El emulsionante Montanov 68 es uno de los emulsionantes más empleados en la elaboración de productos de cosmética natural.
Se obtiene de la mezcla de un alcohol graso derivado del coco y de compuesto derivado de la glucosa, obtenida ésta a partir de la mandioca, yuca o coco.
Su INCI es Cetearyl Alcohol (and) Cetearyl Glucoside.
El cetearyl alcohol o alcohol cetoestearílico se obtiene de la combinación de dos alcoholes grasos alifáticos, el alcohol estearílico y el alcohol cetílico.
Representan la parte lipófila del emulsionante.
En cambio, la parte hidrofílica del emulsionante está representada por el gliceril glucósido.
El término glucósido hace referencia a un azúcar que se encuentra unido a un compuesto no glucídico, que en la mayoría de casos es un ácido graso o un alcohol graso.
El distribuidor de materias primas Seppic, fue el creador de este emulsionante.
Entre ambos ingredientes existe una relación definida, donde el alcohol cetoestearílico representa el 75-85% del peso del emulsionante, mientras que el gliceril glucósido representa el 15-25%.
¿Y por qué es importante conocer esta proporción?
La respuesta es sencilla. En el mercado, existe esta combinación de ingredientes pero no todos tienen el mismo porcentaje o bien, los ingredientes están invertidos en el nombre.
Vamos a ver algunos de ellos.
iEmul68 de Kimika LLC y SpecSufc® SC-M68 de Spec-Chem Industry presentan el mismo INCI que el Montanov 68 con la misma proporción entre sus componentes.
En cambio, AC-M68 de ANECO y Emulgade® PL 68/50 de BASF, presentan un INCI con los dos componentes en orden inverso.
Es decir, los encontraremos con el INCI: Cetearyl Glucoside (and) Cetearyl Alcohol.
Cada componente representa entre el 40 al 60% de su peso, pero normalmente encontraremos que cada uno representa aproximadamente el 50% del peso del emulsionante.
¿Y por qué el orden está invertido?
Este emulsionante realmente presenta una muy pequeña cantidad de agua (sobre el 2%) cuya cantidad viene restada del contenido del alcohol cetoestearílico.
Es importante que cuando se va a comprar este emulsionante se solicite la ficha técnica (msds) para conocer el orden y proporción de cada componente.
Esta diferencia afecta a la formación de cristales líquidos, que es la estructura interna que forman sus emulsiones.
Composición química del emulsionante
Cetearyl Alcohol (Alcohol Cetoestearílico)
El alcohol cetoestearílico es el componente principal del Montanov 68.
Se obtiene de la mezcla de varios alcoholes grasos alifáticos: estearílico y cetílico.
Ambos alcoholes grasos proceden de fuentes naturales vegetales, ya sea del aceite de coco o de palma.
La combinación de estos alcoholes grasos no siempre es equitativa.
En el mercado podemos llegar a encontrar diferentes formas de presentación en relación a las cantidades de ambos alcoholes grasos:
* La más común: 50-70% alcohol estearílico + 20-35% alcohol cetílico
* 45-55% alcohol estearílico + 45-55% alcohol cetílico
* 20-35% alcohol estearílico + 50-70% alcohol cetílico
Independientemente de la relación entre ambos alcoholes, el alcohol cetoestearílico presenta unas propiedades fisicoquímicas muy similares, como las que se detallan:
* Aspecto: En forma de gránulos o escamas irregulares. Color blanco/crema. Con un aroma graso suave.
* Gravedad relativa: 0.800-0.812 g/ml
* HLB: 15.5
Lo que difiere es especialmente en relación a su punto de fusión:
* Relación 70:30: 50-54ºC
* Relación 50:50: 47-51ºC
* Relación 30:70: 46-49ºC
El alcohol cetoestearílico presenta las siguientes propiedades cosméticas (estas propiedades se le otorgan al que presenta la relación 70:30):
* Mejora la textura, aumenta la viscosidad y favorece la estabilidad en las emulsiones en las que se incluye.
* Aumenta la viscosidad en las emulsiones O/A sin dependencia directa al pH de la emulsión
* Gran capacidad para formar película sobre la piel
* Mejora la capacidad de absorción de la fase acuosa de las emulsiones
* Ayuda a retener la humedad, mejorando así la permeabilidad de la barrera lipídica
* Favorece la penetración de principios activos, especialmente aquellos de tipo hidrosoluble y de bajo peso molecular
* Deja la piel suave y con aspecto aterciopelado
* Si no se emplean mantecas, disminuye la sensación de grasa en la piel, lo que lo hace ideal para pieles grasas
* Efecto opacificante (especialmente en champús)
* Aumenta la formación de espuma
El alcohol cetoestearílico es soluble en aceites y en alcohol e insoluble en agua.
No está considerado como un emulsionante, ya que su capacidad para formar emulsiones es muy baja por lo que se puede combinar con otros componentes como el cetearil glucósido y formar un emulsionante, o bien, se utiliza como co-emulsionante para mejorar la viscosidad y textura de otros emulsionantes.
Cetearyl Glucoside
El cetearil glucósido se forma a partir de glucosa (procede principalmente del maíz) y alcohol cetoestearílico 70:30.
Se puede obtener mediante un proceso de esterificación entre la glucosa y los alcoholes grasos y mediante un proceso de condensación en medio alcalino.
El primer proceso es el que aporta un mayor rendimiento de emulsionante.
Este proceso de esterificación se da en presencia de un catalizador ácido.
No es una esterificación directa tal cual sino que para el emulsionante pueda tener un alto rendimiento y no se formen compuestos polares (que se consideran impurezas) el catalizador ácido debe ser neutralizado con una base alcalina.
El cetearil glucósido puede presentar las siguientes propiedades fisicoquímicas:
* Aspecto: En forma de escamas, hojuelas o pastillas. Color blanquecino/ligeramente amarillento. Olor característico graso
* Gravedad relativa: 0.890 g/ml
* Punto de fusión: 61-65ºC
* Coeficiente de reparto octanol-agua (logP): 7.72
* pH (sol. 5%): 5.5-7.0
Presenta las siguientes propiedades cosméticas:
* Con una baja proporción de uso genera emulsiones que penetran y se absorben rápidamente
* Genera texturas cremosas y suaves, lo que lo hace ideal para formular productos para pieles sensibles y para niños
* Mejora la textura de las emulsiones pudiendo llegar a crear sistemas de baja viscosidad o en forma de espumas
* De fácil deslizamiento al ser un emulsionante que aumenta el grado de emoliencia y por ende, la aplicación sobre la superficie de la piel
* Aumenta la biodisponibilidad y penetración de principios activos, especialmente de ácidos y vitaminas
* Protege de la degradación química de ácidos sensibles a la oxidación como los ácidos ascórbico y kójico
* Promueve la hidratación cutánea al limitar la pérdida insensible de agua transepidérmica (siempre que la piel no esté muy dañada)
* Produce una rica espuma y un mayor volumen de burbujas en productos limpiadores
* Sustituto natural de los emulsionantes a base de PEG (polietilenglicoles)
* Las emulsiones que forman pueden presentar un aspecto mate o nacarado en función de la concentración de fase oleosa
El cetearil glucósido es soluble en la fase oleosa pero puede incorporarse en la fase acuosa siempre que se trabaje alrededor de los 80ºC.
Proporción de uso: 1-3%
Para emulsiones fluidas se recomienda formular con una fase oleosa de un 10 a un 25%, mientras que para emulsiones con mayor viscosidad, una fase oleosa de entre un 20 a un 35%.
Este emulsionante se puede encontrar formando parte de otros emulsionantes como el Emulpharma K10 que contiene sorbitan olivate, o el Emulpharma coreosome MB que contiene gliceril estearato y sorbitan estearato en su composición.
Formación de cristales líquidos
Los emulsionantes pueden crear diferentes tipos de organización en el interior de una emulsión.
la estructura más simple es lo que conocemos como micelas. Según si el emulsionante forma emulsiones de tipo O/A (aceite en agua) o A/O (agua en aceite), las micelas pueden ser lo que denominamos micelas normales o bien micelas inversas.
Estas micelas pueden pasar a estadios más complejos, ordenándose como bicapas lamelares planas o micelas tubulares por ejemplo (ver imagen 1).
Estas estructuras aportan mayor estabilidad, permiten una mayor retención de agua, pueden ayudar en la prevención de la pérdida de agua transepidérmica, facilitar la penetración de activos o permitir una mejor distribución de estos, entre otras acciones cosméticas.
A partir de la formación de estructuras de tipo lamelar, algunos emulsionantes tienen la capacidad de formar lo que se conocen como cristales líquidos lamelares; que se forman a partir de una combinación de dos estructuras lamelares: una líquida cristalina y otra de tipo gel. (ver imagen 2).
Para poder crear este tipo de estructuras, el emulsionante debe presentar los siguientes componentes que se dividen en dos grupos:
* Grupo 1: Alcoholes grasos de cadena larga (como alcohol cetoestearílico) o emulsionantes de tipo monoglicérido (gliceril estearato)
* Grupo 2: Emulsionante con un valor de HLB alto (por ejemplo, cetearil glucósido que tiene un valor HLB de 11±1)
Los componentes del primer grupo forman fases lamelares en la fase acuosa continua (ver imagen 3).
Estos componentes son muy lipofílicos para poder formar fases lamelares en forma de bicapas, por lo que se sitúan bordeando la fase acuosa.
Este tipo de estructura es de tipo viscoelástica. Permiten que la estructura interna de la emulsión tenga cierta viscosidad a la par que puede reorganizarse para aportar cierta elasticidad, que conlleva una mayor estabilidad a cambios sobre la emulsión, como puede ser temperatura, pH o presencia de electrolitos.
Los emulsionantes que forman parte del segundo grupo, tienen la capacidad de sólo formar bicapas lamelares alrededor de las gotas de grasa, formadas por los componentes de la fase oleosa.
Este tipo de micelas que se encuentran a su vez, rodeadas de las estructuras anteriormente mencionadas, forman una barrera frente a la coalescencia, evitando la formación de gotas más grandes que alteran la estabilidad de la emulsión, pudiendo llegar a romperla.
Cuando ambas estructuras entran en contacto y se crea el equilibrio, se forma la estructura de gel cristalino.
¿Cómo se genera este equilibrio? Los emulsionantes penetran en las capas de los alcoholes grasos, lo que permite la humectación y la formación de los cristales líquidos lamelares.
Además se tiene que dar otra condición, la proporción de los componentes del grupo 1 debe ser siempre mayor a los componentes del grupo 2, de esta forma se genera un estado de fluidez y una estructura uniforme.
La estructura de cristales líquidos lamelares presentan una estructura muy similar a la estructura lipídica del estrato córneo, lo que le aporta una serie de beneficios sobre la piel.
Una de estos beneficios, por no decir el más importante, es el fortalecer la propia estructura lamelar y mantener la proporción de lípidos en el estrato córneo.
Los ácidos grasos aportados en la fase oleosa pueden insertarse entre las estructuras lipídicas de las membranas de los queratinocitos, favoreciendo la reorganización celular, manteniendo la homeostasis y el grosor del estrato córneo.
A la vez, favorecen una disposición ordenada del contenido lipídico del cemento intercelular.
Esto permite un aumento de la función de barrera cutánea, una disminución de la aspereza y una mejor hidratación.
Los cristales líquidos mejoran la penetración de activos de alta hidrosolubilidad.
Estos activos en condiciones normales tienen dificultad para atravesar el estrato córneo y llegar a capas más profundas.
Las bicapas lamelares presentan una alta compatibilidad con este tipo de activos debido a la polaridad de las moléculas anfifílicas (tienen una parte hidrofílica y otra que es lipofílica) del emulsionante.
La incorporación de fitoesteroles procedentes de los aceites y mantecas vegetales de la fase oleosa, mejora la flexibilidad de las estructuras de bicapas lamelares, especialmente las formadas a partir de los emulsionantes del grupo 2, que además permite una liberación lenta de ciertos principios activos y una mejor hidratación cutánea.
La presencia de glicoles, como glicerina o incluso el gliceril glucósido, mejoran la estabilidad química y térmica, aumentan la resistencia a la deformación, lo que las emulsiones se tornan muy estables.
Principios activos como el ácido glicólico, por ejemplo, que tienen una parte ácida (glicólico) y una parte de sal conjugada (glicolato), se benefician de este tipo de estructuras, ya que la conversión de ácido a sal, o viceversa, permite una mejor biodisponibilidad del activo y un mayor rendimiento, incluso a concentraciones bajas.
Propiedades fisicoquímicas del emulsionante
Aspecto: En forma de escamas o gránulos.
Color blanco/ligeramente amarillento.
Olor ligero graso.
Gravedad relativa (a 20ºC): 0.890 g/ml
pH: 5.5-7.5 (%w/w 5%)
pH rango de efectividad: 3-10
Coeficiente de reparto (agua/octanol): 7.7
HLB Montanov 68: 9.3
HLB Emulgade 68/50: 11
Solubilidad:
Soluble en la fase oleosa
Muy poco soluble en agua caliente
Punto de fusión:
Montanov 68: 61-65ºC
Emulgade PL 68/50 : 60-7ºC
Vida media de uso preferente: 18-24 meses
Pautas de formulación
No todos los emulsionantes que tienen la capacidad de formar cristales líquidos lamelares lo hacen de la misma forma.
Para el caso del Montanov 68, se recomienda tener en cuenta los siguientes criterios.
La presencia de sales como el lactato de sodio y de glicoles (glicerina, gliceril glucósido, glystar, extractos glicerinados o hidroglicerinados, etc.) en la fase acuosa, favorecen la formación de cristales y mejoran su estabilidad.
Las emulsiones son más elásticas y se mejora su absorción en la piel.
Un alto contenido en ácidos grasos poliinsaturados favorece la estabilidad de las bicapas lamelares.
La presencia de un alto contenido en fitoesteroles, principalmente de ß-sitosterol, mantiene dichas bicapas más flexibles, lo que favorece una mayor retención de agua transepidérmica en el estrato córneo.
La fase acuosa debe añadirse a la fase oleosa de forma continua pero sin agitación.
Una vez añadida toda la fase acuosa, se debe generar una agitación moderada con intervalos de reposo hasta que tengamos una temperatura de 50ºC.
En ese momento, se recomienda añadir los principios activos y aditivos seleccionados y continuar con una agitación suave hasta temperatura ambiente.
Activos y extractos a elaborar
Productos cosméticos a elaborar
En esta ocasión en lugar de elaborar productos cosméticos vamos a elaborar dos emulsionantes y un agente humectante. Los emulsionantes los usaremos en próximas prácticas mientras se secan y quedan listos para su uso.
Comparativa de texturas
Emulsiones elaboradas con M68 Industrial y M68 artesanal
