Σήμερα, πρωτογενείς μεταβολίτες.

Transcript

1 Ανασκόπηση Μάθαμε τι είναι μόρια και τι άτομα. Μάθαμε ότι τα μόρια μπορούν να συνυπάρχουν μεταξύ τους. Όταν διαφορετικά μόρια συνυπάρχουν σε υγρό λέμε ότι έχουμε διάλυμα (ή εναιώρημα). Μάθαμε για διφασικά υγρά συστήματα που δεν είναι ομοιογενή, αλλά το λάδι είναι πάνω και το νερό κάτω. Μάθαμε ότι άλλα συστατικά διαλύονται στο νερό (υδρόφιλα) και άλλα στο λάδι (αμφίφιλα) - μερικά και στα δύο (αμφίφιλα). Παρασκευάσαμε πολλά διαλύματα, υδατικά και λιπαρά. Μάθαμε τι είναι φυτό από τι μέρη αποτελείται και πώς μπορούμε να διακρίνουμε τα φυτά μεταξύ τους.

2 Σήμερα, πρωτογενείς μεταβολίτες. Κύρια συστατικά ζωντανών οργανισμών. Μεγαλομόρια (πρωτεΐνες, υδατάνθρακες) Λιπίδια Κήροι Ανόργανα συστατικά Ιχνοστοιχεία Φυσιολογία και χρήση των υλικών αυτών στην κοσμητική Τα συστατικά αποτελούν μέρος του ανθρώπου και ταυτόχρονα υλικά των καλλυντικών. Πρέπει λοιπόν να γνωρίζουμε: Ποιές οι ιδιότητές τους για να τα χρησιμοποιούμε. Ποιά τα χαρακτηριστικά των αντιστοίχων υλικών που έχουμε στο σώμα μας. Πώς αλληλεπιδρούν τα εξωγενή τέτοια υλικά με αυτά που έχουμε στο σώμα μας, όταν τα εφαρμόζουνε σαν καλλυντικά. Τα υλικά αυτά βρίσκονται παντού γύρω μας, είναι συστατικά της τροφής και της ένδυσής μας. Το βαμβάκι για παράδειγμα είναι ένας πολυσακχαρίτης. Τέλος θα κάνουμε και διάφορες ενδιαφέρουσες παρασκευές με τα υλικά αυτά.

3 Μεγαλομόρια Αποτελούν μια δομή που μοιάζει διαισθητικά σαν αλυσίδα. Αποτελείται δηλαδή από πολλά επαναλαμβανόμενα πανομοιότυπα κομμάτια -σαν τους κρίκους της αλυσίδας. Οι κρίκοι της αλυσίδας λέγονται μονομερή. Όλη αλυσίδα λέγεται πολυμερές. Τέτοια μόρια υπάρχουν πολλά στην φύση εμείς θα μελετήσουμε τις πρωτεΐνες (πολυμερή) που αποτελούνται από αμινοξέα (μονομερή), και τους υδατάνθρακες (πολυμερή) που αποτελούνται από σάκχαρα (μονομερή). Οι πρωτεΐνες είναι μια οικογένεια ενώσεων όπως και οι υδατάνθρακες. Η μία πρωτεΐνη διαφέρει από την άλλη γιατί διαφέρουν οι κρίκοι (μονομερή) τους. Αντίστοιχα και για τους υδατάνθρακες.

4 Ακόμη μια απεικόνιση Πολυμερισμός λέγεται η διαδικασία που τα μονομερή (οι κρίκοι της αλυσίδας). Ενώνονται για να σχηματίσουν ένα πολυμερές (μεγαλομόριο αλυσίδα) Τα μονομερή αυτά μπορεί να είναι πραγματικά πάρα πολλά (εκατοντάδες χιλιάδες). Δεν χρειάζεται τα μονομερή να είναι ίδια στο μήκος ενός πολυμερούς. Στις πρωτεΐνες μπορεί να είναι ένα οποιοδήποτε από τα 20 αμινοξέα που χρησιμοποιούν οι ζωντανοί οργανισμοί.

5 Αμινοξέα (Μονομερή πρωτεϊνών) Τα αμινοξέα αποτελούνται από έναν σκελετό που είναι κοινός για κάθε αμινοξύ. Διαφέρουν μεταξύ τους στην πλευρική ομάδα R. Στον πίνακα φαίνονται όλες οι πλευρικές ομάδες που συναντώνται στους ζωντανούς οργανισμούς. Η αλυσίδα της πρωτεΐνης φτιάχνεται με ένωση της καρβοξυλομάδας κάθε αμινοξέος με την αμινομάδα κάθε επόμενου αμινοξέος έτσι γίνεται ο πολυμερισμός των αμινοξέων σε πρωτεΐνες Για την διαδικασία αυτή οι ζωντανοί όργανισμοί έχουν εξειδικευμένα εργαλεία (ένζυμα).

6 Πρωτεΐνες Είπαμε ότι τα αμινοξέα που συναντώνται στους ζωντανούς οργανισμούς είναι 20 στον αριθμό. Κάθε μια είδος πρωτεΐνης που υπάρχει στον οργανισμό έχει μια μοναδική αλληλουχία αμινοξέων. Κάθε αμινοξύ έχει διαφορετικές ιδιότητες (πχ λιποφιλία/υδροφιλία) και ο τρόπος που μπαίνουν σε σειρά έχει καθοριστική σημασία για την λειτουργία της πρωτεΐνης Στην εικόνα βλέπουμε την μεγάλη αλυσίδα που είναι η πρωτεΐνη και τους κρίκους που είναι τα αμινοξέα.

7 Χρήση πρωτεϊνών Οι πρωτεΐνες στα ζώα έχουν ατελείωτες δράσεις, χρησιμεύουν σχεδόν σε κάθε δραστηριότητα του οργανισμού μας και φτιάχνονται με οδηγίες που υπάρχουν στο DNA των οργανισμών. Μια χρήση που αντιλαμβανόμαστε είναι η συστολή των μυών που επιτυγχάνεται με πολλές μικρές πρωτεϊνικές τριχιές που συστέλλονται και διαστέλλονται όταν θέλουμε να κάνουμε κινήσεις.

8 Παραδείγματα Ζελατίνη Κολλαγόνο (υδρολυμένο?!?) Ελαστίνη Κερατίνη Καζεΐνη Πρωτεΐνη σιταριού (γλουτένη) Πρωτεΐνη μεταξιού

9 Τι είναι επιτέλους αυτό το κολλαγόνο;

10 Κολλαγόνο Κύριο συνδετικό υλικό στο σώμα ~30% της συνολικής σωματικής πρωτεΐνης Παραλαμβάνεται από εκχύλιση οστών, δέρματος ζώων ή ψαριών.

11 Ζελατίνη = Υδρολυμένo κολλαγόνο Η υδρόλυση είναι μια διαδικασία που με την βοήθεια του νερού και θέρμανση καταφέρνουμε να σπάσουμε μια πολύ μεγάλη πρωτεΐνη σε μικρότερα κομμάτια. Με τον τρόπο αυτό πετυχαίνουμε να κάνουμε πρωτεΐνες που δεν διαλύονται στο νερό περισσότερο υδατοδιαλυτές. Έτσι παρασκευάζεται και η ζελατίνη, δηλαδή από το σπάσιμο (υδρόλυση), του κολλαγόνου σε μικρότερα κομμάτια. Αυτό συνθετικά γίνεται είτε με όξινα μέσα είτε με ένζυμα

12 Παραλαβή ζελατίνης Η ζελατίνη είναι μια πρωτεΐνη γνωστή περισσότερο από την ζαχαροπλαστική. Παραλαμβάνεται από την εκχύλιση ζωικών ιστών (δέρμα οστά κοκ).

13 Ελαστίνη Η ελαστίνη είναι και αυτή συστατικό του συνδετικού ιστού και εξασφαλίζει την ελαστικότητα στα υλικά που περιέχεται.

14 Συνδετικός ιστός

15 Κερατίνη Σκληρό υλικό, συστατικό των επιδερμικών κυττάρων του δέρματος. Η κερατίνη είναι μια σκληρή ουσία που βρίσκεται στην επιδερμίδα μας. Ειδικά στα επιδερμικά κύτταρα που είναι νεκρά. Κατά την ανάπτυξή τους γεμίζουν με κερατίνη και μετά νεκρώνονται. Αυτά αποτελούν την εξωτερική στοιβάδα του δέρματος και ανανεώνονται συνεχώς.

16 Κερατίνη στο δέρμα

17 Σάκχαρα (Μονομερή Πολυσακχαριτών) Τα σάκχαρα είναι εξαιρετικά διαδεδομένα στην φύση. Ενδεικτικά τέτοια υλικά είναι: το ξύλο των φυτών, το βαμβάκι, το άμυλο. Μπορεί να είναι τεράστια πολυμερή όπως το άμυλο, μπορεί να είναι μικρά πολυμερή όπως η επιτραπέζια ζάχαρη (διμερές φρουκτόζης και γλυκόζης) ή μονομερή σαν την γλυκόζη που αποτελεί αποκλειστικό τρόφιμο του εγκεφάλου μας.

18 Πολυσακχαρίτες Εδώ βλέπουμε μερικά πολύ σημαντικά πολυμερή. Το άμυλο (starch) χρησιμοποιείται για να αποταμιεύουν οι φυτικοί οργανισμοί ενέργεια, η κυτταρίνη αποτελεί συστατικό των κυτταρικών τοιχωμάτων (της στηρικτικής δομής των φυτών) το γλυκογόνο χρησιμεύει για να αποταμιεύουν ενέργεια τα ζώα και ο άνθρωπος. Για να είναι πιο αντιληπτά στην παραπάνω παρουσίαση αφαιρούμε τα άτομα και δείχνουμε πώς επαναλαμβάνονται τα μονομερή. Φυσικά οι παραπάνω απεικονίσεις αποτελούν ένα πολύ μικρό μέρος της αλυσίδας την οποία πρέπει να φανταστούμε να συνεχίζεται δεξιά και αριστερά της παραπάνω απεικόνισης.

19 Κατηγοριοποίησή τους Θετικό φορτίο (κατιόντα): χιτοσάνη, υδρόξυαιθύλκυτταρίνη (κατιοντική), guar gum (κατιοντική). Αρνητικό φορτίο (ανιόντα): xanthan gum, υαλουρονικό οξύ, θειική χονδροϊτίνη. Οι υδατάνθρακες που έχουν θετικό φορτίο έχουν την τάση να συνδέονται με άλλες πρωτεΐνες του δέρματος ή των μαλλιών. Έτσι χρησιμοποιούνται σε παρασκευές που σαν στόχο έχουν να ενισχύσουν τα μαλλιά ή να προστατεύσουν το δέρμα. Η χιτοσάνη συγκεκριμένα έχοντας παράλληλα και αντιμικροβιακή δράση χρησιμοποιείται και επουλωτικά έμπλαστρα. Οι υδατάνθρακες που έχουν αρνητικό φορτίο χρησιμοποιούνται κυρίως για την ιδιότητα που έχουν να συγκρατούν νερό (υγροσκοπικές) οπότε να κρατάνε την επιδερμίδα ενυδατωμένη. Όλοι οι υδατάνθρακες, αρνητικοί και θετικοί αυξάνουν το ιξώδες του παρασκευάσματος και χρησιμοποιούνται εκτενώς σε ορούς, ζελέ, γαλακτώματα κοκ.

20 Κατιόντα

21 Χιτίνη Ενυδάτωση Μικροβιοστατ Μαλλιά Απομονώνεται από τα κελύφη των οστρακόδερμων (γαρίδες, αστακοί κοκ). Είναι υγροσκοπική, κρατάει δηλαδή το νερό και δίνει αίσθηση ενυδάτωσης και απαλότητας. Ενσωματώνονται στο δέρμα και στα μαλλιά και ενισχύουν την δομή και την ανθεκτικότητά τους.

22 Υδρόξυαιθυλ-κυτταρίνη Παχυντικό (αυξάνει το ιξώδες) Χρησιμοποιείται σε σκευάσματα για την κολπική ξηρότητα (KY Jelly). Χρησιμοποιείται για την παρασκευή σάπωνα που αφρίζει έντονα Οι κυτταρίνες (κελλουλόσες, cellulose) είναι μια οικογένεια πολυσακχαριτών που παραλαμβάνονται από τα κυτταρικά τοιχώματα των κυρίως φυτών αλλά και από φύκη και βακτήρια. Είναι πολύ χρήσιμες σε πολλά παρασκευάσματα της βιομηχανίας φαρμάκων και καλλυντικών. Συγκεκριμένα για την υδροηξυαιθύλ-κυτταρίνη, ενδιαφέρον παρουσιάζει η χρήση της στα υγρά σαπούνια που αφρίζουν έντονα. Ο λόγος είναι ότι σταθεροποιεί τις φυσαλίδες δίνοντας μια ιδιότυπη αίσθηση πλούσιου αφρού.

23 Guar Gum Παραλαμβάνεται από το φυτό Cyamopsis tetragonoloba Παραλαμβάνεται από το ενδοσπέρμιο του φυτού Cyamopsis tetragonoloba οικ. Fabaceae. Δοκιμασμένο υλικό, από τα παλαιότερα που χρησιμοποιούνται στη κοσμητική Χρειάζεται λίγη ποσότητα για επαρκές ιξώδες.

24 Ανιόντα

25 Xanthan gum Βάζουμε βακτήρια να το παρασκευάσουν για εμάς. Είναι ικανοποιητικό ενυδατικό και πολύ καλό παχυντικό Παρασκευάζεται με εμβολιασμό κατάλληλου θρεπτικού υλικού με βακτήρια. Στην συνέχεια παραλαμβάνεται με συγκεκριμένα αντιδραστήρια από τα βακτήρια. Προσοχή πρέπει να δίνεται κατά τον χειρισμό του (όπως και σε όλους τους πολυσακχαρίτες σε σκόνη) να μην εισπνέονται γιατί διογκώνονται στους αεραγωγούς φράσσοντας την αναπνοή. Διαλύεται ευκολότερα αν εφυγρανθεί πρώτα με μικρή ποσότητα γλυκερίνης.

26 Υαλουρονικό Οξύ Πλέον παρασκευάζεται και αυτό βακτηριακά. Εξαιρετικό ενυδατικό συστατικό, το πιο υγροσκοπικό που έχουμε σήμερα στην διάθεσή μας.

27 Έλαια

28 Έλαια/Λίπη Είναι πρακτικά ίδιες κατηγορίες υλικών. Όσα είναι στερεά (ή ημιστερεά) στους 15.5o C τα αποκαλούμε λίπη όσα είναι υγρά στους 15.5οC έλαια. Είναι λιπόφιλα ή αμφίφιλα (πχ λεκιθίνες) Ένα έλαιο (ή λίπος) δεν περιέχει ένα συστατικό (όπως πχ το νερό) αλλά είναι ένα μείγμα πολλών μορίων.

29 Μερικά κοινά συστατικά

30 Χρήση Είναι όλες οι λιπαρές φάσεις που χρησιμοποιούμε στην κοσμητική, (πχ αμυγδαλέλαιο, λάδι καριτέ, φοινικέλαιο κοκ) Κάθε ένα λάδι έχει διαφορετικές φυσικές ιδιότητες (πχ πιο λιπαρό ή πιο ελαφρύ) και χρησιμοποιούνται αντίστοιχα στις παρασκευές μας.

31 Κήροι

32 Γενικά Είναι συγγενείς ενώσεις με τα έλαια, με τα οποία αναμειγνύονται σε όλες τις αναλογίες. Απαντώνται περισσότερο στα φυτά παρά στα ζώα (εξαιρούνται τα έντομα). Στα φυτά έχουν εκτενή χρήση (αδιαβροχοποίηση των φύλλων, προστασία από έντομα κοκ)

33 Παραδείγματα Κήρος Jojoba Λανολίνη Κήρος μέλισσας Σπερμασέτι (κητειον σπέρμα)

34 Κήρος μέλισσας Παραλαμβάνεται από τις κηρήθρες του εντόμου Apis melifica. Είναι στερεό στην συνήθη θερμοκρασία. Κυκλοφορεί σε δύο εμπορικά είδη cera alba που έχει υποστεί λεύκανση και απόσμηση με χλώριο και cera glabra που είναι ήπια κατεργασμένος

35 Λανολίνη Προέρχεται από τις δερματικές εκκρίσεις του Bovis aries οικ Bovidae κοινώς το πρόβατο και παραλαμβάνεται από τις τρίχες του (μαλλί). Είναι ένα κίτρινο έντονα κολλοειδές υλικό. Μοιάζει πολύ με τις εκκρίσεις των σμηγματογόνων του δέρματος και για αυτό είναι πολύ χρήσιμο συστατικό καλλυντικών. Είναι πολύ κολλώδες και δύσκολο στον χειρισμό.

36 Παρασκευές

37 Κηραλοιφή Cera alba 15gr Εκχύλισμα Chamomilla matricaria σε σιτέλαιο 40 ml Συντήκονται και αφήνεται το παρασκεύασμα να ψυχθεί. Το εκχύλισμα χαμομηλιού είναι καταπραϋντικό για τα χέρια. Ο συνδιασμός σιτέλαιου και κήρου μέλισσας δημιουργεί μια αδιάβροχη επίστρωση πάνω στα χέρια που δεν αφήνει την υγρασία να φύγει οπότε τα κρατάει ενυδατωμένα και ταυτόχρονα κρατάει και την θερμότητα. Είναι πολύ καλή για τον χειμώνα. Μειονέκτημα είναι ότι είναι πολύ λιπαρή, δεν ξεπλένεται εύκολα και δεν μπορούμε να την βγάλουμε από πάνω μας. Επίσης δεν μπορούμε να ενσωματώσουμε μέσα της υδατοδιαλυτά δραστικά (πχ υαλουρονικό ή πανθενόλη). Κάλλιστα μπορούμε να βάλουμε όμως λιποδιαλυτά πχ ρετινόλη ή εθαίρια έλαια.

38 Παρασκευή Ορού Ματιών Με Xanthan Gum A Xanthan gum 1gr Γλυκερίνη 5gr B Sodium Hyaluronate 5ml Panthenol 2.5gt Aloe vera 1:1 40ml Aqua απιονισμένο 60 ml Παρασκευάζεται ομογενές το Α σε ιγδίο ή αντίστοιχο σκεύος και το Β σε ποτήρι ζέσεως Αναμειγνύονται και προκύπτει το ζελέ. Προσοχή πρέπει να δοθεί για να μην γίνει έντονη η ανάδευση και παγιδευτεί αέρας στην μάζα του ζελέ που χαλάει την όψη του προϊόντος και περιορίζει την ποσότητά του στον περιέκτη.