八月瓜手工皂的制备及评价*
2022-10-08周佳,舒宇,郭英,周新
周 佳,舒 宇,郭 英,周 新
(汉江师范学院化学与环境工程学院,湖北 十堰 442000)
八月瓜是一种常绿木质藤本植物,主要生长在海拨1000~1400 m的阳坡疏林间或灌木林中。成熟的八月瓜果为不规则长圆形或椭圆形,种子颗粒多,种皮褐色,果肉口感好,营养成分丰富。欧阳玉祝等[1]采用GC-MS对八月瓜籽油成分进行实验分析,发现该植物的籽中含有极其丰富的不饱和脂肪酸,同时八月瓜籽还富含甙类物质和微量元素硒,这些物质都是重要的抗癌成分。作为一种纯天然植物油脂,八月瓜籽油有着良好的市场前景和使用价值,但目前八月瓜产量少,食用后的八月瓜籽被直接丢弃,造成了八月瓜籽的极大浪费。
随着人们保护环境的意识不断提高,清洁用手工皂因组分以纯天然成分为主、高效的清洁能力、不会对环境造成污染等特点,获得了人们的青睐。目前,纯天然绿色无污染的多效手工皂已成为肥皂行业的发展趋势,未来手工皂会成为家中常备的洗洁用品。有研究[2-3]显示八月瓜籽油在无水乙醇中萃取的油脂组分最多,主要成分为油酸和亚油酸,其相对含量达到71.97%,质量最好,容易分离。以石油醚为溶剂八月瓜籽出油率为37.4%,油脂的大部分理化性质达到国家食用油标准,是一种未广泛开发的油品。目前关于八月瓜手工皂的文献未见报道,本研究运用手工皂冷制法,制备出一种以八月瓜籽为原料的纯天然手工皂,为八月瓜的开发利用提供了一种新的途径。
1 材料和方法
1.1 原 料
椰子油、棕榈油、氢氧化钠,天津市德恩化学试剂有限公司;无水乙醇,天津市天力化学试剂有限公司;花生油,山东鲁花集团有限公司;液体石蜡,武汉市中天化工有限公司;羊毛脂、碳黑,南京恩凯化工有限公司;野生八月瓜,产自十堰市牛头山植物园;纯净水,娃哈哈集团有限公司。
1.2 仪 器
HWJB-21OOE恒温磁力搅拌加热套,郑州碳邦仪器有限公司;JJ-1增力电动搅拌器,金坛市医疗仪器厂;CS101-1EB电热鼓风干燥箱,重庆四达实验仪器有限公司恒达仪器厂;JJ-2型组织捣碎器,山东鄄城县高科仪器厂;BS-600L电子天平,上海友声衡器有限公司;RE-52旋转蒸发仪,上海亚荣生化仪器厂;SHZ-D(Ⅲ)循环水式真空泵,巩义市予华仪器有限责任公司。
1.3 试验方法
1.3.1 八月瓜籽油的提取
分离出八月瓜中的籽,进行多次洗涤,洗除籽表面残留的糖分,放入烘箱中于105 ℃烘至恒重。用粉碎机将八月瓜籽粉碎至可通过50目筛,装入预处理过的滤纸包中备用。使用无水乙醇作为溶剂,用索氏提取器在温度78 ℃时提取1 h,滤纸包周围溶液澄清即可取下提取烧瓶,随后使用旋转蒸发仪除去产物中的溶剂,得到淡黄色的八月瓜籽油,置于特定容器备用[4]。
1.3.2 原料比
各油脂的质量比以及氢氧化钠的用量决定了手工皂性能。根据手工皂的清洁能力、pH值、软硬程度等因素,对手工皂配方进行优选,确定制皂配方。
表1 八月瓜手工皂油脂构成
1.3.3 制皂流程
将称取的八月瓜油、椰子油和棕榈油依次加入500 mL烧杯中,使用恒温磁力搅拌加热套将混合油脂加热至40 ℃,用增力电动搅拌器将植物油混合均匀。称取14.29 g NaOH固体溶解在一定量的水中,碱液冷却至40 ℃,在搅拌作用下将其缓慢加入混合油脂溶液。当溶液表面出现薄膜时立刻停止搅拌,倒入模具中静置48 h后脱模,放置于阴凉处进行干燥处理。
2 结果与讨论
2.1 手工皂制备工艺确定
(1)最适皂化温度
按照上述配方称取所需要的油脂进行混合,将14.29 g NaOH溶于37.15 mL纯净水中,固体溶解并冷却至常温后,加入混合油脂溶液中并不断搅拌。设定温度分别为35 ℃、40 ℃、45 ℃,比较不同温度下成皂的皂化速度以及成皂情况。
(2)八月瓜籽油添加量
固定椰子油和棕榈油的添加量,对比八月瓜籽油加入量为5 mL、10 mL、20 mL以及不加入八月瓜籽油时的成皂情况。以成皂速度、成皂外观、实际使用体验[7]等三方面因素确定最佳八月瓜籽油添加量。
(3)最适碱量
表2 八月瓜手工皂评价依据
根据油脂皂化价进行计算得出理论需碱量,在此基础上改变碱量分别为适当增碱5%(15.01 g)、减碱5%(13.58 g)、保持不变(14.29 g),测定成品皂的pH、皂化速度和游离碱含量。将成皂在手中打十圈,揉搓出丰富泡沫后立即冲洗,至手鼓感觉光滑时停止,使用pH试纸进行测定。总游离碱的测定,参照QB/T 2485- 2008肥皂实验方法进行测定。
八月瓜手工皂外观评定主要观察外观是否平滑,有无皂粉、油脂出现,具体评价见表2所示。不同配比所制备的成皂效果比较表明,将14.29 g氢氧化钠加入37.15 mL水中溶解,冷却至40 ℃后,在600 r/min转速下加到由10.00 g八月瓜籽油、50.00 g椰子油、20.00 g棕榈油组成的混合油脂,固化后的手工皂手感温和、颜色均一,并伴有特殊的自然清香味。
2.2 性能评价
2.2.1 去污力评价
(1)根据山西省日用化学工业科学研究所提出的去污力测定方法并加以改进,将国产白色抹布裁剪成长方形细块,用自来水漂洗四次拧干备用。染布污液采用鲁花5S压榨一级花生油、液体石蜡、羊毛脂、活性炭粉末为污物组成成分,以重量比5:5:5:1,将混合物融化并进行混合加以搅拌制成染布污液,使用胶头滴管分别滴加15滴在洁净白布上。使用舒肤佳香皂、雕牌肥皂、雕牌洗衣粉和八月瓜手工皂进行清洗对比测试。结果表明:雕牌肥皂与舒肤佳香皂清洁后与八月瓜清洁效果无明显差别;雕牌洗衣粉清洁后,样品布整体颜色加深,并未完全洗除污物。
图1 污剂洗涤效果比较
(2)取适量蓝莓果和少许氯化钠放入研钵,研磨10 min后加入30 mL无水乙醇,继续研磨5 min抽滤得到蓝莓液,模拟生活中果汁污液。取2 mL蓝莓提取液均匀滴加在洁净白布上,用清水漂洗一次。使用舒肤佳香皂、雕牌肥皂和八月瓜手工皂分别打十圈,雕牌洗衣粉平铺污物范围。搓洗50次左右,使用自来水漂洗干净,放置于阳光下自然晾干,观察清洁效果及污物残留情况。分析发现经八月瓜手工皂、舒肤佳、雕牌肥皂清洗后污布上具有少量蓝色残留物质,经雕牌洗衣粉清洗后污布上有较多蓝色残留。
(3)取适量新鲜菠菜放入研钵中,加入二氧化硅和无水乙醇,快速研磨10 min后置于容器中备用,模仿生活中蔬菜汁污物。取一洁净白布,使用胶头滴管滴加2 mL菠菜汁液于布上,先使用清水漂洗一次,再使用舒肤佳香皂、雕牌肥皂和八月瓜手工皂分别实验,实验方法同上述步骤。结果分析表明三者除污效果明显,残留微量黄色,需多次洗涤后方可除去。
图2 蓝莓汁洗涤效果比较
2.2.2 稳定性测定
取成品八月瓜手工皂,根据去污力测定办法,间隔2周、4周、8周进行清洁力测试评定,并进行对比。结果表明间隔的清洗结果与第一次测试结果相似,清洗净度达到了市面上同类型洗涤用品的程度,证明八月瓜手工皂具有较长时间的保质期,具备清除污物的基本能力。
3 结 论
以八月瓜籽为原料,参考手工皂制备方法,开发出一种新的纯天然手工皂。该手工皂所需材料均为天然植物油,对人体刺激性小,适宜大多数人群。去污结果表明该产品能够有效洗净家庭常见油污,去除果汁残留和蔬菜汁污物,绵密泡沫易冲洗,无刺激,手感好,具备了清洗的基本能力,洗涤液可自然降解污染性小。开发该类产品可以提高八月瓜实际利用率,促进八月瓜产业的发展。