洗滌劑主要成分及作用分析

關鍵詞：洗滌劑，表面活性劑，助溶劑

隨著科技和社會的發展，洗滌劑已成為人民群眾生活必需的消費品，食品洗滌劑可迅速分解污物，避免病菌傳染，清潔食品和食品接觸材料，有力地保障了食品安全[1]。

經過100余年的發展，食品用洗滌劑的配方體系日趨成熟，主要成分包括表面活性劑、助溶劑、螯合劑，為改善產品的外觀和使用效果，還會添加增稠劑、防腐劑、pH調節劑、香精、著色劑、其他添加劑等[2]，洗滌劑主要成分的降解性能也是社會關注的熱點問題[3]。

1 表面活性劑

表面活性劑（surfactant）是能使兩種液體間、液體-固體間的表面張力顯著降低的化合物。表面活性劑的特殊分子結構為兩親機構：分子一端為親水基團，一端為疏水基團，表面活性劑與污物結合后，使其脫離洗滌物品，溶入水中，以達到清洗的目的。表面活性劑親水基團多為極性基團，常見的為羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其鹽；而疏水基團常為非極性烴鏈，如直鏈或多支鏈結構烷基或脂肪醇基團等。通常情況下，直鏈烷基表面活性劑降解性能要好于支鏈表面活性劑[4]。

應用最為廣泛的表面活性劑為陰離子表面活性劑，此外非離子型表面活性劑、兩性離子表面活性劑等在洗滌劑領域也有一定的應用。

（1）陰離子表面活性劑

陰離子表面活性劑起洗滌作用的是陰離子，親水基團常見為硫酸根、磺酸根，疏水基團為烷基、脂肪醇基團，由于陰離子表面活性劑親水基團的特性，限制了該類表面活性劑的適用范圍，陰離子表面活性劑在酸性介質中會生成酸，因此只能在中性和堿性介質中使用，這種特性也使得陰離子表面活性劑對皮膚有一定的刺激作用，用于制造洗滌劑的烷基苯中烷鏈長度一般為C10-C13，鏈較短者溶解度大，可用于配置液體洗滌劑，典型陰離子表面活性劑如十二烷基硫酸鈉、C10-16烷醇聚醚-2硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉[5]。

（2）非離子表面活性劑

非離子表面活性劑在水中不離解，本身即是一種兩親結構化合物，親水基團主要為聚氧乙烯醚，此外還有多元醇結構的親水基團，疏水基團為烷基、脂肪醇基團[6]。

非離子表面活性劑的優點是：具有優異的潤濕和洗滌功能，去污力強，還同時具有良好的乳化、滲透性能；穩定性高，不受強電解質、強酸、強堿的影響，對皮膚刺激性較弱。

（3）兩性表面活性劑

兩性表面活性劑有兩性的的親水基團，分子中既含有陰離子親水基團，又含有陽離子親水基團。

酸性基團與陰離子表面活性劑相同，堿性基多為胺基或季銨基，食品洗滌劑中應用較多的是氧化胺類和甜菜堿類。

兩性表面活性劑通常具有良好的洗滌、分散、乳化等性能，可用作織物整理助劑、染色助劑、干洗表面活性劑等。兩性表面活性劑對皮膚更加溫和。其中，氧化胺類主要是月桂基二甲基氧化胺和十四烷基二甲基氧化胺；甜菜堿類主要是月桂酰胺丙基甜菜堿。

兩性表面活性劑結構更加復雜，合成成本高，因此兩性表面活性劑的價格較高，實際應用較陰離子和非離子表面活性劑少。

2 其他成分及作用

2.1 助溶劑

表面活性劑在水中隨著溫度的升高會出現渾濁現象，表面活性劑由完全溶解轉變為部分溶解，其轉變時的溫度即為濁點溫度。助溶劑主要用于提高食品洗滌劑中表面活性劑和其他助劑的溶解度，并促進各配伍組分的相容性，提高食品洗滌劑的濁點。

助溶劑應可與水以任意比互溶，也可與多數有機溶劑混溶。使用較為廣泛的是乙醇、1，2-丙二醇、甘油和二甲苯磺酸鈉。乙醇是最為常見的助溶劑，價格低廉，是應用最為廣泛的助溶劑。1，2-丙二醇、甘油在部分洗滌劑中亦有一定的應用。

2.2 螯合劑

水中的鎂、鈣等離子對表面活性劑的洗滌作用危害較大，在洗滌過程中，金屬離子會與表面活性劑反應生成難以去除的沉積物，降低表面活性劑的溶解性，這種情況導致表面活性劑難以將污物分解溶解，降低了洗滌劑的去污力[7]。

為軟化硬水，抑制鈣離子等金屬離子的沉積作用，提高洗滌劑的去污性能，在洗滌劑配方中均會加入有螯合作用的螯合劑，以螯合水中和食品上的各種金屬離子，在食品洗滌劑中使用較為廣泛的是谷氨酸二乙酸四鈉和檸檬酸鈉，也有部分洗滌劑使用乙二胺四乙酸四鈉鹽和二乙烯三胺五乙酸五鈉。

2.3 增稠劑

增稠劑的作用是增加液體洗滌劑的粘稠度。通常使用的增稠劑是高分子化合物和無機鹽性兩種化學成分[8]。

其中，常用的無機鹽增稠劑有氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、硫酸鎂等。無機鹽增稠劑增加洗滌劑中的膠束締合數，將流動度較高的球形膠束轉化為粘稠度高的棒狀膠束，增加了洗滌劑的粘稠度。但無機鹽加入量要適當，適當的無機鹽濃度可提高液體洗滌劑的黏度，但無機鹽濃度過高時，會破壞洗滌劑中的膠束結構，降低了洗滌劑的黏稠度。

作為增稠劑的水溶性高分子化合物有聚氧乙烯聚氧丙烯醚、聚乙二醇等，水溶性高分子化合物增稠劑能夠在洗滌劑中形成網狀結構，增加清潔劑的黏度和粘附性，提高清潔效果。

2.4 防腐劑

防腐劑有效地抑制微生物的生長繁殖，保證產品的質量和穩定性[9]。不同的洗潔劑需要使用不同類型的防腐劑，因此生產廠家需要根據產品特性和使用環境來選擇合適的防腐劑。防腐劑的種類主要包括殺菌劑、抑菌劑等。殺菌劑可快速殺滅微生物；抑菌劑可長久抑制微生物增長。

洗滌劑中防腐劑需要具有光譜的抗菌性，可抑制細菌、真菌、霉菌等微生物的生長。應用廣泛的防腐劑主要有甲基異噻唑啉酮、甲基氯異噻唑啉酮、苯丙異噻唑啉酮和苯氧乙醇等。

2.5 pH調節劑

食品洗滌劑酸度調節劑是為了調節洗滌劑的pH值，其中常見的成分是氫氧化鈉、檸檬酸、氧化鎂等。洗滌劑的pH值對于洗滌效果有重要作用，如果洗滌劑過于酸性或過于堿性，會影響表面活性劑的活性，影響去污能力或者腐蝕皮膚。

在使用洗滌劑之前，需要掌握洗滌劑的pH值范圍。一般來說，洗滌劑的pH值應控制為4～10，這樣才能保證洗凈力和衛生效果，同時也不會對皮膚造成危害。酸度調節劑在此處的作用就是對洗滌劑進行pH值調節，使得其pH值處于一個較為適宜的范圍內。

2.6 香精

香精的作用改善洗滌劑的氣味，使洗滌劑具有與配方設計相適應的氣味，同時遮蔽了部分化學成分的異味，使洗后食品或餐具有好聞的氣味[10]。

洗滌劑中的香精可以大致分為天然香精和合成香精兩大類。天然香精是天然提取香味物質。檸檬中檸檬烯就是常用的天然香精。合成香精是化學合成得到的香精，這種香精的香味更可控，應用較為廣泛。

2.7 著色劑

食品洗滌劑配制后均為無色液體，為了改善洗滌劑的外觀，市場上銷售的洗滌劑都會加入一些著色劑。使用的著色劑要應與洗滌劑其他組分相容性好，穩定性好，不能殘留在食品上造成食品安全危害。同時，洗滌劑的顏色還應與洗滌劑的氣味相適合，如檸檬香味的洗滌劑多選用黃色的著色劑。

2.8 潤膚劑

為降低食品洗滌劑對皮膚的刺激，部分食品洗滌劑中添加了潤膚劑，常見的潤膚劑包括各種植物提取物，如庫拉索蘆薈葉提取物、皂樹樹皮提取物、紫蘇葉提取物、辛氧基甘油等。

3 結語

經過百余年的發展，食品用洗滌劑在選擇配方和組分時，通常不使用單一表面活性劑，洗滌劑都是多種以上表面活性劑混合使用，市場銷售的食用洗滌劑主要表面活性劑均為陰離子表面活性劑，非離子或兩性表面活性劑作為輔助，多種類別的表面活性劑共同起到洗滌作用。這種混合配方的食品用洗滌劑，去污能力更強，對多種油污均能起到去除效果。

直鏈烷基苯磺酸鈉等表面活性劑是對皮膚刺激性較大的表面活性劑，高濃度連續使用直鏈烷基苯磺酸鈉會使手部皮膚變得粗糙。因此，食品洗滌劑今后發展的方向是不用刺激性大的直鏈烷基苯磺酸鈉。

表面活性劑是食品洗滌劑的主要成分，此外通常洗滌劑配方還需加入無機物和有機物等各種洗滌助劑。這些洗滌助劑在洗滌劑中起到各種各樣的作用，保證了表面活性劑去污洗滌的效果，研究人員通常稱為協同效應。但洗滌助劑選擇、配比不當時，反而影響洗滌劑的洗滌效果，研究人員通常稱為對抗效應，洗滌劑在選擇配方、配制成品的過程中應盡量避免對抗效應。