Всероссийский конкурс студенческих идей «Шаг в будущее - 2015 Инновационные технологии 21 века (химия, химическая технология, новые материалы) ИЗУЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ К ОКИСЛЕНИЮ ПРИ ТЕРМООБРАБОТКЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИХ В СОСТАВЕ КРЕМА ДЛЯ РУК Учреждение образования «Белорусский государственный технологический университет» Автор проекта: • Сидерко Ирина Александровна, выпускник 2014 г., факультет технологии органических веществ Руководители: • • Бондаренко Ж.В., доцент, канд.техн. наук Эмелло Г.Г., доцент, канд.техн. наук 2 Актуальность работы Масла в составе эмульсионных продуктов более эффективно воздействуют на кожу, т.к. диспергированная масляная фаза лучше проникает в кожу по сравнению с чистыми маслами. В процессе получения эмульсионных продуктов растительные масла подвергаются термическим воздействиям, что приводит к их окислению и накоплению продуктов окисления в средствах. Это влияет на качество косметических кремов и может представлять опасность для потребителя. Предотвращение окисления масел позволяет продлить сроки сохранения ими и содержащими их продуктами полезных свойств и биологически ценных веществ, поэтому актуальным является исследование устойчивости масел к окислению и влияющих на это факторов. 3 Цель работы разработка состава крема для рук, удовлетворяющего требованиям, предъявляемым к косметическим кремам, на основе изучения свойств растительных масел и их устойчивости к окислению при термическом воздействии 4 Объекты исследования Рапсовое масло (рафинированное дезодорированное, марка П, Республика Беларусь) Масло виноградной косточки (рафинированное дезодорированное вымороженное, Италия) Смесь рапсового масла и масла виноградной косточки в различном соотношении Смесь растительных масел с витамином Е Косметическая эмульсия, содержащая рапсовое масло, масло виноградной косточки, витамин Е, другие компоненты 5 Схема проведения эксперимента Определение основных физикохимических показателей Рапсовое масло Масло виноградной косточки Смесь рапсового масла и масла виноградной косточки Витамин Е Хроматографический анализ Термообработка Определение кислотного и перекисного чисел Анализ полученных экспериментальных данных Анализ крема по основным органолептическим и физико-химическим показателям Получение образца крема Выбор расходов масел, витамина Е, др. компонентов крема для рук 6 Физико-химические показатели исходных масел Наименование показателя Значение показателя масел рапсового Показатель преломления (nD20 ) косточкового 1,4759 1,4751 Кислотное число, мг КОН/г 0,53 0,46 Число омыления, мг КОН/г 160 162 Эфирное число, мг КОН/г 160,47 161,54 Перекисное число, ммоль ½ О/кг 12,7 10,5 Цветное число, мг J2 4.98 4.99 7 Зависимость кислотного числа от продолжительности термообработки растительных масел и их смесей Условия анализа: Непрерывное перемешивание на магнитной мешалке Температура 75-80ºС 8 Зависимость перекисного числа от продолжительности термообработки растительных масел и их смесей Условия анализа: Непрерывное перемешивание на магнитной мешалке Температура 75-80ºС 9 Хроматографический анализ жирно-кислотного состава масел Газожидкостной хроматограф «Кристалл-5000.1» Условия: • • • • • • колонка кварцевая капиллярная длиной 100 м и диаметром 0,25 мм; адсорбент – цианопропилфенилполисилаксан; детектор – пламенно ионизационный; газ-носитель – азот; объем пробы 1 мкл; температура испарителя 250°С; время анализа – 102,3 мин. Идентификация жирных кислот – по характеристикам удерживания хроматограммы эталонной смеси жирных кислот Restek 35077 и Restek 35079. Количественная обработка хроматограмм – метод внутренней нормировки с помощью программного обеспечения UniCromTM. 10 Хроматограмма растительных масел без термообработки Рапсовое масло Масло виноградной косточки 11 Жирно-кислотный состав растительных масел Кислоты Содержание в рапсовом масле, % масс. Содержание в косточковом масле, % масс. без обработки после обработки без обработки после обработки Миристиновая 0,06143 0,05773 0,04238 0,04571 Пальмитиновая 5,37479 5,31011 6,84424 6,80087 Пальмитолеиновая 0,15463 0,14925 0,10151 0,09691 Стеариновая 2,88377 2,78492 3,87520 3,90005 Олеиновая 39,45420 38,41297 19,41751 19,43928 Вакценовая 1,68754 1,65244 0,71272 0,67764 – – 0,03968 0,04092 Линолевая 43,01492 42,03045 65,30595 65,18904 -линоленовая 0,44245 0,40503 0,17499 0,09400 Цис-11-эйкозеновая 4,27890 4,12841 0,27881 0,21659 -линоленовая 0,94592 0,87532 0,16806 0,17885 Эруковая 0,45614 0,45512 – – Другие кислоты 0,11249 0,13146 0,03393 0,08986 Неидентифицированные 1,12834 3,06679 3,00502 3,23029 Линолеидиновая 12 Зависимость кислотного и перекисного чисел смеси масел с витамином Е от продолжительности термообработки Условия анализа: Рапсовое масло и масло виноградной косточки 5:1 Расход витамина Е 0,4% Продолжительность обработки, мин Температура 75-80ºС 13 Состав крема для рук Компонент Кол-во, Компонент % масс. Кол-во, % масс. Вода 76,3 Витамин Е 0,5 Липодерм 4/1 9,0 1,0 Рапсовое масло 5,0 Вазелин 3,0 Масло виноград-ной косточки Полидиметилсилоксан Отдушка Глицерин 2,0 Консерванты 0,4 Изопропилмиристат 2,0 Всего 0,5 0,3 100,0 14 Показатели качества образца крема Наименование показателя Значение показателя по СТБ 1673–2006 образца Однородная масса без посторонних примесей Однородная масса без посторонних примесей Цвет Свойственный цвету данного изделия Белый Запах Свойственный запаху данного изделия Соответствует запаху использованной отдушки 5-98 72,3 Значение рН 5,0-9,0 7,1 Коллоидная стабильность Стабилен Стабилен Термостабильность Стабилен Стабилен Внешний вид Массовая доля влаги и летучих веществ, % 15 Заключение Изучено влияние продолжительности термообработки на устойчивость к окислению рапсового масла, масла виноградной косточки и их смесей. Установлено, что в меньшей степени подвержена окислению смесь рапсового масла с маслом виноградной косточки в соотношении 5:1. Показано, что введение витамина Е в количестве 0,4% к массе смеси масел обеспечивает их защиту от окисления при температуре 75-80ºС в течение 80 мин. Определено, что термическое воздействие в изученных рамках оказывает незначительное влияние на жирно-кислотный состав рапсового масла и масла виноградной косточки Разработана рецептура эмульсионного крема для рук, содержащего в составе рапсовое масло и масло виноградной косточки при соотношении 5:1, а также витамин Е. В лабораторных условиях диспергационным методом по способу «горячий/горячий» получен образец крема. Анализ крема показал его соответствие по органолептическим и физико-химическим показателям требованиям СТБ 1673–2006. 16