腐植酸鈉香皂制備工藝研究及品質評價

朱 輝，彭林彩，周綠山，蘇秀蘭，宋瑩瑩，雷玲玉(四川文理學院化學化工學院，四川達州635000)

腐植酸鈉香皂制備工藝研究及品質評價

朱 輝，彭林彩，周綠山，蘇秀蘭，宋瑩瑩，雷玲玉
(四川文理學院化學化工學院，四川達州635000)

以腐植酸鈉為主要皂基添加物，進行香皂制備工藝研究和效果評價.優(yōu)化制備工藝，進行理化性能和抑菌效果評價.結果表明，按1∶2配方比加入一定量腐植酸鈉溶液和氫氧化鈉溶液，皂化反應完全且迅速，得到的皂基質地硬，制備的香皂質地均勻，性質穩(wěn)定.理化性能評價表明，總游離堿、游離苛性堿、氯化物含量、水分及揮發(fā)物、pH值均能滿足香皂標準要求.抑菌效果評價表明，對大腸桿菌抑菌圈直徑達到17 mm，對金黃色葡萄球菌抑菌圈直徑達到18 mm，具有明顯的抑菌效果.

腐植酸鈉；香皂；工藝優(yōu)化；性能評價；抑菌評價

腐植酸(Humic acid)主要是植物遺骸經(jīng)過生物、地球化學等一系列過程形成的一類無定形高分子天然有機物，[1]廣泛存在于自然界的褐煤、風化煤、泥炭中.由于腐植酸是不溶于水的大分子有機酸，通常將其制作易溶于水的鈉鹽應用.大量研究表明, 腐植酸鈉具有抗鹽、抗旱、調節(jié)植物生長等諸多植物生理活性和抗病毒、抗炎、調節(jié)免疫力等顯著的藥理活性.[2-6]利用腐植酸類物質進行疾病的治療和預防已有500多年的歷史，19-20世紀歐洲最流行的腐植酸泥炭浴用來治療皮膚病、感染和關節(jié)炎等，[7]腐植酸在我國醫(yī)療保健上的應用早已耳熟能詳，如李時珍《本草綱目》中的“烏金石”和王肯堂《證治準繩·瘍醫(yī)》中的“烏金散”.目前，我國一些皮膚病醫(yī)院也相繼開始用富含腐植酸的泥炭治療相關皮膚病和保養(yǎng)皮膚，研究表明其在滋潤皮膚、抗氧化、抗菌止癢、抑制和淡化老年斑等臨床作用比較顯著，且對皮膚無過敏和刺激性.腐植酸類物質是含有眾多酚羥基、羧基和醌基疏水性的多脂型天然植物弱酸性物質，長期使用對皮膚無傷害.目前市場上所售香皂含人工皂基較高，長期使用易導致皮膚粗糙、脫皮、干裂、刺激等問題.[8,9]而某些植物油香皂雖然能克服上述問題，但去污和殺菌能力有所減弱，且物料成本昂貴，導致價格偏高.基于上述種種問題，采用較為價廉的腐植酸鈉作為天然植物類皂基，并在其具有顯著的治療和保養(yǎng)皮膚的基礎之上，制備出一種具有去污和肌膚護理能力的腐植酸鈉香皂.并按照中華人民共和國輕工行業(yè)標準對其質量進行測評.

1 實驗材料、試劑和儀器

1.1 儀器和試劑

pH計(上海儀電科學儀器股份有限公司)、磁力攪拌器(鞏義市予華儀器有限責任公司)、烘箱(天津市泰斯特儀器有限公司)、分析天平(上海青海儀器有限公司)、椰子油(成都市科龍化工試劑廠)、棕櫚油(成都市科龍化工試劑廠)、橄欖油(成都市科龍化工試劑廠)、羊毛脂(天津市大茂化學試劑廠)、甘油(AR，成都市科龍化工試劑廠)、氫氧化鈉(AR，成都市科龍化工試劑廠)、香精(河北百味生物科技有限公司)、大腸桿菌(武漢淼靈生物科技有限公司)、金黃色葡萄球菌(武漢淼靈生物科技有限公司)、牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基(武漢淼靈生物科技有限公司)、肉湯(武漢淼靈生物科技有限公司).

1.2 材料

供試材料腐植酸鈉為云南尚呈生物科技有限公司提供，由昆明理工大學李寶才教授鑒定.

2 實驗方法

2.1 腐植酸鈉香皂制備工藝

皂化：按配比取椰子油、棕櫚油、橄欖油和羊毛脂依次加入，45 ℃恒溫混合均勻，按1∶2加入3 %(g/ml)腐植酸鈉溶液和30 %氫氧化鈉溶液于油液中，再加入添加劑直至皂液成粘稠糊狀.

添加劑：取2.48 g氯化鈉、2.21 g蔗糖和2.25 g檸檬酸，各配成2.5 ml溶液依次加入皂液中，再加入5.03 g十二烷基磺酸鈉和0.04 ml稀釋后的香精.

成型：將糊狀皂基注入模具中冷卻定型，通風放置24小時成型.

2.2 相關指標測定[10]

腐植酸鈉香皂質量依據(jù)中華人民共和國輕工行業(yè)標準進行測評.

2.3 抑菌實驗[11]

受試菌為大腸桿菌和金黃色葡萄球菌，將受試菌株接種于培養(yǎng)基中，在37 ℃下培養(yǎng)24 h，磷酸鹽緩沖液沖洗后制成含菌落為106-107cfu/ml的菌液.取腐植酸鈉香皂1.0 g溶于5 ml肉湯中備用.將濾紙剪成半徑6 mm的小圓片，高溫滅菌后置于腐植酸鈉香皂溶液中，用無菌干濾紙吸去其多余水分后，放置凃有實驗菌的營養(yǎng)瓊脂平板上，置于4 ℃無菌冰箱30 min后轉入37 ℃細菌培養(yǎng)箱培養(yǎng)48 h觀察結果.空白和對照組試驗同步進行.

3 結果與討論

3.1 腐植酸鈉香皂配方優(yōu)化

由于植物油制備的香皂質地較軟，制備腐植酸鈉香皂過程中需加入一定的動物油來增加硬度.同時加入一定的添加劑提高香皂的潔膚護膚能力.腐植酸鈉香皂配方見表1.

表1 腐植酸鈉香皂配方

在香皂制備過程中，皂化過程若完全加入腐植酸鈉溶液，造化反應慢且得到的皂基質地軟，若加入一定量的氫氧化鈉溶液，能提高皂化速率.經(jīng)反復試驗證實，按照1∶2配方比加入一定量腐植酸鈉和氫氧化鈉溶液，皂化反應完全且迅速，得到的皂基質地硬.為了制得光滑美觀、香味怡人、滋潤護膚的腐植酸鈉香皂，皂化反應各油脂的配料比及各添加劑的量在多次試驗后，得到了最佳比值.在制備過程中為使香皂盡快成型，要盡可能增加攪拌時間和增加皂基黏度.為了增加香皂的透明度與水分，加入一定量的甘油和蔗糖，按照比例依次加入添加劑，使皂基表面活化，能夠起到潔膚護膚潤膚的作用，并且外觀新穎，質地均勻，性質穩(wěn)定.經(jīng)過以上工藝優(yōu)化和多次實驗證明，最佳配方見表1，結果證明此配方可行，為制備腐植酸鈉香皂的最優(yōu)配方.

3.2 腐植酸鈉香皂理化性能評價

根據(jù)國家香皂相關標準，依次對香皂的理化性能指標總游離堿、游離苛性堿、氯化物含量、水分及揮發(fā)物、pH值進行了測定，其結果如下：

3.2.1 總游離堿測定

取5.0 g香皂于100 ml無水乙醇中加熱溶解，加0.3 mol/L硫酸標準溶液10 ml微沸10 min，稍冷用0.1 mol/L氫氧化鈉乙醇標準溶液滴定.

計算公式：

總游離堿 =40×2V0×C0-V1×C11000

V0: 硫酸標準溶液體積，ml

C0:硫酸標準溶液摩爾濃度，mol/L

V1: 氫氧化鈉標準溶液消耗的體積，ml

C1: 氫氧化鈉標準溶液濃度，mol/L

40: 以克表示氫氧化鈉的摩爾質量，g/mol

表2 總游離堿測定結果

3.2.2 游離苛性堿測定

用0.1mol/L鹽酸-乙醇標準溶液滴定法測定香皂中游離苛性堿含量.

計算公式：

V: 消耗鹽酸-乙醇標準溶液體積，ml

C: 鹽酸-乙醇標準溶液濃度，mol/L

40: 以克表示氫氧化鈉的摩爾質量，g/mol

表3 游離苛性堿測定結果

3.2.3pH值測定

取0.1g香皂于10ml蒸餾水中，用pH計測定其pH值.

表4 pH值測定結果

3.2.4 氯化物含量測定

取5.0g香皂用0.1mol/L硝酸銀標準溶液滴定.

V：消耗硝酸銀標準溶液體積，ml

C：硝酸銀標準溶液濃度，mol/L

58.5: 以克表示氯化鈉的摩爾質量，g/mol

m：實驗樣品質量，g

表5 氯化物含量測定結果

3.2.5 水分及揮發(fā)物測定

用烘干法測定香皂中水分和揮發(fā)物總含量,平行測三次后取平均值.

X：試樣中水分及揮發(fā)物含量，%

m：試樣質量，g

m1：坩堝和試樣質量，g

m2：恒重后，坩堝和試樣質量，g

表6 水分及揮發(fā)物含量測定結果

3.2.6 腐植酸鈉香皂與國家標準香皂相關值對比

表7 腐植酸鈉香皂理化性能指標對比

表7對比結果可知，水分及揮發(fā)物含量略偏高，可能與腐植酸鈉中含有易揮發(fā)的活性小分子物質有關，也可能與腐植酸鈉具有吸水性質有關，有待進一步探究.上述指標均符合國家香皂標準，說明此腐植酸鈉香皂在理化性能上能滿足香皂的標準要求.

3.3 腐植酸鈉香皂抑菌效果評價

表8 香皂抑菌效果對比(大腸桿菌/金黃色葡萄球菌)

為探究腐植酸鈉香皂的抑菌效果，研究采用大腸桿菌和金黃色葡萄球菌進行抑菌效果評價.結果表明，空白組培養(yǎng)基中菌落正常生長，而腐植酸鈉香皂溶液對大腸桿菌的抑菌圈直徑達到17mm，對金黃色葡萄球菌的抑菌圈直徑達到18mm，腐植酸鈉香皂綜合殺菌率為88.56 %，和市場所售香皂(以舒膚佳香皂為例)的殺菌效果和抑菌圈方面雖有所差別，但相差不大.可知，腐植酸鈉香皂具有明顯的抑菌效果，但和市售產品還有一定差距，需繼續(xù)改進，提高抑菌效果.

4 結論

香皂是人們生活中的日用化妝品，由于普通香皂含有較多的人工皂基，長期使用易導致皮膚脫皮、干裂、刺激等問題，其他植物油類香皂雖對皮膚刺激性小，但去污能力不強且價格昂貴.而腐植酸鈉為天然植物類皂基，價格低廉，抗菌能力強，由此我們研制了一種腐植酸鈉香皂.大量實驗證明，腐植酸鈉香皂在配方工藝上可行.在理化性能指標上，均能達到國家香皂標準.抑菌效果評價表明，腐植酸鈉香皂綜合殺菌率為88.56 %，且對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌具有明顯的抑菌作用.由于腐植酸鈉為褐色大分子有機物，其制備的香皂透明度不高，被接受認可的難度較大，需要在以后的工藝中加以改進.本研究為開發(fā)新型天然植物類皂基香皂的制備工藝提供了理論依據(jù)，為腐植酸鈉在保健用品深層次的開發(fā)開辟了新途徑.

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[責任編輯 范 藻]

Prodcution Skills and Effect Assessment of Humic Acid Sodium Soap

ZHU Hui, PENG Lincai, ZHOU Lushan, SU Xiulan, SONG Yingying, LEI Lingyu

(Chemistry and Chemical Engineering School of Sichuan University of Arts and Sciences, Dazhou Sichuan 65000, China)

The production skill and effect assessment is researched when the humic acid sodium is used the main ingredient of soap. After the skill is optimized, the physical-chemical function and the effect of inhibiting bacteria is assessed. The result shows when the humic acid sodium and natrii hydroxidi liquor accirding to 1:2 proportion is put into the soap, its chemical reaction is full and quick and it is hard, uniform and its nature is steady. Its physical-chemical function shows that the total free alkali, caustic free alkali, the ingredient of chloride, moisture content, volatile and PH can meet the criteria of soap. The effect of inhibiting bacteria is good, for it can inhibite colibacillus of diameter 17mm and staphylococcus of diameter 18mm.

humic acid sodium; soap; optimization of production skill; funtion assessment; bacterium inhibition assessment

2016-11-15

四川省教育廳一般項目(17ZB0380);四川文理學院特色培育一般項目(2015TP008Y)；四川文理學院大學生自然科學研究項目(X2015Z020)

朱 輝(1989—),男,安徽阜陽人.助教,碩士,主要從事腐植酸開發(fā)應用研究.

TQ658

A

1674-5248(2017)02-0025-04