Úvod
Hydrogenovaný bavlníkový olej je látka, která se stále častěji objevuje na seznamu složek dekorativní kosmetiky a výrobků osobní péče, ať už jde o značky Chanel, Dior, Estée Lauder, Babor, Lancôme nebo Douglas. Bavlníkový olej se získává ze semen bavlníku [1] a v mnoha zemích je ceněn jako jedlý olej. Vzhledem k tomu, že rostlina bavlníku obsahuje přirozený toxin proti žravému hmyzu, musí se olej nejprve rafinovat a škodlivý gossypol se musí odstranit. Výsledkem je světle žlutá kapalina s vysokým obsahem nenasycených mastných kyselin a vitaminu E.
Díky své vysoké stabilitě se hydrogenovaný bavlníkový olej často používá v kosmetických přípravcích. Termín hydrogenace označuje přidávání vodíku na nenasycené dvojné vazby za přítomnosti katalyzátoru a označuje se také jako "ztužování". Hydrogenací se světle žlutý olej mění na bílý nebo téměř bílý prášek. Při tomto procesu však obvykle zůstávají některé nenasycené vazby. Proto hydrogenovaný bavlníkový olej obvykle obsahuje kromě nasycených tuků ještě asi 2 % nenasycených mastných kyselin [2].
Jako kosmetická složka se hydrogenovaný bavlníkový olej vyznačuje hydratačními vlastnostmi a nemastnou texturou; zanechává pokožku hladkou a jemnou [3]. Najdeme ho mimo jiné v přípravcích na čištění pleti, v tužkách na rty, očních linkách a rtěnkách.
Chování při tání a krystalizaci
Stejně jako všechny oleje a tuky patří hydrogenovaný bavlníkový olej do skupiny lipidů a skládá se z triglyceridů různých mastných kyselin, mezi nimiž jsou kyselina palmitová a stearová. Rozsah tání lipidů závisí na mnoha různých faktorech, jako je délka řetězce, větvení řetězce, počet dvojných vazeb, stupeň esterifikace a uspořádání v krystalové struktuře [4], protože tuky a oleje mohou existovat v různých polymorfních formách nebo modifikacích.
Pro zde podrobně popsaná šetření byl použit přístroj NETZSCH DSC 300 Caliris® Classic . Díky svým small rozměrům se vejde do (téměř) každé laboratoře. Parametry měření jsou shrnuty v tabulce 1.
Tabulka 1: Parametry měření
| Přístroj | DSC 300 Caliris® Classic |
|---|---|
| Vzorek | Hydrogenovaný bavlníkový olej |
| Hmotnost vzorku | přibližně 6 mg |
| Kelímek | Al, uzavřený, svařovaný za studena |
| Teplotní rozsah | 0 °C ... 90 °C |
| Rychlost ohřevu/chlazení | 2, 5, 10 a 20 K/min |
| Atmosféra | N2 |
Výsledky měření
V tomto případě vykazuje vzorek při zahřívání široký rozsah tání mezi přibližně 40 °C a 72 °C (obr. 1, modrá křivka).
V tomto teplotním rozsahu lze pozorovat několik endotermických jevů: nejvýznamnější jsou při teplotách přibližně 52 °C, 63 °C a 65 °C (v každém případě se jedná o teplotní vrchol).
Při následném řízeném ochlazování (červená křivka na obr. 1) začíná látka krystalizovat při teplotě přibližně 47 °C. Efekt tuhnutí není strukturovaný.
Pokud se vzorek po ochlazení zahřeje podruhé (opět při rychlosti zahřívání 10 K/min, světle modrá křivka na obr. 2), získá se zcela jiný obraz než při1. zahřívání, což odráží polymorfní charakter hydrogenovaného bavlníkového oleje. Vedle dvou výrazných endotermických efektů při teplotách 52 °C a 63 °C (v obou případech se jedná o vrcholové teploty) se mezi nimi objevuje exotermický efekt při teplotě přibližně 55 °C (rovněž vrcholová teplota). Teplotní poloha EndotermickéPřechod vzorku nebo reakce je endotermická, pokud je k přeměně zapotřebí tepla.endotermického efektu při 52 °C (světle modrá křivka na obr. 2) se dobře shoduje s odpovídajícím endotermickým efektem při1. zahřívání (čárkovaná fialová křivka). Zdá se, že druhý endotermický pík se oproti1. ohřevu posunul mírně doleva.
Změnou rychlosti ohřevu během2. ohřevu je možné zcela potlačit první endotermický efekt a oddělit exotermický pík od druhého EndotermickéPřechod vzorku nebo reakce je endotermická, pokud je k přeměně zapotřebí tepla.endotermického efektu při nízkých rychlostech ohřevu (2 K/min, světle modrá křivka na obrázku 3). Při vyšších rychlostech ohřevu (5, 10 nebo 20 K/min) se objevuje první endotermický efekt a s rostoucí rychlostí ohřevu se stává stále dominantnějším, až je exotermický efekt zcela kompenzován při rychlosti ohřevu 20 K/min.
Je tedy možné, že exotermický pík v rozmezí 50 °C až 55 °C je založen na strukturní změně. K ověření této hypotézy by bylo nutné další zkoumání pomocí takových technik, jako je rentgenová strukturní analýza.
Závěr
Hydrogenovaný bavlníkový olej je hydrogenovaný rostlinný olej, který lze alternativně použít v kosmetice a krémech [5]. Jeho poměrně složité chování při tání lze fenomenologicky rychle a jednoduše popsat pomocí DSC 300 Caliris® Classic .