大別山茶樹(shù)中茶皂素在洗發(fā)水中的應(yīng)用研究

李林剛，朱夏瑾，孫 奧，葉 祺，余學(xué)永

(1.皖西學(xué)院 材料與化工學(xué)院，安徽 六安 237012；2.精細(xì)化工六安市工程技術(shù)研究中心，安徽 六安 237012；3.安徽仿生傳感與檢測(cè)技術(shù)省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 六安 237012；4.六安市海洋羽毛有限公司，安徽 六安 237012)

中國(guó)是世界上最大的洗發(fā)水需求國(guó)家，洗發(fā)水品牌眾多，競(jìng)爭(zhēng)非常激烈。近年來(lái)中國(guó)洗發(fā)水市場(chǎng)營(yíng)業(yè)額數(shù)達(dá)億元，并且正在逐年增長(zhǎng)，家庭年均購(gòu)買次數(shù)提高，中國(guó)人的洗發(fā)頻次還低于歐美國(guó)家，市場(chǎng)規(guī)模仍將繼續(xù)擴(kuò)大[1]。主表面活性劑是洗發(fā)水的基礎(chǔ)，具有起泡和清潔作用，要求泡沫性高、脫脂力低、殘留量低、易形成膠團(tuán)，陰離子表面活性劑具備這些優(yōu)點(diǎn)[2]。

我國(guó)茶樹(shù)特別是大別山區(qū)資源豐富，可實(shí)際利用率只有10%，如何利用茶樹(shù)是關(guān)鍵問(wèn)題[3-4]，茶樹(shù)中可以提取出大量的茶皂素，茶皂素是一種天然表面活性劑，具有較強(qiáng)的發(fā)泡、穩(wěn)泡、濕潤(rùn)、乳化、分散等多種表面活性，它能顯著的降低水的表面張力[5]。隨著人們的環(huán)保意識(shí)發(fā)展，工業(yè)化的表面活性劑正在逐步被取代，茶皂素作為一種天然的非離子型表面活性劑，既環(huán)保又可以充分利用茶籽餅資源[6]，可廣泛應(yīng)用于各類洗化產(chǎn)品中，特別是應(yīng)用到洗發(fā)液中，與少量的甘油、香精、檸檬酸等配比，洗發(fā)液具有保濕、滋潤(rùn)的效果[7-8]。黃寶生[9]、彭游[10]等均對(duì)含茶皂素的洗發(fā)水配方進(jìn)行了研究，使用茶皂素的洗發(fā)水更環(huán)保，除油效果好，大大提高了洗發(fā)水的性能。但由于茶皂素提取工藝復(fù)雜，市場(chǎng)上茶皂素的價(jià)格較高，要改變這一現(xiàn)狀，將茶皂素與其他表面活性劑進(jìn)行復(fù)配，既能提高洗發(fā)水的洗滌性能，又能顯著降低洗發(fā)水的成本，具有較大的研究開(kāi)發(fā)價(jià)值。

本文是在基礎(chǔ)洗發(fā)水配方的基礎(chǔ)上，選取大別上茶樹(shù)中提取的茶皂素與洗發(fā)水中主表面活性劑AES進(jìn)行復(fù)配，通過(guò)對(duì)不同配方的洗發(fā)水的黏度穩(wěn)定性、泡沫性和表面張力等性能指標(biāo)進(jìn)行表征，找到復(fù)配表活洗發(fā)水的最佳配方。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

儀器：JRW-51A羅氏(ROSS-MILES)泡沫測(cè)定儀(上海隆拓儀器設(shè)備有限公司)；SYG-512羅氏泡沫儀專用水浴鍋(上海隆拓儀器設(shè)備有限公司)；BP211D型電子天平(德國(guó)賽多利生產(chǎn))；NDJ-8S旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)(上海越平科學(xué)儀器有限公司)；HH-1數(shù)顯恒溫水浴鍋(金壇市杰瑞爾電器有限公司)。

試劑：茶皂素(自制，提取自大別山茶樹(shù))，月桂醇聚醚硫酸鈉(AES)、椰油脂肪酸單乙醇酰胺(CMEA)、椰油酰胺丙基甜菜堿(CAB)、聚季銨鹽-10(JR-400)、十六/十八醇、乳化硅油、珠光雙酯(EGDS)、香精、開(kāi)松CY-1 均為工業(yè)品，氯化鈉(NaCl)、十二烷基硫酸鈉(SDBS)均為分析醇。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

選擇調(diào)理型洗發(fā)水的典型配方(見(jiàn)表1)為基礎(chǔ)[11]，改變茶皂素與AES比例，配制不同含茶皂素洗發(fā)水產(chǎn)品。將基礎(chǔ)洗發(fā)水和茶皂素洗發(fā)水為空白對(duì)照組，在基礎(chǔ)洗發(fā)水的配方基礎(chǔ)上，采用茶皂素與AES的質(zhì)量比分別為1∶0、1∶10、2∶10、3∶10、4∶10、5∶10、6∶10、7∶10、8∶10、9∶10、1∶1、0∶1的方法，配制洗發(fā)水。依次編號(hào)為1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#、10#、11#、12#。

表1 基礎(chǔ)洗發(fā)水配方

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 泡沫性測(cè)試

各稱取3 g洗發(fā)水樣品，加入100 ml，已預(yù)熱至50 ℃去離子水進(jìn)行溶解，攪拌必須要很緩慢，以防止泡沫形成，溶解后用去離子水定容至1000 ml，作為待測(cè)樣品，并保持溶液于(50± 0.5)℃，直至實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。記錄泡沫初始高度(H0/cm)和5 min時(shí)的高度(H5/cm)，記5組求平均值，泡沫初始高度為起泡性，數(shù)值越大，則起泡性越好，H5/H0的大小為穩(wěn)泡性，比值越接近1，則穩(wěn)泡性越好。測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表2，泡沫性能見(jiàn)圖1。

表2 洗發(fā)水泡沫性測(cè)試結(jié)果

圖1 洗發(fā)水泡沫性測(cè)試結(jié)果

由表2和圖1可知，基礎(chǔ)洗發(fā)水和茶皂素洗發(fā)水的發(fā)泡性能均弱于茶皂素與AES的復(fù)配洗發(fā)水，當(dāng)茶皂素與AES質(zhì)量比=6∶10時(shí)，初始泡沫最高為10.7 cm，洗發(fā)水的發(fā)泡性能最強(qiáng)；茶皂素與AES質(zhì)量比=5∶10時(shí)，H5/H0值最大為0.974，此時(shí)洗發(fā)水的穩(wěn)泡性能最強(qiáng)，考慮到二者質(zhì)量比為5∶10時(shí)的初始泡沫與6∶10的相比差不多(僅差0.2 cm)，綜合考慮復(fù)配洗發(fā)水的發(fā)泡和穩(wěn)泡性能，茶皂素與AES的質(zhì)量比為5∶10的洗發(fā)水泡沫性能最佳。

2.2 洗發(fā)水黏度穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果

將測(cè)定好黏度的洗發(fā)水分別取等量的12份放入48 ℃的隔水烘箱里，恒溫24 h后，恢復(fù)室溫，觀察洗發(fā)水較之前的狀態(tài)沒(méi)有發(fā)生變化，同時(shí)用旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)對(duì)其黏度進(jìn)行測(cè)定，相關(guān)數(shù)據(jù)如下(表3)。

表3 洗發(fā)水粘度穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果

由表3可知，各種洗發(fā)水在室溫下黏度差別不大，茶皂素洗發(fā)水黏度相對(duì)較小，經(jīng)過(guò)48度處理后黏度變化區(qū)別較大，1#和12#樣品黏度變化相當(dāng)，6#樣品在處理前后黏度變化最小，說(shuō)明質(zhì)量比為5∶10的洗發(fā)水體系黏度穩(wěn)定最強(qiáng)。

2.3 表面張力測(cè)定

各取3 g洗發(fā)水，加入100 mL去離子水配制溶液，同時(shí)以去離子水為空白對(duì)照組，采用最大氣泡法對(duì)編號(hào)依次為1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#、10#、11#、12#洗發(fā)水樣品進(jìn)行表面張力測(cè)定。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 洗發(fā)水表面張力測(cè)試結(jié)果

由圖2可知，相對(duì)各種洗發(fā)水，基礎(chǔ)洗發(fā)水表面活性最差，通過(guò)加入茶皂素制備的復(fù)配洗發(fā)水表面張力有了明顯的降低，在茶皂素與AES質(zhì)量比=5∶10之前，隨著茶皂素的增加洗發(fā)水的表面張力下降明顯，在茶皂素與AES質(zhì)量比=5∶10之后，隨著茶皂素的質(zhì)量增加，表面張力降低緩慢，考慮到成本因素，茶皂素與AES質(zhì)量比=5∶10洗發(fā)水的表面活性最好，為最佳值。

3 結(jié)論

根據(jù)本實(shí)驗(yàn)用以AES和大別山茶皂素復(fù)配后作為主表面活性劑，分別取AES與茶皂素的不同配比洗發(fā)水測(cè)其泡沫性、黏度穩(wěn)定性和表面張力。分析結(jié)果表明，茶皂素與AES質(zhì)量比為5∶10(1∶2)的洗發(fā)水在黏度穩(wěn)定性、泡沫性(起泡性和穩(wěn)泡性)和表面張力均表現(xiàn)出較好的效果，所以該配比為最佳配比。