Fette und Fettsäuren in Kosmetik

Fette und Öle sind ein wichtiger Bestandteil von Kosmetikprodukten. Ob als Fettphase in einer Emulsion oder als Basis in Ölprodukten, Sticks oder Balms – sie spielen eine zentrale Rolle.

Doch Fette sind auch die Ausgangsbasis für die Herstellung von kosmetischen Rohstoffen wie Emulgatoren, Tensiden, Konsistenzgebern und kosmetischen Lipiden.

Woraus besteht ein Öl?

Öle bzw. Fette bestehen aus Kohlenwasserstoffen – Ketten von Kohlenstoffatomen, die mit Wasserstoffatomen gesättigt sind, und sind somit organische Verbindungen. Pflanzliche oder tierische Fette sind chemisch gesehen Triglyceride, aber es existieren auch andere Verbindungen wie lineare Ester oder gesättigte Kohlenwasserstoffe. Basis dieser Verbindungen sind oft Fettsäuren oder andere Kohlenwasserstoffe. Erstere werden meist aus pflanzlichen Ölen gewonnen.

Eigenschaften von Ölen

Je nach chemischer Struktur oder Zusammensetzung der Fettsäuren unterscheiden sich die Eigenschaften eines Öls:

  • Ist es flüssig oder fest?
  • Spreitet es schnell oder langsam?
  • Ist es oxidationsstabil oder wird es schnell ranzig?
  • Wie gut zieht es in die Haut ein und welches Hautgefühl hinterlässt es

Diese Besonderheiten nutzen wir gezielt in Kosmetikprodukten. Dadurch können wir bestimmen, für welchen Hauttyp ein Produkt geeignet ist, wie es sich anfühlt und für welchen Zweck man es nutzen kann.

So sollte beispielsweise eine Creme für ölige Haut eher leichte Fette enthalten, die gut einziehen und keinen fettigen Glanz hinterlassen, während das bei einer Creme für trockene oder reifere Haut ganz anders aussehen sollte. Körperprodukte sollten gut spreitende Öle enthalten, damit sie sich gut auftragen lassen, und eine Handcreme sollte schnell einziehen, damit man nicht mit fettigen Händen herumlaufen muss.

Gesättigte und ungesättigte Fettsäuren

Die meisten Öle, die wir verwenden, enthalten Fettsäuren. Diese sind maßgeblich dafür verantwortlich, wie sich ein Öl verhält. Es gibt gesättigte und ungesättigte Fettsäuren. Bei gesättigten Fettsäuren ist jedes Kohlenstoffatom mit Wasserstoffatomen gesättigt, wodurch die Kette geradlinig ist. Ungesättigte Fettsäuren enthalten eine oder mehrere (einfach oder mehrfach ungesättigte) Doppelbindungen. An jeder Doppelbindung kann die Fettsäurekette abknicken und ist daher nicht mehr geradlinig. Dadurch können sich die Moleküle von ungesättigten Fettsäuren nicht mehr so gut anordnen und daher keine Feststoffe bilden - sie sind daher flüssig. Außerdem sorgen Doppelbindungen dafür, dass ein Öl leichter oxidieren kann.

Es gelten also drei wichtige Faustregeln:

Umso längerkettig eine Fettsäure ist, umso fester ist das Öl.

 

Ist eine Fettsäure ungesättigt, ist das Öl flüssig.

 

Umso gesättigter die Fettsäuren, umso stabiler das Öl.

 

Beispielsweise enthalten Buttern, wie zum Beispiel Sheabutter, einen nennenswerten Anteil an gesättigten, langkettigen Fettsäuren. Diese kann man sich vorstellen wie Wachse und geben einem Fett Festigkeit und Konsistenz. Buttern enthalten aber auch ungesättigte Fettsäuren. Durch diese Mischung entsteht die typische buttrige, streichfähige Konsistenz sowie das schmelzende Verhalten bei Körpertemperatur.

Kokosöl hingegen enthält viele kurzkettige Fettsäuren und ist bei Raumtemperatur fest, hat aber einen sehr schmalen Schmelzbereich und wird leicht flüssig.

Alle flüssigen Öle enthalten zum großen Teil einfach oder mehrfach ungesättigte Fettsäuren. Daher gelten sie auch als weniger stabil. Man sollte sie also nicht sehr hoch erhitzen und sie werden vergleichsweise schnell ranzig.


Hier eine Tabelle von den wichtigsten Fettsäuren:

Kette Name Beispielvorkommen
C8:0 Caprylsäure Kokosöl, Palmkernöl
C9:0 Pelargonsäure Distelöl
C10:0 Caprinsäure Kokosöl, Palmkernöl
C12:0 Laurinsäure Kokosöl, Palmkernöl
C14:0 Myristinsäure Kokosöl, Palmkernöl
C16:0 Palmitinsäure Palmfruchtfleischöl, Sheabutter
C18:0 Stearinsäure Palmfruchtfleischöl, Sheabutter
C18:1 Oleinsäure (Ölsäure) Olivenöl, Rapsöl
C18:2 Linolsäure Traubenkernöl, Distelöl
C22:0 Behensäure Pracaxiöl

 

"C" (Kohlenstoff) gibt an, wie lange die Kohlenstoffkette der Fettsäure ist, also wieviele Kohlenstoffatome sie enthält. Die Zahl hinter dem Doppelpunkt die Doppelbindungen in der Kette - also ist die Linolsäure beispielsweise zweifach ungesättigt.

Interessant ist, dass in der Natur überwiegen eine gerade Anzahl an C-Atomen vorkommt. Ungerade gibt es zwar auch, diese sind jedoch deutlich seltener und spielen in Kosmetikrohstoffen keine große Rolle.

Hydrierung (Härtung von Ölen)

Durch Hydrierung können ungesättigte Fettsäuren in gesättigte umgewandelt werden. Dies ist zum Beispiel bei der Margarineherstellung der Fall. Aber auch für Kosmetikprodukte ist es interessant, feste Fettsäuren zu generieren, die gerne für Rohstoffe wie Konsistenzgeber verwendet werden.

Behensäure ist beispielsweise eher selten und kommt hauptsächlich in exotischen Ölen vor. Doch sie kann aus Rapsöl gewonnen werden, das die einfach ungesättigte Erucasäure (C22:1) enthält. Durch Hydrierung (Fetthärtung) kann die Doppelbindung entfernt werden und man erhält die gesättigte Behensäure. Auf diese Weise können Behensäure und deren Derivate (z.B. Behenylalkohol) wirtschaftlich in nennenswerter Menge erzeugt werden.

Palmkern- und Kokosöl

Auffällig in der Tabelle ist, dass einige Fettsäuren, nämlich die von C8 bis C14, in Palmkern- und Kokosöl vorkommen. Vor allem enthalten diese Öle Laurinsäure (C12). Daher nennt man diese Öle auch "Laurinöle". Es gibt kaum andere Öle, in denen diese Fettsäure in nennenswerter Menge enthalten ist, um sie wirtschaftlich gut verfügbar zu machen. Diese Fettsäuren dienen jedoch als Basis zur Herstellung von Tensiden. Daher ist die Ölpalme auch eine unverzichtbare Ölquelle, da sie sehr ertragreich ist (sechs Mal mehr als Kokosöl!) und andere Pflanzen diese Fettsäuren gar nicht liefern könnten.


Hier eine Aufstellung der Fettsäurezusammensetzung wichtiger Fette in %:

Fettsäure Palmkernöl  Kokosöl Sheabutter Olivenöl
C8:0 Caprylsäure 3 - 5 5 - 9 - -
C10:0 Caprinsäure 2 - 5 6 - 8 - -
C12:0 Laurinsäure 45 - 55 45 - 52 - -
C14:0 Myristinsäure 15 - 20 16 - 21 - -
C16:0 Palmitinsäure 7 - 10 8 - 11 2 - 9 7 - 11
C18:0 Stearinsäure 2 - 4 2 - 4 20 - 50 1 - 2
C18:1 Ölsäure 10 - 15 5 - 8 40 - 60 55 - 83
C18:2 Linolsäure 1 - 3 1 - 2 3 - 8 3 - 6

 

In dieser Tabelle erkennt man deutlich, wie sehr sich Palmkern- und Kokosöl ähneln, während Olivenöl und Sheabutter wiederum eine ganz andere Zusammensetzung aufweisen.

Tropische Öle können nicht einfach durch regionale ersetzt werden!

Die kurzkettigen Fettsäuren Caprylsäure (C8) und Caprinsäure (C10) werden sehr gerne zur Herstellung von kosmetischen Lipiden verwendet, da sich mit ihnen sehr gut spreitende und dünnflüssige Öle erzeugen lassen – wie es oft in Kosmetikprodukten gewünscht wird.

Laurinsäure (C12) wird meist zur Herstellung von Tensiden verwendet, da sie zu gut reinigenden und schäumenden Produkten führt.

Die festen Fettsäuren Palmitinsäure (C16) und Stearinsäure (C18) werden wiederum sehr gerne zu Konsistenzgebern und Emulgatoren verarbeitet, da sie Festigkeit und Stabilität in ein Produkt bringen.


Eigenschaften von kosmetischen Ölen

Neben den enthaltenen Fettsäuren ist die Eigenschaft eines Öles vor allem von seiner chemischen Struktur abhängig:

Triglyceride

Triglyceride bestehen aus drei Fettsäuren, die durch Esterbindungen an Glycerin gebunden sind. Pflanzenöle und deren typische Eigenschaften beruhen auf der Tatsache, dass es sich um Triglyceride handelt - sie sind dickflüssig, langsam spreitend, langsam einziehend und hinterlassen eher ein fettiges Hautgefühl. Hängen drei gleiche Fettsäuren an einem Glycerinmolekül erkennt man das in der INCI an der Bezeichnung "Tri+Fettsäure" (also: Triolein, Tripelargonin, Tricaprylin, Tristearin, ...)

Beispiele: alle Pflanzenöle (außer Jojobaöl), MCT-Öl (Neutralöl), MCT-9, Lipoblend Coushion, Olifeel Pearls

 

Linearer Ester

Bestehen aus zwei Fettsäuren (eigentlich eine Fettsäure und ein Fettalkohol), die mittels einer Esterbindung verbunden sind. Ein natürliches Beispiel dafür wäre Jojobaöl. Es ist das einzige Pflanzenöl, welches kein Triglycerid ist. Ein großer Anteil unseres Hautsebums besteht ebenfalls aus linearen Estern. Daher wird Jojobaöl auch oft eine gewisse Ähnlichkeit zu Hautfetten zugesprochen. Sehr viele kosmetische Öle (oft Esteröle genannt) sind ebenfalls so aufgebaut. Diese Verbindungen sind wesentlich leichter und dünnflüssiger als Triglyceride, ziehen schneller ein und spreiten besser. Vor allem, wenn kurzkettige Fettsäuren für die Herstellung verwendet werden.

Beispiele: Jojobaöl, Coco-Caprylate, Liposens, Hydromollient, SoftEster

 

Gesättigte Kohlenwasserstoffe (Alkane)

Alkane enthalten gar keine Fettsäuren, sondern sind simple Kohlenwasserstoffketten - üblicherweise gesättigt. Durch die kleine Molekülgröße sind diese Öle sehr dünnflüssig und hochspreitend. Sind sie besonders kurzkettig, sind sie sogar flüchtig, dh. sie können nach dem Auftrag auf die Haut verdunsten und hinterlassen kaum einen Rückstand. Alkane sind sehr typisch für Mineralöle und -wachse, werden aber auch aus pflanzlichen Ölen erzeugt. Langkettige Alkane kommen oft auch in natürlichen Wachsen vor.

Beispiele: Paraffine (Mineralöle), Lipoblend Ultralite, Squalan

Polarität von Ölen

Diese Eigenschaften sind jedoch nicht das einzige, was. Je nach Molekülstruktur oder der Anwesenheit von Esterbindungen, können Öle auch mehr oder weniger polar sein -  was heißt, mehr oder weniger wasserlöslich. Wirklich wasserlöslich sind Öle bekanntermaßen nicht, jedoch zeigt es uns, wie leicht sie sich emulgieren lassen. Außerdem lassen sich Öle mit ähnlicher Polarität leichter miteinander mischen - Öle mit unterschiedlicher Polarität können sich in einer Mischung trennen und absetzen.

Wie sehr polar ein Öl ist, muss im Einzelfall betrachtet werden, Alkane gelten aber in der Regel als sehr unpolar, während lineare Ester oft hochpolar sind.

Fazit

Es lohn sich also durchaus, sich ein mit Fettsäuren und deren Eigenschaften auseinanderzusetzen. Oft kann man so schon an der INCI-Bezeichnung erkennen, wie ein Öl oder ein Kosmetikrohstoff sich verhalten oder anfühlen wird. Die Lehre der Fettsäuren schafft eine grundlegende Wissensbasis und ist ein einscheidender Schritt in die Welt der Kosmetikrohstoffe und -herstellung!

Mehr und Genaueres zu diesem Thema findest du in unserer:

Masterclass compact