無 患 子 環 保 清 潔 劑 原 理 介 紹 應 用 化 學 系 許 世 興 老 師
無 患 子 皂 素 (saponins) 或 稱 皂 苷 是 由 非 醣 基 (aglycon; aglycone; sapogenins) 或 稱 皂 元 的 三 萜 類 或 固 醇 類 和 配 醣 體 (glycosides) 結 合 而 成, 屬 於 結 構 複 雜 的 水 溶 性 化 合 物 由 於 非 醣 基 的 部 份 具 有 不 同 程 度 的 親 脂 性, 而 配 醣 體 具 有 較 強 的 親 水 性, 使 其 成 為 一 種 界 面 活 性 劑, 在 水 溶 液 中 振 搖 時 會 產 生 似 肥 皂 樣 的 持 久 泡 沫 (soap-like foams), 故 名 皂 素 或 皂 (soap) 無 患 子 果 實 和 蟲 癭 所 含 的 皂 素 的 種 類 多, 共 有 三 種 主 要 三 萜 類 型 化 學 骨 幹 的 皂 元 果 實 部 位 中 分 離 出 二 十 五 個 皂 素 皆 為 齊 墩 果 烷 型 的 皂 素 蟲 癭 的 部 位 則 分 離 出 三 十 二 個 皂 素, 其 中 以 大 戟 烷 型 三 萜 皂 素 (tirucallane-type) 含 量 居 多 達 瑪 烷 型 皂 素 含 量 次 之, 而 齊 墩 果 烷 型 皂 素 含 量 較 少
無 患 子 ( 續 ) 皂 素 是 植 物 的 二 次 代 謝 產 物, 對 植 物 體 本 身 具 有 保 護 防 禦 功 能, 如 對 病 毒 細 菌 黴 菌 原 蟲 昆 蟲 或 草 食 性 動 物 等 外 來 的 侵 略 具 有 抵 抗 防 禦 作 用, 使 得 以 在 生 態 體 系 中 繁 衍 不 斷 皂 素 類 化 合 物 廣 泛 存 在 自 然 界 中, 如 食 物 中 含 量 較 高 的 大 豆 和 燕 麥 植 物 中 的 無 患 子 和 苦 茶 及 藥 用 植 物 中 的 黃 耆 人 參 甘 草 和 柴 胡, 少 部 分 的 海 洋 棘 皮 動 物 中 如 海 參 和 海 星 等 和 真 菌 亦 含 有
無 患 子 ( 續 )
無 患 子 ( 續 ) 資 料 來 源 : 皂 素 的 生 物 活 性 與 化 學 成 分 之 探 討 作 者 : 黃 慧 琪, 張 麗 杰, 吳 永 昌, 郭 悅 雄, 郭 曜 豪
傳 統 無 患 子 清 潔 劑 改 良 傳 統 的 無 患 子 萃 取 液 雖 然 含 有 一 定 量 皂 素 可 供 清 潔 使 用, 但 萃 取 液 本 身 除 了 有 些 酸 酸 的 霉 味 及 湯 湯 水 水 的 性 質 外, 加 上 發 酵 發 霉 及 產 生 沉 澱 的 問 題 需 克 服 本 實 驗 目 的 是 利 用 適 量 的 發 泡 劑 增 稠 劑 及 天 然 精 油, 試 圖 改 善 無 患 子 萃 取 液 的 缺 點, 將 其 製 成 安 定 性 佳 且 方 便 使 用 的 無 患 子 香 茅 洗 手 乳 與 噴 霧 式 無 患 子 香 茅 洗 廁 劑, 總 共 兩 種 環 保 清 潔 產 品
石 化 硬 脂 酸 製 造 肥 皂 中 文 名 稱 : 硬 脂 酸 鈉 英 文 名 稱 : Sodium Octadecanoate 分 子 式 :C 17 H 35 COONa 分 子 量 : 306.46 g/mol 硬 脂 酸 鈉 是 肥 皂 的 重 要 組 成 部 分, 有 乳 化 滲 透 和 去 污 力 如 果 在 裡 面 加 進 香 料 和 染 料, 就 做 成 既 有 顏 色, 又 有 香 味 的 香 皂 ; 如 果 往 裡 面 加 點 藥 物 ( 如 硼 酸 或 石 碳 酸 ), 即 成 藥 皂 此 外, 硬 脂 酸 鈉 也 作 洗 滌 劑 乳 化 劑 分 散 劑 腐 蝕 抑 製 劑 粘 合 劑 和 硬 脂 酸 的 各 種 金 屬 鹽 類 的 製 備 原 料 等
天 然 植 物 油 製 造 肥 皂 一 般 肥 皂 的 製 作 原 理 簡 單 表 示 就 是 油 脂 + ( 氫 氧 化 鈉 + 水 ) = 肥 皂 而 其 中 水 扮 演 了 溶 化 鹼 性 物 質 的 角 色, 偏 高 的 水 量 在 數 星 期 的 等 待 過 程 中, 成 品 硬 得 較 慢, 但 也 有 人 認 為 相 對 鹼 質 也 比 較 不 那 麼 高 而 氫 氧 化 鈉 就 需 要 先 瞭 解 氫 氧 化 鈉 的 計 算, 依 油 脂 不 同 所 需 要 的 氫 氧 化 鈉 毫 克 數 也 不 同, 需 視 油 脂 的 皂 化 價 來 決 定 氫 氧 化 鈉 的 添 加 量 皂 化 價 亦 即 皂 化 1 公 克 油 脂 所 需 要 之 鹼 質 的 毫 克 數
壬 基 酚 中 文 名 稱 : 壬 基 酚 英 文 名 稱 : Nonyl Phenol 分 子 式 : C 15 H 24 O 分 子 量 : 220.35 g/mol 壬 基 酚 是 一 種 重 要 的 精 細 化 工 原 料 和 中 間 體, 外 觀 在 常 溫 下 為 無 色 或 淡 黃 色 液 體, 略 帶 苯 酚 氣 味, 不 溶 於 水, 溶 於 丙 酮 主 要 用 於 生 產 表 面 活 性 劑 也 用 於 抗 氧 劑 紡 織 印 染 助 劑 潤 滑 油 添 加 劑 農 藥 乳 化 劑 樹 脂 改 性 劑 樹 脂 及 橡 膠 穩 定 劑 等 領 域 壬 基 酚 (NP) 是 環 境 荷 爾 蒙 的 一 種, 只 要 含 壬 基 酚 聚 乙 氧 基 醇 類 化 合 物 (NPEO) 的 非 離 子 界 面 活 性 劑 排 入 河 川 後, 經 細 菌 分 解 就 會 產 生 壬 基 酚
NP-9 中 文 名 稱 : 壬 基 酚 聚 氧 乙 烯 醚 英 文 名 稱 : Nonylphenolethoxylate 分 子 式 : (C 2 H 4 O) 9 C 15 H 24 O NP 具 有 強 烈 的 親 脂 性, 因 其 化 學 結 構 與 動 物 及 人 類 的 雌 性 激 素 酷 似, 一 旦 進 入 動 物 及 人 體 內 會 干 擾 內 分 泌 的 正 常 生 理 作 用, 是 典 型 的 內 分 泌 干 擾 物 (EDCs) 而 且, 一 旦 壬 基 酚 和 壬 基 酚 聚 氧 乙 烯 醚 排 放 或 洩 漏 到 環 境 中 均 難 自 行 進 行 生 物 分 解, 因 此 會 對 環 境 和 人 體 健 康 造 成 嚴 重 危 害
十 二 烷 基 苯 磺 酸 中 文 名 稱 : 十 二 烷 基 苯 磺 酸 英 文 名 稱 : Dodecylbenzenesulphonic acid 分 子 式 : C 18 H 30 O 3 S 分 子 量 : 326.49 g/mol 十 二 烷 基 苯 磺 酸 呈 棕 褐 色 粘 稠 液 體, 呈 現 酸 性 具 有 去 污 濕 潤 發 泡 乳 化 分 散 等 性 能 不 屬 易 燃 物 品, 易 溶 於 水, 不 溶 於 一 般 的 有 機 溶 劑 具 有 很 強 的 吸 水 性, 吸 水 後 的 磺 酸 呈 稠 粘 的 不 透 明 液 體 大 量 用 作 生 產 各 種 洗 滌 劑 和 乳 化 劑, 如 日 常 用 的 洗 衣 粉 餐 具 的 洗 滌 劑 紡 織 工 業 的 清 洗 劑 與 染 色 劑, 電 鍍 工 業 及 製 革 工 業 的 脫 脂 劑, 造 紙 工 業 的 脫 墨 劑 等
ESB-70/MX(SLES) 中 文 名 稱 : 十 二 烷 基 醚 硫 酸 鈉 英 文 名 稱 : Sodium Lauryl Ether Sulfate 分 子 式 : CH 3 (CH 2 )10CH 2 (OCH 2 CH 2 )noso 3 Na 分 子 量 : 420 g/mol SLES 為 界 面 活 性 劑, 有 良 好 的 起 泡 及 去 油 作 用, 常 使 用 於 個 人 清 潔 用 品 中 SLES 為 SLS 乙 氧 基 化 之 產 物, 相 較 於 SLS, 由 於 其 分 子 較 大, 且 含 有 較 少 之 蛋 白 質 變 性 成 份, 一 般 認 為 刺 激 性 略 低 於 SLS, 不 過 此 二 者 成 份 之 安 全 性 多 年 來 不 斷 受 到 爭 議 由 於 其 清 潔 力 過 強, 不 宜 經 常 出 現 在 洗 面 乳 中
Tego Betain L7 中 文 名 稱 : 烷 基 醯 胺 甜 菜 鹼 英 文 名 稱 : Cocamidopropyl Betaine 分 子 式 : C 19 H 38 N 2 O 3 分 子 量 : 342.52 g/mol Tego Betain L7 是 一 種 溫 和 的 界 面 活 性 劑 增 稠 劑 洗 淨 劑 起 泡 劑, 呈 淡 黃 色 透 明 黏 稠 液 體, 由 古 柯 葉 (cocamide) 及 甜 菜 鹼 (Betaine) 所 製 成, 有 清 潔 及 調 理 作 用, 常 用 於 洗 髮 精 及 沐 浴 乳 之 中, 因 其 抗 靜 電 之 特 性, 常 用 於 護 髮 產 品 中 以 界 面 活 性 劑 而 言, 其 效 果 一 般, 因 此 通 常 不 會 造 成 肌 膚 或 黏 膜 的 刺 激 其 亦 具 有 殺 菌 及 消 毒 的 能 力, 適 合 用 於 個 人 衛 生 產 品 中, 以 洗 面 乳 類 產 品 而 言, 此 為 可 安 心 使 用 之 成 份
三 仙 膠 中 文 名 稱 : 三 仙 膠 山 羊 膠 黃 原 膠 英 文 名 稱 : Xantham Gum 分 子 式 : C 35 H 49 O 29 (monomer) 三 仙 膠 是 一 種 高 分 子 量 的 碳 水 化 合 物, 在 酸 性 鹼 性 溶 液 中 有 穩 定 性, 不 受 鹽 類 所 影 響, 具 有 水 合 作 用, 具 懸 浮 性 穩 定 性 增 稠 作 用, 是 植 物 性 膠 質 多 醣 體, 於 食 品 工 業 中 為 常 用 添 加 劑, 只 需 少 量 的 三 仙 膠, 即 可 產 生 很 大 的 稠 化 效 果, 在 食 品 工 業 中 通 常 僅 需 添 加 0.5% 甚 至 0.05% 的 含 量, 相 較 於 其 他 的 膠 體, 三 仙 膠 在 各 種 溫 度 與 ph 值 下 穩 定 性 高 並 且 範 圍 更 大 更 佳
HEC 中 文 名 稱 : 羥 乙 基 纖 維 素 英 文 名 稱 : Hydroxyethylcellulose HEC 為 白 色 或 微 黃 色 無 嗅 無 味 易 流 動 的 粉 末, 既 溶 於 冷 水 又 溶 於 熱 水, 一 般 情 況 下 在 大 多 數 有 機 溶 媒 中 不 溶 ph 值 在 2~12 範 圍 內 黏 度 變 化 較 小 但 超 過 此 範 圍 粘 度 降 低, 經 過 表 面 處 理 的 HEC 在 冷 水 中 分 散 不 凝 聚, 但 溶 解 速 度 較 慢 HEC 普 遍 應 用 的 領 域 包 含 食 品 醫 藥 個 人 保 養 品 家 用 清 潔 用 品 塗 料 及 一 般 工 業 應 用, 添 加 時 可 改 變 產 品 的 流 動 性 及 黏 度, HEC 可 做 為 一 種 非 離 子 型 表 面 活 性 劑, HEC 在 高 溫 或 煮 沸 時 不 會 沉 澱, 具 有 大 範 圍 的 溶 解 性 和 黏 度 的 特 徵, 即 非 熱 凝 膠 性 的, 非 離 子 型 膠 體 可 與 水 溶 性 聚 合 物 表 面 活 性 劑 及 鹽 共 存
DEA 文 名 稱 : 椰 子 油 脂 肪 酸 二 乙 醇 醯 胺 英 文 名 稱 : Coconutt Diethanol Amide 分 子 式 : CH 3 (CH 2 )nc(=o)n(ch 2 CH 2 OH) 2 分 子 量 : 287.16 g/mol DEA 有 清 潔 與 增 稠 效 果 可 作 為 添 加 劑 泡 沫 安 定 劑 或 是 助 泡 劑 主 要 用 於 香 皂 及 液 體 洗 滌 劑 的 製 造 在 水 中 能 夠 形 成 一 種 不 透 明 性 的 霧 狀 溶 液, 在 一 定 的 攪 拌 之 下 能 夠 完 全 透 明, 而 且 在 一 定 濃 度 下 可 以 完 全 溶 解 於 不 同 種 類 的 表 面 活 性 劑 中, 在 低 溫 和 高 溫 中 也 可 完 全 溶 解
NaCl 中 文 名 稱 : 氯 化 鈉 食 鹽 英 文 名 稱 : Sodium Chloride 分 子 式 : NaCl 分 子 量 : 58.44277 g/mol 食 鹽 在 食 品 工 業 上 的 用 途 很 多, 但 在 化 妝 品 工 業 及 清 潔 劑 工 業, 亦 扮 演 不 可 或 缺 的 角 色, 食 鹽 在 清 潔 品 工 業 中 為 一 種 增 稠 劑 粘 度 控 制 劑 調 整 油 水 分 層 速 度, 亦 為 調 味 及 天 然 防 腐 特 性 氯 化 鈉 在 許 多 國 外 資 料 來 源 皆 顯 示 具 有 一 定 程 度 的 致 痘 及 刺 激 性, 這 主 要 源 自 於 其 濃 度 及 使 用 方 式, 高 濃 度 的 氯 化 鈉 容 易 堵 塞 毛 孔, 而 部 份 肌 膚 直 接 拿 粗 鹽 在 臉 上 塗 抹 則 容 易 致 痘, 但 這 皆 屬 於 較 極 端 之 情 況, 一 般 並 無 此 顧 慮
PEG 400 中 文 名 稱 : 聚 乙 二 醇 400 英 文 名 稱 : Polyethylene Glycol 400 分 子 式 : C 2n H 4n+2 O n+1, n = 8.2 to 9.1 分 子 量 380-420 g/mol PEG-400 是 一 種 界 面 活 性 劑 結 合 劑 及 乳 化 安 定 劑, 清 澈 無 色 黏 稠 液 體 屬 小 分 子 保 濕 成 分, 可 將 水 分 留 在 角 質 層, 但 抓 水 比 例 不 高, 易 溶 於 水, 丙 酮, 醇, 苯, 甘 油, 乙 二 醇
ACCONON CO7 中 文 名 稱 :PEG-7 椰 酸 甘 油 英 文 名 稱 :PEG-7 GLYCERYL COCOATE 透 明 微 黃 具 特 殊 味 道 的 極 性 油, 適 合 在 洗 劑 中 可 作 復 脂 劑, 可 做 精 油 等 的 可 溶 化 劑 界 面 活 性 劑 化 妝 水 類 產 品 加 入 後 會 較 為 滑 順, 甚 至 有 相 當 的 起 泡 性 於 化 妝 水 中 含 量 多 在 1% 以 下, 一 般 健 康 的 皮 膚 對 此 濃 度 通 常 不 會 感 到 刺 激, 但 當 皮 膚 受 傷 發 炎 起 疹 角 質 偏 薄 時, 部 份 可 溶 化 劑 就 可 能 會 造 成 刺 痛 發 癢 現 象
香 茅 醛 中 文 名 稱 : 香 茅 醛 英 文 名 稱 : Citronellal 分 子 式 : C 10 H 18 O 分 子 量 : 154.25 g/mol 香 茅 精 油 為 無 色 或 淺 黃 色 液 體, 有 檸 檬 百 合 及 玫 瑰 香 氣 微 溶 於 水, 易 溶 於 乙 醇 乙 醚 及 氯 仿 平 常 做 為 清 潔 品 與 化 妝 品 的 香 料, 或 是 用 作 食 用 香 精, 可 以 配 製 出 柑 橘 類 香 精 和 櫻 桃 類 香 精 也 可 調 製 成 低 檔 的 皂 用 香 精, 作 為 其 他 香 料 的 原 料, 且 可 當 合 成 薄 荷 醇 的 原 料
檸 檬 醛 中 文 名 稱 : 檸 檬 醛 英 文 名 稱 : Citral 分 子 式 : C 10 H 16 O 分 子 量 : 152.24 g/mol 檸 檬 醛 a(genarial): 又 名 香 葉 醛, 是 2 位 雙 鍵 的 E- 異 構 體, 結 構 見 左 邊 的 圖 淡 黃 色 液 體, 有 強 的 檸 檬 氣 味, 難 溶 於 水, 可 以 和 乙 醇 乙 醚 混 溶 檸 檬 醛 b(neral): 又 名 橙 花 醛, 是 2 位 雙 鍵 的 Z- 異 構 體, 結 構 見 右 邊 的 圖 無 色 有 甜 味 的 液 體 通 常 情 況 下 檸 檬 醛 是 以 上 兩 者 的 混 合 物, 為 淡 黃 色 有 檸 檬 香 味 的 油 狀 易 揮 發 液 體, 難 溶 於 水, 可 溶 於 乙 醇 乙 醚 丙 二 醇 甘 油 礦 物 油 等 有 機 溶 劑 存 在 於 柑 橘 油 檸 檬 油 檸 檬 草 油 山 蒼 子 油 白 檸 檬 油 馬 鞭 草 油 等 植 物 精 油 中
檸 檬 烯 中 文 名 稱 : 檸 檬 烯 英 文 名 稱 : Limonene 分 子 式 : C 10 H 16 分 子 量 : 136.24 g/mol 檸 檬 烯 分 為 左 旋 性 與 右 旋 性, 兩 種 不 同 旋 性 存 在 不 同 溶 液 中, 左 旋 存 在 於 薄 荷 油 松 針 油 中, 而 右 旋 存 在 於 檸 檬 油 蜜 柑 油 樟 腦 白 油 香 橙 油 等 植 物 精 油 中 還 有 一 種 外 消 旋 體 : 即 左 旋 和 右 旋 的 混 合 物, 也 稱 二 戊 烯 (dipentene), 無 旋 光 性 不 溶 於 水, 與 乙 醇 互 溶 存 在 於 樟 腦 白 油 杉 油 松 節 油 橙 花 油 香 茅 油 中
檜 木 精 油 檜 木 精 油 主 要 成 分 為 檜 木 醇 或 稱 扁 柏 酚, 英 文 名 稱 Hinokitiol 或 β-thujaplicin, 為 tropolone 類 化 合 物, 存 在 於 天 然 柏 科 植 物 的 心 材 之 中, 具 有 多 種 生 物 活 性, 包 括 抗 氧 化 抗 發 炎 以 及 螯 合 鐵 離 子 等 性 質 台 灣 紅 檜 由 於 樹 體 所 分 泌 的 檜 木 精 油 成 分 具 有 強 大 的 殺 菌 能 力, 故 多 能 存 活 下 來 而 成 為 人 稱 的 神 木 其 精 油 可 利 用 水 蒸 氣 蒸 餾 產 生 油 水 分 層 而 獲 得 精 油 具 有 殺 菌 功 效, 對 我 們 的 呼 吸 系 統 腸 胃 保 健 亦 有 相 當 的 助 益, 在 精 神 上 的 作 用, 是 振 奮 紓 解 緊 張 情 緒 鎮 靜 神 經 等 正 面 的 功 效 甚 至 用 於 化 妝 品 及 洗 髮 精 可 預 防 掉 頭 髮 並 且 刺 激 毛 髮 生 長
無 患 子 HPLC 分 析 圖 移 動 相 條 件 : 注 射 量 :20μL 流 速 :1 ml/min 移 動 相 : 乙 晴 (A) 水 (B) 時 間 A B 0~1min 40 60 1~30min 60 40
無 患 子 洗 手 乳 與 洗 廁 劑 製 作 洗 手 乳 ( 400 g) 試 藥 品 名 百 分 比 (%) 重 量 (g) 無 患 子 萃 取 液 93 372 I HEC ( 靜 置 4 hrs) 0.4 1.6 N70 3 12 II 5 N NaOH ( 調 ph 6.2) 0.5 2 PEG 400 2.5 10 III ACCONON CO7 0.3 1.2 香 茅 精 油 0.3 1.2 洗 廁 劑 ( 400 g) 試 藥 品 名 百 分 比 (%) 重 量 (g) I 無 患 子 萃 取 液 96.2 384.8 N70 3 12 II 5 N NaOH ( 調 ph 6.2) 0.5 2 III 香 茅 精 油 0.3 1.2
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