新型手工皂配方设计与性能研究

（河南应用技术职业学院化学工程学院，河南郑州450042）

皂类产品具有包装简单、包材花费少、产品运输贮存费用低的特点，手工皂在欧美等发达国家已经风行多年，而在国内还是一个全新的行业。作为新的沐浴护肤消费趋势，纯天然手工皂巨大的市场潜力使其成为在中国内地的金色行业之一。

1 手工皂配方设计

1.1 功能性物质简介

手工皂的功能可以根据加入的成分不同而有所不同。如加入蜂蜜，可使手工皂具有更好的保湿效果，而且蜂蜜具有抗菌消炎的功能，加入蜂蜜可以提高手工皂的保质期；桂花具有美白肌肤、排解体内毒素的功效；玫瑰具有抗衰老、增强免疫功能的作用；金盏菊是很好的杀菌剂，以治疗皮肤的疾病及创伤为主，具有消炎、杀菌抗霉、收敛、防溃烂的效果；紫草具有显著的祛痘和消炎效果；芦荟提取液，具有止痒、消炎功能；黄瓜具有良好的抗皱作用；薄荷具有收缩血管的功效；中草药提取液，可以起到淡斑、祛痘，美白润肤的效果。从花朵和叶子当中提炼而出的精油，对于女人的粉刺、黑头的祛除有很大的功用，能排除毒素，从而使得人体舒经活络，从而美白亮肤。牛初乳中含有儿童生长发育不可缺少的营养物质，比如牛磺酸、胆碱、磷脂、脑肽等可以加速细胞生长速度，延长细胞的存活时间。另外牛初乳中富含无机盐，像钙、镁、铁、硒和锌元素可以提高人体的细胞活性，像牛初乳提取物中的牛磺酸、维生素B、纤维结合蛋白、乳铁蛋白等，可以消除疲劳，延缓衰老的作用。本文采用紫草和牛初乳作为功能性物质，添加到手工皂中，并探究其性能。

1.2 手工皂性能

1）pH值:一般情况下，手工皂的pH值在10以下便可以使用，若pH降到8～9呈弱碱性则效果更佳。需要注意的是天然手工皂的pH为7时，基本上失去了清洁能力。

2）制作:入模的手工皂经过24 h的凝固时间，进行脱模后要放置在阴凉、干燥、通风的位置放置3～4周使其熟化。因为手工皂中没有添加任何化学稳定剂、保鲜剂，所以成熟后的手工皂最好在一年内使用，如果其表面出现小斑点则说明其已经变质不能使用。

3）成型:大多数手工皂的成型时间为24 h，有的可能时间会更长。手工皂完全凝固之后就可以脱模了。如果遇到成型比较慢的情况，可以放至冰箱的冷冻室将其冷冻。脱模后的手工皂在1～2 d后可以进行切块。

2 实验过程

2.1 实验过程

称取原料油混合融化，缓慢加入氢氧化钠溶液，进行皂化反应。皂化完成之后加入香精、色素、精油等成分，进行入模、脱模、包装等过程。采用冷制法，可最大限度地保留植物油和其他添加物中含有的天然维生素和营养成分。在制手工皂前期，用葵花油浸取自草根中天然色素及功能性物质，随葵花油加入到手工皂的混合油脂中。

2.2 基本实验步骤

2.2.1 手工皂的INS值

手工皂中每种油脂的选取应当参考其皂化价。皂化价是1g的油脂所需氢氧化钠的克数。INS值是皂的软硬程度 (配方中各类油脂INS值与各类油脂比例乘积的总和)，一般手工皂硬度(INS值)在120～170之间都算是比较理想的硬度[1]。

INS值的计算方法：INS总值=各类油脂INS值与各类油脂比例乘积的总和。

2.2.2 油脂用量

计算方法：油脂的用量=皂的重量×油脂的比例

2.2.3 氢氧化钠用量

氢氧化钠的用量等于各油脂的重量与各油脂皂化价乘积的总和。

2.2.4 水的用量

水和氢氧化钠的比例：水是氢氧化钠的三倍左右,一般都掌握在2.6～3.2之间。

2.3 制作方法

2.3.1 紫草手工皂

1）烧杯内加入配方设计中制定比例的油脂，本实验采用的芥花油、浸取紫草根的葵花油、棕榈油、椰子油。配方见表1。

表1 手工皂配方设计单位：（%）

2）按照上述计算方法计算所需NaOH和水的质量，将NaOH缓缓加入到蒸馏水中，配制成NaOH溶液。

3）用胶头滴管吸取少量烧杯中的NaOH溶液缓缓滴加到盛有混合油脂的大烧杯中，不断用玻璃棒进行搅拌，该过程耗费时间比较长。

4）待上述皂液达到用玻璃棒在其中间画“8”字，不会立刻恢复时，向皂液中滴加少量的精油、天然香精和色素，倒入模具中冷凝固化，一般24 h后可脱模，制得手工皂。

5）皂化反应原理：

CH2OCOR －CHOCOR －CH2OCOR+3NaOH →3RCOONa+CH2OH－CHOH－CH2OH

2.3.2 牛初乳手工皂

牛初乳手工皂的制作原理类似于紫草手工皂。取牛初乳冷冻，少量多次的加入NaOH，搅拌至NaOH完全溶解，加入橄榄油，使碱液和油脂充分混合，注意二者混合之前的温度相差不能超过10℃。待上述混合液达到用玻璃棒在其中间画“8”字，不会立刻恢复时，注入模具，待固化之后脱模。

2.4 创新性

紫草手工皂：紫草手工皂中含有紫草的纯天然色素，泡沫细腻、丰富，具有显著的祛痘和消炎效果。

牛初乳手工皂：牛初乳中富含无机盐，像钙、镁、铁、硒和锌元素可以提高人体的细胞活性，可以起到消除疲劳，延缓衰老的作用，对儿童生长发育起到良好的促进效果，具有较好的美白效果。

2.5 产品性能分析

2.5.1 产品外观：1）紫草手工皂：通过感官目测，得出如下结论：配方1手工皂硬度较大，容易断裂，配方2～配方4手工皂均匀，硬度适中，呈现出紫草的蓝色，并且颜色均匀，无脂肪酸钠的气味；2）牛初乳手工皂：呈现出乳白色，硬度适中，无脂肪酸钠的气味。

2.5.2 气味：1）紫草手工皂：具有紫草中淡淡的紫草根药气味，且气味稳定；2）牛初乳手工皂：具有轻微的奶香味，且气味稳定。

2.5.3 起泡力：1）紫草手工皂：四种配方的泡沫均比较细腻。配方1～配方3起泡力一般。配方4起泡力较丰富，是较佳的手工皂配方；2）牛初乳手工皂：起泡力适中，美白效果较好，是一款适合家庭自制的手工皂。

2.5.4 水分及挥发物：水分及挥发物含量（%）分别为：紫草手工皂配方1为9.5；紫草手工皂配方2为11.2；紫草手工皂配方3为11.3；紫草手工皂配方4为11.2；牛初乳手工皂为12.8。

2.5.5 游离苛性碱含量：游离苛性碱含量（以NaOH计）%分别为：紫草手工皂配方1为0.04；紫草手工皂配方2为0.05；紫草手工皂配方3为0.07；紫草手工皂配方4为0.05，牛初乳手工皂为0.08。

3 展望

3.1 一方面通过宣传，消除目前化工在部分人心目中的妖魔化形象，宣传化工的绿色、健康的理念。另一方面，结合化妆品专业的学生喜欢动手操作的特点[2]，将理论知识与动手实验相结合，作为化妆品专业的实训基地，提高学生的学习兴趣和动手操作能力。

3.2 与本地的农业研究所合作，在手工皂中添加纯天然的功能性物质，使手工皂的使用令大家更加放心。市面上的手工皂类型也很多，添加的功能性物质更是五花八门，但是其来源与可靠性有待考究。农业研究所一般拥有自己的试验田、培养基地、农场等，是真正的“绿色食品”的生产者，我们尝试与农业研究所合作，在手工皂中添加其生产的蜂蜜、薄荷和田七等绿色植物的提取液、谷类物质等，以增加手工皂的功能及使用安全。

3.3 加强实验过程的训练，通过“浸取法”、“蒸馏法”从纯天然物质中提取香精、色素等，保证其使用效果。为了丰富手工皂的香型和色调，我们准备结合我校化学工程学院的创客角和中草药生产线[3]，进行水果、花朵中香精和精油的提取，并把中草药的提取物添加到手工皂中，针对不同的消费者，提供不同功能的手工皂，加强学生的实践技能。

4 结论

本文采用冷制法来制作手工皂，最大限度的保留住材料中各类对肌肤健康有益的营养，避免因为高温而流失部分植物的天然成分。自主研发了紫草手工皂和牛初乳手工皂，这两种手工皂中无任何人工合成的香精、色素的添加，是两款天然、健康的手工皂。分别在外观气味、起泡力、水分及挥发物、游离苛性碱含量等方面对各手工皂进行了检测，检测解说表明各配方的手工皂符合国家标准GB/T 2485-2008。通过使用发现紫草手工皂和牛初乳手工皂分别在对祛痘、消炎、美白方面效果显著，且均含有天然甘油，保湿效果超凡，且对肌肤十分温和，无刺激。