腐植酸钠香皂制备工艺研究及品质评价

朱 辉，彭林彩，周绿山，苏秀兰，宋莹莹，雷玲玉(四川文理学院化学化工学院，四川达州635000)

腐植酸钠香皂制备工艺研究及品质评价

朱 辉，彭林彩，周绿山，苏秀兰，宋莹莹，雷玲玉
(四川文理学院化学化工学院，四川达州635000)

以腐植酸钠为主要皂基添加物，进行香皂制备工艺研究和效果评价.优化制备工艺，进行理化性能和抑菌效果评价.结果表明，按1∶2配方比加入一定量腐植酸钠溶液和氢氧化钠溶液，皂化反应完全且迅速，得到的皂基质地硬，制备的香皂质地均匀，性质稳定.理化性能评价表明，总游离碱、游离苛性碱、氯化物含量、水分及挥发物、pH值均能满足香皂标准要求.抑菌效果评价表明，对大肠杆菌抑菌圈直径达到17 mm，对金黄色葡萄球菌抑菌圈直径达到18 mm，具有明显的抑菌效果.

腐植酸钠；香皂；工艺优化；性能评价；抑菌评价

腐植酸(Humic acid)主要是植物遗骸经过生物、地球化学等一系列过程形成的一类无定形高分子天然有机物，[1]广泛存在于自然界的褐煤、风化煤、泥炭中.由于腐植酸是不溶于水的大分子有机酸，通常将其制作易溶于水的钠盐应用.大量研究表明, 腐植酸钠具有抗盐、抗旱、调节植物生长等诸多植物生理活性和抗病毒、抗炎、调节免疫力等显著的药理活性.[2-6]利用腐植酸类物质进行疾病的治疗和预防已有500多年的历史，19-20世纪欧洲最流行的腐植酸泥炭浴用来治疗皮肤病、感染和关节炎等，[7]腐植酸在我国医疗保健上的应用早已耳熟能详，如李时珍《本草纲目》中的“乌金石”和王肯堂《证治准绳·疡医》中的“乌金散”.目前，我国一些皮肤病医院也相继开始用富含腐植酸的泥炭治疗相关皮肤病和保养皮肤，研究表明其在滋润皮肤、抗氧化、抗菌止痒、抑制和淡化老年斑等临床作用比较显著，且对皮肤无过敏和刺激性.腐植酸类物质是含有众多酚羟基、羧基和醌基疏水性的多脂型天然植物弱酸性物质，长期使用对皮肤无伤害.目前市场上所售香皂含人工皂基较高，长期使用易导致皮肤粗糙、脱皮、干裂、刺激等问题.[8,9]而某些植物油香皂虽然能克服上述问题，但去污和杀菌能力有所减弱，且物料成本昂贵，导致价格偏高.基于上述种种问题，采用较为价廉的腐植酸钠作为天然植物类皂基，并在其具有显著的治疗和保养皮肤的基础之上，制备出一种具有去污和肌肤护理能力的腐植酸钠香皂.并按照中华人民共和国轻工行业标准对其质量进行测评.

1 实验材料、试剂和仪器

1.1 仪器和试剂

pH计(上海仪电科学仪器股份有限公司)、磁力搅拌器(巩义市予华仪器有限责任公司)、烘箱(天津市泰斯特仪器有限公司)、分析天平(上海青海仪器有限公司)、椰子油(成都市科龙化工试剂厂)、棕榈油(成都市科龙化工试剂厂)、橄榄油(成都市科龙化工试剂厂)、羊毛脂(天津市大茂化学试剂厂)、甘油(AR，成都市科龙化工试剂厂)、氢氧化钠(AR，成都市科龙化工试剂厂)、香精(河北百味生物科技有限公司)、大肠杆菌(武汉淼灵生物科技有限公司)、金黄色葡萄球菌(武汉淼灵生物科技有限公司)、牛肉膏蛋白胨培养基(武汉淼灵生物科技有限公司)、肉汤(武汉淼灵生物科技有限公司).

1.2 材料

供试材料腐植酸钠为云南尚呈生物科技有限公司提供，由昆明理工大学李宝才教授鉴定.

2 实验方法

2.1 腐植酸钠香皂制备工艺

皂化：按配比取椰子油、棕榈油、橄榄油和羊毛脂依次加入，45 ℃恒温混合均匀，按1∶2加入3 %(g/ml)腐植酸钠溶液和30 %氢氧化钠溶液于油液中，再加入添加剂直至皂液成粘稠糊状.

添加剂：取2.48 g氯化钠、2.21 g蔗糖和2.25 g柠檬酸，各配成2.5 ml溶液依次加入皂液中，再加入5.03 g十二烷基磺酸钠和0.04 ml稀释后的香精.

成型：将糊状皂基注入模具中冷却定型，通风放置24小时成型.

2.2 相关指标测定[10]

腐植酸钠香皂质量依据中华人民共和国轻工行业标准进行测评.

2.3 抑菌实验[11]

受试菌为大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，将受试菌株接种于培养基中，在37 ℃下培养24 h，磷酸盐缓冲液冲洗后制成含菌落为106-107cfu/ml的菌液.取腐植酸钠香皂1.0 g溶于5 ml肉汤中备用.将滤纸剪成半径6 mm的小圆片，高温灭菌后置于腐植酸钠香皂溶液中，用无菌干滤纸吸去其多余水分后，放置凃有实验菌的营养琼脂平板上，置于4 ℃无菌冰箱30 min后转入37 ℃细菌培养箱培养48 h观察结果.空白和对照组试验同步进行.

3 结果与讨论

3.1 腐植酸钠香皂配方优化

由于植物油制备的香皂质地较软，制备腐植酸钠香皂过程中需加入一定的动物油来增加硬度.同时加入一定的添加剂提高香皂的洁肤护肤能力.腐植酸钠香皂配方见表1.

表1 腐植酸钠香皂配方

在香皂制备过程中，皂化过程若完全加入腐植酸钠溶液，造化反应慢且得到的皂基质地软，若加入一定量的氢氧化钠溶液，能提高皂化速率.经反复试验证实，按照1∶2配方比加入一定量腐植酸钠和氢氧化钠溶液，皂化反应完全且迅速，得到的皂基质地硬.为了制得光滑美观、香味怡人、滋润护肤的腐植酸钠香皂，皂化反应各油脂的配料比及各添加剂的量在多次试验后，得到了最佳比值.在制备过程中为使香皂尽快成型，要尽可能增加搅拌时间和增加皂基黏度.为了增加香皂的透明度与水分，加入一定量的甘油和蔗糖，按照比例依次加入添加剂，使皂基表面活化，能够起到洁肤护肤润肤的作用，并且外观新颖，质地均匀，性质稳定.经过以上工艺优化和多次实验证明，最佳配方见表1，结果证明此配方可行，为制备腐植酸钠香皂的最优配方.

3.2 腐植酸钠香皂理化性能评价

根据国家香皂相关标准，依次对香皂的理化性能指标总游离碱、游离苛性碱、氯化物含量、水分及挥发物、pH值进行了测定，其结果如下：

3.2.1 总游离碱测定

取5.0 g香皂于100 ml无水乙醇中加热溶解，加0.3 mol/L硫酸标准溶液10 ml微沸10 min，稍冷用0.1 mol/L氢氧化钠乙醇标准溶液滴定.

计算公式：

总游离碱 =40×2V0×C0-V1×C11000

V0: 硫酸标准溶液体积，ml

C0:硫酸标准溶液摩尔浓度，mol/L

V1: 氢氧化钠标准溶液消耗的体积，ml

C1: 氢氧化钠标准溶液浓度，mol/L

40: 以克表示氢氧化钠的摩尔质量，g/mol

表2 总游离碱测定结果

3.2.2 游离苛性碱测定

用0.1mol/L盐酸-乙醇标准溶液滴定法测定香皂中游离苛性碱含量.

计算公式：

V: 消耗盐酸-乙醇标准溶液体积，ml

C: 盐酸-乙醇标准溶液浓度，mol/L

40: 以克表示氢氧化钠的摩尔质量，g/mol

表3 游离苛性碱测定结果

3.2.3pH值测定

取0.1g香皂于10ml蒸馏水中，用pH计测定其pH值.

表4 pH值测定结果

3.2.4 氯化物含量测定

取5.0g香皂用0.1mol/L硝酸银标准溶液滴定.

V：消耗硝酸银标准溶液体积，ml

C：硝酸银标准溶液浓度，mol/L

58.5: 以克表示氯化钠的摩尔质量，g/mol

m：实验样品质量，g

表5 氯化物含量测定结果

3.2.5 水分及挥发物测定

用烘干法测定香皂中水分和挥发物总含量,平行测三次后取平均值.

X：试样中水分及挥发物含量，%

m：试样质量，g

m1：坩埚和试样质量，g

m2：恒重后，坩埚和试样质量，g

表6 水分及挥发物含量测定结果

3.2.6 腐植酸钠香皂与国家标准香皂相关值对比

表7 腐植酸钠香皂理化性能指标对比

表7对比结果可知，水分及挥发物含量略偏高，可能与腐植酸钠中含有易挥发的活性小分子物质有关，也可能与腐植酸钠具有吸水性质有关，有待进一步探究.上述指标均符合国家香皂标准，说明此腐植酸钠香皂在理化性能上能满足香皂的标准要求.

3.3 腐植酸钠香皂抑菌效果评价

表8 香皂抑菌效果对比(大肠杆菌/金黄色葡萄球菌)

为探究腐植酸钠香皂的抑菌效果，研究采用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌进行抑菌效果评价.结果表明，空白组培养基中菌落正常生长，而腐植酸钠香皂溶液对大肠杆菌的抑菌圈直径达到17mm，对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径达到18mm，腐植酸钠香皂综合杀菌率为88.56 %，和市场所售香皂(以舒肤佳香皂为例)的杀菌效果和抑菌圈方面虽有所差别，但相差不大.可知，腐植酸钠香皂具有明显的抑菌效果，但和市售产品还有一定差距，需继续改进，提高抑菌效果.

4 结论

香皂是人们生活中的日用化妆品，由于普通香皂含有较多的人工皂基，长期使用易导致皮肤脱皮、干裂、刺激等问题，其他植物油类香皂虽对皮肤刺激性小，但去污能力不强且价格昂贵.而腐植酸钠为天然植物类皂基，价格低廉，抗菌能力强，由此我们研制了一种腐植酸钠香皂.大量实验证明，腐植酸钠香皂在配方工艺上可行.在理化性能指标上，均能达到国家香皂标准.抑菌效果评价表明，腐植酸钠香皂综合杀菌率为88.56 %，且对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有明显的抑菌作用.由于腐植酸钠为褐色大分子有机物，其制备的香皂透明度不高，被接受认可的难度较大，需要在以后的工艺中加以改进.本研究为开发新型天然植物类皂基香皂的制备工艺提供了理论依据，为腐植酸钠在保健用品深层次的开发开辟了新途径.

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[责任编辑 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

四川省教育厅一般项目(17ZB0380);四川文理学院特色培育一般项目(2015TP008Y)；四川文理学院大学生自然科学研究项目(X2015Z020)

朱 辉(1989—),男,安徽阜阳人.助教,硕士,主要从事腐植酸开发应用研究.

TQ658

A

1674-5248(2017)02-0025-04