Cera nº 3 casera (2/2). El secreto de los Incas

Vimos en el anterior artículo como elaborábamos el Glyceril stereate que es el primer emulsionante de la pareja que compone la cera nº 3, vamos pues a ver el segundo, el Sodium stearate

Sodium Stearate: el segundo emulsionante no es más que un jabón en el que el aceite es el ácido esteárico, el proceso se llama saponificación y seguro que mis amables lectores habréis hecho multitud de veces. La fórmula:

  • 50 grs de ácido esteárico
  • 7,12 grs. de hidróxido sódico (NaOH, sosa, soda,…)
  • 20,26 grs. de agua destilada

“Comentario para jaboneros, quizás al resto les suene a chino: las cantidades para hacer la lejía las he puesto muy exactas tal y como figura en una de las 4 calculadoras de saponificación que he consultado, la concentración de la lejía no tiene mayor importancia que el tiempo que tardará en secarse el producto cuando finalice la reacción de saponificación y en este caso concreto es de 26% siendo pese a todo extremadamente rápido. Por supuesto el sobre-engrasado está a cero”.

El procedimiento: dispondremos un recipiente con el ácido esteárico en un baño María a unos 70ºC hasta su completa fusión. Mientras tanto disolveremos los 7,12 gramos de sosa vertiéndola en otro recipiente con el agua (atención NO lo hagas al revés) teniendo mucha precaución dado lo cáustico del producto. La temperatura de esta solución es alta lo que nos permitirá verterla sobre la grasa ya fundida sin que se produzca una solidificación si hubiésemos añadido una lejía con temperatura por debajo de los 70ºC y realizaremos una buena agitación produciéndose la saponificación en pocos segundos. Dejaremos que acabe el proceso por un periodo de 3 semanas.

El sodium stereate necesitará 3 semanas para acabar la saponificación

Viene ahora la gran pregunta ¿en qué proporción están presentes el Glyceryl Stearate y el Sodium Stearate?

Dado que ambas partes son emulsionantes la unión de de los mismos nos va a dar resultado positivo. Making cosmetic nos da un 3-6% de Sodium Stearate si se empleó la potasa para su fabricación (¡¡¡), luego para la sosa mucho más ligera la cantidad será mayor 5-10% aprox..

Un intento de calcular las proporciones utilizando la fórmula de Griffin, no resulta muy fiable dado que el segundo emulsionante es de naturaleza aniónica y no se acoplan mucho a dicha formulación. Tenemos los datos de HLB del Glyceryl Stereate 3.8, tenemos el del Sodium Stearate 18 y tenemos el de la Cera nº 3 que es de 5,8 luego si no se da alguna excepción, variación u omisión la proporción que me sale es de un 14% cantidad excesiva en comparación con los porcentajes de la industria

Cera Nº3——>18-19 partes de Glyceryl Stearate + 1-2 partes de Sodium Stearate (por comparación con la industria)

Cera Nº 3 ——>6 partes de Glyceryl Stearate + 1 parte de Sodium Stearate (aplicando Griffin)

Cera Nº3 —–> 9 partes de Glyceryyl Stearate + 1 partes de Sodium Stearate (experimentando y como podéis ver en el vídeo esta proporción del 10% ofrece emulsiones muy similares a la empleada con un 14% que no puedo distinguir experimentalmente y que por su mayor proximidad a la proporción empleada en la industria será la que utilice)

La cera nº 3 es un emulsionante fácil de usar que fundiremos en la fase oleosa y mezclaremos con la acuosa utilizando una varilla con agitación manual o bien mejor con un agitador mecánico. La proporción del emulsionante y de la fase oleosa permiten según la proporción empleada, cremas con variadas texturas que necesitarán de ayuda con geles en fase acuosa si el porcentaje de emulsionante es muy bajo (4%) pero a partir del 6% y de una fase oleosa superior al 20% da emulsiones muy estables, sin embargo, presenta problemas de estabilidad en emulsiones ácidas (no bajar de 6pH).

Tabla de estabilidad de la cera nº 3, en el ejemplo siguiente los valores se encuentran peligrosamente cerca de la inestabilidad, la textura resulta muy fluida, el pH se situó en el 6pH

El secreto de los Incas

Con este espectacular título, la empresa de distribución de productos cosméticos francesa Aroma-zone nos muestra un ejemplo de realización de una crema anti-aging con el empleo de la cera nº 3, cuya fórmula nos ofrecen:

Aceite Inca Inchi18,45 %
Cera nº 36,35%
Agua destilada73,4%
Jalea Real liofilizada0,2%
Fragancia Trésor ambré1 %
Coservante Cosgard 0,6%

En el vídeo podéis observar su elaboración y resultado final. La crema resulta un tanto fluida con las proporciones indicadas y se encuentra en el límite de estabilidad que se puede apreciar en la tabla que aparece en la imagen superior, es por ello que sugiero un aumento de la proporción de emulsionante así como de aceite para darle mayor consistencia y estabilidad.

Bibliografía:

Calculadoras de saponificación:

ficha técnica instituto dermocosmética sodium stearate

ficha técnica de Guinama sodium stearate

Aceite Inca Inchi de Aroma zone

Jalea real

Tintura de Eucalyptus (2/2)

Vimos en el artículo anterior como elaborábamos las tinturas de Eucalyptus tanto por el procedimiento de maceración como el de percolación queda ahora simplemente recoger el esfuerzo de nuestro trabajo y hablar del resultado.

Eucalyptus

Maceración:

Una vez finalizado el proceso filtraremos el contenido y guardaremos nuestra tintura en botella de cristal ámbar comprobando que la relación solvente tintura sea 1:5, como quiera que durante el proceso se van a producir pérdidas por evaporación, porque el vegetal embebe parte del alcohol, el que pueda quedar en el papel de filtro, etc., podemos efectuar un lavado del residuo con algo más de alcohol y volverlo a filtrar añadiendo hasta obtener los 100 ml exactos.

Percolación:

La tintura ha ido fluyendo bien filtrada gracias a la torunda de algodón prensado que pusimos en la parte más estrecha del percolador justo antes de la llave. Finalizaremos extrayendo el vegetal molido, lo dispondremos en un frasco y lo lavaremos con el resto de alcohol que nos sobró, uniremos ambos líquidos y lo filtraremos con papel filtro estándar obteniendo una tintura que debe ser ajustada a 100 ml. bien añadiendo alcohol de 70º o bien permitiendo la evaporación hasta alcanzar dicho volumen.

tinturas por maceración y percolación iguales prácticamente

Tenemos pues nuestras tinturas normalizadas en cuanto a graduación alcohólica y en la proporción vegetal/solvente 1:5

¿Hemos realizado una buena tintura?

En un laboratorio de una universidad o de una farmacéutica podríamos comprobar si los componentes que presenta la tintura de Eucalyptus están presentes y si aquellos que no deben estar, están ausentes. Para ello se cuenta con un grupo de sustancias que se llaman reactivos que ejercen sobre el preparado en cuestión, reacciones químicas que demuestran la existencia de tal o cual sustancia. Basta echar una ojeada a esta página para ver más de cuatrocientos reactivos diferentes. No obstante al estudiar la investigación de la Universidad de Santiago de Cuba vimos en el caso concreto de la tintura de Eucalyptus varios reactivos de los cuales un par de ellos tenemos todos en casa, uno si hacéis jabones también y otro que lo reconocí por mis trabajos juveniles en electrónica, casualmente ellos son capaces de demostrarnos la presencia de: polifenoles, aceites esenciales y fenoles taninos o sea lo más importante de la tintura. Son estos:

  • El hidróxido sódico (OHNa) más conocida por sosa
  • El ácido sulfúrico (sustituido)
  • Sudan III (sustituido)
  • Cloruro férrico (elaborado)
Los reactivos

Utilizaremos 3 diluciones de nuestra tintura al 10% y una al 50% con alcohol de 70º

Tanto la sosa como el ácido sulfúrico son reactivos para determinar la presencia de polifenoles, sosa tenemos y en vez de sulfúrico vamos a emplear el ácido clorhídrico más conocido por salfumant o muriático que nos va a servir (utilizaremos la concentración de la disolución de nuestra tintura del 50%). El primero torna al rojo la tintura y el segundo al calabaza siempre y cuando la tintura posea polifenoles.

El Sudán III es un tinte muy efectivo de color rojo que se utiliza para teñir grasas, nosotros no tenemos ese, pero me queda un poco de tinte para jabones de color verde que nos va a servir y si una dilución de nuestra tintura se tiñera del color del tinte es que tiene un componente que será de naturaleza lipófila y solo hay uno: el aceite esencial.

El cloruro férrico es más complicado de obtener pues aunque hace algunos años lo podías encontrar en cualquier tienda de electrónica parece ser no sé si por seguridad, por toxicidad o no sé porqué el caso es que ha sido sustituido por otro producto que no nos sirve. Se puede elaborar de manera casera y así lo hice a partir de hierro, clorhídrico y agua oxigenada que será objeto de otro artículo. La adición de unas gotas de este producto reacciona volviendo negra la solución si esta contiene taninos.

reactivos, disolución de tintura y en el vaso la tintura

Hemos hecho una tintura siguiendo el procedimiento adecuado y encima hemos podido comprobarlo experimentalmente. Vamos a ver en vídeo la recogida y el análisis de nuestra tintura:

Bibliografía: ver capítulo anterior

Gel hidroalcohólico de Carbopol 940 (más fácil)

Escribía en este mismo blog como el Carbopol 940 no nos daba un gel hidroalcohólico 70º adecuado para desinfectante de manos, pues presentaba unos gránulos (que no ocurre utilizando agua destilada) que hacían impresentable el producto final.

Más tarde vimos como superábamos este inconveniente gelificando previamente el Carbopol 940 en un 30% de agua y añadiendo posteriormente el acohol de 96º en cantidad suficiente para 100.

En este artículo y siguiendo indicaciones de dos suscriptores, Rembrand y Heraldo he conseguido realizar el gel desinfectante utilizando Carbopol 940 por el método habitual y sin otro misterio que la previa pulverización del Carbopol 940 trabajándolo en mortero durante unos minutos y tamizando el resultado con un tamiz mesh 18 (luz de 500 micras). Esta vez no se produjeron gránulos en precipitado al añadirlo al alcohol de 70º y tras un periodo embebiendo de 24 horas, agitación en homogenizadora a 1000 rpm. durante unos minutos y adición de una base fuerte (trietanolamina, también se pude utilizar OHNa o incluso bicarbonato de sodio) no fue necesario elevar el pH hasta 7 pues a un pH de 6,4 la gelificación ya fue excesiva. La cantidad de Carbopol empleada fue del 0,5% y el vídeo que lo demuestra es este:

Elaboración del Olivem 1000 (4ª parte final)

En el anterior artículo conseguimos determinar cual es el HLB del Ceteraryl Olivate que se situa entorno al 15. Tenemos pues despejada una de las dos incógnitas que se presentan en la fórmula de W.C. Griffin para un emulsionante que a su vez está formado con varios emulsionantes:

Emulsionante final multiplicado por HLB final = 1er emulsionante por su HLB + 2º emulsionante por su HLB.

En el caso del Olivem 1000 tenemos estos datos:

  • Cantidad de Olivem 1000 pongamos 100 gramos
  • HLB del Olivem 8-9 pongamos 8,5
  • Cantidad de Cetearyl Olivate: ¿? lo desconocemos
  • HLB del Cetearyl Olivate: ahora ya lo sabemos y es 15
  • Cantidad de Sorbitan Olivate: será 100 menos ¿? (la del cetearyl)
  • HLB del Sorbitan Olivate: 4,3

Así pues la fórmula quedaría:

100 * 8,5 = X * 15 + (100-X) * 4,3

se trata de una ecuación con una sola incógnita que se puede resolver y nos da un valor de X (cantidad de Cetearyl Olivate) de 39,2 y una cantidad de Sorbitan olivate de 60,8.

No sería exagerado, ni impreciso, a la vista del resultado, concluir que el Olivem 1000 es un emulsionante compuesto de 1 parte de Cetearyl Olivate y 1 parte y media de Sorbitan Olivate.

Experimento inicial: Con los productos elaborados en capítulos anteriores con el sorbitan olivate y el cetearyl olivate se intentó mezclar ambos productos de dos maneras diferentes:

A) Intento de elaboración de una emulsión utilizando una parte de Cetearyl y parte y media de sorbitan añadidas en la fase oleosa y 74% de agua no produciéndose la emulsión con claro desfase. Se incrementaron las cantidades de emulsionante has ta el 8% con idéntico resultado.

B) Intento de transesterificación de los dos emulsionantes en medio ácido y ligero tiempo de secado para luego utilizarlo en una emulsión con la misma proporción: casi se obtiene la emulsión pero se observa desfase

No obstante ahora que lo sabemos todo, ingredientes, cantidades, HLBs, procedimiento, podemos preparar el Olivem 1000 de la siguiente manera(*):

Ya lo tenemos todo, hemos despejado incógnitas en la ecuación de W.C. Griffin, sabemos que los procesos de esterificación son catalizados por medios ácidos, sabemos que el sorbitol pueden venderlo anhidro o en dilución al 70% que es lo más habitual, sabemos que el sorbitol pasa a sorbitán en presencia de un medio ácido y que en ese proceso pierde una molécula de agua, sabemos que el cetearyl alcohol con la proporcion 30/70 de cetílico y estearílico ofrece mayor estabilidad, sabemos que el cetearyl alcohol transesterifica los trigliceridos del aceite de oliva catalizado en un medio ácido, sabemos que la reacción es reversible a partir de la hora de someter los productos a una temperatura cercana a la ebullición y también que el proceso necesita de un tiempo de curado de al menos 1 mes, vamos pues a poner todo esto en práctica.

Reconozco que son demasiadas cuestiones que hay que tener en cuenta y que resulta muy difícil no cometer errores que nos echen al traste nuestra preparación. A continuación describo el procedimiento tanto si el sorbitol estaba al 70% como si lo tenéis anhidro (en polvo).

Experiencia con sorbitol al 70%:

Elaboraremos una solución de 35 ml de agua destilada donde disolveremos 10 gramos de ácido cítrico, pesaremos 25 gramos de aceite de oliva, pesaremos 25 gramos de cetearyl alcohol 30/70 y pesaremos 50 gramos de Sorbitol.

Como veis son cantidades fáciles de recordar, 35, 25, 25 y 50. Recordad que la proporción de Cetearyl /Sorbitan es de 1:1,5 pero el Sorbitol se vende en concentraciones del 70% así pues redondeamos a 50 que corresponden 15 a agua y 35 al alcohol.

Procedimiento: en un vaso de precipitado (de 250 estaría bien) ponemos los 35 gramos de agua destilada, disolvemos los 10 gramos de ácido cítrico, agitamos hasta disolución, añadimos los 50 gramos de Sorbitol y agitamos por espacio de varios minutos , introducimos los 25 gramos de aceite agitamos brevemente y lo llevamos a baño María con temperatura de ebullición leve durante 1 hora, efectuaremos agitaciones esporádicas durante ese tiempo, transcurrido el mismo, añadimos los 25 gramos de Cetearyl ALCOHOL agitando para que funda completamente y lo mantenemos durante una hora más (seguramente se estará evaporando el agua del recipiente del baño que deberá ser repuesta con la misma temperatura) procederemos también a efectuar agitaciones esporádicas, tras la cual dejamos enfriar el resultado y obtendremos una capa de emulsionante sobre otra acuosa. Extraeremos el emulsionante que habrá solidificado desechando el líquido que según hayamos agitado estará más o menos presente con mayor o menor densidad por la presencia entre otros de la glicerina transesterificada. Dejaremos que nuestro emulsionante seque por un mes. Según la temperatura a la que se haya trabajado el número de agitaciones, etc. el producto final estará más o menos contaminado por agua, glicerina, … el proceso de secado puede ser más largo.

Experiencia con sorbitol anhidro:

En recipiente con 50 grs de solución de ácido cítrico al 20% añadir 50 grs de sorbitol y agitar, a continuación añadir 25 gramos de aceite de oliva, agitar y llevar a baño María durante una hora con agitaciones esporádicas, transcurrido el cual, añadiremos 25 gramos de cetearyl alcohol, esperaremos a que funda, agitaremos y mantendremos en baño María una hora más, agitaciones peródicas, transcurrido el cual actuaremos de la misma manera que el anterior.

Hemos obtenido un emulsionante, el Olivem 1000 de manera casera motivado por aquel correo donde lamentaban la carencia de productos como estos en su lugar de procedencia.

En las múltiples ocasiones que he efectuado el emulsionante, los resultados han sido dispares, variando la estabilidad , espesor y textura, en ocasiones he tenido que ayudarme de coemulsionantes o bien de espesantes, es por ello que no cierro este experimento pues sigo investigando temas de proporciones, temperatura y secado.

La calidad de los productos que nos ofrezca la industria será mayor pues los medios que pueden usar son tecnológicamente más avanzados y pueden emplear mayores temperaturas, productos más enérgicos y mejores controles, también seguramente el precio de venta será inferior al que obtengamos con esta elaboración artesanal pero la satisfacción de descubrir que somos capaces de hacerlo por nosotros mismos no tiene precio.

Veanlo ustedes mismos en el siguiente vídeo:

Elaborando el Olivem 1000 de dos maneras

Bibliografía

  • Consultar bibliografía artículos relacionados anteriores

(*) lo descrito es una variación de algo leído en Internet hace años de lo cual no poseo ni título, ni autoría, ni ningún dato pues se obtuvo de un repositorio donde tras la publicación de un artículo, a cambio, puedes descargarte otro, siendo probablemente un documento no original que fue subido para obtener otro a cambio bajo un nick anónimo.

Determinación del HLB Cetearyl Olivate. Olivem 1000 (3ª parte)

¿Qué es el HLB?

W. Griffin

Podemos definir el HLB de los emulsionantes como la afinidad que tienen bien por el agua o bien por el aceite. Dicha afinidad es expresada por un número siendo el 20 el agua y el 1 el aceite perfecto. Cuando intentamos una emulsión nos fijaremos en qué HLB requerido tienen el o los aceites que componen la fase oleosa de la misma  y pondremos un emulsionante de acorde con éste.

Cuando juntamos 2 o más aceites o 2 o más emulsionantes hay que hacer un cálculo con una fórmula que inventó W. Griffin que dice:

El total de los aceites (o emulsionantes) multiplicado por el HLB final es igual a la cantidad del primero  (A) multiplicado por el HLB1 del primero + la cantidad del segundo (B) por el HLB2 del segundo.

100  x  HLB  final  =  A  x  HLB1   +  B  x  HLB2

Esto es importante pues debemos saber los datos de esa ecuación para fabricar el Olivem 1000 y no los tenemos, sabemos que:

El 100% del Olivem por su HLB (8-9)  =  una cantidad de cetearyl oolivate(¿) por su HLB (¿) + una cantidad de sorbitan olivate que será (100 – la del cetearyl) por su HLB (4,3)

 La ausencia de datos al respecto del balance hidro-lipídico del Cetearyl Olivate tanto en la documentación consultada como en Internet, me ha movido a intentar la determinación del HLB de este emulsionante.

El experimento

El Cetearyl Olivate forma parte del conocido Olivem 1000 un emulsionante ampliamente usado en cosmética y del que podéis encontrar abundante información realizando una búsqueda en vuestro motor preferido.

El Cetearyl Olivate es un trans-éster obtenido por la sustitución del radical orgánico del glicerol (glicerina) en los trigliceridos del aceite de oliva por 3 moléculas del alcohol cetoestearílico (cetearyl alcohol), en el dibujo se entenderá mejor

cetearyl olivate t.ester

Ese balance hidro-lipídico que correspondería a un ester de un ácido graso no parece haber sido determinado por ningún laboratorio o universidad, tampoco las ecuaciones de Griffin para el cálculo empírico de la masa de los radicales hidrófilos y la totalidad de la masa molecular del emulsionante nos ha servido de algo.

Vamos pues a intentar, mediante un experimento, determinar cual es ese HLB  que va a consistir en la preparación de 10 emulsiones con unos valores de HLB requerido comprendidos  entre 6 y 15 con saltos de 1 HLB. (con posterioridad se añadió una decimoprimera emulsión con un HLB de 15,5)

Hemos empleado el aceite de almendra con un HLB de 6 para la primera emulsión y seguiremos con aceite de oliva con HLB 7 y ácido esteárico con HLB de 15, para ello haremos algunos cálculos mediante una tabla con porcentajes como ésta:

% oliva % esteárico   TOTAL
0 0 100 15   15
5 0,35 95 14,25   14,6
10 0,7 90 13,5   14,2
13 0,91 87 13,05   13,96
15 1,05 85 12,75   13,8
18 1,26 82 12,3   13,56
20 1,4 80 12   13,4
25 1,75 75 11,25   13
30 2,1 70 10,5   12,6
35 2,45 65 9,75   12,2
38 2,66 62 9,3   11,96
40 2,8 60 9   11,8
45 3,15 55 8,25   11,4
50 3,5 50 7,5   11
52 3,64 48 7,2   10,84
55 3,85 45 6,75   10,6
60 4,2 40 6   10,2
63 4,41 37 5,55   9,96
65 4,55 35 5,25   9,8
70 4,9 30 4,5   9,4
73 5,11 27 4,05   9,16
75 5,25 25 3,75   9
77 5,39 23 3,45   8,84
80 5,6 20 3   8,6
85 5,95 15 2,25   8,2
88 6,16 12 1,8   7,96
90 6,3 10 1,5   7,8
95 6,65 5 0,75   7,4
100 7 0 0   7

Tenemos pues los valores que determinan los HLB de cada emulsión y tan solo hay que pasarlos de tantos por ciento a nuestro caso concreto con 20 gramos de fase oleosa:

HLB REQUERIDO      
6 20 almendra 0
7 20 oliva 0
8 17,6 oliva + estearílico 2,4
9 15 oliva + estearílico 5
10 12,6 oliva + estearílico 7,4
11 10 oliva + estearílico 10
12 7,6 oliva + estearílico 12,4
13 5 oliva + estearílico 15
14 2,6 oliva + estearílico 17,4
15 0 estearílico 20

Efectuamos las 10 emulsiones

  • fase acuosa 74 gr.
  • fase oleosa según tabla anterior
  • emulsionante 6 gr.

y observamos cual ha sido el resultado:

Las diez emulsiones

En el vídeo final se pueden ver todas, una a una, lo importante es que tan solo produjeron una emulsión estable los valores de HLB 14 y 15 (dado que esto se produjo al final de la serie, la amplié y añadí una emulsión con valor 15,5 utilizando alcohol cetílico que no se consiguió en absoluto).

La emulsión con HLB 14 se desfasó al poco tiempo y no fue necesario hacer ninguna prueba para determinar la más estable (estrés mecánico, estrés térmico, reometría u observación microscópica).

Sin embargo la obtención de tan sólo 2 emulsiones de 11 preparaciones nos da que pensar pues uno esperaba alguna emulsión más. La investigación respecto al alcohol cetoestearílico (cetearyl alcohol) nos lleva a páginas de venta de productos en USA donde añaden las letras NF al lado del producto pudiendo corresponder al Formulario Nacional que acompaña a la Farmacopea USA, documentos no gratuitos y que si algún mecenas quiere regalarme lo aceptaré encantado (800$), así pues un recorrido en esas páginas me descubre que la proporción de los alcoholes grasos cetílico y esteárico, tal y como vimos en su día puede ser de 30/70 y ser las letras NF una declaración de homologación a las normas del Formulario Nacional. Sería algo comparable a los carácteres C€ que aparece en los productos europeos.

Se repitió el experimento esta vez con Cetearyl olivate elaborado con Cetearyl alcohol 30/70 observándose una mayor presencia del material emulsionado en cada una de las emulsiones, información que nos decantará en la utilización de esta modalidad de Cetearyl para la fabricación del Olivem 1000.

De toda la serie de emulsiones entre 6 y 15,5 la que presentó en ambos casos una mayor estabilidad, se alcanzó emulsión total (aunque también se desfasó con el paso del tiempo) fueron en ambos casos la emulsión con HLB 15, podemos concluir pues que:

El  HLB  del  Cetearyl  Olivate  es  15

Quizás en un futuro, laboratorios, universidades o simplemente otro investigador realice un estudio más pormenorizado y pueda establecerse algún valor con decimales más aproximado, hasta entonces…

Os dejo un vídeo como prueba documental del mismo

Francesc Palomares

Emulsionante casero Olivem 1000 (I). El Cetearyl olivate

Podemos observar en diferentes páginas de la Internet la manera de obtener emulsionantes a partir de elementos que podremos encontrar con mayor o menor fortuna, dependiendo del país donde os encontréis, y que no suponen riesgo en su elaboración y el resultado es en la mayoría de los casos muy satisfactorio.

Vamos a ver como podemos elaborar un emulsionante compuesto a su vez de dos emulsionantes con gran versatilidad, una buena estabilidad y que además otorga una configuración en su manera cristalina de emulsionar muy especial. Es pues autoemulsionante , económico y con certificado ECOCERT. Me refiero al OLIVEM 1000, de las bondades y los usos de este emulsionante podéis encontrar mucha información en la red, ahora lo que pretendemos es fabricarlo.

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El Olivem 1000 tiene como INCI  (Nomenclatura Internacional de Ingredientes Cosméticos): Cetearyl Olivate,  Sorbitan Olivate. Ambos son emulsionantes pero el conjunto lo hace impresionante. Sin embargo la proporción es una patente y como vimos en el artículo anterior esto puede hacer variar el resultado.

El primero, el cetearyl olivate, es la unión del alcohol cetoestearílico (o cetearyl  alcohol más científicamente) con el aceite de oliva. ( a su vez ese alcohol es la unión de dos, ved el artículo que publicamos al respecto El cetearyl alcohol, los alcoholes grasos. ,si no tenéis el cetearyl a lo mejor podéis conseguir los que lo conforman que serán más fáciles de conseguir)

El segundo, el sorbitan olivate, es la unión del sorbitol, un polialcohol empleado mucho en alimentación, con el aceite de oliva.

Esos procesos de unión arriba mencionados reciben el nombre de esterificación. 

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La esterificación es un proceso químico por el cual los ácidos carboxílicos (aquellos que en su fórmula aparece al final un grupo -COOH y entre esos, nosotros conocemos a los grasos como el oleico, palmítico, linoleico, mirístico, esteárico,…. ) se unen a un alcohol.

Si has hecho jabones conoces que ese proceso químico , la saponificación,  es largo, hay que dejar que acabe y le cuesta 4 semanas, pues la esterificación es mucho más lenta, pero si cuando lo elaboremos lo hacemos en un medio ácido la reacción va más rápida, el ácido no se combina con nada pero hace que todo vaya rápido (se le llama catalizador).

Lamento complicarte un poco más el tema pero yo no tengo una garrafa con oleico o palmítico, lo que tengo es una de aceite y sabéis que éste es un conjunto de triglicéridos

  • 3 de los de antes juntos, más o menos un 96%,
  • los que van dos juntos y los que van solos, un 2%

el otro 2% es lo que le da color, olor, sabor… y, ¿qué son los triglicéridos? son ésteres de la glicerina y los ácidos grasos. O sea que si ya tenemos ésteres ¿qué es lo que haremos? Vamos a intentar una transesterificación, intercambiaremos el alcohol glicerina por el alcohol cetearyl y por el sorbitol. Te dejo el reto de que cuando hables con una amiga o amigo metas en la conversación que estuviste transesterificando. Y aquí me paro y no he tenido más remedio que hablar de ello por preguntas formuladas hace tiempo.

Equilibrio
El rendimiento máximo se alcanza tras casi 1 hora

Hay que decir que ese proceso es reversible y que llega un punto que ya no se puede generar más éster por que el medio ácido ( agua + la sustancia que se disocia ) puede invertir el proceso, o sea que hay un rendimiento máximo que es del 66%;  sin embargo, podemos forzar el sentido reductor si incrementamos considerablemente la cantidad de uno de los componentes  ¿qué ácido nos sirve? ¿hay mejores y peores ácidos? preguntaba Sara. 

En principio lo que necesitamos es que haya suficiente cantidad de átomos de Hidrógeno cargados positivamente que son prestados y devueltos en la reacción para que sea rápida y sirve cualquier ácido fuerte, por ejemplo, ácido acético -4.7(vinagre), ácido clorhídrico -6.2 (salfumán),  ácido sulfúrico -1.99, o débil como el ácido cítrico -3.1 -4.7, -6.4,. Hay dos

citricos
Foto de AnaisRG en Foter.com / CC BYNC-SA

características que me decantan por el cítrico, una es la peligrosidad de actuación con ácidos fuertes como el clorhídrico o el sulfúrico (sería el más idóneo pues se disocia en primera instancia completamente y además tiene una gran avidez de agua favoreciendo la reacción pero en contra es tremendamente corrosivo y ha de ser empleado con una grandísima precaución), por otro lado utilizar vinagre no es lo mismo que el ácido acético pues aquel contiene otros compuestos poseyendo de un 3 a un 5% de a. acético. Con el ácido cítrico podemos preparar una disolución con toda tranquilidad que nos dará los H† necesarios sin riesgos innecesarios.

¿qué vamos a necesitar par realizarlo?

  • Cetearyl alcohol (o sus partes y ved como se hace en el artículo de los alcoholesEl cetearyl alcohol, los alcoholes grasos. grasos)
  • Sorbitol  es un polialcohol del tipo glicerina, propilenglicol, ictiol, manitol,…en la actualidad se puede encontrar tanto líquido como en polvo. Líquido se comercializa al 70%
  • Agua ,destilada por favor.
  • Ácido cítrico en polvo lo más cercano al 100%
  • Aceite de oliva (tengo la impresión y como no tengo documentación al respecto cogedla con pinzas, que la industria cuando elabora el Olivem no utilizará aceite de oliva virgen extra sino todo lo contrario, es decir, preferirá un aceite libre de ese 2% que tiene escualeno, esteroles, ácidos grasos, clorofila, carotenos , polifenoles…como el refinado.  Además no le importará la acidez del mismo casi lo preferirá. Esa es, creo, una de las diferencias entre el industrial y el casero, por eso, pienso que será mejor o utilizar un refinado o filtrar el AOVE que es el que utilizamos para nuestras cremas con carbón activado o arcilla bentonita y eliminar componentes innecesarios de nuestro trabajo).

¿Como lo preparamos? 

Método Franco-chileno (lo llamo así por que este método lo vi en la página francesa Tout Naturellment que está en la bibliografía y también modificado tiempo después en la de Sanga Natural que desgraciadamente ha desaparecido).

En este artículo elaboraremos el CETEARYL OLIVATE

25 grs aceite de oliva
25 grs de cetearyl alcohol
50 grs de solución al 20% de ácido cítrico (10 gr de ácido en 40 de agua)

Incorporar estos tres ingredientes en un vaso de precipitado y calentar al baño maría al menos a unos 80ºC durante un periodo de tiempo de 1 hora alcanzada la solubilización del alcohol. Tres o cuatro agitaciones durante ese tiempo nos asegurarán de que el medio ácido llega a todos lados, puesto que el proceso es de reducción no parece necesario la adición de antioxidantes (vit E)

Bibliografía:
alcohol cetearilico información
otros lo llaman alcohol cetoestearilico información
cetearyl olivate información
sorbitan olivateinformación
Emulsionantes caseros (en français)
Química Orgánica Willian Bonner

Gel desinfectante con Carbopol 940

(Mientras edito esta página me comunica mi proveedor habitual, José María Navas que ha conseguido la Hidroxipropilcelulosa sin necesidad de que seas farmacéutico.) 

No hace un par de artículos veíamos como el Carbopol 940 no era adecuado en la fabricación de gel pues no permitía una buena gelificación en la incorporación de cantidades superiores a un 40% de alcohol. El intento que hicimos para gelificar alcohol de 70º produjo una serie de grumos que nos hizo descartarlo.

Sin embargo el procedimiento que empleamos para la Hidroxietilcelulosa podría ser válido para el Carbopol y dado que aunque se trata, en alguna ocasión lo he dicho, de un polímero del ácido acrílico, …algo así como un plástico, no es un producto que empleemos en la cosmética o dermatología natural pero las circunstancias actuales de lucha contra el COVID  hacen que hagamos de tripas corazón.

En el experimento que propongo establezco una gelificación en 28 grs. de  agua destilada con 1,8 grs. de Carbopol lo que produjo un gel muy espeso pero no homogéneo pese a que estuvo bajo agitación a velocidad moderada durante muchos minutos. Se dejó en reposo durante 24 horas y el aspecto resultante fue ahora  homogéneo, espeso, traslúcido y blanquecino al cual fuimos añadiendo unas gotas de Trietanolamina (se podría utilizar bicarbonato de sodio)  para subir el pH y observar un gel consistente, muy espeso, traslúcido y más trasparente.

Se añadió una mezcla de alcohol de 96º  y de glicerina (70 y 2 gramos respectivamente) homogeneizando con batidora a velocidad moderada.

A partir de ese gel se diluyó añadiendo ahora sí alcohol de 70º para determinar qué porcentaje sería el más adecuado para una solución en tres cantidades:

1.- porcentaje de Carbopol 1,2% obtuvo un gel consistente, casi trasparente demasiado viscoso que  tras una aplicación precisó demasiados segundos para evaporar y sensación pegajosa alta

2.- porcentaje de Carbopol 0,9% obtuvo un gel de consistencia algo menor, casi trasparente, algo menor el tiempo necesario para la evaporación y  sensación pegajosa media baja.

3.- porcentaje de Carbopol 0,6% obtuvo un gel de consistencia ligera, trasparente, tiempo de evaporación correcto y sensación pegajosa muy escasa. Es el idóneo.

Así pues el procedimiento sería:

  • Agua destilada 28% + Carbopol 0,6% agitar varios minutos, elevar pH con una base, tapar y reservar hasta pasadas 12-24 horas, homogeneizar.
  • Añadir la glicerina 2% en 70% de alcohol de 96º , agitar brevemente.
  • Incorporar ésta última en la anterior con agitación hasta formación del gel, envasar.

Como quiera que el grado de polimerización del Carbopol puede variar de un proveedor a otro, el porcentaje de Carbopol que propongo pudiera variar de un país a otro y por tanto variaciones de alguna décima serían factibles. Así mismo la gelificación también dependerá del pH del mismo desde el 5,5 pH que empleamos normalmente en nuestros preparados como acidez neutra de piel hasta el máximo que se alcanza con 7pH.

Os enseño mi libreta de apuntes en formato vídeo:

El cetearyl alcohol, los alcoholes grasos.

botella alcohol

Todos tenemos en mente, cuando hablamos de alcohol, un líquido transparente con un olor característico y es por que el que empleamos más a menudo, el etanol, está etiquetado en los envases de plástico bien en la farmacia bien en otros comercios con el nombre de alcohol seguido por la concentración del mismo que suele ser 96º.

Sin embargo los alcoholes son un grupo de sustancias que en química se denominan a aquellos que tienen una terminación compuesta por un grupo de átomos de oxígeno y de hidrógeno (-OH), el resto de la molécula es una cadena de átomos de carbono y de hidrógeno. Vale, pues cuando el número de átomos de carbono alcanza los 6 (hay excepciones), los alcoholes tienden a presentarse de manera sólida, de aspecto ceroso, blanquecinos y tacto jabonoso. Vamos a ver tres:

20200304_141705

cetyl en escamas y stearyl en perlas

El alcohol cetílico (INCI: cetyl alcohol)

El alcoho estearílico (INCI: stearyl alcohol)

El alcohol cetearílico, (INCI: cetearyl alcohol), suma del cetyl y el stearyl en diferentes  proporciones como veremos.

Tenéis suficiente información en la red y también os dejo en la bibliografía más documentación. Lo importante es comprobar y así lo veremos en el vídeo que ninguno de ellos funciona como emulsionante, su balance agua-aceite es alto un 15,5 y esto hace que no pueda ligar aceites (con un balance de 7 p.ej.) y aguas.

Sin embargo su presencia ayuda a los emulsionantes a variar aspectos tales como la viscosidad, la estabilidad, la penetración, el tacto, etc. por eso se les llama co-emulsionantes.

No está pensado este blog para lecciones de química y tan solo voy a hacer mención al cetearyl alcohol que me ha dado problemas y podría ser, todavía no lo sé, el causante de errores en la formulación de un emulsionante del cual forma parte. Preguntado por algunas cuestiones a este respecto, me llegó un comentario de una seguidora de Uruguay que mencionaba la carestía de insumos en su país y si había manera de intentar caseramente la  elaboración de un emulsionante, en esto me encuentro y haré lo que pueda.

general

experimentando con alcoholes grasos

La industria vende este compuesto bajo el nombre de cera lanette O argumentando que es autoemulsionante dando valores de dosificación entre e 1% y el 15% y como veréis en el vídeo esto es más que dudoso, fuentes fiables lo desmienten (1). El problema me surge en las diferentes proporciones que del cetyl y el stearyl se emplean para hacer el cetearyl. Cuando veo la fórmula por primera vez entiendo que ponen mitad y mitad, pero a medida que me he informado veo como es habitual la proporción 30:70 así como la 40:60.

 ¿será esto la clave? De momento ved las comprobaciones en el vídeo y quedaros con lo importante para el siguiente capítulo.

Bibliografía

 

 

 

Los geles que NO sirven para desinfectantes de manos a base de alcohol

Me encuentro escribiendo este artículo debido a las consultas que me efectuáis al respecto de los geles que se pueden emplear para hacer un gel desinfectante de manos con gran proporción de alcohol debido al tema del coronavirus.

Vimos como de los derivados de la celulosa ni la carboximetilcelulosa CMC, ni la Hidroxietilcelulosa HEC eran adecuados para ello. El más empleado en farmacia magistral es la  hidroxipropilcelulosa HPC , es el que utilizo y da muy buen resultado al 1%, también se emplea la hidroxipropilmetilcelulosa HPMC también llamada hipromelosa (1) y la industria utiliza el carbopol ETD 2020 (2) que es un polímero acrílico que admite el alcohol (el otro carbopol, el 940, es otro plástico que no lo admite)

Como quiera que los laboratorios en estos oscuros días de coronavirus no pueden dar abasto a la demanda y aquí en España nos encontramos con que algunos productos están escaseando o faltan como mascarillas, gel, respiradores para UCI, es difícil encontrar simplemente alcohol (etanol de 96).

20200318_131822

Como quiera que nosotros empleamos para nuestros preparados cosméticos (dermatológicos, farmaceúticos, botanicos…) diversos geles la experiencia que me he planteado es simplemente a ver como se comportan diferentes geles que poseo con alcohol de 70%.

Lamentablemente todos los que he utilizado han dado resultado negativo y os los expongo aquí para que o bien no perdáis el tiempo o investiguéis alguna alternativa a partir de lo que podéis ver en el vídeo, los geles empleados fueron:

  1. Carbopol 940
  2. Xantana
  3. Carragenano
  4. Agar
  5. Alginato de Sodio
  6. Goma Guar

Con la Xantana intenté una inbibición mezclando partes iguales de gel y glicerina antes de añadir poco a poco el alcohol con agitación eléctrica. Negativo

20200318_135743Con el Agar intenté elevar la temperatura hasta unos prudentes  65ºC con agitación eléctrica hasta alcanzar temperatura ambiente. Negativo

Aquí tenéis el vídeo del proceso a ver si se os ocurre algo más.

 

Bibliografía

Hidroxipropilmetilcelulosa Acofarma

Carbopol ETD 2020

La luz y la piel (5) Antioxidantes, radicales libres. El aceite que mejor extrae los carotenos es …

Los átomos y grupos de átomos quieren tranquilidad, en su capa más externa una parejita de electrones juegan al gato y el ratón en el espacio más alejado del núcleo del átomo.

radicales-libres

imagen encontrada en hidro Wellness

El malo de la película hace su aparición y puede ser algo físico (radical libre proveniente de alimentos, de toxinas, de humo, de antibióticos, de contaminación,…) pero también puede ser algo que no vemos pero que golpea con fuerza , la radiación ultravioleta. El malo captura uno de los electrones para su propia estabilidad y deja al protagonista huérfano, incompleto y estresado, no lo puede soportar y sin pensárselo mucho roba un electrón al vecino más próximo, éste a su vez hace lo mismo, etc. Todo es  muy rápido y este proceso puede repetirse cientos de veces en tan sólo el tiempo que empleas en un parpadeo.

Esta acción puede ser empleada por el propio organismo pues lo necesita para sus historias (procesos metabólicos) o para la guerra (procesos antimicrobianos) pero bajo la supervisión de los cuerpos de seguridad  con sus antioxidantes. Si la presencia de los malos supera a la de los buenos en número o en ocasiones, ocurren cosas nada buenas.

¿Quién son los buenos? Los antioxidantes. Son moléculas que pueden ceder esos electrones que le hacen falta a los radicales libres para dejar de serlo. Entre ellos tenemos:

  • Vitamina C
  • Vitamina E
  • Carotenoides
  • Compuestos fenólicos

En el grupo de los carotenoides tenemos: carotenos α y β, licopenos y otros.

Uno de los factores no sólo del envejecimiento y deterioro de la piel sino además de las complicaciones que pueden producirse en las superficies de lípidos en las células,  cadenas de ADN , las proteicas etc. son debidas a los radicales libres y como hemos visto uno de ls factores que los provocan es la radiación ultravioleta, tenemos pues que combatirlos.

Vimos en el artículo del serum acuoso el tándem vit. C y vit. E. En esta ocasión nos centraremos en los carotenos que son unos pigmentos o sea que colorean y son muy abundantes en ciertos vegetales; son los precursores de la vitamina A. Como quiera que estos son liposolubles (no se disuelven en agua) emplearemos aceite para realizar una maceración de un vegetal con gran cantidad de carotenos: la zanahoria (Daucus carota).

carlotaHemos elegido este vegetal por la gran cantidad de caroteno que contiene tanto de tipo α y β, sobre todo el último se convertirá en vit. A pero ambos son poderosos antioxidantes todo ello unido a una facilidad de manipulación superior a la de otros vegetales.

La cuestión es que no he sido capaz de encontrar ningún estudio fiable que nos demuestre qué aceite es el más idóneo para efectuar la extracción de los carotenos. En principio y puesto que no se encuentra una afinidad especial mencionada en alguna monografía al respecto, la norma general es que aquellos aceites que contengan ácidos grasos con más insaturaciones serán más extractivos y entre ellos los que tengan cadenas más largas (más fáciles de romper), también hay que decir que los aceites ligeros extraerán más que los más densos.

De la teoría a la práctica

El método empleado en laboratorio consistiría en dilución del aceite en disolventes orgánicos y realizando  cromatografía (HPLC), espectrofotometría,…  procedimientos que no somos capaces de emular en casa y es por ello que os planteo el siguiente experimento:

Maceraremos 2,5 gramos de zanahoria cortada con pelador (en un principio ideé la experiencia moliendo el vegetal, afortunadamente preferí trozos más manejables) y desecada un tiempo suficiente (lo vimos cuando realizamos una desecadora casera) en  15 ml de los siguientes aceites:

  • oliva
  • sésamo
  • caprylis
  • salvado de arroz
  • ricino
  • girasol
  • jojoba
  • soja
  • almendra
  • coco

20190521_205736como quiera que el caroteno es un pigmento anaranjado, aquel aceite que en igualdad de condiciones (tiempo, temperatura,etc.) que se haya coloreado más, será el que más haya extraído.

La dificultad estriba en determinar eso pues los tonos verdosos de uno camuflarán el rojo frente a otro aceite más amarillento por ejemplo. Así una vez finalizado el periodo de maceración y filtrado los aceites se pudo establecer una gradación de color anaranjado en 9 de ellos (el macerado en aceite de oliva presentó un color fuera de la paleta) donde 3 observadores a ciegas e independientemente establecieron idéntico resultado. Sin embargo no podemos saber, como decíamos arriba, cual de ellos extrajo más por su variado color inicial.

Cuando diseño el experimento sé que va a ocurrir esto y viene a mi mente un concepto de trigonometría llamado ángulo complementario. Cuando una esquina recta 90 º es dividida en dos trozos sabemos que si un trozo tiene pongamos 30 grados el otro tiene 60 grados . Si uno tiene 20 el otro 70 , etc.

Imaginemos que la zanahoria tiene 90º de caroteno y que un aceite le extrae 60 dejará en el resto de la zanahoria 30, otro aceite le coje 45 y dejará pues 45, otro coge 80 dejará 10 y así sucesivamente. Como los que extrae no los puedo medir bien, si pudiera coger los otros que deja con el mismo líquido extractor para todos igual, yo haría una comparativa y luego le daría la vuelta. ¡Vamos a verlo¡

Extraeremos los trozos de zanahoria del envase y los secaremos con papel absorbente, para eliminar por completo cualquier resto de aceite los introduciremos en sobres de papel absorbente también y los prensaremos, a continuación los introduciremos en otros envases y enrasaremos los mismos con alcohol y los tendremos macerando en él en un recipiente con temperatura controlada hasta agotar prácticamente el vegetal. Trascurrido un tiempo  comparamos las tinturas resultantes y aquel alcohol que presente menos coloración corresponderá con el aceite que más extrajo. De nuevo colaboradores de nuevo a ciegas (y esta vez la tintura de los restos procedentes  de la maceración de oliva virgen extra no fue detectada)  establecieron un gradiente de colores que arrojaron empates en determinadas posiciones.

La composición química de los aceites y su densidad haciendo una media de proveedores y de fichas técnicas de laboratorio fue la siguiente:

ACEITE DENSIDAD % INSATURADOS OLEICO LINOLEICO LINOLENICO OTROS
Soya 0,897 86 22 55 8 1
Girasol 0,903 90 27 58 4 1
Almendra 0,91 91 68 20 2 1
Salvado de arroz 0,91 80 43 34 2 0
Oliva VE 0,913 88 76 8 2 2
Coco 0,915 15 11 4 0 0
Sésamo 0,915 15 11 4 0 0
Ricino 0,933 95 6 3 1 85
Caprylis 0,945 0 0 0 0 0
Jojoba 0,86 0 0 0 0 0

En base a estos datos y a los resultados obtenidos, uno esperaba encontrar esa milagrosa pauta que determinara el porqué de la excelencia de una aceite sobre otro, sin embargo no encuentro ninguna justificación ni en densidad, porcentaje de ácidos grasos insaturados, tipo de ácidos, etc… pues los resultados fueron los siguientes:

20190701_211445

  1. Sésamo, Soya y Jojoba
  2. Girasol y Almendra
  3. Salvado de arroz y Oliva Virgen extra
  4. Caprylis
  5. Coco
  6. Ricino

Se trataba de una lucha a muerte entre los pesos pesados de la extracción, no teníamos documentación al respecto y hemos sido capaces de ingeniárnoslas para establecer con fundamento

el podium de ganadores:

jojoba,sésamo y soja

Jojoba, Sésamo y Soja

Os dejo un vídeo del experimento que creo que nos ha servido para dar un pasito en nuestro objetivo de lucha contra los UV

Francesc Palomares

Bibliografia

Bioquímica  Albert L. Lehniner ( Johns Hopkins Univesrsity)

Radicales libres Dra. M. Avello Dr. M. Suwalsky (Universidad Concepción)

Polifenoles Tésis Sara Arranz (Universidad Complutense Madrid)

Carotenos M. Isabel Minguez y otros DEPARTAMENTO DE BIOTECNOLOGÍA DE ALIMENTOS. INSTITUTO DE LA GRASA (CSIC). SEVILLA

Extracción carotenos en Daucus carota Melisa Román y otros (SENA, Antioauía Colombia)