дары, которые человек получает от природы бесплатно и которые без должного ухода быстро теряются. Однако человеку по силам не только сохранить этот дар, но и продлить его с помощью косметических средств, которые в свою очередь должны соответствовать требованиям качества и экологической безопасности. Здоровье ведь тоже можно считать экологией — экологией собственного организма.

Цель исследования: получение увлажняющего крема из природных материалов в лабораторных условиях и определение его качества.

Гипотеза исследования: получить увлажняющий крем из природных материалов и изучить его качество можно с помощью химического эксперимента, доступного как в школьной лаборатории, так и в быту.

Задачи исследования:

        - изучить учебную литературу по теме;

        - выполнить химический эксперимент;

        - получить увлажняющий крем, используя природные материалы и исследовать его качество.

Практическая значимость исследования: освоение методики получения увлажняющего крема и определения его качества повысит общий уровень экологической грамотности, что способствует здоровьесбережению и улучшению качества жизни; материалы нашего проекта могут быть использованы для проведения тематических бесед о косметических средствах, а так же в качестве дополнительного материала на уроках химии, экологии и технологии.

Продукт исследования:

- компьютерная презентация;

- образцы самостоятельно изготовленного увлажняющего крема.

Из истории увлажняющего крема

Первый в мире увлажняющий крем был изобретен в XIX веке, и создан он был на основе животных жиров, что значительно сокращало срок его службы. В 1911 году владелец компании Beiersdorf Оскар Тропловиц разработал первый в мире увлажняющий крем длительного действия. Он был на основе водно-масляной эмульсии. Новый крем получил название Nivea (от латинского слова nivius - «белоснежный»). Формулу его изготовления создателям долго удавалось хранить в секрете, лишь спустя несколько лет она стала основой для аналогичных кремов.

В 1930-ом году в Лондоне знаменитой Хеленой Рубинштейн впервые был открыт салон красоты. Эта дама дала клиенткам шанс получить грамотный профессиональный уход. Она также составляла для них индивидуальные диеты и изобрела укрепляющий массаж для тела. В Америке салоны красоты появились благодаря Элизабет Арден. Она открыла вместе с голливудским диетологом Гейлордом Хаузером и первый в мире салон SPA.

На рубеже 1960-1970 годов ученые поняли одну из причин старения кожи. Ею стала нехватка коллагена. В это время в Польше был открыт рыбий коллаген – биологически активный компонент. Производила его польская фирма Inventia. Он вошел в состав многих косметических средств. Однако формула кремов была проста, и компоненты весьма слабо справлялись со своими задачами. Поэтому в скором времени действие таких средств было направлено исключительно на борьбу с мелкими морщинками.

К началу 1980-ых годов силы ученых пошли на создание уникальной формулы сохранения молодости кожи. Косметология вернулась в аптеки, и бренды стали вкладывать огромные деньги в создание собственных исследовательских лабораторий. Первые антивозрастные кремы с липосомами появились в 1983 году. По замыслу их создателей, эти кремы должны были преодолевать эпидермальный барьер, доставляя в кожу активные элементы. Правда, позже эта техника оказалось малодейственной. И тогда американский дерматолог Альберт Клингман из университета Филадельфии предложил понятие Cosmeceutical - «космецевтика». Под ним подразумевались средства со сложными формулами. Такие препараты стали считаться наиболее эффективными.

К концу XX века начался бум антиоксидантов – средств для борьбы со свободными радикалами, к тому времени уже признанным фактором старения кожи. Благодаря этому открытию составы кремов наполнились новыми веществами, например, витамином С – главным противником старения.

В XXI веке косметология стала возвращаться к природе: созданы натуральные и органические линии средств по уходу за кожей. Появились сыворотки глубокого действия и клеточные комплексы, стали использоваться ресурсы моря, как, например, экстракты водорослей. Сама же косметика перестала выполнять какую-либо одну функцию, современные средства стали многофункциональными, способными одновременно бороться со всеми признаками старения кожи, насыщать ее влагой и питательными веществами.

Состав современных увлажняющих кремов

В основе хорошего увлажняющего крема для лица должны находиться следующие составляющие: 

- гиалуроновая кислота; 

- глицерин;

- ланолин; 

- масло жожоба; 

- α-гидроксикислоты и другие. 

Гиалуроновая кислота помогает надолго удержать влагу в клетках. 

Смягчающие вещества, к которым относится ланолин и масло жожоба, заполняют промежутки между клетками и смазывают верхний слой эпидермиса, тем самым образуя защитную липидную пленку. 

Использование крема для увлажнения лица с масляными компонентами способствует повышению содержания воды в коже, но вместе с этим образует парниковый эффект. После нанесения косметического средства создается барьер, который мешает испарению влаги. 
К таким веществам можно отнести: 

- пчелиный воск; 

- силикон; 

- масло какао и другие масла.

Из других компонентов в состав крема для увлажнения могут входить церамиды, которые представляют собой природные липиды, расположенные в верхнем слое эпидермиса. Первостепенной задачей этих веществ является удержание влаги в клетках. 

К другим дополнительным компонентам можно отнести коллаген, с помощью которого повышается тонус кожных покровов и предотвращается развитие мимических морщин или складок.

Такое вещество, как коэнзим также часто добавляют в увлажняющий крем, так как он считается эффективным в борьбе с преждевременным старением кожи.

Антиоксиданты оказывают выраженное противовоспалительное действие и обеспечивают защиту кожи от негативного действия внешней среды. В состав некоторых косметических средств может дополнительно входить азелаиновая кислота, которая помогает улучшить цвет лица и отбелить пигментные пятна. 

Однако даже самый лучший или дорогой увлажняющий крем может содержать в своей основе вредные ингредиенты, которые способны оказывать токсическое действие на кожу. 
К ним относятся: 

- бензокаин; 

- парабен; 

- пропиленгликоль; 

- ацетат алюминия. 

Бензокаин помогает смягчить кожу, но при длительном использовании может вызывать нервное угнетение. Парабен часто приводит к развитию аллергической реакции, особенно у обладателей чувствительной кожи, и в некоторых случаях приводит к онкологической патологии.  Пропиленгликоль способен спровоцировать кожный зуд, покраснение, или раздражительность глаз. Ацетат алюминия при длительном применении может вызывать шелушение кожных покровов. Кроме этого, в составе увлажняющей косметики может находиться церезин, который вызывает аллергическую реакцию. Вещество под названием битионол повышает восприимчивость дермы к солнечным лучам и иногда вызывает кожный зуд. 

Опытно-экспериментальная работа

Для приготовления собственно увлажняющего крема для лица взяли следующие ингредиенты:

- натуральный пчелиный воск (от частного пасечника);

- сок облепихи (с садового участка);

- масло косточки винограда (с пришкольного участка);

- отвар зелёного чая;

- вытяжка шелухи лука (со школьного огорода).

I. Подготовка ингредиентов

Опыт 1. Получение масла виноградной косточки

Собрали ягоды дикого тёмного винограда на пришкольном участке и отправили его в соковыжималку. Выжимки высушили при температуре 600. Когда выжимки стали совсем сухими, погрузили их в кофемолку, где мелко измельчили. Молотые выжимки поместили в баночку и залили рафинированным подсолнечным маслом, взяв его в объёме вчетверо больше. Баночку поставили на водяную баню и нагревали около двадцати часов. Верхний слой масла слили для дальнейшего применения.

Опыт 2. Получение вытяжки луковой шелухи

 Главным действующим веществом шелухи лука признан кверцетин – мощнейший природный антиоксидант и биофлавоноид, содержимое которого достигает в продукте до 4%.  Кроме того луковая шелуха содержит фитонциды и комплекс витаминов: каротин, группы В, С, Е, Р, РР.

Чтобы приготовить вытяжку, измельчили 2 небольших головки репчатого лука вместе с шелухой и залили 1 стаканом водки. Смесь поместили в стеклянную посуду и настаивали в течение 7 дней при комнатной температуре. Затем процедили.

II. Получение кремов

Опыт 3. Получение опытного образца эмульсионного крема

В качестве тренировочного варианта для самостоятельного приготовления крема взяли следующие ингредиенты:

- натуральный пчелиный воск;

- масло виноградной косточки;

- настой зелёного чая.

Посуда допускается стеклянная, деревянная или керамическая, только не из металла!

Воск растопили на водяной бане с постоянным перемешиванием. Когда он растаял, добавили растительное масло (9 частей масла на 1 часть воска). Помешивали 2–3 минуты до полного соединения компонентов. В полученную смесь по капле вводили настой чая (6 частей настоя на 1 часть воска). Важно: все компоненты должны быть при одинаковой температуре! Взбили смесь миксером. Получили стойкую однородную эмульсию.

Если внести в неё щепотку горчичного порошка – получится согревающий крем. Им можно смазывать в холодную погоду  крылья носа, грудную клетку, спину – для профилактики простуды. Этот же крем можно использовать и при лёгкой форме невралгии. Полученный крем перекладываем в сухую емкость и убираем в холод (на дверцу холодильника). Хранится он в течение 5–7 дней. 

Опыт 4.  Получение увлажняющих кремов

Методика и этапы приготовления остальных кремов описаны в опыте 3. Как только воск, масло и водяной компонент образуют однородную смесь, в неё можно добавить несколько капель эфирного масла или жирорастворимых витаминов. При добавлении сока облепихи, богатого витаминами А и Е, получается крем, одинаково подходящий как для проблемной подростковой кожи, так и для взрослой кожи. Если же добавить 1-2 капли вытяжки луковой шелухи – такой крем можно применять как на ночь, так и днём, он окажет бактерицидное и противоотёчное действие. Если добавить несколько капель масла лаванды – получится ночной крем, он гарантирует не только здоровую и упругую кожу утром, но и спокойный сон ночью. Если добавить пихтового масла – крем приобретёт бактерицидное и заживляющее свойства.

Получив увлажняющие крема, несмотря на то, что в их изготовлении использованы только натуральные ингредиенты, мы решили исследовать их качество. Согласно ГОСТ 31460-2012 эмульсионные косметические кремы должны соответствовать требованиям, представленным в таблице №1.

Таблица №1. Требования, предъявляемые ГОСТ 31460-2012 к косметическим кремам.

С каждым из полученных кремов были проведены следующие опыты:

а) определение цвета, запаха и однородности;

б) определение массовой доли воды и летучих веществ;

в) определение водородного показателя.

III. Определение качества полученных кремов

Опыт 5.  Органолептические исследования

Определение запаха, цвета и однородности крема осуществлялось органолептическим методом. Запах определяли с помощью полоски плотной бумаги 10×160 мм, смоченной на 30 мм погружением в исследуемый крем. Определение цвета осуществляли просмотром проб, нанесённых тонким ровным слоем на предметные стёкла. Определение однородности (отсутствия комков и крупинок) проводили на ощупь, лёгким растиранием проб.

Опыт 6. Определение содержания воды и летучих веществ

Во взвешенный стаканчик с 5 граммами промытого и просушенного речного песка внесли порцию от 1,5 до 5,0 г анализируемого крема и снова взвесили. После тщательного перемешивания содержимого стаканчик с кремом поместили в сушильный шкаф, где выдерживали при температуре 105 °С в течение 3 часов. По окончании высушивания стаканчик с продуктом охладили,  выдержали в эксикаторе с осушителем в течение 30 мин, затем взвесили. По изменению массы стаканчика вычислили содержание воды и летучих веществ в исследуемом образце.

Опыт 7. Определение водородного показателя

В полученных кремах измерение рН проводили в водной вытяжке: 10 г продукта поместили в стакан, добавили  90 мл дистиллированной воды, нагрели при перемешивании до температуры 80 °C  до полного разрушения эмульсии (выделение масляного слоя), охладили до 20 °С, отделили водный слой и измерили в нём pH с помощью ионометра «Эксперт – 001».

Результаты испытаний приведены в таблице №2. 

Таблица №2. Результаты опытов по определению качества полученных кремов.

Как видно из таблицы 2, все полученные нами кремы соответствуют ГОСТ 31460-2012  «Кремы косметические» по всем исследованным показателям.

Выводы.

В процессе работы над данным проектом изучен обширный теоретический материал по проблеме, проведён химический эксперимент, получены косметические кремы различного состава и сделан их сравнительный анализ.

Освоен ряд опытов, позволяющих проводить испытание качества увлажняющих кремов и производить кремы самостоятельно.

Выяснено, что все полученные кремы соответствуют существующему стандарту по всем исследованным показателям.

Результаты данного проекта могут быть использованы для проведения бесед о здоровье кожи, личной гигиене, о креме, а так же в качестве дополнительного материала на уроках химии, экологии и технологии.

В дальнейшем, по мере погружения в изучение химии, планируется более глубокое и детальное исследование качества косметических средств.

Литература и другие источники информации

1. Межгосударственный стандарт: ГОСТ 31460-2012  [принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации 24 мая 2012 года]. Кремы косметические. Общие технические условия [Текст] – М.: ИПК «Издательство стандартов, 2012. – 10 с.
2. История  косметики: как создавали крем для лица. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://lady.mail.ru/article/119502-istorija-kosmetiki-kak-sozdavali-vash-krem-dlja-litsa/
3. Рейтинг увлажняющих кремов. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://myecotest.com/rejting-uvlazhnyayushhih-kremov/
4. Получение масла виноградной косточки в домашних условиях [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.bolshoyvopros.ru/questions/647079-kak-prigotovit-maslo-iz-vinogradnyh-kostochek-v-domashnih-uslovijah.html/
5. Луковая шелуха. Лечение 100 болезней. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://med.wikireading.ru/87123/