嚴(yán)漢彬，韓 珍，張舒橙

(河源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 河源 517000)

洗發(fā)水是個人護(hù)理用品中的最大一類產(chǎn)品[1]。據(jù)研究報告統(tǒng)計(jì)，中國是目前全世界中對洗發(fā)水需求量最大的國家近年來中國洗發(fā)水市場，營業(yè)額數(shù)達(dá)億元，并且正在逐年增長，家庭年均購買次數(shù)提高[2-3]?，F(xiàn)有技術(shù)制成的洗發(fā)水往往過于依賴使用化學(xué)添加劑，一款普通的洗發(fā)水，化學(xué)添加劑竟達(dá)20余種，對使用群體帶來巨大的安全隱患[4]。因而在當(dāng)前形勢下開發(fā)一款綠色環(huán)保的洗發(fā)水具有重要意義。

生姜為多年生草本植物，是藥食兩用植物，姜中含有姜辣素、姜烯酮、姜酚 、姜腦、姜醛、姜醇、姜酮 、樟烯等幾十種芳香物質(zhì)，具有促進(jìn)頭部皮膚血液循環(huán)，抑制皮膚炎癥，有效防止脫發(fā)，抑制頭皮癢的作用，非常適合應(yīng)用在活發(fā)水上[5-7]。茶麩是茶油制作過程中產(chǎn)生的下腳料，往往被當(dāng)作廢料處理。但研究表明，茶麩含有天然非離子型表面活性劑茶皂素，是一種去污能力非常強(qiáng)的物質(zhì)。此外，茶麩中還含有茶多酚、嘌呤堿類、氨基酸等多種營養(yǎng)物質(zhì)，也具有吸收紫外線及殺菌、消炎抑制頭癬菌的作用[8-9]。將生姜與茶麩結(jié)合起來，開發(fā)綠色環(huán)保的洗發(fā)水無疑是當(dāng)前高化學(xué)添加的洗發(fā)水代替物的不二之選。

本文嘗試以生姜、茶麩和AES為原料，研制一款更為綠色的洗發(fā)水。研究原料比(生姜：茶麩)，料液比，熬制時間，AES的添加量四因素對洗發(fā)水品質(zhì)的影響， 優(yōu)化制作工藝，為生姜-茶麩洗發(fā)水的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料儀器

1.1 試驗(yàn)材料

生姜粉(自制)、茶麩粉(購于淘寶)、AES、小蘇打、蒸餾水

1.2 主要儀器與設(shè)備

電爐、電子秤、500 mL燒杯、1000 mL燒杯、100 mL量筒、pH計(jì)。

2 試驗(yàn)方法

2.1 洗發(fā)水研制工藝流程

稱取一定量的生姜粉和茶麩粉→加入一定量蒸餾水→浸泡6 h→電爐加熱→不斷攪拌均勻→出現(xiàn)膏狀→紗布過濾→在濾液中添加一定量AES→加小蘇打調(diào)節(jié)pH至7.5→成品。

2.2 單因素試驗(yàn)

以原料比(生姜粉：茶麩粉)，料液比，加熱時間，AES的添加量為單因素，研究各因素水平的變化對生姜—茶麩洗發(fā)水感官評價的影響。

根據(jù)表1基本配方，稱取適量原材料進(jìn)行試驗(yàn)。

表1 基本配方Table 1 Basic formula

2.2.1 原料比(生姜:茶麩)添加量對生姜-茶麩洗發(fā)水品質(zhì)的影響

按照2.1工藝流程，表1基本配方對洗發(fā)水進(jìn)行研制，只改變生姜粉和茶麩粉的重量比，將生姜粉和茶麩粉的重量比設(shè)為8:2、7:3、6:4、5:5、4:6、3:7、2:8，研究生姜粉和茶麩粉兩種原料的比例對洗發(fā)水品質(zhì)的影響。

2.2.2 料液比添加量對生姜-茶麩洗發(fā)水品質(zhì)的影響

按照2.1工藝流程，表1基本配方對洗發(fā)水進(jìn)行研制，根據(jù)2.2.1確定的最佳原料比(生姜:茶麩)，加入不同量的水進(jìn)行提取，原料與水的料液比添加量設(shè)為1:25，1:30，1:35，1:40，1:45，1:50，研究不同的料液比對洗發(fā)水品質(zhì)的影響。

2.2.3 提取時間對生姜-茶麩洗發(fā)水品質(zhì)的影響

按照2.1工藝流程，表1基本配方對洗發(fā)水進(jìn)行研制，根據(jù)2.2.1和2.2.2確定的最佳原料比(生姜:茶麩)和料液比，將加熱時間設(shè)為50，60，70，80，90，100(min)，研究不同的加熱時間對洗發(fā)水品質(zhì)的影響。

2.2.4 AES添加量對生姜-茶麩洗發(fā)水品質(zhì)的影響

按照2.1工藝流程，表1基本配方對洗發(fā)水進(jìn)行研制，根據(jù)2.2.1、2.2.2、和2.2.3確定的最佳原料比(生姜:茶麩)、料液比和提取時間，將AES添加量設(shè)為提取物量的50%，100%，150%，200%，250%，300%，研究不同的AES添加量對洗發(fā)水品質(zhì)的影響。

2.3 正交試驗(yàn)

通過上述單因素試驗(yàn)，選取出對生姜-茶麩洗發(fā)水品質(zhì)影響顯著的因素水平進(jìn)行正交試驗(yàn)，正交因素水平見表2。

表2 因素水平表Table 2 Factor and level

2.4 生姜-茶麩洗發(fā)水的感官評分標(biāo)準(zhǔn)和方法

根據(jù)洗發(fā)水的氣味、泡沫、組織狀態(tài)、去油污能力分別以15分制、15分制、20分制、50分制來進(jìn)行評分，感觀評價根據(jù)表3。結(jié)合感官評價得出最佳的產(chǎn)品配方。

表3 感官評價標(biāo)準(zhǔn)[10]Table 3 Sensory evaluation criteria

3 結(jié)果與討論

3.1 單因素試驗(yàn)

3.1.1 原料比(生姜：茶麩)對生姜-茶麩洗發(fā)水的綜合品質(zhì)的影響

根據(jù)2.2.1因素試驗(yàn)所描述的方法進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果圖1表示。

圖1 原料比(生姜:茶麩)對洗發(fā)水的綜合品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of raw material ratio on the comprehensive quality of shampoo

由圖1可知，在料液比為1:40，加熱時間為60 min、AES添加量為150%g的條件下，洗發(fā)水的感官評分隨原料比的變化而顯著變化，當(dāng)原料比為生姜:茶麩為5:5時，洗發(fā)水的評分為最高。因此選擇原料比(生姜：茶麩)為4:6、5:5、6:4三個水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。

3.1.2 料液比比添加量對生姜-茶麩洗發(fā)水綜合品質(zhì)的影響

其他條件不變，根據(jù)3.1.1將原料比定為5:5，按2.2.2因素試驗(yàn)所描述的方法進(jìn)行試驗(yàn)，得到不同料液比對洗發(fā)水品質(zhì)的影響，結(jié)果以圖2表示。

圖2 料液比對洗發(fā)水品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of material liquid ratio on shampoo quality

根據(jù)圖2可知，在原料比為2:3，加熱時間為60 min、AES添加量為150%的條件下，料液比為1:40時評分最高，洗發(fā)水品質(zhì)最佳。因此選擇1:35、1:400、1:45作為正交試驗(yàn)的因素。

3.1.3 加熱提取時間對生姜-茶麩洗發(fā)水綜合品質(zhì)的影響

其他條件不變，根據(jù)3.1.1確定的原料比5:5和3.1.2料液比1:40最佳條件，按2.2.3單因素進(jìn)行試驗(yàn)，得出加熱時間對洗發(fā)水綜合品質(zhì)的影響，結(jié)果如圖3表示。

圖3 加熱提取時間對洗發(fā)水品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of heating extraction time on the quality of shampoo

由圖3可知，在原料比為5:5，料液比為1:40、AES添加量為150%的條件下，加熱提取時間為80 min時，洗發(fā)水的綜合評分最高，洗發(fā)水品質(zhì)最佳。因此選擇加熱提取時間為 70 min、80 min、90 min作為正交試驗(yàn)的因素。

3.1.4 AES添加量對生姜-茶麩洗發(fā)水綜合品質(zhì)的影響

其他條件不變，根據(jù)3.1.1確定的原料比5:5和3.1.2料液比1:40和3.1.3確定的最佳加熱提取時間80 min，按2.2.4單因素進(jìn)行試驗(yàn)，得出AES添加量對洗發(fā)水綜合品質(zhì)的影響，結(jié)果如圖4表示。

圖4 AES添加量對洗發(fā)水品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of AES addition on shampoo quality

由圖4可知，在原料比為5:5，料液比為1:40、加熱時間為80 min的條件下，AES添加量為180%時，洗發(fā)水的綜合評分最高，洗發(fā)水品質(zhì)最佳。因此選擇150%、180%、200%作為正交試驗(yàn)的因素。

3.2 正交試驗(yàn)

3.2.1 原料比、料液比、加熱時間和AES添加量的正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，選取出對生姜-茶麩洗發(fā)水品質(zhì)影響顯著的因素水平進(jìn)行正交試驗(yàn)，通過極差分析得出最終洗發(fā)水的配方。結(jié)果見表4。

表4 正交試驗(yàn)與極差分析結(jié)果Table 4 Orthogonal test results

根據(jù)表4極差分析結(jié)果，RA>Rc>RB>RD，這說明影響洗發(fā)水的綜合評價最主要影響因素是原料比，加熱時間和料液比添加量的影響為次要因素，而AES添加量對洗發(fā)水綜合評價影響最小。另據(jù)表中極差分析可知，KA2>KA3>KA1、KB2>KB3>KB1、KC3>KC2>KC1、KD3>KD2>KD1可得知生姜-茶麩洗發(fā)水的最優(yōu)配方組合為A2B2C3D3，即原料比(生姜:茶麩)為5:5、料液比為1:40、加熱時間90 min，AES添加量是200%。該理論最優(yōu)配方組合未出現(xiàn)在9組正交試驗(yàn)中，因此需進(jìn)一步進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。

3.2.2 驗(yàn)證試驗(yàn)

根據(jù)正交試驗(yàn)的結(jié)果，進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。對比兩次驗(yàn)證試驗(yàn)的感官評價數(shù)據(jù)，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果Fig.5 Verification test results

通過驗(yàn)證試驗(yàn)，得出數(shù)據(jù)為最優(yōu)配方A2B2C3D3最佳。因此該試驗(yàn)最終的最佳配方為原料比(生姜:茶麩)為5:5、料液比為1:40、加熱時間90 min，AES添加量是200%。

4 結(jié) 論

本工藝研究探索出一款天然洗發(fā)水基本配方。經(jīng)原料處理、預(yù)實(shí)驗(yàn)、單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，根據(jù)感官評價指標(biāo)要求，使其質(zhì)量效果良好，確定了該生姜-茶麩洗發(fā)水的最佳條件為：生姜與茶麩的配比為5:5、料液比為1:40、加熱時間90 min、AES添加量為200%。制得的生姜-茶麩洗發(fā)水，香味純正濃郁，均勻細(xì)膩，乳化能力強(qiáng)，清潔控油效果好。