Pufferung von Urea haltigen Rezepturen

[Gartenfee]

Hallo liebe Rührgemeinde,

ich habe mich in letzten Wochen viel mit harnstoffhaltigen Rezepturen beschäftigt und ihre Stabilität durch Lactatpuffer.
Nine schreibt im Thread "Tagespflege für das Gesicht mit Urea": "du musst die Milchsäure im (annähernd) stöchiometrisch korrekten Verhältnis zum Laktat einsetzen, sonst entfaltet der Puffer nicht seine Wirkung. Verwende daher 1,6 % Na-Lactat und 0,5 % Milchsäure (80%ig), das hat sich bewährt "

Heike schreibt auf ON: "In kosmetisch orientierten, selbst hergestellten Pflegepräparaten hat sich eine Einsatzkonzentration von 2 % Natriumlaktat (60%ig) bewährt. Möchten Sie einen Puffer planen, können Sie es mit ca. 0,7 % (exakt 0,675 %) Milchsäure (80 %) kombinieren."

Bei beiden Aussagen deckt sich das Verhältnis Na-Lactat zu Milchsäure ziemlich genau. Lediglich die Einsatzkonzentration weicht ab. Heike emphiehlt eine höhere Konzentration (25% mehr). Ist die Menge des Puffers auch von der Menge des eingesetzten Harnstoffs abhängig - mehr Urea erfordert mehr Lactatpuffer? Gibt es dafür eine Faustformel? In pharmazeutischen 5%igen Urea-Cremes wird mit 5% Laktatpuffer gearbeitet - jetzt bin ich vollends verwirrt!
Allerdings schreibt Heike im Thread "Fusscreme" : "Ich habe in einer Fußcreme im Buch sehr viel Natriumlaktat und Milchsäure eingeplant; zum Puffern würde man sicher mit deutlich weniger auskommen. Ich habe die Formulierung jedoch mit »nur« 2 % Natriumlaktat nachgerührt – kein Vergleich mit dem Original, aber immer noch gut. In jedem Fall: Ergänzend zu Urea etwas, das Feuchtigkeit bindet. Perfekter Partner ist Glycerin." Ergo dient in dieser Rezeptur die große Menge Lactatpuffer eher der Feuchtigkeitsbindung denn der Pufferung.

Kann jemand Licht in mein Dunkel bringen?

Danke schon mal im voraus für eure Bemühungen! Vielleicht gehe ich es auch zu wissenschaflich an!?

[Nine]

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Kann jemand Licht in mein Dunkel bringen?
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Ich fürchte nein ... Ich verstehe nämlich, ehrlich gesagt, deine Frage gar nicht. Worum geht es dir denn genau?
Grüessli Nine

[Gartenfee]

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Kann jemand Licht in mein Dunkel bringen?
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Ich fürchte nein ... Ich verstehe nämlich, ehrlich gesagt, deine Frage gar nicht. Worum geht es dir denn genau?
Grüessli Nine

Hallo Nine,

ich möchte wissen, ob es abhängig vom Urea-Gehalt, eine bestimmte (optimale) Menge Lactatpuffer für eine Creme gibt. Oder reichen in jedem Falle 2% Na-Lactat(60%) plus 0,7% Milchsäure (80%) aus. Und wie lange kann man dann ungefähr mit Stabilität der Creme rechnen?

[Nine]

ich möchte wissen, ob es abhängig vom Urea-Gehalt, eine bestimmte (optimale) Menge Lactatpuffer für eine Creme gibt. ...

Ja, die gibt es: Über die molaren Massen von Urea, Natriumlactat und Milchsäure bestimmst du, wie viel OH^--Ionen einerseits bei der Zersetzung deines Urea frei werden (über die Bildung und den Zerfall von Ammoniak, ich meine ein Urea bildet zwei OH^-) und wie viel Pufferkapazität auf der anderen Seite dafür da sein muss, daraus ergeben sich dann die Einsatzkonzentrationen, die in der Theorie eben so lange "halten", bis sich das Urea komplett zersetzt hat.

Bei gegebenen Pufferkonzentrationen nimmst du die Zersetzungsgeschwindigkeit des Urea herbei und berechnest so herum, wie lange deine Lösung stabil gepuffert ist. Mangels besseren Wissens würde ich hierfür mit der Arrhenius-Gleichung beigehen und dann hoffen, im Netz eine Reaktionsgeschwindigkeitskonstante für Urea zu finden

Teilst du uns mit, was rausgekommen ist bei deinen Berechnungen? Danke

Gruß Nine

[Pialina]

ich möchte wissen, ob es abhängig vom Urea-Gehalt, eine bestimmte (optimale) Menge Lactatpuffer für eine Creme gibt. Oder reichen in jedem Falle 2% Na-Lactat(60%) plus 0,7% Milchsäure (80%) aus. Und wie lange kann man dann ungefähr mit Stabilität der Creme rechnen?

Hm, ich zitiere nochmal aus dem Abschnitt über die Pufferung von Urea aus dem Rohstoffportrait von Olionatura, weil ich denke, dass Deine Frage eigentlich dort beantwortet wird: "In kosmetisch orientierten, selbst hergestellten Pflegepräparaten hat sich in meiner Praxis eine Einsatzkonzentration von 2 % Natriumlaktat (60%ig) und ca. 0,7 % (exakt 0,675 %) Milchsäure (80 %) bewährt. Das ist die Hälfte des pharmazeutischen Puffers, lässt jedoch Spielraum für weitere Wirkstoffe und stabilisiert den pH-Wert in einem Zeitraum, der für selbst hergestellte Kosmetika realistisch ist. "
Ich schließe daraus, dass der Puffer für die Zeit, in denen wir unsere selbst hergestellten Produkte verbrauchen (in der Regel 4-8 Wochen), ausreichend ist.

[LauraVanillelock]

Hallo Gartenfee, vllt ist es auch nicht so wichtig es super genau zu machen, ob es jetzt 0,5 oder 0,625% Milchsäure sind denn ich vermute stark, dass du Nines Wunsch nicht nachkommen kannst das zu berechnen. Vllt ist es besser sich an einem hautfreundlichen pH-Wert zu orientieren? Das ließe sich ja am Ende bestimmen bei der pH Messung und langsam rantasten. Notieren, wie viel Milchsäure noch oben drauf gekommen ist zu den ca. 0,5%, dann hast du es nächstes Mal direkt parat.

[LauraVanillelock]

Ah, oder so wie Pialina schreibt

[Nine]

... Vllt ist es besser sich an einem hautfreundlichen pH-Wert zu orientieren? Das ließe sich ja am Ende bestimmen bei der pH Messung und langsam rantasten. ...

NEIN, NEIN, NEIN!!! Ein Puffer hat ja gerade die Aufgabe und Funktion, dass ich den pH-Wert nicht verändern kann!! Also eben nicht nur beim Urea, sondern auch nicht, wenn ich selber ihn ändern will ... sonst ist es ja kein Puffer!
Nine

[LauraVanillelock]

Hupsi... danke fürs Richtig stellen

[Gartenfee]

ich möchte wissen, ob es abhängig vom Urea-Gehalt, eine bestimmte (optimale) Menge Lactatpuffer für eine Creme gibt. ...

Teilst du uns mit, was rausgekommen ist bei deinen Berechnungen? Danke

Gruß Nine

Liebe Nine,

Asche auf mein Haupt und vielen Dank für deine ausführliche Antwort. Sowas habe ich in grauer Vorzeit tatsächlich mal in der Ausbildung gelernt. Allerdings habe ich nicht vor, die von dir vorgeschlagene Berechnung durchzuführen, da ich nicht davon ausgehe, dass es eine Reaktionsgeschwindigkeitskonstante gibt, da diese temperaturabhängig ist und ich realistischer Weise kaum in der Lage bin, meine Creme dementsprechend zu lagern. Ich wollte einfach nur Erfahrungswerte eurerseits wissen, da ich in in einem Thread mal von Blasenbildung gelesen habe und ich das, wenn möglich, vermeiden will. Nichts für ungut, ich möchte hier nicht als Schlaumeier dastehen!

@ Pialina
Deine Anmerkung ist total richtig und ich habe sie tatsächlich nicht gelesen. Ich war zu sehr auf den Puffer fixiert und nicht auf den Wirkstoff. Und der Aspekt mit dem Spielraum für weitere Wirkstoffe, wenn man 10% nicht übersteigen will, ist auf jeden Fall zu beachten. Vielen Dank dafür! Ich lese viel, aber es ist schon schwierig, immer über alles den Überblick zu behalten.

@ alle Mitglieder
ich bedanke mich ganz herzlich für alle konstruktiven Anmerkungen und Hilfestellungen und eure wertvolle Zeit!

[Beauté]

Da haben sich doch zwei getroffen die ein E-Book oder einen Leitartikel schreiben könnten ...
LG - Beauté

[Gartenfee]

Da haben sich doch zwei getroffen die ein E-Book oder einen Leitartikel schreiben könnten ...
LG - Beauté

.... neee, lieber nicht! Ich bin eigentlich nicht so der gegnadete Schreiber - eher so der Perfektionist im Arbeiten.... ist manchmal schwierig es mit mir selbst auszuhalten! Wenn man sich erstmal an so nem Thema festgebissen hat und der Sache auf den Grund gehen will, kann man sich schon mal verrennen

Es ist schön hier bei euch!

Ein Aspekt ist mir in diesem Zusammenhang noch in den Sinn gekommen. Wenn es der Puffer nicht schafft, den Zerfall des Harnstoffs zu verlangsamen, dann wäre seine Aufgabe lediglich, den pH-Wert möglichst lange im sauren Bereich zu halten, um die Konservierung mit einem in diesem Bereich arbeitenden Konservierer aufrecht zu halten. Da ich mit Trikons arbeite, kann ich den Puffer doch komplett außen vorlassen. Richtig oder falsch?

[pfeifferische]

Laut Olionatura braucht auch Trikons einen pH-Wert um 5 (fast ans Ende der Seite scrollen); für mich also eher falsch!

[Nine]

...
Ein Aspekt ist mir in diesem Zusammenhang noch in den Sinn gekommen. Wenn es der Puffer nicht schafft, den Zerfall des Harnstoffs zu verlangsamen, dann wäre seine Aufgabe lediglich, den pH-Wert möglichst lange im sauren Bereich zu halten, um die Konservierung mit einem in diesem Bereich arbeitenden Konservierer aufrecht zu halten. ...

Das, was du beschreibst, ist die einzige Aufgabe des Puffers. Einen Zerfall des Urea kann er nicht aufhalten!

Urea zerfällt sehr langsam, es ist also nicht so, dass nach ein paar Tagen die Einsatzkonzentration "futsch" wäre - aber die Zerfallsprodukte sind sehr pH-wirksam. Das heißt, schon geringe Mengen zerfallenen Urea erhöhen massiv den pH-Wert - mit den geschilderten Folgen für die Wirksamkeit des Konservierers

Gruß Nine

[Nine]

Ich nochmal - hab mal in meiner Literatur gestöbert:

• Die Zersetzung von Urea verläuft nach einer Kinetik erster Ordnung und ist temperaturabhängig
• Von einer 5%igen Urea-Lösung zersetzen sich bei Raumtemperatur pro Monat weniger als 0,2%

Aber: Selbst die geringfügige Zersetzung von Urea bewirkt in ungepufferter Lösung mit der Zeit eine erhebliche pH-Erhöhung:

• pH-Anstieg aus dem schwach Sauren auf pH 7,5 beim Zersetzungsgrad 0,03 % und auf 8,5 beim Zersetzungsgrad 0,16 % an einer 2-prozentigen wässrigen Lösung,
• pH-Anstieg von 6,15 auf 8,4 beim Zersetzungsgrad 0,27 % bei einer 10-prozentigen wässrigen Lösung nach 5 Monaten,

also über den (sehr) groben Daumen: Anstieg um 0,5 pH-Einheiten je Monat bei einer 5%igen Urea-Konzentration. Da ist schnell Ende mit dem Konservierer!

Gruß Nine (Quelle auf Anfrage)

[Gartenfee]

Laut Olionatura braucht auch Trikons einen pH-Wert um 5 (fast ans Ende der Seite scrollen); für mich also eher falsch!

Liebe Iris,

du hast recht. So steht es da. Also doch in jedem Fall puffern! Hab meine eigenen Aufzeichnungen um diesen Punkt ergänzt.

Merci

[Gartenfee]

Ich nochmal - hab mal in meiner Literatur gestöbert:

Liebe Nine,

ich wollte dich wirklich nicht herrausfordern - aber total spannend, was du da zu Tage beförderst! Habe auch schon Quellen mit ähnlichen Inhalten gefunden.

Ich habe auch noch mal ein bisschen weiter geforscht und folgendes im Internet gefunden:

In der Pharmazie werden urea-haltige wasserbasierte Rezepturen fast immer gepuffert. Lediglich Salben ohne Wasserphase (gibt's das überhaupt? Urea ist doch wasserlöslich, aber ist jetzt auch egal, weil grad nicht unser Thema) benötigen keinen Puffer, weil keine Hydrolyse-Gefahr und nicht pH-relevant. Es gibt wohl auch Creme-Basen, die pH-unabhängig konserviert sind und keinen Puffer benötigen, um mikrobiell geschützt zu sein. Auch wenn der Zersetzungsprozess nur langsam von statten geht und die Zersetzungsprodukte nicht toxisch sind, führt er dennoch schon in geringen Mengen zu einem signifkantem pH-Anstieg- wie du auch schreibst-. Daher sind diese ungepufferten Rezepturen auch nur 4 Wochen haltbar. Durch den steigenden pH-Wert wird der Zerfall sogar noch beschleunigt (Ammoniak als Katalysator). Also hat der Puffer auch noch eine protektive Wirkung bezüglich des Zerfalls. Und unsere Konservierer, die (fast) alle im sauren Bereich arbeiten, können ihre Aufgabe nicht mehr erfüllen .
Also Fazit für mich persönlich: Urea-haltige Cremes immer puffern, nicht auf Vorrat herstellen, innerhalb von 2-3 Monaten aufbrauchen und möglichst kühl lagern.
Denn niemand will/sollte sich eine basische Creme auf die Haut geben und dadurch die natürliche Barriereschicht der Haut zerstören bzw. der Haut Stress machen, um ihre Barriere wieder herzustellen.

Vielen Dank für den Austausch mit dir und deine Anregungen! Hat mir total Spaß gemacht.

[Helga]

.. Also Fazit für mich persönlich: Urea-haltige Cremes immer puffern, nicht auf Vorrat herstellen, innerhalb von 2-3 Monaten aufbrauchen und möglichst kühl lagern.

Zu Vorrat: Einfrieren geht auch

Denn niemand will/sollte sich eine basische Creme auf die Haut geben und dadurch die natürliche Barriereschicht der Haut zerstören bzw. der Haut Stress machen, um ihre Barriere wieder herzustellen.

Bevor es so weit kommt kannst Du es an der Creme riechen und sehen und die Haut reagiert sichtbar, wird unrihug, etc.

[Gartenfee]

Zu Vorrat: Einfrieren geht auch

Danke für den Tipp!

Bevor es so weit kommt kannst Du es an der Creme riechen und sehen und die Haut reagiert sichtbar, wird unrihug, etc.

Stimmt, denn Ammoniak hat ja einen typischen Geruch, kann man schnell erkennen.

[Helga]

.. Stimmt, denn Ammoniak hat ja einen typischen Geruch, kann man schnell erkennen.

Mir ist noch was eingefallen : Wenn eine Creme plötzlich beginnt wie ein Mousse auszusehen, sich vermehrt kleine Bläschen zeigen, dann ist das auch ein Zeichen von Zerfall. Hier im Forum habe ich aber sehr selten von "Zerfall/Verderb" div. Cremes gelesen, mir selbst ist es in meinen Anfängen vor mehr als 20 Jahren passiert.
Der "Puffer" bringt auch noch Zusatzgewinn, Natriumlaktat und Milchsäure fungieren auch als Hydratisierer , Milchsäure wirkt zusätzlich noch verhornungsregulierend.

Ich wünsche Dir weiterhin entspanntes Rühren und viel Erfolg und Freude mit Deinen Produkten, bin gespannt, wie die Haut Deiner Tochter sich entwickelt ob es ihr gut tut.

[Gartenfee]

Ich wünsche Dir weiterhin entspanntes Rühren und viel Erfolg und Freude mit Deinen Produkten, bin gespannt, wie die Haut Deiner Tochter sich entwickelt ob es ihr gut tut.

Danke Helga, ich bin auch gespannt wie ein Flitzebogen, ob die Produkte eine positive Wirkung zeigen werden!!! Aber ich habe ihr auch gesagt, dass sie schon etwas Geduld haben muss, so ca. 4 Wochen sollte man der Haut schon geben, denn ein Erneuerungszyklus der Haut braucht ja auch seine Zeit. Also Geduld!

Aber heute ist erstmal "Küchenrühren" angesagt - ich habe meinen Stollenteig angesetzt - er geht gerade auf der Heizung. Ich will Stollenkonfekt backen.

Ein schönes ruhiges Adventswochenende!