Introduktion
Uanset om det er i Chanel, Dior, Estée Lauder, Babor, Lancôme eller Douglas, er hydrogeneret bomuldsfrøolie et stof, der i stigende grad findes på ingredienslisten for dekorativ kosmetik og produkter til personlig pleje. Bomuldsfrøolie udvindes af bomuldsplantens frø [1] og værdsættes som en spiselig olie i mange lande. Da bomuldsplanten indeholder en naturlig gift mod insektangreb, skal olien først raffineres, og den skadelige gossypol skal fjernes. Resultatet er en lysegul væske med et højt indhold af umættede fedtsyrer og E-vitamin.
På grund af sin høje stabilitet bruges hydrogeneret bomuldsfrøolie ofte i kosmetiske produkter. Udtrykket hydrogenering beskriver tilføjelsen af hydrogen til umættede dobbeltbindinger i nærvær af en katalysator og kaldes også "Hærdning (tværbindingsreaktioner)Bogstaveligt oversat betyder udtrykket "crosslinking" "krydsnetværk". I kemisk sammenhæng bruges det om reaktioner, hvor molekyler knyttes sammen ved at indføre kovalente bindinger og danne tredimensionelle netværk.hærdning". Gennem hydrogenering bliver den lysegule olie til et hvidt eller næsten hvidt pulver. Denne proces efterlader dog normalt nogle umættede bindinger. Derfor indeholder hydrogeneret bomuldsfrøolie ud over mættet fedt normalt stadig ca. 2 % umættede fedtsyrer [2].
Som kosmetisk ingrediens har hydrogeneret bomuldsfrøolie fugtgivende egenskaber og en ikke-fedtet konsistens; den får huden til at føles glat og blød [3]. Den findes bl.a. i hudrenseprodukter, lip liners, eyeliners og læbestifter.
Smelte- og krystalliseringsadfærd
Som alle olier og fedtstoffer hører hærdet bomuldsfrøolie til lipidgruppen og består af triglycerider af forskellige fedtsyrer, blandt andet palmitinsyre og stearinsyre. Smelteområdet for lipider afhænger af mange forskellige faktorer såsom kædelængde, kædeforgrening, antal dobbeltbindinger, esterificeringsgrad og arrangement i krystalstrukturen [4], da fedtstoffer og olier kan eksistere i forskellige polymorfe former eller modifikationer.
NETZSCH DSC 300 Caliris®Classic blev anvendt til de undersøgelser, der er beskrevet her. I kraft af dens small fodaftryk passer den ind i (næsten) alle laboratorier. Måleparametrene er opsummeret i tabel 1.
Tabel 1: Måleparametre
| Instrument | DSC 300 Caliris®Classic |
|---|---|
| Prøve | Hydrogeneret bomuldsfrøolie |
| Prøvens vægt | ca. 6 mg |
| Digel | Al, lukket, koldsvejset |
| Temperaturområde | 0°C ... 90°C |
| Opvarmnings-/afkølingshastigheder | 2, 5, 10 og 20 K/min |
| Atmosfære | N2 |
Resultater af målinger
I det aktuelle tilfælde viser prøven et bredt smelteområde mellem ca. 40 °C og 72 °C ved opvarmning (fig. 1, blå kurve).
Flere endoterme effekter kan ses i dette temperaturområde: de mest markante er ved ca. 52°C, 63°C og 65°C (spidstemperatur i hvert tilfælde).
Under den efterfølgende kontrollerede afkøling (rød kurve i fig. 1) begynder stoffet at krystallisere ved ca. 47 °C. Størkningseffekten er ikke struktureret.
Hvis prøven opvarmes endnu en gang efter afkøling (igen med en opvarmningshastighed på 10 K/min, lyseblå kurve i fig. 2), får man et helt andet billede end ved denførste opvarmning, hvilket afspejler den hydrogenerede bomuldsfrøolies polymorfe karakter. Sammen med to tydelige endoterme effekter ved 52 °C og 63 °C (spidstemperatur i begge tilfælde) opstår der en EksotermEn prøveovergang eller en reaktion er eksoterm, hvis der udvikles varme.eksoterm effekt derimellem ved ca. 55 °C (også spidstemperatur). Temperaturpositionen for den endoterme effekt ved 52 °C (lyseblå kurve i fig. 2) stemmer godt overens med den tilsvarende endoterme effekt i denførste opvarmning (stiplet violet kurve). Den anden endotermiske top ser ud til at være flyttet lidt til venstre sammenlignet med denførste opvarmning.
Ved at variere opvarmningshastigheden under denanden opvarmning er det muligt helt at undertrykke den første endoterme effekt og at adskille den eksoterme top fra den anden endoterme effekt ved lave opvarmningshastigheder (2 K/min, lyseblå kurve i figur 3). Ved højere opvarmningshastigheder (5, 10 eller 20 K/min) opstår den første endoterme effekt og bliver mere og mere dominerende med stigende opvarmningshastighed, indtil eksotermen er helt kompenseret ved en opvarmningshastighed på 20 K/min.
Det er derfor muligt, at den eksoterme top i området fra 50 °C til 55 °C er baseret på en strukturel ændring. Yderligere undersøgelser ved hjælp af teknikker som røntgenstrukturanalyse vil være nødvendige for at verificere denne hypotese.
Konklusion
Hydrogeneret bomuldsfrøolie er en hydrogeneret vegetabilsk olie, der kan bruges i kosmetik og cremer som et alternativ [5]. Dens ret komplekse smelteadfærd kan beskrives fænomenologisk på en hurtig og ligetil måde ved hjælp af DSC 300 Caliris®Classic .