Научное обоснование и практическая реализация комплексного применения биологически активных добавок и к осметических средств функционального назначения

На правах рукописи

Специальность 05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов и

функционального и специализированного назначения и общественного питания
Автореферат диссертации
на соискание ученой степени

доктора технических наук

Кемерово – 2010

Работа выполнена на кафедре общей химии и экспертизы товаров Бийского технологического института (филиала) ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова» (БТИ АлтГТУ) и ОАО «Артлайф», г. Томск.

Защита состоится 17.12.2010 в 10.00 на заседании диссертационного совета Д 212.089.02 при ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности по адресу: 650056, Россия, г. Кемерово, бульвар Строителей, 47 (ауд. 4л.), факс: (3842) 73-40-07.

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности».

С авторефератом можно ознакомиться на официальном сайте ВАК Минобрнауки РФ (http.vak.ed.gov.ru/announcements/techn/), сайте КемТИППа (www. kemtipp.ru).

Автореферат разослан «____» _____________2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета И.А. Бакин

В последнее время получает распространение космецевтика – технология, производящая косметические средства, влияющие на физиологические процессы в коже. Такое воздействие можно осуществлять благодаря использованию определенных косметических функциональных добавок, обеспечивающих наилучшие потребительские характеристики и новые функциональные свойства: профилактика кожных заболеваний, защита кожи от внешних воздействий, предотвращение ее преждевременного старения. С этой целью в рецептурах используют как синтезированное, так и природное сырье. Современные исследования ученых: Корсун В.Ф., Кубановой А.А., Степановой Э.Ф., Кузяковой Л.М., Зайкиной О.Э., Эрнандес Е.И., Senda M.L., Takeda J. и др. подтверждают, что альтернативой раздражающим кожу синтезированным добавкам являются витамины, микро- и макроэлементы, фосфолипиды, растительные экстракты и растительные масла. Основной научной проблемой при разработке косметических средств функционального назначения является трудность преодоления биологически активными веществами (БАВ) рогового слоя кожи, который является основой барьерной функции. Целенаправленная доставка БАВ в глубокие слои кожи и достижение БАВ зародышевого (базального) слоя зависит от нахождения оптимальной системы инкапсулирования. Основополагающий вклад в данное направление внесли: Бергельсон Л.Д., Закревский В.И., Барсуков Л.И., Ефременко В.И., Швец В.И., Марголина А.А., Jizomoto H., Lasic D.D., Arct J. и др.

Использование биологически активных добавок (БАД) к пище в качестве эффективного средства коррекции питания и здоровья подтверждено имеющимся мировым опытом и достижениями отечественной науки (Покровский А.А., Тутельян В.А., Спиричев В.Б., Шатнюк Л.Н., Позняковский В.М., Гичев Ю.П., Дадали В.А., Суханов Б.П. и др.). Вместе с тем вопросы совместного использования БАД и косметических средств остаются малоизученными. Не в полной мере освещены концептуальные подходы к разработке БАД и косметических средств функционального назначения, предназначенных для решения кожных проблем. В товароведении отсутствует классификация косметических средств функционального назначения, не определены номенклатуры потребительских свойств БАД и функциональных косметических средств. Таким образом, разработка новых БАД и косметических средств направленного действия, их систематизация являются актуальными и своевременными.

Цели и задачи исследования. Цель работы – научное обоснование и практическая реализация комплексного применения БАД и косметических средств функционального назначения для возрастной и проблемной кожи.

Для реализации указанной цели поставлены следующие задачи:

- научно обосновать необходимость комплексного применения БАД и косметических средств функционального назначения для возрастной и проблемной кожи;

- проанализировать рынки БАД и косметических средств функционального назначения для возрастной и проблемной кожи, определить приоритеты их развития;

- провести маркетинговые исследования в отношении БАД и косметических средств функционального назначения на примере рынка Алтайского края;

- разработать классификацию косметических средств функционального назначения, сформулировать определение товарной категории «косметические средства функционального назначения»;

- определить номенклатуры потребительских свойств и рассмотреть факторы, формирующие качество БАД и косметических средств функционального назначения, установить критические контрольные точки, обеспечивающие стабильность качества и безопасность продукции;

- обосновать выбор БАВ для разработки БАД и косметических средств функционального назначения, предназначенных для возрастной и проблемной кожи;

- выбрать метод определения антиоксидантной активности отдельных ингредиентов и готовой продукции для подтверждения их эффективности и назначения сроков годности. Разработать рецептуры антиоксидантных комплексов для их использования в рецептурах БАД и косметических средств;

- разработать рецептуры, технологии БАД и косметических средств функционального назначения, предназначенные для возрастной и проблемной кожи;

- провести товароведную оценку, исследовать эффективность БАД и косметических средств функционального назначения в эксперименте и натурных наблюдениях;

- апробировать новые функциональные продукты, разработать техническую документацию для их производства в условиях внедрения международных стандартов серии ISO 9000 и правил GMP.

В работе обобщены результаты исследований в рамках выполнения зарегистрированной государственной бюджетной научно-исследовательской работы на период до 2013 г., программ научно-исследовательских работ БТИ АлтГТУ. Работа является обобщением результатов методического, теоретического и прикладного характера, выполненных лично автором или при ее непосредственном участии.

- Научно обоснованы теоретические аспекты концепции комплексного применения БАД и косметических средств функционального назначения для возрастной и проблемной кожи;

• 
  проведен обобщенный анализ состояния, сформулированы тенденции развития производства, потребления БАД и косметических средств функционального назначения на примере Алтайского края;
  
• 
  выявлены основные причины покупки и потребительские предпочтения в отношении БАД и косметических средств функционального назначения (на примере Алтайского края), свидетельствующие о необходимости коррекции ассортимента данных групп товаров;
  
• 
  определены номенклатуры потребительских свойств для БАД и косметических средств функционального назначения;
  

• 
  предложено выделить категорию «косметические средства функционального назначения» в традиционной классификации косметических средств. Разработана классификация косметических средств функционального назначения, определены признаки классификации. Сформулировано определение товарной категории «косметические средства функционального назначения»;
  
• 
  обоснован выбор БАВ, обусловливающих функциональную направленность средств, технологические условия и параметры производства;
  
• 
  показана возможность использования антиоксидантной активности ингредиентов и готовых продуктов для подтверждения эффективности и назначении сроков годности функциональных продуктов;
  
• 
  разработаны рецептуры, технологии производства БАД на основе пробиотических культур и антиоксидантов, косметических средств функционального назначения с использованием липосом, β-циклодекстрина, лизатов бифидобактерий и антиоксидантных комплексов;
  
• 
  подтверждена эффективность комплексного применения разработанных БАД и косметических средств функционального назначения для возрастной и проблемной кожи в эксперименте и клинических исследованиях.
  

Практическая значимость и реализация результатов работы в промышленности. Концепция комплексного применения БАД и косметических средств функционального назначения использована при реализации региональной программы «Индустрия здоровья» на период до 2025 г. Практические аспекты предложенной концепции реализованы в виде рецептур, технологий производства БАД и косметических средств функционального назначения, которые внедрены и в настоящее время используются на ОАО «Артлайф» (г. Томск). Разработано 11 комплектов нормативно-технической документации (технические условия (ТУ) и технологические инструкции (ТИ)) на производство новых видов продукции: биологически активная добавка к пище «Инкапс (Incaps)» (ТУ и ТИ 9197-002-12424308-08), биологически активная добавка к пище «Пробинорм» (ТУ и ТИ 9383-102-12424308-04), биологически активная добавка к пище «Комплекс антиоксидантный «Цифрол-5» (ТУ и ТИ 9197-185-12424308-05), препараты липосомальные биоактивные (сухие и гелевые формы) (ТУ и ТИ 9154-019-12424308-09), флюид очищающий ProBiocosmetics (ТУ и ТИ 9158-012-12424308-07), крем для лица ProBiocosmetics (ТУ и ТИ 9158-013-12424308-07), маска-лифтинг ProBiocosmetics (ТУ и ТИ 9158-014-12424308-07), крем локального действия серии Incaps (ТУ и ТИ 9158-015-12424308-07), крем для лица матирующий серии Incaps (ТУ и ТИ 9158-016-12424308-07), «Эффектор косметический» (ТУ и ТИ 9158-018-12424308-08), комплекс антиоксидантный «Цифрол-дерма» (ТУ и ТИ 9154-184-12424308-08).

Получены свидетельства о государственной регистрации для трех БАД, сертификаты и санитарно-эпидемиологические заключения на шесть видов косметической продукции.

Материалы исследований применяются в учебном процессе при чтении лекций, проведении лабораторных работ, в дипломном и курсовом проектировании студентов, обучающихся по специальности «Товароведение и экспертиза товаров», обобщены в трех монографиях. Новизна предлагаемых технических решений подтверждена положительным решением на выдачу патента РФ по заявке № 2008127747 от 09.07.2008. Дата опубликования 20.01.2010 г. Бюл. № 2.

Материалы диссертации заслушаны на расширенном заседании кафедры «Общей химии и экспертизы товаров» БТИ АлтГТУ.

• 
  теоретические аспекты концепции комплексного применения БАД и косметических средств функционального назначения для возрастной и проблемной кожи;
  
• 
  результаты анализа факторов, определяющих разработку БАД и косметических средств функционального назначения, – состояние рынка Алтайского края и потребительские предпочтения в отношении разрабатываемых групп товаров;
  
• 
  классификация косметических средств функционального назначения, обоснование признаков классификации, определение товарной категории «косметические средства функционального назначения», номенклатуры потребительских свойств для БАД и косметических средств функционального назначения;
  
• 
  факторы, определяющие качество БАД и косметических средств функционального назначения (сырье, технология производства, критические контрольные точки);
  
• 
  рецептуры, технологии производства БАД и косметических средств функционального назначения для возрастной и проблемной кожи;
  
• 
  результаты товароведной оценки и оценки профилактической эффективности комплексного использования разработанных функциональных продуктов – БАД и косметических средств для возрастной и проблемной кожи.
  

Представлен критический анализ научной, патентной литературы и систематизация информации в области разработки БАД и косметических средств по уходу за кожей, содержащих БАВ. Проведенный за последние годы мониторинг показал недостаточное обеспечение населения практически всеми витаминами и отдельными минеральными веществами, широкое распространение получили различные формы дисбактериоза.

Проанализированы проблемы конструирования косметических средств по уходу за кожей, связанные с защитно-барьерными функциями кожи, рассмотрены системы инкапсулирования БАВ, повышающие стабильность готовых продуктов и самих БАВ, улучшающие биодоступность активных компонентов, осуществляющие транспорт БАВ через роговой слой кожи. Проанализированы основные теории старения кожи и возможности косметических средств в отношении предупреждения процессов старения кожи, профилактики и устранения признаков акне. Выделены причины, приводящие к кожным заболеваниям (акне) и преждевременному старению кожи – особенности питания, экзогенные и эндогенные факторы, наследственность, возраст.

На основании проведенного анализа предложена концепция комплексного применения БАД и косметических средств функционального назначения для лечебно-оздоровительного воздействия на кожу человека при возникновении кожных заболеваний, преждевременном старении кожи или профилактики указанных проблем за счет нормализации обмена веществ. Основными положениями концепции являются: совместное применение БАД и косметических средств функционального назначения в соответствии с возрастом и состоянием кожи; обоснованность рецептур и технологий; безопасность при длительном применении (микробиологическая, токсикологическая, химическая), подтверждение эффективности в эксперименте и клинических наблюдениях, эмоциональная удовлетворенность полученным результатом.

Важным фактором при формировании рецептур БАД и косметических средств функционального назначения является научное обоснование использования БАВ и их комплексов. Для разработки БАД, предназначенной для проблемной кожи, обладающей защитным (антиоксидантным), противовоспалительным и бактерицидным действием обоснован выбор активных компонентов – витамины (С, РР, А); флавоноид (рутин); микроэлементы (йод, серебро). Для БАД, предназначенной для предупреждения преждевременного старения кожи, восстановления микробиоциноза желудочно-кишечного тракта обоснован выбор пробиотических культур (лакто- и бифидобактерий). В качестве систем доставки БАВ и повышения биодоступности активных компонентов в косметических средствах обосновано применение липосом, циклодекстринов, энхансеров (диметилсульфоксид). В качестве БАВ выбраны элементарная сера, лизаты бифидобактерий, витамины С, А, Е, D₃, коэнзим Q10, дигидрокверцетин (ДКВ), красное пальмовое масло (Elaesis guineensis), экстракт джимнемы сильвестре (Gymnema sylvestre).

Глава 2. Организация эксперимента, объекты и методы

исследования

Теоретические и практические исследования выполнены в период 2000–2010 гг. в соответствии с поставленными задачами. Общая схема проведения работы представлена на рисунке 1 и состоит из семи взаимосвязанных этапов.

На разных этапах работы объектами исследований являлись: анкеты для изучения потребительского спроса; прайс-листы торговых и аптечных предприятий Алтайского края; лабораторные образцы и образцы опытно-промышленных партий (БАД, кремы, маски, флюид, биоактивные липосомальные продукты, антиоксидантные комплексы), приготовленные с введением функциональных добавок (пробиотические культуры, фосфолипиды, витамины, микроэлементы); половозрелые крысы линии Wistar; группы пробантов, имеющие кожные проблемы (угри, воспаления и т.п.) и признаки старения кожи.

Исследования и промышленные испытания проводили на базе БТИ АлтГТУ и ОАО «Артлайф» (г. Томск). Часть исследований, связанных с определением физико-химических свойств биоактивных препаратов (форма, гранулометрический состав липосом, температура и теплота их фазовых переходов), проводили в «ФНПЦ «Алтай» (г. Бийск), исследования трансдермальной активности косметических средств – на базе центральной научно-исследовательской лаборатории Новосибирского государственного медицинского университета Росздрава. Оценка эффективности БАД на основе пробиотических культур – на базе кафедры внутренних болезней факультета повышения квалификации и последипломной подготовки специалистов в Сибирском государственном медицинском университете (г. Томск). Оценка эффективности БАД защитного (антиоксидантного) действия и косметических средств функционального назначения – на базе салона красоты «Имидж-студия «Алла» (г. Бийск) и поликлиники № 6 г. Бийска под контролем кафедры «Общей химии и экспертизы товаров» БТИ АлтГТУ при непосредственном участии автора.

При выполнении работы использованы: социологические, статистические, органолептические, физико-химические, микробиологические, токсикологические, клинико-лабораторные методы исследований. Все исследования проводились в 3–5 кратной повторности. Статистическую обработку проводили с использованием пакетов прикладных статистических программ SPSS, Excel, Statistica 6.0. Достоверность различий оценивали по критерию Стьюдента при 95 % уровне значимости.