Inleiding: Het onderwerp voor mijn profielwerkstuk had ik snel bedacht. Parabenen in cosmetica. Mijn persoonlijke interesses liggen bij cosmetica. In mijn vrije tijd ben ik er erg druk mee en ook las ik veel informatie over diverse producten op de welbekende ???beautyblogs???. Daar kom je veel informatie tegen Maar wat zou ik dan over producten die in de winkel liggen, maar werd ook dieper ingegaan op de ingredi??nten die deze producten bevatten. Veelal kwamen de woorden: sulfaten, parabenen en siliconen naar voren. Ik wilde mij richtten op de parabenen, omdat ik hier vrijwel het minste van af wist. Zo is het onderwerp parabenen in cosmetica ontstaan. Ik wilde gaan onderzoeken wat de werking van parabenen is, wat eventuele vervangers zijn en of parabenen werkelijk schadelijk zijn voor de mens. Mijn onderzoek heeft plaats gevonden in het kader van de vakken biologie en scheikunde. Na wat ori??ntatie onderzoek kwam ik erachter dat parabenen voornamelijk bacteri??n tegengaan en daardoor er dus voor zorgen dat je product langer houdbaar blijft. Ook doe ik onderzoek naar vervangers van parabenen en naar de schadelijke effecten ervan. Zo kwam ik dus uit bij de vakken biologie en scheikunde. Dit sluit goed bij mijn profiel aan, namelijk natuur en gezondheid, waarbij deze vakken verplicht zijn. Ook zijn dit de vakken die mijn persoonlijke voorkeur hebben wat mijn interesses betreft.
Voor mijn onderzoek heb ik de volgende hoofdvraag vastgesteld:
– Hoe kan de werking van parabenen, die schadelijk kunnen zijn voor de mens, in cosmetica worden vervangen?
Om mijn hoofdvraag te kunnen beantwoorden heb ik de volgende deelvragen vastgesteld:
– Wat is de werking van parabenen die in cosmetica worden gebruikt?
– Wat zijn de mogelijkheden om parabenen in cosmetica te kunnen vervangen?
– Wat zijn de schadelijke effecten van parabenen op de mens?
Mijn onderzoek leent zich ook voor een hypothese, namelijk de volgende:
Parabenen worden gebruikt in cosmetica zodat het product langer houdbaar blijft. Parabenen gaan voornamelijk bacteri??n tegen maar ook schimmels. Alcohol kan een mogelijkheid zijn voor het vervangen van parabenen. Ook kunnen parabenen weggelaten worden uit cosmetica, maar dan is de houdbaarheid van het product veel korter. Parabenen kunnen allergische reacties veroorzaken bij mensen en er wordt momenteel onderzoek gedaan, omdat parabenen borstkanker zouden veroorzaken. Dus kan alcohol een vervanger zijn van parabenen, maar ook daar zitten consequenties aanvast.
Chemisch ontstaan van een parabeen
Parabenen bestaan uit een groep benzo??zuur. Parabenen kunnen een alkyl-ester zijn van para- of 4-hydroxybenzo??zuur. Een ester ontstaat door een reactie van een zuur met een alcohol. Bij parabenen wordt voor het zuur de 4-hydroxybenzo??zuur gebruikt met verschillende alcoholen. Dit kan methyl, ethyl, propyl of butyl zijn. Hierdoor ontstaan verschillende soorten parabenen; methylparabenen, ethylparabenen, propylparabenen en butylparabenen. De algemene structuurformule van een parabeen ziet er als volgt uit:
Een parabeen ontstaat dus uit een ester van 4-hydroxybenzo??zuur met een alcohol. De structuurformule van 4-hydroxybenzo??zuur ziet er als volgt uit:
De molecuulformule is C???H???O???. Dit betekent dat het molecuul uit 7 koolstofatomen, 6 waterstofatomen en 3 zuurstofatomen bestaat. Het molecuul kun je eigenlijk onderverdelen in 3 groepen. Een alcohol groep, een benzeenring en een zuurgroep. De naam is af te leiden doordat aan het 4e koolstofatoom, geteld van de zuurgroep, zich een alcohol groep bevindt, ook wel hydroxy. Aan het uiteinde bevindt zich een zuurgroep en zo ontstaat dus met de benzeenring de naam 4-hydroxybenzo??zuur. Kenmerkend voor een ester is de reactie tussen een zuur en alcohol. Zoals je aan de structuurformule kunt zien, zie je aan de rechterkant van het molecuul een COOH- groep. Elk kruispunt van rechte lijnen staat voor een koolstofmolecuul. Dus zit er aan de rechterkant van het molecuul een COOH- groep. Deze groep noem je in de scheikunde een zuur. Dit is het gedeelte waaraan het alcohol zich bindt tijdens de esterreactie.
Een alcohol ontstaat door een verbinding van een hydroxylgroep met een alkylgroep. Een alkylgroep is afgeleid van de alkanen. Deze groep heeft als algemene molecuulformule CnH2n+1.
Een parabeen ontstaat dus doordat een alcohol zich bindt met 4-hydroxybenzo??zuur. Er kunnen verschillen alkanen binden met een hydroxylgroep. Een hydroxylgroep bestaat uit een waterstofatoom en een zuurstofatoom. Doordat er verschillende alkanen zijn ontstaan er verschillende alcoholen. Door een binding tussen een hydroxygroep met methyl, ethyl, propyl en butyl ontstaan de alcoholen methanol, ethanol, propanol en butanol. Deze alcoholen worden met behulp van een esterreactie toegevoegd aan 4-hydroxybenzo??zuur en zo ontstaan er dus verschillende soorten parabenen. De structuurformules van methanol, ethanol, propanol en butanol zien er als volgt uit:
Een ester tussen 4-hydroxybenzo??zuur en een alcohol verloopt op de volgende wijze.
De alcohol groep bindt zich aan de zuurgroep. Hierdoor vervallen twee waterstofatomen en zuurstofatoom. En door deze binding ontstaat dat een C-O-C groep. Het uiteinde van het 4-hydroxybenzo??zuur molecuul, waar zich een koolstofatoom bevindt van de zuurgroep, zit vast aan het koolstofatoom van het alcohol. Bij de esterreactie blijven als reactieproducten de ester en water over. De ester is in dit geval dus het parabeen dat ontstaan is.
Soorten parabenen
Parabenen worden in cosmeticaproducten gebruikt als conserveermiddel. Dat wil zeggen dat deze ervoor zorgen dat het product langer houdbaar blijft. Parabenen zijn effectief tegen schimmels, maar ook tegen veel bacteri??n. Parabenen worden vaak gebruikt omdat ze een groot pH-bereik hebben, zodat ze dus in veel verschillende typen cosmetica kunnen worden gebruikt.
Parabenen worden ook gebruikt in medicijnen, levensmiddelen, huishoudelijke reinigers en diversen inkt, lijm en verf.
De meest gebruikte parabenen zijn de methylparabenen, ethylparabenen, propylparabenen en butylparabenen .
Methylparabenen
Methylparabeen heeft als molecuulformule C8H8O3. Het bevat dus 8 koolstofatomen, 8 waterstofatomen en 3 zuurstofatomen. De stof komt voor als witte kristallen, die slecht oplosbaar zijn in water.
Methylparabenen worden door verschillende organismen geproduceerd. De geelgerande waterkever gebruikt methylparabenen om zich tegen schimmels te beschermen. Ook komen in veel verschillende soorten bessen para-hydroxybenzo??zuur voor, wat de uitgangsstof is voor alle parabenen.
Methylparabenen kunnen eenvoudig worden bereid. Dit wordt gedaan aan de hand van de verestering van 4-hydroxybenzo??zuur met methanol, met een toevoeging van een zure katalysator, meestal zwavelzuur.
Methylparabeen als conserveermiddel heeft een groot voordeel doordat het gebruikt kan worden bij zure tot basische pH???s. In cosmetica word de naam Methyl Paraben gebruikt voor de methylparabenen, vaak in shampoo gebruikt. In levensmiddelen is het E-nummer E218 voor methylparabenen.
Ethylparabenen
Ethylparabeen wordt als conserveermiddel gebruikt om vooral schimmels tegen te gaan. Ethylparabeen komt voor in kleine kleurloze kristallen of als een witkristallijn poeder. Ethylparabeen bestaat uit 10 koolstofatomen, 10 waterstofatomen en 3 zuurstofatomen.