автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.06, диссертация на тему:Разработка новых видов косметических средств на основе использования продуктов переработки винограда

На правах рукописи

ЛОСЕВА Наталия Викторовна

РАЗРАБОТКА НОВЫХ ВИДОВ КОСМЕТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ ВИНОГРАДА

Специальность 05.18.06 - Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

19 ДЕК 2013

Краснодар - 2013

005544114

005544114

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Тарасов Василий Евгеньевич

Официальные оппоненты: Агеева Наталья Михайловна

доктор технических наук, профессор, заведующая лабораторией стабилизации химии и микробиологии вина ГНУ «СевероКавказского зонального НИИ Садоводства и виноградарства» Россельхозакадемии

Морозова Светлана Сергеевна

Кандидат технических наук, заведующая лабораторией ООО Фирма «Явента»

Ведущая организация: ГНУ «Краснодарский научно-

исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится 24 декабря 2013 года в 14:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.100.03 при ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2, ауд. Г-248.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет».

Автореферат разослан 22 ноября 2013г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

М.В. Филенкова

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 1-1 Актуальность темы На сегодняшний день разработка косметических продуктов для ухода за кожей сводится к созданию новых рецептур с использованием высокоэффективных биологически активных веществ природного происхождения. Быстрый рост сегмента средств по уходу за кожей на современном косметическом рынке все сильнее выражает необходимость поиска нового сырья, на базе которого возможна разработка рецептур косметических продуктов, обладающих определенными функциональными свойствами.

Сырье растительного происхождения является одним из наиболее доступных и эффективных источников физиологически активных веществ для косметической отрасли. Этот факт приводит разработчиков к тому, что они все чаще обращают свое внимание на сельхоз культуры, произрастающие на территории нашей страны. Для сельскохозяйственной промышленности юга России с давних пор является актуальным выращивание культур семейства Виноградовых.

Переработка винограда в соковом и винодельческом производстве является далеко не полным спектром использования виноградной ягоды. При производстве винопродукции образуются побочные продукты, такие как бентонитовые осадки, которые расцениваются, как вторичные материальные ресурсы. Богатый химический состав винограда (белки, витамины, биофлавоноиды, фруктовые кислоты, микро- и макроэлементы) дает огромный потенциал для использования вторичных продуктов винопроиз-водства и виноматериалов при разработке рецептур косметических средств функционального назначения.

Актуальность темы исследования подтверждается тем, что она включена в перечень тем, соответствующих НТП Минобразования РФ «Разработка комплексных экологически безопасных ресурсосберегающих технологий переработки растительного и животного сырья с применением физико-химических и биотехнологических методов с целью получения БАД, парфюмерно-косметичекских средств и продуктов питания функционального и специализированного назначения» (номер госрегистрации

№01201152075) и соответствует научной тематике кафедры технологии жиров, косметики, товароведения, процессов и аппаратов КубГ'ГУ.

1.2 Цель работы заключается в разработке новых видов косметических средств на основе продуктов переработки винограда.

1.3 Основные задачи исследования:

- изучение и анализ отечественной и зарубежной научно-технической литературы и патентной информации по теме исследования;

- исследование качественного и количественного состава биологически и физиологически активных веществ бентонитовых осадков и виноматериалов;

- исследование микробиологических показателей виноматериалов;

- разработка и оптимизация рецептур косметических продуктов па основе бентонитовых осадков и виноматериалов;

- изучение и анализ органолептических и физико-химических показателей разработанных косметических продуктов на соответствие требованиям ГОСТ;

- исследование микробиологических показателей разработанных косметических продуктов;

- изучение и анализ характеристик функциональных и потребительских свойств полученных косметических продуктов;

- разработка технологии производства косметических продуктов на основе бентонитовых осадков и виноматериалов;

- разработка технических условий на бентонитовую суспензию после осветления виноматериалов;

- оценка экономической эффективности внедрения производства косметических средств при использовании вторичных продуктов винопроизводства.

1.4 Научная новнзна Научно и экспериментально обоснована целесообразность и высокая эффективность применения продуктов переработки винограда - бентонитовых осадков и виноматериалов при производстве косметических продуктов, предназначенных для ухода за кожей.

Исследован качественный и количественный состав биологически и физиологически активных веществ бентонитового осадка и виноматериа-

лов, полученных из винограда белых и красных сортов, возделываемых на территории юга России, в качестве сырья для косметических продуктов.

Впервые установлено, что применение виноматериала и бентонитового осадка за счет содержания в них фруктовых кислот, витаминов и других ценных компонентов оказывает отбеливающее и увлажняющее действие на кожу, а наличие абразивных свойств бентонитового осадка обусловливает очищающие свойства.

Доказано, что применение бентонитового осадка и виноматериалов в рецептуре косметической маски положительно влияет на степень очищения, отбеливания и увлажнения верхних слоев кожи, изучен механизм влияния физиологически активных компонентов на отбеливающее и очищающее действие на кожу.

Впервые установлено, что введение виноматериала в рецептуру геля для ухода за кожей вокруг глаз увеличивает степень увлажнения, отбеливания кожи и устранения отечности.

Впервые установлено, что применение виноматериала в составе эмульсионного крема для ухода за кожей вокруг глаз способствует более эффективному отбеливанию и увлажнению кожи.

Новизна подтверждена тремя патентами РФ на изобретения.

1-5 Практическая значимость На основе полученных результатов теоретических и экспериментальных исследований предложены новые источники биологически и физиологически активных веществ для косметической отрасли - вторичные продукты переработки винограда: бентонитовый осадок и виноматериал.

Разработаны рецептуры косметических продуктов для ухода за кожей на основе бентонитового осадка и виноматериала: косметическая маска для ухода за кожей лица, гель для ухода за кожей вокруг глаз и крем для ухода за кожей вокруг глаз.

Разработаны и утверждены технические условия на бентонитовые суспензии после осветления виноматериалов.

Разработанные продукты приняты к внедрению на предприятиях ОАО «Арнест», г. Невинномысск и ОАО «Аванта», г. Краснодар.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанных технологических решений и реализации новых видов косметической продукции в объеме 800 тонн в год составил 47267,00 тыс. руб.

1.6 Апробация работы Основные положения и результаты доложены и обсуждены на Всероссийской научно-практической конференции «Экологическая безопасность современных социально-экономических систем», г. Волгоград, март 2011г.; на IV Всероссийской студенческой научно-практической конференции «Студенчество в науке - инновационный потенциал будущего», г. Набережные Челны, апрель 2011г.; на XVI Международной научно-практической конференции «Косметическая индустрия: взгляд в будущее», Москва октябрь 2011г.; на конкурсе проектов НИОКР в рамках программы «У.М.Н.И.К.», г. Краснодар, март 2011г.; на XV Московском международном салоне изобретений и инновационных технологий «Архимед», Москва, март 2012г.; на заочной Международной научно-практической конференции «Тенденции развития российской экономики в начале XXI века», г. Краснодар 2012г.; на XVIII Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные процессы в высшей школе», г. Краснодар, сентябрь 2012г.

1.7 Публикации По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, из них 3 в издательствах, рекомендованных ВАК, получены 3 патента РФ на изобретения.

1.8 Объем и структура диссертации Диссертационная работа изложена на 178 страницах машинописного текста, содержит 34 рисунка, 61 таблицу и состоит из введения, аналитического обзора, методической, экспериментальной части, включает 120 литературных источников отечественных и зарубежных авторов и 6 приложений.

2 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

В аналитическом обзоре диссертационной работы проведен анализ отечественной и зарубежной научно-технической литературы и патентной информации по производимой косметической продукции с использованием в рецептуре продуктов переработки винограда, изучены особенности

химического состава белых и красных сортов винограда, выращиваемых на территории юга России, определены основные характеристики потребительских свойств косметических товаров, на базе которых разработаны рецептуры косметических продуктов для ухода за кожей.

3 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 3.1 Объект исследования Объектом исследования явились образцы бентонитового осадка, полученные на предприятии ОАО «Цимлянские вина», Ростовская область, г.Цимлянск, урожай винограда 2010 г. и образцы сухого белого виноматериала, полученные на предприятии ЗАО «Славпром», Краснодарский край, г.Славянск-на-Кубани, урожай винограда 2011 г. Структурная схема исследования приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Структурная схема исследования

3.2 Методы исследования При проведении исследований составам качества бентонитовых осадков и випоматериалов, а так же разработанных косметических продуктов применялись стандартные методики определения органолептических и физико-химических показателей в соответствии с требованиями Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 009/2011, СанПин 1.2.681-97, ГОСТ Р 52952-2008 и ГОСТ Р 52343-2005, а так же современные физико-химические методы анализа: определение экстрактивных веществ в бентонитовом осадке методом хроматографическо-го анализа, содержание рутина в киноматериале, определение биологически и физиологически активных веществ виномагериала спектрофотомет-рическим методом, количество восстанавливающих Сахаров в бентонитовом осадке методом Бертрана, определение общего азота в бентонитовом осадке методом Кьельдаля, количественное определение содержания общего фосфора в виноматериале, определение микроструктуры гелеобраз-ной системы, а так же метод оценки корнеоцитов кожи с применением микроскопического анализа.

При проведении эксперимента использовались методы планирования и оптимизации, при определении качественных показателей сырья и готовой косметической продукции — методы статистики с определением точности и правильности определяемых величин.

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

4.1 Исследование состава биологически и физиологически активных веществ бентонитового осадка Исследование бентонитовых осадков проводилось на образцах, полученных при переработки белых, розовых и красных випоматериалов.

Используемый при осветлении виноматериалов бентонит соответствует требованиям ОСТ 18-49-71 «Бентониты для винодельческой промышленности».

Результаты исследования органолептических и физико-химических показателей бентонитового осадка представлены в таблице 1.

5. Уравнение регрессии функции очищающих свойств имеет аналогичное графическое решение.

ч

осадок

Рисунок 5 - Графическое изображение уравнения регрессии зависимости изменения отбеливающих свойств маски от компонентов рецептуры Графические изображения позволяют определить оптимальные диапазоны функций У| и У2 при заданных значениях факторов, которые представлены в таблице 6.

Таблиц аб — Диапазон оптимальных значений функций и соответствующие им диапазоны значений исследуемых факторов

Оптимальные значения в баллах Диапазоны исследуемых факторов

Функция отклика Бентонитовый осадок Виномагсриал Вола

X, А, % х2 В,% Х3 с,%

У, 4,7-4,9 0,6-1,0 47,3-78,8 0,3-1,0 23,6-78,8 0,0-0,3 10,0-33,6

У2 4,8-4,9 0,8-1,0 63,0-78,8 0,0-0,5 0,0-39,4 0,0-0,1 10,0-17,9

На основе полученных данных разработана оптимальная рецептура

маски для ухода за кожей лица на основе бентонитового осадка и винома-териалов, представленная в таблице 13.

4-6 Разработка рецептуры геля для ухода за кожей вокруг глаз

В группе косметических средств для ухода за кожей лица отдельно выделяют продукты для кожи вокруг глаз, основными функциональными свойствами которых являются отбеливание и увлажнение кожи. Проведенные исследования компонентного состава биологически и физиологически активных веществ виноматериалов подтверждают эффективность исполь-

зоваиия виноматериалов в косметических продуктах для ухода за кожей

вокруг глаз. Исходная рецептура геля приведена в таблице 7.

Таблица7 - Исходная рецептура геля для ухода за кожей вокруг глаз

При разработке рецептуры геля изучена возможность замены воды на виноматериал в количестве до 100 %. Исходными компонентами рецептуры геля для ухода за кожей вокруг глаз приняты виноматериал (X,), глицерин (Х2) и вода (Х3), а функциями отклика являются показатели свойств устранения потемнений кожи вокруг глаз (Уь балл), снятие отечности под глазами (У2, балл), и увлажнения кожи (У3, балл). Уровни варьирования исследуемых факторов приведены в таблице 8.

Таблица8 - Уровни варьирования компонентов геля для ухода за кожей вокруг глаз_

Обозначение факторов в натуральном выражении Исследуемые факторы Уровни факторов в кодированных значениях

0 1/3 2/3 1

А Виноматериал, % 86,0 89,3 92,6 96,0

В Вода, % 0,0 3,3 6,6 10,0

С Глицерин, % 0,0 3,3 6,6 10,0

Используя алгоритм разработки рецептуры косметической маски, построена матрица планирования эксперимента, изготовлены лабораторные образцы геля, экспериментально получены значения функций отклика с последующим решением математической модели зависимости факторов от функций, представленные уравнениями 3, 4 и 5.

У|=4,879хХ[+4,01 5хХ2+4,2 10хХ3+1,365 *Х, *Х2+1,098хХ, хХз-0,077хХ2хХз. (3) У2-4,841хХ1+4,148хХ2+4,220хХ3+1,467хХ|хХ2+1,013хХ1хХз-0,533хХ2хХз. (4) У3=4,767хХ1+4,233хХ2+4,738хХ3+1>062хХ1хХ2+0,661хХ|хХг1,030хХ2хХ3. (5)

В каждом уравнении проведена оценка значимости коэффициентов, определена адекватность, представлено графическое решение.

Диапазон функций и соответствующие им факторы представлены в таблице 9.

Наименование компонента Массовая доля, %

Глицерин 5,0

КаКМЦ 1,5

Димстикон 1,5

Консервант 0,5

Вода До 100,0

Таблица9 — Диапазон оптимальных значений функций и соответствующие им диапазоны значений исследуемых факторов_

Функция отклика Оптимальные значения в баллах Диапазоны исследуемых факторов

Випоматериал Вода Глицерин

X, Л, % х2 В,% Х3 С,%

У, 4,7-4,8 0,6-1,0 92,0-96,0 0,0-0,3 0,0-3,0 0-0,3 0,0-3,0

4,7-4,8 0,8-1,0 94,0-96,0 0,1-0,4 1,0-4,0 0-0,1 0,0-1,0

V, 4,7-4,9 0,3-0,75 89,0-93,5 0,0-0,25 0,0-2,5 0,25-0,7 2,5-7,0

Полученные данные взяты за основу при разработке оптимизирован-

ной рецептуры геля, представленной в таблице 13.

4.7 Разработка рецептуры крема для ухода за кожей вокруг глаз

Крем для ухода за кожей вокруг глаз на эмульсионной основе должен устранять потемнения кожи вокруг глаз, увлажнять кожу и хорошо впитываться. Для этих целей в рецептуру эмульсионного крема вводили винома-тсриалы взамен воды. Исходная рецептура крема представлена в таблице 10.

Таблица 10 — Исходная рецептура крема для ухода за кожей вокруг глаз

В известной рецептуре воду заменяли виномагериалом в количестве до 100 %. Исследуемыми компонентами рецептуры крема приняты вино-материал (X]), глицерин (Х2) и вода (Х3), а функциями отклика являются показатели свойств устранения потемнений кожи вокруг глаз (У|, балл), впитываемое™ (У2, балл) и увлажнения кожи балл). Уровни варьирования исследуемых факторов приведены в таблице 11.

Таблица 11- Уровни варьирования компонентов крема

Обозначение факторов в натуральном выражении Исследуемые факторы Уровни факторов в кодированных значениях

0 1/3 2/3 1

Л Виноматериал, % 87,5 88,5 89,5 90,5

В Вода, % 0,0 1,0 2,0 3,0

С Глицерин, % 0,0 1,0 2,0 3,0

Наименование компонента Массовая доля, %

Глицерин 1,5

Масло виноградных семян 3,5

Цетилстеариловый спирт 2,0

Воск эмульсионный 1,5

ПЭГ 12 1,0

ПЭГ 40 1,0

Консервант 0,5

Вода До 100,0

Для оптимизации рецептуры крема для ухода за кожей вокруг глаз построена матрица планирования эксперимента, изготовлены лабораторные образцы крема, экспериментально получены значения функций отклика с последующим решением математической модели зависимости факторов от функций, представленные уравнениями 6, 7 и 8.

У,=4,952ХХ|+4,665ХХ2+4,589ХХЗ-0,034ХХ1ХХ2+0,098ХХ1><Хз+0,284ХХ2*ХЗ. (6) У2=4,806хХ|+4,769хХ2+4.591хХз+0,037хХ,хХг-0,13|хХ,хХз+0,364хХ2хХз. (7) Уз=4,748хХ1+4,546хХ2+4,809хХз+0,362хХ,хХ2+0,4хХ|ХХз-0,028хХ2хХз. (8) В каждом уравнении проведена оценка значимости коэффициентов, определена адекватность, представлено графическое решение. Оптимальный диапазон функций и соответствующие им факторы представлены в таблице 12.

Таблица 12 - Диапазон оптимальных значений функций и соответствующие им диапазоны значений исследуемых факторов_

Функция отклика Оптимальные Диапазоны исследуемых факторов

значения в Вшгоматериал Вода Глицерин

баллах X, А, % х2 в,% Хз С,%

V, 4,85-4,95 0,8-1,0 89,9-90,5 0,0-0,1 0,0-0,3 0,0-0,25 0,0-0,75

У2 4,76-4,81. 0,9-1,0 90,2-90,5 0,0-0,6 0,0-1,8 0,0-0,1 0,0-0,3

Уз 4,80-4,85 0,25-0,6 88,25-89,3 0,0-0,3 0,0-0,9 0,4-0,75 1,2-2,25

На основе полученных данных разработана оптимальная рецептура

крема для ухода за кожей вокруг глаз, представленная в таблице 13.

Таблица 13 - Оптимизированные рецептуры косметических продуктов

Наименование компонента Наименование косметического продукта

Косметическая маска для ухода за кожей лица Гель для ухода за кожей вокруг глаз Крем для ухода за кожей вокруг глаз

Массовая доля компонента, %

Бентонитовый осадок Виноматериал Глицерин Карбопол Триэтаноламин КаКМЦ Силикон Масло виноградной косточки Цетилстеариловый спирт Воск эмульсионный ПЭГ 12 ПЭГ 40 Консервант Вода 67,0 11,8 10,0 0,5 0,3 0,4 До 100,0 93,5 2,3 1,5 1,5 0,5 До 100,0 89,5 0,8 3,5 2,0 1,5 1,0 1,0 0,5 До 100,0

4,10 Оценка функциональных и потребительских свойств косметических продуктов Для исследования очищающих и отбеливающих свойств косметической маски для ухода за кожей лица проведена оценка состояния поверхности кожи. Микроскопические изображения двух образцов липкой ленты с нанесенными на нее кератиноцитами (ороговевшими клетками верхнего слоя кожи) представлены на рисунке 6.

Анализ рисунков (А и Б) позволяет сделать вывод о том, что участок кожи, обработанный косметической маской, содержит меньшее количество кератиноцитов, что обусловливает оптически более однородную поверхность кожи.

Исследования потребительских свойств разработанных косметических продуктов проводились группой из десяти экспертов методом Дельфи. В процессе тестирования каждый из них оценивал характеристику продукта по пятибалльной шкале. Для оценки потребительских свойств косметической маски для ухода за кожей лица выбраны следующие показатели: отбеливание, очищение и увлажнение. Результаты представлены на рисунке 7.

Увлажняющие свойства

Очищающие свойства

Отбеливающие свойства

■ Маска "Биолита" Ь

=„ 0 12 3 4 5

■ Разработанная

маска Баллы

Рисунок 7 - Сравнение основных потребительских свойств косметических

масок

А - Необработанный участок кожи Б - Обработанный участок кожи Рисунок 6 - Микроскопическое изображение кератиноцитов участков

В качестве основного реактора предложено использование установки ЕКАТО Ш1М1Х, оборудованной гомогенизатором ЗТЕШЬСЕТ поз. 10. Наличие перемешивающего устройства Ека1о Рагау1зс по типу импеллер-ной мешалки обеспечивает оптимальное ведение процесса с продуктами различной вязкости. Использование в производственном процессе гомогенизатора с внешним контуром циркуляции позволяет создавать продукты, на эмульсионной основе. Имеется возможность загрузки компонентов с применением вакуумного транспорта и удалением воздуха из продукта. Предусмотрено наличие дополнительной емкости с турбинной мешалкой поз. 5 для поддержания бентонитового осадка во взвешенном состоянии.

Предложенная технологическая линия позволяет осуществлять производство трех разработанных косметических продуктов на одном предприятии.

Выводы

На основании выполненных исследований можно сделать следующие выводы:

- научно и экспериментально обоснована целесообразность и высокая эффективность применения биологически и физиологически активных веществ продуктов переработки винограда при создании и производстве косметических продуктов, предназначенных для ухода за кожей;

- исследован качественный и количественный состав биологически активных веществ гидрофильного и гидрофобного характера виноматериа-лов и бентонитового осадка, полученных из винограда белых и красных сортов, возделываемых на территории юга России в качестве сырья для косметических продуктов;

- установлено, что применение виноматериала и бентонитового осадка за счет содержания в них фруктовых кислот, витаминов и других ценных компонентов оказывает отбеливающее и увлажняющее действие на кожу, а наличие абразивных свойств бентонитового осадка обусловливает очищающие свойства;

- установлено, что применение бентонитового осадка в рецептуре косметической маски в количестве 47,3 % - 78,8 % положительно влияет на степень очищения, отбеливания и увлажнения верхних слоев кожи;

- введение виноматериала в рецептуру геля для ухода за кожей вокруг глаз в количестве 89,0 % - 96,0 % увеличивает степень увлажнения, отбеливания кожи и устранение отечности;

- применение виноматериала в составе эмульсионного крема для ухода за кожей вокруг глаз в количестве 88,25 % - 90,5 % обеспечивает бережный уход за чувствительной кожей, способствует более эффективному отбеливанию и увлажнению кожи;

- разработаны и оптимизированы рецептуры косметической маски для ухода за кожей лица, геля для ухода за кожей вокруг глаз и крема для ухода за кожей вокруг глаз, на основе бентонитового осадка и виноматериала;

- проведены испытания и дан анализ характеристикам функциональных и потребительских свойств косметических продуктов. Разработанные косметические продукты обладают повышенными свойствами отбеливания, очищения и увлажнения кожи;

- предложены технологические решения производства косметических продуктов на основе бентонитового осадка и виноматериала;

- разработаны и утверждены технические условия ТУ 9175-33502067862-2012 «Бентонитовые суспензии после стадии отбеливания виноматсриалов».

- ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанных технологических решений и реализации новых видов косметической продукции в объеме 800 тонн в год составил 47267,00 тыс. руб.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК:

1. Лосева Н.В., Тарасов В.Е., Пелипенко Т.В., Василенко Л.Н., Швецова Е.В. Технологическое исследование вторичных ресурсов виноделия с целыо их применения в составе косметических средств. / Новые технологии. Вып.З. - Майкоп: изд-во ФГБОУ ВПО «МГТУ», 2011. - с. 59-63.

2. Лосева Н.В., Тарасов В.Е. Использование вторичных продуктов переработки винограда в рецептурах косметических средств с эффектом пилинга / Известия вузов. Пищевая технология.-2013. № 2-3. - с. 83-85.

3. Лосева Н.В., Тарасов В.Е. Концептуальное моделирование разработки косметических средств функционального назначения / Известия вузов. Пищевая технология.-2013. № 4. - с. 111-114.

Патенты РФ:

4. Лосева Н.В. Косметическая маска для ухода за кожей лица / Патент РФ № 2429817 по заявке № 2010123590. Опублик. 27.09.2011. Бюл. № 27 / Лосева Н.В., Тарасов В.Е., Пелипенко Т.В., и др.

5. Лосева Н.В. Гель для ухода за кожей вокруг глаз / Патент РФ № 2468786 по заявке № 2011150448. Опублик. 10.12.2012. Бюл. № 34 / Лосева Н.В., Тарасов В.Е., Одарченко В. Я.

6. Лосева Н.В. Крем для ухода за кожей вокруг глаз / Патент РФ № 2473326 по заявке № 2012101582. Опублик. 27.01.2013. Бюл. № 3/ Лосева Н.В., Тарасов В.Е., Одарченко В.Я. и др.

Статьи в трудах, материалах международных и всероссийских конференциях, в сборниках научных трудов:

7. Лосева Н.В., Коренева О.В. Методика оценки потребительских свойств косметических продуктов / IV Всероссийская студенческая научно-практическая конференция «Студенчество в науке -инновационный потенциал будущего»: Сб. статей - г. Набережные Челны, март 2011.

8. Лосева Н.В., Тарасов В.Е. Жизненная сила виноградной ягоды в косметических продуктах / Всероссийская научно-практическая конференция «Экологическая безопасность современных социально-экономических систем»: Сб. статей. - г. Москва, март 2011. - с. 223-225.

9. Лосева Н.В., Тарасов В.Е., Пелипенко Т.В., Василенко Л.Н. Исследование отходов виноделия с целью их применения в составе косметических средств / Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: Сб. науч. тр. /под ред. М.В. Гаврилина / Пятигорская ГФА. Вып. 66. -Пятигорск, 2011.-е. 240-241.

10. Лосева Н.В., Тарасов В.Е. Использование продуктов переработки винограда при производстве вин в косметических средствах / Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: Сб. науч. тр. /под ред. М.В. Гаврилина/ Пятигорская ГФА. Вып. 66. - Пятигорск, 2011.-е. 284-286.

П.Лосева Н.В., Тарасов В.Е., Пелипенко Т.В., Василенко Л.Н. Вторичные ресурсы виноделия и их применение в косметических продуктах / Журнал «Сырье и упаковка» № 5 (119). - Москва, июнь 2011. -с. 18-19.

12. Лосева Н.В., Тарасов В.Е. Разработка новых видов косметических продуктов на основе использования вторичных ресурсов виноделия / XVI Международная научно-практическая конференция «Косметическая индустрия: взгляд в будущее»: Сб. тез. Москва, 24-26 октября 2011.

13. Лосева Н.В., Тарасов В.Е. Перспективы использования вторичных продуктов виноделия в натуральной косметике / Международная научно-практическая конференция «Тенденции развития российской экономики в начале XXI века»: Сб. матер. - Краснодар, апрель 2012.-е. 67-72.

14. Лосева Н.В., Тарасов В.Е. Виноградная ягода - источник красоты и здоровья кожи / Журнал «Сырье и упаковка» № 6 (132). - Москва, август 2012.-е. 20-21.

15. Лосева II.B., Тарасов В.Е. Использование инструментальных методов в процессе обучения дисциплины «Технология отрасли» / XVIII Всероссийская научно-практическая конференция «Инновационные процессы в высшей школе»: Сб. матер. - Краснодар, сентябрь 2012. -с. 47-51.

16. Лосева Н.В., Тарасов В.Е. Новый источник АНА-кислот для косметики - источник красоты и здоровья кожи / Журнал «Сырье и упаковка» №01 (138). - Москва, февраль 2013. - с. 16-18.

Подписано в печать 22.11.2013. Печать трафаретная. Формат 60x84 '/щ. Усл. печ. л. 1,35. Тираж 100 экз. Заказ № 1024. ООО «Издательский Дом-Юг» 350072, г. Краснодар, ул. Московская 2, корп. «В», оф. В-120 тел. 8-918-41-50-571 e-mail: olfomenko@yandcx .ru Сайт.* http://id-yug.com

ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

РАЗРАБОТКА НОВЫХ ВИДОВ КОСМЕТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ

ВИНОГРАДА

Специальность 05.18.06 —- Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов

04201455618

На правах рукописи

ЛОСЕВА Наталия Викторовна

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор В.Е. Тарасов

Краснодар 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ................................................................................................................................................................6

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР..............................................................................................................9

1.1 Обзор рынка использования биологически и физиологически активных веществ в косметической отрасли..............................................................................9

1.2 Строение кожи человека................................................................................................................10

1.3 Использование продуктов переработки винограда в косметической отрасли........................................................................................................................................................................14

1.4 Промышленная переработка винограда..........................................................................15

1.5 Характеристика продуктов переработки винограда............................................18

1.6 Биологически и физиологически активные компоненты виноматериалов......................................................................................................................................................18

1.6.1 Полифенолы..........................................................................................................................................19

1.6.2 Аминокислоты......................................................................................................................................20

1.6.3 Углеводы..................................................................................................................................................21

1.6. 4 Липиды......................................................................................................................................................21

1.6.5 Минеральные вещества................................................................................................................23

1.6.6 Витамины................................................................................................................................................23

1.6.7 Фруктовые кислоты........................................................................................................................25

1.7 Характеристика бентонитовых глин......................................................................................28

1.7.1 Структура и свойства бентонитовых глин..................................................................28

1.7.2 Применение бентонитовых глин в винодельческой отрасли....................30

1.7.3 Применение бентонитовых глин в косметической отрасли........................30

2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ....................................................................................................................32

2.1 Концептуальное моделирование процесса разработки косметических продуктов........................................................................................................................34

2.2 Характеристика объекта исследования................................................................................36

2.3 Методы оценки качества бентонитового осадка и виноматериалов.... 39

2.3.1 Метод определения массовой доли влаги в бентонитовом осадке... 39

2.3.2 Метод определения массовой доли сухих и летучих веществ в виноматериале......................................................................................................................................................39

2.3.3 Метод определения массовой доли экстрактивных веществ в бентонитовом осадке..........................................................................................................................................40

2.3.4 Метод хроматографического анализа экстрактивных веществ 43 бентонитового осадка...................................................................

2.3.5 Метод определения кислотного числа виноматерила................... 44

2.3.6 Метод определения относительной плотности виноматериала пикнометрическим методом......................................................... 45

2.3.7 Метод определения показателя преломления виноматерила......... 46

2.3.8 Метод определения водородного показателя виноматериала........ 46

2.3.9 Метод определения витамина Р(рутина) в виноматериале............ 47

2.3.10 Метод определения количества восстанавливающих Сахаров в бентонтовом осадке методом Бертрана............................................ 48

2.3.11 Методика определения общего азота в бентонитовом осадке методом Кьельдаля...................................................................... 51

2.3.12 Количественное определение содержания общего фосфора

в виноматериале.......................................................................... 54

2.3.13 Метод определения объемной доли этилового спирта

в виноматериале......................................................................... 56

2.3.14 Спектрофотометрический анализ виноматериала..................... 57

2.4 Методы разработки и производства косметических продуктов для ухода за кожей............................................................................. 61

2.4.1 Технологический процесс производства косметических продуктов

на гелиевой основе...................................................................... 61

2.4.2 Технологический процесс производства косметических продуктов

на эмульсионной основе................................................................. 62

2.5 Методы определения показателей качества косметических продуктов 62

2.5.1 Методы определения органолептических и физико-химических показателей качества косметических продуктов................................. 62

2.5.2 Метод определения микроструктуры гелеобразной системы......... 65

2.5.3 Методы микробиологического контроля косметических продуктов. 65

2.5.4 Методы определения медико-биологических показателей качества косметических продуктов.............................................................. 65

2.6 Методика анализа потребительских свойств косметических продуктов.................................................................................. 66

2.6.1 Определение очищающего действия маски................................ 69

2.6.2 Определение отбеливающего действия маски............................ 69

2.6.3 Определение увлажняющего действия маски............................ 70

2.6.4 Определение увлажняющего действия косметических средств для ухода за кожей вокруг глаз........................................................... 70

2.6.5 Определение свойств снятия отечности косметических средств для ухода за кожей вокруг глаз........................................................... 70

2.6.6 Определение свойств устранения потемнений кожи косметических средств для ухода за кожей вокруг глаз........................................... 71

2.6.7 Определение впитываемости косметических средств для ухода

за кожей вокруг глаз.................................................................... 71

2.6.8 Определение липкости средств для ухода за кожей вокруг глаз...... 71

2.7 Методика различения внешних видов кожи и их состояний............. 72

2.8 Методы математического моделирования и оптимизации систем на основе применения симплекс решетчатых планов Шеффе...................... 72

2.9 Статистические методы обработки результатов исследований.......... 76

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ............................................... 78

3.1 Исследование качественных характеристик бентонитового осадка..... 78

3.1.1 Определение органолептических и физико-химических показателей качества бентонитового осадка........................................................ 78

3.1.2 Определение липидных компонентов бентонитового осадка........... 79

3.1.3 Исследование микроскопической структуры бентонитового осадка.. 81

3.2 Исследование качественных характеристик виноматериала............. 83

3.2.1 Определение органолептических и физико-химических показателей качества виноматериалов.............................................................. 83

3.2.2 Исследование биологически и физиологически активных компонентов виноматериалов........................................................ 84

3.2.3 Микробиологическое исследование виноматериалов.................... 86

3.4 Разработка рецептур косметических продуктов для ухода за кожей.... 88

3.4.1 Разработка рецептуры косметической маски для ухода за кожей лица......................................................................................... 90

3.4.2 Технология приготовления косметической маски для ухода за кожей лица................................................................................ 98

3.4.3 Аппаратурное оформление процесса производства косметической маски для ухода за кожей лица.......................................................

3.4.4 Оценка качества готового продукта косметической маски для ухода 103 за кожей лица.............................................................................

3.4.5 Оценка потребительских свойств разработанной косметической маски для ухода за кожей лица...................................................... 107

3.4.6 Разработка рецептуры косметического геля для ухода за кожей вокруг глаз............................................................................... 109

3.4.7 Технология приготовления косметического геля для ухода за кожей вокруг глаз................................................................................ 119

3.4.8 Аппаратурное оформление процесса производства косметического геля для ухода за кожей вокруг глаз................................................ 121

3.4.9 Оценка безопасности и качества готового продукта косметического геля для ухода за кожей вокруг глаз................................................. 122

3.4.10 Оценка потребительских свойств разработанного косметического геля для ухода за кожей вокруг глаз............................................... 125

3.4.11 Разработка рецептуры косметического крема для ухода за кожей вокруг глаз............................................................................... 127

3.4.12 Технология приготовления косметического крема для ухода за кожей вокруг глаз........................................................................ 137

3.4.13 Аппаратурное оформление процесса производства косметического крема для ухода за кожей вокруг глаз............................................. 139

3.4.14 Оценка безопасности и качества готового продукта косметического крема для ухода за кожей вокруг глаз......................... 140

3.4.15 Оценка потребительских свойств разработанного косметического крема для ухода за кожей вокруг глаз............................................. 142

3.2 Оценка функциональных свойств косметических продуктов............ 145

4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ........................................................ 150

ВЫВОДЫ................................................................................. 161

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ............................................................. 163

ПРИЛОЖЕНИЕ......................................................................... 175

ВВЕДЕНИЕ

Современное производство косметической продукции имеет тенденцию создания косметических средств на базе широкого использования натурального сырья. Мода на природную косметику обуславливает изучение и исследование новых видов растительного сырья, которое может стать ценным источником биологически и физиологически активных веществ. Одним из таких перспективных видов сырья являются продукты переработки винограда, полученные при производстве вин.

На сегодняшний день, перерабатывающая промышленность использует виноград только как источник получения сока - основы вина, не принимая во внимание наличие ценных веществ, входящих в его состав: белков, жиров, витаминов, пектиновых веществ, АНА-кислот (фруктовых кислот), микро- и макроэлементов. При переработки виноградной ягоды образуются побочные продукты и отходы производства, которые расцениваются, как вторичные материальные ресурсы и могут быть максимально вовлечены в производственный процесс. С ростом сырьевой базы винодельческого и сокового производства соответственно увеличивается и количество вторичных продуктов переработки винограда. Использование таких продуктов позволит не только снизить себестоимость основной продукции и увеличить общую прибыль по заводам, но и расширить сырьевую базу источников биологически и физиологически активных веществ для косметической отрасли.

Как известно, натуральные виноградные вина обладают полезными для организма человека свойствами. Сам виноград и продукты его переработки использовались в лекарствоведении еще античных цивилизаций. В арабской традиционной и классической медицине виноград очень часто применялся в терапии многих наружных и внутренних заболеваний. Таким образом, выдающиеся врачи прошлого, опираясь на огромный опыт народной медицины, часто включали в многокомпонентные препараты виноградное растение, его плоды и продукты переработки. Однако в Европе, в период средневековья, началось внедрение в практиче-

скую медицину эффективных химических препаратов и составление и изготовление сложных лекарственных смесей из растений было приостановлено. Медицинский интерес к винограду как к эффективному целебному средству возродился в середине XIX столетия, когда достаточно полно был изучен химический состав его плодов.

В процессе производства вин весь спектр биологически и физиологически активных компонентов переходит из самой ягоды непосредственно в виноградное сусло, которое в дальнейшем подвергается ряду технологических операций, в том числе и стадии осветления. При этом на производствах используют бентонитовую глину, которая после обработки виноградного сусла представляет собой осадок в виде суспензии и дальнейшему использованию на производстве не подлежит. При проведении технологических операций далеко не все полезные вещества переходят из винограда в напиток, при этом не малая их часть остается в продуктах фильтрации. Неиспользуемые вторичные продукты переработки винопроизвод-ства, а именно бентонитовый осадок и виноматериалы, содержат белки, углеводы, азотистые вещества, минеральные вещества, органические кислоты, феноль-ные соединения, воски, фосфолипиды, спирты, сложные эфиры, гликозиды, пектиновые и ароматические вещества, жирорастворимые витамины, пигменты. Все эти биологически и физиологически активные вещества, как в совокупности, так и в индивидуальном порядке являются ценными компонентами косметических средств, созданных на базе натурального сырья.

Продукты переработки виноградных ягод по своей биологически активной ценности имеют большой экономический потенциал для вторичного использования в косметической отрасли. На сегодняшний день существует необходимость исследования компонентного состава продуктов переработки винограда для эффективного использования их в косметических рецептурах.

Целью диссертационной работы является разработка рецептур косметических продуктов, предназначенных для ухода за кожей, созданных на базе использования вторичных продуктов винопроизводства. В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:

- изучение и анализ отечественной и зарубежной научно-технической литературы и патентной информации по теме исследования;

- исследование качественного и количественного состава биологически и физиологически активных веществ бентонитовых осадков и виноматериалов;

- исследование микробиологических показателей виноматериалов;

- разработка и оптимизация рецептур косметических продуктов на основе бентонитовых осадков и виноматериалов;

- изучение и анализ органолептических и физико-химических показателей разработанных косметических продуктов на соответствие требованиям ГОСТ;

- исследование микробиологических показателей разработанных косметических продуктов;

- изучение и анализ характеристик функциональных и потребительских свойств полученных косметических продуктов;

- разработка технологии производства косметических продуктов на основе бентонитовых осадков и виноматериалов;

- разработка технических условий на бентонитовую суспензию после осветления виноматериалов;

- оценка экономической эффективности внедрения производства косметических средств при использовании вторичных продуктов винопроизводства.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

В аналитическом обзоре диссертационной работы проведен анализ отечественной и зарубежной научно-технической литературы и патентной информации по производимой косметической продукции с использованием в рецептуре продуктов переработки винограда, изучены вопросы строения и функции кожи, рассмотрены существующие аналоги использования продуктов переработки винограда, дана оценка промышленной переработки винограда, изучены особенности химического состава белых и красных сортов винограда, выращиваемых на территории юга России, рассмотрены вопросы особенностей строения и функций бентонитовых глин, определены основные характеристики потребительских свойств косметических товаров, на базе которых разработаны рецептуры косметических продуктов для ухода за кожей.

1.1 Обзор рынка использования биологически и физиологически активных веществ в косметической отрасли

В последнее время косметика, основу которой составляют натуральные компоненты, приобретает все большее значение, так как она является одним из направлений комплексной терапии по поддержанию молодости, красоты и здоровья кожи. Производители косметической отрасли делают особый акцент при создании косметических продуктов на так называемую «природность и натуральность» композиций и все чаще включают в рецептуры биологически и физиологически активные компоненты. Использование в косметических продуктах этих вещетв позволяет получать эффективные средства для ухода за кожей и волосами.

Немаловажным остается вопрос соотношения использования в косметической продукции биологически и физиологически активных веществ природного и синтетического происхождения. За последние годы наблюдается тенденция использования в косметических средствах минимум химических и максимум природных компонентов. В сложившейся ситуации необходимо соблюдать совокупность интересов, как производителя, так и потребителя. С точки зрения, производителя, биологич�