一种多功能型固体香水的研制

冯 莹1,夏云生1,王 洋1,赵屹萱1,刘雨禾2

(1.渤海大学 化学化工学院,辽宁 锦州 121013;2.中国石油大学(北京) 化学工程学院,北京 102249)

摘 要: 优化了多功能固体香水吸附剂的制备条件和香精的配方,结果表明:当明胶和丙烯酸摩尔比为1∶2、pH=5.0、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和过硫酸钾(KPS)的用量分别占单体质量的0.05%和0.10%的条件下,可以获得较大的吸附剂产率和较佳的香精吸附量。固体型香水延长了其使用时间,再加入桉叶油等香料后,实现了香水的气息清新,提神醒目,驱虫抑菌等效果。

关键词:固体香水;吸附剂;多功能;抑菌

市场上常用的香水有液体型和固体型2种,液体香水多用纤维材料作其挥发载体,挥发性好,扩散半径大,挥发均匀性差,用中微孔渗透膜作为香水的挥发介质时,可以改善香水的挥发稳定性和均匀性[1,2],但持久力不足,玻璃瓶包装易撒漏,携带受限;固体香水则便于携带,挥发力强,香味持久,但成本较高,浪费严重。多功能固体香水兼有传统香水的挥发性和稳定性,具有形态和形状多样化、颜色和香料多样化、功能和功效多样化等优点[2],在现有市售固体香水固化剂中掺杂驱虫、驱蚊蝇香料,还可以制成集除味、芳香、养生、驱虫于一身的特殊功效的多功能型固体香水[3]

多功能型固体香水的香精参照天然植物的香味,采用天然或等同天然的同类香料、或合成具有天然风味的各种香精,再加入柠檬、草莓、玫瑰、葡萄柚、金银花、薄荷等植物元素,制成散发清新气息,提神醒目,驱虫养生等功效的固体香水。花露油或桉叶油的添加还可以实现驱蚊蝇等害虫的效果[3,4]

笔者对香水的配方进行筛选和浓缩,选用丙烯酸和明胶材料作为复合吸附剂,丙二醇作为缓释剂,制备具有驱虫提神、释香持久的功能型固体香水,以使使用时间加长,经济实惠。通过实验条件优化,找到香料吸附的适宜条件。由于固体香水造型及香型多变,可由使用者自由指定,摆脱了传统包装造型以及气味种类束缚,符合现代生活需求。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

明胶、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、丙烯酸、过硫酸钾(KPS)、高锰酸钾、95%乙醇,AR,天津大茂化学试剂厂;松油,AR,无锡市亚泰联合化工有限公司;肉桂精油,广州市姿汇化妆品有限公司;薰衣草精油、橙花油,产自法国,北京分装;玫瑰香精,威海青采生物工程有限公司;桉叶油,江西吉水县城南工业区威海药用油厂;花露油、百里香油,江西吉安聚鹏天然香料油厂;刺柏油、大黄,吉安市香源天然香料有限公司;去除金属离子的蒸馏水。DF-101S型集热式恒温加热磁力搅拌器,巩义市予华仪器有限责任公司;101-1型电热鼓风恒温干燥箱,江苏金坛市佳美仪器有限公司。

1.2 实验方法

吸附剂的制备:称取明胶1.5 g溶于80 ℃去离子水中,恒温搅拌10 min后加入丙烯酸15.0 g,明胶、水和丙烯酸的摩尔比为1∶1.5∶2,再加入占单体质量0.05%的MBA作交联剂,搅拌均匀。5 min后加入占单体质量0.10%的KPS,继续搅拌至黏度增大后将反应物移入培养皿中,静置12 h使丙烯酸和明胶在KPS的作用下缓慢地反应完全,将所制的样品在70 ℃恒温烘箱中烘干10 h,自然降温后得到吸附剂样品,再制成理想外观形态备用。

香精1的配制:松油0.2 g,肉桂精油0.2 g,薰衣草精油0.3 g,玫瑰香精2.0 g,桉叶油2.0 g,橙花油0.1 g,花露油0.1 g,二叔丁基对甲酚0.1 g,丙二醇10.0 g,再加入经质量分数为0.03%的高锰酸钾溶液氧化、过滤、吸附后的95%乙醇85.0 g,在密闭容器中陈化30 d后抽滤去除杂质。此配方的香水具有预防感冒、镇静的功效。

香精2的配制:松油0.2 g,薄荷油0.2 g,薰衣草精油0.3 g,洋甘菊2.0 g,丁香油2.0 g,百里香油0.1 g,刺柏油0.1 g,大黄0.1 g,丙二醇10.0 g,再加入经质量分数为0.03%的高锰酸钾溶液氧化、过滤、吸附后的95%乙醇85.0 g,在密闭容器中陈化30 d后抽滤去除杂质。此配方的香水具有镇静、驱虫的功效。

香精的配比可以根据不同功能进行调整[5]

多功能型固体香水的合成:将固体吸附剂分别放置于香精中,吸收至饱和得到初产品并计算其产率,再将产品修饰为理想形状,并进行染色与绘图处理。

1.3 抑菌作用测试

参照文献[6]中的方法,选择空气和水中常见菌进行测试。测试菌种有青霉、黄曲霉和酵母菌,以上菌种由渤海大学化学化工学院环境教研室提供。

2 结果与讨论

2.1 pH值对吸附剂制备的影响

明胶与丙烯酸的摩尔比不同,体系的pH值也不同,图1为体系的pH值对吸附剂产率的影响。由图1可知,当明胶和丙烯酸的摩尔为1∶2时,体系的pH=5.0,吸附剂的产率达到95%。

图1 pH值对吸附剂产率的影响
Fig.1 Effect of pH on the yield of the adsorbent

2.2 交联剂用量对吸附剂吸附性能的影响

图2为交联剂MBA用量对吸附剂吸附香精效果的影响,曲线1和曲线2分别表示吸附剂对香精1和香精2的吸附效果。由图2可知,当MBA用量为0~0.15%时,吸附剂对香精的吸附量分布在0~83%;当MBA用量低于0.05%时,随着MBA用量增大,吸附剂对香精的吸附量显著增加;当MBA用量超过0.05%时,吸附剂对香精的吸附量变化稳定在79%~81%。图中曲线表明,MBA用量为0.05%时可以达到较佳吸附效果。

图2 MBA用量对吸附剂吸附香精效果的影响
Fig.2 Effects of the concentration of MBA on essence adsorption

2.3 引发剂用量对吸附剂吸附性能的影响

图3为引发剂KPS用量对吸附剂吸附香精效果的影响,曲线1和曲线2分别表示吸附剂对香精1和香精2的吸附效果。由图3可知,当KPS用量为0.05%~0.18%时,吸附剂对香精的吸附量分布在0~65%;当KPS用量低于0.10%时,随着KPS用量增大,吸附剂对香精的吸附量迅速增加;当KPS用量高于0.10%时,吸附剂对香精的吸附量变化不大,稳定在61%~65%。从图中可以看出KPS的较佳用量为0.10%。

图3 KPS用量对吸附剂吸附香精效果的影响
Fig.3 Effects of the concentration of KPS on essence adsorption

2.4 固体香水的抑菌作用

青霉和黄曲霉是食品中常见的腐败菌,酵母菌也普遍存在于食品中,固体香水对3种菌的抑菌作用结果见表1。从表1中可以看出,2种固体香水均有抑菌作用,其作用大小依次为酵母菌、青霉、黄曲霉,多功能型固体香水香精成分不同抑菌效果也不同,添加了驱虫成分的固体香水2的抑菌效果较好。抑菌效果与驱虫成分的浓度和菌株有关,驱虫成分的扩散时间、环境温度直接影响其抑菌作用[7]。植物精油类挥发油成分复杂,其抑菌机理也处于探索中,初步认为植物精油类成分使菌体结构发生扭曲变形、细胞膜受到破坏而抑制了菌体的生长后导致死亡[8]

表1 固体香水的抑菌效果测定
Tab.1 Determination of antibacterial effect of solid perfume

3 结论

优化实验条件后,确定了明胶和丙烯酸共聚合反应摩尔比为1∶2、pH=5.0、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾的用量分别为单体质量的0.05%和0.10%。参照天然植物的香味,采用天然和天然等同香料,制作具有天然风味的香精并加入植物元素后,实现气息清新,提神醒目,镇静驱虫抑菌的效果。将传统液体香水制成多功能固体香水后,使用时间加长,经济实惠。

参考文献:

[1] 李爱国.香水包装的市场趋势[J].日用化学品科学,2013,36(6):47-51.

[2] 凌元若.一种固体香水的制备方法:103405346[P].2013-11-27.

[3] 梁栋程.一种固体香水:203196025[P].2013-09-18.

[4] 王成祥,宋体妹.含天然植物精油的驱蚊香水的制备方法[J].安徽科技,2015(9):20-21.

[5] 佚名.常用香水配方集锦[J].国内外香料香精化妆品信息,2003,193(7):11-12.

[6] 樊金拴,李晓明,曹玉美,等.巴山冷杉精油抑菌作用研究[J].西北农林学院学报,1998,13(3):50-55.

[7] 谭才邓,朱美娟,杜淑霞,等.抑菌试验中抑菌圈法的比较研究[J].食品工业,2016,37(11):122-125.

[8] 刘旺景,敖长金,萨茹丽,等.植物提取物抑菌活性及作用机理[J].动物营养学报,2016,28(8):2344-2452.

Development of multi-function solid perfume

FENG Ying1, XIA Yun-sheng1, WANG Yang1, ZHAO Yi-xuan1, LIU Yu-he2
(1.College of Chemistry and Chemical Engineering, Bohai University, Jinzhou, Liaoning 121013, China;2.College of Chemical Engineering, China University of Petroleum-Beijing, Beijing 102249, China)

Abstract: The preparation conditions of multi-function solid perfume adsorbent and the formulation of essence were optimized.The results show that, the maximum adsorbent yield and the optimal adsorption capacity can be obtained when the molar ratio of gelatin and acrylic acid is 1:2, the acidity is pH=5, and the dosages of N,N’-methylene bisacrylamide (MBA) and potassium persulfate (KPS) are 0.05%and 0.10% of the mass of monomer, respectively.The multi-function solid perfume can extend the using time and purify air.It can also expel insects and inhibit the spread of bacteria when eucalyptus oil and other spices are added.

Key words: solid perfume; adsorbent; multi-function; anti-bacteria

(本文编辑 张 静)

中图分类号:TQ658.1

文献标识码:A

文章编码:1006-7264(2018)05-0020-03

DOI:10.13222/j.cnki.dc.2018.05.005

收稿日期:2017-12-06

基金项目:渤海大学大学生创新创业训练计划资助项目(2017101670093)

作者简介:冯 莹(1996-),女,辽宁人,本科生。