Введение
Будь то Chanel, Dior, Estée Lauder, Babor, Lancôme или Douglas, гидрогенизированное хлопковое масло - вещество, которое все чаще можно встретить в списке ингредиентов декоративной косметики и средств личной гигиены. Хлопковое масло добывается из семян хлопчатника [1] и ценится как пищевое масло во многих странах. Поскольку хлопковое растение содержит естественный токсин против насекомых, масло необходимо сначала рафинировать и удалить вредный госсипол. В результате получается бледно-желтая жидкость с высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот и витамина Е.
Благодаря высокой стабильности гидрогенизированное хлопковое масло часто используется в косметических продуктах. Термин "гидрогенизация" описывает присоединение водорода к ненасыщенным двойным связям в присутствии катализатора и также называется "затвердеванием". В результате гидрогенизации светло-желтое масло превращается в белый или почти белый порошок. Однако в результате этого процесса обычно остается некоторое количество ненасыщенных связей. Поэтому, помимо насыщенных жиров, гидрогенизированное хлопковое масло обычно содержит еще около 2% ненасыщенных жирных кислот [2].
В качестве косметического ингредиента гидрогенизированное хлопковое масло обладает увлажняющими свойствами и нежирной текстурой; оно придает коже ощущение гладкости и мягкости [3]. Его можно найти в средствах для очищения кожи, подводках для губ, карандашах для глаз и помадах, а также в других продуктах.
Поведение при плавлении и кристаллизации
Как и все масла и жиры, гидрогенизированное хлопковое масло относится к группе липидов и состоит из триглицеридов различных жирных кислот, среди которых пальмитиновая и стеариновая кислоты. Диапазон плавления липидов зависит от множества различных факторов, таких как длина цепи, разветвленность цепи, количество двойных связей, степень этерификации и расположение в кристаллической структуре [4], поскольку жиры и масла могут существовать в различных полиморфных формах или модификациях.
Для проведения описанных здесь исследований использовался прибор NETZSCH DSC 300 Caliris® Classic . Благодаря своей small компактности он подходит (почти) для любой лаборатории. Параметры измерений приведены в таблице 1.
Таблица 1: Параметры измерений
| Прибор | DSC 300 Caliris® Classic |
|---|---|
| Образец | Гидрогенизированное хлопковое масло |
| Вес образца | около 6 мг |
| Тигель | Al, закрытый, холодная сварка |
| Диапазон температур | 0°C ... 90°C |
| Скорость нагрева/охлаждения | 2, 5, 10 и 20 К/мин |
| Атмосфера | N2 |
Результаты измерений
В данном случае образец при нагревании демонстрирует широкий диапазон плавления между примерно 40°C и 72°C (рис. 1, синяя кривая).
В этом диапазоне температур можно наблюдать несколько эндотермических эффектов: наиболее значительные из них проявляются при температурах 52°C, 63°C и 65°C (пиковая температура в каждом случае).
При последующем контролируемом охлаждении (красная кривая на рис. 1) вещество начинает кристаллизоваться при температуре около 47 °C. Эффект застывания не структурирован.
Если образец после охлаждения нагреть второй раз (снова со скоростью нагрева 10 К/мин, синяя кривая на рис. 2), то получится совершенно иная картина, чем припервом нагреве, отражающая полиморфный характер гидрогенизированного хлопкового масла. Наряду с двумя выраженными эндотермическими эффектами при 52°C и 63°C (пиковая температура в каждом случае), между ними возникает экзотермический эффект при температуре около 55°C (также пиковая температура). Температурное положение эндотермического эффекта при 52°C (светло-голубая кривая на рис. 2) хорошо согласуется с соответствующим эндотермическим эффектом при1-м нагреве (пунктирная фиолетовая кривая). Второй эндотермический пик, по-видимому, немного сместился влево по сравнению спервым нагревом.
Изменяя скорость нагрева во времявторого нагревания, можно полностью подавить первый эндотермический эффект и отделить экзотермический пик от второго эндотермического эффекта при низких скоростях нагрева (2 К/мин, светло-голубая кривая на рисунке 3). При более высоких скоростях нагрева (5, 10 или 20 К/мин) возникает первый эндотермический эффект, который становится все более и более доминирующим с увеличением скорости нагрева, пока экзотерма полностью не компенсируется при скорости нагрева 20 К/мин.
Поэтому возможно, что экзотермический пик в диапазоне от 50°C до 55°C основан на структурных изменениях. Для проверки этой гипотезы необходимы дальнейшие исследования с использованием таких методов, как рентгеноструктурный анализ.
Заключение
Гидрогенизированное хлопковое масло - это гидрогенизированное растительное масло, которое может быть использовано в косметике и кремах в качестве альтернативы [5]. Его довольно сложное поведение при плавлении может быть описано феноменологически быстро и просто с помощью DSC 300 Caliris® Classic .