การพัฒนาสูตรเซรั่มวิตามินซี: ความเสถียร ความเข้ากันได้ และปัญหา pH

ถามโดย: armzaa002 เมื่อ: February 26, 2015 ประเภทผลิตภัณฑ์: เครื่องสำอาง

คำถาม

กำลังพยายามพัฒนาสูตรเซรั่มวิตามินซี (แอล-แอสคอร์บิก แอซิด) และมีคำถามเกี่ยวกับความเข้ากันได้และความเสถียรของส่วนผสม โดยเฉพาะเมื่อใช้เบสต่างกันและต้องการใส่สารออกฤทธิ์อื่นๆ เพิ่มเติม มีสูตรที่เสนอมา 2 สูตรดังนี้:

  1. สูตร Vitamin C Silicone Serum (ปราศจากน้ำ)

    • L-ascorbic acid 15%
    • Isododecane 20%
    • dl-alpha tocopherol 1%
    • Allantoin 0.5%
    • ALA 3%
    • Azelaic acid 0.5%
    • Silicone Gel 60%
  2. สูตร Water-based Serum (เบสน้ำ)

    • Part A: Tranexamic Acid 3%, Allantoin 0.1%, Distilled Water 50.9%
    • Part B: Glycerin 3%, Ethoxydiglycol 20%, Laureth-23 3%, Vitamin E 1%, ALA 3%, Ferulic Acid 0.5%, Ethylhexylglycerin 0.5%
    • Part C: Vitamin C (L-ascorbic acid) 15%, Allantoin 0.1%
    • Part D: Ethylhexylglycerin 0.5%
    • (ถ้าหนืดไม่พอ) Xanthan Gum 1%

คำถามเฉพาะคือ:

  • จริงหรือไม่ที่ L-Ascorbic Acid ไม่เสถียรในน้ำและต้องการ pH หรือเบสที่ปราศจากน้ำที่เฉพาะเจาะจง?
  • สามารถใช้ Alpha Lipoic Acid (ALA), Azelaic Acid, และ Allantoin ร่วมกันในสูตร Vitamin C Silicone Serum ได้หรือไม่?
  • สูตรที่เสนอมาใช้งานได้จริงหรือไม่ และมีปัญหาที่อาจเกิดขึ้นอะไรบ้าง (เช่น ความเข้ากันได้ ความเสถียร เนื้อสัมผัส pH)?
  • Azelaic Acid ช่วยลดฝ้าได้อย่างไร และมีสารอื่นที่ช่วยลดฝ้าที่เข้ากันได้ดีกว่ากับ L-Ascorbic Acid หรือไม่?
  • เมื่อใช้ Tranexamic Acid จำเป็นต้องปรับ pH ด้วย Citric Acid หรือมีวิธีอื่นหรือไม่?

คำตอบ

การทำเซรั่มวิตามินซี (แอล-แอสคอร์บิก แอซิด) และส่วนผสมอื่นๆ

1. วิตามินซี (L-Ascorbic Acid) กับน้ำและการแยกส่วนผสม

ถูกต้องครับ L-Ascorbic Acid เป็นวิตามินซีที่มีประสิทธิภาพสูง แต่ไม่เสถียรในน้ำ โดยเฉพาะเมื่อสัมผัสกับน้ำและออกซิเจน จะเกิดการเสื่อมสภาพได้ง่าย การทำสูตรที่มี L-Ascorbic Acid ให้มีความเสถียรจึงมักเลี่ยงการใช้น้ำ หรือใช้ในปริมาณที่น้อยมาก (สูตรแบบ Anhydrous หรือปราศจากน้ำ) หรือปรับให้อยู่ในสภาวะ pH ที่เหมาะสม (pH 2.0-4.0, อย. กำหนดขั้นต่ำ 3.5)

หากต้องการใส่สารที่ละลายในน้ำในสูตร L-Ascorbic Acid ที่เป็น Anhydrous base (เช่น Silicone Serum) สารที่ละลายในน้ำนั้นจะไม่สามารถละลายเข้ากับเบสที่เป็นน้ำมันหรือซิลิโคนได้ จะทำให้สูตรไม่เข้ากันและแยกชั้น การแยกส่วนผสมที่ละลายในน้ำออกมา แล้วนำมาผสมกับเบส Anhydrous ก่อนใช้แต่ละครั้ง เป็นวิธีหนึ่งที่ช่วยรักษาความเสถียรของ L-Ascorbic Acid ในเบส Anhydrous และยังสามารถใช้สารที่ละลายในน้ำได้ แต่ก็อาจจะไม่สะดวกในการใช้งาน

สำหรับสูตรที่เป็น Water-based (มีน้ำเป็นส่วนประกอบหลัก) การใส่ L-Ascorbic Acid ลงไปในน้ำโดยตรงจะทำให้เกิดการเสื่อมสภาพได้เร็ว แม้จะมีการปรับ pH ให้อยู่ในช่วง 2.0-4.0 แล้วก็ตาม การใช้สารต้านอนุมูลอิสระอื่นๆ เช่น Ferulic Acid และ Vitamin E สามารถช่วยชะลอการเสื่อมสภาพได้ แต่ไม่สามารถป้องกันได้ 100%

2. การใช้ Alpha Lipoic Acid (ALA), Azelaic Acid, Allantoin ร่วมกับสูตร Vitamin C Silicone Serum

จากข้อมูลคุณสมบัติของสาร:

  • L-Ascorbic Acid: ละลายในน้ำ ต้องการ pH ต่ำ (2.0-4.0)
  • Isododecane: ไม่ละลายในน้ำ ละลายในซิลิโคน/น้ำมัน
  • Silicone Gel: เบสซิลิโคน ไม่เข้ากับน้ำ
  • dl-alpha tocopherol (Vitamin E): ละลายในน้ำมัน
  • Alpha Lipoic Acid (ALA): ละลายในน้ำมัน, Propylene Glycol, Glycol
  • Allantoin: ละลายในน้ำ (จำกัดปริมาณที่อุณหภูมิห้อง) ละลายได้ดีขึ้นในน้ำ+Glycerin หรือเมื่อใช้น้ำอุ่น ต้องการ pH 3-8 (ดีที่สุด 4-8)
  • Azelaic Acid (Liquid Azelaic™): ละลายในน้ำ ต้องการ pH 5-11 (ผลิตภัณฑ์มี pH ประมาณ 4.5-8)

ในสูตร Vitamin C Silicone Serum ซึ่งเป็นสูตรแบบ Anhydrous (ไม่มีน้ำ) หรือมีน้ำน้อยมาก:

  • ALA และ Vitamin E สามารถใช้ร่วมได้ เพราะละลายได้ในเบสน้ำมัน/ซิลิโคน หรือ Glycol
  • Allantoin และ Azelaic Acid (Liquid Azelaic™) ซึ่งละลายในน้ำ จะไม่สามารถละลายเข้ากับเบส Silicone/Isododecane ได้ จะทำให้เกิดการแยกชั้นหรือตกตะกอน ทำให้สูตรไม่เข้ากันและไม่เสถียร นี่คือเหตุผลที่ในฟอรั่มแจ้งว่า Azelaic Acid ใช้ในสูตรนี้ไม่ได้

ดังนั้น ในสูตร Vitamin C Silicone Serum แบบ Anhydrous จะไม่สามารถใส่ Allantoin และ Azelaic Acid ที่ละลายในน้ำได้โดยตรง หากต้องการใช้สารเหล่านี้ อาจจะต้องพิจารณาทำสูตรเป็นแบบ Emulsion (อิมัลชัน) ที่มีทั้งส่วนน้ำและส่วนน้ำมัน/ซิลิโคน โดยใช้ Emulsifier ช่วยเชื่อม แต่การทำ Emulsion ที่มี L-Ascorbic Acid ในเฟสน้ำและยังคงความเสถียรได้นั้นทำได้ยากและซับซ้อนมาก

3. การดูสูตร Serum ที่เสนอมา

สูตรที่ 1 (Vitamin C Silicone Serum)

  • L-ascorbic acid 15%
  • Isododecane 20%
  • dl-alpha tocopherol 1%
  • Allantoin 0.5%
  • ALA 3%
  • Azelaic acid 0.5%
  • Silicone Gel 60%

ตามที่กล่าวไปข้างต้น สูตรนี้มีปัญหาความเข้ากันได้ของส่วนผสมที่ละลายในน้ำ (Allantoin, Azelaic Acid) กับเบส Silicone/Isododecane ที่ไม่ใช่น้ำ สารเหล่านี้จะไม่ละลายในเบสนี้ ทำให้สูตรไม่เป็นเนื้อเดียวกันและไม่เสถียร การผสมรวมกันทั้งหมดก่อนใส่ Silicone Gel ก็ยังคงมีปัญหาเดิมคือสารที่ละลายในน้ำจะไม่เข้ากับเบสหลัก

สูตรที่ 2 (Water-based Serum)

  • Part A: Tranexamic Acid 3%, Allantoin 0.1%, Distilled Water 50.9%
  • Part B: Glycerin 3%, Ethoxydiglycol 20%, Laureth-23 3%, Vitamin E 1%, ALA 3%, Ferulic Acid 0.5%, Ethylhexylglycerin 0.5%
  • Part C: Vitamin C (L-ascorbic acid) 15%, Allantoin 0.1% (น่าจะเป็นการแบ่ง Allantoin หรือพิมพ์ซ้ำ)
  • Part D: Ethylhexylglycerin 0.5% (น่าจะเป็นการแบ่ง Ethylhexylglycerin หรือพิมพ์ซ้ำ)
  • (ถ้าหนืดไม่พอ) Xanthan Gum 1%

สูตรนี้เป็นสูตรแบบ Water-based (มีน้ำ) และใช้ Laureth-23 เป็น Emulsifier ซึ่งบ่งชี้ว่าพยายามทำเป็นสูตร Emulsion (อิมัลชัน)

  • ความเข้ากันได้และการละลาย: ส่วนผสมส่วนใหญ่ใน Part A และ Part B สามารถเข้ากันได้และละลายในตัวทำละลายที่เหมาะสม (น้ำ, Glycols, Ethoxydiglycol) ตามที่ระบุในคุณสมบัติของสาร อย่างไรก็ตาม การใส่ L-Ascorbic Acid (Part C) ลงในสูตรที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบหลัก จะทำให้ L-Ascorbic Acid สัมผัสกับน้ำโดยตรง ซึ่งจะนำไปสู่การเสื่อมสภาพของวิตามินซี แม้จะมี Ferulic Acid และ Vitamin E ช่วยก็ตาม
  • pH: L-Ascorbic Acid ต้องการ pH ต่ำ (2.0-4.0) เพื่อประสิทธิภาพและความเสถียร ในขณะที่ Tranexamic Acid ทำงานได้ดีที่ pH 3-8 และ Azelaic Acid (Liquid Azelaic™) ทำงานได้ดีที่ pH 5-11 การรวมส่วนผสมเหล่านี้ในสูตร Water-based เดียวกันและพยายามรักษา pH ให้อยู่ในช่วงที่ L-Ascorbic Acid เสถียร (ประมาณ 3.5) อาจทำให้ประสิทธิภาพของ Tranexamic Acid และ Azelaic Acid ลดลง หรือทำให้สูตรไม่เสถียรได้ (โดยเฉพาะ Azelaic Acid ที่ pH ต่ำกว่า 5)
  • ความหนืด: การใช้ Xanthan Gum 1% จะทำให้สูตรมีความหนืดสูงมาก ซึ่งอาจทำให้รู้สึกเหนอะหนะ ไม่สบายผิว ตามที่ได้รับคำแนะนำในฟอรั่ม

โดยรวม สูตร Water-based นี้มีความซับซ้อนในการทำให้ L-Ascorbic Acid เสถียร และอาจมีปัญหาเรื่องประสิทธิภาพของส่วนผสมอื่นๆ ที่ทำงานได้ดีในช่วง pH ที่ต่างกัน

4. Azelaic Acid สำหรับลดฝ้าและตัวเลือกอื่น

Azelaic Acid (โดยเฉพาะชนิด Liquid Azelaic™ ที่ละลายน้ำได้) มีคุณสมบัติช่วยลดฝ้า จุดด่างดำ และควบคุมความมัน/ลดสิวได้ แต่มีช่วง pH การทำงานที่เหมาะสมค่อนข้างสูง (5-11) ซึ่งขัดแย้งกับ pH ต่ำที่จำเป็นสำหรับ L-Ascorbic Acid หากต้องการเน้นผลเรื่องลดฝ้าและยังคงใช้ L-Ascorbic Acid อาจต้องพิจารณาใช้สารลดฝ้าตัวอื่นที่ทำงานได้ดีในช่วง pH ต่ำใกล้เคียงกับ L-Ascorbic Acid เช่น Tranexamic Acid ซึ่งทำงานได้ดีที่ pH 3-8

5. การปรับ pH ด้วย Citric Acid เมื่อใช้ Tranexamic Acid

ตามคำแนะนำของ Staff การใช้ Tranexamic Acid 3% ในสูตรอาจไม่ได้ทำให้ pH สูงขึ้นมากจนต้องปรับลดลงอย่างรุนแรง แนวทางที่ดีกว่าในการปรับ pH ในสูตรที่ซับซ้อนคือการพยายามปรับสัดส่วนของส่วนผสมที่มีผลต่อ pH อยู่แล้ว เช่น ลดปริมาณ Triethanolamine (ซึ่งใช้ปรับ pH ให้สูงขึ้น) หรือเพิ่มปริมาณ L-Ascorbic Acid เอง (ซึ่งเป็นกรดและช่วยลด pH) แทนที่จะเพิ่มสารปรับ pH ตัวใหม่ (เช่น Citric Acid) เข้ามา การเพิ่มสารใหม่เข้าไปอาจทำให้เกิดความซับซ้อนหรือปัญหาความเข้ากันได้อื่นๆ ได้ สิ่งสำคัญที่สุดคือการทดสอบและวัดค่า pH ของสูตรจริงหลังจากผสม เพื่อปรับให้ได้ค่าที่ต้องการ (สำหรับสูตร L-Ascorbic Acid ควรอยู่ที่ประมาณ 3.5)

สรุปคือ การทำสูตร L-Ascorbic Acid ให้มีประสิทธิภาพและเสถียรนั้นมีความท้าทายสูง โดยเฉพาะเมื่อต้องการรวมกับส่วนผสมอื่นๆ ที่มีคุณสมบัติการละลายหรือช่วง pH การทำงานที่แตกต่างกัน สูตรแบบ Anhydrous (Silicone Serum) เหมาะกับ L-Ascorbic Acid แต่ไม่เหมาะกับสารที่ละลายน้ำได้ ส่วนสูตร Water-based แม้จะรวมสารที่ละลายน้ำได้ง่ายกว่า แต่ L-Ascorbic Acid จะเสื่อมสภาพได้ง่ายกว่ามาก การทำตามสูตรมาตรฐานที่ได้รับการทดสอบแล้ว หรือเริ่มต้นจากสูตรที่ไม่ซับซ้อนมากนัก อาจเป็นแนวทางที่ดีสำหรับผู้เริ่มต้นครับ

ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องที่กล่าวถึง

Allantoin
Allantoin
เครื่องสำอาง
Pure-Ferulic Acid™
Pure-Ferulic Acid™
เครื่องสำอาง
Vitamin C (L-ascorbic acid) (Ultra-Fine)
Vitamin C (L-ascorbic acid) (Ultra-Fine)
เครื่องสำอาง
Vitamin E (dl-alpha tocopherol)
Vitamin E (dl-alpha tocopherol)
เครื่องสำอาง
Ethoxydiglycol (e.q. Transcutol)
Ethoxydiglycol (e.q. Transcutol)
เครื่องสำอาง
Propylene Glycol
Propylene Glycol
เครื่องสำอาง
Triethanolamine 99%
Triethanolamine 99%
เครื่องสำอาง
Laureth-23
Laureth-23
เครื่องสำอาง
Glycerin (USP/Food Grade)
Glycerin (USP/Food Grade)
เครื่องสำอาง
Alpha Lipoic Acid (ALA) (Powder)
Alpha Lipoic Acid (ALA) (Powder)
เครื่องสำอาง
Azelaic Acid (Liquid Azelaic™)
Azelaic Acid (Liquid Azelaic™)
เครื่องสำอาง
Isododecane (Germany)
Isododecane (Germany)
เครื่องสำอาง
Ethylhexylglycerin
Ethylhexylglycerin
เครื่องสำอาง
Tranexamic Acid (Trans-White™)
Tranexamic Acid (Trans-White™)
เครื่องสำอาง
Citric Acid (Anhydrous, Natural)
Citric Acid (Anhydrous, Natural)
เครื่องสำอาง