鹿油手工沐浴皂的制備及其抑菌性研究*

汪海鵬，李 博，才旭紅，時(shí)曉萌，劉俊渤，唐珊珊

(吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130118)

沐浴皂是人們經(jīng)常使用的潔膚產(chǎn)品。隨著生活品質(zhì)的提高，人們不僅希望沐浴皂具有清潔作用，還傾向其具有殺菌與潤(rùn)膚等功效。目前，市場(chǎng)上銷售的沐浴皂大多是工業(yè)沐浴皂，其生產(chǎn)過(guò)程中由于鹽析反應(yīng)而使皂基與具有保濕護(hù)膚功效的甘油分離，這樣皂基制備的沐浴皂不僅缺少甘油潤(rùn)膚成分，而且由于起泡劑、表面活性劑等化學(xué)試劑的加入，易導(dǎo)致皮膚干燥與老化，同時(shí)還對(duì)環(huán)境造成污染。相比之下，采取冷制法以天然油脂為原料制作的手工沐浴皂，不僅在制作過(guò)程中不添加化學(xué)試劑，而且由于低溫皂化，其皂除了原料天然外，還盡最大可能保留了油脂、中藥等添加物所富含的營(yíng)養(yǎng)成分。因此，其皂不僅具有超凡的滋潤(rùn)效果，而且還具有抗菌、祛痘、抗衰或美白等特殊功效[1-4]。目前采用冷制法研發(fā)對(duì)人體與環(huán)境安全、純天然綠色及多功效的手工沐浴皂已成為沐浴皂的發(fā)展趨勢(shì)。

鹿油，富含多種飽和與不飽和脂肪酸[5-6]，其脂肪酸不僅具有較高的營(yíng)養(yǎng)與藥用價(jià)值[7-9]，且具有營(yíng)養(yǎng)肌膚、保濕、祛斑及治療皮膚癢痛等功效[10-13]。艾葉是我國(guó)傳統(tǒng)中藥菊科蒿屬艾草的葉子，主要含有蒿醇、芳樟醇、側(cè)柏醇、桉油素、水芹烯及畢澄茄烯等多種有機(jī)成分，具有殺菌抗毒，止癢消炎及抗過(guò)敏等功效[14-16]。

目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于鹿油的研究主要集中在鹿油的提取、精制及性能研究方面[17-18]，未見(jiàn)鹿油手工皂與工業(yè)皂的開(kāi)發(fā)。因此，本研究采用冷制法，以精制鹿油為主要油脂，添加煎煮法提取的艾葉有效成分，通過(guò)對(duì)氫氧化鈉溶液濃度、艾葉提取液濃度及油脂比例的優(yōu)化，制備了一種抑菌型鹿油手工沐浴皂，其研究為鹿油資源的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 試劑與儀器

1.1.1 試 劑

精制鹿油，長(zhǎng)春瑞鉑生物科技有限公司；椰子油、棕櫚油、橄欖油、葡萄籽油，湖州奕欣日化有限公司；玉米醇溶蛋白，生物試劑(92%)，上海源葉生物科技有限公司；艾葉，吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院提供；大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌，吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院提供。

1.1.2 儀 器

DP602全自動(dòng)微生物培養(yǎng)箱，北京亞歐德鵬科技有限公司；BXM-50M全自動(dòng)高壓滅菌器，上海博迅生物儀器有限公司；HH-S1恒溫水浴鍋，江蘇麥普龍儀器制造有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 艾葉提取液的制備

將艾葉陰干后粉碎，稱取艾葉粉末于燒杯中，加入蒸餾水于100 ℃水浴中煎煮120 min，用8層紗布過(guò)濾3次，收集澄清濾液并水浴加熱濃縮，至艾葉提取液濃度分別為0.02、0.04、0.06、0.08、0.10 g/mL。

1.2.2 鹿油手工沐浴皂的抑菌試驗(yàn)

菌液制備：將野生型大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌接種至100 mL的LB液體培養(yǎng)基中，在37 ℃搖床中180 rpm培養(yǎng)12 h。保存菌種備用。

抑菌試驗(yàn)：稱取樣品于1.50 mL離心管中，加1.00 mL無(wú)菌蒸餾水至樣品完全溶解，在無(wú)菌環(huán)境下用濾膜除菌，然后將直徑為6 mm滅菌后的圓形濾紙浸入過(guò)濾得到的無(wú)菌皂液30 min。分別將100 μL培養(yǎng)好的菌液置于LB固體培養(yǎng)基中，混合均勻后轉(zhuǎn)入無(wú)菌培養(yǎng)皿中，將充分吸收皂液后的圓形濾紙平鋪于培養(yǎng)皿中，37 ℃培養(yǎng)18 h后測(cè)量抑菌圈直徑。進(jìn)行抑菌圈試驗(yàn)時(shí)，大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌抑菌試驗(yàn)其皂液濃度分別為5.00、17.00、11.00 mg/mL，平行3次。

1.2.3 鹿油手工沐浴皂制備工藝條件的優(yōu)化

1.2.3.1 氫氧化鈉溶液濃度的優(yōu)化

分別稱取20.00 g精制鹿油、14.00 g椰子油、16.00 g棕櫚油、40.00 g橄欖油與10.00 g葡萄籽油，在40 ℃條件下緩慢加入用0.08 g/mL艾葉提取液配制的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.10、0.20、0.30、0.40、0.50氫氧化鈉溶液33.00 mL，待皂液粘稠后入模，脫膜后得到5個(gè)處理。以總游離堿、游離苛性堿、水分和揮發(fā)物、pH為考察指標(biāo)，篩選氫氧化鈉溶液的最佳濃度。

1.2.3.2 油脂質(zhì)量比的優(yōu)化

按照表1中油脂質(zhì)量，分別準(zhǔn)確稱取精制鹿油、椰子油、棕櫚油、橄欖油及葡萄籽油，在40 ℃條件下緩慢加入用0.08 g/mL艾葉提取液配制的一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度的氫氧化鈉溶液33.00 mL，待皂液粘稠時(shí)入模，脫膜后得5個(gè)處理。以其皂的溫和性、洗凈度及外觀3個(gè)指標(biāo)探討精制鹿油與椰子油最佳油脂質(zhì)量比。

表1 鹿油手工沐浴皂油脂比例Table 1 Oil formulation of the deer oil handmade bath soap

1.2.3.3 艾葉提取液濃度的優(yōu)化

分別稱取20.00 g精制鹿油、14.00 g椰子油、16.00 g棕櫚油、40.00 g橄欖油與10.00 g葡萄籽油，在40 ℃條件下緩慢加入濃度分別為0.02、0.04、0.06、0.08、0.10 g/mL含有14.20 g氫氧化鈉的艾葉提取液33.00 mL，待皂液粘稠時(shí)入模，脫膜后得5個(gè)處理。30天熟化后，通過(guò)抑菌圈試驗(yàn)研究不同濃度的艾葉提取液制備的皂樣對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌的抑菌效果。

1.2.3.4 鹿油手工沐浴皂各項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)與測(cè)定

溫和性測(cè)定[19]：取20.00 g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01皂液加入1.00 g玉米醇溶蛋白，混合1 h，將離心后的玉米醇溶蛋白顆粒真空干燥至恒重，按下式計(jì)算溶解的玉米醇溶蛋白百分率：

溶解的玉米醇溶蛋白百分率(%)=(1-干燥后玉米醇溶蛋白重量)×100%

洗凈度測(cè)定：將萊卡棉布裁成15×10 cm的長(zhǎng)方形布?jí)K，將20 μL質(zhì)量比為2000∶1大豆油與蘇丹紅配成的油污液均勻涂抹在萊卡棉布2×2 cm范圍內(nèi)，室溫靜置10 min，將污布置于75 ℃烘干箱烘干20 min。配制一定濃度的皂樣洗滌液，對(duì)處理后的污布洗滌3 min，再用自來(lái)水漂洗1次，觀察洗凈效果及油脂殘留情況，3次重復(fù)。

外觀評(píng)價(jià)：以皂體外觀光滑細(xì)膩程度，有無(wú)皂粉、油斑及裂紋等對(duì)皂體評(píng)分。具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 鹿油手工沐浴皂評(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Evaluation index and scoring standard of the deer oil handmade bath soap

總游離堿測(cè)定：參照QB/T 2623.2-2003肥皂試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定。

游離苛性堿測(cè)定：參照QB/T 2623.1-2003肥皂試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定。

水分和揮發(fā)物測(cè)定：參照QB/T 2623.4-2003肥皂試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定。

pH測(cè)定：將10.00 g皂樣溶解后定容于1000 mL容量瓶中，利用酸度計(jì)測(cè)其pH。

2 結(jié)果與討論

2.1 氫氧化鈉溶液濃度的優(yōu)化

不同濃度氫氧化鈉溶液制備的鹿油手工沐浴皂4種理化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，皂樣的各項(xiàng)指標(biāo)差異顯著(P<0.05)。當(dāng)氫氧化鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.30時(shí)，盡管總游離堿、游離苛性及pH都在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，但脫膜后的皂體質(zhì)地較軟，30天成熟后皂表面塌陷；而其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.40時(shí)，總游離堿與游離苛性雖然在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，但其pH值略大；尤其氫氧化鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.50時(shí)，皂樣pH值為11.15，且此時(shí)皂樣的總游離堿與游離苛性堿液超出國(guó)家輕工業(yè)手工皂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明該皂樣對(duì)皮膚刺激性較大，易導(dǎo)致皮膚粗糙、紅腫等炎癥。綜上所述，氫氧化鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.30時(shí)制備的鹿油手工沐浴皂質(zhì)地細(xì)膩，軟硬合適，品質(zhì)最佳，其手工皂樣品的總游離堿、水分和揮發(fā)物、pH分別為0.089%、5.56%、8.97%，游離苛性堿未測(cè)出，其指標(biāo)均符合國(guó)家僅含脂肪酸鈉I型香皂輕工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

表3 氫氧化鈉溶液不同濃度條件下鹿油手工沐浴皂的各項(xiàng)理化指標(biāo)Table 3 Physical and chemical indexes of deer oil bath soap under different concentrations of sodium hydroxide

2.2 油脂質(zhì)量比的優(yōu)化

按照表2評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同質(zhì)量油脂比制備的皂樣進(jìn)行綜合評(píng)分，結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可知，5個(gè)處理中溫和性由高到底順序?yàn)門(mén)5、T4、T3、T2、T1，洗凈度由高到底順序則為T(mén)1、T2、T3、T4、T5，外觀由高到底順序?yàn)門(mén)3、T2、T1、T4、T5，T1、T2處理由于椰子油所占比率相對(duì)較大，皂體相對(duì)較硬，放置30天后表面有細(xì)小裂紋，而T4、T5則由于椰子油所占比率相對(duì)較小，放置30天后皂體表面有微小油斑。因此，T3處理的皂樣盡管洗凈度略小于T1、T2，但溫和性優(yōu)良，熟化后的皂體厚實(shí)細(xì)膩，且表面無(wú)皂粉與油斑，清潔力好，同時(shí)使用時(shí)膚感光滑細(xì)膩，無(wú)刺激。因此，綜合3個(gè)評(píng)定指標(biāo)，鹿油手工沐浴皂最佳的配方為：精制鹿油20.00 g、椰子油14.00 g、棕櫚油16.00 g、橄欖油40.00 g、葡萄籽油10.00 g。

表4 油脂質(zhì)量比不同條件下鹿油手工沐浴皂的評(píng)定Table 4 Evaluation of the deer oil handmade bath soap with different quality proportions of oil

2.3 艾葉提取液溶濃度的優(yōu)化

為探究添加艾葉提取液的最佳濃度，本研究設(shè)計(jì)了5個(gè)處理，各處理的抑菌結(jié)果見(jiàn)表5。由表5可知，不同濃度的艾葉提取液制備的皂樣均有顯著的抑菌效果。對(duì)大腸桿菌來(lái)說(shuō)，艾葉提取液濃度越大其皂樣抑菌效果越好；對(duì)金黃色葡萄球菌則是當(dāng)艾葉提取液濃度為0.08 g/mL時(shí)抑菌效果最佳，且顯著高于其他處理濃度；而對(duì)枯草芽孢桿菌，則艾葉提取液濃度在0.04～0.08 g/mL范圍內(nèi)制備的皂樣都有較好的抑菌效果。綜合5個(gè)處理皂樣的抑菌結(jié)果，最終確定艾葉提取液濃度為0.08 g/mL。

表5 不同艾葉提取液濃度制備的手工沐浴皂對(duì)細(xì)菌的抑制作用Table 5 Antibacterial activity of hand-made bath soap with different concentration of Artemisia Argyi Leaf extract solution for different bacteria

3 結(jié) 論

選用精制鹿油為主要油脂原料，輔助椰子油、棕櫚油、橄欖油及葡萄籽油，通過(guò)添加艾葉提取液制備了一款具有抑菌性能鹿油冷制手工沐浴皂，同時(shí)對(duì)影響鹿油冷制手工沐浴皂性能與品質(zhì)的三個(gè)因素進(jìn)行了探討。結(jié)果表明，將艾葉提取液(0.08 g/mL)配制的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.30氫氧化鈉溶液33.00 mL加入到鹿油(20.00 g)、椰子油(14.00 g)、棕櫚油(16.00 g)、橄欖油(40.00 g)及葡萄籽油(10.00 g)混合油脂中制備的鹿油手工沐浴皂作用最溫和，抑菌效果也較好。在此條件下制備的鹿油手工沐浴皂的總游離堿、游離苛性堿、水分和揮發(fā)物及pH各項(xiàng)指標(biāo)均符合國(guó)家僅含脂肪酸鈉的I型香皂輕工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。含有艾葉有效成分的鹿油冷制手工沐浴皂極大保留了鹿油、艾葉的營(yíng)養(yǎng)成分，不僅具有抗菌滋潤(rùn)作用，同時(shí)其皂對(duì)環(huán)境無(wú)污染，非常值得推廣和使用。