Водородный показатель в косметических продуктах имеет особую значимость для безопасности их применения. Одна из главных задач современной косметологии - это исследование влияния рН косметических средств на здоровье человека для того, чтобы создать максимально безопасные. Любое средство напрямую контактирует с кожей и производит непосредственное влияние на неё.

История 

Рис 1.Сёрен-Петер-Лауриц СЁРЕНСЕН (Sörensen) (9.01.1868 - 12.02.1939)

Впервые определение водородный показатель введено в науку в Дании химиком Сёренсеном в 1909 г.

Физикохимик и биохимик, стал членом Датского Королевского сообщества наук (с 1906 г.) являлся его президентом (1938-1939 гг.).

Основные научные труды Сёренсена связаны с теорией растворов. В 1903 г. Сёрен-Петер-Лауриц разработал многие методы. Это методы синтеза аминокислот и определения количественного аминного азота и многие другие. Им выполнены ряд работ по расчету в водных растворах концентрации водородных ионов. В 1909 году одобрено наукой понятие водородного показателя (pH). Так же открыл, что активность ферментов зависит от значения pH. Разработал стандартные растворы для изготовления буферных растворов с заданным значением pH. Он изучал происхождение растворов белков и прочие свойства всех органических соединений. Во Франции и Германии опубликовал одновременно две работы, в которых ввел понятие  показателя ионов водорода. Разработал метод определения концентрации. рН в его описании означает «вес водорода» - а именно: буква р - первая буква в слове potenz–значит математическая степень, соответственно буква Н обозначает символ водорода, определяет концентрацию ионов водорода (H+). Он стал первым учёным, включивший в научный кругозор понятия «рН» и «рН-метрии».

Введенная Сёренсеном шкала рН и созданные pH-метры на её основе, по сегодняшний день применяются для измерения кислотности растворов в самых различных областях научной деятельности человека: пищевой промышленности, фармацевтике, косметологии, и даже в атомной энергетике и агрономии.

Исследовав реакции ферментации, Сёренсен разработал два основных способа определения концентрации ионов водорода: электрометрический и колориметрический. Им были выведены стандартные буферные растворы для калибрования pH-метров и химические индикаторы для измерения рН. Проанализировано влияние рН на активность ферментов. Одним из первых для измерения кислотности применил электрохимические электроды. Этот метод давал максимально точные результаты, но, к сожалению, сложность конструкции аппаратуры помешала внедрению его в практику того времени.

Классификация

Что такое рН кожи? Для чего необходимо контролировать рН в косметических средствах? Какое влияние  оказывает на кожу водородный показатель косметических средств?

С точки зрения химии, рН - это показатель кислотности. Показатель рН 7 имеет нейтральная среда, т.е дистиллированная вода. Все значения, которые меньше 7 (до 1) - это среда кислая, которые больше 7 (до 14) – это среда щелочная.

Рис 2. Шкала значений рН.

Для косметических средств рН – это показатель кислотности кожи, характеристика её состояния, зависящая от целого перечня факторов. Значение рН кожи стало предметом долгих обсуждений в конце XIX века.

Кожа - это сложная экосистема человеческого организма, содержащая в себе резидентную и транзиторную микрофлору, бактериальную, грибковую, вирусную. Кислотный уровень в слоях мантии, минералы и увлажненность при  использовании косметики для кожи и их влияния способствуют росту и изменениям флоры, что, в свою очередь, даёт рост бактерий. Кислотность кожи является самой важной из её физиологических изменяемых характеристик, неизбежно отражается на функционировании всего органа. Кислотность кожи является постоянной величиной, но её показатель может подвергаться различным физиологическим изменениям, которые зависят от особенностей организма, погодных изменениях и времени суток. Свои функции она обеспечивает в различных условиях.

Что делает кислой кожную поверхность, до сих пор не выяснено. В качестве факторов, влияющих на изменение показателя рН кожи, были рассмотрены некоторые показатели:

• сальные и потовые железы;

• анатомические;

• влажность;

• генетическая предрасположенность;

• возраст.

Кожные поры заполняются секрецией потовых и сальных желез уровень которых рН 5,5. Однако различные факторы (клинзеры, косметика, окклюзивное лечение, антибиотики, антисептики) всё это приводит к изменению рН кожи.

Факторами уменьшения или увеличения кислотности кожи  могут послужить и возраст человека. Например кожа ребенка и её потребности в корне отличаются от наших. Следовательно, реакция на нанесённое косметическое средство будет не такой, как у взрослого человека. Поэтому, не зная особенностей, можно навредить детской коже, создать угрозу для нежных её клеточек.

Кожа ребенка намного тоньше с повышенной проникающей способность. Показатель рН кожного покрова новорожденного 6,6 (± 0,25), это, конечно, выше, показателя кислотности взрослого человека. Но через месяц этот показатель снижается, и становится более кислой. Соответственно, ухаживающие средства косметики для новорожденных и малышей старше одного месяца, должны быть различные показатели рН.

Значение

Всё дело в том, что водородный показатель отвечает за контроль микрофлоры на поверхности кожи, а также за состоянием липидного барьера. Поэтому очень важно, чтобы применяемые средства не повлияли на его естественное значение. При малейшем нарушение этого баланса кожа малыша бессильна справиться с опасностью проникновения.

Выбирая косметические средства, очень важно, прежде всего, обращать внимание на то, чтобы они были созданы специально для детей, были мягкими и хорошо воспринимались кожей ребенка. Детская косметика должна быть абсолютно безопасной. Для обеспечения её безопасности требуется проведение тщательного подбора ингредиентов,  входящих в состав шампуней, пенок, гелей для купания, и различных косметических средств для детей.

Детская косметика категорически не должна включать в состав искусственных красителей, ароматизаторов. Они  причиняют вред коже и здоровью ребенка. Но однозначно нельзя утверждать, что ароматизированная косметика вся вредна для детей. Множество косметических средств, имеющих эфирные масла натурального происхождения, не только имеют приятный аромат, но и полезны в применении.

Существуют стандартизированные во всем мире требования к косметическим средствам для детей:

- натуральные ингредиенты;

- гипоаллергенность;

- без искусственных ароматизаторов, красителей, парабенов и консервантов;

- нейтральное значение pH.

Хорошие средства детской косметики должны содержать в своём составе натуральные экстракты извлеченные из лекарственных растений (крапивы, лаванды, липы, берёзы и так далее), масляные экстракты (миндаля, лаванды и алоэ), витамины групп (A, С), пчелиный воск, глицерин и т. д. Они снимают раздражение кожи, действуют успокаивающе на малыша. Благодаря содержащимся в них ненасыщенных жирных кислот они мягко насыщают сухую кожу, снимают зуд, обладают противовоспалительным и тонизирующим эффектом. Такие средства защищают кожу от пересушивания и различных раздражений. Каждое гигиеническое средство детской косметики обладает определенным спектром действий, поэтому применять детскую косметику нужно в комплексе - только так вы достигнете желаемого результата.

Необходимо знать основные значения pH с которыми человек сталкивается постоянно в повседневной жизни:

· шампуни для волос – 5,5;

· человеческая кожа –6,5;

· чистая вода 7,0;

· морская вода – 8,0;

· жидкое мыло– 9,0 – 10,0.

Уровень водородного показателя в детской косметике  является важной контролируемой задачей. Этому параметру уделяется особое внимание при производстве детской косметики серии «Magic Herbs».

Контроль качества продукции, выпускаемой в ООО «КоролёвФарм» проводиться тщательным образом в имеющейся физико-химической лаборатории. Для определения значения водородного показателя растворов широко применяются несколько методик. Его  можно приблизительно оценивать при помощи индикаторов, более точные  измерения проводить pH-метром или аналитически путём, с использованием кислотно-основного титрования.

Метод для определения водородного показателя, используемый на предприятии ООО «КоролёвФарм» далее рассмотрим подробнее.

Определение рН основан на сравнении потенциалов индикаторного электрода, погруженного в испытываемый раствор, и потенциала того же электрода в буферном растворе с заданным значением рН.

Калибровку рН-метров осуществляют с использованием шкалы стандартных буферных растворов. Для приготовления растворов используют фиксаналы по ГОСТ 8-135-74.

Процедура заключает в себе следующие виды работ:

- получение образцов и заявок на проведение испытаний;

- подготовка оборудования и материалов;

- методы тестирования и обработка результатов;

- передача и сохранение данных;

- утилизация образцов.

Для осуществления метода, инженер-химик проводит подготовку образцов для измерений. Для этого аналитическую пробу полупродукта переливает в объеме 40-60 мл в лабораторную емкостью 100 мл.

Для образцов, имеющих густую консистенцию, стакан приготавливает 40-60 мл водного раствора с массовой долей полупродукта от 1 до 20%, указанной в нормах на конкретный продукт.

Рис 3.  рН-метр HANNA-212

 

В образцах, такого типа как вода плюс масло, измерение проводят следующим порядком: 10,00 г полупродукта инженер помещает в стакан, добавляет 90 см3 дистиллированной воды, нагревает и перемешивает, доводит до температуры (80+2)°С и до полного растворения эмульсии и отделение масляного слоя, охлаждает до (20+2)°С, отделяет водный слой и измеряет в нем рН.

Приготовленный раствор или полупродукт помещает в стакан ёмкостью 50 см3, кончики электродов погружает в исследуемую жидкость. Погруженные электроды при измерении не должны соприкасаться со стенками и дном колбы. Зафиксированное значение рН, на шкале прибора регистрируют в журнал.

За достоверный результат испытания принимает среднее значение двух измерений. До­пустимое расхождение между показаниями не может превышать 0,1 единицы рН.

Используемый метод измерения рН называется потенциометрический. Суть такого метода определения рН сводится к измерению ЭДС элемента, который состоит из двух электродов. Первый - индикатор (его потенциал зависит от активности ионов водорода) и второй - электрод сравнения (стандартный электрод с известной величиной потенциала) с помощью прибора рН-метр HANNA-212 (рис 3).

Рис 4. Буферные растворы

Для измерения рН применяется рН-метр, с градуированной шкалой в единицах рН. рН-метр и электродная система подготавливается к работе по рекомендации в инструкции, прилагаемая к прибору. Калибровка и проверка прибора проводится  стандартными буферными растворами (рис 4).

Отличие между показаниями прибора и значением рН в буферном раствора не могут превышать разницы в 0,04 единицы. При измерении рН в контролируемых растворах величина рН на шкале прибора определяется после того, как показания прибора зафиксируют постоянное значение. Время установления показания не должно превышать 2 мин). Исследования проводят при температуре 25 +/-2 градуса С.

Таким образом, потенциометрический метод имеет многие преимущества относительно колориметрического. Этот способ наиболее точен, менее привязан к ограничениям, связанных с наличием в растворе окислителей или восстановителей и так далее. Потенциометрический метод в отличии от колориметрического может использоваться для определения рН в окрашенных, замутненных или гелеобразных растворах, что особо важно при измерении показаний в косметической продукции.