油茶皂苷與月桂酰肌氨酸鈉二元混合物的協(xié)同作用研究

肖志強，李維新，張鋒倫，馬世宏 ，陳殿松，蔣建新 *

（1.北京林業(yè)大學(xué) 材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 國家林業(yè)和草原局木本香料（華東）工程研究中心，北京 100083；2.南京野生植物綜合利用研究所，江蘇 南京 211111；3.廣州德谷個人護理用品有限公司，廣東 廣州 510880）

月桂酰肌氨酸鈉是一種半合成的氨基酸型陰離子表面活性劑，因其對人體皮膚無刺激性、易于生物降解等優(yōu)點受到人們的青睞，近年來用于洗發(fā)香波、洗面奶和洗手液等日用護理行業(yè)［1-3］，并逐漸向生命科學(xué)、藥物輸送和食品領(lǐng)域延伸［4］。然而陰離子表面活性劑的使用會受到環(huán)境條件的限制［5］，如加熱、pH的變化和鹽離子的添加，且大多數(shù)半合成陰離子表面活性劑價格昂貴，一定程度上限制了其應(yīng)用［6］。鑒于此，科學(xué)家們采用了不同的策略來減小環(huán)境條件對陰離子表面活性劑的影響，例如將陰離子表面活性劑與非離子表面活性劑復(fù)配［7-9］。油茶皂苷便是這樣一種天然非離子表面活性劑，一般從山茶屬植物（如油茶樹、茶樹）中提取的五環(huán)三萜類化合物都統(tǒng)稱為茶皂苷［10］，茶皂苷是一種表面活性很高的糖苷，分子中同時含有疏水基團和親水基團［11，12］。茶皂苷的表面活性源于疏水結(jié)構(gòu)的存在，該疏水結(jié)構(gòu)由三萜、甾體或類固醇-生物堿基團組成［13］，其優(yōu)良的起泡、乳化和潤濕等性能使茶皂苷在洗發(fā)水、牙膏等日用領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用［14-18］。

研究發(fā)現(xiàn)，對單一表面活性劑進行復(fù)配，其復(fù)配的體系存在協(xié)同效應(yīng)，從而使得表面張力和CMC值降低等［19，20］。目 前 復(fù)配表面活性 劑 在環(huán)境修復(fù)［21］、藥物增溶［22］、礦石浮選［23］等領(lǐng)域的研究備受關(guān)注，如羅倩等［24］研究了不同復(fù)配表面活性劑對石油烴污染土壤的增溶效果，發(fā)現(xiàn)洗脫效率比單獨作用時提高了25.41%。除此之外，在發(fā)泡領(lǐng)域，郭旭等［25］還發(fā)現(xiàn)烷基磺酸鈉與脂肪醇聚氧乙烯醚復(fù)配時，不僅能提高發(fā)泡能力，泡沫的穩(wěn)定性、抗溫抗硬水能力均有提升。李薇［26］還發(fā)現(xiàn)將皂素與鼠李糖脂復(fù)配后，表面活性增強，洗脫作用也得到巨大提升。構(gòu)建性能良好的復(fù)配體系不僅能提高體系的性能，而且能降低表面活性劑的用量，從而為復(fù)配表面活性劑的應(yīng)用提供指導(dǎo)。

已有研究表明，將油茶皂苷與陰-陽離子表面活性劑復(fù)配后在表面活性上有協(xié)同作用［27］，但油茶皂苷與氨基酸型表面活性劑的復(fù)配研究暫未有報道，因此本文將從油茶籽粕中提取出來的油茶皂苷與SLS復(fù)配，確定最佳的復(fù)配比，對復(fù)配溶液的表面張力、泡沫性能、乳化性能以及潤濕性能進行了研究，并對復(fù)配體系在高溫下的穩(wěn)定性進行了研究，對耐鹽度等進行了測定，為復(fù)配表面性活性劑的實際生產(chǎn)應(yīng)用提供了理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗儀器

DF-101S磁力攪拌器（河南省予華儀器有限公司）；HARKE-SPCA接觸角測定儀（北京哈科儀器設(shè)備有限公司）；R203型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（余姚新波儀表公司）；Olympus ckx53型熒光倒置顯微鏡（日本奧林巴斯有限公司）；JYW-200B自動表面張力儀（承德金和儀器制造有限公司）。

1.2 材料與試劑

油茶餅粕，產(chǎn)自浙江；月桂酰肌氨酸鈉（SLS）購自阿拉丁公司；液體石蠟、鹽酸、氫氧化鈉溶液及無水乙醇均為國產(chǎn)分析純。

1.3 方法

1.3.1 油茶皂苷的提取

油茶餅粕經(jīng)過粉碎后過40目篩，烘干，經(jīng)石油醚索氏抽提脫脂6 h，然后通過無水乙醇提取，提取條件為：溫度70℃，料液比1∶10（g/mL），提取時間為3 h，提取液經(jīng)旋蒸濃縮，再經(jīng)真空干燥箱60℃干燥，得到的粉末置于干燥器備用。

1.3.2 表面張力和臨界膠束濃度測定

配置了一系列油茶皂苷質(zhì)量分率（α1）為0%、1%、2%、4%、10%、30%、50%、75%、100%梯度濃度的油茶皂苷-SLS復(fù)配溶液，利用吊環(huán)法（30 ± 1℃）測定復(fù)配溶液的表面張力，以溶液濃度的對數(shù)為橫坐標(biāo)，表面張力為縱坐標(biāo)，繪制表面張力圖。從溶液濃度繼續(xù)增大而表面張力不變化的點讀取CMC值。用增效系數(shù)β評價復(fù)配體系增效作用的大小，當(dāng)增效系數(shù)β越大，代表混合體系增效越良好，反之增效越差。β通過下式計算：

式中，β為增效系數(shù)；CMC理論為根據(jù)Clint二元體系理想溶液規(guī)則方程計算出的CMC理論值；CMC實際為實驗中實際測量出的CMC值。

1.3.3 泡沫起泡性與穩(wěn)定性測定

采用試管振蕩法［28］測定：室溫下，在50 mL具塞刻度試管中加入20 mL的待測溶液（3.5 g/L），同時用手上下震蕩30 s，待檢測樣品泡沫性能，在時間為5 min和30 s時，記錄泡沫體積大小。V30S作為起泡性能指標(biāo)，穩(wěn)泡性能通過下式計算：

式中：R5*為溶液的穩(wěn)泡性能；V5min為溶液5 min后的泡沫體積；V30S為溶液30 s后的泡沫體積。

1.3.4 泡沫微觀聚集分布狀態(tài)

通過雙注射器法［29］產(chǎn)生的泡沫，吸取100 μL泡沫滴于載玻片上，使用蓋玻片壓平置于熒光倒置顯微鏡工作臺，采用定時拍攝功能，分別捕捉0 min、5 min、10 min、15 min時泡沫聚集分布圖。

1.3.5 乳化性能測定

乳化性能測定方法在蔣立英［28］的基礎(chǔ)上做了改進。在100 mL錐形瓶中加入15 ml的液體石蠟和等體積的表面活性劑溶液，將錐形瓶放置于磁力攪拌器中，控制溫度為25℃、轉(zhuǎn)速1300 rpm/min，勻速攪拌2 min，制得乳狀液（油水比=1∶1，v/v），停止攪拌后，將乳狀液倒入50 mL具塞圓筒中，用秒表記錄下層分出10 mL水相的時間。

1.3.6 潤濕性能測定

配置了一系列CMC濃度的混合表面活性劑，于室溫下靜置24 h使其充分自組裝。開始測量前，所有樣品于25℃下恒溫放置15 min，然后取25 μL溶液滴于載玻片，使用接觸角測量儀測量其接觸角。

1.3.7 復(fù)配體系穩(wěn)定性研究

實驗研究中油茶皂苷的濃度范圍為0.156～5 g/L，α1=4%。（1）溫度的影響：將復(fù)配體系分別置于35℃、45℃、55℃、65℃下測定其表面張力值。（2）鹽度的影響：在復(fù)配體系中加入不同濃度（0 g/L、5 g/L、10 g/L、20 g/L）的氯化鈉以模擬鹽離子環(huán)境，然后在30 ± 1℃下測定其表面張力值。（3）pH的影響：通過鹽酸溶液和NaOH將復(fù)配體系的pH調(diào)至3、5、7、9、11，然后在30 ± 1℃測定各溶液的表面張力值。（4）水硬度的影響：將復(fù)配體系分別置于硬度為200 mg/L、400 mg/L、600 mg/L、800 mg/L的水中，在30 ± 1℃測定各溶液的表面張力值。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)配體系表面活性的協(xié)同作用分析

油茶皂苷與SLS以質(zhì)量分率比分別為0∶100、1∶99、2∶98、4∶96、10∶90、30∶70、50∶50、75∶25、100∶0構(gòu)建復(fù)配體系，其表面張力（30 ± 1℃）如表1所示。由表1可知，油茶皂苷和SLS的臨界膠束濃度和對應(yīng)表面張力分別為3.5 g/L、42.30 mN·m-1和2.5 g/L、25.23 mN·m-1。

表1 復(fù)配體系CMC與油茶皂苷質(zhì)量分率的關(guān)系Tab.1 Relationship between CMC of compound system and the mass fraction of Camellia oleifera saponins

對于多組分混合溶液體系，可以根據(jù)Clint二元體系理想溶液規(guī)則方程［30］按照質(zhì)量百分比計算出混合溶液的CMC理論值。復(fù)配體系混合表面活性劑往往由于產(chǎn)生協(xié)同增效而比單一表面活性劑有更好的表面活性，根據(jù)Clint方程得到復(fù)配體系CMC的理論值與實驗值隨茶皂苷質(zhì)量分率變化規(guī)律如表1所示。

由表1可知，油茶皂苷-SLS復(fù)配體系的CMC隨著油茶皂苷在混合體系的比例增加而變大，當(dāng)α1為1%～4%時，通過將實驗測定的混合體系CMC與理論計算值對比發(fā)現(xiàn)，β均為正值，在α1為1%時，β達到了最大值0.124，α1=1%時的表面張力相比于SLS低4.12%，相比于油茶皂苷低42.81%，表明此時復(fù)配體系產(chǎn)生了增效作用，油茶皂苷-SLS復(fù)配體系在此時協(xié)同效應(yīng)達到最強；而當(dāng)α1＞10%時，β為負值，表面張力也隨之變大，表明此時復(fù)配體系不存在協(xié)同作用甚至產(chǎn)生較強的對抗作用。綜上可知，在SLS中加入少量的油茶皂苷可以使復(fù)配體系的協(xié)同作用更強，這是因為對于離子表面活性劑，非離子單體（油茶皂苷）的加入不僅加強了表面活性劑疏水尾部之間的相互吸引作用，而且稀釋了電離頭部基團之間的負電排斥作用，產(chǎn)生的混合膠束在空氣-水界面的聚集能力增強，表面活性劑之間排列也更加緊密，且兩種表面活性劑的碳碳鏈的疏水鏈相互作用，導(dǎo)致復(fù)配體系形成膠束的能力進一步增強，由此產(chǎn)生增效。除此之外，非離子表面活性劑結(jié)構(gòu)中的氧原子能與水中的氫原子結(jié)合致使油茶皂苷表面帶正電荷，從而使兩者的復(fù)配體系中的膠束分子結(jié)合更加致密排列在氣液界面，表面活性提高，表現(xiàn)為β為正值，這在楊晶晶等［31］的研究中有類似的研究發(fā)現(xiàn)。但當(dāng)油茶皂苷質(zhì)量分數(shù)超過10%時，β為負值，復(fù)配體系的協(xié)同作用減弱，這是因為在復(fù)配體系中油茶皂苷分子數(shù)目增加，SLS與油茶皂苷中親水基團的氧供電子基形成排斥效應(yīng)，導(dǎo)致混合體系中表面活性劑分子間的排列不緊密，因而形成緊密膠束的能力減弱。

2.2 復(fù)配體系的泡沫性能研究

對于日化產(chǎn)品而言，泡沫的大小、量的大小及穩(wěn)定性是最易被消費者感知的主觀性能之一，甚至有可能直接影響消費者對產(chǎn)品的綜合評價，因此泡沫性能的評價和表征尤為重要。溶液產(chǎn)生的泡沫量與表面張力密切相關(guān)，表面張力直接影響起泡性和穩(wěn)泡性，表面張力越低，越有利于起泡和穩(wěn)泡。用30 s時的泡沫體積作為復(fù)配體系起泡能力的指標(biāo)，V5min/V30s的泡沫體積作為復(fù)配體系的穩(wěn)泡指標(biāo)，穩(wěn)泡性體現(xiàn)的是泡沫的存活能力。

結(jié)合表1可以看出，SLS溶液的表面張力為25.23 mN·m-1，比油茶皂苷低 17.07 mN·m-1，顯然前者的降低氣液間表面張力的能力要強于油茶皂苷，SLS的起泡體積與之一致。

由圖1可看出，油茶皂苷V30s要比SLS低，即SLS的發(fā)泡能力要比油茶皂苷強，這是由于在同一濃度下，SLS的表面張力更低，在氣液界面聚集了更多表面活性劑分子，各個分子間的排列緊密，因此吸附膜的能力強而導(dǎo)致發(fā)泡能力也更強。在復(fù)配混合體系中，隨著油茶皂苷比例的增加（1%、2%、4%、10%），復(fù)配體系的V30s均比SLS或油茶皂苷要高，顯示復(fù)配體系的發(fā)泡性能相較SLS或油茶皂苷均有一定程度的改善，在α1為1%、10%時的發(fā)泡體積相比于SLS提高了29%、25.34%，相比油茶皂苷分別提高了85.04%、72.68%，顯示出油茶皂苷與SLS發(fā)泡性能的協(xié)同作用。

泡沫液膜強度是影響泡沫穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，通過機械力產(chǎn)生的泡沫通常是一個不穩(wěn)定的熱力學(xué)系統(tǒng)，當(dāng)泡沫靜置時，會隨時間而逐漸消逝，消逝的能力決定了泡沫的穩(wěn)定性。泡沫高度隨時間的變化如圖1所示，其中R5*是溶液經(jīng)過5 min時的泡沫體積與30 s時泡沫體積的比率，可以看出，油茶皂苷的R5*值高達90.52 ± 0.70%，表明油茶皂苷具有良好的泡沫穩(wěn)定性，其穩(wěn)泡能力強于SLS，這是因為油茶皂苷其獨特的五環(huán)三萜結(jié)構(gòu)，與甾體皂苷相比，三萜皂苷可以在氣液界面形成高度粘彈性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使其具有較強的水化能力，當(dāng)油茶皂苷的表面活性劑分子在氣－液界面排列時，由于分子中羥基等親水基團的水化作用，疏水性的皂苷元會平躺在界面處，而與這些皂苷元相連的親水基團會在界面以下通過分子間的氫鍵等分子間作用而發(fā)生交織相互作用，從而使油茶皂苷的表面膜具有一定的強度與穩(wěn)定性。

圖1 油茶皂苷-SLS復(fù)配體系的發(fā)泡性能與穩(wěn)泡性能Fig.1 Foaming performance and foam stability of Camellia oleifera saponin-SLS compound system

從圖1可知，復(fù)配體系的R5*相較油茶皂苷或SLS溶液均有提升，在α1為2%～10%時提升明顯，尤其在α1=4%時，R5*相比于SLS增效11.35%，相比于油茶皂苷增效6.24%，表明油茶皂苷的加入能顯著改善體系的泡沫穩(wěn)定性，這可能是由于油茶皂苷對氣泡的粗化率和Ostwald成熟率有顯著影響，而氣泡的粗化率和Ostwald成熟率在泡沫衰減中起重要作用。

2.3 泡沫微觀聚集分布狀態(tài)分析

如圖2所示，實驗采用熒光倒置顯微鏡對樣品進行觀察，實驗前使用雙注射器法分別使SLS、油茶皂苷及其復(fù)配體系（α1=4%）產(chǎn)生一定量的泡沫，再用熒光倒置顯微鏡記錄15 min內(nèi)泡沫的微觀聚集分布狀態(tài)。實驗中發(fā)現(xiàn)，泡沫經(jīng)過了從較小尺寸往尺寸較大泡沫的演變、再消逝的過程。相關(guān)研究表明［32］，泡沫尺寸越均一，尺寸分布越集中，泡沫體系的穩(wěn)定性就越好，從圖2可以看到，SLS中存在大量尺寸較大的泡沫，經(jīng)過10 min后，SLS視野中的泡沫已經(jīng)大幅減少，且存在氣泡大小分布不均勻的現(xiàn)象，這都表明其泡沫穩(wěn)定性較差。與SLS產(chǎn)生的泡沫相比，油茶皂苷體系的尺寸分布較均一，在5 min時才出現(xiàn)尺寸較大的汽泡，這是由于非離子表面活性劑形成的泡沫液膜中分子間的相互作用力、分子與水之間的作用力以及表面粘度遠小于離子型表面活性劑，氣體通過膜的擴散更容易。通過復(fù)配，油茶皂苷-SLS復(fù)配體系泡沫大小的不均勻分布顯著緩解，且泡沫細膩，在經(jīng)過15 min后，泡沫仍然充斥著整個視野，表明油茶皂苷-SLS復(fù)配體系的泡沫穩(wěn)定性優(yōu)異。

圖2 泡沫微觀聚集分布圖Fig.2 Distribution of foam micro aggregation

2.4 復(fù)配體系的潤濕性能研究

液體在固體表面的鋪展能力稱為潤濕性，從表面能角度分析，接觸角越小，鋪展能力越強，表面的潤濕性越好。

根據(jù)Young方程，接觸角是潤濕性的直觀體現(xiàn)［33］。從圖3可以看出，油茶皂苷的接觸角較大，為46.9°，相比于油茶皂苷或SLS溶液，油茶皂苷-SLS復(fù)配體系均有較小的接觸角，且在α1為1%～10%時表現(xiàn)出極低的接觸角，在α1=1%的接觸角僅為23.9°，相比于油茶皂苷的接觸角低23°，增效49.04%，相比于SLS減小2.7°，增效10.15%，表明了此時體系擁有良好的潤濕性，可以改善高附著能的泡沫穩(wěn)定性，這也是復(fù)配體系泡沫穩(wěn)定性提升的影響因素之一。

圖3 油皂苷-SLS復(fù)配體系的潤濕性與乳化性Fig.3 Wettability and emulsibility of Camellia oleifera saponin-SLS compound system

2.5 復(fù)配體系的乳化性能研究

乳化性能是評價表面活性劑的一項重要指標(biāo)。乳化性指的是油品和水形成乳化液的能力。在許多領(lǐng)域，表面活性劑是一類非常重要的乳化劑，其分子結(jié)構(gòu)中的親水基和憎水基在“相似相溶”的作用下分別嵌入水相和油相，達到將兩相“拉近”的目的，形成乳化。

根據(jù)乳液下層分離出10 mL水所用時間作為乳化性能的判定依據(jù)。分水時間越久，表示形成的乳液穩(wěn)定性越好，乳化性能越好。復(fù)配體系乳液的分水時間見圖3。由圖3可知，油茶皂苷的乳化性能良好，復(fù)配體系的乳化性能也隨油茶皂苷的加入而逐漸提高，但略低于油茶皂苷，這可能是由于油茶皂苷分子結(jié)構(gòu)中氧原子能與水中的氫原子結(jié)合致使油茶皂苷表面帶正電荷，陰、陽離子相互吸引，使得乳液液滴間的斥力減小，從而更容易聚集，降低乳液的穩(wěn)定性，說明復(fù)配體系的乳化性能受油茶皂苷影響較大。

2.6 溫度對復(fù)配體系表面活性影響的研究

溫度對油茶皂苷-SLS復(fù)配體系（α1=4%）表面張力的影響如圖4a所示，發(fā)現(xiàn)復(fù)配體系在高溫條件下能保持較為穩(wěn)定的狀態(tài)，且依舊可以有效降低溶液的表面張力（都小于25 mN/m-1），這有可能是在復(fù)配體系中油茶皂苷分子與SLS分子之間的相互作用導(dǎo)致表面活性劑分子在氣液界面的聚集加強，表明復(fù)配體系在高溫條件下（35～65℃）依舊有良好的表面活性。

如圖4b所示，我們采用了改進的乳化測定方法。在同一時間觀察了不同溫度下復(fù)配體系（α1=4%）乳狀液的穩(wěn)定性。對比了樣品在65℃和35℃下的乳化效果，發(fā)現(xiàn)65℃下的乳液分離較慢，乳化效果較好，說明復(fù)配體系在高溫下具有更好的乳化能力。

圖4 溫度對油茶皂苷-SLS復(fù)配體系體系表面張力（a）和乳化性（b）的影響Fig.4 Effect of temperature on surface tension （a） and emulsibility （b） of Camellia oleifera saponin-SLS compound system

2.7 鹽離子對復(fù)配體系表面活性影響的研究

在復(fù)配體系中（α1=4%）加入了不同濃度的NaCl，實驗時保持溫度在30 ± 1℃，保證鹽離子充分溶解。從圖5a中可以看出，隨著水溶液中Na+濃度的逐漸增加，復(fù)配體系的CMC顯著降低，這是由于當(dāng)加入Na+時，帶電離子會吸附在帶電表面活性劑基團附近，導(dǎo)致相鄰表面活性劑之間的靜電斥力減小［34］，表面活性劑分子更容易聚集，因此CMC降低；但其γcmc稍有增加，這是因為鹽離子和表面活性劑的組合會降低表面活性劑的溶解度或者破壞雙電層結(jié)構(gòu)［35］?？偟膩碚f，在Na+存在的情況下，油茶皂苷-SLS復(fù)配體系能有更佳的表面活性，CMC大幅降低，能有效降低氨基酸表面活性劑的使用量。

如圖5b所示，研究了鹽離子的加入對復(fù)配體系乳化性能的影響。顯示了同一時刻不加鹽離子與加入鹽離子的狀態(tài)，在Na+存在時，液體石蠟/水體系更不易分離，顯示其乳化作用更強。

圖5 鹽離子濃度對油茶皂苷-SLS復(fù)配體系表面張力（a）和乳化性能（b）的影響Fig.5 Effect of salt ion concentration on surface tension （a） and emulsibility （b） of Camellia oleifera saponin-SLS compound system

2.8 pH對復(fù)配體系表面活性影響的研究

pH對油茶皂苷-SLS復(fù)配體系（α1=4%）的影響如圖6a所示。發(fā)現(xiàn)在酸性環(huán)境下，復(fù)配溶液的CMC大幅降低，而表面張力變化不大，表明復(fù)配體系在酸性條件下?lián)碛袃?yōu)異的表面活性；而在堿性環(huán)境下，復(fù)配體系的表面張力變大，而CMC變化不大。這有可能因為油茶皂苷是一種五環(huán)三萜類化合物，分子結(jié)構(gòu)中含有弱酸性基團，皂苷中的酸性基團在酸性環(huán)境會影響溶液中膠束聚集分子的聚集，從而導(dǎo)致CMC的降低。如圖6b所示，在以上基礎(chǔ)上研究了同一時刻在pH為3、7和9時復(fù)配體系的乳液分層情況，發(fā)現(xiàn)在酸性環(huán)境的分層乳化性能優(yōu)于在堿性環(huán)境的乳化性能，這可能是因為在堿性條件下表面張力的增大會導(dǎo)致乳化性能的降低。

在不同pH條件下拍攝的透光性照片如圖6c所示，發(fā)現(xiàn)復(fù)配體系在堿性環(huán)境條件下透光性發(fā)生了改變，這可能是因為SLS是陰離子表面活性劑，在堿性環(huán)境下會發(fā)生電荷變化，影響氣液界面表面活性劑分子的吸附，從而致使表面張力升高。

圖6 pH對油茶皂苷-SLS復(fù)配體系表面張力（a）、乳化性能（b）及透光性（c）的影響Fig.6 Effect of pH on surface tension （a）， emulsibility （b） and light transmittance （c） of Camellia oleifera saponin-SLS compound system

2.9 水硬度對復(fù)配體系表面活性影響的研究

水硬度對油茶皂苷-SLS復(fù)配體系（α1=4%）的影響如圖7所示，油茶皂苷-SLS復(fù)配體系在硬水中表現(xiàn)出穩(wěn)定且良好的表面活性。相關(guān)研究表明當(dāng)硬水中的Ca2+達到一定濃度時，會導(dǎo)致沉淀，從而影響表面活性［36］。但我們在實驗中并未觀察到此現(xiàn)象，只在800 mg/L的高濃度硬水時溶液出現(xiàn)了輕微的表面張力和CMC的升高，這有可能是因為油茶皂苷具有良好的吸附金屬離子［37］的能力，降低了硬水對復(fù)配體系表面活性的影響。觀察了同一時刻復(fù)配體系在去離子水和硬水中乳液的分層情況，由圖7b所示，可知復(fù)配體系的乳化性能并未受硬水的影響，由此可見，油茶皂苷-SLS復(fù)配體系具有良好的抗硬水能力。

圖7 水硬度對油茶皂苷-SLS復(fù)配體系表面張力（a）與乳化性能（b）的影響Fig.7 Effect of water hardness on surface tension （a） and emulsibility （b） of Camellia oleifera saponin-SLS compound system

3 討論與結(jié)論

油茶皂苷與SLS存在良好的協(xié)同效應(yīng)，能有效地降低溶液的表面張力和CMC?；旌先芤旱谋砻鎻埩陀趩我槐砻婊钚詣?，在α1=1%時協(xié)同效應(yīng)最為突出。Li［38］等人將油茶皂苷與十二烷基醚硫酸鈉（AES）復(fù)配，發(fā)現(xiàn)當(dāng)α1＜0.3時復(fù)配效果最佳，復(fù)配體系中加入低濃度的油茶皂苷有更好的增效，這與本文的實驗結(jié)果一致；李瑤［39］將皂苷、甜菜堿和鼠李糖脂組成三元復(fù)配體系，但表面張力都在30 mN·m-1以上，復(fù)配效應(yīng)不佳。

復(fù)配體系的泡沫性能得到有效改善。五環(huán)三萜結(jié)構(gòu)的油茶皂苷與SLS復(fù)配，使得SLS泡沫的分布不均一性得到有效改善，復(fù)配體系具有良好的泡沫穩(wěn)定性，且發(fā)泡性能相較SLS或油茶皂苷均有較大程度的提高。在王心蕊［40］的研究中，將茶皂苷與十二烷基硫酸鈉（SDS）復(fù)配，雖然表面張力降低了，但泡沫穩(wěn)定性較差，烷基鏈的長度有可能是影響因素之一。隨著復(fù)配體系中油茶皂苷比例的升高，溶液的泡沫穩(wěn)定性呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，在α1=4%時達到最高，為96.17%。

進一步研究表明油茶皂苷-SLS復(fù)配體系的潤濕性有明顯的改善，復(fù)配體系的最低接觸角為23.9°，潤濕性能大幅提升。油茶皂苷的五環(huán)三萜的獨特結(jié)構(gòu)不僅改善了體系的穩(wěn)泡性能，而且提高了體系的潤濕性能，接觸角與穩(wěn)泡能力之間存在一定的聯(lián)系，這與 De［41］的研究相似。

復(fù)配體系在廣泛環(huán)境條件下的穩(wěn)定性得到提升。楊鶴群［42］將皂苷與SDS復(fù)配，降低表面張力的能力增效3.62%，但其環(huán)境穩(wěn)定性不佳。本研究的復(fù)配體系抗溫抗硬水能力強，且使用的SLS刺激性更小［43］，相較于傳統(tǒng)的復(fù)配表面活性劑更適合應(yīng)用于洗發(fā)香波等人體洗護產(chǎn)品。在酸性條件和鹽離子存在時，復(fù)配體系表現(xiàn)出良好的表面活性，乳化性能也得到有效提高。

油茶皂苷-SLS復(fù)配體系具有優(yōu)異的降低表面張力能力、泡沫性能、潤濕性能及環(huán)境穩(wěn)定性，這種復(fù)配體系在日用化工、石油開采等領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。