CHITOSAN và ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM - - BÁO CÁO TIỂU LUẬN CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT ĐỀ TÀI: COCO GLUCOSIDE VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN PHẨM CHĂM SÓC CÁ NHÂN GVHD: TS PHAN NGUYỄN QUỲNH ANH SVTH: VÕ THỊ ĐIỆP MSSV: 18139027 LỚP: DH18HT NIÊN KHÓA: 2018-2022 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT 1.1 Khái niệm chất hoạt động bề mặt 1.2 Sự hình thành micelle 1.3 Các tính chất 1.3.1 Tính thấm ƣớt 1.3.2 Khả tạo bọt 1.3.3 Khả hòa tan: 1.3.4 Khả hoạt động bề mặt: 1.3.5 Khả nhũ hóa: 1.3.6 Điểm Kraft-Điểm đục: 1.3.7 HLB( tính ƣa nƣớc- tính ƣa dầu- cân bằng) 1.4 Phân loại chất hoạt động bề mặt CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ COCO GLUCOSIDE 2.1 Khái niệm nguồn gốc Coco Glucoside 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 2.1 Nguồn gốc: Cấu trúc Coco glucoside 2.2.1 Công thức phân tử: 2.2.2 Cấu trúc hóa học: 2.3 Ƣu điểm dùng Coco glucoside 2.4 Bảo quản 10 2.5 Lƣu ý sử dụng 10 2.6 Đặc tính coco glucoside 10 CHƢƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA COCO GLUCOSIDE 14 3.1 Ứng dụng mỹ phẩm 14 3.2 Ứng dụng sản phẩm tắm gội 15 3.3 Ứng dụng sản phẩm chăm sóc cá nhân 16 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO 18 LỜI MỞ ĐẦU Ở sống đại, nhu cầu làm đẹp chị em phụ nữ ngày tăng cao Họ quan tâm chăm sóc cho vẻ đẹp từ quần áo, tay chân đặc biệt da Sự hiểu biết xã hội ngày nâng cao ngày hƣớng tới phát triển “Xanh đẹp”, bền vững,và an tồn Do đó, sản phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên, thân thiện với mơi trƣờng ngày đƣơc hƣởng ứng nhiều Việc lựa chọn sản phẩm nhƣ thành phần chất có sản phẩm quan trọng, đặc biệt dung cho da đƣợc xem xét lựa chọn thật kỹ Chúng ta thấy rõ đa số họ chọn sản phẩm có thành phần từ thiên nhiên Và Coco Glucoside chất thể rõ điều Vậy Coco Glucoside gì? Ứng dụng sao? Việc sâu vào nghiên cứu chất giúp có nhiều tƣ liệu để mang vào sản phẩm làm đẹp cho da, tóc,… Thực tế nhận thấy đƣợc tác dụng to lớn, nhƣ thứ mà mang lại cho “ngành làm đẹp” cần thiết cần đƣợc phổ biến Trong luận làm rõ tính chất, ƣu nhƣợc điểm ứng dụng thực tế Trong q trình nghiên cứu tơi cảm thấy thích thú với chất này, dƣới hỗ trợ Cô Phan Nguyễn Quỳnh Anh Cũng nhƣ thông qua tƣ liệu tác giả trƣớc giúp dễ dàng suốt trình làm luận Do kiến thức Coco Glucoside rộng nên viết cịn nhiều khía cạnh chƣa sâu, nhƣng làm rõ đƣợc vài ý Rất mong đóng góp nhƣ nhận xét từ Cơ bạn để tơi hồn thiện luận CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT 1.1 Khái niệm chất hoạt động bề mặt(1) Chất hoạt động bề mặt chất có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt chất lỏng Phân tử chất hoạt động bề mặt gồm phần: Đầu kỵ nƣớc( Hydrophop) đầu ƣa nƣớc (hydrophyl) Và tính chất hoạt động bề mặt phụ thuộc hai phần 1.2 Sự hình thành micelle Các phân tử chất hoạt động bề mặt gồm phần kỵ nƣớc phần ƣa nƣớc Micelle đƣợc hình thành nồng độ định, phân tử chất hoạt động bề mặt tập hợp lại với nhau, đầu ƣa nƣớc đƣợc bao quanh phân tử ƣa nƣớc hƣớng đầu kỵ nƣớc tụ vào bên hình thành Micelle có dạng hình cầu, hình trụ hay màng Nồng độ phu hợp với việc hình thành micelle gọi micelle tới hạn (CMC) Đối với môt số hợp chất hữu thực tế khơng tan nƣớc nhƣng lại hồn tan micelle chất hoạt động bề mặt hay gọi hịa tan hóa Nhƣ vậy, chất hoạt động bề mặt chất trung gian hòa tan chất hữu nƣớc Các micelle hỗn hợp hình thành chất hữu bị hịa tan vào micelle đƣợc chia làm ba loại: phân tử không cực, phân tử bán cực phân tử có cực 1.3 Các tính chất 1.3.1 Tính thấm ƣớt Tính thấm ƣớt taho điều kiện để vật cần giặt rửa, vết bẩn tiếp xúc với nƣớc cách dễ dàng nên đóng vai trị quan trọng Vải sợi có khả thấm ƣớt dễ dàng nhƣng khó thấm sâu vào bên cấu trúc sức căng bề mặt lớn, vải sợi bị vây bẩn dầu mỡ Vì thế, dùng xà phòng để làm giảm sức căng bề mặt nƣớc vải sợi- nƣớc 1.3.2 Khả tạo bọt Bọt đƣợc hình thành phân tán khí môi trƣờng lỏng Hiện tƣợng làm cho bề mặt dung dịch chất tẩy rửa tăng lên Khả tạo bọt độ bền bọt phụ thuộc vào cấu tạo chất đó, nồng độ, nhiệt độ dung dịch, độ pH hàm lƣợng Ca2+ hàm lƣợng ion Ca2+,Mg2+ dung dịch chất tẩy rửa 1.3.3 Khả hịa tan: Tính hịa tan phụ thuộc vào yếu tố: - Bản chất vị trí nhóm ƣa nƣớc Nhóm ƣa nƣớc đầu mạch dễ hịa tan nhóm mạch - Chiều dài mạch Hydrocacbon Nhóm kỵ nƣớc mạch thẳng dễ hịa tan mạch nhánh - Nhiệt độ - Bản chất ion kim loại: với ion Na+, K+ dễ hòa tan ion Ca2+, Mg2+… 1.3.4 Khả hoạt động bề mặt: Nƣớc có sức căng bề mặt lớn Khi hòa tan xà phòng vào nƣớc, sức căng bề mặt nƣớc giảm Một lớp hấp thụ định hƣớng hình thành bề mặt nhóm ƣa nƣớc hƣớng vào nƣớc, nhóm kỵ nƣớc hƣớng ngồi Nhờ có lớp hấp thj mà sức căng bề mặt nƣớc giảm bề mặt nƣớc- khơng khí đƣợc thay kỵ nƣớc-khơng khí( pha) 1.3.5 Khả nhũ hóa: Nhũ tƣơng hệ phân tán khơng bền vững nên muốn thu đƣợc hệ bền vững phải cho thêm chất nhũ hóa Xà phịng thƣờng đƣợc dùng làm chất ổn định nhũ tƣơng Tác dụng chúng làm giảm sức căng bề mặt hai hƣớng dầu- nƣớc Sau đó, làm cho hệ nhũ tƣơng dễ dàng ổn định 1.3.6 Điểm Kraft-Điểm đục: Khả hòa tan chất hoạt động bề mặt anion tăng lên theo nhiệt độ Khả hòa tan tăng trƣởng đột ngột tác nhân bề mặt hòa tan đủ để tạo thành Micell Điểm Kraft điểm mà nhiệt độ Micell hịa tan đƣợc Độ tan chất hoạt động bề mặt NI phụ thuộc vào lien kết hydro nƣớc với chuỗi polyoxyetylen Năng lƣợng liên kết hydro lớn tăng nhiệt độ nƣớc làm giảm độ tan Điểm đục điểm nhiệt độ chất hoạt động bề mặt NI khơng hịa tan đƣợc 1.3.7 HLB( tính ƣa nƣớc- tính ƣa dầu- cân bằng) HLB đơn vị đo lƣờng tính đối cực phân tử Giá trị HLB – : không phân tán nƣớc – : phân tán – 10 : phân tán đục nhƣng ổn định 13 : dung dịch 1.4 Phân loại chất hoạt động bề mặt Chất hoạt động bề mặt ion: bị phân cực đầu phân cực bị ion hóa Chất HĐBM ion dƣơng: bị phân cực đầu phân cực mang điện dƣơng, ví dụ: cetyl trimetylamoni bromua(CTAB) Chất HDDBM ion âm: bị phân cực đầu phân cực mang điện âm, ví dụ: xà phịng, natri laureth sulfat, hay natri ete sulfat (SLES) Chất HDBM không ion: đầu phân cực khơng bị ion hóa, ví dụ: ankyl poly(etylen oxit) Chất HDBM lƣỡng cực: bị phân cực đầu phân cực mang điện âm mang điện dƣơng tùy vào pH dung mơi, ví dụ: Dodecyl đimêtylamin ôxít, Dodecyl betain, Dodecyl dimetylamin ôxít, glycinat Cocamidopropyl betain, Coco ampho CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ COCO GLUCOSIDE 2.1 Khái niệm nguồn gốc Coco Glucoside 2.1.1 Khái niệm(2): Coco glucoside chất hoạt động bề mặt tự nhiên, không ion Giống nhƣ chất hoạt động bề mặt khác : alkyl Polyglucoside( Caprylyl/ Capryl Glucoside (C8-10), (C8-16) lauryl Glucoside (C12-16) Nó hoạt động nhƣ chất tạo bọt chất nhũ hóa Nó giúp tăng khả tạo bọt dung dịch, đƣợc sử dụng nhiều sản phẩm chăm sóc da tóc Nên kết hợp với coco bentaine hay foaming soy để tăng độ mịn bọt Chất phân hủy sinh học hồn tồn, khơng chứa GMO chất diethanolamindes, lauryl sulfates, laureth sulfates, parabens formaldehyde Thành phần 100% nguồn gốc thực vật, hoạt chất an tồn, khơng gây kích ứng da dùng đƣợc cho em bé Tỉ lệ sử dụng : 2% - 30% cho vào pha dầu 2.1.2 Nguồn gốc: Coco glucoside sản phẩm từ q trình glucose hóa acid béo (từ trái dừa) glucose (đƣờng/tinh bột) Nó thích hợp với tất loại da mà khơng gây kích ứng, kể da nhạy cảm, sử dụng đƣợc cho trẻ em 2.1.3 Tên gọi Coco glucoside: INCI Name: Coco-Glucoside Chem/IUPAC Name: Alcohols, coco, reaction products with glucose 2.1 Cấu trúc Coco glucoside (3) : Coco glucoside chất lỏng màu vàng đến vàng đục, sền sệt, dung dịch nƣớc tan đƣợc dầu Nó có cơng thức hóa học C6H10O5 2.2.1 Công thức phân tử: 2.2.2 Cấu trúc hóa học: Coco-glucoside có cấu trúc hóa học bao gồm nhóm đầu glucoside đơn phân oligome ƣa nƣớc liên kết với nhóm alkyl C 12 kỵ nƣớc , nhƣ Hình ; n biểu thị mức độ trùng hợp Mức độ thấp, ~ 1-2; đó, vật liệu đƣợc gọi oligomers - olig tiếng Hy Lạp có nghĩa "vài" "ít" R: gốc chuỗi alkyl rƣợu béo có nguồn gốc từ axit dừa 2.3 Ƣu điểm dùng Coco glucoside 100% nguồn gốc thực vật Hồn tồn tƣơng thích an tồn sử dụng cho bề mặt Duy trì cần da mà không gây khô da Dễ dàng để làm dày với polyme tự nhiên Dễ dàng phân hủy sinh học Tạo bọt tốt Thân thiện với môi trƣờng 2.4 Bảo quản : Sản phẩm đƣợc bảo quản thùng chứa chƣa mở ban đầu nhiệt độ dƣới 40 ° C hai năm Nó khơng nên đƣợc bảo quản nhiệt độ dƣới 15 ° C khơng xảy tƣợng kết tinh Sản phẩm nên đƣợc đun nóng khuấy đồng trƣớc sử dụng Khi bảo quản, số lắng cặn xảy mà khơng ảnh hƣởng xấu đến chất lƣợng Nên đồng sản phẩm trƣớc sử dụng cách khuấy 2.5 Lƣu ý sử dụng(4): Ở mức độ nguyên chất, gây kích ứng cho da Khi pha trộn ln thực biện pháp phòng ngừa sau:  Sử dụng găng tay ( dùng lần)  Cẩn thận xử lí dầu nóng  Đeo kính bảo vệ mắt  Làm việc phịng thơng gió tốt  Để thành phần dầu nóng tránh xa tầm tay trẻ em  Nếu ăn phải, tìm đến y tế  Nếu để tiếp xúc với mắt, rửa nƣớc ấm đến bác sĩ có bất thƣờng Đƣờng ngô thành phần nguyên liệu này, không nên sử dụng cho ngƣời bị dị ứng ngơ 2.6 Đặc tính coco glucoside Thu đƣợc từ 100% nguồn gốc thực vật tái tạo 10 Chịu đƣợc cơng thức điện giải cao Hồn tồn tƣơng thích với chất hoạt động bề mặt khác Duy trì cân da mà khơng khiến da bị khô Dễ làm dày với polyme tự nhiên Dễ phân hủy sinh học Thân thiện với môi trƣờng Tạo bọt tốt Không chứa ethylene oxide Không chứa 1,4-dioxane 2.7 Hai biến thể quy trình (5) Alkyl- glucoside lần đƣợc Emil Fissher tổng hợp phịng thí nghiệm vào năm 1893, trình tổng hợp coco glucoside theo tên gọi quy trình Fisher dẫn đến hỗn hợp đồng phân phúc tạp hỗn hợp oligomer sử dụng hai biến thể trìnhtổng hợp trực tiếp q trình transacetal hóa hai bƣớc ( hình 2) (6) Hình Trong trình tổng hợp trực tiếp, carbohydrate phản ứng trực tiếp với lƣợng dƣ rƣợu dừa với có mặt chất xúc tác axit để tạo thành coco-glucoside Glucose đƣợc sử dụng thƣờng đƣợc làm khô trƣớc phản ứng thực tế để loại bỏ tinh thể-nƣớc khỏi glucose monohydrat để giảm thiểu phản ứng phụ xảy có nƣớc Chất khử giảm thiểu sản phẩm phụ có màu cách ngăn chặn phản ứng phân hủy oxy hóa 11 Quá trình đơn giản rẻ hơn, kết coco-glucoside với đặc điểm mùi đƣợc cải thiện Tỷ lệ glucose cồn dừa đƣợc theo dõi để đảm bảo mức độ trùng hợp đạt đƣợc mục tiêu Trong trình chuyển đổi, đầu tiên, carbohydrate bao gồm tinh bột, dextrose xirô D-glucose phản ứng với rƣợu mạch ngắn, ví dụ, n-butanol propylene glycol nhiệt độ cao (~ 100 ° C) diện chất xúc tác axit mạnh ( hình 3) (7) Hình Trong bƣớc thứ hai, Alkyl mạch ngắn Glycoside đƣợc transacetal hóa lƣợng dƣ rƣợu mạch, nhƣ rƣợu dừa chất xúc tác axit để tạo thành coco glucoside Rƣợu mạch ngắn nƣớc đƣờng đƣợc loại bỏ thông qua chƣng cất chân không Các mức độ trùng hợp coco- glucozit bị chi phối tỉ lệ cồn béo C12 mạch rƣợu ngắn Lộ trình hai bƣớc sử dụng nguồn cung cấp glucose nhƣng yêu cầu thiết bị bổ sung để phục hồi chuỗi ngắn rƣợu để tái sử dụng ( Hình 4) (8) 12 Hình 13 CHƢƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA COCO GLUCOSIDE 3.1 Ứng dụng mỹ phẩm (9) Với nguồn gốc từ dầu dừa, Coco glucoside mang đặc tính dƣỡng ẩm, giúp làm da, không khiến da bị khô Với đặc tính làm nhẹ nhàng, chất phù hợp cho loại da Đặc biệt, Coco glucoside đƣợc cho vào sản phẩm dành cho da nhạy cảm, sản phẩm cho trẻ nhỏ trẻ sơ sinh Một số sản phẩm chứa :  Gel tẩy trang cho da nhạy cảm smoothE  Sữa rửa mặt- Green Lemon & May Chang 14 3.2 Ứng dụng sản phẩm tắm gội (10) Đƣợc biết đến với khả tạo bọt đặc biệt, Coco glucoside tạo loại bọt dễ chịu, ổn định Chính đặc tính khiến nhà sản xuất cho chất vào sản phẩm tắm gội để tạo bọt Thành phần tƣơng thích với tất chất hoạt động bề mặt khác Nó đƣợc dùng chung với chất hoạt động bề mặt khác mà không gây nguy hiểm hay ảnh hƣởng đến tính ổn định, khả tạo bọt làm sản phẩm Nó không chứa tạp chất nhƣ ethylene oxide 1,4-dioxan nên thích hợp với sản phẩm dành cho trẻ em Một số sản phẩm chứa Coco glucoside:  Dầu gội Curly Waves Bio-Macadamiaol  Dầu gội sữa tắm cho bé ATTITUDE 15 3.3 Ứng dụng sản phẩm chăm sóc cá nhân (11) Coco Glucoside tạo thành hỗn hợp giống que nhỏ Tổng hợp Coco Glucoside cách sử dụng trình transacetal hóa hai bƣớc micelle với anion, giúp xây dựng độ nhớt cải thiện độ đặc kem bôi Kết hợp với hợp chất amoni bậc bốn, coco glucoside giúp cải thiện khả chải ƣớt sản phẩm chăm sóc tóc Nó đƣợc sử dụng nhƣ chất đồng nhũ hóa bột sản phẩm để phân tán thành phần ƣa béo cơng thức Với cấu hình tạo bọt, khả phân hủy sinh học, dịu nhẹ khả tƣơng thích với chất hoạt động bề mặt, coco glucoside trở thành chất hoạt động bề mặt phổ biến sản phẩm chăm sóc cá nhân 16 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN Nhƣ nói trên, Coco glucoside đƣợc tạo từ hai cách Nó đƣợc tổng hợp từ cacbonhydrat cao phân tử, phản ứng cần nhiệt độ phản ứng cao nên dẫn đến phản ứng phụ suy thoái, sản phẩm phụ tạp chất màu khơng mong muốn Nó đƣợc tổng hợp nhiệt độ thấp từ cacbonhydrat đơn phân cô đặc với rƣợu béo, thƣờng dẫn đến Coco Glucoside cao cấp Sử dụng hai cách tạo thành phần cho sản phẩm có tác dụng làm sạch, dƣỡng da đặc tính tạo bọt Hơn nữa, nhƣ lƣu ý, Coco glucoside có thành phần nhẹ so với chất hoạt động bề mặt anion, điều làm cho thích hợp cho sản phẩm chăm soc em bé ngƣời tiêu dùng tìm kiếm sản phẩm có thành phần tự nhiên Cuối cùng, lợi ích thành phần cơng thức nó, coco- glucoside ngày trở thành chất đƣợc lựa chọn phổ biến cho nhà sản xuất 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hill, K., von Rybinski, W and Stoll, G (1997) Alkyl Polyglycosides: Technology, Properties and Applications VCH Publishers, Inc New York Balzer, D (1993, Dec 1) Cloud point phenomena in the phase behavior of alkyl polyglucosides in water Langmuir 9(12) 3375-3384 Balzer, D and Lüders, H (2000) Nonionic surfactants: Alkyl polyglucosides Surfactant Science Series 91 Marcel Dekker, Inc New York The Dow Chemical Company (Accessed 2020, Dec 15) Technical data sheet: EcoSense 919 Surfactant Available at: https://www.dow com/content/dam/dcc/documents/en-us/productdatasheet/324/32400595-01-ecosense-919-surfactant.pdf?iframe=true LG Household & Healthcare (Accessed 2020, Dec 15) Elotant Milcoside 301V2: Material safety data sheet Available at: https://www.kalekimya com/admin/msds/1417089433_NGHS_-_Elotant_Milcoside_301V2.pdf BASF Care Creations (Accessed 2020, Dec 15) Product datasheet: Plantacare 818 UP Available at: https://e-applications.basf-ag.de/data/ basf-pcan/pds2/pds2-web.nsf/D2A40CF69E17C275C1257657004197 1E/$File/PLANTACARE_r 818_UP_E.pdf Fischer, E (1893 Oct-Dec) Mittheilungen: Ueber die glucoside der alkohole Euro J Inorgan Chem 26(3) 2400-2412 Available at: https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ cber.18930260327 Kahsnitz, J., Schmidt, S and Marl, A.O (1995, Oct) Process for the preparation of alkyl polyglycosides Patent number 5,461,144 18 Borsotti, G and Pellizzon, T (1994, Mar) Process for preparing alkyI polyglycosides Patent number EP0619318A1 10 Behler, A., Biermann, M., Hill, K., Raths, H.C., Saint Victor, M.E and Uphues, G (2001) Industrial surfactant synthesis Reactions and Synthesis in Surfactant Systems: Surfactant Science Series 100 1–44 11 Fiume, M.M (2011, Jun 3) Decyl glucoside and other alkyl glucosides Cosmetic Ingredient Review Available at: http://www.cir-safety.org/sites/ default/files/119_draft_decylg.pd 19 ... 10 CHƢƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA COCO GLUCOSIDE 14 3.1 Ứng dụng mỹ phẩm 14 3.2 Ứng dụng sản phẩm tắm gội 15 3.3 Ứng dụng sản phẩm chăm sóc cá nhân ... chọn sản phẩm có thành phần từ thiên nhiên Và Coco Glucoside chất thể rõ điều Vậy Coco Glucoside gì? Ứng dụng sao? Việc sâu vào nghiên cứu chất giúp có nhiều tƣ liệu để mang vào sản phẩm làm... da, tóc,… Thực tế tơi nhận thấy đƣợc tác dụng to lớn, nhƣ thứ mà mang lại cho “ngành làm đẹp” cần thiết cần đƣợc phổ biến Trong luận làm rõ tính chất, ƣu nhƣợc điểm ứng dụng thực tế Trong q trình