{"id":3134,"date":"2024-06-27T12:23:16","date_gmt":"2024-06-27T10:23:16","guid":{"rendered":"https:\/\/solutions.berg-schmidt.com\/news\/broadening-the-choice-of-natural-emulsifiers-by-using-synergistic-fiber-blends\/"},"modified":"2025-07-07T14:39:06","modified_gmt":"2025-07-07T12:39:06","slug":"broadening-the-choice-of-natural-emulsifiers-by-using-synergistic-fiber-blends","status":"publish","type":"news","link":"https:\/\/solutions.berg-schmidt.com\/de\/news\/broadening-the-choice-of-natural-emulsifiers-by-using-synergistic-fiber-blends\/","title":{"rendered":"Erweiterung der Auswahl an nat\u00fcrlichen Emulgatoren durch den Einsatz von synergistischen Mischungen aus Fasern"},"content":{"rendered":"\n

Kristin K\u00f6hler \u2013 Berg+Schmidt<\/p>\n\n\n\n

Einleitung<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Bei der Entwicklung nat\u00fcrlicher kosmetischer Emulsionen k\u00f6nnen Formulierer aus einer breiten Palette von Emulgatoren w\u00e4hlen. Die Standard-Emulgatoren sind auf dem Markt bekannt, in der Regel leicht verf\u00fcgbar und bieten typische Texturen und sensorische Eigenschaften, an die Verbraucher und Formulierer gleicherma\u00dfen gew\u00f6hnt sind. Die meisten sind jedoch nur hei\u00df verarbeitbar, neigen zum Wei\u00dfeln auf der Haut, sind durch chemische Reaktionen (Veresterung) entstanden und k\u00f6nnen ein relativ wachsartiges Hautgef\u00fchl verursachen. Faserbasierte Emulgatoren sind kalt verarbeitbar, was zu geringeren Prozesszeiten und Energiekosten f\u00fchren kann. Die gew\u00fcnschte Galenik kann in der Viskosit\u00e4t, z.B. von Gel bis Creme, sowie im Aussehen und Hautgef\u00fchl variiert werden. Je nach Zusammensetzung k\u00f6nnen Fasermischungen von der komplement\u00e4ren Funktionalit\u00e4t der verwendeten l\u00f6slichen und unl\u00f6slichen Faserverbindungen profitieren.<\/p>\n\n\n\n

Ballaststoffe aus der Agrar- und Lebensmittelindustrie<\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Ballaststoffe werden aus Seitenstr\u00f6men der Lebensmittelindustrie gewonnen und lassen sich in l\u00f6sliche und unl\u00f6sliche Ballaststoffe aus Obst und Gem\u00fcse, z.B. \u00c4pfeln, H\u00fclsenfr\u00fcchten, Vollkornprodukten und Kleie unterteilen.[1]<\/sup> Wiederverwertete und wasserl\u00f6sliche Ballaststoffe werden seit vielen Jahren als Kohlenhydratpolymere, so genannte Hydrokolloide, zur Verbesserung der Produktstabilit\u00e4t und -haltbarkeit sowie als stabilisierende Geliermittel, z. B. in Suppen oder Dressings, eingesetzt. Typische Beispiele f\u00fcr kosmetische Anwendungen sind Pektin oder Gummis, z. B. aus Guar oder Johannisbrot.<\/p>\n\n\n\n

Pickering Emulsionen<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Im Gegensatz zu den Hydrokolloiden sind die unl\u00f6slichen Ballaststoffe vor allem f\u00fcr die Herstellung von Pickering-Emulsionen interessant, die eine andere Technik der Emulsionsbildung verwenden. Anstelle der traditionellen oberfl\u00e4chenaktiven Emulgatoren sind feste Partikel f\u00fcr die Stabilisierung der \u00d6l-Wasser-Grenzfl\u00e4che verantwortlich, um eine Koaleszenz zu verhindern. Feste Partikel k\u00f6nnen organischen oder anorganischen Ursprungs sein, wie z.B. Titandioxid, Ton oder - Fasern. Unl\u00f6sliche Fasern k\u00f6nnen Glucane aus Getreidekleie oder andere Glucoseketten sein. Nicht alle Fasern verhalten sich in formulierten Produkten gleich. Insbesondere die festen Fasern erfordern mehr Screening-Arbeiten, um geeignete Komponenten zu finden. Die Benetzbarkeit der Partikel, das \u00d6l-Wasser-Phasenverh\u00e4ltnis, die Adsorption der Feststoffpartikel an der Grenzfl\u00e4che und die Oberfl\u00e4chenbedeckung durch Partikel sind entscheidende Aspekte, um geeignete unl\u00f6sliche Fasern zu identifizieren.[2]<\/sup><\/p>\n\n\n\n

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Abbildung 1:<\/strong> Schematische Darstellung einer Pickering Emulsion<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Auswahl der Fasern<\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

In Kenntnis der unterschiedlichen Eigenschaften von l\u00f6slichen und unl\u00f6slichen Ballaststoffen f\u00fchrt deren Kombination zu einem synergistischen Wirkmechanismus, bei dem die unl\u00f6slichen Fasern eine Pickering-Emulsion erzeugen und die wasserl\u00f6slichen Komponenten die Emulsionsstabilit\u00e4t durch den Aufbau eines umgebenden hydrokolloidalen Netzwerkes unterst\u00fctzen. F\u00fcr die Entwicklung einer synergistischen Fasermischung wurden unter anderem folgende Kriterien festgelegt: Sie sollte Emulsionen mit ca. 20 Gew.-% \u00d6l stabilisieren, O\/W-Emulsionen sollten kalt verarbeitbar sein, ohne hohe Scherraten herstellbar sein und bei 40\u00b0C mindestens 3 Monate Stabilit\u00e4t aufweisen.<\/p>\n\n\n\n

Das Screening von insgesamt 42 potenziell geeigneten Fasern umfasste verschiedene Tests, wie z. B:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  • Visuelle Inspektion und Gelierbarkeit<\/li>\n\n\n\n
  • Partikelgr\u00f6\u00dfenverteilung und Partikelgr\u00f6\u00dfe<\/li>\n\n\n\n
  • \u00d6l- und Wasserbindekapazit\u00e4t<\/li>\n\n\n\n
  • F\u00e4higkeit zur Bildung von Emulsionen<\/li>\n\n\n\n
  • Messung des Kontaktwinkels<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    Die Messung des Kontaktwinkels ist ein wichtiger Bestandteil der Gesamtanalyse. Partikel f\u00fcr die Pickering-Stabilisierung sollten sowohl hydrophile als auch hydrophobe Eigenschaften aufweisen. Der ideale Kontaktwinkel liegt nahe bei 90\u00b0, d. h. etwas unter 90\u00b0 f\u00fcr O\/W-Emulsionen (die Partikel werden haupts\u00e4chlich von der Wasserphase benetzt) und etwas dar\u00fcber f\u00fcr W\/O-Emulsionen.<\/p>\n\n\n\n

    Aufgrund der Ergebnisse der Kontaktwinkelmessung kann davon ausgegangen werden, dass sich das Benetzungsverm\u00f6gen beim Mischen der Fasern \u00e4ndert. Am Ende des Screening-Prozesses wurden die folgenden Fasern identifiziert, die wie gew\u00fcnscht als effizientes und kalt verarbeitbares Compound funktionieren und weitere wichtige kosmetische Funktionen aufweisen:<\/p>\n\n\n\n

      \n
    • Haferfasern, die f\u00fcr ihre hautberuhigenden und feuchtigkeitsspendenden Eigenschaften bekannt sind, enthalten Beta-Glucane, die hervorragende wasserbindende Eigenschaften besitzen und zu einer verbesserten Hydratation und Unterst\u00fctzung der Hautbarriere beitragen.<\/li>\n\n\n\n
    • Guarkernmehl, ein pflanzlicher Inhaltsstoff, der aus Guarbohnen gewonnen wird, wird wegen seiner verdickenden und stabilisierenden Eigenschaften seit langem in verschiedenen Industrien eingesetzt. In kosmetischen Formulierungen spielt Guarkernmehl eine Schl\u00fcsselrolle bei der Verbesserung der Textur und Viskosit\u00e4t von Emulsionen und sorgt f\u00fcr einen gleichm\u00e4\u00dfigen und angenehmen Produktauftrag.<\/li>\n\n\n\n
    • Holzfasern, die aus nachhaltigen Quellen gewonnen werden, bieten inh\u00e4rente Vorteile f\u00fcr kosmetische Formulierungen. Ihre Mikrostruktur und ihre hydrophile Natur erm\u00f6glichen eine effiziente Stabilisierung der \u00d6l- und Wasserphasen und erleichtern die Bildung stabiler Emulsionen.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

      Nicht alle Ballaststoffe sind f\u00fcr den Einsatz in kosmetischen Formulierungen geeignet. Einige sind nicht farblos, haben keine angenehme Textur oder besitzen keine verdickenden oder emulgierenden Eigenschaften.<\/p>\n\n\n\n

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      Abbildung 2:<\/strong> Mittelwert des Kontaktwinkels in \u00b0 verschiedener Fasern, die in der Fasermischung verwendet wurden<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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      Abbildung 3:<\/strong> Kontaktwinkel, \u00b0 f\u00fcr verschiedene getestete Fasermischungen.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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      Abbildung 4:<\/strong> In Wasser dispergierte Fasern zur visuellen Inspektion.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

      Die Formulierung des Produkts<\/strong><\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

      Die Textur von kosmetischen Emulsionen spielt eine wichtige Rolle bei der Verbesserung des Benutzererlebnisses und der Wirksamkeit des Produkts. Durch Variation der Konzentration der \u00d6lphase kann eine breite Palette von Texturen erzielt werden. Die typische Textur wird mit dem in der Tabelle dargestellten Formulierungsbeispiel erreicht.<\/p>\n\n\n\n

      Phase<\/strong><\/td>Product<\/strong><\/td>INCI Name<\/strong><\/td>Supplier<\/strong><\/td>% (w\/w)<\/strong><\/td><\/tr>
      A<\/td>Demin.Water<\/td>Aqua<\/td>-<\/td>80.4<\/td><\/tr>
      A<\/td>Cosphaderm Dicapo Natural<\/td>Caprylyl Glycol (and) Propanediol (and) Glyceryl Caprylate<\/td>Cosphatec<\/td>1.0<\/td><\/tr>
      A<\/td>Cosphaderm Pentiol Natural<\/td>Pentylene Glycol<\/td>Cosphatec<\/td>2.0<\/td><\/tr>
      A<\/td>Rice PO4 Natural<\/td>Distarch Phosphate<\/td>Agrana<\/td>1.5<\/td><\/tr>
      A<\/td>Glycerin 99.5%<\/td>Glycerin<\/td>Berg+Schmidt<\/td>3.0<\/td><\/tr>
      B<\/td>BergaCare FG M12<\/td>Coco-Caprylate\/Caprate (and) Dodecane
      (and) Citrullus Lanatus (Watermelon) Seed Oil<\/td>      		Berg+Schmidt<\/td>2.0<\/td><\/tr>
      B<\/td>BergaMuls ET 2<\/td>Cellulose (and) Cyamopsis Tetragonoloba (Guar) Gum
      (and) Beta-Glucan<\/td>      		Berg+Schmidt<\/td>1.5<\/td><\/tr>
      B<\/td>Grape Seed Oil<\/td>XaVitis Vinifera Seed Oil<\/td>Henry Lamotte<\/td>5.0<\/td><\/tr>
      B<\/td>Hazelnut Oil<\/td>Corylus Avellana Seed Oil<\/td>Henry Lamotte<\/td>3.0<\/td><\/tr>
      B<\/td>Keltrol CG-SFT<\/td>Xanthan Gum<\/td>CP Kelco<\/td>0.1<\/td><\/tr>
      B<\/td>Cosphaderm T70 non-GMO ECO<\/td>Tocopherol, Helianthus Annuus Seed Oil<\/td>Cosphatec<\/td>0.5<\/td><\/tr>
      B1<\/td>Perfume<\/td>Aloe Stars<\/td>V\u00f6gele<\/td>0.1<\/td><\/tr>
      C<\/td>Citric Acid (25% solution.)<\/td>Cirtric Acid<\/td>Diverse<\/td>Adjust pH<\/td><\/tr>
      <\/td><\/td><\/td><\/td>100.0<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>
      Tabelle 1:<\/strong> Zusammensetzung einer typischen Creme mit einer synergistischen Fasermischung (pH-Wert = 5,2, Viskosit\u00e4t (24 h) = 8400 mPas (Brookfield, 20 U\/min), interne Referenz: SC100-ELA, Stabilit\u00e4t: stabil f\u00fcr mehr als 12 Wochen bei 21 \u00b0C und 40 \u00b0C)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

      Fazit<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

      Angesichts des wachsenden Interesses der Verbraucher an nat\u00fcrlichen und recycelten Produkten sind Formulierer gut beraten, die Arbeit mit Emulgator-Blends auf Faserbasis in Betracht zu ziehen, um die Vorteile der einfachen Verarbeitung und der synergistischen Wirkungsweise zu nutzen, die zu stabilen O\/W-Emulsionen mit modernen sensorischen Eigenschaften f\u00fchren.<\/p>\n\n\n\n

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      <\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div><\/div>\n<\/div><\/div>\n<\/div><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

      <\/p>\n\n\n\n

      [1] Hussain, S.; J\u00f5udu, I.; Bhat, R.: Dietary Fiber from Underutilized Plant Resources\u2014A Positive Approach for Valorization of Fruit and Vegetable Wastes. Sustainability<\/em> 2020<\/strong>, 12, 5401.<\/p>\n\n\n\n

      [2] Berg + Schmidt GmbH & Co KG, unpublished dissertation results of 2022<\/p>\n\n\n\n

      <\/p>\n\n\n\n

      <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

      Entdecken Sie, wie Emulgatoren auf Faserbasis nat\u00fcrliche Kosmetikformulierungen verbessern. Erfahren Sie, wie synergistische Fasermischungen die Emulsionsstabilit\u00e4t verbessern, die Kaltverarbeitung erm\u00f6glichen und nachhaltige, Upcycling-Inhaltsstoffe f\u00fcr moderne kosmetische Texturen bieten.<\/p>\n","protected":false},"featured_media":3129,"template":"","company":[],"news_type":[892],"class_list":["post-3134","news","type-news","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","news_type-knowledge-de"],"acf":[],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/solutions.berg-schmidt.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/news\/3134","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/solutions.berg-schmidt.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/news"}],"about":[{"href":"https:\/\/solutions.berg-schmidt.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/news"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/solutions.berg-schmidt.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/3129"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/solutions.berg-schmidt.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3134"}],"wp:term":[{"taxonomy":"company","embeddable":true,"href":"https:\/\/solutions.berg-schmidt.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/company?post=3134"},{"taxonomy":"news_type","embeddable":true,"href":"https:\/\/solutions.berg-schmidt.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/news_type?post=3134"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}