10.08.2023 by Dr. Gabriele Kaiser
Hur kommer bomull in i ett läppstift?
Oavsett om det gäller Chanel, Dior, Estée Lauder, Babor, Lancôme eller Douglas är hydrerad bomullsfröolja ett ämne som allt oftare återfinns på ingrediensförteckningen för dekorativ kosmetika och produkter för personlig vård. Fortsätt läsa för att ta reda på vad som döljer sig bakom namnet och hur värme- och kylbeteendet hos denna tillsats kan bestämmas med hjälp av den nya DSC 300 Caliris® Classic genom NETZSCH .
Bomullsoljefrö utvinns ur bomullsplantans frön [1] och värderas som en ätlig olja i många länder. Eftersom bomullsplantan innehåller ett naturligt gift mot insektsätning måste oljan först raffineras och det skadliga gossypolet avlägsnas. Resultatet blir en ljusgul vätska med högt innehåll av omättade fettsyror och E-vitamin.
På grund av sin höga stabilitet används bomullsfröolja ofta i hydrerad form i kosmetiska produkter. Termen hydrogenering beskriver ackumuleringen av väte till omättade dubbelbindningar i närvaro av en katalysator och kallas också "Härdning (tvärbindningsreaktioner)Termen "crosslinking" betyder bokstavligen översatt "tvärnätverk". I kemiska sammanhang används det för reaktioner där molekyler länkas samman genom att införa kovalenta bindningar och bilda tredimensionella nätverk.härdning". Genom hydrogenering förvandlas den ljusgula oljan till ett vitt eller nästan vitt pulver. Denna process lämnar dock vanligtvis några omättade bindningar. Därför innehåller hydrerad bomullsfröolja, förutom 94% mättat fett, vanligtvis fortfarande ca 2% omättade fettsyror [2].
Som kosmetisk ingrediens har hydrerad bomullsfröolja återfuktande egenskaper och en icke-fet konsistens; den ger en len och mjuk känsla på huden [3]. Den finns bland annat i hudrengöringsprodukter, lip liners, eyeliners och läppstift.
Smält- och kristallisationsbeteende
NETZSCH DSC 300 Caliris® Classic användes för de undersökningar som beskrivs här. Tack vare sin storlek small passar den in i (nästan) alla laboratorier.
Liksom alla oljor och fetter tillhör hydrerad bomullsfröolja lipidgruppen och består av triglycerider av olika fettsyror, bland annat palmitinsyra och stearinsyra. Lipidernas smältintervall beror på många olika faktorer, t.ex. kedjelängd, kedjeförgrening, antal dubbelbindningar, förestringsgrad och placering i kristallstrukturen [4], eftersom fetter och oljor kan förekomma i olika polymorfa former eller modifieringar.
I det aktuella fallet uppvisar provet ett brett smältintervall mellan ca 35°C och 74°C vid uppvärmning (fig. 1,1:a uppvärmningen, blå kurva).
Flera endoterma effekter kan ses i detta temperaturområde: de mest signifikanta är vid ca 52°C, 63°C och 65°C (topptemperatur i varje fall).
Under den efterföljande kontrollerade kylningen (röd kurva i figur 1) börjar ämnet att kristallisera vid ca 47°C. Stelningseffekten är inte strukturerad.
Om provet värms upp en andra gång efter kylningen (återigen med en uppvärmningshastighet på 10 K/min, ljusblå kurva i figur 2), erhålls en helt annan bild än vid denförsta uppvärmningen, vilket återspeglar den hydrerade bomullsfröoljans polymorfa karaktär. Förutom två distinkta endotermiska effekter vid 52°C och 63°C (topptemperatur i varje fall), inträffar en ExotermEn provövergång eller en reaktion är exoterm om värme genereras.exotermisk effekt däremellan vid ca 55°C (också topptemperatur). Temperaturpositionen för den endotermiska effekten vid 52°C (ljusblå kurva i figur 1) stämmer väl överens med motsvarande endotermiska effekt i denförsta uppvärmningen (streckad violett kurva). Den andra endotermiska toppen verkar ha förskjutits något åt vänster jämfört med denförsta uppvärmningen.
Genom att variera uppvärmningshastigheten under denandra uppvärmningen är det möjligt att helt undertrycka den första endoterma effekten och att separera den exoterma toppen från den andra endoterma effekten vid låga uppvärmningshastigheter (2 K/min, ljusblå kurva i figur 3). Vid högre uppvärmningshastigheter (5, 10 eller 20 K/min) uppstår den första endotermiska effekten och blir mer och mer dominerande med ökande uppvärmningshastighet tills den exotermiska helt överkompenseras vid en uppvärmningshastighet på 20 K/min.
Det är därför möjligt att den exoterma toppen i intervallet 50°C till 55°C är baserad på en strukturell förändring. Ytterligare undersökningar med hjälp av tekniker som röntgenstrukturanalys skulle vara nödvändiga för att verifiera denna hypotes.
Slutsatser
Hydrerad bomullsfröolja är en hydrerad vegetabilisk olja, vars ganska komplexa smältbeteende kan beskrivas fenomenologiskt på ett snabbt och enkelt sätt med hjälp av DSC 300 Caliris® Classic. Den kan användas i kosmetika och krämer som ett alternativ till hårda vaxer [5].
Litteratur:
[1] https://www.cosmeticsinfo.org/ingredients/hydrogenated-cottonseed-oil/
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Cottonseed_oil
[4] C. Reitz, doktorsavhandling, Extrudierte Fettmatrizes mit retardierter Wirkstofffreigabe, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, 2007, s. 11 - 13
[5] https://file.wuxuwang.com/hpe/HPE6/HPE6_326.pdf
Framtiden är nu!Ta med våra enheter till ditt laboratorium med en enkel knapptryckning.
Skanna helt enkelt QR-koden och få en 3D-modell av instrumentet direkt i din mobiltelefon eller surfplatta. Med hjälp av den senaste AR-tekniken (Artificial Reality) kan 3D-modellen enkelt placeras i ditt laboratorium i sin ursprungliga storlek. Denna funktion är webbläsarbaserad och kräver ingen app.
