謝宗膠，公維潔，施蘭蘭，林曉云

(海南熱帶海洋學(xué)院海洋科學(xué)技術(shù)學(xué)院，海南 三亞 572022)

海南地處熱帶亞熱帶地區(qū)，雨量充沛、熱量充足、植物群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分布著占全國靈芝總種數(shù)65.3%的靈芝種類。薄蓋靈芝為海南野生薄樹芝，是一種珍貴的植物菌菇。富含多糖類、多肽類、三萜類、甾醇類、核苷類、生物堿類等多種生物活性成分，具有抗腫瘤、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、降血糖、降血脂、抗病毒、消炎抗菌、保肝護(hù)肝等功效[1]。在美容方面，被譽(yù)為“長生不老”的象征，能有效清除導(dǎo)致器官組織損傷的自由基和血液中的脂肪、膽固醇、血栓等，使血液循環(huán)保持暢通；提高紅血球攜氧能力，促進(jìn)細(xì)胞的新陳代謝，改善皮膚性能，防止黑色素的產(chǎn)生，清除皮膚雀斑、黑斑等功效?；诒∩w靈芝的多種藥理作用及其美容功效，故將其提取物作為添加劑配用于手工皂中，以期達(dá)到不刺膚，保水分，增光澤，祛皺紋，增美白的效果。

實(shí)驗(yàn)以橄欖油、棕櫚油、椰子油、酪梨油、甜杏仁油、荷荷巴油和薄蓋靈芝的提取液為原料，采用傳統(tǒng)手工皂制作方法，參考先進(jìn)潔面工藝，制備出一種新型靈芝手工皂[2-9]。通過正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化其制作工藝并對(duì)成品的理化性質(zhì)和去污力進(jìn)行檢測(cè)。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 儀 器

JJ-1A電動(dòng)恒速攪拌器，金壇市盛藍(lán)儀器制造有限公司；PTHW型調(diào)溫電熱套，鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；HH-數(shù)顯恒溫水浴鍋，金壇市盛藍(lán)儀器制造有限公司；752N型紫外可見分光光度計(jì)，上海電分析儀器有限公司；DHG-9245A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，金壇市盛藍(lán)儀器制造有限公司；1500Y型鑫龍威多功能粉碎機(jī)，浙江平用機(jī)械有限公司；CP214電子天平，奧豪斯儀器(上海)有限公司。

1.2 原料及試劑

薄蓋靈芝，產(chǎn)自海南五指山。

橄欖油、棕櫚油、椰子油、酪梨油、甜杏仁油、荷荷巴油、95%乙醇、無水乙醇、鹽酸、硫酸、硝酸、甲基橙、甲基紅、溴甲酚綠、酚酞、抗壞血酸、硝酸銀、鄰苯二甲酸氫鉀、重鉻酸鉀、無水碳酸鈉、氯化鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、石油醚、硫酸鐵(Ⅲ)銨、硫氰酸銨、四水合鉬酸銨[(NH4)6Mo7O24·4H2O]、磷酸二氫鉀、碳酸氫鈉，均為國產(chǎn)分析純。

1.3 方 法

1.3.1 薄蓋靈芝液的提取

采用熱水提取法，用粉碎機(jī)將靈芝破碎成粉末狀，稱取10 g于圓底燒瓶中，再加入靈芝重量10倍(100 g)的蒸餾水，電熱套加熱保持微沸2 h，趁熱過濾，收集提取液。重復(fù)上述操作兩次，混合三次提取液，將其蒸發(fā)濃縮至20 mL。

1.3.2 薄蓋靈芝皂的原料比

實(shí)驗(yàn)過程中，油脂比例直接影響手工皂的軟硬程度。故根據(jù)油脂相關(guān)性能指標(biāo)對(duì)油脂進(jìn)行篩選，以手工皂軟硬程度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，最終確定每次制皂配方如表1所示。

表1 靈芝手工皂配方

注：需堿量=4.02+3.8+2.82+1.36+1.33+0.69=14.02 g；需水量=需堿量×2.5，即需水量=35.05 g；蒸餾水=需水量-靈芝液。

1.3.3 薄蓋靈芝皂的制備工藝

按照配方稱取植物油混合于500 mL燒杯中，并放入已設(shè)定溫度的水浴鍋中，設(shè)定攪拌速度攪拌。再稱取14.02 g NaOH溶解于定量蒸餾水中，待冷卻至50 ℃時(shí)，將NaOH溶液在攪拌下緩慢加入混合油中。待皂液成奶昔狀時(shí)，加入靈芝液，充分?jǐn)嚢韬蟮谷肽＞咧?，趕出氣泡，用保鮮膜封好包上毛巾放入泡沫保溫箱中24 h后，出膜，晾放在陰涼干燥通風(fēng)處干燥。

1.3.4 薄蓋靈芝皂制作工藝條件的確定

(1)最適皂化溫度的確定

按配方稱取植物油混合，稱取14.02 g NaOH溶解于32.55 mL蒸餾水中，以混合油和NaOH溶液制得皂基，再加入2.5 mL靈芝液制得靈芝皂。以攪拌速度500 r/min、水浴溫度分別為30、40、50、60 ℃制皂，測(cè)定成品靈芝皂產(chǎn)率、水分和揮發(fā)物含量。

(2)最適攪拌速度的確定

制作靈芝皂同上，以固定水浴溫度50 ℃、靈芝液2.5 mL不變，改變攪拌速度分別為200、350、500、650、800 r/min制皂，測(cè)定成品靈芝皂產(chǎn)率、水分和揮發(fā)物含量。

(3)最適靈芝液添加量的確定

按制作靈芝皂的步驟稱取植物油混合，分別量取2.5、5、7.5、10、12.5、15 mL靈芝液備用，分別稱取14.02 g NaOH溶解于32.55、30.05、27.55、25.05、22.55、20.05 mL蒸餾水中，以混合油和NaOH溶液制得皂基，再加入備用的靈芝液制得靈芝皂，測(cè)定成品靈芝皂產(chǎn)率、水分和揮發(fā)物含量。

(4) 制作工藝優(yōu)化

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以皂化溫度、攪拌速度、靈芝液添加量進(jìn)行三因素三水平正交實(shí)驗(yàn)，以進(jìn)一步確定靈芝皂的最優(yōu)制作工藝。

1.3.5 薄蓋靈芝皂性能評(píng)價(jià)

(1)游離苛性堿的含量

參照輕工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) QB/T 2485-2008測(cè)定。

(2)總游離堿含量的測(cè)定

參照輕工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) QB/T 2485-2008測(cè)定。

(3)總堿量和總脂肪含量的測(cè)定

參照輕工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) QB/T 2485-2008測(cè)定。

(4) 水分和揮發(fā)物含量的測(cè)定

參照輕工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T QB/T 2485-2008測(cè)定。

(5)氯化物含量的測(cè)定

參照輕工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T 2485-2008測(cè)定。

(6)磷酸鹽含量的測(cè)定

參照輕工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T QB/T 2485-2008測(cè)定。

(7)乙醇不溶物含量的測(cè)定

參照輕工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T 2623.5-2003測(cè)定。

(8)不皂化物和未皂化物含量的測(cè)定

參照輕工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T 2623.7-2003測(cè)定。

(9)干鈉皂含量的測(cè)定

參照輕工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T 2623.8-2003測(cè)定。

(10) 溶解度的測(cè)定

用直徑為1 cm的圓環(huán)在靈芝皂中截取直徑1 cm，高4 cm的圓柱形皂，用細(xì)繩輕輕將其圓柱形皂綁住，并放入盛有200 mL 40 ℃的蒸餾水的燒杯中，10 min后取出，加入甲基橙溶液2滴，邊攪拌邊用0.5 mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至呈淡粉色為終點(diǎn)，記錄所用體積為V1。將稱取0.5 g靈芝皂m于盛有20 mL蒸餾水的燒杯中，水浴加熱至皂完全溶解，加入甲基橙溶液2滴，同樣邊攪拌邊用0.5 mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至呈淡粉色為終點(diǎn)，記錄所用體積為V2。按公式計(jì)算其溶解度：

(11)穩(wěn)定性的檢測(cè)

①濾紙去零分別稱取5 g靈芝皂和市售皂m，并將稱好的皂連同濾紙置于50 ℃烘箱中6 h后取出，稱量皂連同濾紙的重量，記錄，去掉皂再稱量濾紙的重量，記錄，計(jì)算得出烘后皂的重量m1。

②濾紙去零分別稱取5 g靈芝皂和市售皂m，并將稱好的皂連同濾紙置于4 ℃冰箱中6 h后取出，稱量皂連同濾紙的重量，記錄，去掉皂再稱量濾紙的重量，記錄，計(jì)算得出冰后皂的重量m1。

③對(duì)比兩組皂實(shí)驗(yàn)前后的外觀變化，并計(jì)算質(zhì)量的變化。按公式計(jì)算其前后的質(zhì)量變化率：

(12)去污力的檢測(cè)

用彩色筆在手臂上做三個(gè)直徑為2.5 cm的圓形，將其中兩圓分別依次用市皂、靈芝皂在其打轉(zhuǎn)十圈后，將全部用水沖洗，對(duì)比各其洗滌效果。

2 結(jié)果與討論

2.1 薄蓋靈芝皂制作工藝條件的確定

2.1.1 皂化溫度對(duì)靈芝皂產(chǎn)率、水分和揮發(fā)物含量的影響

圖1 不同皂化溫度對(duì)靈芝皂產(chǎn)率、水分和揮發(fā)物含量的影響

水分和揮發(fā)物是衡量手工皂品質(zhì)的重要理化指標(biāo)。含水過高的手工皂容易收縮變形，變質(zhì)，硬度偏低，洗滌時(shí)不耐擦；含水過低，手工皂會(huì)很脆，易碎裂，洗滌效果差。國標(biāo)要求水分和揮發(fā)物的含量15%以下。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得，靈芝皂產(chǎn)率隨著溫度的升高逐漸上升，水分和揮發(fā)物含量逐漸下降，當(dāng)溫度設(shè)置在50 ℃時(shí)，靈芝皂產(chǎn)率最高，達(dá)到83.81%，水分和揮發(fā)物的含量最低，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí)，產(chǎn)率反而降低，水分和揮發(fā)物的含量反而升高，說明皂化溫度控制在50 ℃左右最適宜。

2.1.2 攪拌速度對(duì)靈芝皂產(chǎn)率、水分和揮發(fā)物含量的影響

圖2 不同攪拌速度對(duì)靈芝皂產(chǎn)率、水分和揮發(fā)物含量的影響

如圖2所示，攪拌速度為500～650 r/min區(qū)間時(shí)，攪拌速度較緩慢均一，產(chǎn)率高且水分和揮發(fā)物含量低。轉(zhuǎn)速為600 r/min及以上時(shí)，攪拌過于劇烈，會(huì)濺出皂液，造成皂液流失，誤差增大，且所得的皂液易溶入氣泡，皂體表面凹凸不平，會(huì)影響皂體美觀，所以確定攪拌速度為500 r/min左右最適宜。

2.1.3 靈芝添加量對(duì)靈芝皂產(chǎn)率、水分和揮發(fā)物含量的影響

靈芝添加量對(duì)手工皂影響很大。添加量過多，易使皂基自身結(jié)構(gòu)破壞，造成皂體松軟不易成形；添加量太少，靈芝有效成分太少，達(dá)不到理想效果。由圖3可以看出，在靈芝添加量5～12.5 mL區(qū)間時(shí)，水分和揮發(fā)物含量相似，7.5 mL時(shí)產(chǎn)率最高，出膜后皂體表面光滑無凹凸現(xiàn)象，品相好，故確定靈芝液添加量為7.5 mL左右最適宜。

圖3 不同靈芝添加量對(duì)靈芝皂產(chǎn)率、水分和揮發(fā)物含量的影響

2.2 靈芝皂工藝優(yōu)化

以單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果為取值范圍，設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)。L9(33)正交實(shí)驗(yàn)，因素與水平設(shè)計(jì)如表2所示，L9(34)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析見表3。

表2 L9(34)正交實(shí)驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)

表3 L9(34)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

表3正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，各因素對(duì)靈芝皂產(chǎn)率的影響程度依次是：靈芝液添加量>皂化溫度>攪拌速度，最優(yōu)工藝條件為A2B2C2，即皂化溫度50 ℃，攪拌速度500 r/min，靈芝液添加量7.5 mL。以水分和揮發(fā)物含量為指標(biāo)時(shí)，影響靈芝皂水分和揮發(fā)物含量的各因素主次關(guān)系為：靈芝液添加量>皂化溫度>攪拌速度，最優(yōu)工藝條件為A1B2C2，即皂化溫度45 ℃，攪拌速度500 r/min，靈芝液添加量7.5 mL。由分析得以產(chǎn)率為指標(biāo)的最優(yōu)方案為A2B2C2，以水分和揮發(fā)物含量為指標(biāo)的最優(yōu)方案為A1B2C2，綜合產(chǎn)率、水分和揮發(fā)物含量2個(gè)指標(biāo)，各個(gè)因素的各水平值的選擇如下：因素A皂化溫度的選擇，以產(chǎn)率為指標(biāo)時(shí)，最優(yōu)皂化溫度為A2=50 ℃，以水分和揮發(fā)物含量為指標(biāo)時(shí)，最優(yōu)皂化溫度為A1=45 ℃。比較A1和A2的產(chǎn)率、水分和揮發(fā)物含量的均值K的大小，溫度為A1=45 ℃時(shí)，產(chǎn)率為82.35%，水分和揮發(fā)物含量為10.70%，溫度為A2=50 ℃，產(chǎn)率為83.04%，水分和揮發(fā)物含量為10.82%。A2的產(chǎn)率比A1大0.69%，A1的水分和揮發(fā)物含量比A2小0.12%，由此可知，產(chǎn)率的影響比水分和揮發(fā)物含量的影響大，故選A2=50 ℃為最優(yōu)皂化溫度。綜合得，因素B攪拌速度B2為最優(yōu)攪拌速度。因素C靈芝液添加量C2為最優(yōu)靈芝液添加量。故靈芝皂最優(yōu)工藝條件為A2B2C2，即皂化溫度50 ℃，攪拌速度500 r/min，靈芝液添加量7.5 mL。

2.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)對(duì)工藝篩選的最佳制備條件：皂化溫度50 ℃，攪拌速度500 r/min，靈芝液添加量7.5 mL進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：靈芝皂的產(chǎn)率為83.93%，水分和揮發(fā)物含量為11.18%，驗(yàn)證結(jié)果顯示A2B2C2為最佳制作工藝。

2.4 靈芝皂感官指標(biāo)和理化性質(zhì)的測(cè)定結(jié)果

2.4.1 感官指標(biāo)

對(duì)靈芝手工皂進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，結(jié)果如表4所示。

表4 薄蓋靈芝手工皂感官指標(biāo)

實(shí)驗(yàn)表明，制得的靈芝手工皂光滑美觀，軟硬適中，泡沫豐富，洗滌后感覺良好，無刺激。

2.4.2 理化指標(biāo)

對(duì)最佳工藝制得的靈芝手工皂進(jìn)行游離苛性堿含量、總游離堿含量、總堿量和總脂肪含量、水分和揮發(fā)物含量、氯化物含量、乙醇不溶物含量、不皂化物和未皂化物含量、磷酸鹽含量、及溶解度、穩(wěn)定性、去污力等理化性質(zhì)測(cè)定，其中游離苛性堿含量、總游離堿含量、水分和揮發(fā)物含量、氯化物含量、磷酸鹽含量參照國家香皂理化性能指標(biāo)，乙醇不溶物含量、干鈉皂含量參照洗衣皂理化性能指標(biāo)，測(cè)定結(jié)果見表5。

實(shí)驗(yàn)測(cè)得靈芝皂游離苛性堿的含量為0.021%、總游離堿的含量為0.155%、水分和揮發(fā)物的含量為12.75%、氯化物的含量為0.363%、磷酸鹽含量為0.884%均符合國家對(duì)香皂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。乙醇不溶物的含量為1.391%滿足Ⅰ型洗衣皂的乙醇不溶物含量(≤15%)、干鈉皂的含量為43.037%滿足Ⅱ型洗衣皂干鈉皂含量(43%～54%)。實(shí)驗(yàn)靈芝皂的溶解度為20.168 g/cm2，符合市場(chǎng)上皂溶解度合格范圍(20～35 g/cm2)。

通過穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，靈芝皂冷熱穩(wěn)定性均比市皂好，且冷穩(wěn)定性較熱穩(wěn)定性好。

表5 靈芝皂理化性質(zhì)測(cè)定結(jié)果

2.5 功效性檢測(cè)

圖4 靈芝皂去污效果

手掌(從上至下)依次為水洗、市皂、靈芝皂，污漬為直徑為2.5 cm的圓形彩色筆涂鴉，A為污漬，B為用皂在污漬上打轉(zhuǎn)十圈，C、靈芝皂沖洗效果，D 為市皂沖洗效果。由圖4可看到靈芝皂洗滌所殘余的污漬少，已不能看出原來污漬的形狀，而市皂洗滌所殘余的污漬還能看出原污漬的圓形，結(jié)果表明靈芝皂洗凈度達(dá)到市場(chǎng)上潔面皂的程度，具有基本清潔力。

3 結(jié) 論

(1)實(shí)驗(yàn)采用薄蓋靈芝提取液制備靈芝手工皂的最佳工藝條件為：皂化溫度50 ℃，攪拌速度500 r/min，靈芝液添加量7.5 mL。

(2)薄蓋靈芝手工皂性能測(cè)試表明，成品手工皂硬度適宜、顏色均一，其游離苛性堿含量為0.021%，總游離堿含量為0.155%，總堿含量為6.753%，總脂肪含量為37.607%，水分和揮發(fā)物含量為12.75%，乙醇不容物含量為1.391%，氯化物含量為0.363%，不皂化物和未皂化物含量為2.293%，磷酸鹽含量為0.884%，均達(dá)到國家手工皂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。乙醇不溶物的含量滿足Ⅰ型洗衣皂的乙醇不溶物含量、干鈉皂的含量滿足Ⅱ型洗衣皂干鈉皂含量。實(shí)驗(yàn)靈芝皂的溶解度亦符合市場(chǎng)上皂溶解度合格范圍。

(3)薄蓋靈芝手工皂具有美白、抗氧化的優(yōu)勢(shì)，研究結(jié)果為挖掘薄蓋靈芝的利用價(jià)值具有重要作用。