Gliceryna (glicerol) jest jednym z najczęściej stosowanych surowców w kosmetykach do pielęgnacji skóry i włosów. Z chemicznego punktu widzenia jest to mała, silnie hydrofilowa cząsteczka z trzema grupami hydroksylowymi, która łatwo tworzy wiązania wodorowe z wodą. W praktyce przekłada się to na wysoką skuteczność w nawilżaniu warstwy rogowej naskórka oraz na szeroką kompatybilność z typowymi układami kosmetycznymi.
Funkcje technologiczne gliceryny
Gliceryna jest surowcem, który pełni jednocześnie role sensoryczne i technologiczne. W fazie wodnej działa jako modyfikator lepkości i nośnik dla części substancji hydrofilowych. Gliceryna może też zmniejszać ryzyko wytrącania się kryształów niektórych składników i wspierać utrzymanie jednorodnej, stabilnej struktury produktu. W produktach myjących bywa wykorzystywana do łagodzenia odczucia ściągnięcia po zastosowaniu surfaktantów, natomiast w emulsjach wpływa na reologię i odczucie aplikacyjne, zwiększając poślizg i redukując suchość filmu na skórze.
Jak działa mechanizm nawilżania gliceryny?
Podstawową rolą gliceryny w kosmetykach jest działanie humektantowe, czyli zdolność wiązania i zatrzymywania wody w warstwie rogowej naskórka. Dzięki obecności trzech grup hydroksylowych gliceryna intensywnie wiąże cząsteczki wody, zwiększając uwodnienie korneocytów oraz poprawia elastyczność i miękkość skóry. Efekt ten jest zwykle odczuwalny jako redukcja szorstkości i napięcia skóry, szczególnie po myciu lub w okresach zwiększonego przesuszenia.
W odróżnieniu od części emolientów, gliceryna nie tworzy sama w sobie filmu okluzyjnego (ochraniającego naskórek poprzez tworzenie warstwy protekcyjnej), dlatego jej działanie jest najsilniejsze, gdy występuje w razem z składnikami lipidowymi ograniczającymi odparowywanie wody.
Wpływ gliceryny na barierę naskórkową
W literaturze naukowej gliceryna jest także opisywana jako składnik wspierający funkcjonowanie bariery naskórkowej, a poprawa nawodnienia tej warstwy wpływa na jej właściwości mechaniczne, zmniejsza podatność na uszkodzenia, a także może przyspieszać odtwarzanie integralności bariery po jej naruszeniu.
W praktyce kosmetycznej przekłada się to na wykorzystanie gliceryny w produktach do skóry suchej, odwodnionej, wrażliwej, oraz w dermokosmetykach przeznaczonych do codziennej pielęgnacji w warunkach obciążenia środowiskowego. Należy jednak pamiętać, że realny wpływ na TEWL (transepidermal water loss, oznaczający przeznaskórkową utratę wody) i odczucie komfortu zależy od całej formulacji, a nie wyłącznie od obecności gliceryny.
Jak dobrać stężenie gliceryny w kosmetykach?
Dobór stężenia gliceryny jest jednym z najważniejszych etapów projektowania receptury, ponieważ decyduje o bilansie między efektem nawilżającym, lepkością oraz stabilnością mikrobiologiczną.
- W produktach takich jak lekkie kremy czy sera nawilżające, typowe stężenia mieszczą się najczęściej w zakresie około 2–10%.
- W kremach i balsamach do ciała gliceryna bywa stosowana częściej w zakresie około 5–15%, a w produktach intensywnie nawilżających nawet do około 20%. Wraz ze wzrostem stężenia rośnie zdolność wiązania wody, ale równolegle zwiększa się ryzyko lepkości, uczucia „ciągnięcia” oraz mniej komfortowego odczucia na skórze w warunkach niskiej wilgotności powietrza.
- W produktach takich jak żele pod prysznic czy preparaty do mycia twarzy, gliceryna może występować w podobnych, a czasem nawet wyższych stężeniach, w zależności od receptury oraz tego, jak wyraźny ma być efekt zmniejszenia uczucia ściągnięcia po oczyszczaniu. W praktyce, górne zakresy stosuje się ostrożnie i zwykle w połączeniu z emolientami lub polimerami reologicznymi, które ograniczają negatywny wpływ wysokiej zawartości poliolu na odczucie użytkowe.
- W produktach specjalistycznych, w tym w preparatach o bardzo wysokiej zawartości składników hydrofilowych, gliceryna może występować w stężeniach przekraczających 20%, jednak w takim przypadku ważne stają się testy stabilności, ocena mikrobiologiczna oraz analiza kompatybilności opakowania, ponieważ zmienia się aktywność wody, lepkość i interakcje składników.
Pochodzenie gliceryny i wymagania jakościowe
Gliceryna stosowana w kosmetykach może pochodzić z surowców roślinnych, zwierzęcych lub ze źródeł syntetycznych, przy czym chemicznie jest to ta sama substancja. W realiach rynkowych najczęściej spotyka się glicerynę pochodzenia roślinnego, ponieważ jest zgodna z wymaganiami marek wegańskich, jednak z punktu widzenia działania na skórę liczy się czystość surowca, a nie jego pochodzenie.
W zakładach produkcyjnych standardem jest stosowanie gliceryny o wysokiej czystości, często zgodnej ze specyfikacją farmakopealną (czyli spełniającej wymagania jakościowe i czystości opisane w farmakopei dla danej substancji, np. USP lub Ph. Eur.), co minimalizuje ryzyko obecności zanieczyszczeń i poprawia powtarzalność jakości. Z punktu bezpieczeństwa istotne jest wykluczenie obecności niepożądanych glikoli oraz zanieczyszczeń procesowych, które mogą pojawić się przy niewłaściwej kontroli źródła surowca lub w niezweryfikowanych łańcuchach dostaw.
Ważne jest także aby producent miał pełną dokumentację surowca, obejmującą kartę charakterystyki (SDS), specyfikację jakościową, certyfikat analizy (CoA) dla partii oraz informacje o potencjalnych zanieczyszczeniach.
Gliceryna w zakładzie produkcyjnym – praktyka technologiczna
W skali przemysłowej gliceryna jest uzyskiwana m.in. jako produkt uboczny hydrolizy lub zmydlania tłuszczów. Po wydzieleniu z mieszaniny procesowej ma postać roztworu wodnego zawierającego liczne zanieczyszczenia organiczne i nieorganiczne, dlatego wymaga oczyszczenia. Typowe procesy obejmują destylację próżniową, która umożliwia usunięcie wody oraz lotnych zanieczyszczeń w warunkach ograniczających degradację termiczną. Dodatkowo, stosuje się filtrację i etapy adsorpcyjne (np. na węglu aktywnym) w celu dekoloryzacji i poprawy parametrów sensorycznych surowca.
W procesie wytwarzania emulsji glicerynę zazwyczaj wprowadza się do fazy wodnej, często przed lub w trakcie hydratacji polimerów zagęszczających. Jest to etap wrażliwy technologicznie, ponieważ gliceryna może wpływać na szybkość pęcznienia i rozpuszczania niektórych zagęstników, a w konsekwencji na końcową lepkość i stabilność. W produkcji przemysłowej krytyczne znaczenie ma kontrola temperatury, kolejności dodawania surowców oraz szybkości mieszania. Gliceryna, jako składnik zwiększający lepkość fazy wodnej, może utrudniać odpowietrzanie masy i wydłużać czas homogenizacji, dlatego w praktyce często stosuje się mieszanie próżniowe.
W przypadku produktów o wyższym stężeniu gliceryny należy też brać pod uwagę wpływ na właściwości przepływu w instalacjach, w tym na obciążenie pomp i dokładność dozowania, szczególnie przy krótkich czasach cyklu produkcyjnego. W wielu recepturach gliceryna jest również wykorzystywana jako medium do sporządzania roztworów wstępnych substancji aktywnych, co ułatwia ich równomierną dyspersję i ogranicza ryzyko powstawania grudek lub miejscowych nadstężeń.
Stabilność, kompatybilność opakowania i ryzyka zanieczyszczeń
Gliceryna jest składnikiem relatywnie stabilnym chemicznie, jednak jej obecność wpływa na bilans wody w produkcie, co ma znaczenie dla stabilności mikrobiologicznej i doboru konserwacji. Zwiększenie zawartości poliolu może obniżać aktywność wody, ale nie jest to równoznaczne z zabezpieczeniem mikrobiologicznym, dlatego w produkcji kosmetyków nadal konieczne są badania obciążeniowe (challenge test) oraz walidacja systemu konserwującego w finalnej formulacji. Wysokie stężenia gliceryny mogą pogarszać właściwości sensoryczne produktu, powodować uczucie lepkości i spowalniać wchłanianie.
W przypadku opakowań kosmetyków należy uwzględnić kompatybilność z tworzywami, ponieważ długotrwały kontakt z opakowaniami bogatymi w poliol, może wpływać na zachowanie niektórych elastomerów, uszczelek i elementów dozujących, co wymaga testów stabilności w docelowym opakowaniu.
Ramy prawne w UE, czyli co musi wiedzieć producent kosmetyków z gliceryną
Podstawowym aktem prawnym regulującym wytwarzanie i wprowadzanie do obrotu produktów kosmetycznych na terenie Unii Europejskiej jest Rozporządzenie (WE) nr 1223/2009 dotyczące produktów kosmetycznych. Dla producenta oznacza to obowiązek zapewnienia bezpieczeństwa produktu przy normalnych i przewidywalnych warunkach stosowania, wdrożenia oceny bezpieczeństwa oraz przygotowania dokumentacji produktu. Gliceryna jako składnik nie jest w tym rozporządzeniu objęta specyficznym limitem stężenia, jednak każdorazowo musi być oceniana w kontekście całej formulacji, sposobu użycia oraz grupy docelowej, np. dzieci.
Wymogiem praktycznym jest sporządzenie Raportu Bezpieczeństwa Produktu Kosmetycznego (CPSR), który zawiera część toksykologiczną i ocenę ryzyka, w tym analizę ekspozycji konsumenta na glicerynę w danym produkcie.
Dodatkowo, producent musi wdrożyć wymagania dotyczące Dobrej Praktyki Produkcyjnej, które w branży kosmetycznej są standardowo realizowane poprzez system zgodny z normą ISO 22716. W praktyce obejmuje to kontrolę surowców, identyfikowalność partii, higienę procesu, procedury walidacyjne, zarządzanie reklamacjami, a także nadzór nad jakością wyrobu gotowego. Z perspektywy etykietowania gliceryna musi być wskazana w wykazie składników zgodnie z nomenklaturą INCI, a kolejność na etykiecie składników zależy od jej udziału masowego w formulacji.
Bezpieczeństwo stosowania gliceryny i tolerancja dermatologiczna
Gliceryna jest uznawana za składnik o korzystnym profilu bezpieczeństwa i dobrej tolerancji, co potwierdzają przeglądy bezpieczeństwa składników kosmetycznych. W typowych stężeniach wykazuje niski potencjał drażniący i alergizujący, a jej powszechność w produktach do skóry wrażliwej wynika z przewidywalności działania i wysokiej zgodności z fizjologią skóry. Oznacza to, że ryzyko problemów bezpieczeństwa jest zwykle niższe niż w przypadku wielu substancji aktywnych, natomiast istotne pozostaje ryzyko wynikające z jakości surowca, zanieczyszczeń i błędów w procesie technologicznym.
Bibliografia:
1. Cosmetic Ingredient Review Expert Panel. Safety Assessment of Glycerin as Used in Cosmetics. Int J Toxicol. 2019;38(2_suppl):5S-39S. doi:10.1177/1091581819883820.
2. Chen HJ, Lee PY, Chen CY, Huang SL, Huang BW, Dai FJ, Chau CF. Moisture retention of glycerin solutions with various concentrations: a comparative study. Sci Rep. 2022;12:10232. doi:10.1038/s41598-022-14329-z.
3. Mawazi SM, et al. A Review of Moisturizers; History, Preparation, Characterization and Effectiveness. Cosmetics. 2022;9(3):61. doi:10.3390/cosmetics9030061.
4. Regulation (EC) No 1223/2009 of the European Parliament and of the Council of 30 November 2009 on cosmetic products. Off J Eur Union. 2009.
5. International Organization for Standardization. ISO 22716:2007 Cosmetics — Good Manufacturing Practices (GMP) — Guidelines on Good Manufacturing Practices. 2007.
