Stabile Ölmischungen planen

In einer wirksamen, hautphysiologisch orientierten Hautpflege gehören Pflanzenöle mit einem hohen Anteil an ungesättigten Fettsäuren wie die 2-fach ungesättigte Linolsäure oder die 3-fach ungesättigten Fettsäuren alpha-Linolensäure und gamma-Linolensäure zu den effektivsten Ingredienzien. Sie sind in besonderer Weise geeignet, die strukturelle Integrität der Hautbarriere und die Ceramid-Synthese zu fördern sowie entzündliche Prozesse zu regulieren. Sie haben nur einen Nachteil: Sie sind oxidativ extrem anfällig für Photooxidation. Der Begriff »Photooxidation« bündelt Oxidationsreaktionen, die durch Licht ausgelöst werden. Dabei bilden sich zellschädigende Abbauprodukte, die die Hautalterung beschleunigen und Hautkrebs fördern können. In diesem Beitrag zeige ich Ihnen, wie wir diese wertvollen Pflanzenöle optimal nutzen und oxidativ stabile Ölmischungen planen können.

Eine der häufigsten Fragen, die mir Leserinnen und Leser stellen, ist die nach der oxidativen Stabilität von Ölen mit hohen Anteilen an ungesättigten Fettsäuren, sogenannten PUFAs, die Abkürzung für »Polyunsaturated Fatty Acids«. Der Begriff subsumiert die 2-fach ungesättigte Linolsäure und die 3-fach ungesättigte α-Linolensäure. 2007 kam ich das erste Mal mit dem Thema in Kontakt, da ich damals auch tagsüber und in sonnenexponierten Situationen Pflegeprodukte mit hohen Anteilen an ungesättigten Fettsäuren einsetzte – und mir auffiel, dass ich plötzlich, nach meinem Sommerurlaub, innerhalb kürzester Zeit vermehrt Pigmentflecken im Gesicht bekam. Ich berichtete in der Rührküche über meine Beobachtung. Bei einem persönlichen Besuch sprach ich Dr. Hans Lautenschläger (Dermaviduals^®) auf meine Beobachtung an und bat ihn um seine Einschätzung meiner Strategie, hochungesättigte Öle bevorzugt in die Nachtpflege auszulagern – er fand diese Gedankengänge schlüssig. Damals war die Datenlage in der Forschung zu diesem Thema noch sehr dünn; es gab vor allem allgemeine Studien zur Lichtinstabilität von PUFAs, jedoch keine, die ihren Einsatz in der Kosmetik thematisierten. Der Grund liegt nahe: In der konventionellen Kosmetikindustrie ist der Einsatz höherer Anteile an hochungesättigten nativen Pflanzenölen bis heute nicht üblich. Erst die zunehmende DIY-Kosmetik-Bewegung und die im Kontext entstandenen, von Laien betreuten Foren, Blogs und Social-Media-Gruppen führten zur intensiven Nutzung nativer Pflanzenöle zur Hautpflege.

Was sagt die Forschung heute?

Meine seit 2007 formulierte Empfehlung, tagsüber oxidativ stabile Produkte zu planen und die Vielfalt an wertvollen PUFAs in der Nachtpflege zu nutzen, hat meiner Haut deutlich gutgetan. Viele Frauen haben mir seitdem ihre Erfahrungen geschildert – dieses Konzept minimiert oxidativen Stress und versorgt die Haut mit allem, was sie benötigt, um gesund zu bleiben. Was aber hat sich in der Forschung getan?

Ich habe aus großem Eigeninteresse in den letzten Jahren viele Studien gelesen, die das Thema »Oxidative Stabilisierung von Ölen« berühren. Diese Studien prüfen natürliche Öle, aber auch fraktionierte Öle mit natürlichen Tocopherol- und Phytosterolgehalt und Esteröle auf ihre Eignung als stabilisierende Fettkomponente in Ölmischungen. Tatsächlich zeigen teilweise bereits geringe Anteile an Jojobaöl oder Wiesenschaumkrautöl von 5–10 % eine deutliche Schutzwirkung vor oxidativen Prozessen.^{1, 2}

Interessant ist eine Studie³, in der eine standardisierte Ölmischung mit hohem PUFA-Anteil in verschiedenen Kombinationen mit einem teilhydrierten, fraktionierten, mit Tocopherolen und Phytosterolen angereicherten Rapsöl auf ihre oxidative Stabilität getestet wurde. Den exakten Gehalt an der 2-fach ungesättigten Linolsäure und der 3-fach ungesättigten Linolensäure der »PUFA-Mischung« kontrollierten die Forscher durch die spezifische Mischung aller Ölkomponenten: »PUFA in the emollient mixture was standardized to 10% linoleic and approximately 1% linolenic acid«.

1. Test

Im ersten Testszenario wurden die jeweiligen Ölmischungen 8 Stunden einem durch eine Leuchtstoffröhre simuliertem Tageslicht bei Hauttemperatur und freiem Sauerstoffkontakt ausgesetzt. Der jeweilige Peroxidwert wurde durch Messung der sogenannten »primären Oxidationsprodukte« bestimmt, das heißt der Höhe der zunächst messbaren Hydroperoxide, wenn der Sauerstoff die ungesättigten Doppelbindungen angreift und ein freies Radikal bildet. Er wird in der sogenannten Peroxidzahl (POZ) ausgedrückt. Diese Hydroperoxide sind üblicherweise nur messbar, man kann sie nicht riechen oder schmecken. Nach einiger Zeit zerfallen sie und bilden »sekundäre Oxidationsprodukte« wie Ketone, Aldehyde u. a., die erst den typischen, ranzigen Geruchs- und Geschmackseindruck bewirken.

In diesem ersten Test zeigte sich ein stabilisierender Effekt des Rapsöls nur dann, wenn der Anteil an PUFAS einen bestimmten, kritischen Prozentsatz nicht überschritt:

The photo-oxidation rate at body temperature and mild UV radiation increases rapidly when the linoleic acid content exceeds 10% in the mixture. 

Alander, Jarl et al: Cosmetic emollients with high stability against photo-oxidation. In: Lipid Technology, Oktober 2006, Volume 18, No. 10, S. 228

Am stärksten stieg die Oxidationsrate, wenn die Mischung neben den PUFA nur Neutralöl enthielt, auch wenn eine α-Tocopherolzugabe diesen Anstieg gegenüber reinem Neutralöl erwartungsgemäß leicht mindern konnte. Der POZ-Wert war dennoch stark erhöht.

In einem weiteren Versuch wurde in Mischungen mit einem Linolsäuregehalt von 8 % der Anteil an der 3-fach ungesättigten α-Linolensäure bis auf 10 % erhöht. Bereits die Kombination aus 8 % Linolsäure und 5 % Linolensäure zeigte eine stark erhöhte Oxidation der Hautzellen:

There is a rapid increase in oxidation rate when the total linoleic acid content exceeds about 8%, corresponding to approximately 10% of PFO [Passionsfruchtsamenöl] in the mixture. Similarly, a rapid increase in oxidation rate occurs at about 5% of linolenic acid, corresponding to 10% of GPO [»Gold of pleasure«, Leindottersamenöl] in the mixture. In the latter case, the mixture also contains about 8% of linoleic acid which also contributes strongly to the oxidative behaviour. 

a. a. O., S. 229

2. Test

Das zweite Testszenario untersuchte, inwieweit das oben beschriebene Rapsöl und Neutralöl in Mischungen mit der standardisierten Ölmischung mit hohem PUFA-Anteil fähig ist, Hautzellen vor oxidativen Schäden zu schützen. Gemessen wurde die Oxidation von Proteinen einer Hautzellenkultur und die Höhe der Freisetzung eines Enzyms, das eine Aussage über den Zustand der Zellmembrane und ihrer Lebensfähigkeit erlaubt.

Interessant an den Ergebnissen ist: Das mit Tocopherolen und Sterolen angereicherte fraktionierte Rapsöl zeigte tatsächlich einen guten Schutzeffekt vor Photooxidation, während Neutralöl nicht geeignet war, Hautzellen vor Photooxidation zu schützen – im Gegenteil wurde gegenüber der Kontrolle (also den Hautzellen ohne jegliche Behandlung) ein noch höherer Oxidationswert gemessen. Dies verwundert nicht, da ungesättigte Fettsäuren in der Ölmischung enthalten sind.

Die Forscher interpretieren das Ergebnis so, dass insbesondere der hohe Gehalt an natürlichen Tocopherolen und Phytosterolen im Rapsöl zellschützende Wirkungen zeigt. Beide Testszenarien zeigen jedoch gleichzeitig: Auch bei Vorhandensein natürlicher Tocopherole und Phytosterolen »greift« der photooxidative Schutz in einer Ölmischung nur dann, wenn der PUFA-Anteil eine kritische Höchstgrenze nicht überschreitet. Gemäß dieser Studie sind dies 10 % Linolsäure bzw. 5 % Linolensäure.

Die Aussagekraft und Übertragbarkeit von Studien zu bewerten ist grundsätzlich nicht leicht, dessen sollten wir uns bewusst sein. Nehmen wir die Ergebnisse daher einfach als Orientierung und formulieren wir einige Schlussfolgerungen, die einen hohen Validitätswert haben. Ich verzichte an diesem Punkt gezielt auf konkrete Werte:

• Ölmischungen lassen sich oxidativ stabilisieren, indem bestimmte oxidativ stabile Öle eingeplant werden. Diese Öle zeichnen sich durch primär gesättigte und einfach gesättigte Fettsäuren aus.
• Ölmischungen lassen sich oxidativ stabilisieren, indem Tocopherole ergänzt werden.
• Öle mit natürlichen Tocopherolen können Hautzellen vor lichtinduzierten Schäden stärker schützen als Öle ohne Tocopherole.
• Ölmischungen mit natürlichen Tocopherolen sind oxidativ stabiler als solche mit zugesetztem isolierten α-Tocopherol.
• Die Jodzahl eines Öls alleine trifft keine Aussage über seine Fähigkeit, eine Ölmischung oxidativ zu stabilisieren oder Hautzellen vor oxidativem Stress zu schützen.

Extrem wichtig erscheint mir jedoch folgendes Ergebnis, und diese deckt sich mit meinen Erfahrungen:

Alle oxidationsprotektiven Maßnahmen setzen voraus, dass der Anteil an PUFAS in einer Ölmischung eine gewisse Höchstgrenze nicht überschreitet.

Was folgt aus diesen Aussagen? Schauen wir weiter:

Lässt sich die oxidative Stabilität berechnen?

Eine Kundin schrieb mich vor einiger Zeit an und bat mich um eine Einschätzung. Ihre Frage zielte auf einen tatsächlich online öffentlich verfügbaren »Jodzahlrechner«, der es erlaubt, verschiedene Öle in ihren prozentualen Anteilen einzugeben und die Jodzahl der Mischung als arithmetischen Mittelwert zu berechnen. Der Rechner gestattet darüber hinaus die Eingabe von »Tocopherolen« (welche, steht nicht zur Wahl, auch die zugesetzte Menge bleibt offen), deren Zusatz den mathematischen Mittelwert der Jodzahl noch einmal um 30 % verringert. Dieser Wert wird vom Autor des Rechners als »stabilisierte Jodzahl« bezeichnet. Im begleitenden Text »wird empfohlen, für Kosmetik die im Sonnenlicht angewendet wird (Tagescremen, Sonnenkosmetik,…) die Jodzahl bei max. 130 zu halten, da sonst die Stabilität (Ranzverhalten) leiden kann«.

Das Konzept dahinter klingt logisch – nur funktioniert es leider nicht.

Ich werde als Beispiel eine Kombination aus 10 % Passionsfruchtsamenöl (Jodzahl: ca. 140) und 90 % Neutralöl (Jodzahl: max. 1) berechnen. 10 % Passionsfruchtsamenöl entsprechen gemäß obiger Studie³ einem Linolsäuregehalt von 8 % in der Mischung und damit dem im Test erwiesenen Höchstwert an PUFAs, bei dem selbst ein mit Tocopherolen und Phytosterolen angereichertes Rapsöl keine oxidative Schutzwirkung mehr zeigte.

Die Jodzahl der Mischung berechnet sich so: 
(1 Teil x Jodzahl 142) + (9 Teile x Jodzahl 1) = 142 + 9 = 151
geteilt durch (10) Teile = 15,1
Die »stabilisierte Jodzahl« beträgt ca. 10.

Die Jodzahl der 2. Mischung berechnet sich so: 
(9 Teile x Jodzahl 142) + (1 Teil x Jodzahl 1) = 1278 + 1 = 1279
geteilt durch (10) Teile = 127,9
Die »stabilisierte Jodzahl« beträgt ca. 85,3.

Was können wir daraus folgern? Vor allem eins:

Man kann die Stabilität einer Ölmischung nicht auf Basis ihrer Jodzahl berechnen.

Die Stabilität einer Ölmischung lässt sich seriös nur experimentell ermitteln, weil verschiedene Faktoren in einander greifen und sich gegenseitig beeinflussen: Die Fettsäuremuster der Öle, der prozentuale Anteil an ungesättigten Fettsäuren und Fettbegleitstoffen, der oxidative Status der Öle zum Zeitpunkt der Verwendung, eventuell vorhandene öleigene Prooxidantien wie Metalloxide, Chlorophyll und freie Fettsäuren, externe Zusätze an diversen Antioxidantien, die Stärke der Lichtexposition, um nur einige zu nennen. Die Jodzahl alleine und ein hinsichtlich Menge und Art nicht näher definierter Zusatz an Tocopherolen ist völlig ungeeignet, um von ihr auf das Verhalten einer Ölmischung unter Lichtexposition und Sauerstoffkontakt zu schließen.

Hinzu kommt, dass die Oxidation von Fetten nicht linear, sondern exponentiell erfolgt: Einmal initiiert steigt die Oxidationskurve ab einem bestimmten Punkt steil an. Aussagen über die oxidative Stabilität von Ölen oder Mischungen können daher immer nur Annahmen sein. Ich kann daher nur dringend davor warnen, mit diesem Rechner zu arbeiten und sich auf die reine Jodzahl einer Ölmischung zu verlassen. Die Aussagen des Jodzahlrechners vermitteln eine Sicherheit, die nicht existiert. Im Gegenteil besteht die Gefahr, dass Sie ihre Haut nicht nur unnötigem oxidativem Stress aussetzen, sondern ernsthafte Hautschäden provozieren.

Sehr sinnvoll ist, eine kleine Menge an Ölen mit sehr hohem Tocopherolgehalt einzuplanen, da diese natürlichen Tocopherole besonders effektiv wirken, z. B. Sanddornfruchtfleischöl, Sanddornkernöl oder Weizenkeimöl.

Sonnenschutzprodukte

Bisher sprachen wir von Produkten, die als Tagespflege konzipiert sind. Ausdrücklich als Sonnenpflegeprodukt konzipierte Formulierungen werden ausschließlich auf Basis hochstabiler Öle geplant: Jojobaöl, Wiesenschaumkrautöl, Esteröle, Squalan. Hier gilt es, jegliche oxidative Belastung der Haut so klein wie möglich zu halten. Ein Zusatz an gemischten Tocopherolen und Phytosterolen unterstützt dieses Konzept. Abends nach dem Sonnenbad können Pflegeemulsionen oder -Öle mit ungesättigten Fettsäuren gerötete und strapazierte Haut beruhigen.

Mischungen für den Tag und die Nacht

Die wichtigste Erkenntnis, die uns hilft, Pflanzenöle mit mehrfach ungesättigten Fettsäuren mit höchster Effektivität für unsere Haut zu nutzen, ist: Wir verwenden sie hoch konzentriert als Nachtpflege. Das ist meine Empfehlung seit sehr vielen Jahren. Diese Entscheidung ist so einfach wie wirkungsvoll. Wenn wir die Kernfunktion von Hautpflegeprodukten mit Blick auf ihre optimale Anwendungssituation definieren, können wir zwei Gruppen unterscheiden (die Fotos sind exemplarisch gewählt, Sie können auch reine Ölmischungen oder ein 2-Phasen-Produkt verwenden statt einer Emulsion):

Manche Frauen berichten mir, dass sie Ölmischungen mit höheren Anteilen an Ölsäure und gesättigten Fettsäuren als unangenehm empfinden oder dass diese sogar unerwünschte Hautreaktionen auslösen. In diesem Fall können Sie auf Öle der Ölgruppe B-2 zurückgreifen. Hier steht dem Ölsäureanteil immer ein ca. ebenso ausgeprägter Linolsäureanteil gegenüber. Kombiniert mit Jojoba-, Wiesenschaumkrautöl und Squalan ergibt dies stabile Ölmischungen für den Tag. Auf Wunsch können Sie 5–10 % an oxidativ instabilen Ölen einplanen. Das sind im Wesentlichen Wirkstofföle der Gruppen W-1, W-2 und W-3, umfasst jedoch auch die linolsäure-betonten Öle der Gruppe B-3. Mein Rat lautet jedoch immer: Diese Pflege-Schätze bevorzugt in die Nachtpflege auslagern – Ihre Haut wird es Ihnen danken.

Die Kosmetikindustrie setzt Öle mit mehrfach ungesättigten Fettsäuren bevorzugt nur in geringen Mengen ein, vor allem, weil diese speziellen PUFA-reichen Öle ein enormer Kostenfaktor sind. Selbst wenn das »Wildrosenöl« in den INCI-Angaben eines Kosmetikums werbewirksam an 3. oder 4. Stelle steht, wird sein Anteil in der Regel nur 1 % oder weniger betragen und liegt damit in einem sicheren Bereich. Andere Hersteller, die höher dosierte Produkte im Portfolio haben, empfehlen ihren Kunden explizit, essentielle Fettsäuren »abends oder am Tage auftragen, wenn keine Strahlungsbelastung zu erwarten ist«.⁷ Wiederum andere Firmen, insbesondere »junge« Firmen haben spezielle Öle für die Nachtpflege entwickelt, teilweise durch meine beratende Unterstützung. Was 2007 mit einer Beobachtung begann, prägt heute eine moderne, verantwortungsvolle und hautphysiologische Naturkosmetik.

Quellen

1. Mixture of vegetable oils based on jojoba oil and cosmetic compositions comprising the mixture. Patent US-4437895-A.
2. T. A. Isbell, T.P. Abbott, K. D. Carlson: Oxidative stability index of vegetable oils in binary mixtures with meadowfoam oil. In: Industrial Crops and Products, Volume 9, Issue 2, January 1999, Pages 115-123
3. Alander, Jarl et al: Cosmetic emollients with high stability against photo-oxidation. In: Lipid Technology, Oktober 2006, Volume 18, No. 10: 226–230
4. J. C. Evans, D. R. Kodali, P. B. Addis Optimal tocopherol concentrations to inhibit soybean oil oxidation. In: Journal of the American Oil Chemists‘ Society volume 79, pages 47–51 (2002)
5. Maria Jerzykiewicz, Irmina Ćwieląg-Piasecka, Adam Jezierski: Pro- and Antioxidative Effect of α-Tocopherol on Edible Oils, Triglycerides and Fatty Acids. In: Journal of the American Oil Chemists’ Society, 2013 Jun; 90(6): 803–811.
6. Produktinformation zu Cosphaderm^® T-70 NON GMO ECO (Quelle)
7. Hans Lautenschläger: Ressourcen der Natur – Pflanzliche Öle im Rahmen der Hautpflege. In: Kosmetik International 2019 (4), 30-33

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