DE2623927A1

DE2623927A1 - Phytosterin-gemische und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2623927A1
Application number: DE19762623927
Authority: DE
Inventors: Larry Dan Lundmark
Original assignee: General Mills Chemicals Inc
Current assignee: General Mills Chemicals Inc
Priority date: 1975-06-06
Filing date: 1976-05-28
Publication date: 1976-12-16
Also published as: US4218334A; DE2623927C2; CA1080125A; JPS51146500A; GB1524447A; FR2313016B1; FR2313016A1

Description

Die Erfindung betrifft Phytosterin-Gemische und insbesondere Gemische, die Phytosterine zusammen mit Fettsäuren oder Fettalkoholen enthalten und ein Verfahren zur Herstellung derartiger Gemische.

Es wurde gefunden, daß sich Phytosterine in verschiedenen Emulsionen vorteilhafterweise verwenden lassen. Die Phytosterine dienen als Hilfsemulgatoren sowie als Modifikatoren der Konsistenz und des Aussehens der Emulsion. Die Phytcsterine wirken als Gleitmittel und als Konditionierungszusätze.

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Mit dem Ausdruck "Phytosterin", wie er im vorliegenden verwendet wird, sind Sterine gemeint, die von Pflanzen stammen. Eine Schwierigkeit, die mit einer derartigen Verwendung der Phytosterine verbunden ist, resultiert aus dem relativ hohen Schmelzpunkt der Phytosterine, gewöhnlich mindestens 135°C, typischerweise 136 bis l40°C. Wenn das Phytosterin direkt der Emulsion zugesetzt wird, müssen Emulsion und Phytosterin während längerer Mischzeiten auf erhöhter Temperatur gehalten werden, um das Auflösen des Phytosterins zu bewirken.

Es wurde nun gefunden, daß die Schwierigkeit beim Lösen des Phytosterins dadurch überwunden werden kann, daß man die Phytosterine entweder mit freien Fettsäuren oder mit freien Fettalkoholen vermischt. Mit dem Ausdruck "Phytosterin-Gemisch", wie er im vorliegenden verwendet wird, ist ein Gemisch aus Phytosterin und entweder gesättigten freien Fettsäuren oder gesättigten freien Fettalkoholen gemeint.

Zu den typischerweise erfindungsgemäß verwendbaren Phytosterinen gehören Stigmasterin, Campesterin, Sitosterin und/oder Brassicasterin. Im allgemeinen jedoch ist erfindungsgemäß das Phytosterin ein Gemisch aus zwei oder mehreren dieser Phytosterine. Die Phytosterine liegen vorzugsweise in freier Form vor. Jedoch können in einigen Fällen die Phytosterine in der natürlich vorkommenden Esterform vorliegen.

Die Fettsäure ist erfindungsgemäß eine gesättigte Fettsäure mit einer geradzahligen Kettenlänge von 12 bis 18 C-Atomen. Typischerweise sind es Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure und Stearinsäure. Es erwies sich als unerwünscht, die ungesättigten Fettsäuren zu verwenden, da sich beim Lagern bei Raumtemperatur das Phytosterin und derartige Fettsäuren abscheiden. Außerdem kann bei der Verwendung von ungesättigten

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Fettsäuren Entfärbung oder Verfärbung des Gemischs erfolgen.

Zu den erfindungsgemäß verwendbaren gesättigten Fettalkoholen gehören alle Alkohole mit geradzahligen Kettenlängen von 12 bis 18 C-Atomen. Zu den gesättigten Fettalkoholen gehören typischerweise Laurylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol und Stearylalkohol.

Das erfindungsgemäße Gemisch kann typischerweise bis zu 50 Gew.-JS, vorzugsweise etwa 10 bis 50 Gew.-JS, Phytosterin und mindestens 50 58, vorzugsweise etwa 50 bis 90 Gew.-ί, freie gesättigte Fettsäure und/oder-Alkohol enthalten.

(Der Ausdruck "Prozent, Teile" und ähnliches, wie er im vorliegenden verwendet wird, bezieht sich auf "Gewichtsprozent, Gewichtsteile", außer wenn etwas anderes angegeben wird.) Das erfindungsgemäße Gemisch kann für eine Vielzahl von Zwecken, einschließlich der Herstellung von kosmetischen Emulsionen, verwendet werden. Das erfindungsgemäße Gemisch kann dadurch hergestellt werden, daß man die Fettsäure oder den Fettalkohol erhitzt und das Phytosterin in der Fettsäure oder im Fettalkohol dispergiert. Um eine schnellere Dispersion zu erzielen, kann das Phytosterin bis zum Schmelzen erhitzt werden, typischerweise auf eine Temperatur von mindestens etwa 135 bis I¹IO⁰C, und in der geschmolzenen Fettsäure oder im Fettalkohol dispergiert werden. Die Fettsäure oder der Fettalkohol können eine Temperatur von mindestens etwa 45°C, vorzugsweise mindestens 6O⁰C, haben. In jedem Falle muß die Tejnperatur der Fettsäure oder des Fettalkohols ausreichen, um dieselben zu schmelzen, darf jedoch nicht so hoch sein, daß die Fettsäure oder der Fettalkohol zersetzt werden. Das dabei entstehende Gemisch wird^r dann auf Raumtemperatur gekühlt. In bestirnten

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Pällen verringert die Gegenwart des Phytosterins tatsächlich den Schmelzpunkt des Gemischs unter denjenigen der Fettsäure oder des Fettalkohols in reiner Form. Beispielsweise ist in dem Falle, in dem das Gemisch 30 % Phytosterin und 70 % Stearinsäure (dreifach gepreßt) enthält, der Schmelzpunkt des Gemischs 5^ C. Der Schmelzpunkt des Phytosterins selbst beträgt 138^OC. Der Schmelzpunkt von Stearinsäure beträgt etwa 69⁰C. Ein Gemisch aus 50 % Phytosterin und 50 % Stearylalkohol hatte einen Schmelzpunkt von etwa 6O⁰C, wobei der Schmelzpunkt des reinen Alkohols etwa 6O⁰C betrug.

Zu den bevorzugten Aus f ührungs formen der Erfindung gehört,, ein Gemisch aus 10 bis 30 % Phytosterin und 90 bis 70 % Stearinsäure. Das Gemisch ist im wesentlichen frei von Glyceriden, da die Gegenwart von Glyceriden die Menge an Sterin, die man in der stabilen Mischung erhält, materiell reduziert. Wenn eine bedeutende Menge an Glyceriden vorliegt, ist man nicht in der Lage, Gemische herzustellen, die 10 % oder mehr Sterine enthalten.Eine weitere bevorzugte Ausführungsform enthält 10 bis 50 % Phytosterin und 90 bis 50 % Stearylalkohol.

Beispiel 1

Man stellte ein erfindungsgemäßes Gemisch her, indem man 70 Teile Stearinsäure (dreifach gepreßt) auf eine Temperatur von etwa 7O⁰C erhitzte und 70 Teile eines Phytosteringemischs von etwa 135°C in der geschmolzenen Stearinsäure dispergierte. Das Phytosterin-Gemisch enthielt etwa 56 % Sitosterin, 28 % Campesterin, 4 % Stigmasterin und 12 % andere Materialien.

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Das Gemisch wurde dann auf Raumtemperatur gekühlt. Eine kosmetische Emulsion wurde hergestellt, indem man 1 Teil Triäthanolamin in Sk Teilen Wasser dispergierte. Danach wurden 5 Teile des wie vorstehend hergestellten Phytosterin-^Gemischs zugesetzt. Eine Kontrollemulsion wurde genauso hergestellt und enthielt 5 Teile Stearinsäure, 1 Teil Triäthanolamin und 9¹J Teile Wasser. Die dabei entstehenden Emulsionen sahen anfänglich gleich aus. Jedoch hatte die das Phytosterin-Gemisch enthaltende Emulsion keinen seifigen Charakter, während das Kontrollgemisch ein derart unerwünschtes Charakteristikum besaß. Auch wenn die das Phytosterin-Gemisch enthaltende Emulsion auf der Haut angewendet wurde, fühlte sie sich glatt an. Die beiden Emulsionen wurden etwa eine Woche lang bei Raumtemperatur gealtert. Das Kontrollgeraisch behielt eine dicke gelartige Konsistenz, während die das Phytosterin-Gemisch enthaltende Emulsion eine fließfähige Flüssigkeit wurde und somit die normalerweise unerwünschten Dickecharakteristiken von Triäthanolaminstearat-Emulsionen überwandt. Das Kontrollgemisch war durchscheinend und parakristallin, das typisch für Triäthanolaminstearinsäure-Emulsionen ist. Die Phytosterin-Emulsion jedoch war eine weiße Emulsion mit einem perlartigen Schimmer. Bei mikroskopischer Untersuchung stellte man fest, daß diese Emulsion sehr feine Teilchen enthielt. Die Phytosterin-Emulsion wurde zentrifugiert,und man stellte fest, daß die sehr feinen Teilchen in Emulsion blieben.

Beispiel 2

Man stellte eine Reihe von Gemischen her, um den kapillaren Schmelzpunkt von Stearinsäure/Phytosterin-Gemischen zu bestimmen. Das Phytosterin enthielt 56 % Sitosterin, 28 % Car.pesterin, 4 % Stigmasterin und 12 % andere Materialien. Die Gemische wurden wie in Beispielfbeschrieben hergestellt. Die Verhältnisse von Stearinsäure/Fhytosterin waren wie in Tabelle I angegeben. Man stellte ein eutektisches Gemisch zwischen Stearinsäure/Phytosterin-Verhältnissen von 5/95 bis 30/70 fest.

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TABELLE I

Probe A B C DEPGHIJKL

i*0 50 60 70 80 90 100

60 50 HO 30 20 10 O 73 101 101 112 119 127 I36

	Phytosterin (	0	5	10	20	30
	Stearinsäure	100	95	90	80	70
crt	Schmelzpunkt j	68	56	56	55	54
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ο	:%)	(Triple	Pressed)
σ> σ>
°r

dreifach gepreßt

CD K) CO

K)

Beispiel 3

Man verfuhr nach Beispiel 2 mit dem Unterschied, daß das Gemisch aus Stearylalkohol und dem Phytosterin-Gemisch bestand. Die Verhältnisse von Stearylalkohol und Phytosterin waren wie aus Tabelle II ersichtlich,

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Ein wesentlich verringerter Schmelzpunkt wird bis zu einem 5O:5O-Gemisch von Stearylalkohol und Phytosterin aufrechterhalten.

Beispiel M

Man stellte ein Gemisch aus Isostearinsäure und Phytosterin her, indem man 90 Teile Isostearinsäure (Emery 875-D Isosteric Acid™) auf 80⁰C erhitzte und dann in 10 Teile Phytosterin einmischte. Das Gemisch wurde auf Raumtemperatur gekühlt. Man erhielt eine stabile klare Flüssigkeit.

Beispiel 5

Man stelle ein Gemisch wie im Beispiel 4 beschrieben her mit dem Unterschied, daß man Isostearinsäure durch Isostearyl-

alkohol ersetzte. Man erhielt ähnliche Ergebnisse.

Beispiel 6

Man stellte ein Shampoo her, in das man das erfindungsgemäße Gemisch aus Fettsäure und Phytosterin einarbeitete. 450 Teile Isostearinsäure wurden in einem nichtrostenden Stahlbehälter auf eine Temperatur von 70⁰C erhitzt. 50 Teile Phytosterin wurden unter Rühren zugesetzt. Man erhielt einejklare Lösung. Die Lösung wurde auf Raumtemperatur gekühlt. Ein Shampoo folgender Zusammensetzung wurde hergestellt.

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TABELLE III

Gramm

Natriumlaurylsulfat (3O?ige wäßrige Lösung)	62,8	628
Phytosterin/Fettsäuregemisch	3,3	33
Triäthanolaminlaurylsulfat (40*ige Lösung)	4,6	46
KOH-Lösung 34*	1.0	10
Gemisch aus Laurin- und Myristinsäurediäthanolamiden (Clindrol 100 LM™)	1,5	15
Wasser	26,8	268
		1000

Das Wasser wurde in ein Gefäß getan und auf 70°C erhitzt. Die KOH-Lösung wurde unter Mischen zugesetzt. Das, Phytosterin/Fettsäuregemisch wurde zugemischt. Die Natriumlaurylsulfatlösung wurde zugesetzt und die Temperatur auf 85°C erhöht und zwischen 80 und 85⁰C etwa 20 Minuten lang gehalten und dann auf 55°C abgekühlt. Das Gemisch aus Laurin- und Myristinsäurediäthanolamiden wurde zugesetzt und solange gemischt bis es sich gelöst hatte. Das dabei entstehende Gemisch wurde auf Raumtemperatur gekühlt,und es wurde soviel Wasser zugesetzt, daß man ein Endgewicht von 1000 g erhielt. Dies war das Kompensat für das verlorengegangene Wasser. Eine Portion (96 g) des dabei entstehenden Shampoos wurde in einen Becher getan, worauf 4 g Glycerin zugesetzt wurden. Das Gemisch wurde auf etwa 8O⁰C erhitzt und 5 Minuten lang gerührt. Das dabei entstehende Gemisch wurde zum Waschen von Haarsträhnen verwendet.

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- li -

Beispiel 7

Man stellte ein erfindungsgemäßes Gemisch her, indem man 70 Teile reagensreine Laurinsäure auf etwa M5°C erhitzte und das in Beispiel 1 beschriebene Phytosterin-Gemisch zusetzte. Das Phytosterin-Gemisch hatte eine Temperatur von 135°C. Das Gemisch wurde gerührt bis es viskos wurde, danach ließ man es ungestört stehen bis es erstarrte. Der Schmelzpunkt des Gemische betrug etwa 50°C.

Beispiel 8

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Ein Gemisch wurde wie in Beispiel 7 beschriebenhergesteilt mit dem Unterschied, daß die reagensreine Laurinsäure durch

TM kosmetisch reine Laurinsäure (Neo-Fat 12 ,vertrieben durch Armak) ersetzt wurde. Die Ergebnisse waren die gleichen mit dem Unterschied, daß der Schmelzpunkt des Gemische etwa 56⁰C betrug.

Beispiel 9

Man stellte ein Gemisch her, indem man 7 Teile reagensreine Myristinsäure und 3 Teile des vorstehend beschriebenen Phytosterin-Gemischs in einen Becher tat. Der Becher wurde erhitzt bis die Bestandteile geschmolzen waren. Man ließ das Gemisch unter Rühren abkühlen bis es viskos wurde. Danach ließ man das Gemisch ungestört stehen bis es erstarrte. Das Gemisch hatte einen Schmelzpunkt von etwa 57°C.

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Beispiel 10

Man verfuhr nach Beispiel 9 unter Verwendung von Palmitinsäure Das Gemisch hatte einen Schmelzpunkt von etwa 67°C.

Beispiel 11

Man stellte ein erfindungsgemäßes Gemisch her, indem man 7 Teile Dodecylalkohol und 3 Teile Phytosterin (hauptsächlich Sitosterin) in einen Becher tat und solange erhitzte,bis die Materialien geschmolzen waren. Das Gemisch wurde dann unter Rühren abgekühlt,bis es viskos wurde. Man ließ es dann bis zum Erstarren stehen. Das dabei entstehende Gemisch hatte einen Schmelzpunkt von etwa 30⁰C.

Beispiel 12

Man verfuhr nach Beispiel 11,jedoch unter Verwendung von Cetylalkohol. Das dabei entstehende Gemisch hatte einen Schmelzpunkt von etwa 50°C.

Beispiel 13

Man verfuhr nach Beispiel 11, jedoch unter Verwendung von Myristylalkohol. Das dabei entstehende Gemisch hatte einen Schmelzpunkt von etwa 62°C.

Beispiel lH

Man verglich die Leichtigkeit der Einarbeitung des erfindungsgemäßen Gemische in Mineralöl mit der Leichtigkeit de:

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Einarbeitung der getrennten Bestandteile. Ein Gemisch aus 23 g Stearinsäure und 10 g Phytosterin wurde hergestellt. Das Phytosterin war ein Gemisch aus 56 % Sitosterin, 28 % Campest er in und k % Stigmasterin ( vertrieben durch General Mills unter der Handelsbezeichnung Generol 122). Die Stearinsäure und das Phytosterin wurden in einen Becher getan und unter Mischen auf 110⁰C erhitzt, bis sie klar waren. Das Gemisch wurde auf 80°C gekühlt und in einer dünnen Schicht auf einen Bogen Aluminiumfolie gegossen, um auszukühlen. Nach Erreichen von Raumtemperatur wurde das Gemisch in Flocken zerbrochen. 67 g Mineralöl wurden in jeden von 2 Bechern (A und B) gegeben. Die das Mineralöl enthaltenden Becher A und B wurden dann jeweils auf 80 C erhitzt und auf dieser Temperatur gehalten. 33 g des Gemische wurden unter ständigem Rühren dem Mineralöl in Becher A zugesetzt, bis die Lösung klar wurde, was *J0 Sekunden erforderte. 10 g des Phytosterins und 23 g der Stearinsäure wurden dem Mineralöl in Becher B unter ständigem Rühren zugesetzt, bis die Lösung klar wurde. Dies erforderte 2¹IO Sekunden. Wie aus diesen Versuchen ersichtlich ist, besitzt die Verwendung des erfindungsgemäßen Gemische einen wesentlichen Vorteil gegenüber der Zugabe der getrennten Materialien.

Beispiel 15

Man verfuhr nach Beispiel Ik, mit dem Unterschied, daß die Stearinsäure durch Stearylalkohol ersetzt wurde. Das Gemisch löste sich in dem Mineralöl binnen 50 Sekunden, während die getrennte Zugabe von Stearylalkohol und Phytosterinalkohol 180 Sekunden erforderte, um eine klare Lösung zu bilden.

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Claims

Patentansprüche:

1. Stoffgemisch, bestehend im wesentlichen aus etwa 10 bis 50 % Phytosterin und etwa 50 bis 90 % einer freien gesättigten Fettsäure oder eines freien gesättigten Alkohols mit einer geraden Anzahl an C-Atomen von 12 bis 18, wobei das Gemisch im wesentlichen frei von Triglyceriden ist.

2. Stoffgemisch nach Anspruch 1, worin die freie Fettsäure Stearinsäure ist.

3. Stoffgemisch nach Anspruch 1, worin der Alkohol Stearylalkohol ist.

4. Stoffgemisch nach Anspruch 1, worin die Fettsäure Laurinsäure ist.

5. Stoffgemisch nach Anspruch 1, worin die Fettsäure Myristinsäure ist.

6. Stoffgemisch nach Anspruch 1, worin die Fettsäure Palmitinsäure ist.

7. Stoffgemisch nach Anspruch 1, worin der Fettalkohol Laurylalkohol ist.

8. Stoffgemisch nach Anspruch 1, worin der Fettalkohol Myristy!alkohol ist.

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9. Stoffgemisch nach Anspruch 1, worin der Pettalkohol Cetylalkohol ist.

10. Verfahren zur Herstellung eines Stoffgemischs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man etwa 10 bis 50 Gew.-55 Phytosterin in etwa 50 bis 90 Gew.-ί einer geschmolzenen gesättigten Fettsäure oder eines geschmolzenen gesättigten Fettalkohols mit einer geraden Anzahl an C-Atomen von 12 bis 18 dispergiert.

11. Verfahren zur Herstellung eines Stoffgemischs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bis zu 50 Gew.-Ji Phytosterin mit mindestens 50 Gew.-2, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemischs, einer geschmolzenen gesättigten Fettsäure oder eines geschmolzenen gesättigten Alkohols mit einer geraden Anzahl an C-Atomen von 12 bis 18 vermischt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man das Phytosterin vor dem Dispergieren auf mindestens 135°C erhitzt.

Für: General Mills Chemicals, Inc. Minneapolis, Minnesota, V.St.A.

Dr.H.J.Wolff Rechtsanwalt

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