Wprowadzenie
Czy to w Chanel, Dior, Estée Lauder, Babor, Lancôme czy Douglas, uwodorniony olej z nasion bawełny jest substancją, która coraz częściej znajduje się na liście składników kosmetyków dekoracyjnych i produktów do pielęgnacji ciała. Olej z nasion bawełny jest pozyskiwany z nasion bawełny [1] i jest ceniony jako olej jadalny w wielu krajach. Ponieważ roślina bawełny zawiera naturalną toksynę zapobiegającą żerowaniu owadów, olej musi być najpierw rafinowany, a szkodliwy gossypol musi zostać usunięty. W ten sposób powstaje bladożółta ciecz o wysokiej zawartości nienasyconych kwasów tłuszczowych i witaminy E.
Ze względu na wysoką stabilność, uwodorniony olej z nasion bawełny jest często stosowany w produktach kosmetycznych. Termin uwodornienie opisuje dodawanie wodoru do nienasyconych wiązań podwójnych w obecności katalizatora i jest również określany jako "utwardzanie". W wyniku uwodornienia jasnożółty olej zamienia się w biały lub prawie biały proszek. Proces ten jednak zazwyczaj pozostawia pewne nienasycone wiązania. Dlatego też, oprócz tłuszczów nasyconych, uwodorniony olej z nasion bawełny zwykle nadal zawiera około 2% nienasyconych kwasów tłuszczowych [2].
Jako składnik kosmetyczny, uwodorniony olej z nasion bawełny ma właściwości nawilżające i nietłustą konsystencję; pozostawia skórę gładką i miękką [3]. Można go znaleźć między innymi w produktach do oczyszczania skóry, konturówkach do ust, eyelinerach i szminkach.
Zachowanie podczas topnienia i krystalizacji
Podobnie jak wszystkie oleje i tłuszcze, uwodorniony olej z nasion bawełny należy do grupy lipidów i składa się z trójglicerydów różnych kwasów tłuszczowych, w tym kwasu palmitynowego i stearynowego. Zakres topnienia lipidów zależy od wielu różnych czynników, takich jak długość łańcucha, rozgałęzienie łańcucha, liczba wiązań podwójnych, stopień estryfikacji i układ w strukturze krystalicznej [4], ponieważ tłuszcze i oleje mogą występować w różnych formach polimorficznych lub modyfikacjach.
Do badań opisanych w niniejszym dokumencie wykorzystano urządzenie NETZSCH DSC 300 Caliris® Classic . Ze względu na swoje wymiary small pasuje do (prawie) każdego laboratorium. Parametry pomiarowe podsumowano w tabeli 1.
Tabela 1: Parametry pomiaru
| Przyrząd | DSC 300 Caliris® Classic |
|---|---|
| Próbka | Uwodorniony olej z nasion bawełny |
| Masa próbki | ok. 6 mg |
| Tygiel | Al, zamknięty, spawany na zimno |
| Zakres temperatur | 0°C ... 90°C |
| Szybkość ogrzewania/chłodzenia | 2, 5, 10 i 20 K/min |
| Atmosfera | N2 |
Wyniki pomiarów
W tym przypadku próbka wykazuje szeroki zakres topnienia między około 40°C a 72°C po podgrzaniu (rys. 1, niebieska krzywa).
W tym zakresie temperatur można zaobserwować kilka efektów endotermicznych: najbardziej znaczące występują w temperaturach około 52°C, 63°C i 65°C (temperatura szczytowa w każdym przypadku).
Podczas późniejszego kontrolowanego chłodzenia (czerwona krzywa na rys. 1), substancja zaczyna krystalizować w temperaturze ok. 47°C. Efekt krzepnięcia nie jest uporządkowany.
Jeśli próbka zostanie podgrzana po raz drugi po schłodzeniu (ponownie z szybkością ogrzewania 10 K/min, jasnoniebieska krzywa na rys. 2), uzyskuje się zupełnie inny obraz niż w przypadkupierwszego ogrzewania, odzwierciedlający polimorficzny charakter uwodornionego oleju z nasion bawełny. Oprócz dwóch wyraźnych efektów endotermicznych w temperaturach 52°C i 63°C (temperatura szczytowa w każdym przypadku), pomiędzy nimi występuje efekt EgzotermicznyPrzejście próbki lub reakcja jest egzotermiczna, jeśli generowane jest ciepło.egzotermiczny w temperaturze około 55°C (również temperatura szczytowa). Pozycja temperaturowa efektu endotermicznego w 52°C (jasnoniebieska krzywa na rys. 2) dobrze zgadza się z odpowiadającym mu efektem endotermicznym wpierwszym ogrzewaniu (przerywana fioletowa krzywa). Wydaje się, że drugi pik EndotermicznyPrzemiana próbki lub reakcja jest endotermiczna, jeśli do konwersji potrzebne jest ciepło.endotermiczny przesunął się nieco w lewo w porównaniu zpierwszym ogrzewaniem.
Zmieniając szybkość ogrzewania podczasdrugiego ogrzewania, możliwe jest całkowite stłumienie pierwszego efektu endotermicznego i oddzielenie piku egzotermicznego od drugiego efektu endotermicznego przy niskich szybkościach ogrzewania (2 K/min, jasnoniebieska krzywa na rysunku 3). Przy wyższych szybkościach ogrzewania (5, 10 lub 20 K/min), pierwszy efekt EndotermicznyPrzemiana próbki lub reakcja jest endotermiczna, jeśli do konwersji potrzebne jest ciepło.endotermiczny występuje i staje się coraz bardziej dominujący wraz ze wzrostem szybkości ogrzewania, aż egzotermia zostanie całkowicie skompensowana przy szybkości ogrzewania 20 K/min.
Jest zatem możliwe, że pik EgzotermicznyPrzejście próbki lub reakcja jest egzotermiczna, jeśli generowane jest ciepło.egzotermiczny w zakresie od 50°C do 55°C jest oparty na zmianie strukturalnej. Aby zweryfikować tę hipotezę, konieczne będą dalsze badania z wykorzystaniem takich technik, jak rentgenowska analiza strukturalna.
Wnioski
Uwodorniony olej z nasion bawełny jest uwodornionym olejem roślinnym, który może być stosowany w kosmetykach i kremach jako alternatywa [5]. Jego dość złożone zachowanie podczas topnienia można opisać fenomenologicznie w szybki i prosty sposób za pomocą DSC 300 Caliris® Classic .