Feuchthaltemittel und Glykole in der Kosmetik

Chemisch gesehen handelt es sich um Alkohole, da sie im Molekül mehrere Hydroxygruppen (OH-Gruppen) besitzen und sie daher sehr gut wasserlöslich, gar wasserliebend (hydrophil) oder sogar wasseranziehend (hygroskopisch) machen. Sie haben eine ölige, sirupartige Konsistenz, wirken als Emollienten (Weichmacher) fühlen sich aber dabei nicht fettig an

Zucker zählen übrigens auch zu den Alkoholen und werden ebenfalls als Feuchthaltemittel verwendet und so wie Zucker sind auch andere Feuchthaltemittel süß und klebrig.

Doch wo sind die Unterschiede? Hier sind die wichtigsten Feuchthaltemittel im Überblick und ihre besonderen Eigenschaften:

Glycerin

Das traditionelle, bewährte und ubiquitär verwendete Feuchthaltemittel schlechthin. Es besitzt eine Kettenlänge von 3 Kohlenstoffatomen mit 3 OH-Gruppen und ist daher besonders hygroskopisch. Glycerin entsteht bei der Seifenherstellung da es in pflanzlichen und tierischen Ölen, natürlich gebunden als Triglycerid, vorkommt. Heutzutage fällt es bei der Herstellung von Biodiesel als Nebenprodukt an und ist deshalb ein günstiger, leicht verfügbarer Rohstoff.

Glycerin gilt als überaus feuchtigkeitsspendend, hochverträglich und mild zu Haut und Schleimhaut. Es schmeckt süß und wird daher auch gerne in Zahnpasten und Mundwässern verwendet. In Hautpflegeprodukten wirkt es jedoch einigermaßen stark klebrig und kann daher nicht in hohen Dosen verwendet werden. Es ist nicht oberflächenaktiv und wirkt daher nicht verdünnend oder konservierend in Formulierungen.

Wirkt Glycerin austrocknend?

Anders als manchmal behauptet, wirken Glycerin oder Feuchthaltemittel im Allgemeinen, nicht per se austrocknend. Ja, sie wirken hygroskopisch, ziehen Feuchtigkeit an und binden sie an der Hautoberfläche. Bei trockenen Klimaverhältnissen (unsere Breitegrade zählen hierbei als trocken), wird auch Wasser aus der Haut an die Oberfläche gezogen. Jedoch wird unsere Haut von unten her ständig über die Blutgefäße mit Feuchtigkeit nachversorgt.

Dass Feuchthaltemittel tiefere Hautschichten austrocknen ist somit ein Mythos!

Glycerin wird jedoch nicht nur als Feuchthaltemittel verwendet: In Tensidformulierungen findet man es oft, um die Hautverträglichkeit des Produktes zu verbessern und oft dient es auch als Trägermaterial und Lösungsmittel für Wirkstoffe.

Übliche Einsatzkonzentration: 4 - 6 %

INCI: Glycerin

Beispiele: Glycerin 99%, CollAdvance, Hydrachrysum

Glykole (Diole)

Glykole sind Alkohole, die 2 OH-Gruppen in ihrer Molekülstruktur enthalten, daher auch ihr Name "Diol" (di=2, -ol = die Endsilbe für Alkohole). Sie dienen als Feuchtigkeitsspender und Lösungsmittel und helfen dabei, verschiedene Inhaltsstoffe zu mischen und eine homogene Textur zu erzeugen. Durch ihre Lösungsmittelwirkung können Glykole auch dazu beitragen, dass andere Wirkstoffe besser von der Haut aufgenommen werden, bzw. werden sie auch gerne als Extraktionsmittel für Pflanzenextrakte verwendet, da sie nicht nur die wasserlöslichen Inhaltsstoffe lösen, sondern auch einen Teil der fettlöslichen. Außerdem sind die so erhaltenen Glykol-Extrakte selbstkonservierend.

Aufgrund ihrer (co-)konservierenden Eigenschaften verhindern Diole das Wachstum von Mikroorganismen wie Bakterien und Pilzen in den Produkten. Dadurch wird die Haltbarkeit der Kosmetikprodukte verlängert und ihre Qualität gewährleistet.

Glykole werden schon lange in der Kosmetik und in pharmazeutischen Zubereitungen verwendet und waren die längste Zeit petrochemischen Ursprungs. Durch neue Technologien im Bereich der Fermentation ist es jedoch inzwischen möglich, viele Glykole auch aus pflanzlichen Quellen herzustellen. Seitdem erfreuen sie sich auch in Naturkosmetik immer mehr an Beliebtheit.

Nicht nur werden sie direkt in Formulierungen eingesetzt, auch als Rohstoff für die Synthese weiterer Rohstoffe, wie zB. Emulgatoren oder Esteröle.

Glykole gelten als sehr sicher und verträglich, jedoch haben sie unterschiedliche Reizpotentiale und können auch das Eindringen anderer Stoffe erleichtern. Deshalb können sehr sensible Menschen bisweilen empfindlich darauf reagieren.

Mit steigender Kettenlänge, steigt auch die Oberflächenaktivität des Moleküls, sowie die Konservierungsleistung, die Penetrationsverstärkung (für Wirkstoffe), aber auch das Reizpotential.

Etwas das Bakterien angreift, kann per se auch unsere Haut reizen, jedoch sind Bakterien vieeeeel dünnhäutiger als wir Menschen - also keine Angst vor Glykolen und Konservierungsmitteln!

Propylenglykol (1,2 Propandiol)

Ein sehr häufig verwendetes Glykol in der Kosmetik und in pharmazeutischen Produkten ist Propylenglykol. Es besitzt die gleiche Kettenlänge wie Glycerin (3 Kohlenstoffatome= C3), jedoch um eine Hydroxygruppe weniger. Dadurch erhält es auch eine leichte Lipophilie (fettliebende Eigenschaft). Es ist also gut wasserlöslich, besitzt jedoch auch ein gewisses Potential lipophile Stoffe zu lösen und ist daher leicht oberflächenaktiv (wie ein schwaches Tensid). Das macht es neben einem Feuchthaltemittel, zu einem guten Lösungsmittel und auch zu einem co-konservierenden Stoff.

Propylenglykol ist viel weniger klebrig als Glycerin. Auf der Haut wirkt es selbst bei hohen Konzentrationen eher seidig und weich. Bei Konzentrationen um die 20 %, benötigt ein Endprodukt mitunter sogar kein weiteres Konservierungsmittel mehr.

Übliche Einsatzkonzentration: 6 - 20 %

INCI: Propylene Glycol

Propandiol (1,3 Propandiol)

Sehr ähnlich zu Propylenglykol ist Propandiol. Es hat ebenfalls eine Kettenlänge von C3 und 2 OH-Gruppen, doch sitzen diese an der ersten und an der dritten Stelle. Noch verwirrender wird es, weil der chemisch korrekte Name beider Moleküle "Propandiol" lautet, doch in der INCI-Bezeichnung auf Kosmetikprodukten meint Propandiol immer die 1,3-Variante. Wir unterscheiden daher, der Einfachheit halber, in der Kosmetik zwischen Propandiol und Propylenglykol.

Propandiol ist in den Eigenschaften zu Propylenglykol ebenfalls sehr ähnlich, jedoch sind die oberflächenaktiven Eigenschaften, durch die unterschiedliche Verteilung der Hydroxygruppen, etwas weniger ausgeprägt. Propandiol hat daher eine etwas schwächere konservierungsboosternde Eigenschaft und fühlt sich auf der Haut auch etwas reichhaltiger, und nicht so seidig an wie Propylenglykol. Es ist jedoch trotzdem kaum klebrig und erzeugt ein eher leichtes und weiches Hautgefühl. Bei Einsatzkonzentrationen um die 25 %, benötigt ein Endprodukt mitunter kein weiteres Konservierungsmittel mehr.

Übliche Einsatzkonzentration 8 - 20 %

INCI: Propanediol

Beispiele: Propandiol green, Sunwell, Preblend Triple, Paralift

Hier kommt es gebunden in einem Molekül vor: Liposens

In der Naturkosmetik gab es lange Zeit keine Glykole, da diese nur synthetisch hergestellt werden konnten. Propandiol war da erste natürliche Glykol und wird inzwischen schon lange als natürliches Feuchthalte- und Wirkstoffträgermittel in der Kosmetikindustrie eingesetzt. Es ist nach wie vor immer aus natürlichen Quellen (zB. Maisstärke oder Palmöl), jedoch sind manche Qualitäten nicht frei von GMO-Rohstoffen und daher nicht für zertifizierte Naturkosmetik zugelassen.

Butylenglykol (1,3 Butandiol)

Ein weiteres bekanntes Glykol ist Butylenglykol. Es hat ähnliche feuchtigkeitsspendende Eigenschaften wie Propylenglykol oder Propandiol, ist jedoch um ein Kohlenstoffatom länger (also C4) und wirkt dadurch auf der Haut eine Spur reichhaltiger und einhüllender. Auch die oberflächenaktiven Eigenschaften sind etwas ausgeprägter - also wiederum auch die Konservierungsleistung und auch das Reizpotential.

Es liegt mit seiner Kettenlänge zwischen Propandiol und Pentylenglykol und liegt daher in einem interessanten Anwendungsbereich: Es kann in höheren Konzentrationen verwendet werden und ist dennoch gut hautverträglich, verdünnt aber auch Emulsionen nicht so stark und schenkt ein tolles Hautgefühl!

Auch bei Butylenglykol gibt es unterschiedliche Isomere, also Moleküle, die in der Kettenlänge gleich sind, jedoch die Hydroxygruppen, an anderer Stelle haben, als an der ersten und dritten.

Interessanterweise wird Butylenglykol schon seit jeher in asiatischen Pflegeprodukten verwendet. Im asiatischen Markt werden besonders befeuchtende (mitunter etwas klebrige), leichte, nicht fettende Produkte bevorzugt die die Haut weich und "versorgt" erscheinen lassen, ohne zu schwer aufzuliegen. Dies liegt uA. an den warmen, feuchten, Klimaverhältnissen. Da Korea nach wie vor Trendsetter in der globalen Kosmetikindustrie ist, werden "Asian-Cosmetics" auch bei uns immer beliebter und Butylenglykol wird vermutlich auch bei uns in Zukunft immer häufiger verwendet werden.

Übliche Einsatzkonzentration: 5 - 15 %

INCI: Butylene Glycol

Beispiele: Butylenglykol green, Sea Lavender HC, Delisens

Pentylenglykol (1,2 Pentandiol)

Pentylenglykol hat eine Kettenlänge von C5 (penta = 5) und die zwei Hydroxygruppen am Rand verteilt - an der ersten und zweiten Stelle. Es ist immer noch gut wasserlöslich, ist jedoch das erste der Glykole welches sich auch schon einigermaßen gut in Öl löst. Aufgrund dieser amphphilen (lipophil+hydrophil) Eigenschaften ist es ausgeprägt oberflächenaktiv und ein hervorragendes Lösungsmittel. Es hilft dabei, Roh- und Wirkstoffe besser im Wasser zu lösen, kann aber Formulierungen, insbesondere Emulsionen, stark verdünnen, oder destabilisieren.

Es ist immer noch ein exzellentes Feuchthaltemittel, wird aber überwiegend aufgrund seiner ausgeprägten antibakteriellen und konservierungsboostenden Eigenschaften verwendet. Auch das Reizpotential ist einigermaßen ausgeprägt und es sollte nicht zu hoch dosiert werden - obwohl es im Allgemeinen auch von der breiten Masse sehr gut vertragen wird. Als alleiniges Konservierungsmittel, sollte es über 5 % eingesetzt werden - besser 6 - 8 %. In diesem Bereich kann es aber auch schon leicht reizend wirken, was für sensible Hauttypen oder zB im Augenbereich nicht so gut geeignet ist. Auch aufgrund seiner destabilisierenden Wirkung ist es in Emulsionen, höher dosiert, nur bedingt einsetzbar. Propandiol und Butylenglykol wirken weit weniger verdünnend.

Übliche Einsatzkonzentration: 2 - 8 %

INCI: Pentylene Glycol

Caprylylglykol (1,2 Octandiol)

Dieser Stoff sei der Vollständigkeit halber erwähnt. Caprylylglycol besitzt eine Kettenlänge von C8 (octa = 8) und daher weit länger als die typischen Feuchthaltemittel und es ist auch nicht mehr gut wasserlöslich, dafür ausgeprägt oberflächenaktiv. Es wirkt ähnlich wie Pentylenglykol, jedoch deutlich stärker. Sein Einsatzspektrum ist weniger als Feuchthaltemittel, vielmehr als Konservierungsbooster und um andere konservierende Stoffe zu boosten und besser in Lösung zu bringen. Das Reizpotential und die destabilisierende Wirkung von Emulsionen ist auch weit ausgeprägter, dafür reichen schon kleine Mengen wie 0,3 - oder 0,5 % für eine nennenswerte, antibakterielle Wirkung.

Man findet Caprylylglykol oft in Konservierungsmittelmischungen, oder als Teil eines Konservierungssystems in Wirkstoffen, welche ja auch oft konserviert werden müssen, wenn sie Wasser enthalten.

Übliche Einsatzkonzentration: 0,3 - 1 %

INCI: Caprylyl Glycol

Beispiele: Preblend Triple, Preblend Easy, AvenaGlucan

Einsatzgebiet der wichtigsten Feuchthaltemittel: