食用菜籽油制作手工皂的實驗研究

趙 琪，周躍花，張 萌，康孝瑜，別劍橋，劉嬌嬌

(西安文理學院 化學工程學院，陜西 西安 710065)

食用菜籽油制作手工皂的實驗研究

趙 琪，周躍花*，張 萌，康孝瑜，別劍橋，劉嬌嬌

(西安文理學院 化學工程學院，陜西 西安 710065)

用食用菜籽油為原料，采用冷制法制取手工皂。用pH值、軟硬度、泡沫量等指標量化評價皂基品質，通過單因素實驗分別考察油脂質量、NaOH質量分數、皂化溫度三個因素對皂基品質的影響，在此基礎上進行正交實驗，得到皂基制備的優化條件為：菜籽油質量 24 g，NaOH質量分數30 %，加入量20 mL，堿油質量比為1.11，同時加入10 mL 95 % 的乙醇，在40 ℃ 溫度下皂化15分鐘，制得的皂基品質良好。

食用菜籽油；皂化；手工皂

近年來手工皂以其繽紛的色澤、誘人的香味、時尚的外形以及兼具保濕、消炎、殺菌等護膚功能的設計，成為一款極具個性化特色的日用洗滌品，雖然價格比機械化生產的普通香皂貴很多，但隨著人們消費觀念的改變，手工皂越來越受到消費者的青睞，尤其是年輕人的喜愛，具有較大的市場潛力。手工皂的制作方法有兩種[1]，一種是融化再制法，即購買現成皂基加熱溶化后，添加色素、香精、精油等輔料，注模冷卻成型即可，此法簡單易行；一種是冷制法，也就是傳統的制皂方法，即利用油脂和堿進行皂化反應，再經過鹽析、分離等操作制得皂基，再添加輔料，注模成型后制得，工序相對復雜，但冷制皂法可以完全掌控制造原料，在原料的安全性和選擇性上具有一定優勢。

菜籽油是一種天然植物油，是家庭常用的食用油，價格適中，用于自制手工皂的原料簡便易得、綠色安全。本實驗以食用菜籽油和燒堿為原料，采用冷制法制取手工皂，設計正交實驗對皂化反應的原料配比和工藝進行了優化，得到了皂基原料配方和手工皂制作工藝，添加玫瑰精油、天然色素等輔料，研制一款具有保濕功能的護膚手工皂。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

“多力”牌食用菜籽油；NaOH(分析純，西安試劑廠)；95%乙醇(化學純，西安試劑廠)，NaCl(分析純，西安試劑廠)；硅酸鈉(化學純，西安試劑廠)。

1.2 儀器與設備

HJ-6A多頭恒溫磁力攪拌器(常州國華電器有限公司)；SE-602F電子天平(奧豪斯儀器上海有限公司)；PHS-25 pH計(上海儀電科學儀器股份有限公司)。

1.3 實驗方法

用油脂和NaOH發生皂化反應得到高級脂肪酸鈉，制取皂基。反應方程式如下：

CH2OCOR-CHOCOR-CH2OCOR + 3NaOH → 3RCOONa + CH2OH-CHOH-CH2OH

制作步驟及方法[2]：

①燒杯內加入一定質量的菜籽油，加入20mL、一定質量分數的NaOH溶液，再加入10mL 95 % 的乙醇；

②將燒杯置于磁力攪拌器上加熱，并不斷用玻璃棒攪拌燒杯內物料，當液面出現泡沫后，應加強攪拌，當泡沫覆蓋整個液面時停止加熱；

③用膠頭滴管吸取少量燒杯中的混合物滴加到盛有熱水的燒杯中攪拌觀察，若沒有泡沫產生，認為皂化反應完成；

④向皂化產物中緩緩加入25 mL飽和NaCl溶液鹽析，并用玻璃棒攪拌，冷卻后分離出上層的高級脂肪酸鈉；

⑤向分離出的高級脂肪酸鈉中加入4 mL Na2SiO3飽和溶液，目的是促進皂基成型，可同時加適量精油、天然色素等輔料，倒入模具中冷凝固化，制得手工皂。

1.4 實驗設計與檢測方法

實驗分別以菜籽油質量、堿液質量分數、皂化溫度為主要因素，先進行單因素實驗，量取堿液的體積不變，均為20 mL，分別改變菜籽油質量、堿液質量分數和皂化溫度，通過檢測皂基的pH值，觀察皂基的軟硬度、泡沫量[3]等感官指標評判皂基的品質。在單因素實驗的基礎上初步確定以上因素的三個水平，選擇正交試驗表 L9(34)設計實驗[4]，篩選最佳條件和油堿比，確定皂化工藝。

為量化評價皂基品質，根據皂基的堿性、軟硬度、泡沫量等要求，將pH值、軟硬度、泡沫量評價指標量化[5]，以總分100計，根據指標的差異性，設三個指標的權重比例設為20∶50∶30，分值范圍40～100分，如表1所示。

表1 皂基評價量化表Tab.1 Quantitative evaluation of soap base

2 結果與討論

2.1 堿液質量分數

稱取20 g的菜籽油，分別加入20 mL 15 % 、20 %、25 %、30 %、35 % 的NaOH溶液，再加入10 mL 95 % 的乙醇，按1.3所述實驗方法，考察不同的堿液質量分數對皂基品質的影響。實驗發現，堿液質量分數大于30 % 時，pH值高，質脆、硬度大；小于20 % 時，質軟，表面有油珠滲出。綜合評價后，取堿液質量分數20 % 、25 %、30 % 進一步優化。

2.2 菜籽油質量

分別稱取 16,20 ,24,28 ,32 g 菜籽油，加入20 mL 25 % 的NaOH溶液，按1.3所述實驗方法，考察不同的菜籽油質量對皂基品質的影響，結果表明，菜籽油質量大于28 g 時，皂化后皂基出油多；小于20 g 時，皂基較硬、粒散。取菜籽油質量20 ，24，28 g 再進行正交實驗。

2.3 皂化溫度

稱取20 g的菜籽油，加入20 mL 25 % 的NaOH溶液，分別考察35 ，40 ，45，50，55 ℃ 皂化溫度對皂基品質的影響。實驗結果表明，皂化溫度大于45 ℃ 時，皂化過程產生大量泡沫，皂化程度不均勻，皂基品質受影響。取35 ，40 ，45 ℃ 進一步試驗，確定皂化溫度。

2.4 正交試驗結果

在單因素實驗的基礎上進行正交實驗，結果如表2、表3所示。

表2 皂基制備因素水平表Tab.2 Factor level of soap base preparation

表3 皂基制備正交實驗結果Tab.3 Results of orthogonal experiment of soap base preparation

由正交實驗可見，第5組實驗評分最高，因此最佳皂化條件為：24 g菜籽油， 氫氧化鈉質量分數30 %(加入量20 mL)，皂化溫度40℃，皂化時加入10 mL 95 % 的乙醇，乙醇作為溶劑可以促進油脂與堿的相互作用，加快皂化反應速率。

2.5 堿油比

堿油質量之比簡稱堿油比，實驗發現，堿油比是影響皂化反應的主要因素，堿油比越大，硬度越大，越不起泡；堿油比低，皂化不完全，皂基表層滲出油狀液滴，凝固較慢，泡沫少；堿油比恰當，則皂基的軟硬度、泡沫量均良好。堿油比計算如下：

式中：m油——皂化時加入的菜籽油質量，g，；

m堿——皂化時加入的堿液(NaOH)質量，g；

ρ——氫氧化鈉溶液的密度，氫氧化鈉質量分數為20 %、25 %、30 % 時，密度分別為：1.22、1.27、1.33(g / mL)；

V——皂化時加入的氫氧化鈉溶液體積，為 20 mL。用上式計算表3中正交實驗的堿油比如下表4所示。

表4 皂基制備堿油比Tab.3 Alkali oil ratio of soap base preparation

可見，皂基制備的最佳堿油比為1.1，適宜的堿油比在1.06 ～ 1.11之間，當改變皂基制備量時，可根據堿油比計算所需油脂和堿液的質量。

3 結論

本實驗以菜籽油為原料制備手工皂，制備條件為：菜籽油質量24 g，NaOH堿液質量分數 30 %，堿油質量比為1.11，加入10 mL 95 % 的乙醇，在40 ℃ 溫度下皂化15min，再將皂化產物鹽析、冷卻、過濾分離，向分離出的高級脂肪酸鈉皂液中加入4 mL Na2SiO3飽和溶液，再加入適量玫瑰精油、天然色素等輔料，攪勻倒入模具中冷凝固化，制得的手工皂呈弱堿性，表面細膩、泡沫適中，具有保濕功能，是一款制作簡單、安全實用的手工皂，可為喜愛手工皂的人群提供更多的選擇。

[1] 王 迪,王雪瑤. 淺談皂基在手工皂中的應用[J]. 科技資訊, 2016 , 14 (12) : 61-63.

[2] 陳麗英．肥皂工藝學[M].鄭州:鄭州輕工業學院,1993:30-75.

[3] 張 丹,陸 穎,李 博，等.茶花皂的研制及性能探究[J].浙江大學學報(農業與生命科學版), 2016,42(3):333-339.

[4] 吳 狄,王洪輝,杜惠蓉，等. 油橄欖透明皂的制作研究[J].廣州化工, 2014,42(19):50-52.

[5] 李 瑩,劉艷霞.響應面法優化地溝油制皂工藝研究[J]. 技術研究, 2016,23(9):60-62.

(本文文獻格式：趙琪，周躍花，張萌，等.食用菜籽油制作手工皂的實驗研究[J].山東化工，2017，46(20)：14-15，18.)

ExperimentalStudyonMakingHandSoapfromEdibleRapeseedOil

ZhaoQi,ZhouYuehua*,ZhangMeng,KangXiaoyu,BieJianqiao,LiuJiaojiao

(School of Chemical Engineering, Xi'an University,Xi'an 710065, China )

With edible rapeseed oil as raw material, handmade soap was prepared by cold process. The soap base quality was evaluated by the indicators of pH value, solidity and foam volume. Effects of three factors such as oil quality, NaOH concentration and saponification temperature on the soap base quality were studied through the single factor experiments. Then orthogonal experiments were carried out on this basis. The results show that the optimized soap base preparation conditions: rapeseed oil quality of 24g, NaOH concentration of 30%, volume of 20 mL and alkali oil quality ratio of 1.11, while adding 10 mL of 95% ethanol at 40℃ saponification for 15 minutes, the prepared soap with good quality.

edible rapeseed oil; saponification; handmade soap

2017-08-21

2016年陜西省大學生創新創業訓練計劃

周躍花(1964—)，女，甘肅張掖人，副教授，本科，主要研究方向為化工工藝優化。

TS974

B

1008-021X(2017)20-0014-02