Darf es etwas weniger sein?

Dossier »Emulsionen herstellen« Special Teil 1

Eine der drängendsten Fragen, die mich vor über 15 Jahren in Anspruch nahm, war die nach einer verlässlichen »Formel« für die optimale Berechnung der Emulgator-Konzentration. Haben Sie sich auch schon einmal gefragt, warum man von dem einen Emulgator 3 %, von dem anderen 5 % nimmt? Nun – mich beschäftigte diese Frage sehr, und ich versuchte, ihr auf den Grund zu gehen. Geholfen hat mir ein Blick in die Chemie von Emulgatoren.

Die Produkte, die wir als Emulgatoren kaufen, sind sehr unterschiedlich komponiert und unterscheiden sich deutlich in der Art, wie sie Konsistenz bilden, bei welcher Temperatur sie optimal die Grenzflächen der inneren Phase belegen, auf pH-Werte reagieren, wie sie sich auf der Haut anfühlen. Wenn wir uns einmal genauer betrachten, wie sie im Einzelnen aufgebaut sind, kann man dahinter ein Konzept entdecken, mit dem wir im wahrsten Sinne des Wortes rechnen können.

Betrachten wir exemplarisch folgende O/W-Emulgator-Typen:

Da haben wir den beinahe »puren« Emulgator, stark hydrophil (also wasserliebend) mit hoher Emulgierkraft: Cetearyl Glucoside, das wir als TEGO® Care CG 90 kaufen. Mit 1–1,5 % Einsatzkonzentration erhalten wir wunderbar leichte Emulsionen – allerdings solo eingesetzt ohne jede Konsistenz. Wollen wir eine cremige Textur, helfen 3–4 % Konsistenzgeber wie Cetylalkohol oder Cetearylalkohol.

Dann haben wir Mischemulgatoren wie Montanov™ 68, zusammengesetzt aus eben dem Cetearyl Glucoside, das wir kurz vorher genannt haben, und Cetearylalkohol. Dieser Emulgator ist demnach ein Kombiprodukt aus dem stark hydrophilen Emulgator (ca. 23 %) und einem Fettalkohol, der koemulgiert und Konsistenz gibt (ca. 77 %). Montanov™ 68 wird laut Datenblatt um die 4–5 % dosiert– und nun ist es ein reines Rechen-Exempel: mit 4 % Montanov™ 68 erreichen wir also ein vergleichbares Ergebnis wie mit 1 % TEGO® Care CG 90 und 3 % Cetearylalkohol in Kombination.

Schließlich gibt es Emulgatoren auf Basis sogenannter Fettsäureester mit einem geringen Anteil Seife – richtig, Seife, denn Alkalistearat ist nichts anderes als das Salz der Stearinsäure. Seifen sind sehr stark hydrophil und haben eine ausgezeichnete Emulgierfähigkeit. Unser Glycerinstearat SE weist diesen Seifenanteil auf, daher ist es selbstemulgierend. Der größte Teil dieses Emulgators besteht primär aus Mono-Estern (Glycerin-Molekülen mit einer Fettsäurekette) und Di-Estern (Glycerin-Molekülen und zwei Fettsäureketten), die schwach emulgieren und Konsistenz geben. Diese Emulgatortypen ergeben daher, ähnlich wie Montanov™ 68, bei einer Dosierung von ca. 5 % eine gewisse Grundkonsistenz. Um stabil zu bleiben, profitieren sie jedoch von einem Zusatz an Fettalkoholen oder Wachsestern.

Konsequenzen für die Rezeptplanung

Was bedeutet dies für die Planung einer Rezeptur und für die Arbeitsweise des Emulsions-Rechners? Nun, diese Erkenntnisse bedeuten zunächst, dass wir die emulgierende Funktion eines Produkts (also des Emulgators) von seiner konsistenzgebenden trennen sollten. Wenn man dies tut, wird verständlich, warum wir von TEGO® Care CG 90 nur 1– 1,5 %, von Montanov™ 68 jedoch 5 % benötigen. Ersterer ist ein purer Emulgator ohne Konsistenzgeber (die wir bei Bedarf hinzurechnen müssen), letzterer ein bequemes Kombiprodukt, das zuverlässig und ohne weitere Fettalkohole stabile Emulsionen zaubert, aber eben mit 5 % dosiert wird. »Unter der Haube« ist der Anteil an reinem Emulgator vergleichbar.

Dieses gedankliche Modell berücksichtigt eine Gesamtmenge an emulgierenden Substanzen (ich spreche nun absichtlich nicht von »dem« Emulgator), die zusammen stabile Emulsionen erzeugen und einen Spielraum für eine gewünschte Konsistenz geben. Es ermöglicht leichte Cremetexturen, die, auch wenn man den Spielraum ausschöpft, hautpsysiologisch orientiert sind und dennoch die Freiheit lassen, aus der angebotenen Liste einen Emulgator auszuwählen, der geringer dosiert werden kann und dadurch weniger Konsistenzgeber mitbringt. Wer darüber hinaus Konsistenz wünscht, kann sich der üblichen Verdächtigen bedienen: Fettalkohole, Stearinsäure, Glycerinstearat (nicht selbstemulgierend), Wachse, Buttern – und, als haptisch leichte Alternative – Siligel®, Cosphaderm® 34, Solagum® AX. Bitte dosieren Sie nicht den Emulgator höher! Der Grund ist: damit erhöhen Sie auch den Anteil an hydrophilen Emulgator-Anteilen, die stärker mit der Barriereschicht des Stratum corneum (der Hornschicht) interagieren. Die genannten Konsistenzgeber sind milder und weniger reaktiv.

Zusammengefasst bedeutet dies: Wir nutzen bei der Dosierung eines Emulgators einen Spielraum, der seine emulgierende Komponente + einen auf Wunsch ergänzbaren sinnvollen Koemulgator-Anteil berücksichtigt (der durchaus schon Teil des verwendeten Emulgators sein kann) – oder wir lassen diesen Koemulgator-Anteil gezielt fort. Eine Emulsion mit 20 % Fettphase und 1,5 % TEGO® Care CG 90 zaubert (mit 0,2 % Gelbildner kombiniert) einen Hauch von Lotion, die in keiner Weise weißelt; es ist nicht notwendig, mit Konistenzgebern auf die angegebenen möglichen 5 % »Emulgator« aufzustocken. Man darf es. Die Emulsion wird zur leichten Creme, bleibt jedoch darüber hinaus in der Konzentration an emulgierenden Stoffen im hautphysiologisch sinnvollen Bereich.

Ein weiterer Faktor hilft, Emulgatormengen einzusparen, wenn man leichtere Emulsions-Texturen in Kauf nimmt: Nach meiner hier beschriebenen Formel reduziert sich der notwendige Anteil des Emulgators relativ proportional mit Ansteigen des Fettphasenanteils. Das ist möglich, weil eine Erhöhung der Fettphase die eingelagerten Wassertröpfchen per se »bewegungsloser« macht, sie sozusagen immobilisiert und sie eine geringere Tendenz zeigen, zusammenzustoßen und sich wieder zu großen Tropfen zusammenzuschließen. Konkret bedeutet dies: Bei einer Emulsion mit 30 % Fettphase nehmen Sie z.B. 5 % Montanov™ 68 (und damit 17 % Emulgator auf die Fettphase gerechnet), bei einer Emulsion mit 40 % Fettphase 6 % Montanov™ 68 – absolut mehr, aber relativ zur Fettphase nur noch 16 %.

In meinen Basisrezepturen orientiere ich mich an den klassischen »20 % auf Fettphase«, die einen guten Kompromiss zwischen Hautverträglichkeit, Stabilität und Haptik bieten – an ihnen ist nicht falsch. Mit ihnen gelingen auch Einsteigern wunderbare erste Produkte.

Heike
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