Из чего делают янтарную кислоту: Янтарная кислота: что это, для чего, польза и вред, как применять

Posted on by admin

Янтарная косметика на основе природного минерала или синтетических аналогов | Журнал «Сырье и Упаковка»

Балакина М. В., к. фарм. н.

Янтарь – это смола хвойных деревьев. Крупные залежи находятся в районе Балтийского моря, различные виды янтаря встречаются в Тайланде, Вьетнаме, Японии, Канаде и Мексике, на территории Мадагаскара. Геологическое название янтаря – сукцинит (от лат. Succinum – «смола»). Современное название «янтарь» происходит от немецкого слова Bernstein («горящий камень») из-за способности минерала гореть ярким пламенем.

Новые знания часто опираются на прошлые исследования, раскрываемые в ином формате с помощью современных технологий, в том числе это касается давно известных и, казалось бы, хорошо изученных материалов.

Интерес к янтарю в России неразрывно связан с природным богатством Калининградской области. Развитие региона делает минерал янтарь одним из ярких брендов Калининграда, растет интерес к продукции на его основе в стране и за ее пределами. В последние годы проводятся ежегодные Международные экономические форумы в янтарной отрасли, на которых обсуждаются стратегии ее развития. Регион по праву называют янтарным краем, ведь на его территории располагаются около 90% разведанных мировых запасов солнечного камня.

На территории современной Калининградской области янтарь добывается уже несколько тысячелетий. Приведем исторический пример: на базе производств янтаря Кенигсберга, Пальмникена, Гданьска и Берлина в 1926 году была создана Государственная янтарная мануфактура, которая добывала и перерабатывала около 400 тонн сырья в год [1]. Наследником мануфактуры стал Калининградский янтарный комбинат, ведущий добычу солнечного камня в промышленных масштабах с 1948 года. В настоящее время 70–80% продаваемого во всем мире янтаря происходит из карьера Янтарный, принадлежащего комбинату. Комбинат экспортирует сырье и полуфабрикаты в Китай (в том числе Тайвань и Гонконг), Польшу, Литву, Латвию, Эстонию, Турцию, Японию [1].

Косметику на основе янтаря производит «Янтарная косметическая мануфактура Амберлин», также расположенная в районе поселка Янтарный. В косметику «Амберлин» добавлены уникальные природные компоненты: янтарный экстракт, янтарное масло, янтарная кислота, янтароносная голубая земля (голубая глина), янтарная пудра, балтийская соль, балтийская облепиха, водоросли балтийского моря – все они помогают не только защищать кожу, но и сохранять ее молодость [2].

Косметику из 100% натурального балтийского янтаря производит ООО «Калининградская фармацевтическая фабрика» (г. Калининград). Она выпускает косметическую продукцию под маркой «Янтарная линия», в ассортимент которой входят янтарная кислота, янтарная пудра, скрабы янтарные для лица и тела, мыло-скраб, масло янтарное для массажа [3].

Интересный ассортимент предлагает и компания Rebis. Косметика включает максимальное количество натуральных компонентов и не тестируется на животных.

Список предприятий и компаний, изготавливающих янтарную косметику, не ограничивается данными компаниями.

Интерес представляет знакомство с компонентами косметики на основе янтаря или их химических и биотехнологических аналогов.

Использование компонентов янтаря

В древности янтарь употребляли для лечения болезней кожи, укрепления зубов, избавления от некоторых заболеваний иммунной системы, чахотки, бессонницы, боли в голове. Славянки носили янтарные бусы, считая, что это может омолодить кожу и ускорить рост волос.

Известно, что янтарь обладает свойством вырабатывать отрицательно заряженные ионы, которые, проходя через дыхательные пути, разносятся по организму и способствуют синтезу АТФ. Они обеспечивают внутриклеточное снабжение энергией, что ведет к нормальному функционированию всех органов [4]. Современное изучение состава минерала позволило узнать о входящих в него химических элементах и соединениях. В частности, это летучие терпены и их производные (характерные для эфирных масел и смол хвойных деревьев), а также органические кислоты (янтарная, абиетиновая) и их производные. Известно, что янтарь содержит йод и благодаря этому используется в нетрадиционных методах лечения заболеваний щитовидной железы. Кроме йода в янтаре присутствуют такие элементы, как железо, магний, кальций, цинк и другие.

Особенно ценится минерал за содержание одноименной янтарной кислоты, которая активизирует обменные процессы, обладает противовоспалительным и бактерицидным действиями [3]. Янтарная кислота в основном используется как пилингующий компонент косметических процедур. Она справляется с воспалениями, прыщами, мелкими морщинами, отеками, омолаживает кожу лица.

В косметике используется янтарное масло, оно, как и янтарная кислота, борется со свободными радикалами и предотвращает преждевременное старение [4]. Являясь природным антисептиком, янтарное масло обладает противовоспалительным действием, избавляет от угревых высыпаний, увлажняет кожу и повышает ее эластичность. Этот компонент используют для ухода за кожей лица и волосами (в виде маски). Янтарное масло применяется в качестве массажного для разогрева мышц, для лечения артритов, остеохондроза, воспаления десен и в других случаях – оно быстро впитывается и проникает в глубокие слои кожи. Янтарное масло получают путем сплавления янтаря без доступа кислорода. Теплые и специфичные смолистые ноты отвечают за антидепрессивное воздействие аромата янтарного масла.

Янтарная пудра – это порошок мелко измельченного янтаря с характерным смолистым ароматом. Янтарная пудра обладает мягким отшелушивающим действием и восстанавливающими, противовоспалительными свойствами. Используется в качестве пилинга, а также в составе масок, антицеллюлитных обертываний, в мыле и т. д. Подсушивая кожу, она справляется с воспалительными заболеваниями, устраняет зуд, помогает справиться с потливостью. Янтарная пудра восстанавливает упругость и эластичность кожи, делает ее моложе, помогает в борьбе с пигментацией, сглаживает неровный рельеф.

Комбинируя янтарную пудру с другими скрабирующими частицами (кофе, сахаром, морской и гималайской солью), а также с растительными и эфирными маслами, экстрактами и другими активными компонентами, можно получить различные по степени жесткости и по воздействию продукты для любого типа кожи [5].

Ингредиенты из янтаря благотворно влияют на состояние кожи головы, укрепляют волосяные фолликулы, стимулируют рост волос, предотвращают их ломкость, расщепление кончиков и выпадение.

Подлинность янтаря – как определить натуральное происхождение камня

Янтарь может быть полностью натуральным, спрессован из натуральной крошки, получен путем сплавления различных натуральных смол. Янтарь имеет сложный органический состав. Количественное содержание элементов в янтаре может варьировать и зависит от места происхождения камня [6]. Для анализа структуры и свойств используют метод инфракрасной спектроскопии (ИК). При пробоподготовке янтарь измельчают в агатовой ступке с бромидом калия до порошкообразного состояния, и смесь прессуют в таблетку. Такую таблетку анализирует на ИК-Фурье спектрометре и записывают спектры образцов янтаря. Это позволяет отличить различные видя янтаря по характерным для них пикам. Метод применяют в лабораториях. Для более быстрого анализа, без предварительного прессования с KBr, существует вариант ИК-спектроскопии с методом нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО). Нагревательный элемент приставки НПВО размягчает материал и позволяет записать спектр твердых образцов. Используя этот метод, можно проводить анализ качественного и количественного состава янтаря.

Производителям косметики знание о таких методах оценки подлинности янтаря – хорошее подспорье при выборе поставщиков. Наличие определенных анализов качества на сырье может послужить гарантией подлинности.

Cудить о качестве косметической продукции на основе натурального янтаря затруднительно. В институте янтаря (ЦНТИ янтаря) занимались технологией получения такой продукции после глубокой переработки полудрагоценного камня. Однако надо оговориться, что действующий СТО-00227092.001–2011 не рассматривает использование янтаря в косметологических, медицинских и пищевых целях. Присутствие янтаря в косметической продукции может подтверждаться лишь надписью «100% натуральный янтарь» и гарантироваться исключительно добросовестностью производителя.

Некоторые изготовители используют синтетические янтарные кислоты или продукты, не имеющие отношения к янтарю. Свойства и качество продуктов будут различны, хотя все они будут заявлены как «янтарная косметика».

Получение янтарной кислоты

Янтарная кислота содержится в смолах, янтаре, буром угле и в недозрелых ягодах, соке сахарной свеклы, сахарного тростника и репы, в ревене, люцерне и др. Из 32 разновидностей янтаря только несколько видов содержат свободную янтарную кислоту. Смола хвойных деревьев часто содержит незначительную концентрацию янтарной кислоты (0,1%) либо вовсе ее не содержит, тогда как в янтаре этот показатель может достигать 4,5% [7].

Янтарную кислоту можно получить из плавленых и прессованных обрезков, крошки янтаря путем сухой перегонки [7]. Для этого сырье тщательно измельчают и расплавляют в струе углекислого газа. Янтарь не имеет четко определенной точки плавления – он плавится в интервале от 150 до 300оС. При дальнейшем нагревании часть кислоты отгоняют, далее происходит ее осаждение на охлажденных стенках реторты, а то, что осталось, увлекается так называемым «янтарным маслом» в приемник.

При повторной перегонке дистиллята разделяют масло и кислоту. Обе порции янтарной кислоты объединяют и перекристаллизовывают.

Янтарная кислота, выделяемая из природных источников (из незрелых ягод или при пиролизе янтаря), – натуральный и весьма дорогостоящий ингредиент лекарственного средства или биологически активной добавки, косметического продукта. В составе косметики такой ингредиент мало распространен, что связано с трудоемкостью, малыми объемами извлечения и высокой стоимостью.

Янтарная кислота может быть получена также путем окисления природного сырья (уголь, сланцы, торф, из фракций нефти) [7]. Чаще имеют дело с получаемой промышленным путем янтарной кислотой (и ее производными). В промышленных масштабах янтарную кислоту получают в основном химическим путем – гидрированием малеинового ангидрида или фумаровой кислоты.

Синтезированная янтарная кислота находит применение во многих отраслях: пищевой промышленности, она входит в состав красок, чернил, используется также в качестве поверхностно-активного вещества, наполнителя моющих средств и в качестве пищевой добавки E363.

По внешнему виду янтарная кислота (бутандиовая, этан-1,2-дикарбоновая кислота) представляет собой бесцветные кристаллы, растворимые в воде и спирте. Соли и эфиры янтарной кислоты называют сукцинатами.

Янтарная кислота

Сукцинат натрия

Химически синтезированная кислота по своим свойствам уступает природной, являясь ее изомером (отличие состоит в пространственной ориентации молекул). Существует мнение, что как пищевая добавка синтетическая янтарная кислота менее эффективна, хуже усваивается организмом по сравнению с выделенной из природных источников. Тем не менее, именно в таком виде она входит в состав большинства продукции.

В последнее время приобретает значение более экономичные и экологически ориентированные подходы получения янтарной кислоты путем ферментации биомассы. Такой продукт называют «биоянтарной кислотой». Ферментация осуществляется бактериальными или грибковыми клетками, которые обладают специфическими генами, кодирующими ферменты, необходимые для разных путей процесса; каждый путь содержит свои собственные отличительные промежуточные продукты, кофакторы и ферменты. Биоянтарная кислота продуцируется из стеблей кукурузы, тростниковой патоки, сыворотки, гидролизата древесины и глицерина под действием определенных штаммов бактерий. При ферментации янтарная кислота (или сукцинат) продуцируется из наиболее распространенных сахаров растительной биомассы (глюкозы, фруктозы, арабинозы, мальтозы, ксилозы и др.). Anaerobiospirillum succiniciproducens, Actinobacillus succinogenes, Mannheimia succiniciproducens, Basfia succiniciproducens и рекомбинантные штаммы Escherichia coli – наиболее известные штаммы, которые были использованы исследователями для производства янтарной кислоты из сельскохозяйственных остатков или промышленных побочных продуктов (например, лигноцеллюлозная биомасса, неочищенный глицерин, гидролизаты крахмала) [8, 9, 10]. Несколько штаммов были созданы с помощью генной инженерии для увеличения производства янтарной кислоты и уменьшения образования побочных продуктов.

Различные грамотрицательные бактерии, продуцирующие янтарную кислоту, были выделены в различных анаэробных средах, таких как домашний ил, отходы животноводства, продукты рисовых полей, морские корабельные черви и другие.

Биоянтарную кислоту выпускают французская компания Roquette, BASF, BioAmber и ряд других. Ферментация биоянтарной кислоты – промежуточное звено синтеза био-полимеров. Аналитики отмечают рост рынка биоянтарной кислоты, связанный с интересом к биопластику и отказом от использования загрязняющих среду нефтепродуктов [12].

Столкнувшись с нехваткой ресурсов и серьезным загрязнением окружающей среды, общество делает ставки на зеленые технологии, которые становятся движущей силой химической промышленности. Поскольку в качестве альтернативы дорогостоящим источникам используются промышленные и сельскохозяйственные отходы, стоимость ферментированных продуктов значительно снизилась, постоянно внедряются новые технологии, благодаря чему стратегии ферментации для получения биопродуктов имеют явные преимущества.

Выводы

Ценность косметики на основе природного янтаря неоспорима, но синтетические аналоги янтарной кислоты часто встречаются в составе средств для пилинга. Внедрение продукта ферментации так называемой «биоянтарной кислоты» может стать хорошей альтернативой использованию природного компонента, но вряд ли обеспечит эмоциональную составляющую, которую отмечают потребители косметики с натуральным солнечным минералом.

Источники

  1. Аналитический альманах. Город, где сбываются мечты. – 2018, №3 (10). –100 с.
  2. https://www.ambermanufaktura.ru
  3. https://www.yantar-liniya.ru
  4. https://okaratah.com/organicheskie/yantar/lechebnye-svoystva-yantarya.html
  5. https://rebis.club/articles/yantarnaya-pudra-v-kosmetike-poluchenie-sostav-i-primenenie
  6. Исследование разновидностей янтаря на ИК-Фурье-спектрометре ФТ-801 методом НПВО / Б.Ю. Воротников, А.Г. Булычев, О.И. Карстен, Т.Б. Ежевская. – // Лаборатория и производство. – 2019(6). – №2 – С. 104–109.
  7. https://www.info-farm.ru/alphabet_index/ya/yantarnaya-kislota.html
  8. Dimitrios Ladakis, Harris Papapostolou, Anestis Vlysidis, Apostolis Koutinas. Chapter 9 – Inventory of food processing side streams in European Union and prospects for biorefinery development // Food Industry Wastes (Second Edition). 2020. P. 181–199. doi.org/10.1016/B978–0-12–817121–9.00009–7
  9. Praveen Kumar // Refining Biomass Residues for Sustainable Energy and Bioproducts. 2019. 642 p. doi.org/10.1016/C2018–0-05005–7
  10. GuochengDu, LongLiu, JianChen. Chapter 11 – White Biotechnology for Organic Acids // Industrial Biorefineries & White Biotechnologyю 2015. P.409–444. doi.org/10.1016/B978–0-444–63453–5.00013–6
  11. https://www.roquette.com/media-center/resources/cosmetics-bio-succinic-acid-antibacterial-anti-acne-properties
  12. https://www.sites.google.com/view/chemicalindustry highlights/bio-succinic-acid-market

Кислота янтарная 30 г.