大別山茶樹中茶皂素在洗發水中的應用研究

李林剛，朱夏瑾，孫 奧，葉 祺，余學永

(1.皖西學院 材料與化工學院，安徽 六安 237012；2.精細化工六安市工程技術研究中心，安徽 六安 237012；3.安徽仿生傳感與檢測技術省級重點實驗室，安徽 六安 237012；4.六安市海洋羽毛有限公司，安徽 六安 237012)

中國是世界上最大的洗發水需求國家，洗發水品牌眾多，競爭非常激烈。近年來中國洗發水市場營業額數達億元，并且正在逐年增長，家庭年均購買次數提高，中國人的洗發頻次還低于歐美國家，市場規模仍將繼續擴大[1]。主表面活性劑是洗發水的基礎，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，陰離子表面活性劑具備這些優點[2]。

我國茶樹特別是大別山區資源豐富，可實際利用率只有10%，如何利用茶樹是關鍵問題[3-4]，茶樹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，具有較強的發泡、穩泡、濕潤、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]。隨著人們的環保意識發展，工業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，既環保又可以充分利用茶籽餅資源[6]，可廣泛應用于各類洗化產品中，特別是應用到洗發液中，與少量的甘油、香精、檸檬酸等配比，洗發液具有保濕、滋潤的效果[7-8]。黃寶生[9]、彭游[10]等均對含茶皂素的洗發水配方進行了研究，使用茶皂素的洗發水更環保，除油效果好，大大提高了洗發水的性能。但由于茶皂素提取工藝復雜，市場上茶皂素的價格較高，要改變這一現狀，將茶皂素與其他表面活性劑進行復配，既能提高洗發水的洗滌性能，又能顯著降低洗發水的成本，具有較大的研究開發價值。

本文是在基礎洗發水配方的基礎上，選取大別上茶樹中提取的茶皂素與洗發水中主表面活性劑AES進行復配，通過對不同配方的洗發水的黏度穩定性、泡沫性和表面張力等性能指標進行表征，找到復配表活洗發水的最佳配方。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

儀器：JRW-51A羅氏(ROSS-MILES)泡沫測定儀(上海隆拓儀器設備有限公司)；SYG-512羅氏泡沫儀專用水浴鍋(上海隆拓儀器設備有限公司)；BP211D型電子天平(德國賽多利生產)；NDJ-8S旋轉黏度計(上海越平科學儀器有限公司)；HH-1數顯恒溫水浴鍋(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)，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、開松CY-1 均為工業品，氯化鈉(NaCl)、十二烷基硫酸鈉(SDBS)均為分析醇。

1.2 實驗步驟

選擇調理型洗發水的典型配方(見表1)為基礎[11]，改變茶皂素與AES比例，配制不同含茶皂素洗發水產品。將基礎洗發水和茶皂素洗發水為空白對照組，在基礎洗發水的配方基礎上，采用茶皂素與AES的質量比分別為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，配制洗發水。依次編號為1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#、10#、11#、12#。

表1 基礎洗發水配方

2 實驗結果與討論

2.1 泡沫性測試

各稱取3 g洗發水樣品，加入100 ml，已預熱至50 ℃去離子水進行溶解，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，作為待測樣品，并保持溶液于(50± 0.5)℃，直至實驗進行。記錄泡沫初始高度(H0/cm)和5 min時的高度(H5/cm)，記5組求平均值，泡沫初始高度為起泡性，數值越大，則起泡性越好，H5/H0的大小為穩泡性，比值越接近1，則穩泡性越好。測試數據見表2，泡沫性能見圖1。

表2 洗發水泡沫性測試結果

圖1 洗發水泡沫性測試結果

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

2.2 洗發水黏度穩定性測試結果

將測定好黏度的洗發水分別取等量的12份放入48 ℃的隔水烘箱里，恒溫24 h后，恢復室溫，觀察洗發水較之前的狀態沒有發生變化，同時用旋轉黏度計對其黏度進行測定，相關數據如下(表3)。

表3 洗發水粘度穩定性測試結果

由表3可知，各種洗發水在室溫下黏度差別不大，茶皂素洗發水黏度相對較小，經過48度處理后黏度變化區別較大，1#和12#樣品黏度變化相當，6#樣品在處理前后黏度變化最小，說明質量比為5∶10的洗發水體系黏度穩定最強。

2.3 表面張力測定

各取3 g洗發水，加入100 mL去離子水配制溶液，同時以去離子水為空白對照組，采用最大氣泡法對編號依次為1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#、10#、11#、12#洗發水樣品進行表面張力測定。測試結果見圖2。

圖2 洗發水表面張力測試結果

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

3 結論

根據本實驗用以AES和大別山茶皂素復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水測其泡沫性、黏度穩定性和表面張力。分析結果表明，茶皂素與AES質量比為5∶10(1∶2)的洗發水在黏度穩定性、泡沫性(起泡性和穩泡性)和表面張力均表現出較好的效果，所以該配比為最佳配比。