Пропіленгліколь. Основа для косметичного, парфумерного, фармацевтичного і харчового виробництва

Корисні властивості пропіленгліколю

• ефективний розчинник, особливо для більшості низькомолекулярних кисне- і азотовмісних органічних сполук, дозволяє змішувати розчини гідрофобних і гідрофільних речовин
• гігроскопічність – поглинає і утримує вологу з повітря, при правильному використанні у косметичних засобах зволожує шкіру
• бактерицидні та фунгіцидні властивості
• низька летючість

Косметична промисловість

• зволожувач – 15 %
• розчинник та співрозчинник – 5-80 %
• консервант - 15-25 %

Пропіленгліколь може входити до складу дезодорантів, спреїв для волосся, сонцезахисних засобів, шампунів для волосся, кремів для бриття. Приблизно 37 % косметичних засобів містять пропіленгліколь.  Він входить до складу декоративної та доглядової косметики у концентаціях 25-50%, іноді до 90 % - у засобах, які розчиняють перед використанням, наприклад олії та солі для ванн. Серед незмивних засобів максимальна концентрація становить 73 % у складі дезодорантів, у засобах для догляду за шкірою – до 20%. У ролі консерванту – в концентраціях 15-25 %, як зволожувач – 15 %, як розчинник та співрозчинник – 5-80 %, в залежності від виду продукту та форми застосування.

Харчова промисловість

• вологоутримувальний, пом'якшувальний або диспергуючий агент
• розчинник харчових барвників та ароматизаторів
• для екстракції ароматичних сполук, для виготовлення спецій, приправ, есенцій
• холодильний агент при охолодженні харчових продуктів від 12 до -50°С

У харчовій промисловості пропіленгліколь Е-1520 застосовується як вологоутримувальний, пом'якшувальний або диспергуючий агент. Добавку вводять до складу безалкогольних або слабоалкогольних газованих та енергетичних напоїв. Як розчинник харчових барвників та ароматизаторів. Пропіленгліколь застосовується для виготовлення екстракцій спецій з натуральних продуктів та приправ. Застосовують у кондитерському виробництві бісквітних рулетів, печива та цукерок. Пропіленгліколь, завдяки своїй низькій токсичності, застосовується як охолоджувач при охолодженні харчових продуктів від 12 до -50°С, при глибокому заморожуванні фруктів і ягід, м'яса птиці та ін.

Фармацевтика

• Пропіленгліколь є добрим розчинником для нерозчинних у воді лікарських речовин, особливо для похідних барбітурової кислоти, вітамінів А і D, антибіотиків (хлорамфеніколу, тетрацикліну, хлортетрацикліну, окситетрацикліну), анестезину, алкалоїдів у формі основ і багатьох інших;
• використовується як екстрагент і консервант, а також у виробництві вушних крапель зі стероїдами та антибіотиками;
• для отримання стабільних ін’єкційних розчинів (у комбінації з водою, етиловим, бензиловим спиртами тощо).

Нерозведений пропіленгліколь викликає відчуття печії в місці ін’єкції, тоді як у суміші з водою такого небажаного ефекту не відмічають. Так, розчин окситетрацикліну в пропіленгліколі уведений в/м, добре переноситься, стійкий, забезпечує необхідний рівень антибіотика в крові і добре зберігається (2 роки при 20 ˚С), у той час як без пропіленгліколю розчин окситетрацикліну залишається стабільним лише протягом 2 діб. Для використання пропонується такий розчин з використанням пропіленгліколю: окситетрацикліну 250 мг, лідокаїну 2 г, магнію хлориду гексагідрату 6 г, формальдегідсульфоксилану натрію 0,5 г, етаноламіну 4,2 г, пропіленгліколь 67 г, води до 100 г; а для виготовлення розчинів з барбітуратами — комбінований розчинник складу (об. ч.): бензилового спирту 2 ч., пропіленгліколь 60 ч., води до 100 ч.

Тютюнова промисловість

Пропіленгліколь як пластифікатор використовують при обертанні сигарет, а також як наповнювач і зволожувач тютюну в тютюновій промисловості. Використовують для виробництва рідини для заправки електронних сигарет, у сумішах з водою та гліцерином, на пропіленгліколь припадає 30-50%.

Пропіленгліколь вважається безпечним та нетоксичним для зовнішнього застосування. Але вживання великих доз протягом короткого періоду часу може бути токсичним, тому важливо контролювати вміст пропіленгліколю в продуктах. Також потрібно пам’ятати про можливість індивідуального несприйняття речовини, підвищеної чутливості до неї чи алергії. Саме тому перед застосуванням будь-якого косметичного засобу треба проводити патч-тест:  нанести невелику кількість продукту на чисту ділянку шкіри у верхній частині передпліччя. Щонайменше 5 хвилин не торкатися обробленої ділянки й не накривати її одягом. Якщо у будь-який момент проведення патч-тесту спостерігається печіння, надмірне почервоніння, утворення пухирів, свербіж або подразнення, продукт застосовувати не можна.
 

Пропіленгліколь - малотоксична речовина (ЛД50 при пероральному введенні щурам становить 26,38 г/кг), не подразнює шкіри. При введенні в око викликає подразнення кон’юнктиви, що пояснюється його значною гігроскопічністю. Він швидко абсорбується із ЖКТ і крізь неушкоджену шкіру, інтенсивно метаболізується в печінці, виводиться з сечею в незміненому вигляді. Інтенсифікаційний ефект пропіленгліколю дорівнює приблизно 1/3  від аналогічного ефекту спирту етилового, негативно впливає на ЦНС, особливо у дітей. Побічна дія спостерігається при вживанні у великих кількостях, застосуванні у дітей віком до 4 років та вагітних, а також пацієнтів, які одночасно вживають метронідазол. На основі даних метаболізму і токсичності пропіленгліколю ВООЗ установила прийнятну (допустиму) дозу 25 мг/кг маси тіла. Розчини, що містять 35% пропіленгліколю можуть виявляти гемоліз. При випробуваннях на тваринах не відзначали тератогенної або мутагенної дії.

Пропіленгліколь - екстракційний розчинник

Основна дія екстракту ромашки:

• Протизапальна;
• Заспокійлива;
• Протиалергійна;
• Епітелізуюча.
• Антимікробна (в тому числі протигрибкова і антипаразитарна);

Використання в косметиці:

• у різних піноутворюючих рецептурах для пом`якшення агресивного впливу ПАР;
• в складі шампунів проти лупи, для зміцнення коренів волосся;
• у засобах після гоління і епіляції;
• у косметиці для чутливої та дитячої шкіри;
• в лініях для проблемної шкіри (з ознаками акне, комбінована, юнацька);
• у тоніках, лосьйонах для щоденного догляду;
• в засобах для полоскання ротової порожнини.

Пропіленліколевий екстракт ромашки – легкорозчинний у воді, спирті, гліцерині. Зовнішній вигляд: жовто-коричнева рідина з характерним запахом, властивим ромашці. Активні речовини: бісаболол, матрицин, фенол карбонові кислоти (саліцилова, ванілінова, анісова), цукру (рамноза, ксилоза, арабиноза, глюкоза), кверцетин, апігенін, рутин, дубильні речовини, каротиноїди, ефірна олія.

Рецептура захисного крему для рук
Гідролат лаванди – 61,1 %
Олія кокосова – 12 %
Олія кунжутна – 6 %
Олія волоського горіху – 6 %
Емульсійний віск – 7%
Пропіленгліколевий екстракт ромашки – 6 %
Сорбат калію – 0,2 %

Принципова технологічна схема отримання екстракту ромашки та введення його в емульсійний крем

Екстрагент: 50 мас.% 1,2-пропіленгліколю і 50 мас.% води; співвідношення рослинна сировина:екстрагент - 1:20. Час екстрагування 20 хв. Температура екстрагування 40°С.
Вихідну сировину у вигляді ромашки аптечної після висушування подрібнювали до розміру 1 мм з метою збільшення поферхні фаз та просіювали через сита для виділення фракції 0,5 мм. Залишки сировини відправляємо на повторне просіювання. Вологість сировини становила 5 ± 1%. 

У реакційну ємність завантажують 1 кг попередньо висушеної і подрібненої ромашки аптечної, додають 20 кг водно-пропіленгліколевого екстрагенту, що містить 50 мас.% 1,2-пропіленгліколю та 50 мас.% води. Проводимо екстракцію з метою вилучення біологічно-активних речовин без попереднього замочування сировини протягом 20 хв. при 40°С. Після процесу екстрагування шрот йде на вторинну переробку. З метою відділення від домішок спочатку направляють в ємність, а далі  подають на рамний фільтрпрес для фільтрації. Фільтрування проводять при тиску 3 МПа протягом 20 хв. Домішки надходять на вторинну переробку. Після фільтрування, частину отриманого екстракту відправляємо на фасування та пакування, а іншу частину вводимо в емульсійний крем, тому відправляємо необхідну кількість екстракту на стадію приготування активних компонентів.

Для виробництва захисного крему для рук попередньо зважені компоненти фази І (гідролат лаванди) поміщають у реактор, в якому відбувається нагрівання. Тривалість процесу складає 15 хвилин, при температурі режиму 70 – 75°С та звичайному тиску.
Компоненти фази ІІ - олія кокосу, кунжуту, волоського горіху та емульсійний віск з ємностей надходять через ваговий дозатор до реактору-змішувача, де відбувається перемішування 20 хвилин при температурі 70-75°С.  

Перемішані компоненти фази І та фази ІІ надходять до гомогенізатора, де відбувається гомогенізація компонентів тривалістю 20 хвилин та при температурі 70-75°С.
 
Паралельно готується суміш з активними компонентами, до якої входять: отриманий пропіленгліколевий екстракт ромашки та сорбат калію. Відбувається перемішування активних компонентів протягом 10 хвилин, при температурі 30 – 35°С. Приготовані фази захисного крему для рук надходять до гомогенізатора, де відбувається гомогенізація всіх інгредієнтів при температурі 30–35°С протягом 30 хвилин.

В результаті гомогенізації отримуємо напівпродукт захисного крему для рук з екстрактом ромашки. Отриманий напівпродукт охолоджують до +5°С, фасують та етикують. Таким чином отримуємо готовий захисний крем для рук з екстрактом ромашки, придатний до реалізації.

У результаті виробництва екстракту ромашки вагою 1 кг та екстрагенту 20 кг отримано 18,3 кг відфільтрованого екстракту ромашки, який можна фасувати та відправляти на реалізацію. Але ми його вводимо в емульсійний крем, тому в результаті розрахунку матеріального балансу отримуємо 957 г кінцевого фасованого емульсійного крему для рук.

Мазь з ефірною олією чебрецю
ефірна олія чебрецю – 5 %
гліцерин – 7 %
полісорбат-80 – 10 %
пропіленгліколь – 20 %
вазелін – 30 %
спирт стеариновий – 10 %
вода очищена – до 100 %.

Чабрець звичайний – Thуmus vulgarіs L. родини Lamіacae (Ясноткові), який виявляє сильну протигрибкову та антимікробну активність за рахунок вмісту високих концентрацій активних речовин фенольної та флаваноїдної природи (тимол, сесквітерпени, вільні спирти, фітонциди, карвакрол, лютеолін та ін.), має досить низьку токсичність. Ефірна олія чебрецю звичайного характеризується відсутністю резистентності до тривалого використання, нешкідливістю, доброю переносимістю. Основним компонентом в ефірній олії чебрецю звичайного є тимол, який сприяє зменшенню міцності мембран, порушуючи ліпідну оболонку, і спричиняє зміни у властивостях і функціях мембран, збільшуючи їх проникність. Терпени, яких в ефірній олії теж достатньо, пригнічують дихання грибів роду Candіda, несприятливо діють на їх мітохондрії, сприяють регенерації пошкоджених ділянок шкіри.

Приготування мазі

Готували прямим методом і методом інверсії фаз.

Прямим методом емульгатор спирт стеариновий розплавляли з персиковою олією за температури 70 ± 5 °C з урахуванням температур їх плавлення. Окремо водну фазу (вода, гліцерин, пропіленгліколь) нагрівали до тієї самої температури – 70 ± 5 °C. Масляну фазу додавали до водної фази. Суміш емульгували за допомогою гомогенізатора впродовж 10 хв зі швидкістю 5000 об/хв. Додавали ефірну олію чебрецю звичайного, перемішування продовжували, поки емульсія в/о не охолоджувалась до кімнатної температури.

Для одержання мазевої основи типу в/о другим методом водну фазу (вода, гліцерин, пропіленгліколь) нагрівали до температури 70 ± 5 °С і додавали до масляної фази (ефірна олія чабрецю, вазелін). Суміш емульгували за допомогою гомогенізатора упродовж 5 хв зі швидкістю 2000, 3000, і 5000 об/хв до одержання стійкої емульсії. За температури 70 ± 5 °C додавали решту водної фази за тієї самої температури, потім емульгували протягом 5 хв зі швидкістю 5000 об/хв. Відбувалася інверсія фази, перемішування продовжували, поки емульсія не охолоджувалась до кімнатної температури.

Зволожувальний крем

Віск рисових висівок 2,0 г
Олія персикова / соняшникова 10,0 г
Олія (ши) каріте 5,0 г
Емульгатор Cetearyl Olivаte, Sorbitan Olivate 6,0 г  
Пропіленгліколю 5,0 г
Калію сорбату 0,2 г
Бетаїну 0,5 г  
Ментол 0,2 г
Води очищена 100,0 г

Мазь з протизапальною, протиалергійною та протигрибковою дією

Діючі речовини: сухий екстракт кореня солодки, тербінафіну гідрохлорид,  лавандова олія.

Сухий екстракт кореня солодки було введено до складу мазі у вигляді водного розчину у співвідношенні 1:5. Тербінафіну гідрохлорид розчинено у пропіленгліколі під час нагрівання на
водяній бані за температури 40,0 ± 2,0 °С. Ефірну олію лаванди попередньо розчинено у розрахованій кількості соєвої олії.

Технологія приготування мазі

В ємність № 1 відважується віск бджолиний та твін-80 і сплавляється на водяній бані за температури 70,0 ± 5,0 °С перемішуючи. До одержаного сплаву додається розрахована
кількість гліцерину та соєвої олії, у якій попередньо було розчинено лавандову олію.
В ємність № 2 вміщується розрахована кількість пропіленгліколю, в якому було розчинено тербінафіну гідрохлорид.
В ємності № 3 у воді очищеній було розчинено сухий екстракт кореня солодки за кімнатної температури, після чого нагріто одержаний розчин на водяній бані до температури 70,0 ± 5,0 °С.
Далі здійснюється емульгування компонентів до одержання мазеподібної консистенції та охолодження мазі.
Одержана мазь має світло-коричневий колір, приємний запах, рН = 5,0–6,0, є однорідною та стабільною.