ปัญหาเนื้อครีมล้างหน้าแบบ Saponification ไม่เสถียร
คำถาม
กำลังขึ้นสูตรครีมล้างหน้าแบบ Saponification โดยใช้ fatty acid (Stearic acid, Myristic acid, Lauric acid) และ Beeswax ร่วมกับ KOH แต่มีปัญหาดังนี้ค่ะ:
- เมื่อผสม KOH ลงในส่วนผสมไขมันที่อุณหภูมิร้อนประมาณ 75 องศาเซลเซียส เนื้อจะแข็งตัวข้นหนืดมากๆ
- เมื่ออุณหภูมิลดลงเหลือ 25 องศาเซลเซียส สูตรดังกล่าวกลับเหลว เป็นน้ำ
อยากขอคำปรึกษาว่า ทำไมจึงเป็นแบบนั้น และมีแนวทางแก้ไขอย่างไรได้บ้างคะ? สูตรของดิฉันมีส่วนประกอบดังนี้:
- Fatty acid (Stearic acid, Myristic acid, Lauric acid)
- Beeswax
- KOH
- PQ7
- Glycerin
- Polyethylene glycol
- EDTA
- PEG-90M
- น้ำหอม
- สารกันเสีย
สูตรมีค่า pH อยู่ที่ 9.2 และเคยลองศึกษาการบ่มที่ 55 องศาเซลเซียส นาน 4 สัปดาห์ ไม่มีการแยกชั้น เนื้อปกติ แต่ถ้าอยู่ในอุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส จะมีความเหลวลงคล้ายโลชั่นค่ะ
คำตอบ
คำแนะนำสำหรับการปรับปรุงสูตรครีมล้างหน้าแบบ Saponification
จากปัญหาที่คุณพบในสูตรครีมล้างหน้าแบบ Saponification ที่ใช้ Stearic acid, Myristic acid, Lauric acid และ Beeswax ร่วมกับ KOH มีสองประเด็นหลักที่ต้องพิจารณาคือ การข้นหนืดมากที่อุณหภูมิสูง และการเหลวลงที่อุณหภูมิห้อง
สาเหตุของปัญหา:
- การข้นหนืดมากที่อุณหภูมิ 75°C: เมื่อเติม KOH ลงในส่วนผสมของไขมันและขี้ผึ้งที่อุณหภูมิสูง ปฏิกิริยาสปอนนิฟิเคชันจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดเกลือโพแทสเซียมของกรดไขมัน (Potassium Soaps) ขึ้น ซึ่งสบู่ที่ได้จากกรดไขมันอิ่มตัว เช่น Stearic acid, Myristic acid และ Lauric acid จะมีแนวโน้มที่จะสร้างโครงสร้างที่ข้นหนืดหรือเป็นเจลได้ดีที่อุณหภูมิสูง นอกจากนี้ Beeswax (Natural White Beeswax มีจุดหลอมเหลวประมาณ 62°C) ก็หลอมเหลวที่อุณหภูมินี้และมีส่วนช่วยในการสร้างเนื้อสัมผัสที่ข้นหนืดในขณะร้อน
- การเหลวลงที่อุณหภูมิ 25°C: ปัญหานี้เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของสบู่ที่เรียกว่า จุดคราฟท์ (Krafft Point) ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่สบู่จะละลายในน้ำได้อย่างสมบูรณ์ เมื่ออุณหภูมิลดลงต่ำกว่าจุดคราฟท์ ความสามารถในการละลายของสบู่จะลดลง ทำให้สบู่ตกผลึกหรือสร้างโครงสร้างที่อ่อนแอลง ส่งผลให้เนื้อผลิตภัณฑ์เหลวลงคล้ายโลชั่นหรือน้ำได้ สบู่ที่ได้จากกรดไขมันอิ่มตัวสายยาว เช่น Potassium Stearate (จาก Stearic acid) มักจะมีจุดคราฟท์สูงกว่าสบู่ที่ได้จากกรดไขมันสายสั้นกว่าอย่าง Potassium Laurate (จาก Lauric acid) และ Potassium Myristate (จาก Myristic acid) ที่อุณหภูมิ 25°C ซึ่งต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของ Beeswax ด้วย Beeswax จึงไม่สามารถช่วยคงโครงสร้างของเนื้อครีมได้เหมือนตอนที่ยังหลอมเหลวอยู่
ส่วนผสมอื่นๆ ในสูตร เช่น Glycerin (Glycerin (USP/Food Grade)) และ Polyethylene Glycol (Polyethylene Glycol 400, Snail Resin (PEG-90M)) เป็นสารให้ความชุ่มชื้นและอาจช่วยปรับเนื้อสัมผัสได้บ้าง แต่หลักๆ แล้วความเสถียรของเนื้อครีมในระบบสบู่จะขึ้นอยู่กับชนิดและสัดส่วนของกรดไขมันและสบู่ที่เกิดขึ้น EDTA (Disodium EDTA) ช่วยจับไอออนในน้ำ ป้องกันการตกตะกอนของสบู่ในน้ำกระด้าง ซึ่งเป็นสิ่งที่ดีสำหรับสูตรสบู่
แนวทางการแก้ไข:
- ปรับสัดส่วนของกรดไขมัน: ลองเพิ่มสัดส่วนของ Lauric acid (Lauric Acid (99%)) และ Myristic acid (Myristic Acid (FEMA-2764)) และลดสัดส่วนของ Stearic acid (Stearic Acid) การใช้กรดไขมันสายสั้นมากขึ้นจะช่วยลดจุดคราฟท์ของผสมสบู่ ทำให้สบู่ยังคงละลายและคงโครงสร้างได้ดีขึ้นที่อุณหภูมิห้อง
- เพิ่มสารสร้างเนื้อ/อิมัลซิไฟเออร์ร่วม (Co-emulsifiers/Stabilizers): แม้ว่าสบู่จะทำหน้าที่เป็นอิมัลซิไฟเออร์อยู่แล้ว การเพิ่มอิมัลซิไฟเออร์ร่วมชนิดไม่มีประจุ (Non-ionic) หรือสารสร้างเนื้ออื่นๆ ที่เข้ากันได้กับระบบสบู่และ pH สูง จะช่วยเสริมความเสถียรของอิมัลชันและช่วยคงความข้นหนืดในช่วงอุณหภูมิที่กว้างขึ้นได้ ลองพิจารณาสารกลุ่ม Fatty Alcohol เช่น Cetyl Alcohol หรือ Cetearyl Alcohol หรือ Emulsifying Wax ชนิด Non-ionic (เช่น Emulsifying Beeswax) หรือ Thickener ที่ทนด่างได้ดี
- ตรวจสอบปริมาณ KOH: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าปริมาณ KOH ที่ใช้เหมาะสมกับปริมาณกรดไขมันทั้งหมดในสูตร เพื่อให้เกิดสปอนนิฟิเคชันที่สมบูรณ์ ไม่มากหรือน้อยเกินไป ซึ่งอาจส่งผลต่อเนื้อสัมผัสและความเสถียร
- ปรับกระบวนการผลิต: การควบคุมอุณหภูมิและอัตราการกวนในระหว่างและหลังการเติม KOH อาจช่วยให้ได้โครงสร้างของเนื้อครีมที่สม่ำเสมอมากขึ้นในระหว่างการเย็นตัว
การทดลองปรับสัดส่วนของกรดไขมันและเพิ่มสารสร้างเนื้อ/อิมัลซิไฟเออร์ร่วมทีละน้อย และสังเกตผลที่ได้ที่อุณหภูมิห้อง จะช่วยให้คุณสามารถปรับปรุงความเสถียรของเนื้อครีมล้างหน้าของคุณได้