1С.Б. Евсеева, 2,3Б.Б. Сысуев
1ООО «Бивитекс», г. Нальчик, Россия
2Волгоградский государственный медицинский университет, г. Волгоград, Россия
3ГБУ «Волгоградский научный медицинский центр», г. Волгоград, Россия
1S.B. Evseeva, 2,3B.B. Sysuev
1«Bivitex», Nalchik, Russian Federation
2The Volgograd State Medical University of Public Health Ministry of the Russian Federation, Volgograd, Russian Federation 3State Budgetary Institution «Volgograd medical research center», Volgograd, Russian Federation E-mail:sbevseeva@yandex.ru
В статье представлены обзорные данные использования природного минерального сырья (рапы озер, термальных источников, морской воды, бишофита) в современных косметических средствах. Представлен ас сортимент косметической продукции, со держащий минеральные соли. Рассмотрены вопросы, касающиеся технологических осо бенностей получения данной группы косме тических средств, в частности, способность минеральных солей влиять на стабильность
рецептуры и сенсорные свойства готовой продукции. Представлены способы решения этой проблемы и основные подходы к разра ботке рецептуры.
Ключевые слова: косметические средства, минеральные соли, стабильность, рапа озер,
В настоящее время в составе косме тических средств широко используется продукция на основе минеральных солей, источником которых являются следующие природные компоненты: минеральная вода термальные воды, бишофит, морская вода.
The application of mineral raw materials (brine lakes, thermal springs, seawater, bischofite) in cosmetics is presented in this article. The assortment of cosmetics that contain mineral salts is presented. The technological characteristics of production of these cosmetic formulations, in particular, the ability of mineral salts to influence the stability of formulation and the sensory properties of products are
given. The main approaches of formulation development are described.
Keywords: cosmetics, mineral salts, stability, brine lakes, thermal waters, bischofite, seawater.
Cosmetic products on the base of mineral salts from natural ingredients: mineral water
(thermal spring water), sea water, lake salt and brine, and minerals (bischofite) are widely used nowadays.
(вода термальных источников), морская вода, соли и рапа озер, минералы – бишофит. Такая популярность обусловлена тем, что природное минеральное сырье харак теризуется достаточно широким спектром биологической активности: противовоспа лительной, увлажняющей, репаративной, УФ-протекторной, антиоксидантной и т.д. Косметические средства на основе мине рального сырья представлены как состава ми, предназначенными для повседневного
косметического ухода, так и средствами для коррекции отдельных косметических проблем: антивозрастные средства, сред ства антиакне, средства по уходу за сухой и чувствительной кожей, антицеллюлитные средства, а также ухода за кожей при таких заболеваниях как псориаз, атопический дер матит, розацеа и т.д. [1–6]. Большинство косметических средств с минеральными композициями можно отне сти к космецевтике – косметике интенсивно го действия. С ее выраженной активностью связаны и особенности реализации: преиму щественно через салоны красоты и специа лизированные магазины (профессиональная косметика марок «Algologie», «Biomaris»), аптечные сети (марки лечебной космети ки «Vichy», «La Roche-Posay», «Bioderma»,
«Avene» на основе термальных вод) [7–9]. Ассортимент косметических средств на основе отдельных видов сырья минерально го происхождения представлен в таблице 1 [2, 10–16].
Such popularity is due to the wide spectrum of biological activity of natural minerals: anti-inflammatory, moisturizing, reparative, UV protective, anti-oxidant, etc. Cosmetic products based on mineral raw materials are presented as formulations for everyday treatment, and for correcting certain cosmetic problems such as skin aging, acne, dry and sensitive skin, cellulite and psoriasis, atopic dermatitis,
and rosacea [1–6]. Most mineral cosmetic formulations are so-called cosmeceuticals – intense action cosmetics. Their signified activity conducted the implementation peculiarities: primarily through beauty parlors and specialty shops (professional cosmetics brands «Algologie», «Biomaris»), pharmacy chains (brand medical cosmetics «Vichy», «La Roche-Posay», «Bioderma», «Avene» based on the thermal
waters) [7–9]. The range of cosmetic products based on certain types of raw materials of mineral origin is shown in Table 1 [2, 10–16].
Таблица 1 – Ассортимент косметических средств на основе сырья
минерального происхождения
Table 1 – Cosmetic products based on certain types of raw materials of mineral origin
| Косметический бренд, страна- производитель / Brand, country | Наименования косметических средств / Product |
| Косметические средства на основе морской воды / Cosmetic formulations on sea water base | |
| «Algologie» (Франция) / «Algologie» (France) | «Algologie» Demaquillant caresse (Молочко очищающее для чувствительной кожи) «Algologie» Masque confort (Крем-маска успокаивающая комфорт) «Algologie» Serum nuit active (Активная ночная сыворотка для чувствительной кожи) «Algologie» Lotion fraicheur douce (Лосьон освежающий мягкий) «Algologie» Soin matifiant (Крем увлажняющий с матирующим эффектом для жирной кожи) «Algologie» Gel moussant (Гель очищающий пенящийся для жирной кожи) |
| Косметический бренд, страна- производитель / Brand, country | Наименования косметических средств / Product |
| «Algologie» Gel algo-lymphe (Гель для тела альголимфатический) «Algologie» Centella repairing concentrate (Восстанавливающий концентрат для тела с центеллой азиатской) «Algologie» Masque purete (Крем-маска очищающая для жирной и проблемной кожи на основе белой глины) | |
| «Biomaris» (Германия) / «Biomaris» (Germany) | «Biomaris» hautcream (Крем для кожи) «Biomaris» marine active mask (Активная маска) «Biomaris» super rich creme (Суперпитательный крем) «Biomaris» young line active cleansing gel (Активный очищающий гель) «Biomaris» anti-age (Восстанавливающий крем) «Biomaris» hand und nagelcreme (Крем для рук) «Biomaris» nature augencreme (Крем для век) |
| Косметика на основе рапы озер / Cosmetic formulations on lake brine base | |
| «Ahava» (Израиль) / «Ahava» (Israel) | «Ahava» Refreshing cleaning gel (Очищающий освежающий гель) «Ahava» Comforting sensitive skin (Крем для лица для чувствительной кожи) «Ahava» Reach cleaning cream (Крем очищающий насыщенный) «Ahava» Night replenisher normal to dry skin (Крем ночной для нормальной и сухой кожи) «Ahava» Essential day moisturizer combination skin (Крем увлажняющий для комбинированной кожи) «Ahava» Active moisture cream gel (Крем-гель активный увлажняющий) «Ahava» All in one ling toning cleanser (Средство тонизирующее очищающее «все в одном») «Ahava» Dead sea OSMOTER TM concentrate (Сыворотка OSMOTER TM c минералами мертвого моря) «Ahava» Extreme radiance lifting mask (Маска подтягивающая с эффектом сияния) «Ahava» Purifying mud mask (Маска очищающая грязевая) «Ahava» Hydration cream mask (Маска крем увлажняющая) «Ahava» Facial renewal peel (Средство мягкое отшелушивающее для лица) «Ahava» Gentle eye cream (Крем легкий для кожи вокруг глаз) «Ahava» Mineral toning water (Лосьон минеральный тонизирующий для лица) «Ahava» Eye make up remover (Средство для снятия макияжа с глаз) «Ahava» Liquid Dead sea salt (Соль мертвого моря жидкая) «Ahava» Softening butter salt scrub (Скраб-масло на основе солей мертвого моря) «Ahava» Mineral showing gel (Гель для душа минеральный) «Ahava» Mineral hand cream (Крем для рук минеральный) |
| «Sea of spa» (Израиль) / «Sea of spa» (Israel) | «Black pearl» face mousse cleaner (Очищающий мусс для лица) «Black pearl» refreshing cleansing milk (Жемчужное очищающее молочко для лица) «Black pearl» refreshing toner (Жемчужный очищающий тоник для лица) «Black pearl» age-control day cream SPF-25 (Жемчужный крем против признаков старения) «Bio spa» active facial toner (Тоник для лица без спирта) «Bio spa» cleaning mud gel (Очищающий грязевой гель с медом) «Bio spa» Milk Cleanser (Очищающее молочко для лица и глаз) «Bio spa» Anti-ageing 45+ active day cream (Антивозрастной дневной крем с тыквенным маслом 45+) |
| Косметический бренд, страна- производитель / Brand, country | Наименования косметических средств / Product |
| «Bio spa» delicate eye cream (Нежный крем для кожи вокруг глаз с маслами моркови и облепихи) «Bio spa» ferming fase serum (Укрепляющая сыворотка для лица) «Bio spa» pumpkin enzymatic peeling mask (Маска-пилинг с тыквенным маслом) «Bio spa» purifying mineral mud mask (Очищающая грязевая маска с оливковым маслом и водорослью дуналиелла) «Bio spa» pure mud mask (Грязевая маска с маслом оливы) «Bio spa» shampoo (Шампунь с целебной грязью и экстрактом алоэ вера) «Bio spa» conditioner (Кондиционер с оливковым маслом, прополисом и маслом жожоба) | |
| Сибирские технологии V.A.S. «СИБТЕХВАС» (Россия, Новосибирская область) / Siberian technologies V. A. S. «SITEHAS» (Russia, Novosibirsk region) | «Рапан» гель косметический гидратирующий пектиновый омолаживающий с солью / «Rapan» anti-aging hydrating pectin salt gel «Рапан» гель косметический гидратирующий тонизирующий с солью / «Rapan» hydrating toning salt gel «Рапан» лосьон регенерирующий / “Rapan” regenerating lotion |
| «Бивитекс» (КБР, Россия) / «Bivitex» (Russia) | Косметическая субстанция «Тамбуил – водный экстракт» / Cosmetics substance “Tambuil – aqueous extract” |
| Косметические средства на основе термальной воды / Cosmetic formulations on thermal water base | |
| «Vichy» (Франция) / «Vichy» (France) | «Vichy» SPA (Термальная вода) «Vichy» Aqualia thermal (Легкий крем динамичное увлажнение) «Vichy» Aqualia Thermal (Насыщенный крем динамичное увлажнение) «Vichy» Purete thermale (Легкий увлажняющий крем) «Vichy» Purete Thermale (Крем-эксфолиант для лица выравнивающий) «Vichy» LiftActiv (Крем против морщин для контура глаз) «Vichy» Purete Thermale (Ультра нежное очищающее молочко для сухой чувствительной кожи) «Vichy» Purete Thermale 3 в 1(Мицеллярный лосьон) «Vichy» Normaderm Total MAT 1-й (Уход против жирного и влажного блеска) «Vichy» Dercos (Шампунь успокаивающий для чувствительной кожи головы) «Vichy» Dercos Бальзам (Укрепляющие керамиды и 3 питательных масла») |
| «La Roche-Posay» (Франция) / «La Roche-Posay» (France) | Hydraphase intense masque (Интенсивно увлажняющая успокаивающая маска) Hydraphase intense leger care long-lasting efficacy (Интенсивное увлажняющее средство продолжительного действия) Hydraphase leger moisturizing cream for sensitive skin (Увлажняющий крем для чувствительной кожи) Hydraphase intense eye (Интенсивно увлажняющий крем-гель для контура глаз против «мешков» под глазами) Hydreane BB cream (Крем для чувствительной кожи) Physio micellar water sensitive skin (Мицеллярная вода для чувствительной кожи) |
| Косметический бренд, страна- производитель / Brand, country | Наименования косметических средств / Product |
| Physio cleansing micellar foaming water (Физио мицеллярная очищающая пенка) Toleriane Ultra contour eyes (Для контура глаз) Toleriane Ultra fluid (Ультра флюид интенсивный успокаивающий флюид) Toleriane soothing protective cream (Успокаивающий увлажняющий защитный крем) | |
| «Формула воды» (Россия) / «Formula vodyi» (Russia) | «Формула воды» (Увлажняющий крем для всех типов кожи) / «Formula vodyi» Moisturizer for all skin types «Формула воды» (Очищающее молочко для всех типов кожи) / «Formula vodyi» Cleansing milk for all skin types «Формула воды» (Увлажняющий крем для век для всех типов кожи) / «Formula vodyi» Hydrating eye cream for all skin types «Формула воды» (Питательный крем для всех типов кожи) / «Formula vodyi « Nourishing cream for all skin types «Формула воды» (Увлажняющая маска для всех типов кожи) / «Formula vodyi» Hydrating mask for all skin types «Формула воды» (Освежающий тоник для лица и контура глаз) / «Formula vodyi» Refreshing tonic for face and eye contour |
| Косметическая продукция на основе бишофита (Волгоградское месторождение) / Cosmetic products based on bischofite (Volgograd field, Russia) | Раствор бишофита / Bischofite solution Крем «Бишолин» / Cream «Bischolin» Крем для рук / Hand cream Косметическое молочко / Cosmetic milk Изотонический раствор бишофита / Isotonic solution bischofite |
Как следует из данных таблицы 1, ассор- тимент косметических средств на основе природных минеральных солей весьма разно- образен и представлен как средствами основ- ного (кремы и гели для лица и тела, лосьоны, тоники, мицеллярная вода, косметическое молочко, шампуни), так и интенсивного ухо- да (маски, сыворотки, скрабы, пилинги). Продукция включает практически все косметические формы – кремы, лосьоны, тоники, молочко, сыворотки для лица и для тела, а также средства по уходу за волосами (шампуни, маски, кондиционеры). Следует отметить небольшой ассорти- мент средств отечественного производства, представленный серией косметических средств «Рапан» (гели для лица и лосьон для лица), средствами на основе бишофи- та, а также серией «Формула воды», пред- ставленной несколько шире – кремами для лица для различных типов кожи, молочком и лосьоном, маской для лица. Сырье минерального происхождения ха- рактеризуется достаточно сложным ионным составом с преобладанием ионов магния, кальция, натрия, хлоридов и наличием раз- личных микроэлементов (табл. 2) [9, 17–21]
The data presented in Table 1 show the diverse range of cosmetics based on natural mineral salts, presented by means for primary care (creams and gels for face and body, lotions, tonics, micellar water, shampoos) and intense care (masks, serums, scrubs, peels). These products include different cosmetic forms: creams, lotions, tonics, lotions, serums for the face and body, and cosmetics for hair care (shampoos, masks, conditioners). It should be noted a small assortment of Russian products, presented by the series of cosmetics “Rapan” (gels and facial lotion for the face), the bischofite series, and a more wildly represented series of “Formula vodyi” presented by face creams for different skin types, milk, and lotions, face masks. Raw materials of mineral origin are characterized by very complex ion composition with of magnesium, calcium, sodium and chloride prevalence, and the presence of various minerals (Table 2) [9, 17–21].
Таблица 2 – Сравнительный химический состав природного минерального сырья
Table 2 – Raw mineral materials composition
| Источник / Natural recourse | Состав / Composition | Общая минерализация / Total mineralization | |
| Мертвое море, г/л / Dead Sea, g/l | Cl− 200,02; Na+ 39,94; K+ 7,56; S0 2– 0,54; 4 Sr2+ 0,24 | Mg2+ 41,96; Ca2+ 15,8; Br− 5,4 НСО – 0,24 3 | 315,04 г/л (g/l) |
| Морская вода (Черноморское побе- режье Северного Кавказа), % / Sea water (Black Sea, the North Caucasus coast), % | MgCl2 10,9; NaCl 77,8; | KCl 3,2; Br− 0,2 | 18,5 г/л (g/l) |
| Вода океана, г/л / Ocean water, g/l | Cl− 19,83; Na+ 11,03; K+ 0,40; S0 2– 2,77; 4 0,0139 | Mg 2+ 1,33; Ca2+ 0,42; Br− 0,14 НСО –0,14 Sr2+ 3 | 36 г/л (g/l) |
| Комплекс «Рапан», оз. Островное | Ca 529,9; | Na 114,42; | |
| (Новосибирская область) мг\100 г / «RAPAN», Ostrovnoe lake (Russia, | Zn 104,3; Cu 0,53; | Mg 27,8; Fe 1,40; | _ |
| Novosibirsk region) mg\100 g | P 0,32; | Mn 0,15; Se 0,12 | |
| Тамбуканская грязь (отжим), г/л / | Na+ – K+ 6,5, | Са2+ 0,6, | |
| Tambucan mud (extract), g/l | Mg2+ 1,8, | С1–5,4, | 28,9 г/л (g/l) |
| S0 2–14,1, | НСО – 4 г/л, СО – 0,08 | ||
| «Osmoter™», г/л | Mg2+ 92,70; | Ca2+ 35,00; | |
| (высокоминеральный комплекс | K+ 2,10, | Na+2,72; | |
| Мертвого моря, используемый в косметических средствах бренда | Sr2+ 0,67; Br− 14,00 | Cl− 346,00; | _ |
| «Ahava») / «Osmoter™», g/l | |||
| (Dead Sea mineral complex, | |||
| «Ahava») | |||
| «La Roche-Posay» термальная вода, | НCO3- 387; | Ca 149; | |
| мг/л / «La Roche-Posay» thermal water, mg/l | Si 31,6; Sr 0,3; | Mg 4,4; Se 0,053; | 595 мг/л (mg/l) |
| Zn <0,005; | Cu <0,005 | ||
| Виши (источник «Лиз»), мг/л / | CO2 908; | Са 50,1; | |
| Vichy (spring Liz), mg/l | Mg 9,52; | К 98; | |
| Si 25,27; | Li 4,71; | 10 г/л (g/l) | |
| Fe 0,79; | As 0,73; | ||
| Se 0,91; | Br 1,21 | ||
| Бишофит (Волгоградское ме- сторождение), % / Bischofite (Volgograd region, Russian), % | MgCl2 45,27; MgSO4 0,11; KCl 0,78; CaSO4 0,8; NaCl 0,25-0,30; MgBr2 0,58 | 450 г/л (g/l) | |
Как следует из данных таблицы 2, сырье отличается, прежде всего, минерализацией: минимальная отмечается у термальных вод, а максимальная характерна для рассола би- шофита. Большая часть минерального сы- рья, используемого в составе косметических средств, содержит катионы магния, кальция, калия, натрия в высоких концентрациях и хлорид, сульфат, бромид и гидрокарбонат анионы. Помимо этого, в составе минераль- ного сырья отмечается наличие различных микроэлементов (селена, меди, цинка, крем- ния, стронция, железа, марганца), что наи- более часто указывается в составе термаль- ных вод. Химический состав природных мине- ральных солей обуславливает их действие на кожу. Кремневая кислота обладает подсуши- вающим действием. Соли магния проявляют противовоспалительное действие, благода- ря способности магния снижать активность циклооксигеназы и антагонизму к медиато- рам воспаления – серотонину, гистамину, простагландинам. Действие солей магния связано и с повышением тканевого иммуни- тета. Органические и неорганические соли кальция обладают противовоспалительным действием, восстанавливая нарушение элек- тролитного равновесия в очаге воспаления. В исследованиях установлена противовос- палительная активность термальной воды «La Rosh-Posay», обуславливаемая наличи- ем селена и стронция. Хлорид натрия спо- собствует улучшению микроциркуляции, ускорению рассасывания воспалительных очагов. Противовоспалительное действие играет определенную роль в проявлении ак- тивности средств против акне, средств для коррекции морщин, ухода за кожей при ато- пическом дерматите и псориазе [3, 22–24]. Соли натрия, калия, магния, кальция, фос- фора являются компонентом природного увлажняющего фактора кожи, что обуслав- ливает их использование для ухода за сухой кожей, для коррекции признаков старения [17, 25–27].Природные термальные воды – бальне- ологические минеральные воды с темпе- ратурой не менее 20 °C, которые часто ха- рактеризуются повышенным содержанием кремниевой кислоты (более 50,0 мг/л). В во- дах для наружного использования содержа- ния кремниевой кислоты может возрастать
As follows from the table, raw materials differ by mineralization: the minimum is observed in thermal waters, and the maximum is bischofite brine. The mineral raw materials used in cosmetics contain cations of magnesium, calcium, potassium, sodium, high concentrations of chloride, sulfate, bromide, hydro carbonate anions. The presence of various trace elements (selenium, copper, zinc, silicon, iron, strontium, manganese) is noted in minerals composition and the most often in the thermal waters content. The chemical composition of the natural mineral salts determines their effect on the skin. Silicic acid exercises a drying effect on skin. Magnesium salts exhibit anti-inflammatory activity, showing antagonism to inflammatory mediators – serotonin, histamine, prostaglandins and the magnesium ability to reduce cyclooxygenase activity. Magnesium salts action is associated with tissue and immunity increase. Calcium salts possess anti-inflammatory activity, restoring electrolyte balance in inflammation. Sodium chloride improves microcirculation and inflammatory focus resorption. The studies established the anti-inflammatory activity of thermal water «La Rosh-Posay» caused by the presence of selenium and strontium. Anti- inflammatory effect plays a role in formulations against acne, for anti-age skin care, skin care for atopic dermatitis and psoriasis [3, 22– 24]. Sodium, potassium, magnesium, calcium, and phosphorous are the components of skin natural moisturizing factor which leads to their use for dry skin care and anti-age care [17, 25–27]. Natural thermal water (spring water) is a balneological mineral water with a temperature of at least 20 °C, often characterized by a high silicic acid content (more than 50.0 mg/dm3) and up to 250–300 mg/dm3 for external use.
до 250–300 мг/л. Термальные источники используются в бальнеотерапии во многих странах (Россия, Франция, Бельгия, США, Венгрия), например, во Франции насчиты вается до 1200 термальных источников. В России термальные источники распростра нены на Северном Кавказе, Алтае, Черно морском побережье, Прибайкалье, Дальнем Востоке. Они по химическому составу де
лятся на пять классов (данные зарубежной классификации): бикарбонатные, сульфат ные, сульфидные, хлоридные, слабомине рализованные, содержащие следы металлов
[24, 28, 29]. Термальные воды, используемые в соста ве косметических средств, характеризуются
содержанием широкого спектра микроэле ментов, таких как железо, марганец, цинк, хром, кобальт, медь, никель, литий, алюми ний, фтор, бром, йод, фосфор, селен [9, 20, 29]. На основе природных минеральных (термальных) вод выпускаются косметиче ские серии: «La Roche-Posay» (Франция), «Vichy» (Франция), «Uriage» (Франция), «Aven» (Франция), «Biotherm» (Франция), «Формула воды» (Россия). Морская вода – это вода, сосредоточен ная в морях и океанах, которая характе ризуется постоянством солевого состава, основную массу которого составляют хло рид- и сульфат- анионы, катионы натрия, кальция, магния, калия, растворенные газы и незначительное количество органических веществ. Среди солей наибольшая доля при ходится на хлориды (натрия хлорид, магния хлорид); далее сульфаты (магния сульфат, кальция сульфат, калия сульфат); карбонаты
(кальция карбонат); бромиды (магния бро мид) [2, 11, 21]. Известные косметические бренды на основе морской воды и компо нентов водорослей европейских производи телей – это «Phytomer» («Jacques Dessange», Франция), «Talasso SPA» («Integra», Испа ния), «Algologie» (Франция). Рапой или рассолом называют воду со леных озер, морских заливов и лиманов, покрывающую слой грязи. Минерализация рапы может быть очень высокой и нередко доходит до 300-350 г/л. В состав рапы вхо дят различные ионы минеральных солей, преимущественно сульфат-, гидрокарбонат-, хлорид-анионы и катионы натрия, кальция, магния, калия, а также вещества органиче
Thermal springs are used in balneotherapy in different countries (Russia, France, Belgium, the USA, and Hungary), for example there are up to 1,200 thermal springs in France. Thermal springs are common in the North Caucasus, the Altai, the Black Sea coast, the Baikal region and the Far East in territory of Russia. They chemical composition divided into five classes (classification is given in European data): bicarbonate, sulfate, sulfide, chloride, weakly mineralized trace metal [24, 28, 29]. Thermal waters used in cosmetics contains a wide range of trace elements such as iron, manganese, zinc, chromium, cobalt, copper,
nickel, lithium, aluminum, fluorine, bromine, iodine, phosphorus and selenium [9, 20, 29]. Cosmetic series containing natural waters are «La Roche-Posay» (France), «Vichy» (France), «Uriage» (France), «Aven» (France), «Biotherm» (France), (Russia). “Formula body” Sea water – water concentrated in seas and oceans characterized by the persistence of the salt composition, the main components of
which are chloride and sulfate anions, sodium, calcium, magnesium, potassium cations, dissolved gases and a small number of organic substances. Chlorides are dominated among the salts (sodium chloride, magnesium chloride); further sulfates (magnesium sulfate, calcium sulfate, potassium sulfate), carbonates (calcium carbonate), and bromides (magnesium bromide) [2, 11, 21]. The known cosmetic brands on the basis of the seawater and seaweed presented by European producers are «Phytomer», («Jacques Dessange», France), «Talasso SPA» («Integra», Spain), «Algologie» (France). Brine water is saline lakes, bays and firth water, usually covering a layer of a mud. Mineralization of the brine can be very high, and often comes to 300–350 g/l. The
ского происхождения (гуминовые кислоты, витамины, аминокислоты, пептиды, полиса хариды). В настоящее время на основе рапы озер производителями выпускаются сле дующие косметические линии – лечебная косметика на основе грязей Сакского озера (серии «Фитобиоль», «Гея»), а также косме тическая серия «Рапан». Перспективными сырьевыми источниками являются рассолы соляных озер юга Европейской части Рос сии – Эльтона, Баскунчака, Тамбукана, Си ваш, комплекса озер Тинаки [21, 23, 30, 31]. Помимо рапы используется также грязе вой раствор. Грязевой раствор представля ет собой жидкую фазу грязи, получаемую с помощью отжима, центрифугирования или
фильтрования, и состоящую из растворен ных в воде солей, органических веществ и газов. Этот раствор в основном соответству ет химическому составу рапы водоема, в ко тором образовалась данная лечебная грязь. Основная масса, растворенных в водах со лей, состоит из анионов хлора, сульфата и гидрокарбоната и катионов натрия, магния, кальция. Содержатся также и органические
вещества. Для использования в качестве косметического средства предлагается, на пример, косметическая субстанция на осно ве рапы и отжима грязи «Тамбуил-водный экстракт» (ООО «Бивитекс», Нальчик) [29,31, 32]. Также на рынке широко представлена продукция на основе минерального сырья Мертвого моря. Мертвое море представля ет собой бессточное соляное озеро, которое подпитывается за счет многочисленных ми неральных источников и реки Иордан. По солености Мертвое море в 8 раз превышает Атлантический океан и в 40 раз Балтийское
море. В отличие от морской воды содержа ние хлорида натрия в водах Мертвого моря
составляет 25–30% от всего солевого со става (против 77% для морской воды), а на
долю солей магния приходится до 50%. Осо бенностью состава является также высокое
(80 раз выше, чем в Атлантическом океане) содержание брома. На основе высококон центрированных солевых растворов, рапы, термальных источников и грязей Мертвого
моря выпускается косметика израильских и иорданских фирм (до 40 наименований кос
метических брендов). Наиболее активно в этом секторе работают компании Израиля
the composition includes various mineral ions, preferably sodium, calcium, magnesium, potassium cations and sulfate, hydrocarbonate, chloride anions, organic substances (humic acids, vitamins, amino acids, peptides, polysaccharides). Manufacturers, including Russian, produce cosmetic lines on the basis of the lake’s brine: cosmetics based on Saki lake mud (series “Fitobiol”, “Gaia”), and cosmetic series “Rapan”. The promising sources of brine are the lakes of the European part of Russia – Elton, Baskunchak, Tambukan, Siwash, and Tinaki lakes complex [21, 23, 30, 31]. A mud water extracts (mud solution) are used as well as brine. Mud solution is a liquid phase of a mud, obtained by pressing, centrifugation or filtration, and consisting of the salts dissolved in water, organic compounds and gases. The chemical composition of mud solution basically corresponds to the brine, which formes this mud. The salts in mud water consist of sodium, magnesium and calcium cations, chlorine, sulfate and bicarbonate anions. It also contains organic material. For a cosmetic product, use is offered, for example, cosmetic substances based on brine and mud solution “Tambuil water extract” (LLC “Bivitex”, Nalchik) [29,31, 32]. Cosmeceutical products based on minerals from the Dead Sea are also widely represented. The Dead Sea is salt lake, which is fed by
numerous mineral springs and the Jordan River. Salinity the Dead Sea at 8 times the Atlantic Ocean and 40 times the Baltic Sea. Sodium chloride content in the Dead Sea water is 25 30% of the total salt composition (vs. 77% for sea water), while the share of magnesium salts, up to 50%. The high (80 times higher than in the Atlantic Ocean) content of bromine is also a characteristic feature of the composition. Israeli and Jordanian firms (up to 40 types of cosmetic
(бренды «Sea of SPA», «Ahava», «Talia», «Dr. Sea», «Premier» и т.д.) и Иордании (бренды «Bloom», «La Cure» и «VIVAcity») [4, 17, 33,34]. Бишофит – это хлоридно-магниевый ми нерал (MgCl2.6Н2О)(П.Г.Фельдман, 1984), получивший свое название в честь его пер вооткрывателя профессора химии Боннско го университета Карла Бишофа, жившего в xIx веке. Основным компонентом бишофи
та является MgCl2 ∙6H2O (80–99%), осталь ное приходится на примеси, в том числе изоморфного брома (0,5-0,9%), карналлита, галита, кизерита, ангидрита, а также много численных микроэлементов, количество ко торых превышает 70 наименований. На базе ВолГМУ проводятся всесто ронние исследования минерала бишофит поволжского происхождения: химические,
технологические, фармакологические. Так, установлено, что разработанная мазь на ос нове бишофита улучшает регенерацию тка ней, оказывая стимулирующее действие на
репаративные процессы в инфицированных и неинфицированных дефектах кожи, уско ряя заживление и очищение от бактериаль ной обсемененности инфицированной раны и оказывает бактериостатическое действие в отношении к условно патогенным микро организмам (St. aureus, St. epidermalis, C. ablicans, E. сoli). Также на модели криотрав мы выявлено влияние мази бишофита на
уменьшение отечности тканей и ускорение формирования грануляционной ткани. В це лом, результаты этих исследований позволя ют считать перспективным использование бишофита и в составе космецевтических средств [21, 35]. Космецевтикой называют косметические продукты, при создании которых исполь зовались данные научных исследований, и, следовательно, применение действующих компонентов продукта научно обосновано. Такой подход характерен для разработки
состава и исследования активности косме тических средств на основе термальных вод («Vichy», «Aven», «La Roche-Posay», Франция), косметики на основе продуктов Мертвого моря («Ahava», Израиль) и анало гичен схеме исследования, использованной при разработке наружных лекарственных средств с минералом бишофит (Россия) [6, 9, 35–37]
brands) produce cosmetics on the basis of Dead Sea highly concentrated saline solutions, brine, thermal springs and mud. The most active in this sector, companies operate in Israel (brands «Sea of SPA», «Ahava», «Talia», «Dr. Sea», «Premier», etc.) and Jordan (brand «Bloom», «La Cure» and «VIVAcity») [4, 17, 33, 34]. Bischofite – a magnesium chloride mineral (MgCl2 x6H2O) (P.G. Feldman, 1984), named after its discoverer professor of chemistry at the University of Bonn Karl Bischoff, who lived in the xIx century. The main component of bischofite is MgCl2x6H2O (80-99%), the balance impurities including isomorphic bromine (0.5–0.9%), carnallite, halite, kieserite, anhydrite, as well as numerous trace elements, in number more than 70 titles. The extensive research of bischofit mineral of Volgagrad origin On VolGMU base are
carried out: chemical, technological and pharmacological. It was found that the bischofite ointment improves tissue regeneration by providing a stimulating action on the reparative processes in the infected and uninfected skin defect healing and advances the clearance of bacterial contamination of infected wounds in rats. Bischofite ointment shows a bacteriostatic effect against opportunistic microorganisms
to (St. aureus, St. epidermalis, C. ablicans, E.coli). A rapid decrease in swelling of tissues and accelerating the formation of granulation tissue in the treatment with the bischofite ointment on the model cold injury was revealed. Overall, these findings suggest a promising use of bischofite in cosmeceuticals formulations [21,35]. Cosmeceuticals are the products, which are used after various researches, and therefore the
use of all product ingredients is scientifically proven. This approach characterizes the development and research of cosmetic products
Как было отмечено, в настоящее время только ассортимент продукции, содержа щей грязь Мертвого моря и его композиции солей, насчитывает около тысячи наимено ваний, представленных различными произ водителями. Он включает такие космети ческие формы как кремы, сыворотки, гели, маски, пенки, лосьоны, скрабы, шампуни, мыло туалетное, соль для ванн.
В зависимости от целевого назначения (основной или интенсивный уход) отличает ся используемая концентрация минерального комплекса в косметическом средстве. Анализ литературы и патентных источников показал, что косметические средства на основе высоко концентрированных растворов минеральных солей, а также лечебных грязей, можно разде лить на три основные группы в соответствии с концентрацией компонентов минерального происхождения и дисперсологической харак теристикой продукта [6, 34, 38–44]. Первая группа косметических средств содержит высокие концентрации природных субстанций более 10% и представляет собой маски для лица и тела, являющие высоковяз кими дисперсными продуктами, в том числе маски, содержащие грязь. Вторая группа включает маски, кремы, сыворотки, по типу эмульсии масло/вода или вода/масло, содержащие минеральные соли в концентрации 1-10%. Третья группа косметических средств представлена средствами с низкой концен трацией солей в пределах от 0,01–1% (молочко для снятия макияжа, кремы для лица,гели для кожи вокруг глаз, лосьоны, тоники).
Обеспечивая с одной стороны терапевтический эффект, солевой состав, насыщенный электролитами, с другой стороны создаетопределенные сложности при производстве косметических средств. Высококонцентри рованные растворы рапы Мертвого моря, бишофита, и других солевых растворов вы зывают снижение стабильности косметиче ских форм, в результате чего усложняется технологический процесс их изготовления и хранение. Технологические сложности при изготовлении и низкая стабильность эмульсий в процессе хранения объясняют
ся высокой ионной силой растворов рапы, что вносит и определенные ограничения на
содержание солей в готовой косметической продукции [34, 42, 45–47].
based on thermal water («Vichy», «Aven», France), cosmetics based on Dead Sea products («Ahava», Israel) and is similar to the approach used in research of bischofite mineral semisolid formulations for topical administration (Russia) [6, 9, 35–37]. The range of products containing Dead Sea mud and salts composition has up to a thousand names submitted by various manufacturers and include creams, serums, gels, masks, foams, lotions, scrubs, shampoo, toilet soap, salt baths. Different mineral complex concentrations depending on the purpose (basic or intensive care) the formulation might be used. The
literature and patent data have showed that cosmetics based on mineral salts solutions, as well as therapeutic mud, can be divided into three main groups according to the concentration of mineral components and product dispersal specification [6, 34, 38–44]. The first group of cosmetic formulations
contains high concentrations of natural mineral substances (more than 10%) and include face
and body mask which can be characterized as highly viscous disperse products. The second group includes masks, creams, serums (oil/water or water/oil emulsions) containing mineral salts in a concentration of 1–10%. The third group is represented by cosmetic formulations with a low concentration of salts in the range of 0.01–1% (cleansing milk, face creams, gels for the skin around the eyes, lotions, tonics). Highly concentrated Dead Sea, bischofite and brine solutions cause a decrease in the stability of cosmetic forms, resulting on their complicated manufacturing process and storage. The technological complexity of manufacture and low emulsion stability during storage due to the high ionic strength of the brine solution,which introduces certain restrictions on the salt content in the cosmetic formulations [34,42, 45–47]. The phenomena of the instability of emulsions containing mineral salts is explained by the lyophobic systems stability theory, theory DLVO (Derjaguin-Landau-Verwey Overbeek theory). According to DLVO theory the stabilization of emulsions or suspensions can be presented as a combined result of the interaction of attraction and repulsion forces between the droplets or particles, respectively, dispersed in a dispersion medium. Thus, oil/water emulsions are stabilized by the adsorption of an ionic surfactant on the surface of the oil droplets, which subsequently gains a positive
or negative charge. The occurred zeta potential contributes repulsion of the approaching particles. If repulsive forces prevail over the forces of attraction, the emulsion is stable [34, 48]. It should be noted that the magnitude of the zeta potential depends on the electrolyte concentration and ions valence in solution, for example, cations in the case of negatively charged emulsion. In systems containing in general a high concentration of electrolytes, and in particular, divalent ions (typical for mineral natural products with high salt content) electrostatic repulsion is substantially reduced [21, 37]. The data of the study of the model oil/water emulsions stability in the presence of supporting electrolyte – sodium chloride, used in cosmetic formulations as a viscosity regulator are presented. It was found that the zeta potential of the emulsion droplets produced by caprylic/capric triglyceride as the oil phase in the presence of emulsifiers
and nonionic and anionic nature falls from 5 mV to 45 mV after sodium chloride was added.This is associated with increasing ionic strength, and, as a consequence, contraction of the diffuse part of the double electrical layer, which leads to the rapid emulsion phase separation [49]. These physical and chemical processes occurring in emulsions (creams, lotions, masks) creates certain difficulties during the cosmetics emulsion formulations based on mineral salts development. It should take into account that
the cosmetic products must meet all criteria of stability for 1.5-3 years. In addition to these electrostatic interactions, high salt concentrations can lead the salting-out and precipitation of other components of the emulsion cosmetic formulation, which also may affect the stability during storage, and make the consistency and appearance changes the of the product [34, 46]. For solving the problem of instability of
cosmetic products in the presence of mineral salts several technological approaches can be used:– The use of nonionic surfactants (glyceryl stearate, cetyl alcohol, ceteareth-n, Montano,olive-1000, polysorbat);–Careful experimental selection of compatibility of the salt composition with the other components;– The use of polymer colloid to thicken and stabilize the system in particular emulsions;– The use of microencapsulates, nanoparticles, nanoemulsions, liposomes [24, 46, 48, 50]. The polymer colloid use to thicken and stabilize is a common method for stabilizing cosmetic emulsions in general, and particularly in compositions containing mineral salts. For example, in highly viscous dispersion – the cosmetics masks containing mud and high salt concentration (the first group of cosmetic products according to the proposed classification) polymers agents provide the desired consistency and stability [30, 51, 52]. Thicken agents used in creams brand «Ahava» are xanthan, polyvinylpyrrolidone, biosaccharid gum-1, hydroxyethyl cellulose, guar gum, etc. Polysaccharide-containing algae extracts of Laminaria, Fucus, and Ascophyllum are used with the similar function [10, 37]. Data research stability and efficacy of
cosmetic formulations with thermal water and mineral salts based on disaccharide gum 1 gel showed the highest stability and more pronounced moisturizing properties compared with containing thermal water cream gels on the basis of polyacrylate and creams emulsion [46]. At the same time, thickened polymers are the high molecular weight compounds, and are possible to intermolecular interactions and complex formations with ions that natural minerals contain. Mineral complexes are capable for forming coordination bonds (chelates) with magnesium and calcium ions due to donor-acceptor interaction between the metal ion and polymer ligand. Substitution of protons by metal ions and formation of ionic
bonds is also possible [45, 53]. This interaction should also be taken into account when creating cosmetics formulations. As an example, studies under the development of the bischofite mineral semisolid formulations for topical routes of administration can be mentioned. The compounds forming complexes by physical or chemical interactions with viscosity loss or complete destruction were selected and eliminated during research[21, 45]. It also should be noted very sensitive to fluctuations in pH and electrolytes and presence carbopol gels, a gelling agent, most often used in cosmetics. This should be taking into account when using the thermal waters, characterized by alkaline or acidic pH, as the aqueous phase for carbopol gel preparation [30, 51, 54]. The influence on cosmeceutical formulations stability the high electrolytes (magnesium and calcium) concentrations, it should be noted the presence of such components of natural mineral complex as iron II ions. Iron II ions are pro-oxidant compounds that trigger free radical chain reactions. The high concentrations of prooxidant availability in cosmetics emulsions
facilitate lipid peroxidation and vegetable oils rancidity. This product gets a sharp, unpleasant
odor and has the skin irritating properties[26, 29]. To solve this problem the purification of natural raw materials is used. For example, it can be mentioned that the use bischofite mineral, containing a number of impurities, in pharmaceutical practice is limited. One of the main bischofite impurities is iron, which is
contained in the mineral itself and misses as a result of corrosion of the metal pipe during its production. Taking this into account a method of bischofite purification has been proposed. The results showed a low toxicity level of the purified bischofite solution (LD50 for female rats was 6.3 ml/kg, and in males – 7.2 ml/kg, in comparison with the unpurified form below twice)[21]. Sulfides which are part of some of the
thermal waters, silt sulfide mud and brine lakes can engage in redox reactions. Additionally, hydrogen sulfide is characterized by an unpleasant odor, which impairs the organoleptic properties of the cosmetic product. In view of the foregoing, it should be noted that in the development of cosmetics formulations with mineral salts, including the choice of optimal mineral salt concentration, must include extensive tests on stability: colloidal stability, rheology tests, thermal conductivity and their change during storage. The rheological behavior of the cosmetic product after mineral complex addition and its stability under different temperature storage conditions (e.g., 8 °C, 20-25 °C, 37 °C, 45 °C) are usually studied [42, 43, 46, 47, 55]. Another limiting factor for mineral salt use in cosmetic formulation is their effect on skin moisture sense after application and the lack of tightness of the skin. This side effect is mostly pronounced in highly mineralized mud. They often used in mask form, compositions in which therapeutic mud is distributed in foundation (clay, gels, polysaccharides, talc, magnesium aluminum silicate) in this consequence. At the
same time, one of the benefits of thermal waters as cosmetics is their low salinity, providing a moisturizing effect without the existence of the skin dryness [26, 30]. On this basis, evaluation of moisturizing properties of cosmetic formulations based on mineral raw materials may be for optimal concentration selection. It is carried out practically using sensory tests on volunteers (volunteers questionnaires, subjective analyses), and objective analyses by instrument methods – measurements of aqueous content of the corneum stratum (corneometry)[6, 37, 46].Thus, the use of natural mineral raw materials in cosmetic formulations has an apparent efficacy in a variety of cosmetic problems, including acne, dry skin, aging, cellulite, atopic dermatitis, and psoriasis. Natural raw material that contain mineral salts, has a fairly wide resource base, including different natural sources (brine lakes, thermal water, bischofite mineral, etc.). At the same time, the development of new cosmetic products on the base of mineral salts is associated with the specifics of this group of raw materials (the ability to affect the stability of the formulation and the sensory properties of the finished product).
