10.08.2023 by Dr. Gabriele Kaiser
Как хлопок попадает в губную помаду?
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. Продолжайте читать, чтобы узнать, что скрывается за этим названием и как можно определить поведение этой добавки при нагревании и охлаждении с помощью нового прибора DSC 300 Caliris®. Classic NETZSCH .
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 своей высокой стабильности хлопковое масло часто используется в косметических продуктах в гидрогенизированном виде. 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 94 % 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
Для проведения исследований, описанных здесь, использовался NETZSCH DSC 300 Caliris® Classic. Благодаря своей компактности small он подходит практически для любой лаборатории.
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.
В данном случае при нагревании образец демонстрирует широкий диапазон плавления от примерно 35°C до 74°C (рис. 1,1-й нагрев, 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, голубая 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. 1) хорошо согласуется с соответствующим эндотермическим эффектом при1-м нагревании (пунктирная фиолетовая кривая). Второй эндотермический пик, по-видимому, немного сместился влево по сравнению спервым нагревом.
Изменяя скорость нагрева во время2-го нагрева, 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 экзотермический не будет полностью скомпенсирован при скорости нагрева 20 К/мин.
Поэтому возможно, что экзотермический пик в диапазоне от 50 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 представляет собой гидрогенизированное растительное масло, довольно сложное поведение которого при плавлении может быть феноменологически быстро и просто описано с помощью ДСК 300 Caliris® Classic. Оно может использоваться в косметике и кремах в качестве альтернативы твердым воскам [5].
Литература:
[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
Будущее уже сейчас!Принесите наши устройства в свою лабораторию одним нажатием кнопки.
Просто отсканируйте QR-код и получите 3D-модель прибора прямо на свой мобильный телефон или планшет. С помощью новейшей технологии AR (искусственная реальность) 3D-модель можно легко разместить в вашей лаборатории в натуральную величину. Эта функция работает через браузер и не требует приложения.
