Использование лечебной грязи при изготовлении ферментированной косметической маски

Проблема эстетики внешности человека всегда была актуальна во всем мире. Для решения проблемы разрабатывались косметические средства. Однако, не все косметические средства являются эффективными. Косметические средства, в составе которых содержатся синтетические ингредиенты, не безопасны для здоровья человека.

Для разработки новых косметических средств необходимо подобрать компоненты с нужными свойствами. Для этого проводятся исследования разных способов получения натуральных экстрактов, и выбирается наиболее эффективный способ.

Вне сомнения популярна натуральная и органическая косметика, содержащая ингредиенты натурального происхождения, в частности, For citation

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License ферментированные косметические средства. Интерес к ним пришел из Японии, затем производством ферментированной косметики стали заниматься и в Южной Корее. В основе изготовления ферментированных косметических средств лежит брожение натурального сырья бактериями или дрожжами. С процессом брожения человек знаком многие тысячи лет: приготовление кисломолочных продуктов, хлебного теста, вина, квашение овощей и сыроделие.

Как известно, брожение - метаболический процесс, при котором регенерируется аденозинтрифосфат (АТР), а продукты расщепления органического субстрата могут служить одновременно и донорами и акцепторами водорода [1-2]. В процессе ферментации, которая является частью сложного процесса брожения, микроорганизмы выделяют ферменты, которые расщепляют сложные органические вещества на более простые, легко усваиваемые кожей. Также образуются другие целевые продукты -аминокислоты, витамины, антиоксиданты, благотворно влияющие на кожу [2].

Различают разные типы брожения: спиртовое, молочнокислое, пропионовокислое, муравьинокислое, маслянокислое и уксуснокислое брожение [3].

Наибольший интерес представляет пропионовокислое брожение. Поэтому нами предложен способ изготовления косметических масок, состоящий из лечебной грязи и творожной сыворотки, ферментированной пропионовокислыми бактериями (ПКБ) Propi-onibacterium shermanii.

Лечебную грязь довольно часто применяют в качестве домашнего косметического средства [4-7]. Однако, противопоказания и сроки их хранения недостаточно изучены [8-9], в связи с чем возникает актуальная задача разработки и исследования оптимального состава косметических средств, содержащих компоненты природной грязи.

Известны исследования в других странах по созданию лечебных мазей и косметических масок с содержанием лечебной грязи в определенном соотношении с основой и лекарственными веществами [4]

Цель работы - разработка биотехнологического способа получения косметической маски на основе ферментированной творожной сыворотки в присутствии лечебной грязи и выбор методов и средств контроля.

В ходе исследования решены следующие задачи:

• 1)    определение доминирующих микроорганизмов в лечебной грязи;

• 2)    определение микробиологических и физико-химических показателей образцов, ферментированной творожной сыворотки чистой закваской Propionibacterium shermanii в присутствии лечебной грязи;

• 3)    составление рецептуры получения ферментированного косметического продукта, обогащенного биологически-активными веществами (БАВ) и микроэлементами лечебной грязи и содержащего метаболиты пропионовокислых бактерий.

Материалы и методы

В качестве основного сырья для изготовления косметической маски использовалась лечебная грязь курорта Киран в Республике Бурятия. По литературным данным лечебная грязь характеризуется повышенной щелочностью [7,10]. Также из литературных источников известно, что вода горько-соленая гидрокарбонатно-хлоридная, магниево-натриевая с минерализацией 3 г/л, рН = 9. Рапа озера содержит бром, мета-борную кислоту, сероводород, сульфид железа. Мощность грязевых пластов доходит до 2 метров, минерализация грязевого раствора колеблется от 24, 2 до 93,8 г/л, рН - (8,0-9,1) [11].

Ферментация проводилась в осветленной творожной сыворотке с использованием чистой закваски Propionibacterium shermanii [12-15].

Творожная сыворотка содержит большое количество биологически активных веществ, преимущественно белковой природы [16]. По своему составу творожная сыворотка отличается от молока только отсутствием казеина, который в кислой среде образует хлопья. Главными белками сыворотки являются лактоглобулин, лактоальбумин, бычий сывороточный альбумин и иммуноглобулин. В составе этих белков обнаружен полный набор незаменимых аминокислот, в том числе и аминокислоты с разветвленной цепью, играющие важную роль в энергообеспечении мышечной ткани.

Микробиологические показатели определяли стандартным и общепринятым в исследовательской практике методом: количество клеток пропионовокислых бактерий определяли по ГОСТ Р 56139 [17]. В качестве питательной среды была использована гидролизатно-молочная ГМС (ТУ 10-02-02-789-192-95) [18].

Активную кислотность (рН) определяли на милливольтметре марки рН-121.

Результаты и обсуждение

При определении доминирующих микроорганизмов в лечебной грязи по морфологическим, культуральным и физиологическим признакам было установлено, что в лечебной грязи оз. Киран доминирующими являются бактерии рода Bacillus [7,19]. Поэтому для стерилизации лечебной грязи использовали УФ лучи. Обработку проводили в тонком слое в течение 30 минут. После стерилизации проводилась проверка на чистоту высевом на МПА.

Рост ПКБ при ферментации в зависимости от количества лечебной грязи и пастеризованной творожной сыворотки определялись при следующих соотношениях: 4; 10; 12% лечебной грязи от объема питательной среды (таблица 1).

Таблица 1.

Влияние лечебной грязи оз. Киран на рост пропионовокислых бактерий и рН среды при ферментации в течение 6 часов

Table 1.

The influence of the healing mud of the lake. Kiran on the growth of propionic acid bacteria and the рН of the medium during fermentation for 6 hours

Содержание лечебной грязи, % от объема питательной среды The content of therapeutic mud,% of the volume of the nutrient medium	Контроль Control	4	10	12
КОЕ/см3	48×108	50×108	82×108	68×108
рН	4,8	5,0	5,8	6,2

Ферментацию проводили глубинно при температуре (30 ± 0,5)℃ в течение 6 часов.

Сравнительный анализ динамики роста ПКБ показал, что рост клеток зависит от содержания лечебной грязи. Максимальное количество клеток в культуральной жидкости при добавлении лечебной грязи приходится на 10% содержание лечебной грязи от объема питательной среды и составляет 82×108 единиц. Количество клеток в контрольном образце составило 48×108 единиц.

Таким образом, для получения ферментированного косметического средства содержание лечебной грязи в творожной сыворотке должно быть не менее 10% от объема питательной среды, так как при данном количестве наблюдается максимальная биомасса ПКБ и в результате увеличивается количество продуктов жизнедеятельности. Использование концентрации лечебной грязи выше 10% от объема питательной среды нецелесообразно, так как будет увеличиваться рН среды, а количество ПКБ уменьшаться, что повлияет на косметический эффект маски.

Количественный учет клеток проводили через 2; 4, 6 и 10 часов ферментации (таблица 2).

По результатам полученных данных выявлено, что при ферментации увеличивается количество клеток ПКБ и уменьшается рН среды. При продолжительности ферментации до 10 часов количество ПКБ уменьшается.

Поскольку в процессе культивирования ПКБ выделяют в среду пропионовую и уксусную кислоты, минорные органические кислоты, то добавление лечебной грязи регулирует рН среды, что оказывает положительное влияние на рост ПКБ. Кроме того, лечебная грязь обладает богатым составом микроэлементов, минералов, солей, гормонов и биологически активных веществам [8–10, 20].

Таблица 2.

Зависимость общего количества пропионовокислых бактерий (КОЕ) и рН среды от продолжительности ферментации творожной сыворотки

Table 2. Dependence of the total number of propionic acid bacteria (CFU) and the рН of the medium on the duration of fermentation of curd whey

Образец Sample	Продолжительность ферментации, ч Duration, h	КОЕ, 108	рН
Ферментация творожной сыворотки с добавлением лечебной грязи Fermentation of curd whey with the addition of therapeutic mud	2	20	6,0
	4	38	5,9
	6	82	5,8
	10	66	5,5
Ферментация чистой творожной сыворотки без лечебной грязи Fermentation of pure curd whey without therapeutic mud	2	10	5,4
	4	20	5,0
	6	48	4,8
	10	20	4,3

Обогащение косметических средств, предложенной нами средой, содержащей лечебную грязь с творожной сывороткой, несомненно, улучшает качество косметических средств и оказывает благоприятное воздействие на кожу.

По результатам исследования составлена рецептура изготовления косметической маски на основе ферментированной сывороточной смеси с добавлением лечебной грязи:

• а)    ферментация творожной сыворотки в присутствии лечебной грязи;

• б)    добавление в ферментированную смесь кедрового масла в количестве 10% от общего объема;

• в)    гомогенизация полученной смеси со скоростью 1000 об/мин в течение 30 с;

• г)    добавление в готовую смесь глицерина в количестве 10–12% от общего объема, согласно рецептуре изготовления косметических масок, с последующей гомогенизацией в течение 30 с;

• д)    добавление термически обработанной бентонитовой глины в готовую смесь для стабилизации системы в соотношении 1:0,1;

• е)    гомогенизация смеси со скоростью 1000 об/мин в течение 60 с;

• е)    внесение в смесь натуральных поверхностно-активных веществ в количестве 1% от объема питательной среды и несколько капель эфирного масла для улучшения запаха.

Таблица 3.

Органолептические и физико-химические показатели

Table 3.

Organoleptic and Physicochemical indicators

Показатель Indicator	Характеристика Characteristic
Внешний вид	Гомогенная кремообразная масса Homogeneous creamy mass
Цвет | Color	Светло бежевый | Light beige
Запах | Aroma	Кисловато-хвойный (терпкий) Acidic-coniferous (tart)
Количество сухого вещества, % Amount of dry substance, %	4,0 - 5,0
рН (20%)	6,0 - 7,0
Вязкость, с, (при 25 ℃) Viscosity, s, (at 25 ℃)	72

Готовую смесь контролировали по следующим показателям: микробиологическим, физико-химическим, органолептическим (таблица 3).

Результаты исследования показали отсутствие посторонней патогенной микрофлоры, а содержание ПКБ составило 1×108.

Пробные экземпляры полученной косметической маски показывают неплохие результаты: увлажнение и питание кожи, повышение упругости и эластичности, улучшение цвета лица и разглаживание мелких морщин.

Заключение

Разработанная ферментированная косметическая маска с добавлением лечебной грязи согласно рецептуре с использованием различных вносимых ингредиентов, по своим органолептическим, физико-химическим и микробиологическим характеристикам имеет уникальные показатели. Благодаря добавлению лечебной грязи при ферментации в осветленной творожной сыворотке среда обогащается биологически активными веществами, микроэлементами, солями, гормонами лечебной грязи и метаболитами ПКБ. Такая среда может быть основой для любых косметических средств.