周 佳,舒 宇,郭 英,周 新
(漢江師范學院化學與環(huán)境工程學院,湖北 十堰 442000)
八月瓜是一種常綠木質藤本植物,主要生長在海撥1000~1400 m的陽坡疏林間或灌木林中。成熟的八月瓜果為不規(guī)則長圓形或橢圓形,種子顆粒多,種皮褐色,果肉口感好,營養(yǎng)成分豐富。歐陽玉祝等[1]采用GC-MS對八月瓜籽油成分進行實驗分析,發(fā)現該植物的籽中含有極其豐富的不飽和脂肪酸,同時八月瓜籽還富含甙類物質和微量元素硒,這些物質都是重要的抗癌成分。作為一種純天然植物油脂,八月瓜籽油有著良好的市場前景和使用價值,但目前八月瓜產量少,食用后的八月瓜籽被直接丟棄,造成了八月瓜籽的極大浪費。
隨著人們保護環(huán)境的意識不斷提高,清潔用手工皂因組分以純天然成分為主、高效的清潔能力、不會對環(huán)境造成污染等特點,獲得了人們的青睞。目前,純天然綠色無污染的多效手工皂已成為肥皂行業(yè)的發(fā)展趨勢,未來手工皂會成為家中常備的洗潔用品。有研究[2-3]顯示八月瓜籽油在無水乙醇中萃取的油脂組分最多,主要成分為油酸和亞油酸,其相對含量達到71.97%,質量最好,容易分離。以石油醚為溶劑八月瓜籽出油率為37.4%,油脂的大部分理化性質達到國家食用油標準,是一種未廣泛開發(fā)的油品。目前關于八月瓜手工皂的文獻未見報道,本研究運用手工皂冷制法,制備出一種以八月瓜籽為原料的純天然手工皂,為八月瓜的開發(fā)利用提供了一種新的途徑。
椰子油、棕櫚油、氫氧化鈉,天津市德恩化學試劑有限公司;無水乙醇,天津市天力化學試劑有限公司;花生油,山東魯花集團有限公司;液體石蠟,武漢市中天化工有限公司;羊毛脂、碳黑,南京恩凱化工有限公司;野生八月瓜,產自十堰市牛頭山植物園;純凈水,娃哈哈集團有限公司。
HWJB-21OOE恒溫磁力攪拌加熱套,鄭州碳邦儀器有限公司;JJ-1增力電動攪拌器,金壇市醫(yī)療儀器廠;CS101-1EB電熱鼓風干燥箱,重慶四達實驗儀器有限公司恒達儀器廠;JJ-2型組織搗碎器,山東鄄城縣高科儀器廠;BS-600L電子天平,上海友聲衡器有限公司;RE-52旋轉蒸發(fā)儀,上海亞榮生化儀器廠;SHZ-D(Ⅲ)循環(huán)水式真空泵,鞏義市予華儀器有限責任公司。
1.3.1 八月瓜籽油的提取
分離出八月瓜中的籽,進行多次洗滌,洗除籽表面殘留的糖分,放入烘箱中于105 ℃烘至恒重。用粉碎機將八月瓜籽粉碎至可通過50目篩,裝入預處理過的濾紙包中備用。使用無水乙醇作為溶劑,用索氏提取器在溫度78 ℃時提取1 h,濾紙包周圍溶液澄清即可取下提取燒瓶,隨后使用旋轉蒸發(fā)儀除去產物中的溶劑,得到淡黃色的八月瓜籽油,置于特定容器備用[4]。
1.3.2 原料比
各油脂的質量比以及氫氧化鈉的用量決定了手工皂性能。根據手工皂的清潔能力、pH值、軟硬程度等因素,對手工皂配方進行優(yōu)選,確定制皂配方。
表1 八月瓜手工皂油脂構成
1.3.3 制皂流程
將稱取的八月瓜油、椰子油和棕櫚油依次加入500 mL燒杯中,使用恒溫磁力攪拌加熱套將混合油脂加熱至40 ℃,用增力電動攪拌器將植物油混合均勻。稱取14.29 g NaOH固體溶解在一定量的水中,堿液冷卻至40 ℃,在攪拌作用下將其緩慢加入混合油脂溶液。當溶液表面出現薄膜時立刻停止攪拌,倒入模具中靜置48 h后脫模,放置于陰涼處進行干燥處理。
(1)最適皂化溫度
按照上述配方稱取所需要的油脂進行混合,將14.29 g NaOH溶于37.15 mL純凈水中,固體溶解并冷卻至常溫后,加入混合油脂溶液中并不斷攪拌。設定溫度分別為35 ℃、40 ℃、45 ℃,比較不同溫度下成皂的皂化速度以及成皂情況。
(2)八月瓜籽油添加量
固定椰子油和棕櫚油的添加量,對比八月瓜籽油加入量為5 mL、10 mL、20 mL以及不加入八月瓜籽油時的成皂情況。以成皂速度、成皂外觀、實際使用體驗[7]等三方面因素確定最佳八月瓜籽油添加量。
(3)最適堿量
表2 八月瓜手工皂評價依據
根據油脂皂化價進行計算得出理論需堿量,在此基礎上改變堿量分別為適當增堿5%(15.01 g)、減堿5%(13.58 g)、保持不變(14.29 g),測定成品皂的pH、皂化速度和游離堿含量。將成皂在手中打十圈,揉搓出豐富泡沫后立即沖洗,至手鼓感覺光滑時停止,使用pH試紙進行測定。總游離堿的測定,參照QB/T 2485- 2008肥皂實驗方法進行測定。
八月瓜手工皂外觀評定主要觀察外觀是否平滑,有無皂粉、油脂出現,具體評價見表2所示。不同配比所制備的成皂效果比較表明,將14.29 g氫氧化鈉加入37.15 mL水中溶解,冷卻至40 ℃后,在600 r/min轉速下加到由10.00 g八月瓜籽油、50.00 g椰子油、20.00 g棕櫚油組成的混合油脂,固化后的手工皂手感溫和、顏色均一,并伴有特殊的自然清香味。
2.2.1 去污力評價
(1)根據山西省日用化學工業(yè)科學研究所提出的去污力測定方法并加以改進,將國產白色抹布裁剪成長方形細塊,用自來水漂洗四次擰干備用。染布污液采用魯花5S壓榨一級花生油、液體石蠟、羊毛脂、活性炭粉末為污物組成成分,以重量比5:5:5:1,將混合物融化并進行混合加以攪拌制成染布污液,使用膠頭滴管分別滴加15滴在潔凈白布上。使用舒膚佳香皂、雕牌肥皂、雕牌洗衣粉和八月瓜手工皂進行清洗對比測試。結果表明:雕牌肥皂與舒膚佳香皂清潔后與八月瓜清潔效果無明顯差別;雕牌洗衣粉清潔后,樣品布整體顏色加深,并未完全洗除污物。
圖1 污劑洗滌效果比較
(2)取適量藍莓果和少許氯化鈉放入研缽,研磨10 min后加入30 mL無水乙醇,繼續(xù)研磨5 min抽濾得到藍莓液,模擬生活中果汁污液。取2 mL藍莓提取液均勻滴加在潔凈白布上,用清水漂洗一次。使用舒膚佳香皂、雕牌肥皂和八月瓜手工皂分別打十圈,雕牌洗衣粉平鋪污物范圍。搓洗50次左右,使用自來水漂洗干凈,放置于陽光下自然晾干,觀察清潔效果及污物殘留情況。分析發(fā)現經八月瓜手工皂、舒膚佳、雕牌肥皂清洗后污布上具有少量藍色殘留物質,經雕牌洗衣粉清洗后污布上有較多藍色殘留。
(3)取適量新鮮菠菜放入研缽中,加入二氧化硅和無水乙醇,快速研磨10 min后置于容器中備用,模仿生活中蔬菜汁污物。取一潔凈白布,使用膠頭滴管滴加2 mL菠菜汁液于布上,先使用清水漂洗一次,再使用舒膚佳香皂、雕牌肥皂和八月瓜手工皂分別實驗,實驗方法同上述步驟。結果分析表明三者除污效果明顯,殘留微量黃色,需多次洗滌后方可除去。
圖2 藍莓汁洗滌效果比較
2.2.2 穩(wěn)定性測定
取成品八月瓜手工皂,根據去污力測定辦法,間隔2周、4周、8周進行清潔力測試評定,并進行對比。結果表明間隔的清洗結果與第一次測試結果相似,清洗凈度達到了市面上同類型洗滌用品的程度,證明八月瓜手工皂具有較長時間的保質期,具備清除污物的基本能力。
以八月瓜籽為原料,參考手工皂制備方法,開發(fā)出一種新的純天然手工皂。該手工皂所需材料均為天然植物油,對人體刺激性小,適宜大多數人群。去污結果表明該產品能夠有效洗凈家庭常見油污,去除果汁殘留和蔬菜汁污物,綿密泡沫易沖洗,無刺激,手感好,具備了清洗的基本能力,洗滌液可自然降解污染性小。開發(fā)該類產品可以提高八月瓜實際利用率,促進八月瓜產業(yè)的發(fā)展。