新型手工皂配方設(shè)計與性能研究

（河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院，河南鄭州450042）

皂類產(chǎn)品具有包裝簡單、包材花費少、產(chǎn)品運輸貯存費用低的特點，手工皂在歐美等發(fā)達國家已經(jīng)風(fēng)行多年，而在國內(nèi)還是一個全新的行業(yè)。作為新的沐浴護膚消費趨勢，純天然手工皂巨大的市場潛力使其成為在中國內(nèi)地的金色行業(yè)之一。

1 手工皂配方設(shè)計

1.1 功能性物質(zhì)簡介

手工皂的功能可以根據(jù)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濕效果，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質(zhì)期；桂花具有美白肌膚、排解體內(nèi)毒素的功效；玫瑰具有抗衰老、增強免疫功能的作用；金盞菊是很好的殺菌劑，以治療皮膚的疾病及創(chuàng)傷為主，具有消炎、殺菌抗霉、收斂、防潰爛的效果；紫草具有顯著的祛痘和消炎效果；蘆薈提取液，具有止癢、消炎功能；黃瓜具有良好的抗皺作用；薄荷具有收縮血管的功效；中草藥提取液，可以起到淡斑、祛痘，美白潤膚的效果。從花朵和葉子當(dāng)中提煉而出的精油，對于女人的粉刺、黑頭的祛除有很大的功用，能排除毒素，從而使得人體舒經(jīng)活絡(luò)，從而美白亮膚。牛初乳中含有兒童生長發(fā)育不可缺少的營養(yǎng)物質(zhì)，比如?；撬?、膽堿、磷脂、腦肽等可以加速細(xì)胞生長速度，延長細(xì)胞的存活時間。另外牛初乳中富含無機鹽，像鈣、鎂、鐵、硒和鋅元素可以提高人體的細(xì)胞活性，像牛初乳提取物中的牛磺酸、維生素B、纖維結(jié)合蛋白、乳鐵蛋白等，可以消除疲勞，延緩衰老的作用。本文采用紫草和牛初乳作為功能性物質(zhì)，添加到手工皂中，并探究其性能。

1.2 手工皂性能

1）pH值:一般情況下，手工皂的pH值在10以下便可以使用，若pH降到8～9呈弱堿性則效果更佳。需要注意的是天然手工皂的pH為7時，基本上失去了清潔能力。

2）制作:入模的手工皂經(jīng)過24 h的凝固時間，進行脫模后要放置在陰涼、干燥、通風(fēng)的位置放置3～4周使其熟化。因為手工皂中沒有添加任何化學(xué)穩(wěn)定劑、保鮮劑，所以成熟后的手工皂最好在一年內(nèi)使用，如果其表面出現(xiàn)小斑點則說明其已經(jīng)變質(zhì)不能使用。

3）成型:大多數(shù)手工皂的成型時間為24 h，有的可能時間會更長。手工皂完全凝固之后就可以脫模了。如果遇到成型比較慢的情況，可以放至冰箱的冷凍室將其冷凍。脫模后的手工皂在1～2 d后可以進行切塊。

2 實驗過程

2.1 實驗過程

稱取原料油混合融化，緩慢加入氫氧化鈉溶液，進行皂化反應(yīng)。皂化完成之后加入香精、色素、精油等成分，進行入模、脫模、包裝等過程。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維生素和營養(yǎng)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質(zhì)，隨葵花油加入到手工皂的混合油脂中。

2.2 基本實驗步驟

2.2.1 手工皂的INS值

手工皂中每種油脂的選取應(yīng)當(dāng)參考其皂化價。皂化價是1g的油脂所需氫氧化鈉的克數(shù)。INS值是皂的軟硬程度 (配方中各類油脂INS值與各類油脂比例乘積的總和)，一般手工皂硬度(INS值)在120～170之間都算是比較理想的硬度[1]。

INS值的計算方法：INS總值=各類油脂INS值與各類油脂比例乘積的總和。

2.2.2 油脂用量

計算方法：油脂的用量=皂的重量×油脂的比例

2.2.3 氫氧化鈉用量

氫氧化鈉的用量等于各油脂的重量與各油脂皂化價乘積的總和。

2.2.4 水的用量

水和氫氧化鈉的比例：水是氫氧化鈉的三倍左右,一般都掌握在2.6～3.2之間。

2.3 制作方法

2.3.1 紫草手工皂

1）燒杯內(nèi)加入配方設(shè)計中制定比例的油脂，本實驗采用的芥花油、浸取紫草根的葵花油、棕櫚油、椰子油。配方見表1。

表1 手工皂配方設(shè)計單位：（%）

2）按照上述計算方法計算所需NaOH和水的質(zhì)量，將NaOH緩緩加入到蒸餾水中，配制成NaOH溶液。

3）用膠頭滴管吸取少量燒杯中的NaOH溶液緩緩滴加到盛有混合油脂的大燒杯中，不斷用玻璃棒進行攪拌，該過程耗費時間比較長。

4）待上述皂液達到用玻璃棒在其中間畫“8”字，不會立刻恢復(fù)時，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后可脫模，制得手工皂。

5）皂化反應(yīng)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類似于紫草手工皂。取牛初乳冷凍，少量多次的加入NaOH，攪拌至NaOH完全溶解，加入橄欖油，使堿液和油脂充分混合，注意二者混合之前的溫度相差不能超過10℃。待上述混合液達到用玻璃棒在其中間畫“8”字，不會立刻恢復(fù)時，注入模具，待固化之后脫模。

2.4 創(chuàng)新性

紫草手工皂：紫草手工皂中含有紫草的純天然色素，泡沫細(xì)膩、豐富，具有顯著的祛痘和消炎效果。

牛初乳手工皂：牛初乳中富含無機鹽，像鈣、鎂、鐵、硒和鋅元素可以提高人體的細(xì)胞活性，可以起到消除疲勞，延緩衰老的作用，對兒童生長發(fā)育起到良好的促進效果，具有較好的美白效果。

2.5 產(chǎn)品性能分析

2.5.1 產(chǎn)品外觀：1）紫草手工皂：通過感官目測，得出如下結(jié)論：配方1手工皂硬度較大，容易斷裂，配方2～配方4手工皂均勻，硬度適中，呈現(xiàn)出紫草的藍色，并且顏色均勻，無脂肪酸鈉的氣味；2）牛初乳手工皂：呈現(xiàn)出乳白色，硬度適中，無脂肪酸鈉的氣味。

2.5.2 氣味：1）紫草手工皂：具有紫草中淡淡的紫草根藥氣味，且氣味穩(wěn)定；2）牛初乳手工皂：具有輕微的奶香味，且氣味穩(wěn)定。

2.5.3 起泡力：1）紫草手工皂：四種配方的泡沫均比較細(xì)膩。配方1～配方3起泡力一般。配方4起泡力較豐富，是較佳的手工皂配方；2）牛初乳手工皂：起泡力適中，美白效果較好，是一款適合家庭自制的手工皂。

2.5.4 水分及揮發(fā)物：水分及揮發(fā)物含量（%）分別為：紫草手工皂配方1為9.5；紫草手工皂配方2為11.2；紫草手工皂配方3為11.3；紫草手工皂配方4為11.2；牛初乳手工皂為12.8。

2.5.5 游離苛性堿含量：游離苛性堿含量（以NaOH計）%分別為：紫草手工皂配方1為0.04；紫草手工皂配方2為0.05；紫草手工皂配方3為0.07；紫草手工皂配方4為0.05，牛初乳手工皂為0.08。

3 展望

3.1 一方面通過宣傳，消除目前化工在部分人心目中的妖魔化形象，宣傳化工的綠色、健康的理念。另一方面，結(jié)合化妝品專業(yè)的學(xué)生喜歡動手操作的特點[2]，將理論知識與動手實驗相結(jié)合，作為化妝品專業(yè)的實訓(xùn)基地，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動手操作能力。

3.2 與本地的農(nóng)業(yè)研究所合作，在手工皂中添加純天然的功能性物質(zhì)，使手工皂的使用令大家更加放心。市面上的手工皂類型也很多，添加的功能性物質(zhì)更是五花八門，但是其來源與可靠性有待考究。農(nóng)業(yè)研究所一般擁有自己的試驗田、培養(yǎng)基地、農(nóng)場等，是真正的“綠色食品”的生產(chǎn)者，我們嘗試與農(nóng)業(yè)研究所合作，在手工皂中添加其生產(chǎn)的蜂蜜、薄荷和田七等綠色植物的提取液、谷類物質(zhì)等，以增加手工皂的功能及使用安全。

3.3 加強實驗過程的訓(xùn)練，通過“浸取法”、“蒸餾法”從純天然物質(zhì)中提取香精、色素等，保證其使用效果。為了豐富手工皂的香型和色調(diào)，我們準(zhǔn)備結(jié)合我校化學(xué)工程學(xué)院的創(chuàng)客角和中草藥生產(chǎn)線[3]，進行水果、花朵中香精和精油的提取，并把中草藥的提取物添加到手工皂中，針對不同的消費者，提供不同功能的手工皂，加強學(xué)生的實踐技能。

4 結(jié)論

本文采用冷制法來制作手工皂，最大限度的保留住材料中各類對肌膚健康有益的營養(yǎng)，避免因為高溫而流失部分植物的天然成分。自主研發(fā)了紫草手工皂和牛初乳手工皂，這兩種手工皂中無任何人工合成的香精、色素的添加，是兩款天然、健康的手工皂。分別在外觀氣味、起泡力、水分及揮發(fā)物、游離苛性堿含量等方面對各手工皂進行了檢測，檢測解說表明各配方的手工皂符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2485-2008。通過使用發(fā)現(xiàn)紫草手工皂和牛初乳手工皂分別在對祛痘、消炎、美白方面效果顯著，且均含有天然甘油，保濕效果超凡，且對肌膚十分溫和，無刺激。