Porównanie gum naturalnych

Gumy naturalne są odpowiedzią na pytanie, jak stworzyć żele na bazie wody, szampony czy różne preparaty pod prysznic w postaci żelu. Kryją w sobie jednak o wiele więcej niż tylko możliwość przekształcenia wody w żel. Przyjrzyjmy się bliżej właściwościom poszczególnych gum naturalnych i ich porównaniu.

O tym artykule

Obszerny wpis o gumach naturalnych przygotowała dla Państwa Ivana Jačalová. Porównanie gum naturalnych to świetna pomoc przy powtórzeniu wiedzy przed tworzeniem żelowych kosmetyków — znajdą w nim Państwo test właściwości żelujących czterech gum (ksantanowa, guar, arabska i karagen), a także test sedymentacji pudru mika w przygotowanych żelach i roztworach.

Do czego przydają się gumy naturalne

• Żele na bazie wody

  Gumy naturalne dodaje się do wody, ewentualnie do hydrolatu czy innego roztworu wodnego, i potrafią przekształcić go w żel.

• Stabilniejsze emulsje

  Poprawiają stabilność emulsji lub nadają im wyjątkową, żelową konsystencję — właśnie na tym połączeniu opierają się jogurty do ciała.

• Właściwości pielęgnacyjne

  Niektóre gumy naturalne potrafią poprawiać stan włosów i są stosowane również jako substancje aktywne.

• Tekstura i odczucie na skórze

  Gumy naturalne wpływają także na teksturę produktów oraz na ich odczucie na skórze.

• Pochodzenie roślinne i biotechnologiczne

  Mogą być pozyskiwane z materiału roślinnego czy z alg, niektóre gumy powstają również biotechnologicznie — ich producentami są różne mikroorganizmy.

Właściwości gum naturalnych

Gumy naturalne i ich zastosowanie

Gumy naturalne to zwykle substancje na bazie węglowodanów, które w środowisku wodnym pęcznieją, ponieważ tworzą splecione sieci, a tym samym zwiększają lepkość finalnego produktu. Znajdą je Państwo w naszej ofercie wśród zagęstników.

Do czego zatem mogą przydać się gumy naturalne? Przede wszystkim służą do tworzenia żeli na bazie wody. Gumy naturalne dodaje się więc do wody, ewentualnie do hydrolatu czy innego roztworu wodnego, i potrafią go przekształcić w żel. Oczywiście istnieją pewne ograniczenia: na przykład niektóre gumy rozpuszczają się dopiero po podgrzaniu albo są nietrwałe przy określonych wartościach pH, ewentualnie mogą w ogóle nie tworzyć żeli i mają inne zastosowanie.

Kolejną właściwością gum naturalnych jest zdolność poprawy stabilności emulsji lub nadania emulsjom wyjątkowej, żelowej konsystencji. Właśnie na połączeniu emulsji (czyli spojenia wody i olejów za pomocą emulgatora) z gumą naturalną opierają się jogurty do ciała.

Gumy naturalne mają także właściwości pielęgnacyjne. Niektóre gumy naturalne potrafią poprawiać stan włosów i są stosowane również jako substancje aktywne. Poza tym gumy naturalne wpływają na teksturę produktów oraz na ich odczucie na skórze. Gumy naturalne mogą być pozyskiwane z materiału roślinnego czy z alg, niektóre gumy powstają również biotechnologicznie, a ich producentami są różne mikroorganizmy.

Porównanie właściwości żelujących — metodyka

Aby porównać właściwości żelujące wybranych gum naturalnych, przygotowaliśmy roztwory tych gum o zawartości 1 % gumy naturalnej, 2,5 % gliceryny, 1 % konserwantu Euxyl PE 9010 i 95,5 % wody demineralizowanej.

Wszystkie roztwory i żele przygotowano w ten sam sposób:

1. Gęsta papka

   Sproszkowaną gumę naturalną wymieszano z gliceryną na gęstą papkę.

2. Wprowadzenie wody

   Do tej mieszaniny przy ciągłym mieszaniu wprowadzono wodę demineralizowaną.

3. Konserwacja

   Po utworzeniu żelu dodano konserwant.

4. Wyjątek — karagen podgrzanie

   Wodny roztwór karagenu trzeba podgrzać, aby doszło do rozpuszczenia, a następnie do utworzenia żelu po schłodzeniu mieszaniny. W tym przypadku konserwant dodano po ostudzeniu do temperatury pokojowej.

Guma ksantanowa

Guma ksantanowa to świetna guma naturalna dla początkujących, ponieważ potrafi skutecznie utworzyć żel w zimnej czy gorącej wodzie i jest stabilna w szerokim zakresie pH. Jeżeli produkt z użyciem gumy ksantanowej się nie uda, błąd najprawdopodobniej nie leży w gumie ksantanowej, lecz w udziale innych surowców czy w procedurze — guma ksantanowa radzi sobie w szerokim zakresie warunków, łącznie z intensywnym miksowaniem, dzięki czemu tworzy bardzo stabilne emulsje. Dobrze łączy się z galaktomannanami, takimi jak proszek konjac; połączenie tych dwóch substancji powoduje wyraźny wzrost lepkości.

Ta guma naturalna pozyskiwana jest biotechnologicznie, produkuje ją Xanthomonas campestris. Wadą gumy ksantanowej jest to, że produkty z jej udziałem mogą trudniej się rozprowadzać, a na skórze pozostawia lekko lepkie uczucie.

Guma ksantanowa zawiera grupy o ładunku ujemnym, czyli zalicza się do gum anionowych. Tak ujemnie naładowane gumy zwykle nie łączą się dobrze z substancjami naładowanymi dodatnio, którymi są na przykład surfaktanty kationowe, często stosowane w kosmetykach do włosów. Z drugiej strony gumy anionowe dobrze tworzą żele w środowisku wodnym do zastosowania w szamponach, żelach pod prysznic, żelach oczyszczających do twarzy i podobnych produktach. Gumę ksantanową można więc dobrze łączyć ze składnikami amfoterycznymi, niejonowymi czy anionowymi.

Guma ksantanowa w teście

Guma ksantanowa utworzyła stosunkowo gęsty żel przy stężeniu 1 %. Żel nie był klarowny ani przezroczysty, przeciwnie — miał mleczną barwę i był nieprzezroczysty. Jego struktura nie była najgładsza (w porównaniu z gumą guar), mimo to nie wpłynęło to na rozprowadzanie żelu na skórze — żel rozprowadził się równomiernie, dlatego przy tworzeniu kosmetyków domowych chodzi raczej o wadę wizualną, która nie przeszkadza jednak w funkcjonalności. Całkowite rozprowadzenie żelu z gumą ksantanową na skórze, aż do zaniku, trwa jednak nieco dłużej niż w przypadku gumy guar, a na skórze czuć lekko lepkie uczucie aż do pełnego wchłonięcia.

Guma ksantanowa ma tę zaletę, że tworzy stabilne żele także w szerszym zakresie pH, łącznie ze środowiskiem kwaśnym, dlatego nadaje się do zagęszczania szamponów i innych produktów zawierających glukozydy, które mają alkaliczne pH i trzeba je zneutralizować do fizjologicznego pH skóry (4,5 – 5,5).

Guma ksantanowa jest zatem odpowiednia dla początkujących. Już w małych dawkach (1 %) tworzy stosunkowo gęste żele, dlatego jeśli chcą Państwo szampony czy żele pod prysznic, które łatwo wypływają z butelki, warto zastosować niższe dawki.

Guma guar

Guma guar to zagęstnik pozyskiwany z nasion Cyamopsis tetragonolobus. Łatwo hydratuje zarówno w zimnym, jak i gorącym środowisku oraz tworzy stosunkowo gęste żele. Guma guar zalicza się do gum niejonowych, dzięki czemu można ją łączyć z innymi surowcami bez względu na ich ładunek. Istnieje jednak także kationowa guma guar, która ma inne właściwości, dlatego tych dwóch substancji nie zawsze da się stosować zamiennie.

Guma guar w teście

Kolejną gumą, która dobrze zagęszcza roztwory wodne, jest guma guar. Podobnie jak guma ksantanowa, również guma guar nie tworzy przezroczystych roztworów, lecz lekko mętne mieszaniny. Zaletą w porównaniu z gumą ksantanową jest jednak to, że powstałe żele mają bardzo gładką, przyjemną teksturę, która wypada bardzo dobrze nie tylko w dotyku, ale i wizualnie.

Wadą jest nieco niższa stabilność w porównaniu z gumą ksantanową; guma guar tworzy też przy stężeniu 1 % żele o niższej lepkości, czyli bardziej płynne żele, dlatego do uzyskania bardziej żelowej konsystencji potrzebna będzie nieco wyższa dawka niż w przypadku gumy ksantanowej.

Guma arabska

Guma arabska pozyskiwana jest przez ekstrakcję z drzewa Acacia senegal i można ją znaleźć również pod nazwą guma akacjowa. Ta guma nie słynie z silnych właściwości żelujących, nie tworzy gęstych żeli, potrafi jednak stabilizować emulsje, ponieważ oddziałuje z lipidami. Poza tym daje na skórze delikatne odczucie, a tym samym poprawia teksturę produktów. Czasem znajduje zastosowanie także w kosmetyce kolorowej, ponieważ poprawia przyleganie barwników do skóry.

Jeżeli podczas pracy z gumą arabską pojawi się problem z jej całkowitym rozpuszczeniem w zimnej wodzie, mieszaninę można podgrzać do 70 °C, aż guma arabska w pełni się zhydratuje. Po ochłodzeniu może dojść do zmiany lepkości. Zwykle wyraźniejszy wzrost lepkości uzyskuje się przy zastosowaniu tej gumy w stężeniu co najmniej 40 %. Jest to guma anionowa, której nie łączy się dobrze z substancjami o czysto dodatnim ładunku.

Dzięki wspomnianej zdolności oddziaływania z lipidami guma arabska ułatwia połączenie olejów z wodą bez zwiększenia lepkości. Jest to szczególnie przydatne, gdy chcą Państwo wprowadzić niewielką ilość olejów do roztworu wodnego, na przykład połączyć olejki eteryczne z roztworami wodnymi przy zachowaniu niskiej lepkości — w tonikach i sprayach. Warto wypróbować stosunek gumy arabskiej do olejów 3:1, ewentualnie 4:1.

Guma arabska w teście

Guma arabska była jedyną gumą w naszym teście, która nie zagęściła przygotowanego roztworu wodnego. Tym samym guma arabska nie nadaje się do zagęszczania produktów ani do tworzenia żeli przy samodzielnym zastosowaniu. Gumę arabską warto zatem stosować w połączeniu z innymi gumami naturalnymi, aby utworzyć żel i zagęścić produkt.

W teście gumy arabskiej uzyskano klarowną ciecz, dlatego guma arabska nie mętni roztworów, przeciwnie — daje przezroczyste roztwory.

Karagen

Do gum anionowych pozyskiwanych z alg zalicza się karagen. Konkretnie pozyskiwany jest z czerwonej algi morskiej Chondrus crispus i jest szeroko stosowanym składnikiem nie tylko w kosmetyce, ale przede wszystkim w przemyśle spożywczym. To dobry zagęstnik, a częściowo także emulgator, dzięki czemu poprawia połączenie surowców olejowych i wodnych.

Karagen pomaga zagęścić produkty, utworzyć gęste, lepkie emulsje. Poza tym poprawia nawilżenie skóry, ponieważ pomaga zatrzymać w niej więcej wody.

Karagen w teście

Karagen stanowi roślinną alternatywę dla żelatyny zwierzęcej i odpowiadają temu również jego właściwości. Karagen trzeba przed zagęszczeniem najpierw podgrzać, i to w kąpieli wodnej, aż do rozpuszczenia, które następuje przy około 70 °C. Po rozpuszczeniu należy pozostawić mieszaninę do wystygnięcia. Do zestalenia dojdzie dopiero po całkowitym wystygnięciu, dlatego czasem trzeba czekać nawet kilka godzin — w zależności od temperatury miejsca, w którym mieszanina stygnie — aby uzyskać zwartą masę.

Zaletą karagenu jest to, że intensywnie zagęszcza już przy niskim stężeniu. Przy ilości 1 % po wystygnięciu uzyskano twardą galaretkę, podobną do żelatyny na ciastach. Dlatego do zagęszczania produktów lepiej jest zastosować niższe stężenie, ponieważ twardość tej galaretki była zbyt duża, aby jakikolwiek produkt dał się przelewać.

Przy stężeniu 0,3 % można już było mieszać mieszaninę za pomocą bagietki. Wadą było jednak to, że podczas mieszania stała część galaretki lekko rozdrobniła się na mniejsze kawałki, przez co nie uzyskaliśmy jednolitego żelu, lecz mieszaninę grudek galaretki, które nie tylko nie wyglądają dobrze, ale też nie pracuje się z nimi najlepiej.

Ogólnie karagen ma tę zaletę, że daje stosunkowo klarowne i przezroczyste roztwory; wada polega na konieczności podgrzania mieszaniny, aby karagen się rozpuścił, co dodaje kolejny krok produkcji. Jednocześnie nie uzyskano jednolitego żelu, lecz mieszaninę grudek, dlatego warto zastosować albo bardzo niskie stężenia w okolicach 0,1 %, albo połączyć karagen z inną gumą naturalną, aby uzyskać lepsze właściwości.

Gumy naturalne i pudry mika

Przy tworzeniu szamponów czy żeli pod prysznic wielu z nas sięga czasem po różne barwniki, najczęściej po pudry mika. Pudry mika są nie tylko brokatowe, ale też dostępne w szerokiej palecie kolorów, które urozmaicą Państwa produkt. Chcą Państwo również przygotować paletę wielobarwnych produktów? Z pewnością nie chcą Państwo wtedy, aby po pewnym czasie wybrany puder mika opadł na dno produktu. Właśnie dlatego przyjrzeliśmy się testowi sedymentacji pudru mika w przygotowanych przez nas żelach i roztworach gum naturalnych.

Postępowaliśmy podobnie jak przy poprzednim teście. Przygotowano 1 % roztwory gum naturalnych, z wyjątkiem karagenu, który zastosowano w stężeniu 0,3 %, ponieważ przy 1 % daje zbyt twardą galaretkę, do której nie dałoby się wprowadzić pudru mika. Roztwór karagenu 0,3 % również podgrzano, aby rozpuścić ten zagęstnik.

Następnie do roztworu dodano 0,5 % zielonego pudru mika, a do równomiernego rozprowadzenia w mieszaninie użyto spieniacza do mleka. Aby ułatwić rozprowadzenie pudru mika, barwnik ten można dodać już do mieszaniny gliceryny i gumy naturalnej, a dopiero potem dodać wodę.

10 g tej mieszaniny przelaliśmy do probówek i pozostawiliśmy w pozycji pionowej na 72 godziny, aby zaobserwować ewentualne osadzanie się pudru mika na dnie. Wyniki odnoszą się do danego procentu zastosowanej gumy naturalnej (1 %, względnie 0,3 % przy karagenie), dlatego przy niższym stężeniu gumy naturalnej nie musi zostać osiągnięty ten sam wynik (żel może nie być wystarczająco lepki, a puder mika będzie sedymentował na dno). Jakie były nasze ustalenia? Zapraszamy do lektury poniżej.

Guma ksantanowa i puder mika

Przy zastosowaniu gumy ksantanowej uzyskano całkiem dobre wyniki w połączeniu z pudrem mika. Puder mika nie opadał na dno, lekką sedymentację po 72 godzinach zaobserwowano jedynie w górnej części słupa żelu. Gdyby puder mika był częścią produktu kosmetycznego, zjawisko to nie powinno stanowić dużego problemu, ponieważ przy korzystaniu z produktu dochodzi też do okazjonalnego wymieszania. Ogólnie puder mika nie opadał na dno, dlatego gumę ksantanową można dobrze łączyć z pudrami mika, aby uzyskać barwione produkty.

Guma guar i puder mika

Kolejną gumą, którą dobrze łączy się z pudrami mika, jest guma guar. Puder mika ponownie nie opadał na dno, a delikatna sedymentacja na górze słupa żelu będzie pomijalna przy używaniu produktu, ponieważ podczas korzystania z produktu dochodzi do lekkiego wymieszania. Puder mika był rozprowadzony bardzo równomiernie — pod tym względem guma guar okazała się najlepszym czynnikiem żelującym do wprowadzenia pudru mika. Żel był równomiernie zabarwiony i ogólnie wydawał się jeszcze nieco bardziej jednorodny niż przy gumie ksantanowej.

Guma arabska i puder mika

Ponieważ guma arabska w ogóle nie zagęściła przygotowanego roztworu, zgodnie z naszymi oczekiwaniami nie doszło też do równomiernego rozprowadzenia pudru mika i puder mika sedymentował na dno.

Karagen i puder mika

Przy zastosowaniu pudru mika z żelem karagenu zaobserwowano pewne rozprowadzenie barwnika. Ponieważ jednak roztwór zawierał większe kawałki karagenu, mieszanina nie była jednolita ani jednorodna, przez co również puder mika nie był rozprowadzony tak równomiernie jak w przypadku żelu z gumy ksantanowej i gumy guar. Zaobserwowano też wyraźniejszą sedymentację w górnej części żelu.

Ponieważ karagen w naszym przypadku (0,3 % karagenu w roztworze) nie utworzył całkowicie jednorodnego żelu nawet po wymieszaniu mikserem czy spieniaczem do mleka, nie było możliwe, aby również puder mika był idealnie i równomiernie rozprowadzony.

Porównanie gum w skrócie

Podsumowanie wyników obu testów — właściwości żelujące przy stężeniu 1 % (karagen także 0,3 %) i zachowanie pudru mika po 72 godzinach.

Najczęstsze pytania o gumy naturalne

Praktyczne pytania o wybór gumy naturalnej, pracę z karagenem, łączenie z surfaktantami oraz barwienie pudrami mika.

Podsumowanie

Wierzymy, że nasze porównanie gum naturalnych pomogło poszerzyć horyzonty i przyniosło więcej wiedzy. Czy nasz wpis wyjaśnił Państwu niektóre kwestie dotyczące tworzenia kosmetyków naturalnych w formie żelu?

Jeżeli mają Państwo własne doświadczenia i spostrzeżenia, które wniosłyby kolejne nowe informacje do tego tematu, prosimy o wiadomość na adres [email protected]. Serdecznie dziękujemy Ivanie Jačalovej za obszerny wpis.

Zanim spotkamy się ponownie przy kolejnym artykule czy poradniku, prosimy nie przestawać tworzyć kosmetyków naturalnych.