吴志韵;程建华
【摘 要】The characteristic parameters of saponins from Sapindus Mukorossi Gaertn were determined in this paper, including HLB. cloud point, acid value, saponification value, the critical micelle concentration(CMC) and the surface tension values (?cmc). The foam properties of this saponin compounding with anionic, nonionic and amphoteric surfactants were studied. The complex systems were analyzed for their microstructure. The results provide a theoretical basis for the application of saponins from Sapindus Mukorossi Gaertn in detergent formulations.%测定了无患子皂苷的表面活性特征参数,包括HLB值、浊点、酸值、皂化值、临界胶束浓度(CMC)、表面张力值(γ…)等.研究了无患子皂苷与阴离子、非离子和两性表面活性剂复配后的起泡和稳泡结果,从微观结构上分析了复配体系,为无患子皂苷在洗涤剂配方中的应用提供了理论依据. 【期刊名称】《香料香精化妆品》
【年(卷),期】2013(000)002
正渗透膜【总页数】4页(P60-63)
【关键词】无患子;皂苷;复配;泡沫性能
【作 者】吴志韵;程建华
【作者单位】华南理工大学环境科学与工程学院,广东广州 510641
【正文语种】中 文
无患子属无患子科(Sapindaceae)，植物拉丁学名Sapindus Mukorossi Gaertn，俗称木患子、油患子、苦患树、黄目树(目浪树)、油罗树(洗手果)。我国主要产于东部、南部至西南部地区。各地寺庙、庭园和村边常见栽培。日本、朝鲜、中南半岛和印度等地也常有栽培［1］。在洗涤用品缺乏的年代，其果皮常被当作洗涤剂使用，能产生丰富的泡沫，去污能力强，有“天然植物性肥皂”之称［2］。无患子果皮提取物中含有丰富的糖苷类物质，主要为三萜皂苷类(Ⅰ)和倍半萜糖苷类(Ⅱ)，这些皂苷水解可以得到无患子皂苷元。无患子皂苷和皂苷元均具有很强的表面活性，为天然的非离子型表面活性剂。这些皂苷具有类似肥皂的特性，能产生丰富的泡沫，去污力强，适合作为香波、沐浴露和洗衣液等洗涤产品的原料，
具有广阔的应用前景。同时无患子三萜皂苷类(Ⅰ)物质具有杀菌、抗菌和消炎能力［3］，用于洗发香波中可以去屑止痒，用于洁肤产品中可以止痒杀菌，用于洗衣产品中能够杀菌抑菌。无患子提取物为天然来源物质，易生物降解，与皮肤亲和性佳，符合天然环保的理念，也可以满足消费者对绿安全洗涤产品日益增长的需求。本文对无患子皂苷的表面活性特性及复配性能进行研究，为无患子的应用提供一定的理论依据。
1 材料及方法
调浆桶
1.1 仪器及药品
隔声工程罗氏泡沫仪(2151标准型)，上海银泽仪器设备有限公司;HH-60超级恒温水浴，金坛市江南仪器厂;荣事达BCD-185F冰箱，合肥荣事达电子电器有限公司;隔水式恒温培养箱(烘箱)，上海一恒科学仪器有限公司;1900C便携式浊度计，美国哈希公司。
无患子皂苷(浅灰粉末)，无限极(中国)有限公司。其他表面活性剂:AES(INCI名称为C12-13烷醇聚醚硫酸钠)，AESA(INCI名称为月桂醇聚醚硫酸酯铵)，ALS(INCI名称为月桂醇硫酸酯铵)，AOS(INCI名称为C12-14烯烃磺酸钠)，MES(INCI名称为脂肪酸甲酯磺酸钠)，C
MEA(INCI名称为椰油酰胺)，6501(INCI名称为椰油酰胺)，APG2000(INCI名称为癸基葡萄糖苷)，CAB(INCI名称为椰油酰胺丙基甜菜碱)，L32(INCI名称为月桂酰两性基乙酸钠)，LS30(INCI名称为月桂酰肌氨酸钠)均为进口分装。其他试剂均为分析纯，水为二次蒸馏水。
1.2 试验方法
1.2.1 无患子皂苷的表面活性特性参数测定
(1)HLB值:取1 g无患子皂苷溶于100 g 25℃的水中，无患子皂苷溶于水后，得到半透明至透明分散体，用便携式浊度仪测得浊度为1.38［4］。
(2)浊点:1 g无患子皂苷溶于100 g水中，水浴加热，加热至出现白不溶粉末，此时温度为浊点［4］。
(3)酸值:按照国标GB/T 5530—2005《动植物油脂酸值和酸度测定》中规定方法测定［5］。
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(4)皂化值:按照国标GB/T 5534—2008《动植物油脂皂化值的测定》中规定方法测定［6］。
(5)临界胶束浓度(CMC):用纯净水按照表3中所列各浓度配制无患子皂苷新鲜溶液，恒温25℃，备用。用电导法测定其CMC值。
(6)表面张力值(γcmc):用白金板法自动测定上述待测溶液的表面张力值，平行测三次。取表面张力值作纵坐标，每克数表示的浓度的对数作横坐标，绘制曲线［7］。摇臂式喷头
1.2.2 复配体系泡沫性能考察
150 mg/kg硬水配制:称取无水硫酸镁(Mg-SO4)0.37 g 和无水氯化钙(CaCl2)0.50 g，充分溶解于5 000 mL蒸馏水中。
将超级恒温仪预热到(40±1)℃，使罗氏泡沫仪恒温在(40±1)℃。称取样品5.0 g，搅拌使样品均匀溶解，用150 mg/kg硬水定容至1 L，加热至(40±1)℃。用200 mL定量漏斗吸取部分试液，沿泡沫仪管壁冲洗一下。然后取试液放入泡沫仪底部按标准刻度定容至50 mL，再用200 mL定量漏斗吸取试液，固定漏斗中心位置，放下试液，立即记下泡沫高度(H0)，5
min后再次记下泡沫高度(H5)，重复测量三次取平均值。H0用来衡量表面活性剂的起泡能力，H5衡量泡沫的稳定性。
2 结果与讨论
2.1 无患子皂苷的表面活性特性参数
试验测定得到无患子皂苷的表面活性特性参数如表1所示。
表1 无患子皂苷的表面活性特性参数测定值特性参数 测定结果HLB值10～13浊点/℃86酸值/mg KOH·g－1 39.6皂化值/mg KOH·g－1 113.8 cmc(25 ℃)/g·L－1 1.6 γcmc(25 ℃)/mN·m－1 42.3bipic
由表1可以看出，25℃时，无患子皂苷的cmc值为1.6 g/L，γcmc为 42.3 mN/m，说明无患子皂苷具有很高的表面活性。其浊点为86℃，常温或高温使用不会因其析出而影响到整个体系的稳定性。
2.2 泡沫性能
泡沫决定了某些化妆品的商业价值，很多化妆品的受欢迎程度与它产生的泡沫质量和特性紧密相关。例如剃须时，致密的泡沫可以有目的性地包藏剃须刀刃，防止出现皮肤裂口和摩擦，也可以保持被剃部分的水分，使纤维更容易被剃掉。泡沫也可以作为洗涤能力丧失的标志［8］。表2、表3和表4分别为无患子皂苷与阴离子、非离子和两性表面活性剂复配后的泡沫性能。
2.2.1 与阴离子表面活性剂复配
经测定，无患子皂苷25℃时的cmc值为1.6 g/L，在与阴离子表面活性剂的复配体系中，选择0.16%、0.50%和1.00%三个添加比例考察复配后的泡沫情况，结果见表2。
表2 不同浓度的无患子皂苷与各种阴离子表面活性剂复配后的泡沫性能阴离子表面活性剂无患子添加比例(质量分数)/%H0/mm H5/mm平均值 平均值1.10.0%AES 00 200 200 0.50 200 200 0.16 200 200 0 200 200 1.5.0%AESA 00 190 185 0.50 194 188 0.16 184 180 0 176 175 1.5.0%ALS 00 193 184 0.50 182 175 0.16 181 177 0 96 94 1.10.0%AOS 00 185 180 0.50 181 176 0.16 163 150 0 171 169 1.4.0%MES 00 173 169 0.50 161 156 0.16 139 134 0 131 123 1.8.0%LS30 00 155 150 0.50 127 125 0.16 110 102 0 41 0
从表2的数据可以看出，无患子皂苷与阴离子表面活性剂AES、AESA、AOS、MES复配后对泡沫增加幅度基本没贡献，但是可以大幅度增加ALS的泡沫。添加0.16%无患子皂苷后，其复配体系的泡沫高度增幅达到88.54%。从理论上分析，AES、AESA、AOS、MES的耐硬水能力都比ALS强，无患子皂苷含有大量天然的非离子表面活性剂，其耐受硬水中Ca2+和Mg2+的能力强，可以提升抗硬水性差的表面活性剂的抗硬水能力。无患子皂苷中的非离子表面活性剂，能够将溶液中大量的Ca2+和Mg2+包覆，与溶液中的水以氢键形式结合，与耐硬水性不强的ALS缠绕在一起，使ALS的发泡性能得到有效的发挥。缠绕在一起的表面活性剂复配体系可以大大提高泡沫表面膜的性质和强度，氢键的存在又减慢了Plateau交界处的排液速度。ALS以阴离子形式富集，液膜变薄到一定程度后，电荷排斥作用增强，可防止液膜进一步变薄，进而增强了体系的稳泡效果。通过表2数据进一步判断无患子皂苷可以提升耐硬水能力差的表面活性剂的泡沫性能［9-10］。
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