MEDICINOS AKADEMIJA
FARMACIJOS FAKULTETAS
VAISTŲ TECHNOLOGIJOS IR SOCIALINĖS FARMACIJOS KATEDRA
RITA KOŠKINAITĖ
EMULSINIŲ SISTEMŲ SU AUGALINIAIS SVIESTAIS
TECHNOLOGIJA IR KOKYBĖS VERTINIMAS
Magistro baigiamasis darbas
Darbo vadovė:
Doc. dr. Giedrė Kasparavičienė
LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS
MEDICINOS AKADEMIJA
FARMACIJOS FAKULTETAS
VAISTŲ TECHNOLOGIJOS IR SOCIALINĖS FARMACIJOS KATEDRA
TVIRTINU:
Farmacijos fakulteto dekanė Prof. Dr. Ramunė Morkūnienė Data
EMULSINIŲ SISTEMŲ SU AUGALINIAIS SVIESTAIS
TECHNOLOGIJA IR KOKYBĖS VERTINIMAS
Magistro baigiamasis darbas
Recenzentas:
Data:
Darbo vadovė
Doc. dr. Giedrė Kasparavičienė Data Darbą atliko Magistrantė Rita Koškinaitė Data KAUNAS, 2019
TURINYS
SANTRAUKA ... 5
SUMMARY ... 6
SANTRUMPOS ... 8
ĮVADAS ... 9
DARBO TIKSLAS IR UŽDAVINIAI ... 10
1. LITERATŪROS APŽVALGA ... 11
1.1. Emulsijos ... 11
1.2. A/v emulsijų savybės ... 12
1.3. A/v emulsijų technologija ... 13
1.4. Emulsijų kokybė ... 14
1.5. Rankų dermatitas ... 16
1.6. Tyrime naudotos medžiagos ... 17
1.6.1. Sviestmedžio sviestas ... 17
1.6.2. Kakavos sviestas ... 19
1.6.3. Mango sviestas ... 19
1.6.4. Kitos emulsijos sudėtinės medžiagos ... 20
1.7. Literatūros apžvalgos apibendrinimas ... 21
2. TYRIMO METODIKA ... 23
2.1. Tyrime naudoti prietaisai ir medžiagos ... 23
2.1.1. Prietaisai ... 23
2.1.2. Medžiagos ... 23
2.2. Tyrimų objektas ... 24
2.3. Tyrimų planavimas ... 24
2.4. A/v tipo emulsijos su augaliniais sviestais gamyba ... 24
2.5. Pagamintos emulsijos tipo nustatymas ... 25
2.6. Centrifugavimo testas emulsijos stabilumui nustatyti ... 25
2.7. Šildymo–šaldymo ciklas emulsijos stabilumui nustatyti ... 25
2.8. Pasirinkto emulsiklio gebos nustatymas ... 25
2.9. Emulsijų su augaliniais sviestais mikrostruktūros nustatymas ... 26
2.10. Emulsijų su augaliniais sviestais klampos nustatymas ... 26
2.11. Emulsijų su augaliniais sviestais tekstūros analizė ... 26
2.12. Emulsijų su augaliniais sviestais pH reikšmės nustatymas ... 27
2.13. Augalinių sviestų ir pasirinktų emulsijų lydymosi temperatūros nustatymas ... 27
2.15. Juslinių savybių nustatymas ... 28
2.16. Duomenų analizės metodai ... 28
3. REZULTATAI ... 29
3.1. A/v tipo emulsijos su augaliniais sviestais sudėties modeliavimas ... 29
3.2. Emulsijų su augaliniais sviestais tipo nustatymas ... 30
3.3. Centrifugavimo ir šildymo-šaldymo testai emulsijų stabilumui įvertinti ... 30
3.4. Emulsiklio gebos nustatymas ... 30
3.5. Emulsijų su augaliniais sviestais mikrostruktūros tyrimas ... 32
3.6. Emulsijų su augaliniais sviestais klampos nustatymas ... 33
3.7. Emulsijų su augaliniais sviestais tekstūros analizė ... 35
3.8. Emulsijų su augaliniais sviestais pH reikšmės nustatymas ... 36
3.9. Augalinių sviestų ir pasirinktų kremų lydymosi temperatūros nustatymas ... 37
3.10. Juslinių savybių tyrimas ... 38
3.11. Stabilumo nustatymas ... 39
3.11.1. Emulsijų su augaliniais sviestais stabilumas laikymo metu ... 39
3.11.2. Emulsijų su augaliniais sviestais mikrostruktūros pokyčiai laikymo metu ... 40
3.11.3. Emulsijų su augaliniais sviestais klampos pokyčiai laikymo metu ... 41
3.11.4. Emulsijų su augaliniais sviestais tekstūros pokyčiai laikymo metu ... 44
3.11.5. Emulsijų su augaliniais sviestais pH reikšmės pokyčiai laikymo metu ... 46
4. REZULTATŲ APTARIMAS ... 48
5. IŠVADOS ... 50
6. PRAKTINĖS REKOMENDACIJOS ... 51
7. LITERATŪROS SĄRAŠAS... 52
SANTRAUKA
R. Koškinaitės magistro baigiamasis darbas „Emulsinių sistemų su augaliniais sviestais technologija ir kokybės vertinimas“ / Mokslinio darbo vadovė doc. dr. Giedrė Kasparavičienė; Lietuvos sveikatos mokslų universiteto, Medicinos akademijos, Farmacijos fakulteto, Vaistų technologijos ir socialinės farmacijos katedra. Kaunas, 2019.
Tyrimo tikslas: Pagaminti emulsines sistemas su augaliniais sviestais ir įvertinti kokybę. Tyrimo uždaviniai: Sudaryti stabilias pusiau kietas dispersines sistemas su augaliniais sviestais,
įvertinant technologinius veiksnius. Įvertinti emulsinių sistemų su augaliniais sviestais kokybę, nustatyti juslines savybes. Įvertinti emulsinių sistemų su augaliniais sviestais stabilumą laikymo metu. Tyrimo
metodai: Nustatytas emulsinių sistemų tipas, pH reikšmė, klampa, mikrostruktūra ir emulsiklio geba,
atliekamas centrifugavimas, šildymo-šaldymo testas. Taip pat įvertintos juslinės savybės instrumentiniu būdu ir atliekant apklausą anketa. Nustatyta sviestų ir pasirinktų kremų lydymosi temperatūra. Atlikti ilgalaikio stabilumo tyrimai 25±2ºC ir 40±2ᵒC temperatūrose. Tyrimo rezultatai: Emulsijų sudėtys buvo modeliuojamos didinant augalinių sviestų kiekį, nustatant emulsiklio gebą, įvertinta emulsijų kokybė. Nustatytas 6 kremų stabilumas laikymo metu. Išvados: A/v tipo emulsinių kremų su sviestmedžio, kakavos ir mango sviestais gamyboje į sudėtį įtrauktas migdolų aliejus. Kiti ingredientai: vanduo, glicerinas, urėja, emulsiklis, eterinis čiobrelių aliejus ir α-tokoferolis. Tolesniems tyrimams, pasirinktos emulsijos su 15 % augalinių sviestų kiekiu. Emulsijos yra stabilesnės jų sudėtyje esant didesniam augalinių sviestų kiekiui. Nustatyti kremų pH reikšmių intervalai yra tinkami vartojimui ant odos. Kremai su mango sviestu yra klampiausi. Emulsijos, pagamintos su mažesniu emulsiklio kiekiu, pasižymėjo reikšmingai mažesne klampa ir pH reikšme. Didėjant augalinių sviestų koncentracijai kremų kietumo ir šlyties jėgos reikšmės didėja, nustatyta stipri koreliacija, r=0,982. Kremai su mango sviestu pasižymėjo didžiausiomis kietumo ir šlyties jėgos reikšmėmis. Apklausos metu, kremas, kurio sudėtyje yra 15 % mango sviesto, įvertintas didžiausiu balu. Nustatyta, kad jo lydymosi temperatūra yra reikšmingai mažesnė, lyginant su kitais tokios pačios koncentracijos kremais. Emulsiklio kiekis kremuose reikšmingos įtakos kremų kietumo ir šlyties jėgos reikšmėms nedarė. Vykdant ilgalaikio stabilumo tyrimą (25±2ºC), išvaizda nekito, dalelių skersmuo didėjo; klampa, kietumas, šlyties jėga didėjo, pH reikšmės kito reikšmingai (p<0,05). Esant pagreitinto sendinimo sąlygoms (40±2ºC), kremų išvaizda pakito, dalelių skersmuo didėjo; klampa mažėjo, pH reikšmės kito reikšmingai (p<0,05), kietumas ir šlyties jėga nekito. Palyginus skirtingų kremų rezultatus galima teigti, kad stabiliausias kremas yra su mango sviestu. Mažesnis emulsiklio kiekis daro įtaką ilgalaikio stabilumo tyrimo rezultatams: nestabilumas pasireiškia greičiau, kokybės rodiklių reikšmės linkusios svyruoti, tačiau kietumo ir šlyties jėgos reikšmių pokyčiams pasirinktas emulsiklio kiekis įtakos nedarė.
SUMMARY
Rita Koškinaitė “Technology and quality evaluation of emulsion systems with vegetable butters“ / Scientific adviser - doc. dr. Giedrė Kasparavičienė. Lithuanian University of Health Sciences, Medicine Academy, Faculty of Pharmacy, Department of Pharmaceutical Technology and Social Pharmacy. Kaunas, 2019.
The aim of the research: to prepare emulsion systems containing vegetable butters and
evaluate its quality. Research objectives: To formulate stable semi-solid dispersed systems with vegetable butters, assess technological factors. To evaluate emulsion systems with vegetable butters quality and sensory properties. To evaluate the stability of emulsion systems during storage. Research
methods: Emulsion type, pH value, viscosity, microstructure and emulsifier capacity were determined.
Centrifugation, freeze–thaw cycle tests were performed. The sensory properties were assessed by instrumental analysis and questionnaire. Melting point of vegetable butters and selected creams were measured. Stability studies for emulsions were carried out at 25±2°C and 40±2°C temperatures.
Research results: The composition of the emulsions was modeled by increasing the amount of vegetable
butter and determining the emulsifier capacity, emulsions quality was evaluated. Stability of 6 creams was determined during storage. Conclusions: Almond oil is included in the production of o/w emulsion creams with shea, cocoa and mango butters. Other ingredients include water, glycerin, urea, emulsifier, essential thyme oil and α-tocopherol. For further research, emulsions with 15% vegetable butter content were selected. Emulsions are more stable if they contain more vegetable butter. The pH ranges of the creams are suitable for use on the skin. Creams with mango butter are the most viscous. Emulsions with a lower emulsifier content exhibited significantly lower viscosity and pH values. As vegetable butter concentration increases, the firmness and work of shear values of creams increase, r = 0.982. Creams with mango butter have the highest values of firmness and work of shear. During the survey, cream with 15% mango butter is rated with the highest score. Its melting point is significantly lower compared to other creams. The amount of emulsifier in the creams did not significantly affect the firmness and work of shear values. In the long-term stability study (25±2°C), the appearance did not change, the particle diameter increased; viscosity, firmness, work of shear increased, pH values changed significantly (p<0.05). With accelerated aging conditions (40±2ºC), the appearance of creams changed, the particle diameter increased; viscosity decreased, pH values changed significantly (p<0.05), firmness, work of shear did not change. The most stable cream is with mango butter. The lower amount of emulsifier affects the results of the long-term stability study: instability occurs more quickly, values of the quality indicators tend to fluctuate, but it did not affect changes of firmness and work of shear.
PADĖKA
Nuoširdžiai dėkoju savo magistrinio baigiamojo darbo vadovei Doc. dr. Giedrei Kasparavičienei už konsultacijas, pagalbą ir palaikymą, rengiant magistrinį baigiamąjį darbą.
Taip pat dėkoju Lietuvos Sveikatos Mokslų Universiteto, Vaistų technologijos ir socialinės farmacijos katedrai už galimybę kokybiškai atlikti mokslinį tyrimą.
SANTRUMPOS
a/v – aliejus vandenyje a/v/a – aliejus vanduo aliejus aps./min – apsisukimai per minutę cm – centimetras
ERK – tarpląstelinį signalą reguliuojanti kinazė HLB – hidrofilinis - lipofilinis balansas
g – gramai
g*s – gramai sekundei
MAPK – p38 mitogenų aktyvuojama baltymų kinazė mėn. – mėnuo
mPa*s – mikropaskaliai sekundei n – bandymų skaičius nm – nanometrai pav. – paveikslas pH – vandenilio potencialas proc. – procentai (%) RD – rankų dermatitas r. – rūgštis µm – mikrometras UV – ultravioletiniai spinduliai v/a – vanduo aliejuje
v/a/a/v – vanduo aliejus aliejus vanduo v/a/v – vanduo aliejus vanduo
ĮVADAS
Vartotojai vis labiau domisi kosmetikos produktų sudėtimi, ingredientų saugumu ir toksiškumu. Dėl šios priežasties rinkos analitikai prognozuoja, kad dažniau bus pasirenkama ta kosmetika, kurios sudėtyje yra natūralūs ingredientai [1]. Augaliniai produktai yra švelnūs, mažai toksiški, todėl natūralūs aliejai yra naudojami gydyti ir apsaugoti nuo odos ligų, tokių kaip atopinis dermatitas [2]. Dėl terapinių savybių natūralūs augaliniai ekstraktai ir jų produktai yra pritaikomi emulsijų gamyboje farmacijos ir kosmetikos preparatuose [3].
Rankų dermatitas yra dermatologinė problema, su kuria susiduria apie 10 % žmonių visame pasaulyje [4, 5]. Odą minkštinantys preparatai yra tokie pat svarbūs šios ligos gydyme, kaip ir paskirtų vaistų naudojimas [5]. Nustatyta, kad reguliarus drėkinančių ir minkštinančių odos preparatų naudojimas gali apsaugoti nuo rankų dermatito vystymosi [6]. Sviestmedžio, mango ir kakavos sviestai yra pusiau kietos būsenos, lydosi kūno temperatūroje, pasižymi savybėmis, tinkamomis sausos rankų odos priežiūrai. Sviestmedžio sviestas išsiskiria uždegimą, proteazę slopinančiomis savybėmis. Mango sviestas mažina niežėjimą, bėrimus, turi antibakterinį poveikį. Kakavos sviestas, kuris ilgus metus yra pritaikomas kaip pagrindas farmacijos ir kosmetikos pramonėje, gerina odos tekstūrą [7, 8, 9].
Pasirinktas emulsijos tipas – aliejus/vandenyje (a/v). Ši sistema yra svarbus nešiklis hidrofobinėms bioaktyvioms medžiagoms maisto produktuose, papilduose, kosmetikoje ir vaistuose. Taip pat ji leidžia greitai atpalaiduoti hidrofilines medžiagas [10]. Vartotojai a/v tipo emulsijas pasirenka dažniau nei v/a. Nors v/a tipo emulsija stipriau drėkina odą, tačiau kartu sudaro riebų ir klampų plėvelės sluoksnį, kuris vartotojų yra nepageidaujamas [11]. Tyrimo metu bus pagamintos emulsijos su skirtingais augaliniais sviestais, vertinamos ir lyginamos tarpusavyje jų savybės, kokybės rodikliai. Svarbu emulsijas įvertinti ne tik instrumentinės analizės metodais, bet ir pateikti apklausą žmonėms, įvertinti juslines savybes fiziniu būdu.
DARBO TIKSLAS IR UŽDAVINIAI
Darbo tikslas: Pagaminti emulsines sistemas su augaliniais sviestais ir įvertinti kokybę.
Darbo uždaviniai:
1. Sudaryti stabilias pusiau kietas dispersines sistemas su augaliniais sviestmedžio, kakavos bei mango sviestais, įvertinant technologinius veiksnius.
2. Įvertinti emulsinių sistemų su augaliniais sviestais kokybę, taikant centrifugavimo metodą, nustatant pH reikšmę, klampą, mikrostruktūrą.
3. Nustatyti emulsinių sistemų juslines savybes.
1. LITERATŪROS APŽVALGA
1.1. Emulsijos
Emulsijos yra pritaikomos kosmetikos ir farmacijos pramonėje, nes gerai tirpina ir perneša lipofilines ir hidrofilines medžiagas ir yra priimtinų juslinių savybių. Emulsijos tipas, lašelių dydis, minkštiklis, emulsiklis ir paviršiaus aktyvios medžiagos nulemia absorbciją per odą ir poodį. Atsižvelgiant į konsistenciją, emulsija gali kisti nuo skysto pavidalo, tokio kaip losjonas, iki pusiau kietų preparatų, kaip kremai. Tai heterogeninė sistema, apimanti du nesimaišančius tarpusavyje skysčius, kai viena medžiaga yra globulių pavidalu disperguojama į kitą medžiagą. Emulsijos gali būti skirstomos į keturis pagrindinius tipus:
Aliejaus vandenyje (a/v); Vandens aliejuje (v/a);
Vanduo–aliejus–vanduo (v/a/v);
Aliejus–vanduo–aliejus (a/v/a) [12, 13];
Nustatyta nauja emulsijų klasė – besikeičiančios aliejaus fazės emulsijos. Šios klasės emulsijos tipas yra a/v, pasikeičiantis į v/a tipą, užtepus ją ant odos dėl mechaninės energijos. Taip suformuojamas lipofilinis, vandeniui atsparus sluoksnis ir yra panaudojamos abiejų emulsinių tipų savybės [14]. Siekiant sumažinti greitą baltymų pasisavinimą ir prailginti jų atpalaidavimą skystose vaistų formose, yra modeliuojamos sudėtingos v/a/a/v emulsijų sistemos. Jų gaminimo metodas leidžia sudaryti dvigubų sienelių mikrosferas, į kurias patalpinamas baltymas arba hidrofilinė veiklioji medžiaga [15]. Kitas skirstymas gali būti pagal dalelių dydį į: makroemulsijas (0,1-5µm), nanoemulsijas (20-100nm) ir mikroemulsijas (5-50nm) [14, 16].
Kokio tipo emulsija bus pagaminta, priklauso nuo naudojamo emulsiklio. Emulsikliai yra amfifilinės medžiagos, charakterizuojamos remiantis hidrofiliniu-lipofiliniu(HLB) balansu. Skalėje nuo 1 iki 20, kuo aukštesnė reikšmė, tuo hidrofiliškesnė yra paviršiaus aktyvumo medžiaga [12]. Todėl žemos HLB reikšmės medžiagos naudojamos v/a tipo emulsijų formavimui, o aukštos – a/v [16]. Amfifiliniai junginiai, kuriuos sudaro polinė galvutė ir nepolinė uodega, taip pat gali būti skirstomi į žemos molekulinės masės ir aukštos molekulinės masės junginius. Žemos molekulinės masės junginiams priklauso sintetinės molekulės ir natūralūs poliniai lipidai. Jų hidrofilinė galvutė gali būti anijoninė, katijoninė, cviterjoninė ir nejoninė. Aukštos molekulinės masės junginiai – tai biopolimerai, pavyzdžiui, akacijų sakai, modifikuotas krakmolas, celiuliozė, kai kurie pektinai, galaktomananai [17].
Amfifiliniai junginiai nėra vieninteliai galintys sudaryti emulsiją. Kietos koloidinio dydžio dalelės, kurios absorbuojasi dviejų fazių sąlyčio vietoje, taip pat neleidžia įvykti koalescencijai. Hidrofiliniai koloidai stabilizuoja a/v emulsijas, o hidrofobiniai – v/a emulsijas [18]. Nors Bankrofto taisyklė teigia, kad ta fazė, kurioje tirpsta emulsiklis, yra dispersinė terpė, yra patikslinta, kad visgi dispersinė terpė yra ta, kurioje paviršiaus aktyvi medžiaga suformuoja miceles [12].
1.2. A/v emulsijų savybės
A/v emulsija yra kompleksinė sistema, apimanti disperguotą aliejaus fazę vandeninėje terpėje [19]. Ši sistema yra svarbus nešiklis hidrofobinėms bioaktyvioms medžiagoms maisto produktuose, papilduose, kosmetikoje ir vaistuose, be to, leidžia greitai atpalaiduoti hidrofilines medžiagas. Tai termodinamiškai nestabili sistema. Atliekant konduktyvumo testą, nustatoma teigiama reakcija, nes vanduo yra geras konduktorius. Fazės lašelių dydį ir pasiskirstymą apibūdina vidutinis lašelių skersmuo, taip nustatomas lašelių skaičius ir bendras fazių sandūrų plotas. Kuo mažesni lašeliai, tuo didesnis jų skaičius ir užimamas paviršiaus plotas, taip pat didesnis emulsijos stabilumas [17, 10]. Nustatyta, kad a/v emulsijos dalelių dydis priklauso nuo pasirinkto aliejaus. Į tyrimą buvo įtraukta 18 skirtingų aliejų, pasirinktas toks pat kiekis emulsiklio ir gamybos metodas. Skyrėsi ne tik dalelių dydis, kuris nurodomas kaip svarbiausias faktorius stabilumui, bet ir polidispersiškumas, paviršiaus įtampa ir klampumas. Taip pat nustatyta, kad kuo stabilesnė a/v emulsija, tuo vaistų atpalaidavimas yra lėtesnis [20].
Šio tipo emulsijos pasirinkimas tūrėtų būti apsvarstomas, pirmiausia, dėl lengvos gamybos, pigumo, lyginant su kitų tipų emulsijomis. Vis dėlto a/v emulsijos yra linkusios į fizikinį nestabilumą, kurį sukelia tokie aplinkos veiksniai, kaip kaitinimas, vėsinimas, šaldymas, džiovinimas, pH pokyčiai, didelės mineralų koncentracijos [21].
A/v emulsijos, kitaip nei v/a, kurios veikia sulaikydamos vandenį, drėkina odos raginį sluoksnį, sukurdamos vandens nešiklių sistemą. Taip pat šios emulsijos nėra riebios, lengvai nuvalomos nuo odos, išoriškai gali būti naudojamos vėsinančiam efektui suteikti, vidiniam vartojimui pritaikomos dėl gebėjimo paslėpti kartų aliejų skonį [12, 21]. A/v emulsija gali būti losjono, kremo ar tepalo konsistencijos. Losjonai tinkami kaip dieniniai drėkikliai veidui ir kūnui, losjonams po skutimosi, plaukuotoms vietoms. Jie yra neriebūs, lengvi ir lengvai padengia didelius plotus. Kreminės konsistencijos emulsijos pritaikomos naktiniams drėkikliams, veidui ir rankoms, neplaukuotoms vietoms, kai nereikalingas okliuzivinis veikimas, pasižymi estetiškumu, susideda iš „sunkesnių“ lipidų.
Tepalai gaminami tik tada, kai reikalingas okliuzyvinis poveikis, jie yra labai riebūs, blizgūs ir naudojami tik sudaryti apsauginį odos sluoksnį, esant vietose, kur mažai drėgmės ore [2]. Vartotojai a/v emulsijas pasirenka dažniau nei v/a. Nors v/a stipriau drėkina odą, tačiau kartu sudaro riebų ir klampų plėvelės sluoksnį, kuris vartotojų yra nepageidaujamas. Taigi, nors a/v tipo emulsijos pasižymi mažesnėmis minkštinamosiomis ir okliuzyvinėmis savybėmis, yra labiau toleruojamos vartotojų [11].
1.3. A/v emulsijų technologija
Paprasčiausias ir labiausiai paplitęs metodas yra emulsijų gaminimo procesas taikant mechaninę energiją. Galima emulsiją gaminti grūstuvėje, maišant piestele. Taip pat naudojamos įvairios maišyklės, kurių maišymo greitis ir trukmė yra reguliuojami pagal poreikį. Gaminant a/v emulsiją, vienas iš būdų yra pašildyti fazes iki 70ºC ar 75ºC laipsnių temperatūros. Aliejaus fazė yra iš lėto skiedžiama vandenine faze, skiedžiant emulsija yra maišoma tol, kol gaunama homogeninė išvaizda ir pasiekiama kambario temperatūra (25±2ºC). Hidrofiliniai komponentai yra įterpiami disperguojant juos vandeninėje fazėje, o lipofiliniai junginiai įterpiami disperguojant juos aliejinėje fazėje. Tokiu gaminimo metodu yra gauta stabili, gerų fizikinių savybių a/v emulsija su 3 % alyvuogių aliejumi [22, 3, 23, 24].
Be maišyklių taip pat dažnai pasirenkami emulgavimas membrana ir ultragarsu [25]. Ultragarso prietaisai gali suformuoti stabilias emulsijas naudojant minimalų kiekį paviršinio aktyvumo medžiagų. Kitas šių prietaisų privalumas yra mažų lašelių, nano-emulsijų sudarymas. Tyrimų metu buvo pagaminta a/v tipo emulsija, kurios alyvuogių aliejaus fazės lašeliai buvo mikronų ir submikronų dydžio. Didėjant ultragarso energijai emulgavimo metu buvo gautos smulkesnių lašelių, tačiau sumažėjusios klampos emulsijos. Lašelių dydis ir pasiskirstymas ultragarso metu yra priklausomas ne tik nuo naudojamos jėgos, bet ir procedūros laiko. Kuo ilgiau taikomas ultragarso metodas, tuo mažesnis lašelių diametras, kol pasiekiamas minimalus galimas dydis. Mažiausiu lašelių diametru pasižymi didelio spaudimo homogenizatoriai. Mikrofluidizacija visada buvo efektyvesnė nei ultragarsas, tačiau mažiau praktiška, brangesnė, prietaisai linkę užsiteršti [26, 18, 27]. Gaminimo metodas yra pasirenkamas atsižvelgiant į medžiagų savybes ir norimas emulsijos savybes, tokias kaip lašelių koncentracija, dydis ir klampumas [28].
Gaminant a/v emulsiją atliekami tyrimai rodo, kad emulsijos savybės ir mikrostruktūra priklauso ne tik nuo aliejų individualumo, gamybos metodo, bet ir nuo pasirinktų emulsiklių kiekių, kelių naudojamų emulsiklių proporcijų. Maišant akacijų sakus su chitozanu emulsijose susidarė koacervatai, kurių dydis priklauso nuo jų santykio [29]. Nors įprastai didėjant emulsiklio kiekiui didėja
emulsijos stabilumas, gaminant nanoemulsijas su natūraliais aliejais ultragarso metodu, pridėjus didelį kiekį emulsiklio, buvo pastebėta grįžtamoji destabilizacija. Įvertinus atliktus tyrimus, gaminant emulsijas reikia atsižvelgti į emulsiklio kiekį. Jis turi būti pakankamas emulsijai stabilizuoti, tačiau neturi būti įdėtas jo perteklius [30, 10].
1.4. Emulsijų kokybė
Kosmetikos kokybės kontrolė yra reikalinga įvertinti jos saugumą ir efektyvumą [31]. Vietinio naudojimo preparatai turi pasižymėti ne tik gera skvarba, tačiau ir fizikiniu, cheminiu stabilumu, saugumu ir estetiniu priimtinumu [12]. Augaliniai aliejai emulsijose yra linkę oksiduotis. Oksidacija gali keisti emulsijos kvapą, spalvą, skonį, suformuoti pavojingų junginių. Ji gali pasireikšti staigiai dėl didelio paviršiaus ploto, kuris palengvina lipidų ir vandenyje tirpių medžiagų-prooksidantų sąveiką. Pagrindinis metodas padidinti oksidacinį emulsijos stabilumą yra naudoti antioksidantus. Nustatyta, kad priklausomai nuo naudojamo aliejaus a/v emulsijoje antioksidanto pasirinkimas gali daryti skirtingą įtaką. Naudojant alyvuogių aliejų, net ir pagreitintomis oksidacijos sąlygomis, emulsijos savybės nepakito, todėl tyrimo metu antioksidanto tipas buvo mažai reikšmingas. Tačiau pasirinkus linų sėmenų aliejų pagreitintomis oksidacijos sąlygomis pastebėta oksidacija, kuri buvo mažesnė naudojant vandenyje tirpų antioksidantą, lyginant su tirpiu riebaluose [24]. Kito oksidacinio stabilumo tyrimo metu, naudojant graikinių riešutų aliejų, nustatytas pasirinkto emulsiklio ryšys su oksidaciniu stabilumu. Daroma prielaida, kad emulsikliai sudaro barjerą tarp fazių, o išrūgų milteliai inaktyvuoja peroksilo radikalus ir taip pagerina stabilumą. Aliejaus oksidacija vyksta dėl nesočiųjų jungčių riebalų rūgštyse [32]. Remiantis atliktais tyrimais galima teigti, kad emulsijos oksidacija priklauso nuo pasirinkto aliejaus, emulsiklio ir antioksidanto savybių. Išanalizavus aliejaus ir emulsiklio savybes, reikia pasirinkti tinkamų savybių ir koncentracijos antioksidantą.
Fizikinio emulsijų nestabilumo mechanizmai yra kremėjimas, sedimentacija, flokuliacija, koalescencija ir disproporcionavimas (Ostwald brendimas). Fizikinė emulsijų degradacija įvyksta dėl mažėjančio paviršiaus ploto tarp fazės ir terpės. Pagrindinė mažėjančio tarpfazinio ploto priežastis yra koaguliacija, kurios sekoje įvyksta koalescencija. Koaguliaciją galima sumažinti pasirinkus tinkamus stabilizatorius, mažinant dalelių dydį. Ostwald brendimas vyksta dėl dispersinės fazės difuzijos iš mažų į didesnius lašelius, tai viena iš pagrindinių nanoemulsijų nestabilumo priežasčių. Kremėjimą ir lašelių sedimentaciją sukelia tankių tarp dispersinės fazės ir terpės skirtumai. Taip pat procesą paskatinti arba sulėtinti gali flokuliacija. Kremėjimas pasireiškia, kai disperguota fazė yra žemesnio tankio nei terpė, o
sedimentacija vyksta atvirkščiai, kai disperguota fazė yra didesnio tankio nei terpė. Įprastai, aliejinė fazė yra mažesnio tankio nei vandeninė, todėl kremėjimas a/v emulsijose pasireiškia dažniau. Reiškinį galime mažinti, didinant fazės koncentraciją [33, 34, 35, 36]. Flokuliacija įvyksta, kai tarp lašelių esanti trauka yra didesnė už pasipriešinimo jėgą. Mišrių emulsiklių panaudojimas gali padidinti flokuliacijos stabilumą, tačiau koncentracijos neturi būti per didelės [37].
Norint įvertinti emulsijos kokybę galimi metodai:
Centrifugavimo testas. Galima įvertinti kremėjimo procesą, fazių atsiskyrimą, pagal rezultatus numatyti tinkamumo laiką.
Turbidimetrinė analizė. Pagal turbidiškumo dydį galima apibūdinti emulsijos stabilumą, didesnė reikšmė rodo didesnį stabilumą.
Mikroskopinė analizė. Apibūdinamas lašelių dydis ir pasiskirstymas [38, 39, 3].
Emulsijos tipo nustatymas. Vienas iš galimų metodų yra pagamintos emulsijos skiedimas. Emulsija skiedžiama atskirai su aliejumi ir vandeniu. A/v tipo emulsija nustatoma jei pagaminta emulsija pasiskirsto vandenyje. Jeigu emulsija pasiskirsto aliejuje – tai v/a tipo emulsija. Taip pat galima pritaikyti parafino plokštelės, dažymo, konduktometrijos metodus, fluorescencijos testą [40].
pH reikšmės nustatymas. Odos preparato pH turi atitikti odos pH. Įprastas odos pH yra lygus 5-6, todėl preparato pH gali tik nežymiai skirtis nuo šių reikšmių. pH pokytis vertinant produkto stabilumą gali reikšti, kad produkte įvyko cheminiai pakitimai.
Mikrobiologinė analizė. Užteršimas mikroorganizmais gali pakeisti produkto savybes ir sukelti odos dirginimą [3, 11, 41].
Klampumo nustatymas leidžia įvertinti produkto stabilumą laikymo metu, esant pakitusioms aplinkos sąlygoms. Emulsijų sistemų klampumas yra vienas iš veiksnių, kurie neleidžia fazėms atskirti. Pvz.: koalescencija gali įvykti dėl per mažos klampos.
Tekstūros analizė. Instrumentiniu matavimu atliekama analizė, kuri leidžia apibūdinti pusiau kietų sistemų mechanines ir struktūrines savybes [42, 11, 31].Juslinių savybių analizė atliekant respondentų apklausą yra taip pat svarbi kosmetikos kokybės vertinimui. Instrumentinė analizė negali nustatyti subjektyvių žmogaus pojūčių. Reikia įvertinti, ar vartotojui kosmetikos produktas yra priimtinas. Juslinės savybės apima spalvą, kvapą, tepumą, tekstūrą,
įsigėrimą. Juslinių savybių ir instrumentinės analizių sąsaja sudaro galimybę išsamesniam produkto apibūdinimui [31].
1.5.
Rankų dermatitas
Rankos – tai kūno dalis, kuri yra dažnai pažeidžiama odos dermatito. Apie 10 % visos žmonių populiacijos kenčia nuo rankų dermatito, 80 % darbo sąlygų sukelto dermatito yra rankų dermatitas. Ši liga paprastai apibūdinama kaip rankų odos uždegimas, o jos vystymosi priežastys yra kompleksinės, atsiradimui gali turėti įtakos tiek endogeniniai, tiek egzogeniniai veiksniai. Didesnę riziką patiria žmonės, kurie serga, ar praeityje sirgo, atopiniu dermatitu, yra moteriškos lyties, dažnai šlapina rankas, naudoja detergentus, yra aplinkoje, kurios santykinė drėgmė yra žema, patiria alergiją, yra jautrūs UV spinduliams, naudoja vietinius kortikosteroidus. Pacientams, sergantiems atopiniu dermatitu, atsiranda odos barjero sutrikimas dėl epidermio filagrino trūkumo. Apie 20 % atvejų rankų dermatitas yra idiopatinės kilmės. Sutrikus odos barjero funkcijai, ji tampa dar jautresnė aplinkos veiksniams [43, 5, 4].
Rankų dermatitas taip pat yra įvardijamas kaip egzema, kuri gali būti:
Ūmi, pasireiškia eritema, edema, matomos kraujagyslės. Trunka trumpiau nei 3 mėnesiai. Lėtinė, nustatoma hiperkeratozė, žvynuota oda, įtrūkimai. Trunka ilgiau nei 3 mėnesiai arba
sergama daugiau nei du kartus per metus [43, 44].
Įprastai pacientai, kurie kreipiasi į gydytojus dermatologus, patiria lėtinį rankų dermatitą [43]. Lėtinis dermatitas pagal patiriamus simptomus skirstomas į lengvą, vidutinio sunkumo ir sunkų. Rankų išvaizda pavaizduota 1pav. [44].
Nustačius rankų dermatitą, gydytojas pirmiausia įvertina priežastis, sukėlusias ligą, pacientas turi jas šalinti arba jų vengti. Vertinama, ar nesusiduriama su dirgikliu, alergenu, baltymu, atkreipiamas dėmesys, kiek kartų per dieną yra plaunamos rankos, naudojami dezinfekciniai skysčiai, kaip dažnai yra nešiojamos pirštinės ir kiek laiko rankos yra šlapios. Pagrindinis tikslas gydant šią rankų būklę yra sumažinti patiriamus simptomus, uždegimą, niežulį ir pagerinti odos barjero funkciją [5, 43].
Skiriamos įvairios odos drėgmę atstatančios procedūros: vandens vonios, rankų kaukės su drėkikliais, fiziologiniu tirpalu, taninais. Taip pat naudojami vietiniai antiseptikai, ichtiolo, deguto preparatai, drėkinančios, sudėtyje daug aliejų turinčios emulsijos, keratolitiniai tepalai, kurių sudėtyje yra iki 20 % salicilo r., 10-20 % urėjos. Naudojami ir kremai, kurių sudėtyje daug glicerino. Taip pat gali būti naudojami hidrokoloidai, sidabro nitratas, cianoakrilatas. Gydymas gali būti nepakankamai efektyvus, jeigu nebus įtraukti drėkinamieji ir minkštinamieji preparatai. Net ir išnykus ligos simptomams būtina tęsti drėkinančių preparatų naudojimą, nes odos funkcijai atstatyti reikia ilgo laiko. Hipoalerginiai kremai, kuriuose daug lipidų, pagerina odos barjero funkciją, tai saugi gydomoji ir prevencinė priemonė [5, 43]. Nustatyta, kad reguliarus jų naudojimas apsaugo nuo rankų dermatito vystymosi [6].
Atsižvengiant į ūmumą skiriami skirtingi vaistiniai preparatai. Esant lengviems simptomams, gali būti skiriami vietinio poveikio kortikosteroidai, kalcineurino inhibitoriai. Jeigu simptomai sunkesni, didinama kortikosteroidų koncentracija vietinio poveikio preparatuose, skiriama UV spindulių terapija, retinoidai. Esant sunkiai būklei pritaikoma sisteminio poveikio terapija, geriami kortikosteroidai, ciklosporinas, azatioprinas, metotreksatas ir kt. Dėl galimos odos atrofijos, gydymo laikas vietinio poveikio kortikosteroidais turi būti kuo trumpesnis, gydoma iki 4-8 savaičių. Gydymo metu naudojami odos minkštikliai mažina šių vaistų neigiamą poveikį. Kalcineurino inhibitoriai veikia kaip imunomoduliatoriai ir yra skiriami, kai nebegalima gydyti kortikosteroidais, juos galima naudoti ilgą laiką, nesukelia neigiamo poveikio odai, tačiau netinkami naudoti esant odos infekcijoms. Vis dėlto kalcineurino inhibitorių preparatams nėra priskirtos indikacijos rankų dermatitui gydyti ir jie yra naudojami remiantis moksliniais tyrimais, gydytojų patirtimi [43, 44, 45].
1.6. Tyrime naudotos medžiagos
1.6.1. Sviestmedžio sviestas
Sviestmedžio sviestas yra augalinis aliejus, išgaunamas iš sviestmedžio medžio (Vitellaria
teritorijoje, užauga iki 9-12 m. aukščio, pasiekia brandą apie 20-30 metus ir brandina kokybiškus riešutus iki 200 metų amžiaus. Dėl ilgo brandos laiko pramonėje naudojami natūraliai augančių sviestmedžio riešutų branduoliai. Medis žydi vasario ir kovo mėnesiais, derlius renkamas nuo birželio iki rugsėjo mėnesių. Vaisiai yra šviesiai žalios spalvos, 5-8 cm. diametro, panašūs į figas. Vaisių sudaro žalias epikarpis, mėsingas mezokarpis, santykinai kietas apvalkalas endokarpis, kurio viduje – branduolys [46, 47].
Didelė dalis sviestmedžio sviesto yra gaminama rankomis, nenaudojant cheminių medžiagų. Tai pigesnis ir kokybiškesnis metodas sviesto ekstrakcijai. Riešutai apverdami, išlukštenami, džiovinami ir sutrinami į miltelius. Vėliau milteliai yra malami ir maišomi su šaltu ir karštu vandeniu, norint išskaidyti emulsiją ir lengviau ją atskirti. Šalto vandens naudojimas sukelia riebalų plūduriavimą, sviestmedžio sviestas dekantuojamas ir virinamas norint pašalinti vandens likučius, vėliau vėsinamas ir paliekamas sustingti [48].
Sviestmedžio sviestas yra baltos ar gelsvos, kartais pilkos spalvos, švelnios tekstūros ir savito kvapo. Lydymosi temperatūra svyruoja nuo 25ºC iki 45ºC (vidurkis 35,9ºC), priklauso nuo sviesto kilmės ir gamybos metodo [49]. Sviestą sudaro penkios pagrindinės riebalų rūgštys, esančios trigliceridų pavidalu: palmitino, sterino, oleino, linoleino, archidinė. Sterino ir oleino rūgštys sudaro 85-90 % visų rūgščių [50, 51]. Pagrindinis dominuojantis trigliceridas, kurio sudėtyje yra apie 40 %, yra sutrumpintai rašomas SOS, t.y., prie glicerolio yra prisijungusios dvi sterino ir viena oleino rūgštis. Kiti dominuojantys trigliceridai yra SOO, POS (P- palmitino r.) ir POP, kai kuriuose šaltiniuose išskiriamas OOO trigliceridas. Sviestmedžio sviestas išsiskiria dideliu kiekiu sočiųjų riebalų r., lyginant su kitais aliejais. Sudėtyje taip pat nustatyti negliceridiniai dariniai: triterpeno alkoholiai, fenoliai, tokoferolis, steroliai. Triterpeno dariniams priklausantys alfa amirinas, beta amirinas, lupeolis, butirospermolis, aptinkami acto rūgšties ir cinamono rūgšties esterių pavidalu [7].
Natūralūs triterpeno alkoholiai pasižymi priešuždegiminiu, antinavikiniu, antimikobakteriniu aktyvumu. Nustatyta, kad vietiškai naudojami triterpeno esteriai greitai ir stipriai inhibuoja 12 – O – tetradekanoilforbol – 13 – acetato pelėms sukeltą uždegimą. Šis efektas siejamas su odos prostaglandino E2, ciklooksigenazės-2, ERK, MAPK ir alfa C baltymų kinazių slopinimu, branduolio faktoriaus kappa
B aktyvacijos blokavimu [47, 49]. Triterpenų alkoholių ir cinamono rūgšties esteriai pasižymi UV spindulių absorbcija, kai bangos ilgis yra 250-300nm. Todėl esant šio sviesto nuo saulės spindulių apsaugančioje kosmetikoje padidinama apsauga nuo UVB spindulių [7]. Kremai savo sudėtyje turintys sviestmedžio sviesto ekstrakto veikia kaip keramido pirmtakai [52]. Dėl savo pusiau kietos būsenos ir sviesto konsistencijos ši medžiaga gerai minkština ir drėkina kūno, galvos odą ir plaukus. Sviestas yra itin naudingas prižiūrint odą, kadangi jis lydosi kūno temperatūroje, sulaiko vandenį, gerai pamaitina bei įsigeria į ją. Nustatyta, kad kremai, sudėtyje turintys 5 % sviestmedžio sviesto, padidina odos drėgmę
po valandos ir šis poveikis trunka 8 valandas. Lyginant su mineraliniu aliejumi, šis sviestas geriau apsaugo nuo transepiderminio vandens praradimo. Sviestmedžio sviestas rekomenduojamas dermatito pažeistos, sausos ir uždegiminės odos atkūrimui, rankų ir kojų drėkinimui [7].
1.6.2. Kakavos sviestas
Kakavos sviestas yra šviesiai geltonos spalvos, ekstrahuojamas presavimo metodu iš kakavos medžio (Theobroma cacao), kuris priklauso Kavamedinių šeimai, skrudintų sėklų. Medis auga iki 6-12m. aukščio, ribotoje geografinėje zonoje, Afrikoje, Azijoje ir Amerikoje. 25-75 kakavos sėklos yra ankštyje, kuri atrodo kaip uoga, pilna saldžios ir gleivėtos minkštos masės. Sėklos įprastai yra baltos spalvos, kuri pasikeičia į violetinę ar raudonai rudą spalvą dėl džiovinimo proceso.
Kakavos svieste gausu sočiųjų ir mononesočiųjų riebalų rūgščių. Palmitino, stearino, oleino ir linoleino rūgštys sudaro 98 % visų riebiųjų rūgščių. Pagrindiniai trigliceridiniai dariniai yra POP(13,6-15,5 %), POS(33,7-40,5 %) ir SOS(23,8-31,2 %). Sviestas yra kietas kambario temperatūroje (20-25ºC), lydosi 27-35ºC temperatūroje.
Dėl lydymosi kūno temperatūroje sviestas naudojamas farmacijos pramonėje kaip pagrindas žvakučių, vietinio poveikio vaistų ir kosmetikos gamyboje. Minkštinamosios, tepamosios, odos kondicionavimo ir tekstūros gerinimo savybės pritaikomos lūpų balzamų, muilų, rankų, minkštinamųjų kremų gamyboje, skirtų sausai, normaliai ir jautriai odai [53, 54, 8].
1.6.3. Mango sviestas
Mango medis (Mangifera indica) priklauso Anakardinių šeimai. Jo aukštis siekia 10-15m., kultivuojamas tropiniuose ir subtropiniuose regionuose. Brandinami vaisiai yra geltoni, juos sudaro epikarpis, mezokarpis, kauliukas, iš kurio branduolio ekstrahuojamas sviestas. Standartinė procedūra apima ekstrakciją, kuri vyksta soksleto aparate, tirpiklis – heksanas.
Mango branduolyje yra 15 % aliejų. Lydimosi temperatūra 32-36 ºC. Mango riešutų sviestą sudaro trys pagrindinės rūgštys: oleino (34-56 %), stearino (24-57 %) ir palmitino (3-18 %). Mažesniąją
dalį sudaro linolo, linoleno ir arachidono rūgštys, taip pat gausu fenolinų junginių, tokių kaip selenas, varis, cinkas. 55 % sudaro sočiųjų rūgščių, 45 % nesočiųjų. Pagrindiniai trigliceridiniai dariniai yra POS(10-16 %), SOO(14,6-23 %), SOS(25-59 %) ir POP(1-8,9 %).
Mango branduolių sviestas yra perspektyvus kosmetikoje kaip pagrindas, kuriam teikiama pirmenybė dėl sudėtyje esančių antioksidantų ir mineralų. Jis pritaikomas muilų, šampūnų, losjonų, priemonių nuo saulės ir strijų gamyboje, efektyviai gydo odos išsausėjimą, trūkinėjimą, švelnina odą, mažina niežėjimą, bėrimus, sudirgimą ir pasižymi antibakteriniu poveikiu [55, 9, 56].
1.6.4. Kitos emulsijos sudėtinės medžiagos
Rafinuotas migdolų aliejus yra išgaunamas iš prinokusių migdolų sėklų šaltuoju spaudimu, tada rafinuojamas. Gali būti įdėta antioksidantų. Jis yra blankiai geltonos spalvos, skaidrus skystis, šiek tiek tirpsta 96 % etanolyje, maišosi su mineraliniu aliejumi. Santykinis tankis: 0,916. Kietėja -18ºC temperatūroje [57]. Migdolų aliejaus sudėties didžiąją dalį sudaro gliceridai, sudaryti iš oleino, linolo ir palmitino riebalų rūgščių. Aliejus veikia kaip minkštiklis, tirpiklis, nešiklis, gerina odos būklę, nustatyta, kad mažina strijų matomumą ir neleidžia susidaryti naujoms. Taip pat aliejus apsaugo nuo UV spindulių sukeliamos žalos [51, 58].
Glicerinas yra sirupo konsistencijos skystis, riebus ir lipnus liesti, bespalvis arba beveik bespalvis, skaidrus, labai higroskopiškas. Jis maišosi su vandeniu ir 96 % etanoliu, šiek tiek tirpsta acetone, praktiškai netirpsta aliejuose [57]. Glicerinas – tai odos drėkiklis, humektantas. Humektantai – tai sudėtinės medžiagos, turinčios keletą hidrofilinių hidroksilo grupių, galinčios absorbuoti ir sulaikyti vandenį. Jų funkcija yra pritraukti vandenį iš dermos į epidermį, taip pat sulaiko vandenį iš aplinkos, jeigu drėgmė viršija 70 % [59]. Glicerinas gali aktyvuoti transglutaminazę raginiame sluoksnyje, padidinti korneocitų brendimo procesą ir sumažinti odos šerpetojimą kserozės pažeistoje odoje. Glicerinas taip pat atlieka rezervinę funkciją [60].
Urėja – tai baltų arba beveik baltų kristalinių miltelių pavidalo karbamidas, taip pat gali būti skaidrūs kristalai. Labai higroskopiškas, gerai tirpsta vandenyje, 96 % etanolyje, praktiškai netirpsta metileno chloride [57]. Taip pat kaip glicerinas priskiriamas odos drėkikliams, humektantams, turi keratolitinį poveikį [2]. Atliktas tyrimas nustatė, kad urėja nėra tiesiog endogeninis metabolitas, drėkinantis odos raginį sluoksnį. Ši medžiaga gerina odos barjero laidumą ir didina antimikrobinio peptido ekspresiją [61].
Čiobrelių eterinį aliejų sudaro timolis (23-60 %), alfa – terpinenas (18-50 %), p-cimenas (8-44 %), karvakrolis (2-8 %) ir linalolis (3-4 %). Aliejus kaip ir timolis pasižymi antibakteriniu, antigrybeliniu, priešuždegiminiu poveikiu, dėl šių priežasčių yra naudojamas kaip konservantas maisto ir kosmetikos pramonėje [62, 63]. Didėjant aliejaus koncentracijai a/v emulsijoje, didėjo aliejaus fazės dalelių dydis [11].
α-tokoferolis – tai skaidrus, bespalvis arba gelsvai rudas, klampus, riebus skystis. Praktiškai netirpsta vandenyje, lengvai tirpsta acetone, bevandeniame etanolyje, metileno chloride ir aliejuose [57]. Ši medžiaga yra natūralus antioksidantas, kuris veikia nutraukdamas lipidų peroksidacijos grandinines reakcijas [64]. Farmaciniuose produktuose, kurie sudaryti iš aliejų, α-tokoferolio koncentracija sudaro 0,001-0,05 % [58].
Emulsinis vaškas „Lanette“ – tai baltos spalvos kieta medžiaga. Lydymosi temperatūra 52°C [65]. Lydymosi metu vaškas tampa skaidrios, bespalvės ar šviesiai geltonos spalvos skysčiu. Emulsinį vašką sudaro cetostearilo alkoholis, kurio sudėtyje yra kieti alifatiniai alkoholiai – stearilo ir cetilo alkoholiai. Įprastai stearilo alkoholio sudėtyje yra 50-70 %, o cetilo – 20-35 %, tačiau proporcijų gali būti ir kitokių, mažiausias bendras kiekis šių alkoholių gali būti 90 %. Naudojamas kosmetikoje ir vietinio poveikio farmaciniuose produktuose kaip emulsiklis, sudaro abiejų tipų a/v ir v/a emulsijas. Emulsinis vaškas daro įtaką preparatų klampai, ją didindamas, pasirinkus šį emulsiklį reikalingas mažesnis kiekis paviršiaus aktyvų medžiagų emulsijai stabilizuoti [58].
1.7. Literatūros apžvalgos apibendrinimas
Atlikus literatūros analizę, galima apibendrinti, kad palanku pasirinkti a/v emulsijos tipą. Tokią išvadą galime daryti remiantis vartotojų poreikiais ir emulsijų juslinėmis savybėmis. Gaminant šias emulsijas, pagrindinė problema, su kuria susiduriama, yra cheminis ir fizikinis nestabilumas. Didelę įtaką daro aliejaus pasirinkimas – gaminant tokiomis pačiomis sąlygomis, tačiau pasirenkant skirtingus augalinius aliejus, emulsijos pasižymi skirtingomis savybėmis. Todėl, kad būtų galima nuspręsti, kokią technologiją pasirinkti emulsijų gamybai, verta pradėti nuo paprasčiausio gamybos metodo ir įvertinus emulsijos stabilumą nuspręsti, ar reikalingas pažangesnis metodas. Taip pat didelę įtaką daro emulsiklio rūšies ir kiekio pasirinkimas, todėl svarbu įvertinti emulsiklio gebą. Cheminis emulsijos stabilumas susijęs su augalinių aliejų oksidacija, kuri priklauso nuo aliejuje esančių nesočiųjų rūgščių skaičiaus, emulsiklio ir antioksidanto savybių. Norint įvertinti pagaminto produkto kokybę, išsamesnis apibūdinimas gaunamas įvertinus emulsiją ne tik instrumentiniu būdu, bet ir pateikiant apklausą vartotojams.
Pagaminta emulsija bus pritaikoma rankų dermatito gydymui ir prevencijai. Minkštinamųjų odos preparatų svarba šios ligos gydyme siejama su odos drėgmės ir barjero funkcijos atstatymu. Paskyrus naudoti tik vietinio poveikio vaistinius preparatus, gydymas gali būti neefektyvus. Net ir išnykus ligos simptomams būtina tęsti drėkinančių preparatų naudojimą, nes odos funkcijai atsistatyti reikia ilgo laiko. Taip pat šios priemonės gali būti taikomos ligos prevencijai, susiduriant su odos dirgikliais. Literatūros šaltiniuose aptariant rankų odos dermatitui gydyti skirtus minkštinamuosius odos preparatus, jiems priskiriamos drėkinančiomis savybėmis pasižyminčios, didelį aliejų kiekį sudėtyje turinčios emulsijos.
Šiame baigiamajame magistriniame darbe a/v tipo emulsijoms gaminti pasirinkti sviestmedžio, kakavos ir mango sviestai. Sviestai tai kietos fizikinės būsenos aliejai. Pasirinkti sviestai yra kieti kambario temperatūroje, lydosi kūno temperatūroje, pasižymi savybėmis, pritaikomomis rankų odos priežiūroje. Nagrinėjant sviestų savybes, pastebėta panaši cheminė sudėtis ir fizikinės savybės. Literatūros šaltiniuose mango ir sviestmedžio sviestai yra tiriami kaip kakavos sviesto pakaitalai, todėl tiriant emulsijų kokybės rodiklius, priklausančius nuo pasirinkto sviesto, bus papildomi turimi duomenys, apibūdinantys šių sviestų savybes.
2. TYRIMO METODIKA
2.1. Tyrime naudoti prietaisai ir medžiagos
2.1.1. Prietaisai
1. Centrifuga (Sigma 3-18KS, Vokietija) 2. Vandens vonelė (J.P. Selecta, s.a., Ispanija)
3. pH-metras (WinLab, Windaus Labortechnik, Vokietija)
4. Mikroskopas (Motic BA310, Windaus Labortechnik, Vokietija) 5. Rotacinis viskozimetras (ALPHA SERIES, Fungilab, S.A., Ispanija)
6. Tekstūros analizatorius (TA.XT.Plus Texture Analyser 11073, Stable Micro Systems, Jungtinė Karalystė)
7. Svarstyklės (Axis AD510, Lenkija)
8. Kaitinimo plytelė (Rommelsbacher, Vokietija)
9. Termometras (LCD Digital Portable Multi – Thermometer, Kinija)
10. Klimatinė spinta (Climacell MMM-Group. Medcenter Einrichtungen GmgbH, Čekija) 11. Lydymosi taško analizatorius. (Stuart SMP10, Bibby Scientific Ltd, Jungtinė Karalystė )
2.1.2. Medžiagos
1. Sviestmedžio sviestas (UAB „Rudugys“, Lietuva, kilmės šalis – Vokietija) 2. Mango sviestas (VŠĮ „Biokosmetikos Akademija“, Lietuva, kilmės šalis – Indija)
3. Kakavos sviestas (UAB „NATURLT“, Lietuva, kilmės šalis – Dramblio Kaulo Kranto Respublika)
4. Migdolų aliejus (UAB „Anira“, Lietuva, kilmės šalis – Vokietija) 5. Glicerinas (Sigma – Aldrich®, JAV)
6. Išgrynintasis vanduo (Ph. Eur.01/2008:0008, LSMU laboratorija) 7. Urėja (Sigma – Aldrich®, JAV)
8. Čiobrelių eterinis aliejus (Sigma –Aldrich Chemie GmbH, Vokietija) 9. ± -α – tokoferolis – (Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Vokietija) 10. „Lanette“ vaškas (Fisher Scientific, Jungtinė Karalystė)
2.2. Tyrimų objektas
Emulsinės sistemos su sviestmedžio, mango ir kakavos sviestais.
2.3. Tyrimų planavimas
Planuojant tyrimą, pirmasis numatytas tikslas buvo eksperimentiniu būdu pagaminti a/v tipo emulsijas su sviestmedžio sviestu. Pirminiam stabilumo vertinimui, buvo pasirinkti centrifugavimo, šildymo-šaldymo ir emulsijos tipo nustatymo testai. Jeigu pagaminti kremai stabilūs, nuspręsta atlikti emulsiklio gebos nustatymą ir vieną geriausiomis juslinėmis savybėmis pasižyminčią emulsiją pagaminti su mažesniu emulsiklio kiekiu, įvertinti jos stabilumą. Visiems pagamintiems kremams atliekami papildomi kokybės tyrimai: mikroskopinė analizė, klampos, tekstūros, pH reikšmės nustatymas. Kitas numatytas tikslas – pagaminti tokios pačios sudėties palyginamąsias emulsijas, sviestmedžio sviestas pakeičiamas į mango ir kakavos sviestus. Atrinktos šių augalinių sviestų emulsijos pagaminamos su mažesniu emulsiklio kiekiu ir visoms naujai pagamintoms emulsijoms atliekami kokybės tyrimai. Kitas atliekamas tyrimas yra stabilumo nustatymas laikymo metu. Atrinkti kremai ir kremai su sumažintu emulsiklio kiekiu laikomi 6 mėnesius kambario temperatūroje - 25±2ᵒC ir 5 mėnesius pagreitinto sendinimo sąlygose, klimatinėje spintoje - 40±2ᵒC temperatūroje. Taip pat numatyta nustatyti sviestų ir pasirinktų kremų lydymosi temperatūrą, įvertinti pasirinktų kremų juslines savybes pateikiant anketas tiriamiesiems.
2.4. A/v tipo emulsijos su augaliniais sviestais gamyba
Emulsijos gaminamos grūstuvėje maišant piestele. Aliejinė fazė, kurią sudaro pasirinktas sviestas, migdolų aliejus, „Lanette“ vaškas, ir vandeninė fazė, kurią sudaro išgrynintasis vanduo, glicerinas, urėja, atskirai, porcelianinėse lėkštutėse, pašildomos iki 70ºC temperatūros. Aliejinė fazė iš lėto skiedžiama vandenine faze ir maišoma piestele. Emulsijai atvėsus iki 35ºC temperatūros, įterpiami konservantai α-tokoferolis ir čiobrelių eterinis aliejus. Emulsija maišoma tol, kol pasiekiama kambario temperatūra (25±2ºC), ir perkeliama į numatytą talpyklę.
2.5. Pagamintos emulsijos tipo nustatymas
Ant objektinio stiklelio mažas pagamintos emulsijos kiekis yra skiedžiamas distiliuotu vandeniu, ant kito objektinio stiklelio – aliejumi. Emulsija, kuri maišosi su vandeniu, laikoma a/v tipo emulsija. Emulsija, kuri maišosi su aliejumi – v/a tipo emulsija.
2.6. Centrifugavimo testas emulsijos stabilumui nustatyti
Pagamintų emulsijų stabilumui vertinti atliekamas centrifugavimo testas. Emulsija yra talpinama į 2±0,02g mėgintuvėlį. Pasirinktos testo sąlygos yra 3000 aps./min., esant 5minučių trukmei, 25±2ºC temperatūrai. Jeigu įvertinus vizualiai, emulsijos fazės yra neatsiskyrusios, didinamas apsisukimų skaičius iki 10000 aps./min.
2.7. Šildymo–šaldymo ciklas emulsijos stabilumui nustatyti
Jeigu atlikus centrifugavimo testą pagaminta emulsija išlieka stabili, atliekamas šildymo-šaldymo ciklo testas. Emulsija yra laikoma parą laiko -18ºC temperatūroje, sekančią parą emulsija yra laikoma kambario temperatūroje (25±2ºC) ir pakartojamas centrifugavimo testas.
2.8. Pasirinkto emulsiklio gebos nustatymas
Emulsiklio geba nurodo mažiausią emulsiklio kiekį, kuris stabilizuoja emulsiją, neleidžia fazėms atsiskirti. Geba buvo nustatoma gaminant kremus su mažiausiu (5 %) ir didžiausiu (35 %) augalinio sviesto kiekiu, tolygiai mažinant emulsiklio kiekį 0,5g. Kremo stabilumui nustatyti buvo atlikti centrifugavimo ir šildymo-šaldymo ciklo testai.
2.9. Emulsijų su augaliniais sviestais mikrostruktūros nustatymas
Mikrostruktūra analizuojama mikroskopu, turinčiu integruotą kamerą „Moticam 2300 3.0 M Pixel USB 2.0“. Vaizdas yra padidinamas 100 kartų. Mažas emulsijos kiekis yra uždedamas ant objektinio stiklelio ir uždengiamas dengiamuoju stikleliu. Fiksuotas vaizdas analizuojamas programa „Motic Images Plus 2.0 ML“. Analizės metu nustatome vidutinį lašelių skersmenį, kuris yra reikšmingas emulsijos stabilumui, matavimo vienetai – µm.
2.10. Emulsijų su augaliniais sviestais klampos nustatymas
Klampa nustatoma rotaciniu viskozimetru, pasirinktas suklys – L4, greitis – 3 aps./min. Duomenys fiksuojami praėjus 2 min. nuo matavimo pradžios, esant kambario temperatūrai (25±2ºC). Matavimas kartojamas tris kartus. Matavimo vienetai – mPa*s.
2.11. Emulsijų su augaliniais sviestais tekstūros analizė
Emulsijų tekstūra buvo analizuojama nustatant pagaminto emulsinio kremo tepumą. Analizė atlikta naudojant tekstūros analizatorių TA.Xtplus Texture Analyser. „Exponent“ programa apskaičiuoja du tepumo testo parametrus: kietumą (g.) ir šlyties jėgą (g*s). Pasirinkti matavimo parametrai: atstumas 12mm, testo greitis 3mm/s. Matavimo zondas nuleidžiamas nedideliu atstumu nuo kremo, kuris patalpintas į specialų matavimo indelį. Bandymas kartojamas tris kartus. 2pav. pavaizduotas matavimo grafikas.
2pav. Tekstūros analizės grafikas
2.12. Emulsijų su augaliniais sviestais pH reikšmės nustatymas
Emulsijų pH buvo nustatytas paruošus 1% emulsijos tirpalą. Pasveriama 0,5g kremo ir šildant 65ºC temperatūros vandens vonelėje, jis ištirpinamas 49,5ml vandenyje. Gautas tirpalas filtruojamas per popierinį filtrą. Matavimas atliekamas tris kartus, esant kambario temperatūrai (25±2ºC), rezultatas fiksuojamas nustojus kisti pH reikšmei.
2.13. Augalinių sviestų ir pasirinktų emulsijų lydymosi temperatūros nustatymas
Sviestų lydymosi temperatūra nustatoma lydymosi taško analizatoriuje. Sviestas patalpinamas į kapiliarą, pro mikroskopą stebima, kada sviestas pakeis fizikinę būsena, laipsniškai kylant temperatūrai kapiliare. Kremų lydymosi temperatūra nustatoma, patalpinus juos į mėgintuvėlį ir įdėjus į vandens stiklinę, kuri yra šildoma ant kaitinimo plytelės. Termometru yra matuojama vandens temperatūra, stebima kokioje temperatūroje kremas pakeis fizikinę būseną.
2.14. Pasirinktų emulsijų stabilumo laikymo metu nustatymas
Stabilumas laikymo metu buvo nustatomas kambario temperatūroje (25±2 ºC) ir pagreitinto sendinimo sąlygose, klimatinėje spintoje (40±2ºC, 75±5% santykinė drėgmė). Kremų, kurie laikomi kambario temperatūroje, kokybės tyrimai atliekami po 1mėn., 3mėn. ir 6mėn. Pagreitinto sendinimo sąlygose laikomi kremai tiriami po 1mėn., 3mėn. ir 5mėn.
2.15. Juslinių savybių nustatymas
Juslinių savybių tyrimo metu apklausta 20 respondentų, kurie anketos apklausoje įvertino trijų skirtingų kremų savybes. Nurodytos savybės yra išvaizda, kvapas, tepumas, įsigėrimas į odą, tekstūra ir bendras įvertinimas. Pritarimas atlikti tyrimui pateiktas 1 priede, o anketos pavyzdys – 2 priede.
2.16. Duomenų analizės metodai
Rezultatai pateikiami išvedus aritmetinį vidurkį ir standartinį nuokrypį. Statistinė duomenų analizė atliekama „SPSS Statistics 17.0“ programa. Statistinis reikšmingumas vertinamas dispersine analize ANOVA, aposteriorinis kriterijus – Tjukio lyginimo kriterijus. Koreliacija nustatoma apskaičiuojant Spearmano koreliacijos koeficientą. Kuo artimesnė koreliacijos koeficiento reikšmė ±1, tuo stipresnė priklausomybė tarp kintamųjų. Duomenys laikomi statistiškai reikšmingi, kai p<0,05.
3. REZULTATAI
3.1. A/v tipo emulsijos su augaliniais sviestais sudėties modeliavimas
Gaminant kremus, pasirinkti sviestmedžio, mango ir kakavos sviestai. Visi sviestai yra pritaikomi kosmetikos gamyboje, sausos odos priežiūrai. Jų kiekis emulsijose didinamas nuo 5 % iki 35 %. Atitinkamai didėjo emulsiklio kiekis, kuris sudarė trečdalį augalinių aliejų kiekio, mažėjo išgrynintojo vandens kiekis. Pasirinktas emulsiklis yra vaškas „Lanette“, tinkamas a/v ir v/a tipo emulsijoms formuoti. Likusių medžiagų kiekis nekito. Migdolų aliejus pasirinktas pagerinti kremo tekstūrai, nes sviestai yra kieti ir tiršti, priešingai nei migdolų aliejus, kuris yra lengvos konsistencijos. Glicerinas ir urėja pasirinktas odos drėkimui padidinti . Čiobrelių eterinis aliejus – konservantas, atliekantis antimikrobinę funkciją, α-tokoferolis –antioksidantas.
Sviestų kiekis buvo numatytas didinti tol, kol emulsija taps nestabili, įvyks fazių inversija ir bus nustatyta v/a tipo emulsija, tačiau pasiekus 35 %, nuspręsta koncentracijos nedidinti dėl didelės kremo klampos ir kietumo. Todėl buvo pagaminti 5 kremai su kiekvienu augaliniu sviestu. Pagamintiems kremams su sviestmedžio sviestu suteikti kodai yra S.1, S.2, S.3, S.4, S.5, su mango sviestu M.1, M.2, M.3, M.4, M.5, su kakavos sviestu K.1, K.2, K.3, K.4, K.5. Pagamintų a/v tipo emulsijų sudėtis pateikta 1 lentelėje. Emulsijos pagamintos pagal metodiką, nurodytą 2.4 skyriuje. Geriausiomis juslinėmis savybėmis pasižymėjo emulsijos, kurių sudėtyje yra 15 % sviestų, todėl šie trys kremai buvo pasirinkti stabilumo vertinimui, laikant juos skirtingomis sąlygomis.
1 lentelė. Pagamintų kremų sudėtis
Medžiaga Kiekis, % 1 2 3 4 5 Išgrynintasis vanduo 71 64,4 57,6 44,4 31 Glicerinas 5 5 5 5 5 Urėja 4 4 4 4 4 Emulsiklis 5 6,6 8,4 11,6 15 Augalinis sviestas 5 10 15 25 35 Migdolų aliejus 10 10 10 10 10
Eterinis čiobrelių aliejus 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 α-tokoferolis 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02
3.2. Emulsijų su augaliniais sviestais tipo nustatymas
Visos pagamintos emulsijos, skiedžiamos vandeniu, lengvai jame pasklido, o skiedžiant aliejumi jame nepasklido, todėl tai a/v tipo emulsijos.
1pav. Kairėje pusėje S3 kremas skiedžiamas vandeniu, dešinėje pusėje – aliejumi
3.3. Centrifugavimo ir šildymo-šaldymo testai emulsijų stabilumui įvertinti
Visos pagamintos emulsijos išliko stabilios atlikus 3000 ir 10000 aps./min., 5 minučių trukmės centrifugavimą. Atlikus šildymo –šaldymo ciklo testą, pagal metodiką nurodytą 2.5 skyriuje, atsiskyrė dviejų emulsijų fazės, kurių sudėtyje yra 5 % mango ir kakavos sviestų. Kiti kremai išliko stabilūs ir jiems buvo pakartotas centrifugavimo testas.
2pav. Kairėje stabilus kremas Nr.S.1, dešinėje nestabilus Nr.K.1
3.4. Emulsiklio gebos nustatymas
Mažiausias emulsiklio kiekis (%), stabilizuojantis emulsiją su mažiausiu augalinių aliejų kiekiu, yra 4,5 %, esant 4 % atlikus centrifugavimo testą emulsijos fazės atsiskyrė. Emulsiklio kiekis,
lyginant su kiekiu pradiniame kreme, sumažėjo 0,5 %. Mažiausias emulsiklio kiekis (%), stabilizuojantis emulsiją su didžiausiu augalinių aliejų kiekiu, yra 9,5 %. Esant 9 % atlikus centrifugavimo testą emulsijos fazės atsiskyrė. Emulsiklio kiekis, lyginant su kiekiu pradiniame emulsiniame kreme, sumažėjo 5,5 %. Pagamintų emulsijų sudėtis pateikta 2 lentelėje.
2 lentelė. Kremų, pagamintų emulsiklio gebai nustatyti, sudėtis
Medžiaga Kiekis, % S.1.1 S.1.2 S.5.1 S.5.2 S.5.3 S.5.4 S.5.5 S.5.6 S.5.7 Išgrynintasis vanduo 69,5 70 30 30,5 31 31,5 33 34,5 35 Glicerinas 5 5 5 5 5 5 5 5 5 Urėja 4 4 4 4 4 4 4 4 4 Emulsiklis 4,5 4 14 13,5 13 12,5 11 9,5 9 Sviestmedžio sviestas 5 5 35 35 35 35 35 35 35 Migdolų aliejus 10 10 10 10 10 10 10 10 10
Eterinis čiobrelių aliejus 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2
α-tokoferolis 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2
Remiantis gautais rezultatais pagaminti du kremai, kurių sudėtyje yra 15 % sviestmedžio sviesto, 4,5 %(S.3.2) ir 6,5 %(S.3.1) emulsiklio. Atliekant kokybės tyrimus, pastebėtas, emulsijos su 4,5 % emulsiklio kiekiu nestabilumas, todėl tolimesni tyrimai su šia emulsija nėra atliekami. Pagaminami du kremai su 15 % mango ir kakavos sviestais, kurių sudėtyje 6,5 % emulsiklio. Pagamintų emulsijų sudėtis pateikta 3 lentelėje.
3 lentelė. Kremų, kurių sudėtyje yra sumažintas kiekis emulsiklio, sudėtis
Medžiaga Kiekis, % S.3.1 S.3.2 M.3.1 K.3.1 Išgrynintasis vanduo 57,5 59,5 57,5 57,5 Glicerinas 5 5 5 5 Urėja 4 4 4 4 Emulsiklis 6,5 4,5 6,5 6,5 Pasirinktas sviestas 15 15 15 15 Migdolų aliejus 10 10 10 10
Eterinis čiobrelių aliejus 0,2 0,2 0,2 0,2
3.5. Emulsijų su augaliniais sviestais mikrostruktūros tyrimas
Mikrostruktūros tyrimo metu buvo nustatytas vidutinis emulsijos dalelių skersmuo, kuris apibūdina emulsijos stabilumą. Kuo dalelių skersmuo mažesnis, tuo emulsija stabilesnė. Dalelių skersmuo ir emulsijos stabilumas priklauso nuo augalinių sviestų koncentracijos. Esant didesnei augalinių sviestų koncentracijai emulsijose, dalelių skersmuo yra mažesnis. Šis pokytis matomas visose emulsijose, kuriose augalinių sviestų koncentracija siekia 25 %. Emulsijose su mango ir kakavos sviestais dalelių skersmuo mažėja, esant 10 % koncentracijai. Emulsijoje su mango sviestu dalelių skersmens pokytis, didėjant sviestų koncentracijai, yra staigus, o su kakavos sviestu – tolygus. Dalelių skersmuo taip pat priklauso nuo gamybos technologijos. Gaminama rankiniu būdu, todėl galėjo skirtis maišymo laikas ir greitis, kurie daro įtaką šiam parametrui. Didelį dalelių skersmenį kremuose, kuriuose yra 5 % mango ir kakavos sviestų, galime sieti su nustatytu nestabilumu, atliekant šildymo–šaldymo ciklo testą. Nestabilios emulsijos, kurios emulsiklio kiekis buvo sumažintas iki 4,5 %, mikroskopinis vaizdas pateiktas 3pav. Tyrimo rezultatai pateikti 4 lentelėje, emulsijų mikroskopinio vaizdo pavyzdžiai – 4 ir 5 pav.
4 lentelė. Vidutinio dalelių skersmens nustatymo rezultatai
Emulsijos sudėtis Emulsijos su pasirinktu augaliniu sviestu dalelių skersmuo, µm
S M K 1 18,6 27,7 32,1 2 18,9 8,4 24,9 3 17,9 8,1 10,6 4 11,8 5,9 8,7 5 9,3 6,3 9,5 3.1 14 9,5 11,8
S.1 M.1 K.1
4pav. Emulsijų su 5 % augalinių sviestų mikroskopinis vaizdas
S.1 S.3 S.5
5pav. Emulsijų su 5 %, 15 % ir 35 % sviestmedžio sviestu mikroskopinis vaizdas
3.6. Emulsijų su augaliniais sviestais klampos nustatymas
Norint apibūdinti emulsijos klampos reikšmės priklausomybę nuo pasirinktų augalinių sviestų, pirmiausia atliekamas klampos nustatymas emulsijų su skirtingomis augalinių sviestų koncentracijoms. Pagaminti kremai, kurių sudėtyje yra 25 % ir 35 % sviestų, buvo per kieti klampai nustatyti, o sudėtyje esant 5 %, 10 %, 15 % sviesto, nebuvo nustatytas bendras aps./min. greitis tinkamas visų trijų kremų klampai nustatyti. Todėl buvo nuspręsta rotaciniu viskozimetru netirti klampos priklausomybės nuo sviesto kiekio, tačiau nustatyti preparatų, kurių sudėtyje yra 15 % sviesto klampos pokyčius laikymo metu ir palyginti klampos reikšmes sudėtyje esant skirtingiems sviestams. Klampos priklausomybę, kintant sviesto kiekiui, galime nustatyti tik subjektyviai, paskleidžiant emulsijas ant odos. Tepantis kremais pastebėta, kad kuo didesnis sviesto kiekis, tuo klampesnis yra kremas.
Lyginant tarpusavyje kremų su skirtingais augaliniais sviestais klampos reikšmes nustatyta statistiškai reikšmingai mažesnė klampa kremo, kurio sudėtyje yra sviestmedžio sviestas, lyginant su kremo klampos reikšme, kurio sudėtyje yra mango sviestas (p<0,05). Klampiausias kremas – sudėtyje turintis mango sviesto. Klampos reikšmė lygi 164316mPa*s±18396. Mažiausiai klampus kremas – su sviestmedžio sviestu, reikšmė lygi 121070mPa*s±2274, o vidutiniškai klampus – su kakavos sviestu – 145094mPa*s±3332.
Tokie patys rezultatai gauti, lyginant tarpusavyje emulsijas su sumažintu emulsiklio kiekiu. Emulsijos, kurios sudėtyje yra sviestmedžio sviestas, klampa reikšmingai mažesnė už emulsiją, kurios sudėtyje yra mango sviestas (p<0,05). Emulsija, kurios sudėtyje yra mango sviestas yra klampiausia – 134902mPa*s±11934, o kurios sudėtyje sviestmedžio sviesto mažiausiai klampi – 102701mPa*s±726, vidutinės klampos emulsija yra su kakavos sviestu – 109945mPa*s±9785.
Atsižvelgiant į emulsiklio kiekį emulsijose, kai emulsiklio kiekis yra sumažintas iš 8,4 % į 6,5 %, o augalinių sviestų koncentracija nepakitusi (15 %), nustatyta reikšmingai mažesnė klampa emulsijų su mango ir kakavos sviestais. (p<0,05).
Tyrimo rezultatai pavaizduoti 6pav., jais remiantis, galima daryti išvada, kad emulsijos klampa priklauso nuo pasirinkto augalinio sviesto ir emulsiklio kiekio.
6pav. 15 % skirtingų augalinių sviestų ir emulsiklio kiekio įtaka klampos reikšmei 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000 180000 200000 3 (8,4 %) 3.1 (6,5 %) Kl amp a (m Pa *s ) S M K
3.7. Emulsijų su augaliniais sviestais tekstūros analizė
Analizuojant pagamintų emulsijų tekstūrą, apibūdintas jų tepumas. Nustatyta, kad didėjant augalinių sviestų koncentracijai, didėjo kietumo ir šlyties jėgos reikšmės, nustatyta stipri koreliacija tarp augalinių sviestų koncentracijos ir nustatytų kietumo ir šlyties jėgų, r=0.982. Emulsijų su mango sviestu kietumas ir šlyties jėga yra didžiausi lyginant su kitų sviestų emulsijomis. Kremų su kakavos sviestu tepumo reikšmės esant mažai koncentracijai mažiausios, tačiau pasiekus 15 % koncentraciją rodikliai tampa didesni negu kremų su sviestmedžio sviestu. Emulsijų, kurių sudėtyje yra 15 % augalinių sviestų ir sumažintas emulsiklio kiekis (iš 8,4 % į 6,5 %) kietumo ir šlyties jėgos reikšmės mažesnės, nei emulsijose, kurių sudėtyje emulsiklio kiekis lygus 8,4 %
Kremų, kurių sudėtyje yra sviestmedžio ir kakavos sviestai, reikšmingas kietumo pokytis įvyksta esant 25 % sviestų koncentracijai, lyginant su 5 % koncentracijomis. Emulsijos su sviestmedžio sviestu kietumas padidėja ~ 13 kartų, o su kakavos sviestu ~ 18 kartų. Kremų, kurių sudėtyje yra mango sviestas, pokytis įvyksta anksčiau, esant 15 % koncentracijai (p<0,05). Lyginant kietumo reikšmę su 5 %, kietumas padidėja ~ 4 kartus. Atlikus rezultatų analizę, vertinančią pasirinkto sviesto įtaką kietumui, nustatyta, kad esant 25 % augalinių sviestų koncentracijai kremuose, kietumo reikšmė yra reikšmingai didesnė pasirinkus mango sviestą. Esant 35 % augalinių sviestų koncentracijai kremuose, nustatyta reikšmingai mažesnė kietumo reikšmė pasirinkus sviestmedžio sviestą. Esant kitoms koncentracijoms reikšmingų skirtumų tarp kremų kietumo nenustatyta. Rezultatai grafiškai pateikti 7 pav.
7pav. Kietumo pokyčiai didinant augalinių sviestų kiekį emulsijose 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 S M K Ki etu m as (g) 1( 5 %) 2 (10 %) 3 (15 %) 4 (25 %) 5 (35 %)
Šlyties jėgos reikšmingi pokyčiai vyko esant 25 % augalinių sviestų koncentracijai, lyginant su 5 % koncentracijomis. Emulsijų su sviestmedžio sviestu šlytis padidėjo ~ 26 kartus, su mango sviestu ~ 18 kartų, su kakavos sviestu ~ 48 kartus. Esant augalinių sviestų koncentracijai 25 %, šlyties jėga emulsijos su sviestmedžio sviestu reikšmingai mažesnė už emulsijos su mango sviestu. Koncentracijai pasiekus 35 % emulsijos su sviestmedžio sviestu šlyties jėga reikšmingai mažesnė už likusių tos pačios koncentracijos emulsijų. Rezultatai grafiškai pateikti 8pav.
8pav. Šlyties jėgos pokyčiai didinant augalinių sviestų kiekį emulsijose
Tarp emulsijų, kurių sudėtyje yra 15 % sviesto su įprastu emulsiklio kiekiu ir emulsijų su sumažintu emulsiklio kiekiu, reikšmingo kietumo ir šlyties jėgos pokyčio nenustatyta. Taip pat nenustatytas reikšmingas kietumo ir šlyties jėgos skirtumas tarp emulsijų su sumažintu emulsiklio kiekiu, priklausomai nuo pasirinkto sviesto(p>0,05).
3.8. Emulsijų su augaliniais sviestais pH reikšmės nustatymas
Tiriant emulsijas su sviestmedžio sviestu pH reikšmės svyravo nuo 6,42±0,02 iki 6,50±0,05, su mango sviestu – nuo 6,17±0,03 iki 6,26±0,01, su kakavos sviestu – nuo 6,11±0,02 iki 6,26±0,05. Emulsijų, kurių sudėtyje yra sumažintas emulsiklio kiekis, pH yra reikšmingai mažesnis ir svyruoja nuo 6,04±0,01 iki 6,13±0,05. Analizuojant pH priklausomybę nuo sviestų koncentracijos statiškai reikšmingų pokyčių emulsijose su augaliniais sviestais nenustatyta (p>0,05). Emulsijų su sviestmedžio sviestu pH yra reikšmingai didesnis negu emulsijų su kitais sviestais lyginant emulsijas su tokiomis pačiomis koncentracijomis. Emulsijų su sumažintu emulsiklio kiekiu pH vertės buvo reikšmingai
0,00 200,00 400,00 600,00 800,00 1000,00 1200,00 S M K Šl ytie s jė ga (g* s) 1( 5 %) 2 (10 %) 3 (15 %) 4 (25 %) 5 (35 %)
mažesnės už tos pačios sudėties emulsijas su įprastu emulsiklio kiekiu, išskyrus emulsijas su kakavos sviestu (p<0,05). Galima teigti, kad augalinio sviesto koncentracija nedaro įtakos pH reikšmei, tačiau ji priklauso nuo pasirinkto sviesto ir emulsiklio kiekio preparate. pH reikšmių pokyčiai grafiškai pavaizduoti 9 ir 10pav.
9pav. pH pokyčiai didinant augalinių sviestų kiekį emulsijose
10pav. pH pokyčiai esant skirtingoms emulsiklio koncentracijoms
3.9. Augalinių sviestų ir pasirinktų kremų lydymosi temperatūros nustatymas
Sviestmedžio sviesto lydymosi temperatūra yra statiškai reikšmingai mažesnė už kakavos ir mango sviestų lydymosi temperatūras. Kremų lydymosi temperatūra yra reikšmingai didesnė už augalinių sviestų lydymosi temperatūras. Kremo su mango sviestu lydymosi temperatūra yra reikšmingai mažesnė už kremų su sviestmedžio ir kakavos sviestais (p<0,05).
6,44 6,26 6,2 6,5 6,17 6,26 6,45 6,23 6,17 6,46 6,19 6,11 6,42 6,25 6,14 5,6 5,8 6 6,2 6,4 6,6 6,8 S M K pH 1( 5 %) 2 (10 %) 3 (15 %) 4 (25 %) 5 (35 %) 6,45 6,23 6,17 6,13 6,04 6,07 5,5 6 6,5 7 S M K pH 3 (8,4 %) 3.1 (6,5 %)
11pav. Augalinių sviestų ir pagamintų kremų lydymosi temperatūros
3.10. Juslinių savybių tyrimas
Kremo su sviestmedžio sviestu kvapas yra statistiškai reikšmingai prastesnis už kremo su mangu (p<0,05). Kiti rodikliai statistiškai reikšmingai nesiskyrė. Remiantis rezultatais kremas su sviestmedžio sviestu buvo vertinamas geriau dėl tekstūros, tepumo ir įsigėrimo. Kremą su mango sviestu tyrimo dalyviai vertino geriau dėl išvaizdos ir kvapo. Kremas su kakava neišsiskyrė jokiomis juslinėmis savybės. Remiantis bendru vertinimu kremų pasirinkimo eiliškumas yra K3(3,83)<S3(3,88)<M3(4,25).
12pav. Juslinių savybių tyrimo rezultatai
34,33 67 39 59 42,33 68 0 20 40 60 80 Sviestas 3 (15 %) Te m p era tū ra ( ºC ) S M K 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00Išvaizda Kvapas Tepumas Įsigėrimas į odą Tekstūra Bendras vertinimas S3 M3 K3
