Cellulose Gum (Carboxymethylcellulose): Chất kết dính tạo gel cho sản phẩm

Cellulose Gum là gì?

Cellulose gum là muối Natri của Carboxymethyl cellulose (CMC), lần đầu tiên được sản xuất vào năm 1918. Sau khi được giới thiệu rộng rãi ở Mỹ vào năm 1946, Cellulose gum được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực, trong đó có mỹ phẩm bởi những chức năng quan trọng như chất làm đặc, ổn định nhũ tương, chất kết dính…

Về mặt hóa học, Cellulose gum là một Polymer, là một dẫn xuất Cellulose với các nhóm Carboxymethyl (-CH2COOH) liên kết với một số nhóm Hydroxyl của các Glucopyranose monomer tạo nên khung sườn Cellulose. Chất này thường được sử dụng dưới dạng Natri carboxymethyl cellulose.

Đây là chế phẩm ở dạng bột trắng, hơi vàng, gần như không mùi hạt hút ẩm, có thể tạo dung dịch dạng keo với nước nhưng không hòa tan trong Ethanol.

Điều chế sản xuất

Cellulose gum được sản xuất từ ​​các bộ phận của một số loài thực vật, chủ yếu lấy phần cây hoặc bông. Nguồn Cellulose gum được trồng ổn định và được chế biến bằng cách sử dụng Acid axetic và muối. Axit axetic là một axit nhẹ, là thành phần chính của giấm. Sau khi trộn bông hoặc gỗ với Acid axetic và muối, hỗn hợp này được lọc và làm khô để tạo ra một loại bột mịn, đó là Cellulose gum.

Cơ chế hoạt động

Độ tan và nhiệt độ

Cellulose gum có độ tan và nhiệt độ phụ thuộc vào giá trị DS tức là mức độ thay thế. Giá trị DS cao cho độ hòa tan thấp và nhiệt độ tạo kết tủa thấp hơn do sự cản trở của các nhóm Hydroxyl phân cực. Cellulose gum tan tốt ở 40 độ C và 50 độ C.

Cách tốt nhất để hòa tan Cellulose gum trong nước là trộn bột trong nước nóng, để các hạt Cellulose methyl được phân tán trong nước, khi nhiệt độ hạ xuống, khuấy đều thì các hạt này sẽ bị tan ra. Với dẫn xuất dưới 0.4, Cellulose gum không hòa tan trong nước.

Độ nhớt

Cellulose gum với dẫn xuất 0,95 và nồng độ tối thiểu 2% cho độ nhớt 25Mpa tại 25 độ C. 

Thông thường, dung dịch 1% có pH = 7 – 8,5. Ở pH< 3 thì độ nhớt tăng, thậm chí kết tủa. Do đó không sử dụng được Cellulose gum cho các sản phẩm có pH thấp. Độ pH >7 thì độ nhớt giảm ít. Độ nhớt Cellulose gum giảm khi nhiệt độ tăng và ngược lại.

Cellulose Gum dễ dàng hòa tan trong nước và dung dịch Sorbitol ở các nồng độ khác nhau để mang lại độ nhớt mong muốn.

Tạo đông

Cellulose gum có khả năng tạo đông thành khối vững chắc với độ ẩm rất cao (98%). Nồng độ Cellulose gum, độ nhớt của dung dịch và lượng nhóm Acetat là những yếu tố quyết định độ chắc và tốc độ tạo đông khi được thêm vào để tạo đông. Nồng độ tối thiểu để Cellulose gum tạo đông là 0,2% và của nhóm Acetat là 7% so với Cellulose gum.

Cellulose gum chủ yếu được sử dụng để làm đặc và ổn định mỹ phẩm. Ngoài ra, do cấu trúc cao phân tử của Cellulose gum nên chất này hoạt động như chất tạo màng. Cellulose gum cũng được sử dụng để cải thiện hiệu quả dưỡng ẩm. 

Hỗn hợp Cellulose gum và Xanthan có thể được sử dụng để cải thiện độ nhớt của công thức cuối cùng.

Cellulose là một hợp chất hữu cơ có nguồn gốc từ thành tế bào thực vật, được sử dụng trong các sản phẩm chăm sóc da như một chất nhũ hóa đa năng để giúp ổn định các dung dịch có độ hòa tan khác nhau. Trong mỹ phẩm, Cellulose có thể được sử dụng như một chất chống trượt để tăng kết cấu mịn của kem, tạo một lớp màng mỏng cho sơn móng tay hoặc một chất chống đóng cục cho nền mỹ phẩm.

Ngoài ra, Cellulose còn được biết đến là chất có đặc tính giữ ẩm mạnh, giúp tăng độ ẩm cho da. Do đó, Cellulose là thành phần quan trọng trong sản xuất sản phẩm dưỡng ẩm như kem dưỡng da và mặt nạ.

Cellulose gum có đặc tính làm đặc, liên kết, phân tán, huyền phù, đồng nhất và ổn định trong ngành mỹ phẩm. Thành phần này có thể được da hấp thụ để ngăn ngừa khô da, đồng thời hình thành lớp màng mềm mại và đàn hồi bảo vệ da. Được sử dụng với vai trò như nhũ tương dầu trong nước, Cellulose gum hoạt động để giúp ổn định các giọt dầu tốt hơn và chống lại sự kết dính giữa chúng.

Tỷ lệ sử dụng của Cellulose gum trong công thức của mỗi sản phẩm đều khác nhau.

Kem dưỡng da: Dùng 1,5% Cellulose gum. 

Kem được làm từ dầu hạnh nhân, giúp bảo vệ da và chống nếp nhăn: Dùng 1,3% Cellulose gum.

Chất son: Dùng 0,5% -1,0% Cellulose gum. 

Mặt nạ sữa ong chúa giữ ẩm: Dùng 2% Cellulose gum.

Dầu gội: Dùng 2,5% Cellulose gum.

Cellulose gum được sử dụng trong các sản phẩm mỹ phẩm (chủ yếu là kem dưỡng da) và chăm sóc cá nhân nhờ đặc tính liên kết tốt, làm dày và ổn định sản phẩm. 

Nhờ vào độ nhớt, Cellulose gum được dùng để sản xuất serum, kem dưỡng da, kem làm trắng da, mặt nạ bùn non, các sản phẩm tẩy rửa như sữa tắm, sữa rửa mặt, sữa rửa tay, sữa dưỡng, các chế phẩm làm sạch da. 

Cellulose gum còn được ứng dụng vào các sản phẩm như dầu gội đầu và thuốc hỗ trợ chải tóc, chất tạo bọt, mặt nạ, phấn nền, mascara, kẻ mắt, kẻ viền môi.

Ngoài ra, một trong những ứng dụng phổ biến của Cellulose gum trong ngành mỹ phẩm là công thức kem đánh răng nhằm đáp ứng nhu cầu như gel trắng trong mờ, kiểm soát cao răng, các loại Peroxide và Baking soda. 

Do khả năng giữ nước của Cellulose gum và đặc tính lưu biến của chúng, việc sử dụng chúng trong công thức kem đánh răng có thể giúp tạo ra kết cấu mịn và mang lại lợi ích cho cơ thể và miệng.

Khi ứng dụng ở các lĩnh vực khác như thực phẩm chẳng hạn, Cellulose gum sẽ gây viêm ruột ngay lập tức. Vi khuẩn đường ruột khi tiếp xúc với Cellulose gum sẽ sản xuất quá mức flagellin, một loại protein gây kích thích đường ruột.

Khi hoạt động với vai trò là chất tạo đặc trong mỹ phẩm, Cellulose gum là một loại nguyên liệu an toàn, không độc hại khi được sử dụng đúng cách và phù hợp.