Recensione

Polyglyceryl-3 Betainate Citrate: proprietà, usi, pro, contro, sicurezza

Polyglyceryl-3 Betainate Citrate è un ingrediente cosmetico di recente introduzione ottenuto mediante esterificazione di Polyglycerin-3 con Betaine, seguita da neutralizzazione con Citric Acid.

La presenza dei gruppi derivati dalla betaina gli conferisce un comportamento cationico, particolarmente interessante nei prodotti per capelli: la superficie del capello danneggiato tende infatti a presentare cariche negative, verso le quali i materiali cationici mostrano affinità.

Le funzioni cosmetiche documentate sono Antistatic, Hair Conditioning, Skin Conditioning – Humectant e Skin Conditioning – Miscellaneous.

Non risultano specifiche Restrizioni cosmetiche / Cosmetics Regulation provisions negli Allegati II–VI del Regolamento cosmetico europeo.

Descrizione

La struttura dell'ingrediente combina tre elementi:

• Polyglycerin-3, costituito mediamente da tre unità di glicerolo;

• Betaine, molecola contenente un gruppo ammonio quaternario;

• citrato, derivato dall'acido citrico e utilizzato nella fase di neutralizzazione.

L'esterificazione modifica la betaina legandola alla struttura poliglicerolica. Il risultato presenta caratteristiche diverse dalla semplice miscela dei tre materiali di partenza.

Il carattere cationico favorisce il deposito sulla superficie dei capelli, soprattutto nelle zone maggiormente danneggiate e negativamente cariche. Questo principio è alla base dell'impiego di numerosi agenti condizionanti cationici.

A differenza di molti Polyquaternium convenzionali, Polyglyceryl-3 Betainate Citrate è stato sviluppato anche come possibile alternativa più facilmente biodegradabile in formulazioni moderne per capelli e pelle.

L'origine delle singole materie prime può variare. Non è corretto affermare che qualsiasi Polyglyceryl-3 Betainate Citrate sia necessariamente di origine vegetale o naturale: queste caratteristiche devono essere verificate per il grado commerciale specifico.

Processo di produzione

Il processo generale comprende:

• produzione o approvvigionamento di Polyglycerin-3;

• approvvigionamento della betaina;

• esterificazione della betaina con i gruppi ossidrilici del poliglicerolo;

• controllo della reazione;

• neutralizzazione mediante acido citrico;

• purificazione;

• eventuale regolazione della concentrazione;

• filtrazione;

• controllo microbiologico;

• standardizzazione del grado commerciale.

Il Polyglycerin-3 può essere ottenuto mediante condensazione controllata del glicerolo.

La betaina industriale può provenire, a seconda della filiera produttiva, anche dalla lavorazione della barbabietola da zucchero, ma questa origine non è intrinseca al nome INCI.

Il produttore deve controllare soprattutto:

• grado di esterificazione;

• materiale non reagito;

• pH;

• sostanza attiva;

• residui di processo;

• stabilità;

• microbiologia.

Struttura chimica

Polyglyceryl-3 Betainate Citrate non deve essere trattato come una piccola molecola perfettamente uniforme.

Il termine Polyglyceryl-3 indica infatti un grado medio di polimerizzazione e il materiale può presentare una distribuzione di specie molecolari e differenti gradi di esterificazione.

Per questo motivo non è appropriato assegnargli una singola formula molecolare o un unico peso molecolare teorico come se fosse una sostanza pura a basso peso molecolare.

Il numero CAS identifica il materiale cosmetico nel suo complesso.

Dati di identificazione e specifiche

Proprietà chimico-fisiche indicative

Cosmetica

L'ingrediente è particolarmente interessante nei prodotti per capelli, dove può contribuire a:

• ridurre l'elettricità statica;

• facilitare la pettinabilità a umido e a secco;

• migliorare morbidezza e scorrevolezza;

• ridurre l'effetto crespo;

• migliorare la sensazione superficiale dei capelli;

• limitare l'attrito fra le fibre.

Può essere utilizzato in:

• shampoo;

• conditioner;

• maschere;

• leave-in;

• creme pettinabili;

• spray per capelli;

• hair mist;

• sieri;

• detergenti viso e corpo;

• formulazioni idratanti per la pelle.

La capacità umettante contribuisce inoltre a mantenere acqua negli strati superficiali della pelle.

Film superficiale e capelli

Specifici studi formulativi del produttore hanno mostrato che il materiale può formare un film sottile sulla superficie di capelli e pelle.

Sul capello questo deposito può ridurre l'attrito fra le fibre e contribuire alla maggiore facilità di pettinatura.

Sono stati inoltre riportati, per uno specifico grado commerciale:

• miglioramento della pettinabilità;

• maggiore lucentezza;

• controllo del crespo;

• riduzione della rottura durante la manipolazione;

• migliore sensazione cutanea.

Questi dati sono utili per comprendere il comportamento dell'ingrediente, ma sono in larga parte dati applicativi del produttore e non devono essere interpretati come risultati clinici universali per qualsiasi formulazione.

Confronto con i Polyquaternium

Polyglyceryl-3 Betainate Citrate è stato sviluppato anche come possibile alternativa ad alcuni polimeri cationici tradizionali, in particolare:

• Polyquaternium-7;

• Polyquaternium-10.

Il confronto non significa che questi ingredienti siano chimicamente equivalenti.

I Polyquaternium costituiscono una famiglia molto ampia di polimeri, con struttura, massa molecolare e comportamento formulativo differenti.

Polyglyceryl-3 Betainate Citrate presenta interesse soprattutto quando si desiderano:

• condizionamento cationico;

• buona solubilità in acqua;

• riduzione dell'elettricità statica;

• formulazioni con particolare attenzione alla biodegradabilità.

La sostituzione deve comunque essere verificata sperimentalmente perché viscosità, deposizione, schiuma e compatibilità con i tensioattivi possono cambiare.

Dati del grado commerciale

Un noto grado commerciale basato su Polyglyceryl-3 Betainate Citrate è formulato anche con:

1,2-Hexanediol e Caprylyl Glycol.

Per questo specifico prodotto il produttore indica:

• forma liquida limpida;

• solubilità in acqua;

• livello d'impiego suggerito 2–4% della materia prima commerciale;

• utilizzo in prodotti rinse-off e leave-on;

• pronta biodegradabilità;

• origine naturale dichiarata secondo ISO 16128;

• impiego di una quota di materie prime provenienti da flussi valorizzati della lavorazione della barbabietola.

Questi dati non costituiscono specifiche universali di Polyglyceryl-3 Betainate Citrate.

In particolare, il 2–4% riguarda quella specifica materia prima commerciale e non rappresenta una concentrazione massima normativa dell'ingrediente puro.

Pro

• Buona capacità condizionante sui capelli.

• Riduce l'elettricità statica.

• Può migliorare la pettinabilità a umido e a secco.

• Può contribuire a ridurre attrito e crespo.

• Presenta proprietà umettanti utili anche sulla pelle.

• Sono disponibili gradi idrosolubili.

• Può rappresentare un'alternativa a determinati polimeri cationici convenzionali.

• Specifici gradi commerciali mostrano un profilo favorevole di biodegradabilità.

• È utilizzabile sia in prodotti rinse-off sia leave-on.

Contro

• È un ingrediente relativamente nuovo, con documentazione tossicologica pubblica indipendente ancora limitata rispetto a condizionanti utilizzati da molti decenni.

• Le prestazioni disponibili in letteratura tecnica derivano in larga parte dal produttore.

• Il nome INCI non indica il grado di esterificazione o la concentrazione attiva della materia prima commerciale.

• Le proprietà possono variare secondo il grado utilizzato.

• I materiali cationici richiedono verifica della compatibilità con tensioattivi anionici e altri polimeri della formulazione.

• L'effetto sulla viscosità e sulla deposizione deve essere verificato nella formula reale.

• Le dichiarazioni di origine naturale e biodegradabilità non devono essere automaticamente estese a tutti i fornitori.

Sicurezza e normativa

Polyglyceryl-3 Betainate Citrate è un ingrediente di introduzione relativamente recente.

Non è stata individuata una specifica valutazione SCCS o CIR dedicata esclusivamente all'ingrediente che stabilisca una concentrazione cosmetica massima universale.

Questo non rappresenta di per sé un segnale di pericolosità, ma significa che la valutazione deve basarsi soprattutto su:

• dossier del produttore;

• purezza;

• impurezze;

• concentrazione;

• esposizione;

• irritazione cutanea e oculare;

• sensibilizzazione;

• caratteristiche del prodotto finito.

Tollerabilità

Un ingrediente cationico può interagire efficacemente con superfici biologiche, caratteristica utile per il condizionamento ma che rende importante verificare la tollerabilità alle concentrazioni effettivamente impiegate.

Particolare attenzione è opportuna per:

• prodotti destinati alla zona perioculare;

• shampoo e detergenti che possono entrare negli occhi;

• prodotti leave-on;

• pelle molto sensibile o compromessa.

La sicurezza non deve essere dedotta unicamente dal fatto che i materiali di partenza possano avere origine naturale.

Restrizioni cosmetiche UE

Non risultano specifiche:

Restrizioni cosmetiche / Cosmetics Regulation provisions

per Polyglyceryl-3 Betainate Citrate negli Allegati II–VI del Regolamento (CE) n. 1223/2009.

Il nome è incluso nel glossario UE vigente alla voce:

21853 – POLYGLYCERYL-3 BETAINATE CITRATE

L'inclusione nel glossario stabilisce la denominazione utilizzabile nell'etichettatura, ma non costituisce da sola una valutazione positiva di sicurezza o un'autorizzazione a qualsiasi concentrazione.

Controllo della materia prima

Per una valutazione professionale è opportuno richiedere:

• SDS aggiornata;

• Certificate of Analysis (COA);

• scheda tecnica;

• contenuto effettivo di Polyglyceryl-3 Betainate Citrate;

• grado di esterificazione, quando disponibile;

• Polyglycerin-3 residuo;

• Betaine residua;

• Citric Acid/citrato;

• sottoprodotti di sintesi;

• eventuali solventi o catalizzatori residui;

• pH;

• sostanza secca;

• densità;

• microbiologia;

• sistema conservante del grado commerciale;

• stabilità;

• irritazione cutanea;

• irritazione oculare;

• sensibilizzazione;

• biodegradabilità;

• compatibilità con tensioattivi e polimeri.

È particolarmente importante verificare l'INCI completo della materia prima commerciale, perché il prodotto fornito può contenere altri componenti funzionali oltre a Polyglyceryl-3 Betainate Citrate.

Ambiente

Il profilo ambientale rappresenta uno degli aspetti più interessanti dello sviluppo di questo ingrediente.

Specifici gradi commerciali sono stati progettati come alternative a polimeri cationici convenzionali e sono dichiarati readily biodegradable.

Un grado commercializzato da Symrise è inoltre approvato come materia prima utilizzabile secondo lo standard COSMOS e viene proposto con materie prime di origine naturale e parzialmente ottenute dalla valorizzazione di sottoprodotti della filiera della barbabietola.

Questi elementi sono favorevoli, ma devono essere attribuiti al grado commerciale certificato, non automaticamente a qualunque prodotto con lo stesso nome INCI.

La valutazione ambientale completa dovrebbe comunque comprendere:

• origine del glicerolo;

• origine della betaina;

• energia utilizzata nella sintesi;

• sottoprodotti;

• consumo d'acqua;

• biodegradabilità;

• tossicità acquatica;

• trattamento delle acque reflue;

• packaging e trasporto.

Conclusione

Polyglyceryl-3 Betainate Citrate è un moderno ingrediente cationico ottenuto da Polyglycerin-3, Betaine e Citric Acid, particolarmente interessante nei prodotti condizionanti per capelli e nelle formulazioni umettanti per la pelle.

Il profilo tecnico è favorevole: può migliorare pettinabilità, morbidezza, controllo dell'elettricità statica e sensazione superficiale, mentre specifici gradi commerciali mostrano anche caratteristiche interessanti di biodegradabilità.

Non risultano specifiche Restrizioni cosmetiche / Cosmetics Regulation provisions associate all'ingrediente.

Il principale limite è la relativa novità della sostanza: la documentazione pubblica indipendente di sicurezza ed efficacia è ancora meno ampia rispetto a quella disponibile per condizionanti di uso storico.

Polyglyceryl-3 Betainate Citrate può essere considerato un ingrediente cosmetico promettente e generalmente favorevole quando il grado commerciale è adeguatamente caratterizzato, con particolare attenzione a concentrazione attiva, purezza, residui di processo, compatibilità formulativa, tollerabilità cutanea e oculare, biodegradabilità e documentazione tecnica del fornitore.