Antioxidantes naturales
Enranciamiento de los ácidos grasos
El proceso de enranciamiento de los aceites y mantecas vegetales se produce cuando los dobles enlaces de los ácidos grasos insaturados reaccionan con moléculas de oxígeno.
El enranciamiento se manifiesta con modificaciones en el color, olor, viscosidad y solubilidad en el cosmético debido a la formación de aldehídos, alcoholes y cetonas ocasionadas por los peróxidos.
El proceso de enranciamiento o autooxidación es más activo cuanto más alta es la concentración de ácidos grasos poliinsaturados o cuanto más alto es el índice de yodo de un aceite.
De ahí que los ácidos grasos monoinsaturados son menos susceptibles a la acción del oxígeno que forma radicales libres mientras que los ácidos grasos poliinsaturados tipo linoleico o linolénico son rápidamente atacados debido a la presencia de dobles enlaces.
El proceso de autooxidación se inicia cuando el oxígeno rompe el doble enlace del ácido graso, se pierde un átomo de hidrógeno convirtiéndose en un radical libre llamado peróxido.
Este proceso pasa por 3 etapas:
Iniciación
Se inicia por la acción de la radiación ultravioleta, el calor o por la presencia de iones metálicos, formando peróxidos.
Propagación
Se produce cuando el peróxido formado ataca a la molécula de ácido graso poliinsaturado adyacente, estableciéndose así una reacción en cadena.
Terminación
Los peróxidos son radicales libres inestables y suelen atacar a aldehídos, cetonas y alcoholes que sufrirán además una posterior oxidación acelerando aún más el proceso de enranciamiento.
Causas que influyen en el proceso de autooxidación de las grasas
Composición de un aceite o manteca vegetal en ácidos grasos
Los ácidos grasos saturados son lentamente autooxidables.
La velocidad de oxidación aumenta cuando aumenta la longitud de la cadena y es necesaria una alta temperatura para considerar una oxidación significativa.
Tan solo se llega a oxidar el 50% del contenido en ácidos grasos saturados.
Los ácidos grasos monoinsaturados tienen una baja autooxidación y se necesita una energía elevada para romper el enlace
Los ácidos grasos poliinsaturados tienen una velocidad de autooxidación más rápida a mayor número de dobles enlaces tenga el ácido graso.
Con respecto a ácidos grasos de 1, 2 y 3 enlaces, la relación de autooxidación es 1:12:20; donde un ácido graso con 3 dobles enlaces puede autooxidarse hasta 20 veces más rápido que un ácido graso que solamente disponga de una insaturación.
Presencia de iones metálicos
La presencia de iones de cobre o de hierro a muy bajas concentraciones pueden iniciar el proceso de autooxidación por lo que es muy importante evitar estos metales.
Radiación ultravioleta y temperatura
La radiación ultravioleta provoca la formación de radicales libres y además moviliza los iones metálicos, acelerando así la oxidación.
El índice de peróxidos
Los peróxidos presentes en el propio aceite pueden producir esta reacción comenzando la cadena.
Cuanto más bajo es el valor del índice de peróxidos menor será la capacidad de ponerse en marcha el proceso de enranciamiento.
El grado de humedad
La actividad del agua aw desempeña un papel importante en la velocidad de autooxidación.
El valor de actividad del agua está relacionado con el grado de humedad ambiental.
Para un grado de humedad del 60% se obtiene aproximadamente un valor de actividad del agua de 0,6. Para un grado de humedad del 80% tendríamos un aw de 0,8.
A valores de aw menores de 0,3, la oxidación se produce muy rápidamente.
Con aw aproximadamente de 0,4 existe un filtro y no deja pasar el oxígeno hacía la fase oleosa.
A partir de 0,55-0,80 la reacción de oxidación se ve favorecida y aumenta.
Valores por encima de 0,85 la oxidación se inhibe por efecto de la hidratación y dilución de los metales.
Antioxidantes liposolubles
Los antioxidantes son sustancias que retrasan la velocidad de oxidación, por lo que previenen el enranciamiento o el deterioro debido a la oxidación.
Evitan que el cosmético se deteriore por inhibir el desarrollo de la cadena de oxidación de los ácidos grasos e impiden la formación de peróxidos irritantes.
Un antioxidante debe ser estable y efectivo en un amplio intervalo de pH y ser estable y compatible con el resto de los ingredientes del cosmético y con el envase.
Tienen mayor actividad en cosméticos cuyo pH es inferior a 7.
Son más estables en medios ácidos.
Una de las características de los antioxidantes es que son fácilmente oxidables, de menor potencial de oxidación que los cuerpos grasos que deben proteger.
Los antioxidantes liposolubles se introducen en todos los cosméticos que contienen cuerpos grasos especialmente con aceites vegetales ricos en ácidos grasos poliinsaturados.
Se deben introducir antes de que se inicie el proceso de oxidación, ya que no tienen actividad sobre grasas oxidadas.
Los antioxidantes liposolubles más empleados son:
• Vitamina E
• Vitamina A
• Tintura de romero
Vitamina E
Los aceites y mantecas vegetales contienen suficiente vitamina E para evitar la autooxidación.
Los aceites refinados tras los diferentes procesos para eliminar impurezas, se pierde el contenido de vitamina E y se enrancian con mayor facilidad.
El alfa tocoferol es el antioxidante liposoluble más efectivo para participar en la fase de terminación de la cadena de reacciones de oxidación de los ácidos grasos poliinsaturados.
El alfa-tocoferol dona un hidrógeno al ácido graso quedando la vitamina E como radical.
Este radical (alfa-tocoferilo) es estable e interrumpe la autooxidación.
El radical alfa-tocoferilo se puede volver a regenerar a partir de interacciones con otras moléculas como la vitamina A o el ácido ascórbico.
La concentración de uso de la vitamina E como antioxidante es de 0.02-1.0 del total de la fase oleosa.
Vitamina A
La vitamina A se incorpora para inhibir el inicio de la cadena de oxidación.
Ayuda en la regeneración de la vitamina E para que pueda seguir su función.
La concentración de uso como antioxidante es entre 0.01-0.02%.
Tintura de romero
La tintura de romero se prepara en alcohol de 70°.
Protege los ácidos grasos del aceite evitando la acción del oxígeno sobre el doble enlace.
Para ácidos grasos saturados se aplican 2 gotas y 4 para ácidos grasos poliinsaturados.
Para conocer el número de gotas exactas para prevenir el enranciamiento es necesario determinar la proporción de los diferentes ácidos grasos y determinar el grado de oxidación de la fase oleosa.
Realmente no se suele emplear como agente antioxidante único en productos anhidros o emulsionados.
Antioxidantes hidrosolubles
Los antioxidantes hidrosolubles actúan deteniendo el proceso de formación de radicales libres de oxidación y, por tanto, previenen el inicio de la cadena de oxidación que generan estos radicales.
Debido a que no actúan directamente sobre los ácidos grasos de una emulsión o de un cosmético anhidro, se incorporan para hacer sinergia con otros antioxidantes.
Los más empleados son:
• Vitamina C o ácido ascórbico
• Galato de propilo
El palmitato de ascorbilo es un derivado del ácido ascórbico efectivo en aceites vegetales y actúan en sinergia junto a la vit E.
El galato de propilo a concentración del 0.1% es capaz de aumentar hasta 10 veces e tiempo de almacenamiento.