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
Краснодар – 2013
Работа выполнена в ФГБОУ ВПО
«Кубанский государственный технологический университет»
Научный руководитель: | доктор технических наук, профессор
|
Официальные оппоненты: |
доктор технических наук, профессор, заведующая лабораторией стабилизации химии и микробиологии вина ГНУ «Северо-Кавказского зонального НИИ Садоводства и виноградарства» Россельхозакадемии |
Кандидат технических наук, заведующая лабораторией «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» , ауд. Г-248.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет».
Автореферат разослан 22 ноября 2013г.
|
диссертационного совета,
кандидат технических наук, доцент
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 винопроизводства 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 №) и соответствует научной тематике кафедры технологии жиров, косметики, товароведения, процессов и аппаратов КубГТУ.
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 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.
1.4 Научная новизна 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 виноматериалов, 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 , г. Невинномысск и , 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 вина», Ростовская область, г. Цимлянск, урожай винограда 2010 г. и образцы сухого белого виноматериала, полученные на предприятии , 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 состава и качества бентонитовых осадков и виноматериалов, 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 и ГОСТ Р , а так же современные физико-химические методы анализа: определение экстрактивных веществ в бентонитовом осадке методом хроматографического анализа, содержание рутина в виноматериале, определение биологически и физиологически активных веществ виноматериала спектрофотометрическим 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 гелеобразной 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 виноматериалов.
Используемый при осветлении виноматериалов бентонит соответствует требованиям ОСТ «Бентониты для винодельческой промышленности».
Результаты исследования органолептических и физико-химических показателей бентонитового осадка представлены в таблице 1.
Т а б л и ц а 1 – Органолептические и физико-химические показатели бентонитового осадка
Наименование показателя | Величина показателя |
Внешний вид, цвет Запах Массовая доля летучих веществ: – до центрифугирования, % – после центрифугирования, % Массовая доля липидных веществ веществ, %, к сухому веществу: Массовая доля, %, к натуральному веществу: – витамина Р (рутин) ×10-4 – восстанавливающих сахаров – азота в пересчете на белок Водородный показатель рН Объемная доля этилового спирта, % | Суспензия бентонитовой глины с надосадочной жидкостью серовато-желтоватого цвета Свойственный запаху винопродукции 84,2-87,3 61,2-64,0 1,56-1,61 15,8-16,4 0,25-0,29 8,68-8,82 3,6-3,8 8,9-9,0 |
Исследованные образцы бентонитового осадка в своем составе содержат рутин, сахара, белки, а так же вещества липидной природы.
Для исследования массовой доли липидных компонентов в бентонитовом осадке проведен анализ образцов методом исчерпывающей экстракцией диэтиловым эфиром в аппарате Сокслетта. Сумма экстрактивных веществ в бентонитовом осадке составила 1,56-1,61% к сухому веществу. Полученные результаты позволили провести качественный анализ экстрактивных веществ с использованием высокоэффективной хроматографии. Разделение осуществлялось на алюминиевых пластинах марки Sorbfil в системе растворителя гексан: диэтиловый эфир: уксусная кислота (при соотношении 80:20:1. Хромотограмма и ее спектр представлены на рисунке 2.
Рисунок 2 – Хромотограмма состава
липидных компонентов бентонитового осадка
№ пика | Rf | Наименование компонента | S, % |
1 | 0,05 | Фосфолипиды | 39,4 |
2 | 0,22 | Моноглицериды | 0,6 |
3 | 0,24 | Диглицериды | 0,2 |
4 | 0,25 | Органические кислоты | 0,8 |
5 | 0,41 | Конденсированные фенольные соединения | 34,1 |
6 | 0,83 | Фитостерины | 3,2 |
7 | 0,95 | Воски | 21,8 |
Из рисунка видно, что бентонитовые осадки содержат ряд физиологически ценных компонентов: воски до 0,033%, фитостерины до 0,004%, конденсированные фенольные соединения до 0,044%, органические кислоты до 0,002%, моноглицериды до 0,001%, диглицериды до 0,001%, фосфолипиды до 0,05%.
4.2 Исследование микроскопической структуры бентонитового осадка Проведенные исследования особенностей компонентного состава и органолептической характеристики бентонитового осадка позволили предложить возможность использования данного компонента в качестве скрабирующего агента в рецептурах средств по уходу за кожей. Скрабирующее действие компонента зависит от геометрической формы частиц, округлости краев. Гранулометрическую структуру частиц бентонитового осадка определяли микроскопическим анализом. Результаты анализа представлены на рисунке 3.
|
|
А – Частицы порошкообразного бентонита | Б – Частицы бентонитового осадка |
Рисунок 3 – Изображение микроструктуры бентонита порошкообразного
и бентонитового осадка в гелиевой основе
На изображении А микроструктура гелиевой основы, в состав которой введен бентонит порошкообразный. Видно, что частицы минерального бентонита имеют острые края, которые могут обладать повреждающим действием, вызывая раздражение кожи. На изображении Б показано, что частицы бентонитового осадка приобретают более округлую форму, со сглаженными краями, что свидетельствует об улучшении структурных свойств, а следовательно и эффективность применения бентонитового осадка в качестве компонента деликатного скраба для кожи.
4.3 Исследование биологически и физиологически активных веществ виноматериала Оценку виноматериалов проводили на образцах, полученных на предприятии из белых и красных сортов винограда. Образцы виноматериалов соответствовали требованиям ГОСТ Р «Вина столовые и виноматериалы столовые». Результаты исследований представлены в таблице 2.
Т а б л и ц а 2 – Физико-химические показатели виноматериалов
Наименование показателя | Норма показателя по ГОСТ Р | Величина показателя |
Массовая доля сухих веществ, % Массовая доля: – витамина Р (рутин), % ×10-2 – восстанавливающих сахаров, % – азотсодержащих веществ в пересчете на белок, % – фосфора в пересчете на Р2О5, мг/см3 | Не нормируется Не нормируется Не более 0,4 Не нормируется Не нормируется | 2,01-2,02 0,32-0,34 0,286-0,297 0,09-0,11 0,02-0,03 |
Кислотное число, мг КOH/г | Не нормируется | 5,6-5,8 |
Массовая доля органических кислот в пересчете на гликолевую, % | Не менее 0,35 | 0,79-0,88 |
Показатель преломления при температуре 20 оС | Не нормируется | 1,34-1,36 |
Относительная плотность при температуре 20 оС | Не нормируется | 0,995-0,997 |
Водородный показатель рН Массовая доля спирта, % | Не нормируется 8,5-15,0 | 2,8-3,0 8,8-9,0 |
Установлено, что образцы виноматериалов в своем составе содержат рутин, сахара, белки. Для более полного исследования биологически и физиологически активных веществ виноматериалов проведен спектрофотометрический анализ образцов в диапазоне длин волн 190-900 нм. Спектр представлен на рисунке 4.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 |
