10.08.2023 by Dr. Gabriele Kaiser
Hvordan kommer der bomuld i en læbestift?
Uanset om det er 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. Læs videre for at finde ud af, hvad der ligger bag dette navn, og hvordan opvarmnings- og afkølingsadfærden for dette tilsætningsstof kan bestemmes ved hjælp af den nye DSC 300 Caliris® Classic af NETZSCH .
Bomuldsfrøolie udvindes af frøene fra bomuldsplanten [1] og er værdsat som en spiselig olie i mange lande. Da bomuldsplanten indeholder et naturligt giftstof mod insektangreb, skal olien først raffineres, og det 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 bomuldsfrøolie ofte i kosmetiske produkter i sin hydrogenerede form. Udtrykket hydrogenering beskriver ophobningen 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 94 % mættet fedt normalt stadig ca. 2 % umættede fedtsyrer [2].
Som kosmetisk ingrediens har hydrogeneret bomuldsfrøolie fugtgivende egenskaber og en ikke-fedtet konsistens; den efterlader huden glat og blød [3]. Den findes bl.a. i hudrenseprodukter, lip liners, eyeliners og læbestifter.
Smelte- og krystalliseringsadfærd
NETZSCH DSC 300 Caliris® Classic blev brugt til de undersøgelser, der beskrives her. I kraft af sit small fodaftryk passer den ind i (næsten) alle laboratorier.
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.
I det aktuelle tilfælde viser prøven et bredt smelteområde mellem ca. 35 °C og 74 °C ved opvarmning (fig. 1,1. opvarmning, blå kurve).
Der kan ses flere endoterme effekter 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 figur 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 figur 2), opnås 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 figur 1) 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 under2. 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 den bliver mere og mere dominerende med stigende opvarmningshastighed, indtil den eksoterme effekt er helt overkompenseret 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, hvis ret komplekse smelteadfærd kan beskrives fænomenologisk på en hurtig og ligetil måde ved hjælp af DSC 300 Caliris® Classic. Den kan bruges i kosmetik og cremer som et alternativ til hård voks [5].
Litteratur:
[1] https://www.cosmeticsinfo.org/ingredients/hydrogenated-cottonseed-oil/
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Cottonseed_oil
[4] C. Reitz, ph.d.-afhandling, Extrudierte Fettmatrizes mit retardierter Wirkstofffreigabe, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, 2007, s. 11 - 13
[5] https://file.wuxuwang.com/hpe/HPE6/HPE6_326.pdf
Fremtiden er nu!Bring vores enheder ind i dit laboratorium med et klik på en knap.
Du skal blot scanne QR-koden og få en 3D-model af instrumentet direkte på din mobiltelefon eller tablet. Ved hjælp af den nyeste AR-teknologi (Artificial Reality) kan 3D-modellen nemt placeres i dit laboratorium i sin oprindelige størrelse. Denne funktion er browserbaseret og kræver ingen app.
