沈王慶
(內(nèi)江師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院,四川內(nèi)江 641100)
目前,中國(guó)常見市售抗菌洗手液的抗菌成分主要有鄰苯基苯酚(OPP)、三氯羥基二苯醚(DP300)、三氯均二苯脲(TCC)及新潔爾滅消毒液等。這些傳統(tǒng)洗手液的殺菌部分為化學(xué)成分,對(duì)環(huán)境會(huì)造成一定的污染,對(duì)手部皮膚刺激性也較大,還有一些含有易燃成分。一些天然提取物具有無(wú)刺激、溫和、易降解、無(wú)污染等特性,受到人們極大關(guān)注,由它們制造的洗護(hù)用品越來(lái)越受到人們追捧,開發(fā)一種對(duì)環(huán)境和皮膚均友好的洗手液具有十分重要的意義。
檸檬富含多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),其豐富的抗壞血酸、檸檬酸使得檸檬汁具有一定的殺菌、美白功效;由檸檬汁制成的洗手液,不僅能解決環(huán)境負(fù)載過大的問題,而且還能保持皮膚彈性,使產(chǎn)品具有天然的香氣等,對(duì)人體健康十分有益。黃瓜汁富含糖類、蛋白質(zhì)、維生素C、維生素B、維生素E、磷和鈣等營(yíng)養(yǎng)成分,即具有收斂和補(bǔ)水的作用,有能較好地改善皮膚的毛孔和油脂的分泌平衡。
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES)為陰離子表面活性劑,無(wú)毒、刺激性低、去污能力強(qiáng)、生物降解性好,具有優(yōu)良的洗滌特性且價(jià)格便宜;十二烷基苯磺酸鈉(LAS)對(duì)皮膚的刺激性小,對(duì)堿、稀酸均較穩(wěn)定,它在廣泛pH值范圍內(nèi)均有較好的穩(wěn)定性,微生物降解率為100%;椰子油二乙醇酰胺(6501)具有良好的發(fā)泡、穩(wěn)泡、滲透去污、抗硬水等功能,易溶于水,能加強(qiáng)清潔效果;甘油具有吸濕性,既可以在手表面覆蓋上油性膜,同時(shí)也能起到滋潤(rùn)皮膚的作用,避免手皮膚水分流失,可以增強(qiáng)人體手皮膚的感官舒適度;氯化鈉可以增大洗手液配方體系的黏度,減少配方原料應(yīng)用量,降低成本。
本研究擬利用單因素考察AES、LAS、6501等對(duì)檸檬-黃瓜洗手液配方的影響,在單因素基礎(chǔ)上利用L(4)試驗(yàn)得到配方的最優(yōu)組合。檸檬-黃瓜洗手液既具有良好的抗菌性和潔凈功能,又能對(duì)手部皮膚起到較好的滋潤(rùn)和軟化作用,其相關(guān)研究有利于拓寬檸檬和黃瓜的使用范圍,提高農(nóng)產(chǎn)品的附加值,且對(duì)環(huán)境友好。
儀器:HH-S2型數(shù)顯恒溫水浴鍋(金壇市醫(yī)療儀器廠);HR1861型榨汁機(jī)(飛利浦股份有限公司);雷磁 pHS-3E 型pH計(jì)(上海佑科儀器公司)。
材料:檸檬和黃瓜均來(lái)自四川省內(nèi)江市;無(wú)水硫酸鎂、氯化鈉和甘油,均為分析純,購(gòu)自成都金山化學(xué)有限公司;十二烷基苯磺酸鈉、尼諾爾6501、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺,均為分析純,購(gòu)自成都市科龍化工試劑廠。
檸檬汁的制備:取新鮮檸檬去皮后切塊、除籽、榨汁。采用濾布將其過濾后,4 000 r/min離心 5 min,備用。
黃瓜汁的制備:新鮮黃瓜,洗凈去皮切成小塊后榨汁,所得黃瓜汁中有較多的碎屑,采用濾布進(jìn)行過濾,所得濾液在4 000 r/min離心5 min,備用。
洗手液為人們?nèi)粘I钪袘?yīng)用非常廣泛的一種化妝品,化妝品感官評(píng)價(jià)是人們判斷化妝品品質(zhì)好壞的重要手段之一。結(jié)合輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(QB/T 2654—2013《洗手液》),由表1可知,產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),由數(shù)名不同年齡階段志愿者按評(píng)分設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)樣品進(jìn)行感官評(píng)定、打分,取分?jǐn)?shù)的平均值作為最后的確定分?jǐn)?shù)。
表1 檸檬-黃瓜的感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)
分別稱取3.5、4.0、4.5、5.0、5.5 g AES置于100 mL的燒杯中,依次加入LAS 7.2 g、6501 1.0 g、甘油1.0 g、NaCl 1.0 g、黃瓜汁5.0 mL、檸檬汁 1.4 mL 和去離子水30.0 mL,攪拌均勻后進(jìn)行測(cè)試。
分別稱取6.7、7.2、7.7、8.2、8.7、9.2、9.7 g LAS置于裝有4.5 g AES的100 mL燒杯中,依次加入6501 1.0 g、甘油1.0 g、NaCl 1.0 g、黃瓜汁 5.0 mL、檸檬汁1.4 mL和去離子水30.0 mL,攪拌均勻后進(jìn)行測(cè)試。
分別稱取0.6、0.8、1.0、1.2、1.4 g 6501和 8.2 g LAS置于裝有4.5 g AES的100 mL 燒杯中,依次加入甘油1.0 g、NaCl 1.0 g、黃瓜汁5.0 mL、檸檬汁1.4 mL和去離子水30.0 mL,攪拌均勻后進(jìn)行測(cè)試。
分別稱取0.6、0.8、1.0、1.2、1.4 g甘油置于100 mL裝有4.5 g AES、8.2 g LAS和1.0 g 6501的燒杯中,依次加入NaCl 1.0 g、黃瓜汁5.0 mL、檸檬汁1.4 mL和去離子水30.0 mL,攪拌均勻后進(jìn)行測(cè)試。
分別稱取0.4、0.5、0.6、0.7、0.8 g NaCl置于100 mL燒杯中,依次加入4.5 g AES、8.2 g LAS、1.0 g 6501、1.0 g甘油、5.0 mL黃瓜汁、1.4 mL 檸檬汁和30.0 mL去離子水,攪拌均勻后進(jìn)行測(cè)試。
分別量取0、1.0、3.0、5.0、7.0 mL的黃瓜汁置于100 mL裝有4.5 g AES、8.2 g LAS、1.0 g 6501、1.0 g甘油、1.0 g NaCl、1.4 mL檸檬汁和30.0 mL去離子水的燒杯中,攪拌均勻后進(jìn)行測(cè)試。
分別量取1.4、2.4、3.4、4.4、5.4 mL的檸檬汁置于100 mL裝有4.5 g AES、8.2 g LAS、1.0 g 6501 、1.0 g甘油、1.0 g NaCl、5.0 mL黃瓜汁和30.0 mL去離子水的燒杯中,攪拌均勻后進(jìn)行測(cè)試。
分別量取去離子水10.0、20.0、30.0、40.0、50.0 mL 置于100 mL裝有4.5 g AES、8.2 g LAS、1.0 g 6501、1.0 g甘油、1.0 g NaCl和5.0 mL黃瓜汁的燒杯中,攪拌均勻后進(jìn)行測(cè)試。
在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上以AES、LAS、6501、去離子水、甘油、檸檬汁、黃瓜汁和NaCl為因素設(shè)計(jì) L(4) 正交試驗(yàn)、設(shè)計(jì)方案,見表2。
表2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
稱取小燒杯的質(zhì)量,再加入洗手液,將燒杯放入高溫爐中,105 ℃灼燒3 h,取出,冷卻至室溫,稱質(zhì)量,然后進(jìn)行第2、3次灼燒,直到2次稱量相差較小,最后質(zhì)量為,固含量X計(jì)算如公式(1)所示:
(1)
按照QB/T 2654—2013《洗手液》進(jìn)行pH值和穩(wěn)定性的測(cè)定;分別參照2015版化妝品安全技術(shù)規(guī)范第四、五部分進(jìn)行銅綠假單胞菌和菌落總數(shù)、耐熱大腸菌群、金黃色葡萄球菌、 霉菌和酵母菌的檢測(cè);分別參照2015版化妝品安全技術(shù)規(guī)范第三節(jié)化學(xué)檢驗(yàn)方法和GB 9985—2000《手洗餐具用洗滌劑》(以1%的Pb和As計(jì))檢測(cè)Hg(以Hg計(jì))元素和Pb、As元素。
由圖1可知,開始時(shí)隨著AES量增加,所制得洗手液的感官評(píng)價(jià)值先上升;當(dāng)AES為4.0 g時(shí),感官評(píng)價(jià)值達(dá)到最好,為25分;此后,隨著AES量增加而下降,這是由于隨著AES量的增加,去污效果越好,但是當(dāng)AES量超過4.0 g時(shí),會(huì)降低起泡力和潔凈性,制得的洗手液有較多懸浮物,且呈分層狀態(tài),故AES量此時(shí)取4.0 g為宜。
由圖2可知,所制得洗手液的感官評(píng)價(jià)值開始時(shí)隨著LAS量增加而不斷增大;當(dāng)LAS量為8.7 g時(shí),感官評(píng)價(jià)值達(dá)到最高,為24分;此后,隨著LAS量增加而下降。這是由于開始時(shí)隨著LAS量不斷增加,在與AES復(fù)配時(shí),靜電作用影響會(huì)不斷增強(qiáng),但當(dāng)LAS量超過8.7g時(shí), 會(huì)形成分子量較大的凝絮物,出現(xiàn)大量白色絮狀物,溶液穩(wěn)定性很差,故此時(shí)LAS的量取 8.7 g 為宜。
由圖3可知,所制得洗手液的感官評(píng)價(jià)值開始時(shí),隨著6501量增加而不斷增大;當(dāng)6501量為 1.0 g 時(shí),感官評(píng)價(jià)值最高,即為26分;此后,隨著6501量增加而呈下降趨勢(shì);這是由于開始時(shí)隨著6501量的增加,能夠穩(wěn)定AES和LAS復(fù)配產(chǎn)生的泡沫,提高清洗效果,但當(dāng)6501的量超過1.0 g后,所制得的洗手液泡沫較穩(wěn)定,不易擴(kuò)散,洗手液的去污效果下降,故此時(shí)6501量取1.0 g時(shí)為宜。
由圖4可知,所制得洗手液的感官評(píng)價(jià)值隨著甘油量的增加先增加后減?。划?dāng)甘油量為1.0 g時(shí)感官評(píng)價(jià)值最高,即為24分;這是由于開始時(shí)隨著甘油量的增加,在皮膚表面形成的油性膜越完整,對(duì)皮膚有較好的滋潤(rùn)作用,但當(dāng)甘油量超過1.0 g時(shí),隨著甘油量的增加,會(huì)逐漸使手部皮膚過于油膩,致使感官舒適度不斷降低,故甘油的量此時(shí)取1.0 g為宜。
由圖5可知,洗手液的感官評(píng)價(jià)值開始時(shí),隨著NaCl量增加而增加;當(dāng)NaCl量為0.5 g時(shí),感官評(píng)價(jià)值最高,即為24分;此后,隨著NaCl量的增加感官評(píng)價(jià)值不斷減小;這是由于開始時(shí)隨氯化鈉量的增加,洗手液的黏度隨之增大,但當(dāng)黏度過大時(shí),在使用過程中不能均勻地覆蓋在手的表面,會(huì)降低清潔效果,故NaCl的量此時(shí)取0.5 g較好。
由圖6可知,所制得洗手液的感官評(píng)價(jià)值開始時(shí),隨著黃瓜汁量的增加而增加,當(dāng)黃瓜汁的量為3.0 mL時(shí),感官評(píng)價(jià)值最高,為25分;此后,隨黃瓜汁量的增加而減小。這是由于開始時(shí)隨著黃瓜汁量的增加,手部皮膚光滑亮麗感增加,油脂的分泌平衡狀態(tài)也越好,但當(dāng)黃瓜汁的量超過3.0 mL后,洗手液的氣味和外觀狀態(tài)均不斷變差,且洗手液更加容易變質(zhì),故此時(shí)黃瓜汁的量取3.0 mL時(shí)為宜。
由圖7可知,開始時(shí)隨著檸檬汁量的增加,感官評(píng)價(jià)不斷增加,在2.4 mL時(shí)最高,為25分,此后,隨檸檬汁量的增加而減小。這是由于開始時(shí)隨檸檬汁量的增加,洗手液的殺菌和去污效果不斷增強(qiáng),但檸檬汁的量過大時(shí),制得的洗手液pH值偏低,而人的皮膚呈酸性,使用后對(duì)皮膚有較大刺激,從而降低了舒適度,故檸檬汁的量此時(shí)取2.4 mL為宜。
由圖8可知,所制得洗手液的感官評(píng)價(jià)值隨著去離子水量的增加先不斷增加,當(dāng)去離子水的量為30.0 mL時(shí),感官評(píng)價(jià)值最高,即為27分,此后,隨著去離子水量的增加而不斷減小。這是由于開始時(shí)隨著去離子水量增加,所能溶的活性物質(zhì)越多,但當(dāng)去離子水的量過大,即超過30.0 mL時(shí),制得的洗手液黏度不斷變小,在手上停留時(shí)間不斷變短,清潔效果也不斷變差,故去離子水的量此時(shí)取 30.0 mL 為宜。
由表3可知,正交試驗(yàn)中值顯示,檸檬-黃瓜洗手液的較優(yōu)配方為ABCDEFGH和ABCDEFGH,對(duì)配方ABCDEFGH和ABCDEFGH分別進(jìn)行3個(gè)平行試驗(yàn),其中,ABCDEFGH試驗(yàn)結(jié)果分別為24、21、22分,而ABCDEFGH試驗(yàn)結(jié)果分別為27、28、28分,均高于正交試驗(yàn)中ABCDEFGH分?jǐn)?shù),且ABCDEFGH得到的產(chǎn)品不分層、不變色、無(wú)異味,性能穩(wěn)定,因此檸檬-黃瓜洗手液的最優(yōu)配方為AES、LAS、6501、甘油、NaCl、黃瓜汁、檸檬汁和去離子水的量分別為5.0 g、8.2 g、0.8 g、0.8 g、0.7 g、7.0 mL、3.4 mL、20.0 mL。因素的主次關(guān)系依次為去離子水、6501、NaCl、AES、LAS、檸檬汁、甘油、黃瓜汁。
表3 正交試驗(yàn)結(jié)果
表3(續(xù))
由表4可知,所得產(chǎn)品在冷凍條件和干燥條件下放置24 h并恢復(fù)至室溫時(shí),品質(zhì)未出現(xiàn)明顯變化,且無(wú)變色、沉淀、分層等現(xiàn)象,故其穩(wěn)定性較好。
表4 穩(wěn)定性測(cè)定
由表5可知,最優(yōu)組合條件下配制的洗手液性能指標(biāo)中,洗手液中的菌落總數(shù)、金黃色葡萄球菌、耐熱大腸菌等指標(biāo)均滿足輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(QB/T 2654—2013《洗手液》)要求。
表5 洗手液的性能指標(biāo)
檸檬-黃瓜洗手液的最優(yōu)配方為AES、LAS、6501、甘油、NaCl、黃瓜汁、檸檬汁和去離子水的量分別為5.0g、 8.2g、 0.8g、 0.8g、 0.7g、 7.0mL、3.4 mL、20.0 mL;因素的主次關(guān)系依次為去離子水、6501、NaCl、AES、LAS、檸檬汁、甘油、黃瓜汁。所得洗手液的菌落總數(shù)、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌群、耐熱大腸菌、酵母菌、霉菌、As、pb、Hg、pH值和固含量都滿足輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T 2654—2013《洗手液》的要求,且穩(wěn)定性較好。
致謝:洗手液的菌落總數(shù)、耐熱大腸菌、銅綠假單胞菌群、金黃色葡萄球菌、霉菌、酵母菌、Pb、Hg和As等性能指標(biāo)由西安國(guó)聯(lián)質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)股份有限公司提供技術(shù)檢測(cè),在此表示感謝。