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pH-Werte kontrollieren

Wenn Sie Rezepte nachrühren, werden Sie in der Regel keine außergewöhnlich bösen Überraschungen erleben, da diese erprobt sind und sich im Rühreralltag bewährt haben. In dem Moment, in dem Sie beginnen, eigene Rezepte zu entwickeln, kann es sehr sinnvoll sein, den pH-Wert einer Emulsion im Blick zu behalten. Dieser Beitrag wird erläutern, warum der pH-Wert wichtig für eine hautverträgliche, stabile Rezeptur sein kann und wie sie ihn ggfs. beeinflussen können.

pH-neutral oder ph-hautneutral?

Rein fachlich definiert der Terminus »pH«, wie hoch die Konzentration an Hydronium-Ionen in einer wässrigen Lösung ist (ein Hydronium-Ion ist ein Wassermolekül, an das sich ein positiv geladenes Wasserstoffkation angelagert hat). »Potentia« ist das lateinische Wort für Macht oder Kraft, »hydrogenii« ist der Genetiv des Wortes Hydrogenium (Wasserstoff), zusammen bedeutet pH demnach so etwas wie »Kraft des Wasserstoffs«. Der pH-Wert trifft eine Aussage darüber, wie sauer oder basisch (alkalisch) eine wässrige Lösung ist.
Reines Wasser hat pH-Wert 7, ist demnach pH-neutral und liegt auf der Gesamtskala zwischen 0 (Säure) und 14 (Lauge) in der Mitte. Wenn wir Emulsionen rühren, bestimmen die Rohstoffe, in welchem pH-Wert sich die Gesamt-Rezeptur befindet. Anzustreben ist ein pH-hautneutraler Bereich, da dieser dem Milieu der Haut am meisten entspricht. Sie haben sicher schon einmal die Begriffe »pH-neutral« oder »pH-hautneutral« gelesen. Oft werden diese Begriffe für Kosmetika verwendet, um deren Hautfreundlichkeit und Verträglichkeit zu betonen. Tatsächlich weist unsere Haut – je nach Körperregion – einen pH-Wert zwischen 4,5 und 6,9 auf (5,5 wird häufig als hautoptimaler pH-Wert genannt), liegt also in einem leicht sauren Bereich. Dieser saure pH-Wert-Bereich bewirkt u. a., dass vorhandene Mikroorganismen sich nicht so leicht vermehren können; der Terminus »Säureschutzmantel« zielt genau auf diesen Sachverhalt. Für uns Selbstrührer bedeutet dies: der pH-Wert unserer Emulsionen zur unterstützenden Hautpflege gesunder Haut sollte sich normalerweise in diesem Wertebereich bewegen.

Ein weiterer Grund, eine Emulsion in diesem Bereich »einzustellen«, ist, dass ein pH-Wert, der deutlich außerhalb dieser Zone sauren oder basischen Bereich liegt, die Stabilität der Emulsion negativ beeinflussen kann: Wasser- und Fettphase trennen sich, Wirkstoffe zerfallen nach wenigen Tagen und, ganz wichtig (!): Konservierungsmittel wie Rokonsal™ BSB-N und Kaliumsorbat verlieren ihre Wirksamkeit. Es ist wichtig zu wissen, dass verschiedene Substanzen einen bestimmten pH-Wert benötigen, während andere dahin gehend anspruchslos sind. Jeder Emulgator z. B. hat seinen Bereich, in dem er die besten Ergebnisse bringt, und manche sind empfindlicher als andere, was eine Verschiebung des pH-Werts in eine bestimmte Richtung betrifft (wie z. B. Tegomuls® oder Glycerinstearat SE). Ich empfehle Ihnen, gerade bei neuen Rezepturen, den pH-Wert zu prüfen und ggfs. optimal einzustellen. Harnstoff beispielsweise neigt, insbesondere bei Wärme, zur Hydrolyse und zersetzt sich – erkennbar am deutlichen Ammoniakgeruch. Er mag einen pH-Wert von ca. 6,2. Mit etwas Milchsäure und Natriumlaktat (2 %) können Sie die Emulsion »puffern«. Gleiches gilt bei der Auswahl des Emulgators. Die Emulgatorportraits und die Emulgatortabelle geben erste Orientierung und helfen Ihnen, stabile Emulsionen zu erzeugen.
Nun verwenden wir Wirkstoffe, die selbst deutlich sauer oder basisch sind und den pH-Wert einer Emulsion dadurch in eine bestimmte Richtung verändern. Die folgende Grafik (Abbildung 1) zeigt für bekannte Roh- und Wirkstoffe, welchen pH-Wert sie durchschnittlich aufweisen (alle Werte entsprechen Angaben aus Hersteller-Datenblättern, die in der Regel eine Lösung einer definierten Menge des Stoffes in Wasser als Messgrundlage nehmen, und eigenen Messungen mit einem digitalen pH-Meter):

PH-Werte von Roh- und Wirkstoffen
Abbildung 1: Der pH-Wert bekannter Roh- und Wirkstoffe

pH-Werte messen

Um den pH-Wert zuverlässig zu messen, gibt es verschiedene Systeme auf dem Markt: Sie können pH-Indikatorpapier (siehe Abbildung 2) kaufen, bei denen ein Stück des Papiers in die Substanz getunkt oder mit ihr bestrichen wird und dann entsprechend des pH-Werts eine Farbe annimmt. Im Vergleich mit einem Farbstreifen lässt sich der pH-Wert einschätzen. Dieses Verfahren ist unkompliziert, für Selbstrührer(innen) ist die Genauigkeit absolut ausreichend. Sehr günstig (auch mit Porto gerechnet) erhalten Sie z. B. unten abgebildetes Universal-pH-Indikatorpapier (5m-Rolle) von pH 1–11 bei Pro Naturprodukte.

pH-Indikatorpapier
Abbildung 2: Indikator-Papier mit Farbskala

Im Aquaristik- oder Laborbedarfbereich gibt es pH-Indikatorstäbchen. Sie sind etwas praktischer im Umgang als das Indikatorpapier, arbeiten jedoch nach dem gleichen Prinzip. Auch hier wird die Färbung des Streifens mit einer Farbskala verglichen. Sie sind im Allgemeinen etwas teurer als das Indikatorpapier.
Ab ca. 40 Euro erhalten Sie ein digitales pH-Meter (siehe Abbildung 3). Es ermöglicht eine für unsere Zwecke gute Einschätzung des pH-Werts. Allerdings bedarf es der Pflege, muss hin und wieder (z. B. nach jeder 10. Messung) in einer pH-neutralen Flüssigkeit kalibiriert und die Mess-Spitze nach jeder Messung kurz mit destilliertem Wasser gesäubert werden. Ich verwende dieses Gerät.

Digitales pH-Meter
Abbildung 3: pH-Meter mit Kalibrierungslösung, Netzmittel für die Mess-Spitze und kleinem Schraubendreher zum Kalibrieren

pH-Werte einstellen

Zwei Substanz-Gruppen (man nennt sie auch Puffersubstanzen oder pH-Regulatoren) helfen Ihnen, bei Bedarf einen hautfreundlichen pH-Wert einzustellen: Säuren und Basen. Im kosmetischen Bereich haben sich für Selbstrührer vor allem 80%ige Milchsäure (Lactic Acid) und das u. a. unter den Namen »Kaiser-Natron« oder »Bullrich-Salz« bekannte Natrium-Hydrogenkarbonat bewährt (bitte kein Waschsoda kaufen, das ist nicht für kosmetische Zwecke geeignet!). Beide werden tropfenweise in die handwarme Emulsion gegeben – Vorsicht, der pH-Wert verändert sich sehr schnell! Geben Sie wirklich erst einmal einen Tropfen dazu.
Milchsäure erhalten Sie bereits als Flüssigkeit und ist in einer Flasche mit Tropfverschluss sehr gut zu dosieren. Sie wirkt, wie der Name schon sagt, als Säure.

Ansetzen einer Natriumhydrogenkarbonat-Lösung (20 ml)

Das basisch wirkende pH können Sie in 5%iger Konzentration in destilliertem Wasser lösen (eventuell filtern, um ungelöste Restpartikel zu entfernen) und 20 % vol. mit Weingeist konservieren. Hier sind zwei Mischungsbeispiel für jeweils ein 20 ml-Pipettenfläschchen, aus denen es sich gut dosieren lässt:

  1. 4,2 ml (3,4 g) Alkohol (95 % vol.), 1 ml Natriumhydrogenkarbonat, 14,8 ml dest. Wasser oder
  2. 10 ml (9,2 g) Alkohol (40 % vol.), 1 ml Natriumhydrogenkarbonat, 9 ml dest. Wasser
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