Quelle als PDF

Praktikumsskript Primarstufe Sekundarstufe I Sekundarstufe II

Julia Hähner, Simone Klein

Duftstoffe und Kosmetik

© Science Forum an der Universität Siegen Didaktik der Chemie

Adolf-Reichwein-Straße 2, 57068 Siegen

[email protected] www.science-forum.de

Duftstoffe und Kosmetik 2

Inhaltsverzeichnis:

Teil 1: Duftstoffe

1. Der Geruchssinn des Menschen

2. Eigenschaften von Duft- und Aromastoffen

3. Verfahren zur Gewinnung etherischer Öle

Extraktion von Zimt mit verschiedenen Lösungsmitteln

Extraktion von Vanillearoma aus einer Vanille-Schote

Destillation von Gewürznelken 4. Ester

Nachweis der Estergruppe in Fruchtbonbons (Rojahn-Test)

Teil 2: Kosmetik

1. Kosmetische Produkte und Grundstoffe im Überblick

2. Der Aufbau unserer Haut

3. Herstellen und Untersuchen von Kosmetika:

flegemittel

c) Zusammensetzung der Zahncremes

pasta

s

Inhaltsstoffe in Zahncremes: Tensidwirkung

Hau a

Zahn- und Mundp

a) Zahnhygiene

b) Zahn- und Mundpflegemittel

Scheuer- und Putzwirkung von Zahn

Kariesschutz durch Zahncremes a) Nachweis der Schutzwirkung b) Nachweis des schützenden Natriumfluorid

tw sch- und Haarpflegemittel

poos

entfettende Wirkung von Shampoo

Herstellung eines Sham

stellung von Seife

Her

Cremes

Herstellung einer Tagescreme

Lippenstifte und Augenpflegemittel

Herstellung eines Lippenstiftes

Herstellung eines Lidschattens

Herstellung einer Handcreme

© Script für ein Praktikum im Science Forum der Universität Siegen


Teil 1: Duftstoffe

1. Der Geruchssinn des Menschen

Obwohl das Riechen im Vergleich zum Sehen und Hören meist als weniger wichtig eingeschätzt wird,

beeinflussen Gerüche doch direkt, aber meist unbewusst unser Gefühlsleben. Gerüche können lange

in unserem Gedächtnis gespeichert werden. Wir bewerten sie dabei meist als angenehme oder unan-

genehme Erinnerungen. Allerdings gewöhnen wir uns innerhalb weniger Sekunden oder Minuten an

einen Geruch und können ihn dann nicht mehr wahrnehmen. Diese Tatsache nennt man Duftadapti-

on.

Der Sitz des menschlichen Geruchssinns befindet sich in der oberen Nasenmuschel. Es handelt sich

um etwa 4 cm2 große Knochenplättchen, die mit einer Schleimhaut überzogen sind, welche mit fünf

bis zehn Millionen Sinneszellen besetzt sind (Riechschleimhäute). Auf der Oberseite der Sinneszellen

liegen feine Wimpern, die in den Nasenraum hineinragen und an die sich Duftmoleküle anlagern kön-

nen. Damit Duftstoffe an die Sinneszellen gelangen und dort einen Reiz auslösen können, müssen sie

bestimmte Stoffeigenschaften besitzen. Von der Riechschleimhaut aus zieht der Geruchsnerv ins

Schädelinnere zum Riechkolben und weiter zur Riechrinde. Hier werden die Reizsignale ein erstes

Mal ausgewertet und dann zu weiteren Teilen des Gehirns geleitet (s. Abbildung Seite 4). Die Ge-

ruchsinformationen werden anschließend zum Beispiel mit der Wahrnehmung anderer Sinnesorgane

(Auge, Ohr) verknüpft.

Der Nasenraum ist mit dem Mund- und Rachenraum verbunden. Der Geruchssinn beeinflusst daher

entscheidend unsere Geschmacksempfindung beim Essen und Trinken. Während über die Sinneszel-

len in der Zunge nur die Geschmacksrichtungen salzig, süß, bitter, sauer und Umami wahrgenommen

werden können, entfaltet sich erst über den Geruchssinn die Vielfalt der Geschmackseindrücke. U-

mami ist japanisch und bedeutet soviel wie fleischig und herzhaft. Es gibt Hinweise darauf, dass man-

chen Menschen der Umami-Geschmack offensichtlich von Geburt an fehlt.





2. Eigenschaften von Duft- und Aromastoffen

Damit wir Stoffe riechen können, müssen sie bis in unser Naseninneres zu den Sinneszellen der

Riechschleimhaut gelangen und dort einen Reiz auslösen. Das können sie nur, wenn sie bestimmte

Stoffeigenschaften besitzen: Sie müssen zum einen leicht flüchtig sein, d.h. leicht in die Gasphase

übergehen. Andererseits müssen sich die Duftstoffe in der feuchten Riechschleimhaut lösen können.

Dafür ist es wichtig, dass sich im Molekül eine polare Gruppe befindet.

Die genannten Eigenschaften besitzen viele organische Verbindungen mit funktionellen Gruppen wie

Ester und Aldehyde, einige Alkohole und Ketone. Schlechte Gerüche werden häufig von schwefelhal-

tigen Gruppen oder Aminogruppen ausgelöst.

Duft- und Aromastoffe sind in vielen Pflanzen und besonders in Obst enthalten. Dabei wird der typi-

sche Geruch einer Pflanze selten durch eine einzige Verbindung geprägt, sondern durch ein Gemisch

aus sehr vielen Verbindungen. Die Duftstoffe der Pflanzen liegen in Gemischen mit bis zu 100 Einzel-

komponenten vor. Vielfach sind dabei nur eine oder wenige Komponenten für die Duftnote bestim-

mend. Mit Hilfe verschiedener Verfahren können Duft- und Aromastoffe aus der Pflanze extrahiert

werden. Dabei nutzt man ihre Stoffeigenschaften aus (Flüchtigkeit und Löslichkeit in verschiedenen

Lösungsmitteln). Als Produkt erhält man eine stark riechende Flüssigkeit, welche als etherisches Öl

bezeichnet wird. Etherische Öle kann man z. B. durch folgende Verfahren gewinnen: Wasserdampf-

destillation, Extraktion durch flüchtige Lösemittel, maschinelles oder manuelles Auspressen und Ad-

sorption an Fetten, die in diesem Fall als Lösemittel fungieren. Außerdem lassen sich einige etheri-

sche Öle synthetisch herstellen. Die Rohprodukte werden meist durch Vakuumdestillation gereinigt.

Etherische Öle sind wichtige Ausgangsstoffe bei der Parfümherstellung und werden auch für Seifen,

Desinfektionsmittel und ähnliche Produkte benötigt. Unter anderem dienen sie dazu, Kaffee, Tee oder

destillierten Alkoholika ein bestimmtes Aroma zu verleihen. In der Medizin kommen sie wegen ihres

angenehmen Geruchs oder aufgrund ihrer schmerzlindernden Eigenschaften zum Einsatz.

3. Verfahren zur Gewinnung etherischer Öle

Die Wasserdampfdestillation

Bei der Wasserdampfdestillation werden Duft- und Aromastoffe mit Hilfe von heißem Wasserdampf

aus zerkleinerten Pflanzenteilen abgetrennt. Die leichtflüchtigen Duft- und Aromastoffe werden durch

den heißen Dampf mitgerissen (Wasserdampf = Träger für Duft- und Aromastoffe). Zum anderen be-

ruht das Verfahren auf der nur mäßigen Wasserlöslichkeit der Öle, die jedoch mit der Wassertempera-

tur deutlich ansteigt. Die etherischen Öle lösen sich in heißem Wasser, beim Abkühlen entmischen

sich das Wasser und das etherische Öl wieder. Das etherische Öl kann deshalb einfach vom Lö-

sungsmittel Wasser abgetrennt werden.



Abbildung: Apparatur für die Wasserdampfdestillation

Die Extraktion

Unter dem Begriff „Extraktion“ (extrahere lat. herausziehen) werden Verfahren zusammengefasst, bei

denen Duft- und Aromastoffe mit Hilfe von Lösungsmitteln aus den Pflanzenteilen herausgelöst wer-

den. Ethanol ist beispielsweise ein gut geeignetes Lösungsmittel für Duft- und Aromastoffe. Die Pflan-

zenteile werden bei der Extraktion zunächst in möglichst kleine Stücke zerteilt, weil mit ihrem Zertei-

lungsgrad die Größe der Oberfläche stark zunimmt. Anschließend wird ein Lösungsmittel zugegeben.

Die Mischung wird nun einige Stunden oder Wochen stehen gelassen. Um die Ausbeute zu erhöhen,

wird häufig noch erhitzt. Anschließend werden die festen Pflanzenstücke durch Filtration vom Lö-

sungsmittel abgetrennt. Zum Schluss muss noch das Lösungsmittel entfernt werden. Dieses wird häu-

fig verdampft. Zurück bleibt das etherische Öl. Die Abbildung zeigt schematisch die Arbeitsschritte bei

Extraktionen:



Die Mazeration

Mit Mazeration bezeichnet man die Extraktion von Duft- und Aromastoffen mit Hilfe von heißem Fett

oder Öl. Dabei werden die zerkleinerten Pflanzenteile in Fett oder Öl gekocht. Um das verdampfende

Fett oder Öl zu kondensieren wird ein Rückflusskühler auf die Apparatur aufgesetzt. Aufgrund der

hohen Temperaturen, die heißes Fett oder Öl erreichen kann, eignet sich dieses Verfahren nur für

sehr hitzebeständige etherische Öle. Um das reine etherische Öl zu erhalten, trennt man es mit Hilfe

von Ethanol vom Lösungsmittel Fett bzw. Öl ab, denn das Ethanol ist nur wenig mit Fett oder Öl

mischbar. Dagegen reichert sich das etherische Öl in Ethanol an. Für die Abtrennung verwendet man

einen Scheidetrichter. Im nächsten Arbeitsschritt wird das Lösungsmittel Ethanol verdampft, um das

reine etherische Öl zu gewinnen.

Die Enfleurage

Die Enfleurage ist ein teures Verfahren zur Gewinnung hitzeempfindlicher Duft- und Aromastoffe

durch Extraktion mit kaltem Fett. Duftende Pflanzenteile wie Blütenblätter werden dabei in Fett einge-

legt. Nach einigen Wochen und wiederholtem Wechsel der Pflanzenteile erhält man ein mit Duftstoffen

angereichertes Fett. Das etherische Öl kann hieraus mit Hilfe von Ethanol abgetrennt werden (siehe

Mazeration).



Extraktion von Zimt mit verschiedenen Lösungsmitteln

Zeit 15 Minuten + 15 Minuten Wartezeit

Chemikalien /

Materialien

Zimtpulver, Wasser, Ethanol (40%), Salatöl, besser: geruchsneutrales Paraffinöl

Geräte 3 Bechergläser 50 ml, 3 Uhrgläser, 3 Reagenzgläser, Messzylinder 25 ml, 3 Trichter und

Filterpapier, Reagenzglasständer, Spatellöffel

Durchführung In diesem Versuch soll der Einfluss unterschiedlicher Lösungsmittel auf das Ergebnis der

Extraktion von ätherischen Ölen untersucht werden.

Gib je einen Spatellöffel voll Zimtpulver in die drei Bechergläser. Füge zum ersten Becher-

glas 10 ml Wasser, zum zweiten 10 ml Ethanol und zum dritten 10 ml Öl hinzu. Lasse die

drei Gemische etwa 10-15 Minuten abgedeckt stehen. Filtriere die Gemische ab. Gieße die

Filtrate auf die Uhrgläser und vergleiche ihre Geruchsintensität!

Alternativen zur Durchführung des Versuches:

Anstelle von Zimt können in diesem Versuch auch Zitronenschalen, Mandarinenschalen,

Kümmel, Fenchelsamen oder Gewürznelken extrahiert werden. (Schalen werden mit einer

Küchenreibe abgerieben. Die anderen Stoffe werden in einer Reibschale mit Pistill zerklei-

nert.

Beobachtung Das Filtrat mit Ethanol riecht am intensivsten nach Zimt. Bei dem Filtrat mit Öl ist der Ge-

ruch nach Zimt ebenfalls noch gut wahrnehmbar. Dagegen riecht das Filtrat mit Wasser

kaum nach Zimt.

Auswertung Die etherischen Öle sind leicht flüchtige Flüssigkeiten. Meist sind sie in Wasser unlöslich,

aber gut löslich in Alkohol, Ether oder pflanzlichen und mineralischen Ölen. Das etherische

Öl löst sich am besten in Ethanol und zudem gut in geruchsneutralem Paraffinöl.



Extraktion von Vanillearoma aus einer Vanille-Schote

Zeit 10 Minuten + 30 Minuten Wartezeit

Chemikalien /

Materialien

Ethanol, 1/3 Vanilleschote

Geräte Messzylinder 50 ml, 2 Reagenzgläser, Reagenzglasständer, Gummistopfen Reibeschale

mit Pistill, Trichter mit Papierfilter, Pipette, Messer, Spatel

Durchführung Schneide ein Drittel einer Vanilleschote in kleine Stücke und zerkleinere sie in einem Mör-

ser. Gib die zerkleinerten Vanillestücke zusammen mit 10 ml Ethanol in ein Reagenzglas.

Dieses wird mit einem Stopfen verschlossen und geschüttelt. Das Gemisch muss etwa 30

Minuten ziehen und in regelmäßigen Abständen geschüttelt werden. Filtriere die Lösung

und gib einige Tropfen des Filtrates auf ein Filterpapier. Warte ab, bis das Ethanol ver-

dunstet ist. Überprüfe nun den Geruch!

Beobachtung Das Filterpapier riecht intensiv nach Vanille.

Auswertung Mit Hilfe des Verfahrens der Extraktion wurde das ätherische Öl aus der Vanilleschote

extrahiert.



Wasserdampfdestillation von Anissamen oder Gewürznelken

Zeit 15 - 20 Minuten

Chemikalien /

Materialien

Wasser, Anissamen oder Gewürznelken, Eiswürfel

Geräte Uhrglas, Erlenmeyerkolben 250 ml, Reagenzglas, Becherglas 100 ml, U-förmig gebogenes

Glasrohr und ein durchbohrter Gummistopfen, Bunsenbrenner, Dreifuß und Drahtnetz,

Stativmaterial, Spatel, Hebebühne, Waage, Mörser mit Pistill

Durchführung 1. Wiege zunächst 5 g Anissamen oder Gewürznelken in einem Uhrglas ab und zer-

kleinere sie anschließend in einem Mörser.

2. Gib das zerkleinerte Gewürz dann in den Erlenmeyerkolben.

3. Übergieße das Gewürz anschließend mit ca. 30 ml Wasser.

4. Baue die Apparatur dann wie in der Abbildung dargestellt auf. Befestige den Er-

lenmeyerkolben mit Hilfe eines Stativs.

5. Die Destillation dauert 5 min lang. Das Destillat wird in dem Reagenzglas aufge-

fangen. Gieße das Destillat in das Uhrglas und überprüfe den Geruch.

Tipp: Auf gleiche Weise können die etherischen Öle aus Pfefferminzblättern, Rosenblüten,

Zitronen- oder Orangenschalen gewonnen werden.

Skizze

Beobachtung Es entsteht ein klares Destillat, das intensiv nach Gewürznelken riecht.

Deutung

Die Duft- und Aromastoffe der Gewürze werden mit Hilfe des heißen Wasserdampfs aus

den zerkleinerten Gewürzteilchen abgetrennt. Der Wasserdampf dient hier also als Träger

der Duft- und Aromastoffe, um die etherischen Öle zu gewinnen. Die Öle lösen sich norma-

lerweise nicht in Wasser, ihre Wasserlöslichkeit steigt jedoch mit der Temperatur deutlich

an. Beim Abkühlen entmischen sich dann das Wasser und das Öl wieder.



4. Ester



Nachweis der Estergruppe in Fruchtbonbons (Rojahn-Test)

Bonbons enthalten häufig Aromastoffe, wie z.B. Bananenaroma (Essigsäurepentylester). Diese

Fruchtester lassen sich durch den Rojahntest nachweisen. Der Test beruht auf der Spaltung (oder

auch Verseifung) von Estern durch Natronlauge.

Zeit 15 min + 20 min Wartezeit

Chemikalien / Materialien

Bonbons in verschiedenen Geschmacksrichtungen, z.B. Ananas, Orange, Johannisbeere, … (California Früchte von Storck), Phenolphthaleinlösung, Natronlauge c = 0,1 mol/l, Was-serbad (T = 90°C), heißes Wasser

Geräte 2 Bechergläser (50 ml), Reagenzgläser , Reagenzglasständer , Pipette

Durchführung 1. Die verschiedenen Bonbons werden in einem Becherglas in 10 ml heißem Wasser gelöst.

2. Anschließend wird jeweils 1 ml der Bonbon-Lösung in ein Reagenzglas gegeben. In jedes Reagenzglas werden nun noch 3 Tropfen Phenolphthaleinlösung hinzugegeben. Hinweis: Phenolphthalein ist ein Indikator, der im neutralen Milieu farblos, im basi-schen rosa ist.

3. Unter ständigem Schütteln wird nun tropfenweise Natronlauge zugegeben, bis blei-bende Rosafärbung eintritt. Gib nur so viel Lauge zu, bis die Farbe gerade umschlägt! Zusätzlich wird eine Vergleichsprobe hergestellt. Dazu wird ein Reagenzglas mit ca. 1 ml Natronlauge und 3 Tropfen Phenolphthalein gefüllt.

4. Die Reagenzgläser werden dann für 20 Minuten in ein 90°C warmes Wasserbad ge-stellt. Zwischendurch müssen die Reagenzgläser immer wieder vorsichtig geschüttelt werden. Beobachte, was geschieht!

Beobachtung Die Bonbon-Lösungen riechen nach der Geschmacksrichtung der jeweiligen Fruchtbon-

bons. Die Fruchtbonbonlösungen haben sich im Wasserbad wieder entfärbt. Die Ver-gleichsprobe ist rosa geblieben. Je nach Fabrikat der Bonbons funktioniert dieser Versuch unterschiedlich gut.

Auswertung Ein Ester kann auch durch Zugabe von Natriumhydroxid gespalten werden. Dabei entsteht das Natriumsalz der Säure. Diese Reaktion nennt man Verseifung. Durch die Zugabe der Natronlauge ist der pH-Wert zunächst basisch, was durch die Rosafärbung des Indikators zu erkennen ist. Nach der Verseifung ist der pH-Wert wieder neutral, der Indikator Phe-nolphthalein wird farblos.



Teil 2: Kosmetik

1. Kosmetische Produkte und Grundstoffe im Überblick

Den Menschen in den modernen Industrienationen steht heutzutage eine beinahe unüberschaubare

Fülle an reinigenden, pflegenden und dekorativen kosmetischen Produkten zur Verfügung. Grob las-

sen sie sich den folgenden sechs Gruppen zuordnen:

Mittel zur Reinigung der Haut: z. B. Seifen, Schaum- und Duschbäder, Badesalze, Badeöle, Reini-

gungslotionen

Mittel zur Pflege und Erhaltung der Haut: z. B. Gesichtswässer, Hautcremes, Körperlotionen, Lip-

penpflegemittel, pflegende Puder

Mittel zur Verschönerung der Haut: Gesichts- und Schminkpuder, Schminkcremes, Augenpflege-

mittel, Lippenstifte, Nagellacke

Mittel zur Pflege und Verschönerung des Haars: z. B. Shampoos, Haarwasser, Haarfestiger, Dau-

erwellmittel, Haarsprays, Haargels, Haarfärbemittel, Blondierungsmittel

Mittel zur Reinigung und Erhaltung der Zähne: z. B. Mundwässer, Zahncremes und –pasten,

Mundspül-Lösungen, Gebisspflegemittel

Sonstige kosmetische Mittel: z. B. Rasiermittel, Hautbräunungs- und –bleichungsmittel, Insekten

abwehrende Mittel, Deodorants

Die Mehrzahl der reinigenden Kosmetika basiert auf Seifen (Natrium- und Kaliumsalze höherer Fett-

säuren) und synthetischen Tensiden, sogenannten Syndets. Vorteile synthetischer Tenside sind

eine gegenüber herkömmlichen Seifen verringerte Alkalizität bzw. ein an die Haut besser angepass-

ter pH-Wert und die Tatsache, dass sie mit im Wasser enthaltenen Calcium- und Magnesium-Ionen

keine schwerlöslichen Niederschläge bilden („Kalkseife“); die Schaum- und Reinigungswirkung bleibt

also auch in hartem Wasser erhalten. Daneben gibt es auch auf Ölen und nichtwässrigen Lösungs-

mitteln basierende Reinigungsmittel wie Gesichtswässer oder Mittel zur Entfernung von Make-up.

Kosmetika zur Pflege und zum Schutz der Haut beruhen gewöhnlich auf einer Emulsion zwischen

einer wässrigen und einer fettigen Phase, wichtig sind also zum einen hautfreundliche und beständi-

ge Fette und zum anderen geeignete Emulgatoren, die eine stabile Emulsions-Bildung ermöglichen

können. Je nach konkretem Anwendungsfeld werden unterschiedliche Zusatz- und Wirkstoffe zuge-

setzt. Hautpflegemittel mit besonderer Funktion sind etwa Sonnenschutz- und Hautbräunungsmittel.

Wichtig für dekorative Kosmetika wie Lidschatten, Wimperntuschen, Lippenstifte oder Nagellacke

sind insbesondere geeignete Farbstoffe, wobei sowohl lösliche organische Farbstoffe als auch un-

lösliche anorganische Pigmente zum Einsatz kommen. Um ein deckendes Haften auf der Haut zu

gewährleisten, sind außerdem geeignete Trägerstoffe nötig (z. B. Stärke, Kaolin, Talkum). Bei Lip-

penstiften werden hierzu hautfreundliche Fette verwendet.



Hauptbestandteil von Reinigungsmitteln für das Haar sind wiederum geeignete synthetische Tenside,

wichtige Zusatzstoffe für Shampoos sind Verdickungsmittel, Rückfetter, Konservierungsmittel, Trü-

bungsstoffe und spezielle Zusätze etwa gegen Schuppen. Haarfestiger basieren meist auf einer

wässrig-alkoholischen Lösung von Kunstharzen, welche die einzelnen Haarschäfte mit einem klaren,

elastischen und nichtklebrigen Film überziehen. Um den Halt auf dem Haar und dessen Kämmbarkeit

zu verbessern, werden Weichmacher (z. B. Polyglykole) und Konditionierungsmittel wie kationische

Tenside zugesetzt. Für die Haarpflege steht darüber hinaus eine große Palette von Produkten zur

Verfügung, so Haarkuren, Haarspülungen, Haarwässer, Haaröle und Haarsprays. Spezielle Produkte

zur Veränderung von Form und Farbe des Haars sind Dauerwellmittel, Haarbleich- und Blondiermittel

und Haartönungs- und Kolorationsmittel.

Mittel zur Reinigung der Zähne bestehen hauptsächlich aus Putz- und Polierstoffen wie Calciumcar-

bonat oder Kaolin, Tensiden, besonderen Wirkstoffen gegen Karies, Parodontose und Zahnstein so-

wie Geschmacks- und Aromastoffen.

Wichtige Zusatzstoffe für die meisten Kosmetika sind Geruchs- und Duftstoffe, wobei man zwischen

natürlichen Parfümölen meist pflanzlichen Ursprungs und rein synthetischen Duftstoffen unterschei-

den kann. Da die Gewinnung von Parfümölen aus Pflanzenteilen i. d. R. aufwendig und teuer ist,

werden heutzutage viele wichtige natürliche Duftstoffe allerdings ebenfalls synthetisch hergestellt

bzw. durch synthetische Stoffe mit ähnlichen Geruchsnoten „simuliert“.

2. Der Aufbau unserer Haut

Die Haut ist mit 1,3 bis 1,7 m2 das größte Organ des Menschen; durch den Blutkreislauf, den Lymph-

strom und die Nerven ist sie mit dem übrigen Körper verbunden und in wichtige Stoffwechselprozesse

involviert. Sie besteht aus der Oberhaut (Epidermis), der Lederhaut (Corium) und der Unterhaut

(Subcutis). Die sehr dünne Oberhaut kann bei mikroskopischer Betrachtung weiter in eine Horn-

schicht und eine Keimschicht unterteilt werden.

Abb. 1: Überblick über den Aufbau der menschlichen Haut 1 – Hornschicht 2 – Keimschicht 3 – Haar 4 – Haarbalg 5 – Haarzwiebel 6 – Versorgendes Blutgefäß 7 – Talgdrüse 8 – Haarbalgmuskel 9 – Schweißdrüse 10 – Unterhaut-Fettgewebe 11, 12 – Blutgefäße



Die Hornschicht bildet den oberen Teil der Oberhaut und ist aus abgestorbenen und verhornten Zellen

aufgebaut, die neben- und übereinander angeordnet sind und ständig abgeschliffen werden. Che-

misch setzt sie sich zu ca. 58 % aus dem Strukturprotein Keratin, ca. 11 % Fetten und ca. 30 % was-

serlöslichen und wasserbindenden Stoffen wie Kohlenhydraten, Aminosäuren, Pyrrolidoncarbonsäu-

ren, Harnstoff und anorganischen Salzen zusammen, dem sogenannten „Natural Moisturizing Fac-

tor“ (NMF). Der geringe Wassergehalt der Hornschicht ist verantwortlich für deren mechanische und

chemische Widerstandsfähigkeit und für ihre Elastizität. Trocknet sie aus, so wird sie spröde und kann

ihre Elastizität nur durch Wasserzufuhr, nicht durch Zufuhr von Fett zurückgewinnen. Die Oberfläche

der Hornschicht wird vom Hautfett bedeckt, das aus Hauttalg, Schweiß und Abfallprodukten der Zell-

proteine besteht, die Haut geschmeidig macht und vor dem Austrocknen schützt. Diese Bedeckung

der Haut reagiert sauer und bildet so einen Schutz gegen Bakterien- und Pilzbefall, der pH-Wert liegt

zwischen 4 und 6 („natürlicher Säuremantel der Haut“). Dieser pH-Bereich wird durch organische Säu-

ren wie Milchsäure im Wechselspiel mit verschiedenen Basen erreicht, wobei Aminosäuren und Pep-

tide puffernd wirken und den pH-Wert der Haut etwa konstant halten. Die wässrige Phase des

Schweißes wird durch die Wirkung von Lecithin und Cholesterin mit Fetten aus den Talgdrüsen und

der Hornschicht emulgiert und ergibt eine atmungs- und verdunstungsdurchlässige Hydrolipidschicht,

die auch der Feuchtigkeitsspeicherung dient.

Abb. 2: Näherer Aufbau der Oberhaut

Die Keimschicht der Oberhaut wird durch die Basalzellenschicht und die Stachelzellenschicht ge-

bildet; in ihr wird das für den Sonnenschutz wichtige Melanin gebildet und die Zellteilung reguliert. Die

Vermehrung der Basalzellen bedingt, dass die darüber liegenden Schichten nach außen gedrückt und

die darin befindlichen Zellen in Hornzellen umgewandelt werden. Die Verhornung beginnt dabei in der

sogenannten Körnerzellenschicht, in der der Wassergehalt von etwa 70 auf 10 % sinkt. Zwischen

der Körnerzellenschicht und der Leuchtschicht befindet sich die „Reinsche Barriere“, eine dünne,

zusammenhängende Keratinmembran. Sie bildet eine undurchlässige Schranke für Wasser und Elekt-

rolyte und auch für die meisten kosmetischen Wirkstoffe. Die Leuchtschicht ist transparent und bildet

die sauerste Zone der Haut. Die Lederhaut ist viel dicker als die Oberhaut und enthält Blutgefäße,

Lymphgefäße, Nerven, Schweißdrüsen, Talgdrüsen und Haarwurzeln. Sie besteht hauptsächlich aus

fasrigem Bindegewebe, das entscheidend für Struktur, Elastizität und Spannkraft der gesamten Haut

ist. Hauptbestandteil dieses Bindegewebes ist Kollagen, ein Polypeptid mit helicaler Struktur. Alters-



bedingte Veränderungen der Haut lassen sich auf Veränderungen der Kollagen-Fasern zurückführen,

wodurch sich die Straffheit und das Wasserbindevermögen verschlechtern, Furchen und Runzeln

entstehen und die Haut erschlafft. An die Lederhaut schließt sich die Unterhaut an, ein lockeres Bin-

degewebe von schwammiger Struktur, in der sich je nach Konstitution mehr oder weniger viele Fett-

zellen finden. Sie dient vor allem der Wärmeisolierung des Körpers, der Fettspeicherung und dem

Schutz gegen mechanische Stöße. Je nach Körperpartie ist sie unterschiedlich dick, so besitzt die

Nase fast keine Unterhaut, während sie am Gesäß besonders dick ist. Auch die Unterhaut ist von

Blut- und Lymphgefäßen sowie von Nerven durchzogen und enthält Schweißdrüsen und Haarwurzeln.

Dermatologisch lassen sich drei verschiedene Hauttypen unterschieden: normale, trockene und

fette Haut. Welcher Hauttyp vorliegt, hängt insbesondere von der Anzahl und der Funktion der Talg-

und Schweißdrüsen ab, so dass sich u. U. verschiedenen Körperpartien auch verschiedene Hauttypen

zuordnen lassen. In der Kosmetik verwendet man deshalb auch den Begriff Mischhaut: Hautpartien

wie Stirn, Nase und Kinn sind eher fett, Wangen, Augenpartien und Hals normal bis trocken. Der

Hauttyp wird durch viele Faktoren beeinflusst, so durch die Erbanlagen, durch die jeweilige hormonel-

le Situation (z. B. Pubertät, Wechseljahre), durch Alterungsprozesse, Umwelteinflüsse, Krankheiten

oder falsches Verhalten beim Reinigen der Haut oder bei der Anwendung kosmetischer Produkte.

Fette Haut ist vor allem ein Phänomen der Jugendzeit: Die Poren der Haut sind häufig groß und pro-

duzieren viel Fett; um Verstopfung und Entzündung der Poren vorzubeugen, ist auf eine sanfte, aber

gründliche Reinigung der Haut zu achten. Trockene Haut produziert dagegen zu wenig Talgfett, so

dass der natürliche Hydrolipidfilm zum einen weniger Fett enthält und deshalb zum anderen weniger

Wasser binden kann. Hier ist es also wichtig, auf geeignete pflegende Kosmetika zurückzugreifen.

3. Herstellen und Untersuchen von Kosmetika

Zahn- und Mundpflegemittel

a) Zahnhygiene

Zu den häufigsten Erkrankungen des Menschen gehören Karies und Zahnbetterkrankungen. Über

90% der Bevölkerung erkrankt irgendwann daran, wobei Karies gerade bei jüngeren Menschen auf-

tritt. Deshalb ist eine ausreichende Zahnhygiene unerlässlich. In unserem Mund und somit auch auf

unseren Zähnen befinden sich Bakterien. Diese produzieren organische Säuren, die zur Demineralisa-

tion des Zahnschmelzes und somit zu Karies führen, und zudem Endotoxine (Giftstoffe), die die Ver-

ursacher der Gingivitis (Zahnfleischentzündungen) sind.

Durch den Speichel in unserem Mund sind unsere Zähne mit einem Häutchen überzogen, dem soge-

nannten Pellikel. Bei mangelhafter Mundhygiene findet auf dieser Schicht eine Ansammlung von Mik-

roorganismen statt. Dazwischen lagern sich abgestorbene Körperzellen aus der Mundschleimhaut ab,

die von Speichelproteinen zusammengehalten werden. Auf diese Weise entsteht Plaque, der die Zäh-

ne zerstören kann. Als Zahnstein bezeichnet man feste Auflagerungen auf dem Zahn, die man weder

durch Spülen noch durch Zähneputzen entfernen kann. Er entsteht durch die Einlagerung von Minera-



lien aus dem Speichel in die Plaque. Zahnstein selbst führt nicht zur Parodontitis, wohl aber die auf

der rauen Oberfläche anhaftenden lebenden Plaquebakterien.

Die Zahnkaries (Zahnfäulnis) entsteht durch verschiedene Streptokokkenarten.

Diese Mikroorganismen produzieren aus Kohlenhydraten (insb. Zucker) organische Säuren, die den

Zahn angreifen, indem sie die in der Zahnsubstanz vorhandenen Mineralien herauslösen.

Es gibt vier Hauptfaktoren bei der Entstehung von Karies:

1. Plaque

2. Die Mineralqualität des Zahnes, Speichelfaktoren und das eigene Verhalten

3. Kohlenhydrate (insb. in Zucker, Süßigkeiten, Limonade etc.)

4. Genügend Zeit

Nur bei dem Zusammenwirken der Faktoren kann Karies entstehen. Es ist also möglich diese Kette zu

durchbrechen z.B. durch geeignete Zahnhygiene.

Bei der Paradontitis kommt es zu einer bakteriell bedingten Entzündung des Zahnhalteapparats, aus-

gelöst durch bakteriellen Plaque (Zahnbelag). Sie ist die Vorstufe der Gingivitis.

b) Zahn- und Mundpflegemittel

Durch die Beseitigung der Zahnbeläge ist eine wirksame Prophylaxe dieser Erkrankungen möglich.

Die Zahnpflege muss täglich durchgeführt werden, da sich der Zahnbelag ständig neu bildet. Für eine

gründliche Reinigung stehen zahlreiche Mittel zur Verfügung, wie z.B. Zahncremes, Zahnseide, Zahn-

hölzer, Plaque-Färbetabletten, Interdentalbürsten und elektrische Zahnbürsten, sowie Mundduschen.

Zahnbürsten werden in unterschiedlichen Härten der Borsten und vielfältigen Größen und Formen

angeboten. Das verbreitetste Modell ist die mit der Hand geführte Kurzkopfzahnbürste. Sie verfügt

über einen kurzen Kopf, mittelharte Kunststoffborsten mit abgerundeten Enden und einem ergodyna-

mischen Handgriff.

Zahnbürsten sollten aus hygienischen Gründen nach sechs bis acht Wochen ersetzt werden. Ergän-

zend kann Zahnseide benutzt werden, um die Zahnzwischenräume zu pflegen. Die Zahnreinigung

sollte täglich zwei bis drei Mal erfolgen.

Die Zahncreme dient der Prophylaxe von Zahn- und Zahnbetterkrankungen. Sie soll durch den Gehalt

an Putzkörpern und Tensiden die plaqueentfernende Wirkung der Zahnbürste unterstützen. Zudem

soll sie Fluoride und andere Substanzen, die den Zahn und das Zahnfleisch schützen in die Mundhöh-

le bringen und durch einen ansprechenden Geschmack das Zähneputzen angenehm machen.

c) Zusammensetzung von Zahncremes

Zahncremes bestehen hauptsächlich aus Putzkörpern, Feuchthaltemitteln, Bindemitteln, Schaummit-

teln/Tensiden, Süßstoffen, Konservierungsmitteln, Farbstoffen, Aromen und speziellen Wirkstoffen.

Putzkörper (Poliermittel):

Es handelt sich hierbei um wasserunlösliche anorganische Stoffe. Sie sollen die mechanische Reini-

gungswirkung unterstützen und den Zeitaufwand für die Reinigung reduzieren. Die Teilchengröße



muss so gewählt werden, dass sie im Mund nicht sandig wirken (unter 15 µm). Es soll eine maximale

Reinigung bei minimaler Abrasion erzielt werden. Als Putzkörper werden häufig Aluminiumhydroxid

(Al(OH)3), Calciumcarbonat (CaCO3), Calciumhydrgenphosphat (CaHPO4), Kieselsäure (SiO2*H2O)

verwendet.

Feuchthaltemittel:

Sie sollen das Austrocknen der Zahncremes verhindern. Zudem wirken sie konsistenzgebend und

erhöhen die Kältestabilität der Cremes. Häufig verwendet werden Glycerin, Sorbit, Xylit und Polyethy-

lenglykole.

Bindemittel:

Sie geben der Creme Struktur und verhindern, dass sich Flüssigkeit und Feststoff voneinander ab-

trennen. Beispiele: Carageenan, Methylcellulose, Xanthan Gum und Guar Gum.

Schaummittel/Tenside:

Sie begünstigen die gleichmäßige Verteilung der Zahncreme beim Putzen und unterstütze so das

Reinigungsvermögen. Zum Einsatz kommen nur Tenside, die physiologisch (körperlich) unbedenklich

und geschmacksneutral sind. Beispiele.: Natriumlaurylsulfat, Palmkernfettsäuretaurid und Kokosfett-

säuremonoglyceridsulfonat.

Süßstoffe:

Sie dienen wie die Aromastoffe dem Geschmack. Häufig verwendet werden Saccharin-Natrium und

Aspartame.

Konservierungsmittel:

Sie dienen der Haltbarkeit der Zahncremes z.B. Benzoesäure, Sorbinsäure etc.

Farbstoffe:

Sie werden in wasserlöslicher und wasserunlöslicher Form eingesetzt. Wasserunlösliche werden vor

allem zum Einfärben von mehrfarbigen Streifenzahncremes benutzt, damit der Farbstoff nicht in die

weiße Basismasse läuft. Beispiele: Kochenillerot A, Patentblau V, Indigotin und Chinolingelb.

Aromastoffe:

Sie sollen den Geschmack der Zahncreme verbessern und so das Zähneputzen angenehmer ma-

chen. Zur Aromatisierung werden verschiedene Duftöle verwendet, die überwiegend über eine Was-

serdampf-Destillation gewonnen werden: Amerikanisches Pfefferminzöl, Brasilianisches Pfefferminzöl,

Krauseminzöl, Anisöl, Eukalyptusöl, Fenchelöl, Citronenöl, Nelkenöl.

Aromen werden von Land zu Land unterschiedlich zusammengesetzt, je nach Eßgewohnheiten und

Lebensweise der Bevölkerung.



Spezielle Wirkstoffe:

Zur Kariesprophylaxe enthalten heute die meisten Zahncremes eine oder zwei Flour-Verbindungen.

Am häufigsten werden Natriummonoflourphosphat und Natriumfluorid eingesetzt. Fluoride entfalten

ihre karieshemmende Wirkung über drei Mechanismen:

1. die Remineralisierung entkalkter Schmelzbereiche wird begünstigt

2. die Vergärung von Zucker in der Mundhöhle wird begünstigt

3. der fluoridreiche Zahnschmelz wird weniger säurelöslich.

Zur Remineralisierung dienen außer den Flour-Verbindungen noch Calciumglycerophosphat oder

Calciumhydrogenphosphat. Zur Pflege des Zahnfleisches können Substanzen wie Allantoin, Salbei,

Kamille, Vitamin A und Meersalz eingesetzt werden.

Scheuer- und Putzwirkung von Zahnpasta

Zeit 10 Minuten

Chemikalien /

Materialien

Kalkpulver, Kieselsäure, Wasser, verschiedene Zahncremes (3-5) z.B. As-Dent, Signal

Sport Gel, Colgate etc.

Geräte Zahnbürsten, Uhrgläser, alte, dunkle Münzen

Durchführung Fünf Spatel Kalkpulver bzw. Kieselsäure werden jeweils auf ein Uhrglas mit wenig Wasser

zu einem Brei verrieben. Die alten Münzen werden auf Uhrgläsern mit reinem Wasser, dem

Kalkpulver-, dem Kieselsäurebrei oder einer Zahncreme gebürstet.

Beobachtung

Stoff Wasser Kalkpulver-

Brei

Kieselsäure-

Brei

Zahncreme Nr.

1-3

Reinigungs-

wirkung

Keine merkliche

Veränderung

Schmutz löst

sich nach länge-

rem Putzen

Schmutz löst

sich relativ

schnell, Glanz

entsteht

Schmutz löst

sich nach länge-

rem Putzen

Deutung In den Zahncremes ist ein pulverförmiger Stoff enthalten, der als Scheuermittel wirkt. Es

handelt sich hierbei um Kalk (Calciumcarbonat; CaCO3) oder um Kieselsäure-Hydrat

(Hydrated Silicea), welches durch Mischen von Kieselsäure mit Wasser entsteht.



Kariesschutz durch Zahncremes

a) Nachweis der Schutzwirkung

Zeit 15 Minuten

Chemikalien /

Materialien

5 Hühnereier, fünf verschiedene Zahncremes, Aceton, Tafelessig, Wasser, Kalkpulver,

Holzspäne

Geräte Bechergläser, große Spatel, Pinsel, Papiertücher, Reagenzgläser, Reagenzglasständer,

Brenner

Durchführung

1. Die Eier werden mit einem mit Aceton angefeuchteten Tuch abgerieben und dadurch

entfettet. Anschließend wird die untere Eihälfte mit einem Pinsel mit Zahncreme ein-

gerieben.

2. Das Ei wird dann in mit Essig gefülltes Becherglas gegeben, so dass das gesamte Ei

mit Essig bedeckt ist.

3. Nach 20 s wird das Ei herausgeholt und die Zahncreme unter fließendem Wasser

abgespült, das Ei mit einem Papiertuch kurz abgetrocknet und dann wieder in den Es-

sig gelegt.

Beobachtung

Zahncreme

Nr.:

1 2 3 4 6

Obere Ei-

hälfte

An der Scha-

le bilden sich

viele Gas-

bläschen


Untere Ei-

hälfte

Es bilden

sich keine

Gasbläschen

Nach dem

Waschen

1 2 3 4 5

Obere Ei-

hälfte

Es bilden

sich viele

Gasbläschen

Untere Ei-

hälfte

Es bilden

sich kaum

Gasbläschen



Fortführung In einem Reagenzglas wird eine Spatelspitze Kalkpulver mit 5 ml Essig versetzt und dann

sofort ein brennender Span in das Glas eingeführt.

Beobachtung Das Gemisch sprudelt heftig und der Span erlischt im Reagenzglas.

Deutung Bei dem entstehenden Gas handelt es sich um Kohlenstoffdioxid. Es entsteht sowohl bei

der Reaktion des Essigs mit der Schale des Eies, als auch bei der Reaktion des Essigs mit

dem Kalkpulver. Da durch die Zahnpasta keine oder nur kaum Gasbläschen an der Schale

entstehen, muss die Zahnpasta einen Schutzstoff enthalten, der den chemischen Angriff

der Säure auf den Kalk verhindert oder zumindest lindert. Bei dem Schutzstoff handelt es

sich um Natriumfluorid.

b) Nachweis des schützenden Natriumfluorids

Zeit 10 Minuten

Chemikalien /

Materialien

Eisen(III)-chlorid, Kaliumrhodanid-Lösung (Kaliumthiocyanat-Lösung), Natriumfluorid-

Lösung, verschiedene Zahncremes (3-5) z.B. As-Dent, Signal Sport Gel, Colgate etc.

Geräte Reagenzgläser, Reagenzglasständer, Saugpipetten

Durchführung

1. In einem Reagenzglas wird eine Spatelspitze Eisen(III)-chlorid in 10 ml Wasser

gelöst und dann auf drei Reagenzgläser aufgeteilt. Die Farbe der Lösung wird no-

tiert.

2. Dann gibt man in jedes Reagenzglas etwas Kaliumrhodanid-Lösung und notiert

ebenfalls die Farbe.

3. In die Reagenzgläser wird nun jeweils 1 ml Wasser, 1 cm Zahnpastastrang sowie

1 ml Natriumfluorid-Lösung zugegeben. Was kannst Du beobachten?

Beobachtung

Reagenzglas-Nr.: 1 2 3

Farbe Orange-gelbe Farbe Orange-gelbe Farbe Orange-gelbe Farbe

Zugabe Kali-

umrhodanid

Blut-rote Farbe Blut-rote Farbe Blut-rote Farbe

Zugabe von: Wasser Zahnpasta (1-5) Natriumfluorid

Beobachtung Blut-rote Farbe Orange Farbe Gelbe Farbe

Deutung In den Zahncremes ist als Schutzstoff Natriumfluorid enthalten.


Inhaltsstoffe in Zahncremes: Tensidwirkung

Zeit 5 Minuten

Chemikalien /

Materialien

Verschiedene Zahncremes (3-5) z.B. As-Dent, Signal Sport Gel, Colgate etc.

Geräte Reagenzgläser, Reagenzglasständer

Durchführung In einem Reagenzglas werden 1 cm Zahnpasta und 10 ml Wasser gemischt und kräftig

geschüttelt.

Beobachtung Zahncreme 1 2 3 4 5

Schaum vorhanden vorhanden vorhanden vorhanden vorhanden

Trübung vorhanden vorhanden vorhanden vorhanden vorhanden

Deutung Der Schaum wird durch ein vorhandenes Tensid, ein „Waschmittel“ verursacht, die Trü-

bung durch das „Scheuermittel“, ein wasserunlösliches Pulver (vgl. Versuch 1).

Hautwasch- und Haarpflegemittel

Tenside

Tenside sind die wichtigsten Wirkungsbestandteile in allen Waschmitteln und fast allen Reinigungsmit-

teln. Sie setzen die Oberflächenspannung des Wassers herab, man sagt, sie sind grenzflächenaktiv.

Ein Ende ihrer häufig kettenartig aufgebauten Moleküle ist in organischen Substanzen löslich (hydro-

phob: wasserabweisend), und das andere Molekülende ist dagegen in Wasser löslich (hydrophil: was-

seranziehend). Man nennt Tenside auch „waschaktive Substanzen“, denn sie machen lipophile

Schmutzpartikel für Wasser benetzbar und sind daher entscheidend an der Ablösung von Schmutz-

partikeln von verschmutzten Oberflächen und an ihrer Dispergierung in Wasser beteiligt.

Der Begriff Tensid ist ein Oberbegriff für Seifen und Detergenzien. Im Deutschen wird der Begriff De-

tergenzien für diejenigen Tenside benutzt, die nicht durch Verseifung tierischer oder pflanzlicher Fette

hergestellt werden. Stattdessen werden für die Synthese petrochemische Rohstoffe und andere natür-

liche Fette und Öle verwendet.

Beim hydrophoben Molekülteil handelt es sich meistens um einen Kohlenwasserstoffrest. Bei dem

hydrophilen Molekülteil werden kationische, anionische und nichtionische Reste unterschieden. Die

anionischen Tenside machen den größten Anteil der in Wasch- und Reinigungsmitteln enthaltenen



Tenside aus (Beispiele: LAS [lineares Alkylbenzolsulfonat], SAS [sekundäres Alkylsulfonat], FAS

[Fettalkoholsulfat] und Seife).

Der hydrophile Molekülteil der nichtionischen Tenside trägt keine Ladung und enthält oft Hydro-

xygruppen oder Polyether. Durch die elektronegativen Sauerstoffatome kommt es zu einer negativen

Polarisierung des hydrophilen Molekülteils. Die Eigenschaften der nichtionischen Tenside sind daher

ähnlich zu den anionischen Tensiden (Beispiele: AEO [Fettalkoholpolyglycolether), Saccharosefett-

säurester, APG´s [Alkylpolyglycoside]). Vorteile der nichtionischen Tenside sind, dass sie hautfreund-

licher und weniger härteempfindlich sind als anionische Tenside. Zudem können sie vollständig aus

nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden, sind nicht toxisch und vollständig biologisch abbau-

bar. Der Nachteil der nichtionischen Tenside ist der höhere Preis.

In Weichspülern sind kationische Tenside enthalten. Sie sind als waschaktive Substanzen unge-

bräuchlich. Aufgrund der positiven Ladung können sie die Wirkung anionischer Tenside beeinträchti-

gen.

Wirkungsweise von Tensiden am Beispiel der anionischen Tenside:

Die Tensidmoleküle sind in der Waschlauge gelöst. Durch den Lösungsvorgang entstehen aus den

Natriumsalzen der Tenside die Anionen der Tenside. Der hydrophile Molekülteil macht das Tensid

wasserlöslich. Der hydrophobe Molekülrest lagert sich an die Schmutzpartikel und an die Oberfläche

des Reinigungsgutes an. Zwischen der mit Tensidanionen belegten Oberfläche des zu reinigenden

Gegenstandes und den mit Tensidanionen belegten Schmutzpartikeln kommt es zu einer elektrostati-

schen Abstoßung. Der Schmutz wird von der Oberfläche abgelöst. Durch die elektrostatische Absto-

ßung werden außerdem die Schmutzpartikel in kleinere Bestandteile zerlegt. Dies ermöglicht eine

bessere Dispergierung. Die gleichartige elektrische Aufladung der Schmutzpartikel verhindert ein er-

neutes Zusammenlagern.

Der Aufbau des Haares und Haarshampoo

Jedes Haar besteht aus einer Haarwurzel, die in die Haut eingebettet ist, und einem Haarschaft. Der

Haarschaft lässt sich von außen nach innen weiter unterteilen in die Cuticula (Schuppenzellen), den

Cortex (Rindenzellen) und die Medulla (Markzellen). Die Cuticula ist ca. 3,5 bis 4,5 m dick und be-

steht aus dachziegelartig übereinander angeordneten Hornschuppen. Sie hat die Aufgabe, das Haar-

innere zusammenzuhalten und vor dem Austrocknen zu schützen. Der Cortex bildet die Hauptkompo-

nente eines Haars und ist aus einer zylindrischen Anordnung von miteinander verbundenen spindel-

förmigen Zellen aufgebaut, deren Achsen parallel zur Faserrichtung verlaufen. In diesen Zellen befin-

den sich die Fibrillen, die einen Durchmesser von etwa 0,2 m haben; jede Fibrille lässt sich wieder-

um in eine Gruppe von Mikrofibrillen zerlegen (Durchmesser ca. 10 nm). Jede Mikrofibrille ist aus acht

Protofibrillen aufgebaut, die aus zwei Doppelhelices -Keratin bestehen. Im Zentrum des Haarschaf-

tes befindet sich die Medulla, die bei menschlichem Haar nur schwach ausgeprägt ist und bei dünnem



Haar auch fehlen kann. Die Markzellen in der Medulla bestehen aus anderen Proteinen als jene, die

sich im Cortex finden.


Abb. 10: Aufbau des Haars

Bei der Körperpflege spielt die Haarwäsche eine bedeu-

tende Rolle. Sie dient der Reinigung der Haare und der

Kopfhaut von körpereigenem Fett, von Hautabschilferun-

gen, von Schmutz und Gerüchen aus der Umwelt und von

Rückständen anderer Haarbehandlungsmittel. Bis Anfang

des 20. Jahrhunderts wurde Seife zur Reinigung der Haa-

re benutzt. Wegen ihres stark alkalischen pH-Wertes war

sie für die Kopfhaut nicht besonders verträglich. Aufgrund

ihrer Empfindlichkeit gegenüber der Wasserhärte, mit der

unlösliche Kalkseifen gebildet wurden, entstehen Beläge

am Haar; es wird stumpf und glanzlos. Deshalb wurde

früher oft eine saure Spülung mit Essig oder

Zitronensäure nach der Haarwäsche durchgeführt. 1933

kam dann das erste alkalifreie Shampoo auf den Markt.

Die Eigenschaften des Shampoos wurden im Laufe der Jahre immer mehr verbessert und mit der

Entwicklung von Kunststoffflaschen konnte Shampoo in großen Mengen zur Verfügung gestellt wer-

den. Ein modernes Shampoo muss heute nicht nur gut reinigen, verträglich und praktisch zu handha-

ben sein, es muss auch zur Pflege des Haares oder zur Beseitigung von Haar- und Kopfhautproble-

men beitragen. Ein einzelnes Shampoo kann aus ca. 10-20 Inhaltsstoffen bestehen. Die Hautgruppe

bezeichnet man als Waschrohstoffe, da sie die Reinigung bewirken. Eine zweite Gruppe umfasst die

Hilfsstoffe und die dritte Gruppe besteht aus allen Wirkstoffen, die dem Shampoo zusätzlich beigefügt

werden. Die Waschrohstoffe sollen eine gute Reinigungskraft besitzen, aber das Haar nicht zu stark

entfetten. Shampoos dürfen nicht gegenüber der Wasserhärte empfindlich sein und sollten eine gute

Hautverträglichkeit aufweisen. Obwohl die Schaumbildung nicht mit der Reinigungswirkung in Zu-

sammenhang steht, fordert der Verbraucher zudem ein gutes Schaumvermögen. Ein weiterer Punkt

ist die biologische Abbaubarkeit, da die in der Kosmetik eingesetzten Tenside dem Waschmittelgesetz

unterliegen. Des Weiteren sollten Kriterien für Kämmbarkeit, Griff, Glanz und statische Aufladung be-

rücksichtigt werden. Hilfsstoffe haben verschiedene Aufgaben. Sie können die Wirkung der Tenside

beeinflussen wie z.B. Feuchthaltemittel oder Verdicker, können das Produkt stabilisieren wie etwa

Konservierungsmittel oder das Shampoo angenehm machen z.B. Parfumöle und Farbstoffe. Andere

Wirkstoffe sollen bei bestimmten Haar- und Kopfhautproblemen helfen. Dabei handelt es sich um Öle,

Kräuter, Proteine und Vitamine.


Herstellung eines Shampoos

Zeit 15 Minuten

Chemikalien /

Materialien

50 g Facetensid, 30 g Betain, 4 g Sanfteen, 0,5 g Haarguar HAT, 105 ml frisch abgekoch-

tes Wasser, 1 ml Zitronensaftkonzentrat, 12 g Rewoderm, 40 Tropfen Paraben K zur Kon-

servierung

Geräte 2 Bechergläser (250 ml), Magnetrührer, Tropfpipette, Waage, Vorratsgefäß (PE-Flasche)

mit Etikett

Durchführung

1. Herstellung der Tensidmischung:

- Wiege 50 g Facetensid, 30 g Betain und 4 g Sanfteen der Reihe nach in das Be-cherglas ab.

- Verrühre diese drei Tenside vorsichtig mit dem Magnetrührer, bis alles gleichmä-ßig vermischt ist

2. Herstellung von Haarshampoo:

- Gib in das andere Becherglas 0,5 g Haarguar, füge zügig das Wasser hinzu und löse das Pulver unter Rühren auf.

- Diese Mischung gibst du dann unter Rühren in die Tensidmischung.

- Rühre 1 ml Zitronensaft, 12 g Rewoderm und zum Schluss Paraben K hinzu.

- Fülle die Mischung anschließend in eine beschriftete Vorratsflasche.

- Das Haarshampoo ist durch die Zugabe des Konservierungsmittels maximal drei Monate haltbar.

Beobachtung Nach der Zugabe aller Bestandteile erhält man eine weiße zähflüssige Mischung, die sich

nach ca. einem Tag Wartezeit entfärbt. Zurück bleibt ein farbloses Shampoo. Die Viskosität

lässt sich durch die Menge der Zugabe von Rewoderm beeinflussen.

Deutung Bei Facetensid, Betain und Sanfteen handelt es sich um Tenside, also Waschrohstoffe.

Haarguar HAT dient zur Schaumbildung und Verdickung, Rewoderm beeinflusst die Visko-

sität des Shampoos und Paraben K die Haltbarkeit.



Entfettende Wirkung von Shampoo

Zeit ca. 20 Minuten + 20 Minuten Wartezeit

Chemikalien /

Materialien

Rohwolle, Wasser, Shampoo, Hexan

Geräte Waage, Becherglas (250 ml), Glasstab, Brenner, Dreifuß, Keramiknetz, Pinzette, Scheide-

trichter (100 ml), Pipette, Saughilfe, Stativ, Klemme, Muffe, Filterpapier


Durchführung 1. Auf einer Waage werden 1,5 g Rohwolle abgewogen und mit den Händen befühlt.

2. Die Wolle wird in einem 250 ml Glas bis zur 60-ml-Markierung mit Wasser übergos-

sen, dann werden 2 Tropfen Shampoo zugegeben. Unter ständigem Rühren mit einem

Glasstab wird das Gemisch auf dem Keramiknetz mit der gerade nicht leuchtenden

Flamme 5 min lang erhitzt.

Die Wolle wird anschließend mit einer Pinzette entnommen und unter fließendem

Wasser nachgespült.

3. Das Gemisch im Becherglas wird 10 min lang zum Abkühlen beiseite gestellt.

Das kalte Gemisch wird in einen Scheidetrichter dekantiert (vorsichtig abgegossen,

ohne dass ein Bodensatz mit übertragen wird), mit 5 ml Hexan vermischt und kräftig

geschüttelt. Dann wird der Scheidetrichter an einem Stativ befestigt und hängengelas-

sen, bis sich Hexan und Wasser wieder getrennt haben. Das Wasser wird in ein Be-

cherglas abgelassen. Vom Hexangemisch wird etwas auf ein Filterpapier getropft.

Beobachtung 1. Die Wolle fühlt sich fettig an.

2. Die Wolle fühlt sich nicht mehr fettig an.

3. Auf dem Filterpapier bleibt ein Fettfleck zurück.

Auswertung Die Tenside des Shampoos haben das Fett aus der Wolle in das Wasser überführt. Das

Hexan hat dann das Fett aus dem Wasser "herausgezogen" (extrahiert). Durch die Fett-

fleckprobe ist es nachgewiesen worden.


Seifen

Seifen gehören zu den Hautwasch- und Reinigungsmitteln. Sie entfernen unerwünschten Schmutz,

beseitigen Keime und erhöhen das körperliche Wohlbefinden. Seifen findet man in unterschiedlichen

Formen, es gibt feste stückförmige Seifen, pastöse Seifen und flüssige Seifen. Durch verschiedene

Zusatzstoffe entstehen ebenfalls unterschiedliche Arten von Seifen, wie Cremeseifen, Babyseifen

oder farbige Seifen. Eine Seife entsteht bei der Reaktion (Verseifung) eines Fettes mit einer Lauge. Es

handelt sich bei der Seife um das Alkalisalz von Fettsäuren. Seifen können auch aus der Spaltung

gewonnener Fettsäuren hergestellt werden. Als Fett zu Einsatz kommen Rindertalg, Palmöl, Kokosöl,

Palmkernöl oder andere natürliche Öle oder Fette. Wichtig bei dem Einsatz der Fette ist die Ketten-

länge ihrer Fettsäuren. Bevorzugt werden hierbei die C12-18-Fettsäuren. Die Natriumsalze der Fett-

säurgemische sind fest, die Kalisalze dagegen weich und mehr pastös. Deshalb wird zur Herstellung

von festen Seifen Natronlauge und von flüssigen Seifen Kalilauge verwendet. Bei der Verseifung wird

das stöchiometrische Verhältnis von Lauge und Fettsäuren so gewählt, dass maximal ein Laugen-

überschuss von 0,05% im fertigen Seifenstück vorhanden ist. Die Fette und Öle, die bei der Seifen-

herstellung verwendet werden, enthalten auch ungesättigte Fettsäuren (z.B. Linolsäure). Um sie vor

dem Verderb durch den Luftsauerstoff zu schützen setzt man den Seifen Antioxidantien zu. Hierzu

zählt auch das Vitamin E, das dazu in der Lage ist die Sauerstoff-Radikale einzufangen. Die stärkste

Bedeutung haben die sog. Toilettenseifen. Sie enthalten etwa 20-50% Kokosöl im Fettansatz, sind

leicht überfettet (bis 5%) und parfümiert. Um eine Rückfettung der gereinigten Haut zu erzielen, wer-

den Fettsäuren, Fettalkohole, Lecithin, pflanzliche Öle und andere fettähnliche Substanzen verwendet.

Zudem können je nach Erwünschtheit noch Farbstoffe zugesetzt werden. Bei der im Skript herzustel-

lenden Seife handelt es sich dagegen um eine Kernseife. Sie enthalten weniger Kokosöl im Fettan-

satz, keine Farbstoffe oder Rückfetter und sind nur einfach parfümiert. Sie werden im Haushalt ver-

wendet, wobei ihre moderne Nachfolgerin die Haushaltsseife ist.



Herstellung von Seife

Zeit 35 Minuten

Chemikalien /

MaterialienKokosfett, Natronlauge (w = 25%), Kochsalz, destilliertes Wasser

Geräte

Becherglas (100 ml), Becherglas (200 ml), Rührstab aus Glas, Löffelspatel, Dreifuß, Bun-

senbrenner, Streichholzschachtel

Durchführung Es werden 10 g Kokosfett und 5 ml destilliertes Wasser langsam in einem Becherglas

erhitzt (Schutzbrille!). Nach und nach werden unter Rühren 10 ml Natronlauge hinzugege-

ben. Man lässt die Mischung 20 Minuten unter ständigem Umrühren auf kleiner Flamme

kochen, wobei verdampftes Wasser durch destilliertes Wasser ersetzt wird.

Anschließend wird der Inhalt des Becherglases in ein Gefäß mit konzentrierter Salzlösung

gegossen. Die entstehende Seife sammelt sich auf der Oberfläche der Flüssigkeit. Sie wird

mit einem Löffelspatel abgeschöpft und in eine Streichholzschachtel gepresst. Nach etwa

zwei Stunden ist die Seife trocken.

Beobachtung Es wurde ein weißes Stück Seife erhalten, das jedoch einen pH-Wert von 14 aufwies.

Auswertung Bei der Kernseifenherstellung wird der Fettsäureester durch die Hydroxid-Ionen in der

Hitze gespalten. Es entstehen zwei wasserlösliche Produkte: Glycerin und das Natriumsalz

der Fettsäure, die Kernseife. Dieser Vorgang wird allgemein auch als Verseifung bezeich-

net.

Achtung: Es handelt sich um eine Gleichgewichtsreaktion. Daher ist es notwendig, das

verdunstete Wasser dem System wieder hinzuzufügen, um eine Gleichgewichtsverschie-

bung in Richtung des Fettes zu verhindern.



Cremes

Hautcremes gehören zu den wichtigsten pflegenden Kosmetika. Fette, Wasser, Hilfs- und Wirkstoffe

sind die Hauptbestandteile. Cremes sind disperse Mischungen aus zwei nicht miteinander mischbaren

Flüssigkeiten. Eine Dispersion, (von lateinisch dispergere: auseinander streuen, verbreiten) besteht

aus mindestens zwei oder mehreren Phasen. Bei einer Zwei-Phasen-Dispersion bildet eine Phase das

Dispersionsmittel, in dem die zweite, die dispergierte Phase in feinster Verteilung enthalten ist. Dis-

persionen können auftreten als Emulsionen (z. B. Milch, eine Dispersion von Fett in Wasser), Suspen-

sionen (z. B. Tonerde in Wasser) oder als Aerosole (z. B. Nebel oder Rauch).

Bei den Emulsionen unterscheidet man zwischen Öl-in-Wasser-Emulsionen (O/W-Emulsion) und

Wasser-in-Öl-Emulsionen (W/O-Emulsion). Bei einer O/W-Emulsion sind kleine Öltröpfchen in der

wässrigen Phase verteilt, bei einer W/O-Emulsion verhält es sich genau umgekehrt. Eine Emulsion,

die nur aus Öl und Wasser hergestellt wird, entmischt sich schnell wieder. Um dies zu verhindern,

kommen in Hautcremes Emulgatoren zur Stabilisierung zum Einsatz. Emulgatoren setzen sich aus

einem hydrophilen Molekülteil wie Hydroxyl- oder Carboxyl-Gruppen und einem lipophilen Molekülteil

wie einem längeren Kohlenwasserstoffrest zusammen. Sie setzen daher die Grenzflächenspannung

zwischen den beiden Phasen herab und umgeben die Wasser- bzw. Öltröpfen mit einem „Film“, der

eine Vereinigung zu größeren Tropfen verhindert. Bei ionogenen Emulgatoren wie Seifen bewirkt die

elektrostatische Abstoßung zwischen den dispergierten Tröpfchen eine zusätzliche Stabilisierung der

Emulsion. Welcher Emulsionstyp vorliegt, hängt insbesondere von der Löslichkeit des Emulgators in

einer der beiden Phasen ab: Die Phase, in der er sich besser löst, bildet die äußere Phase.


W/O-Emulsion: Der lipophile

„Schwanz“ der Emulgator-Moleküle

ist in die Öl-Phase „gerichtet“.

O/W-Emulsion: Der hydrophile

„Kopf“ der Emulgator-Moleküle ist

in die Wasser-Phase „gerichtet“.

Abb. 3: Die beiden Emulsions- typen

Für die Fettphase von Hautcremes werden pflanzliche Öle, synthetische Triglyceride und natürliche

Wachse wie Bienenwachs, Carnaubawachs1, Walrat und Lanolin verwendet. Ein Problem bei der

1 Wird aus den Blättern einer südamerikanischen Palmenart (Copernicia prunifera) gewonnen.


Verwendung pflanzlicher Öle ist, dass gerade viele hochwertige Öle mit einem hohen Gehalt an unge-

sättigten Fettsäuren rasch verderben und ranzig werden. Die Haltbarkeit lässt sich durch Hydrierung

der ungesättigten Fettsäuren erhöhen. Allerdings werden dadurch auch Vitamine und andere Wirkstof-

fe zerstört. Eine bessere Haltbarkeit besitzen synthetisch hergestellte Triglyceride. Ihnen fehlen aber

jene sekundären Stoffe, die für eine positive Einwirkung auf die Haut wichtig sind. Avocadoöl ist relativ

stabil gegen das Ranzigwerden, obwohl es viele ungesättigte Fettsäuren enthält. Es ist zudem reich

an zusätzlichen Wirkstoffen wie den Vitaminen A, B, D und E, Pantothensäure und Lecithin. Mandelöl

ist ein angenehm mildes Öl, aber nicht mehr ganz so stabil wie das Avocadoöl. Weitere Pflanzenöle,

die zur Creme-Herstellung verwendet werden können, sind Erdnussöl, Olivenöl, Sonnenblumenöl,

Distelöl und Weizenkeimöl. Ein besonderes Fett ist das sogenannte Jojobaöl, das chemisch betrachtet

gar kein Öl, sondern ein Wachs ist. Bekannt wurde es, weil es ein guter Ersatz für das Walratöl ist,

welches aus dem Gehirn des Pottwals gewonnen wird. Das Jojobaöl gewinnt man aus den nussarti-

gen Samen der Wüstenpflanze Jojoba (Simmondsia chinensis). Wegen des langsamen Wachstums

der Pflanze und der geringen Erträge ist es heute immer noch recht teuer.

Als Emulgatoren kommen unterschiedliche Stoffgruppen zum Einsatz:

O/W-Emulsionen: u.a. Alkalimetallseifen, Ammoniumseifen, höhere Alkylsulfate, Polyethylenglykolfett-

säureester, quartäre Ammoniumverbindungen und Polyethylenglykolether von Fettalkoholen und Fett-

säureestern, Tegomuls (Monoglycerid der Stearinsäure, welches aus Rindertalg gewonnen wird)

W/O-Emulsionen: z. B. Sorbitanfettsäureester, Lanolinalkohole oder andere höhermolekulare Alkohole

wie Cetylalkohol.

Um die Konsistenz von Cremes zu erhöhen, setzt man sogenannte Konsistenzgeber wie Bienen-

wachs, Walratersatz, Cetylalkohol, Kakaobutter oder Lanolin zu.

Einen Schutz der Cremes vor Schimmelpilzen und Bakterien stellt der Zusatz geeigneter Konservie-

rungsmittel dar, Beispiele sind Euxyl K 4002 und Paraben3.

Als besondere Wirkstoffe werden – je nach Anwendung - feuchtigkeitsspendende Stoffe wie z. B. das

Natriumsalz der Hyaluronsäure, Kollagene und andere Proteine, Vitamine und besondere pflanzliche

Bestandteile wie Aloe Vera, -Bisabolol (aus der Kamille), Kräuterextrakte oder etherische Öle zuge-

setzt. Wichtig ist schließlich auch eine hautfreundliche Parfümierung der Creme.

Abb. 4: Hyaluronsäure Abb. 5: -Bisabolol

2 Mischung von 1,2-Dibrom-2,4-dicyanbutan (20%) und 2-Phenoxyethanol (80%).

3 p-Hydroxybenzoesäuremethylester (Nipagin) und p-Hydroxybenzoesäurepropylester (Nipasol) werden in Benzylalkohol aufge-nommen, die Lösung davon in dest. Wasser wird als Aqua conservans bezeichnet.



Herstellung einer Tagescreme

Zeit ca. 35 Minuten

Chemikalien /

Materialien

Fettmasse:

10 g Emulsan 40 g Weizenkeimöl 10Tropfen Vitamin E

Für eine fertige Tagescreme braucht man:

10 g Fettmasse 20 g destilliertes Wasser 4 Tropfen Parfümöl 2 Tropfen Paraben 6 Tropfen Aloe vera 10 Tropfen D-Panthenol

Geräte 2 Bechergläser, 2 Thermometer, Magnetrührer mit Heizplatte, Spatel, Pipette, Cremedose

Durchführung 1. Weizenkeimöl und Emulsan werden in einem Becherglas vorsichtig langsam ge-

schmolzen. Die Masse darf auf keinen Fall über 90° Celsius erhitzt werden. (Kontrolle

mit dem Thermometer!!!)

2. Wenn alles geschmolzen ist, nimmt man das Becherglas von der Kochplatte und gibt

den Konservierungsstoff Vitamin E hinzu und rührt gut durch. Dann lässt man die Fett-

masse abkühlen und kann diese Rohmasse ohne weitere Konservierung gekühlt unge-

fähr 1 Jahr aufbewahren.

3. Zur Herstellung einer fertigen Tagescreme werden 10 g Fettmasse wieder in einem

Becherglas vorsichtig eingeschmolzen. Dabei genügt eine geringere Temperatur.

4. In einem zweiten Becherglas werden 20 ml destilliertes Wasser auf etwa 70 Grad

erhitzt. Durch das Erhitzen auf diese Temperatur werden Fettmasse und Wasser pas-

teurisiert, das heißt Viele Bakterien und Pilze werden vernichtet.

5. Beide Gläser werden nun auf der Heizplatte auf gleiche Temperatur gebracht. Danach

träufelt man das Wasser unter ständigem Rühren langsam und vorsichtig in die Fett-

masse. Nicht zu schnell rühren, damit keine Luftblasen in der Creme entstehen. Bis

die Creme abgekühlt ist, muss weiter gerührt werden.

6. Die weiteren Zusatzstoffe werden in handwarmem Zustand in die Creme eingerührt.

7. Die fertige Creme kann nun in vorbereiteten Dosen abgefüllt werden.

Achtung: Geben Sie keine fettigen und wachsartigen Abfälle ins Waschbecken! Beim Säu-

bern der Gefäße reiben Sie zuerst alle Reste mit Papier heraus und werfen diese in den

Abfalleimer! Die Glasgeräte werden erst dann mit Spülmittel gewaschen.

Beobachtung Man erhält eine weiße Emulsion. Die Konsistenz kann durch die Menge an Konsistenzge-

bern beeinflusst werden.



Herstellung einer Handcreme

Zeit ca. 30 Minuten

Geräte zwei 150 ml Bechergläser, zwei Magnetrührer mit Rührfisch, Thermometer, Spatel, Glas-

stab, Waage, Messzylinder, Cremedose

Durchführung 1. Erhitze 40 ml dest. Wasser unter Rühren zum Sieden und löse 0,5 g Allantoin und

2,5 g Glycerin.

2. Wiege für die Fettphase die folgenden Komponenten in das zweite Becherglas ein:

3 g Tegomuls, 0,3 g Bienenwachs, 0,3 g Cetylalkohol und 6,5 g Pflanzenöl.

3. Die Komponenten der Fettphase werden unter Rühren auf ca. 80 C erhitzt und so

zum Schmelzen gebracht.

4. Gib dann unter Rühren die heiße wässrige Phase in die Fettphase und rühre die ent-

stehende Creme, bis sie handwarm ist.

5. Füge dann die Zusatzstoffe hinzu: 1 g D-Panthenol, 0,3 g Vitamin E und 3 Tropfen

Paraben.

6. Fülle die fertige Creme in eine Cremedose ab.



Lippenstifte

Die Haut unserer Lippen ist von einer dünnen Hornschicht überzogen und gut durchblutet. Daher rührt

die natürliche Farbe der Lippen. Schweißdrüsen befinden sich nicht an den Lippen wodurch die Lip-

penoberfläche fast fettfrei ist. Sie neigt daher auch schnell zum Austrocknen. Lippenpflegemittel ha-

ben daher die Aufgabe das Austrocknen und Rissigwerden der Lippen zu verhindern. Um den Lippen

mehr Farbe zu geben werden Farbstoffe hinzugefügt. Lippenstifte bestehen aus Mischungen ver-

schiedener Öle und Wachse. Hinzu kommen noch Konservierungsmittel, Antioxidantien und Pflege-

stoffe. Ein Lippenstift sollte eine saubere, glatte und glänzende Oberfläche besitzen und keine sicht-

baren Rückstände von Ölen oder Wachskristallen enthalten. Er muss leicht auftragbar und deckend

sein. Zudem ist eine lange Haltbarkeit erwünscht und er sollte den Lippen Glanz verleihen. Bei den

Grundstoffen bei der Herstellung eines Lippenstiftes handelt es sich um Wachse und Öle wie z.B. das

Bienenwachs welches dem Stift Festigkeit und Haftung auf den Lippen verleiht. Carnaubawachs, das

aus den Blättern der Carnauba-Palme gewonnen wird erhöht die Festigkeit und gibt dem Lippenstift

Glanz. Des Weiteren verleihen diese Stoffe dem Lippenstift thixotrope Eigenschaften. Das bedeutet,

dass der Lippenstift nach Einwirken einer mechanischen Kraft durch Rühren oder Drücken zunächst

flüssig wird, sich dann aber wieder verfestigt. Ein weiterer nützlicher Stoff bei der Herstellung von Lip-

penstiften ist das Rizinusöl. Es benetzt die Farbstoffe und gibt dem Film auf der Haut durch seine

Dickflüssigkeit eine gewisse Zähigkeit und stabilisiert die Konturen. Andere Öle, wie Lanolinöl oder

Jojobaöl kommen hier ebenfalls zum Einsatz. Früher wurden in der Kosmetikindustrie häufig Eosin-

farbstoffe zur Farbgebung verwendet. Diese waren „kussecht“ hatten aber den Nachteil, dass sie sich

trocken anfühlten. Heute werden deshalb unlösliche organische Pigmente und Eisenoxide neben ge-

ringen Mengen an Eosinfarben eingesetzt. In Perlglanz-Produkten werden zudem noch Substanzen

mit Perlglanzeffekt eingesetzt. Wichtig bei Auswahl der Pigmente ist eine kleinstmögliche Korngröße

(max. 20 µm), da kleine Partikel besser von den Ölen aufgenommen werden. Damit die Lippenstifte

nicht von Mikroorganismen befallen werden setzt man ihnen Konservierungsmittel zu und schützt sie

mit Hilfe von Antioxidantien vor dem Ranzigwerden. Zu den speziellen Wirkstoffen in Lippenstiften

gehören pflegende Komponenten wie Vitamin A und E, Panthenol und Lecithin. Des Weiteren werden

häufig Parfumöle eingesetzt, um den Rohstoffgeruch zu überdecken.



Herstellung eines Perlglanzlippenstiftes

Zeit ca. 30 Minuten + 140 Minuten Wartezeit

Chemikalien /

Materialien

Fettmasse:

30 g Rizinusöl 4 g weißes Bienenwachs 2,5 g helles Carnaubawachs 2 Tropfen Antiranz oder Vitamin E

Für den einzelnen Lippenstift benötigt man:

5 g Fettmasse 2 g Perlglanzpigment


Geräte Bechergläser, Heizplatte, Thermometer, Glasstab, Spatel, Lippenstiftgießform oder Kosme-

tikdöschen

Durchführung 1. Das Rizinusöl wird zusammen mit dem Bienenwachs und dem Carnaubawachs in

einem Becherglas vorsichtig geschmolzen. Die Masse darf auf keinen Fall über 90o

Celsius erhitzt werden (Kontrolle mit dem Thermometer!!!).

2. Wenn alles geschmolzen ist, nimmt man das heiße Becherglas von der Kochplatte,

gibt den Konservierungsstoff Antiranz oder Vitamin E hinzu und rührt gut durch.

3. Anschließend lässt man die Fettmasse abkühlen und kann diese Rohmasse ohne

weitere Konservierung gekühlt 1-2 Jahre aufbewahren.

4. Zur Herstellung eines einzelnen Lippenstiftes werden 5 g Fettmasse wieder in einem

Becherglas eingeschmolzen. Dabei genügt eine geringere Temperatur. Sobald die

Masse dünnflüssig geworden ist, rührt man das Perlglanzpigment gründlich unter.

Auch Mischungen von Perlglanz- und Normalpigmenten sind möglich.

5. Dann nimmt man das Glas von der Heizplatte und gießt die Masse in die sorgfältig

eingefettete Gießform. Die Form soll dann ca. 20 Minuten abkühlen und anschließend

mindestens 2 Stunden im Kühlschrank aushärten. Danach wird die Gießform geteilt,

der fertige Lippenstift vorsichtig herausgeschoben und in eine Hülle gesteckt.

Achtung:

Gib keine fettigen und wachsartigen Abfälle ins Waschbecken! Beim Säubern der Gefäße

reibt man zuerst alle Reste mit Papier heraus und wirft diese in den Abfalleimer! Die Glas-

geräte werden erst dann mit Spülmittel gewaschen.

Beobachtung Je nach Farbe des Perlglanzpigmentes erhält man einen dezent färbenden Lippenstift, der

einen Glanz auf den Lippen hinterlässt. Die Konsistenz des Lippenstiftes war jedoch ziem-

lich weich, so dass er nur schwer und unter Verformung aus der Lippenstiftgießform ent-

nommen werden konnte. Eine Erhöhung des Anteils eines Konsistenzgebers könnte das

Ergebnis verbessern.


Augenpflegemittel

Bei den Augenpflegemitteln handelt es sich überwiegend um dekorative Kosmetik, um die Augen farb-

lich stärker zu betonen. Da Produkte hier mit der Augenschleimhaut in Berührung kommen können ist

ihre Verträglichkeit besonders wichtig. Außerdem muss eine sorgfältige Konservierung die Keimfrei-

heit sichern, damit keine Krankheitserreger auf das empfindliche Auge übertragen werden. Zur An-

wendung im Bereich der Augenkosmetik kommen häufig Lidschatten, Wimperntusche und Eyeliner.

Bei Lidschatten-Präparaten werden Farbstoffe zu Emulsionen, Wachs/Öl-Schmelzen oder gepressten

Pudern zugefügt. Bei den Lidschatten herrscht eine große Auswahl an verschiedenen Farbnuancen.

Wimperntusche in den Traditionsfarben schwarz, braun und blau ist heute überwiegend als Creme-

oder Emulsions-Mascara im Handel. Eyeliner sind wässrige Suspensionen von Farbstoffen mit Film-

bildnern. Sie werden zum Ziehen des Lidstriches verwendet. Wichtige Anforderungen an die Produkte

sind Hautverträglichkeit, Haftfestigkeit, Deckvermögen, Glanzlosigkeit, gute Haltbarkeit sowie Saugfä-

higkeit gegenüber Wasser und Ölen. Um diese Eigenschaften in einem Lidschatten zu vereinen wer-

den Mischungen aus verschiedenen Komponenten verwendet. Im Wesentlichen gibt es fünf wichtige

Gruppen von Pudergrundstoffen:

Silicate: Kaolin Al2[Si2O5](OH)4 und Talkum Mg3[Si4O10](OH)2

Carbonate: Magnesiumcarbonat MgCO3 und Calciumcarbonat CaCO3

Oxide: Zinkoxid ZnO und Titandioxid TiO2

Organische Zink- und Magnesium-Salze: Stearate (C18), Laurate (C12) und Undecanate C(11)

Stärke

Bei Talkum handelt es sich um ein natürlich vorkommendes Magnesiumhydroxysilikat, das dem Puder

Glätte verleiht, aber nur eine geringe Deckkraft besitzt. Es verhindert das Zusammenballen der ande-

ren Bestandteile und bedingt eine gute Streuwirkung des Puders. Kaolin ist ein Aluminiumhydroxysili-

cat, das gut deckt und eine hohe Aufnahmefähigkeit für wässrige und ölige Phasen besitzt. Bei den

Carbonaten kommen gefälltes Calciumcarbonat und Magnesiumcarbonat zum Einsatz. Erstgenanntes

bindet gut Wasser und Öle, haftet gut auf der Haut, deckt aber schlecht. Zudem kann es zu Hautrei-

zungen führen, da es in Verbindung mit Wasser alkalisch reagiert. Magnesiumcarbonat hingegen rea-

giert weniger stark alkalisch und zeigt ein gutes Saugvermögen für Wasser und Fette. Zink- und Ti-

tandioxid besitzen eine hohe Deckkraft und ein gutes Deckvermögen. Beide Stoffe sind dermatolo-

gisch unbedenklich. Ein ebenfalls ein gutes Deckvermögen besitzen Zink- und Magnesiumstearate.

Laurate und Undecanate eignen sich gut um ein Puder zu mattieren. Die Stärke aus Reis, Weizen,

Mais oder Kartoffeln wird nicht mehr so häufig bei der Puder-Herstellung verwendet, da sie durch

Feuchtigkeitsaufnahme quillt und so die Poren erweitern kann. Folgende Tabelle stellt einige Pigment-

farben zum Anfärben von Schminkpudern vor:



Ocker Ein Verwitterungsprodukt eisenhaltiger Feldspäte. Die gelb-

braune Färbung wird durch Eisen- und Manganoxide hervor-

gerufen.

Terra die Siena Besteht aus Eisenoxidhydraten. Durch Brennprozesse kommt

man zu Farbnuancen von dunkelrot bis braun.

Roter Bolus Eine Tonart mit hohem Eisengehalt, ziegelrote Farbtöne, durch

Mischen mit Weiß-Pigment ergeben sich fleischfarbene und

pfirsichfarbene Töne.

Leicht abfärbender Eisenocker, der mit Braunkohle gemischt

wird.

Umbra

Synthetisch hergestellte Pigmente in den Farben Gelb, Rot,

Braun und Schwarz.

Eisenoxidhydrate und

Eisenoxide

Weiß-Pigment, zum Mischen von Pastelltönen Zink- und Titandioxid

Für Perlglanzpigmente werden diese Materialien mit Titandi-

oxid oder anderen Metalloxiden beschichtet, durch Interferenz-

Effekte (Überlagerungs-Effekte) ergibt sich der perlmutartige

Glanz.

Aluminium- oder Bronze-Pulver,

Fischsilber, Bismutoxichlorid,

Glimmer



Herstellung eines Lidschattenpuders

Zeit 15 Minuten

Chemikalien /

Materialien

Kartoffelstärke, Talkum, Magnesiumstearat, Jojobaöl, Perlglanzpigment

Geräte

Mörser mit Pistill, Waage, Spatel, Filmdöschen


Durchführung 1. Zunächst wird die Puderbasis hergestellt, die für ca. 10 Portionen Lidschatten reicht.

Dazu werden 5 g Kartoffelstärke, 10 g Talkum und 3 g Magnesiumstearat in einem

kleinen Mörser zu einer feinen Paste verrieben.

2. Für einen einzelnen Lidschatten benötigt man nun 5 g der zuvor hergestellten Puder-

basis und mischt diese in einem Mörser mit 3 g Talkum, 3-4 Tropfen Jojobaöl und 2

Spatel Perlglanzpigment.

3. Der fertige Lidschatten kann nun zur Aufbewahrung in ein kleines Filmdöschen gege-

ben werden.

Tipp: Wenn man mehr Perlglanzpigment und dafür weniger Talkum einsetzt, wird der

Lidschatten farbintensiver.

Beobachtung Nach längerem Mischen der Zutaten für die Puderbasis entsteht eine feine Paste.

Das Perlglanzpigment ist nicht besonders farbintensiv, wodurch ein dezenter Lidschatten-

puder entsteht.

Deutung Talkum Mg3[Si4O10](OH)2:

Dient als Grundstoff zur Puderherstellung, das dem Puder Glätte verleiht, aber nur eine

geringe Deckkraft besitzt. Es verhindert das Zusammenballen der einzelnen Bestandteile

und sorgt für eine gute Streuwirkung des Puders.

Magnesiumstearat:

Dient zur Haftung und Deckung des Puders.

Perlglanzpigment:

Dient der Farbgebung des Puders.


Verwendete Literatur:

Dr. Andreas Woyke, Herstellen und Untersuchen kosmetischer Produkte, Praktikumsskript Science

Forum (www.science-forum.de).

W. Umbach, Kosmetik. Entwicklung, Herstellung und Anwendung kosmetischer Mittel. Georg Thieme

Verlag Stuttgart · New York, 1988.

Bundesministerium für Bildung und Forschung; Die Erforschung der menschlichen Sinne – Funktionen

und Leistungen, Störungen und Therapien (Download unter: http://www.bmbf.de)

http://dc2.uni-bielefeld.de/dc2/haus/v026.htm

http://dc2.uni-bielefeld.de/dc2/wsu-haush/kap_0418.htm

http://www.nat-working.uni-jena.de/pdf/Duftstoffe.pdf.

http://www.learn-line.nrw.de/angebote/friseur/ue-dekorativ.htm

http://www.nrw.chemie.de/themen/documents/koerperpflegekosmetik.pdf.

http://www.rwg-bayreuth.de/chemie/badezimmer/experimente.htm



Sicheres Arbeiten im Labor

1. Im Labor darf weder gegessen noch getrunken werden!

2. Jacken und Taschen dürfen nicht ins Labor mitgenommen werden!

3. Trage beim Experimentieren immer Kittel und Schutzbrille!

4. Lies vor jedem Experiment genau die Versuchsanleitung, frage bei Problemen deinen Betreuer. Lasse den Versuchsaufbau stets von deinem Betreuer kontrollieren!

5. Gehe sorgfältig und sachgerecht mit allen Dir überlassenen Geräten um!

6. Halte die Laborräume sauber!

7. Wasche Dir nach dem Verlassen des Labors unbedingt die Hände!

8. Verfahre ebenso, wenn Du beim Experimentieren mit Chemikalien in Kontakt gekommen bist!

9. Mache bei den verwendeten Chemikalien auf keinen Fall eine Ge-schmacksprobe!

10. Prüfe den Geruch einer Chemikalie stets durch Zufächeln!

11. Halte ungenutzte Abzüge geschlossen!

12. Für Notfälle sind alle Laborräume mit Augenduschen, Notduschen, Verbandskästen und Telefonen versehen.


Documents

Quelle als PDF