10.08.2023 by Dr. Gabriele Kaiser
Hoe komt katoen in een lippenstift?
Of het nu gaat om Chanel, Dior, Estée Lauder, Babor, Lancôme of Douglas, gehydrogeneerde katoenzaadolie is een stof die steeds vaker voorkomt op de ingrediëntenlijst van decoratieve cosmetica en verzorgingsproducten. Lees verder om erachter te komen wat er achter deze naam schuilgaat en hoe het verwarmings- en koelgedrag van dit additief kan worden bepaald met behulp van de nieuwe DSC 300 Caliris® Classic door NETZSCH .
Katoenzaadolie wordt gewonnen uit de zaden van de katoenplant [1] en wordt in veel landen gewaardeerd als eetbare olie. Omdat de katoenplant een natuurlijk gif bevat tegen insectenvraat, moet de olie eerst worden geraffineerd en moet het schadelijke gossypol worden verwijderd. Dit resulteert in een lichtgele vloeistof met een hoog gehalte aan onverzadigde vetzuren en vitamine E.
Vanwege de hoge stabiliteit wordt katoenzaadolie vaak in gehydrogeneerde vorm gebruikt in cosmetische producten. De term hydrogenatie beschrijft de accumulatie van waterstof aan onverzadigde dubbele bindingen in de aanwezigheid van een katalysator en wordt ook wel "harden" genoemd. Door hydrogenatie verandert de lichtgele olie in een wit of bijna wit poeder. Bij dit proces blijven echter meestal enkele onverzadigde bindingen over. Daarom bevat gehydrogeneerde katoenzaadolie, naast 94% verzadigd vet, meestal nog ongeveer 2% onverzadigde vetzuren [2].
Als cosmetisch ingrediënt heeft gehydrogeneerde katoenzaadolie hydraterende eigenschappen en een niet-vette textuur; de huid voelt glad en zacht aan [3]. Je vindt het onder andere in huidreinigingsproducten, lipliner, eyeliners en lippenstiften.
Smelt- en kristallisatiegedrag
De NETZSCH DSC 300 Caliris® Classic werd gebruikt voor de hier beschreven onderzoeken. Dankzij zijn small voetafdruk past hij in (bijna) elk laboratorium.
Zoals alle oliën en vetten behoort gehydrogeneerde katoenzaadolie tot de lipidegroep en bestaat het uit triglyceriden van verschillende vetzuren, waaronder palmitinezuur en stearinezuur. Het smelttraject van lipiden hangt af van veel verschillende factoren, zoals ketenlengte, vertakking van de keten, aantal dubbele bindingen, mate van verestering en rangschikking in de kristalstructuur [4], omdat vetten en oliën in verschillende polymorfe vormen of modificaties kunnen bestaan.
In het huidige geval vertoont het monster een breed smelttraject tussen ongeveer 35°C en 74°C bij verhitting (fig. 1,1e verhitting, blauwe curve).
In dit temperatuurbereik zijn verschillende endotherme effecten te zien: de belangrijkste zijn bij ongeveer 52°C, 63°C en 65°C (piektemperatuur in elk geval).
Tijdens de daaropvolgende gecontroleerde afkoeling (rode curve in figuur 1) begint de stof te kristalliseren bij ongeveer 47°C. Het stollingseffect is niet gestructureerd.
Als het monster na afkoeling een tweede keer wordt verwarmd (opnieuw met een verwarmingssnelheid van 10 K/min, lichtblauwe curve in figuur 2), wordt een heel ander beeld verkregen dan bij deeerste verhitting, wat het polymorfe karakter van de gehydrogeneerde katoenzaadolie weerspiegelt. Naast twee duidelijke endotherme effecten bij 52°C en 63°C (piektemperatuur in beide gevallen), treedt er tussendoor een ExothermEen monsterovergang of een reactie is exotherm als er warmte wordt opgewekt.exotherm effect op bij ongeveer 55°C (ook piektemperatuur). De temperatuurpositie van het endotherme effect bij 52°C (lichtblauwe curve in figuur 1) komt goed overeen met het corresponderende endotherme effect bij de1e verhitting (gestippelde paarse curve). De tweede endotherme piek lijkt iets naar links te zijn verschoven vergeleken met de1e verhitting.
Door de verwarmingssnelheid tijdens de2e verhitting te variëren, is het mogelijk om het eerste endotherme effect volledig te onderdrukken en de exotherme piek te scheiden van het tweede endotherme effect bij lage verhittingssnelheden (2 K/min, lichtblauwe curve in figuur 3). Bij hogere verwarmingssnelheden (5, 10 of 20 K/min) treedt het eerste endotherme effect op en dit wordt steeds dominanter naarmate de verwarmingssnelheid toeneemt, totdat het exotherme effect volledig wordt overgecompenseerd bij een verwarmingssnelheid van 20 K/min.
Het is daarom mogelijk dat de exotherme piek in het bereik van 50°C tot 55°C gebaseerd is op een structurele verandering. Verder onderzoek met technieken zoals röntgenstructuuranalyse is nodig om deze hypothese te verifiëren.
Conclusie
Gehydrogeneerde katoenzaadolie is een gehydrogeneerde plantaardige olie, waarvan het tamelijk complexe smeltgedrag op een snelle en eenvoudige manier fenomenologisch beschreven kan worden met behulp van de DSC 300 Caliris® Classic. Het kan worden gebruikt in cosmetica en crèmes als alternatief voor harde wassen [5].
Literatuur:
[1] https://www.cosmeticsinfo.org/ingredients/hydrogenated-cottonseed-oil/
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Cottonseed_oil
[4] C. Reitz, PhD thesis, Extrudierte Fettmatrizes mit retardierter Wirkstofffreigabe, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, 2007, pp 11 - 13
[5] https://file.wuxuwang.com/hpe/HPE6/HPE6_326.pdf
De toekomst is nu!Breng onze apparaten met één druk op de knop naar je laboratorium.
Scan gewoon de QR-code en krijg een 3D-model van het instrument direct op je mobiele telefoon of tablet. Met behulp van de nieuwste AR-technologie (Artificial Reality) kan het 3D-model eenvoudig op ware grootte in je laboratorium worden geplaatst. Deze functie is browsergebaseerd en vereist geen app.
