长链甜菜碱在皂类产品中应用
甜菜碱的营养作用和应用效果
甜菜碱的营养作用和应用效果Revised as of 23 November 2020甜菜碱的营养作用和应用效果甜菜碱(Betaine)是首先在欧洲被发现的，它主要存在于甜菜糖的糖蜜中，故而得名，但其功效直到二十世纪七十年代才渐被认识。
甜菜碱普遍存在于动植物体内，是动物代谢的中间产物，在营养物质的代谢中起着十分重要的作用，近年来，欧美一些国家相继在畜禽生产和水产养殖中进行了大量的研究，证实了甜菜碱是动物机体内重要的甲基供体，参与氨基酸和脂肪的代谢，调节动物体内渗透压，具有促进生长、改善胴体组成、提高肉质、提高水产饵料的诱食性等功效。
随着甜菜碱化学合成方法的进一步成熟，生产成本不断降低，已广泛应用于畜禽配合饲料中，在水产饲料和观赏动物饲料中使用也已十分普遍，大量试验研究表明，甜菜碱是一种无毒、无害、无污染的新型多功能添加剂。
一、甜菜碱的理化特性(一)、甜菜碱的化学结构甜菜碱是—种季铵型生物碱，又名甘氨酸甜菜碱、三甲基甘氨酸等，化学名称为N-N-N-三甲基甘氨酸内盐，分子式C5H11NO2,分子量，其化学结构与氨基酸、胆碱相似。
(二)、甜菜碱的理化特性纯品天然甜菜碱为微棕色流动性结晶粉末，能耐高温，熔点293℃；合成纯品甜菜碱则为白色或淡黄色结晶粉末，熔点301℃～305℃；有较强的吸水性，极易潮解，并释放出三甲胺；在水中极易溶解(160g／100g水)，易溶于甲醇，微溶于乙醇，在氯仿或乙醚中不溶。
(三)、甜菜碱的安全性甜菜碱本身是动物体内的代谢中间产物，经大量实验证明，甜菜碱及其盐类无毒、无害、无污染，其小鼠半数致死量(LD50)在11，000m9／kg，对动物无致畸、致癌、致突变作用，是公认的安全物质。
二、甜菜碱的生产工艺(一)、天然提取法甜菜糖蜜是提取天然甜菜碱的主要原料，提取工艺主要有两种，一是离子交换法，此方法是将稀释的糖蜜流经强阳离子交换树脂柱和其它成份分离而留在柱内，后用稀氨水洗脱甜菜碱，洗脱液再流经强阴出了交换树脂，洗出液经蒸发、脱色、结晶、过滤制得甜菜碱；另一种普遍使用的方法是离子排斥法，此方法是将糖蜜导入填充有聚乙烯-二乙烯树脂的色谱分离柱(树脂交联二乙烯苯％，柱温80℃左右，料液流速接近色谱系统临界速度)，用水洗脱色谱分离树时，盐、糖及甜菜碱依次排出得以分离，再将收集液经蒸发、浓缩、三段结晶、过滤制得纯度约98％的无水或一水甜菜碱。
甜菜碱的营养机理及在生产中的应用
以降低饲料成本 。 甜菜碱是高效 的甲基供体 ， 能替代蛋氨酸和胆碱 的供 甲基功能 ， 在动物代谢 中可提供活性 甲基 ， 并证 实具有 甲基供体功能的营养素还有胆碱和蛋氨酸。 甜菜碱可保证参与动物体 内各种生化反应 的甲 基需要 ， 以确保核酸、 白质的正 常合成代谢 。甜菜 蛋 碱 促进 猪 体 蛋 白质 的合 成 ，主要 体 现在 眼肌 面 积 的 增 加上 。 甜菜碱能促进脂肪代谢 ， 提高瘦肉率 ， 增强免疫 功能。甜菜碱是通过影响肌 肉中肉碱及不溶肉碱 的 含量 ， 而调节肌细胞线粒体 中的氧化作用 ， 促进 的脂 肪的分解。同时 ， 甜菜碱还通过降低腹脂或皮下脂肪 生成酶的活力 ， 提高脂肪分解酶 的活性 ， 促进脂肪 的 分解代谢 ， 抑制脂肪 的合成代谢 ， 显著提高胴体瘦 肉
作用 。但甜菜碱并不能代替蛋氨酸用 于蛋 白质的合 成， 因此甜菜碱 只能部分代替蛋氨酸 。椐有关报道 ， 在 肉鸡玉米 一豆粕型饲料 中添加 ６ ０ ０ 毫克 ／ 千克 的
甜菜碱与添加 ２０ 克 ／ ０毫 千克的蛋氨酸的效果基本 相同。 当 日 中缺乏胆碱时 ，甜菜碱可 以部分替代蛋 粮 氨酸的功能 ， 提供 甲基改善生长速度 ， 日粮中胆碱 在
部分节约蛋氨酸的作用 。对生长鸡和肉仔鸡达到适 宜生 长 ， 日粮 中必须 含 有 ０５％左右 的 蛋氨 酸 。基础 ． ０
日粮 中蛋 氨 酸含 量 ０２％一 ． ％ ，胆 碱 １ ０ — ０ ．３ ０２ ５ ０１ ０ ０ ２
毫克 ， 千克 的条件下 ，添加甜菜碱部分替代蛋氨酸 后， 肉仔鸡增重与饲料报酬与对照组无显著差异 。另 据报道 ， 试验组 ４ ％的蛋氨酸用甜菜碱代替 ， ０ 对照组 与试验组 的 日 增重分别为 ５ ．克和 ５ ．克 ， ４ ２ ５ ３ 饲料报 酬 比分别为 ２ ５和 ２ ２成活率分别为 ９ ％和 ９ ％， ． ０ ．， ０ ０ ２ 综合经济效益提高 ｌ． ％。 ９２ ０ ． 甜菜碱不仅为机体提供高效 的活性 甲基 ，还可 取代蛋氨酸的供 甲基效应 ，具有节约体 内蛋氨酸的
化妆品用增稠剂
化妆品用增稠剂刘??义，广州市浪奇实业股份有限公司，广东??广州510660 高??俊，汽巴精化(中国)有阳公司广州公司，广东??广州510095? ?? ?摘要：综述了使用于化妆品的增稠剂：无机盐类、表面活性剂类、水溶性高分子类和脂肪醇脂肪酸类等共200多种。
增稠剂通过与表面活性剂形成棒状胶束、与水作用形成三维水化网络结构、或利用自身的大分子长链结构等使体系达到增稠的目的。
详细介绍了增稠剂的配伍性能、使用范围、影响因素和增稠机理分类。
在产品配方开发过程中根据配方的pH值、稳定性、刺激性、泡沫、? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?牛顿流假塑性要比如但品的最终流变形态有更好的效果。
1 增稠剂分述? ?? ?能够作为增稠剂的物质很多，从相对分子质量看有低分子增稠剂，也有高分子增稠剂；从功能团来看有电解质类、醇类、酰胺类、羧酸类和酯类等等。
下面按化妆品原料的分类方法对增稠剂进行分类，表l列出了目前使用的增稠剂。
1.1 低分子增稠剂1.1.1 无机盐类? ?? ?用无机盐来做增稠剂的体系一般是表面活性剂水溶液体系，最常用的无机盐增稠剂是氯化钠，增稠效果明显。
表面活性剂在水溶液中形成胶束，电解质的存在使胶束的缔合数增加，导致球形胶束向棒状胶束转化，使运动阻力增大，从而使体系的黏稠度增加。
但当电解质过量时会影响胶束结构，降低运动阻力，从而使体系黏稠度降低，这就是所说的“盐析”。
因此电解质加入量一般质量分数为1％-2％，而且和其他类型的增稠剂共同作用，使体系更加稳定。
1.1.2 脂肪醇、脂肪酸类? ?? ?脂肪醇、脂肪酸是带极性的有机物，有文章把它们看成为非离子表面活性剂，因为它们既有亲油基团，又有亲水基团。
少量的该类有机物的存在对表面活性剂的表面张力、omc及其他性质有显着影响，其作用大小是随碳链加长而增大，一般来说呈线，陛变化关系。
其作用原理是脂肪醇、脂肪酸能插入(参加)表面活性剂胶团，促进胶团的形成，同时由于该极性有机物与表面活性剂的分子间有强烈的相互作用(碳氢链间的疏水作用加极性头间的氢键结合)，使两分子在表面上定向排列得很紧密，大大改变了表面活表1??? ?1? ?? ?2? ?? ?3? ?? ?4? ?? ?(10)醚、Poloxamer-n(乙氧基化聚氧丙烯醚)(n=105、124、185、237、238、338、407)等5、酯类? ?? ?PEG-80甘油基牛油酯、PEC-8PPG(聚丙二醇)-3二异硬脂酸酯、PEG-200氢化甘油基棕榈酸酯、PEG-n(n=6、8、12)蜂蜡、PEG-4异硬脂酸酯、PEG-n(n=3、4、8、150)二硬脂酸酯、PEG-18甘油基油酸酯/椰油酸酯、PEG-8二油酸酯、PEG-200甘油基硬脂酸酯、PEG-n(n=28、200)甘油基牛油酯、PEG-7氢化蓖麻油、PEG-40霍霍巴油、PEG-2月桂酸酯、PEG-120甲基葡萄糖二油酸酯、PEG-150季戊四硬脂酸酯、PEG-55丙二醇油酸酯、PEG-160山梨聚糖三异硬脂酸酯、PEG-n(n=8、75、100)硬脂酸酯、PEG-150/癸基/SMDI共聚物(聚乙二醇-150/癸基/甲基丙烯酸酯共聚物)、PEG-150/硬脂基/SMDI共聚物、PEG-90。
烷基二甲基甜菜碱结构式
烷基二甲基甜菜碱结构式1. 简介烷基二甲基甜菜碱（Alkyl dimethyl betaine）是一种常用的表面活性剂，广泛应用于个人护理产品和清洁剂中。
它具有良好的清洁、乳化和消毒等性质，被广泛用于洗发水、沐浴露、洗手液、洗涤剂等产品中。
2. 结构式烷基二甲基甜菜碱的结构式如下所示：其中，R代表烷基链，一般为长链脂肪酸或其衍生物。
3. 特性和作用机制3.1 特性•表面活性剂：烷基二甲基甜菜碱具有良好的表面活性能力，能够降低液体表面的张力，使其更容易与污垢相互作用。
•清洁能力：由于其亲水性和疏水性特点，烷基二甲基甜菜碱能够有效地去除油脂、污渍和其他污垢，使其广泛用于清洁剂中。
•乳化性：烷基二甲基甜菜碱能够将油脂和水相互乳化，形成稳定的乳液，增加清洁产品的稠度和稳定性。
•温和性：相比其他表面活性剂，烷基二甲基甜菜碱对皮肤和眼睛的刺激性较低，具有较好的温和性。
3.2 作用机制烷基二甲基甜菜碱在清洁剂中的作用主要通过以下几个方面实现： - 去除油脂：由于烷基链具有亲油性，烷基二甲基甜菜碱能够与油脂结合形成胶束，并将其从表面分散到溶液中。
这样一来，在清洗过程中，油脂就会被带走，从而起到去除油脂的作用。
- 分散污垢：烷基二甲基甜菜碱能够与污垢相互作用，并将其分散到溶液中。
这样一来，在清洗过程中，污垢就会被有效地分散，从而起到去除污垢的作用。
- 乳化效果：烷基二甲基甜菜碱能够将油脂和水相互乳化，形成稳定的乳液。
这样一来，在清洗过程中，油脂就会被均匀地分散到水中，从而起到增加清洁产品稠度和稳定性的作用。
4. 应用领域烷基二甲基甜菜碱广泛应用于以下领域： - 个人护理产品：烷基二甲基甜菜碱常被用作洗发水、沐浴露、洗手液等个人护理产品的主要成分。
其良好的清洁和温和性能使得这些产品更适合日常使用。
- 清洁剂：烷基二甲基甜菜碱也被广泛应用于各种清洁剂中，如洗涤剂、清洁剂等。
其良好的表面活性能力和清洁效果使得这些产品能够有效去除油脂和污垢。
肥皂的化学特性及原理
肥皂的化学特性及原理肥皂是一种常见的清洁剂，它的化学特性和原理涉及到各种化学反应和物理现象。
下面将从肥皂的结构、表面活性剂特性、乳化、清洁机制等方面详细介绍肥皂的化学特性及原理。
首先，肥皂的结构是关键的。
肥皂是由长链脂肪酸和碱反应而成的。
长链脂肪酸主要包括棕榈酸、油酸等，碱一般使用氢氧化钠或氢氧化钾。
在碱和脂肪酸的反应中，碱会将脂肪酸中的羧基去质子化，形成相应的羧酸盐，也就是肥皂。
肥皂的一般化学式为R-COO-Na+（或K+），其中R代表脂肪酸的长碳链。
肥皂的表面活性剂特性也是其重要的化学特性之一。
表面活性剂是一种具有亲水（亲善水）和疏水（疏水性）两端的分子。
肥皂分子的长链部分（碳链部分）是疏水性的，而羧酸盐的阴离子末端则是亲水性的。
这种结构使得肥皂具有在水中形成稳定的胶束结构的能力。
胶束是一种由表面活性剂分子形成的微小结构，通过疏水作用使疏水性尾部朝向内部，亲水性头部朝向外部，从而将疏水性物质包围在内部。
肥皂的乳化作用也是其重要原理之一。
乳化是指将两种不相溶的物质稳定地混合在一起形成乳状分散体系。
肥皂的疏水部分能够吸附在油脂颗粒的表面，使其变得亲水，从而使油脂颗粒能够在水中分散。
这样，油脂颗粒就被包裹在胶束结构中，形成了乳状分散体系。
这个过程称为乳化，使得肥皂能够有效地去除油垢。
肥皂的清洁机制是基于其乳化作用和表面活性剂特性。
当肥皂与水接触时，其分子会在水中形成胶束结构。
这些胶束能够包裹住污垢颗粒或油脂颗粒，并将其分散在水中。
当在清洗时，胶束结构能够有效地与污垢或油脂颗粒接触，并将其包裹住。
此时，胶束结构就充当了一个“中介体”，将油脂颗粒与水分子分隔开来，使其溶解至胶束的亲水头部。
当清洗水流流过时，这些分散的污垢颗粒会被冲走。
此外，肥皂还有一些其他的化学特性。
首先，肥皂具有碱性。
由于肥皂的制备涉及到碱的存在，所以肥皂溶液一般具有碱性。
其次，肥皂具有一定的脱脂性能。
这是因为肥皂具有使油脂颗粒乳化的能力，从而能够有效去除油脂。
甜菜碱型表面活性剂的合成与应用2
C
H
I
N
A
Surfactant Soap and Detergent
中国洗涤用品工业
甜菜碱型表面活性剂的 合成与应用
高战备 丁红霞 （南风化工集团股份有限公司技术中心，山西 运城 ０４４０００）
摘 要：分别介绍了甜菜碱型两性表面活性剂的种类与合成方法。分析了各类甜菜碱型表面活性剂的性 质和应用前景。
关键词：甜菜碱；两性表面活性剂；合成；应用
１、前言
然油脂价格的可比性争议，该品 剂。国内目前在香波中用量最大，
甜菜碱是两性表面活性剂的 种很长时期内未得到很好开发。 国外也大量用于个人清洁用品中。
主要类型，因其结构中同时带有 近年来随着国际原油价格居高不
Ｎ－ 烷基甜菜碱由于受碳链长
阴离子和阳离子基团，在酸性溶 下，人们把目光重新投向天然油 短不同等因素的影响，在性能上
赋予产品温和性和稳泡性，因而 化发展已成为趋势。作为新型的 有很好的洗涤效果，而且对皮肤
在高级香波、浴液和婴儿香波、婴 两性表面活性剂，磺基甜菜碱已 刺激性小。液体皂一般采用混合
儿洁肤用品方面得到广泛应用。 被广泛应用于日用化工、油田驱 配方，即肥皂 － 表面活性剂的混合
这类产品还广泛作粘度改良剂、 油、压裂、酸化等多个领域。但国 配方，十二烷基磺基甜菜碱由于
有助于去除污垢，起到携带污垢 Ｎ－ 二甲基氨基乙酸钠反应制得。 Ｄ Ｓ Ｂ 应用于合成洗涤剂中是很有
的作用。十四烷基甜菜碱的洗涤 ２．１．５ Ｎ－ 长链硫代羧酸型甜菜碱 前途的。
力较十六烷基甜菜碱的强。
这类表面活性剂具有良好的
②在肥皂行业中的应用
⑧作为钙皂分散剂的甜菜碱 抗菌性，可以抑制革兰氏阳性细
现象，而且无论吸附到正电荷还 甜菜碱的合成工艺。
甜菜碱的生理功能及其在生长肥育猪中的应用
甜菜碱的生理功能及其在生长肥育猪中的应用黄晶;郑云林【摘要】@@ 猪肉作为饮食习惯中不可或缺的产品越来越受到人们的重视.最大限度的追求瘦肉率,减少脂肪和胆固醇含量一直是半个世纪以来遗传育种的首要目标,并取得了很大的成功.但瘦肉率的提高对猪肉品质和风味已经产生了负面影响.如何保持高瘦肉率而又不影响猪肉品质成为了人们新的追求目标.【期刊名称】《广东饲料》【年(卷),期】2010(019)003【总页数】3页(P25-27)【作者】黄晶;郑云林【作者单位】艾格菲实业有限公司&厦门百世腾牧业有限公司,厦门,361024;艾格菲实业有限公司&厦门百世腾牧业有限公司,厦门,361024;江西农业大学动物科学,南昌,330045【正文语种】中文【中图分类】S816.7猪肉作为饮食习惯中不可或缺的产品越来越受到人们的重视。
最大限度的追求瘦肉率，减少脂肪和胆固醇含量一直是半个世纪以来遗传育种的首要目标，并取得了很大的成功。
但瘦肉率的提高对猪肉品质和风味已经产生了负面影响。
如何保持高瘦肉率而又不影响猪肉品质成为了人们新的追求目标。
研究人员发现甜菜碱（Betaine）参与动物体内甲基代谢，在高半胱氨酸生成蛋氨酸的循环中起重要作用（许梓荣等，1998）。
它不仅具有提高畜禽生长性能、改善胴体品质、缓和应激的功效，还具有改善饲料的适口性、维护维生素的稳定性、调节渗透压等多种功能，是新型的营养再分配剂（张冬梅，2009；郭建凤等，2007）。
1 甜菜碱的结构和性质甜菜碱又名甜菜素、三甲基甘氨酸，是一种季胺型生物碱。
分子式为C5H11O2N，分子量为117.5，化学结构式与氨基酸相似，具有活性甲基和两性电解质的结构。
其化学结构如图1 所示：图1 甜菜碱的结构式这种独特的化学结构决定了甜菜碱的性质和在动物营养代谢中的作用。
甜菜碱呈白色结晶，具有甜味，无毒，易潮解，能溶于水及醇，微溶于醚。
甜菜碱熔点为293 ℃，在200 ℃以下性质比较稳定，具有很强的抗氧化性。
甜菜碱在化妆品中的作用
甜菜碱在化妆品中的作用
甜菜碱，也被称为维生素B4，是一种有机碱物质，在化妆品
中具有多种作用。
1. 抗氧化作用：甜菜碱具有较强的抗氧化性质，能够帮助中和自由基的活性，从而减少肌肤细胞受到氧化损伤的可能性。
它可以保护肌肤免受紫外线、污染物等外界因素的损害，延缓肌肤老化的过程。
2. 促进胶原蛋白合成：甜菜碱能够刺激皮肤细胞中胶原蛋白的合成，增加胶原蛋白的含量。
胶原蛋白是肌肤的重要组成部分，能够提供支撑力和弹性，维持肌肤的紧致和光泽。
甜菜碱的使用可以改善皱纹、松弛和皮肤干燥等问题，使肌肤更加年轻和健康。
3. 促进血液循环：甜菜碱具有促进血液循环的作用，可以增加皮肤的供氧量和营养供应，改善肌肤的气色和光泽。
它还有助于排泄废物和毒素，保持肌肤清洁和健康。
4. 舒缓作用：甜菜碱对肌肤有一定的舒缓和镇定作用，可以缓解肌肤敏感、红肿和刺激等不适症状，使肌肤感到舒适和放松。
需要注意的是，甜菜碱只是化妆品中的一种成分，其单独使用的效果可能不如与其他有效成分相结合的产品。
此外，个人肤质和对化妆品的耐受性也会影响甜菜碱的效果。
因此，在选择化妆品时，建议根据自身需求和皮肤特点进行选购，并遵循产品的使用说明。
《甜菜碱的应用》课件
05
甜菜碱在其他领域的应用
食品添加剂
食品保鲜
甜菜碱具有较好的保湿性和抗菌性，可以作为食品保 鲜剂，延长食品的保质期。
改善食品口感
甜菜碱可以改善食品的口感和质地，提高食品的品质 和风味。
增加食品营养成分
甜菜碱可以与其他营养成分一起添加到食品中，增加 食品的营养价值。
饲料添加剂
提高饲料利用率
甜菜碱可以提高饲料的利用率，促进动物生长和 发育。
抗旱抗盐碱
甜菜碱能够提高植物细胞膜的稳 定性，减少水分流失，增强植物
的抗旱能力。
甜菜碱能够调节植物体内的渗透 平衡，帮助植物适应盐碱环境，
提高抗盐碱能力。
甜菜碱能够促进植物根系发育， 增强植物对水分和养分的吸收能
力。
提高作物抗逆性
甜菜碱能够增强植物 对生物胁迫的抗性， 如病虫害、细菌、病 毒等。
保湿与滋润
总结词
甜菜碱具有很好的保湿和滋润作用，能够有效地锁住水分，为皮肤提供持久的滋 润。
详细描述
甜菜碱是一种天然的保湿因子，能够吸收相当于其自身重量数百倍的水分，为皮 肤提供足够的水分，使其保持湿润和柔软。同时，甜菜碱还能与皮肤表面的蛋白 质结合，形成一层保护膜，防止水分流失，从而达到更好的保湿效果。
增强化疗效果
与化疗药物联合应用时，甜菜碱可以 提高化疗药物的疗效，降低耐药性的 产生。
抗炎与免疫调节
抗炎作用
甜菜碱具有抗炎作用，能够抑制炎症 反应过程中的多种酶的活性，减轻炎 症症状。
免疫调节
甜菜碱可以调节免疫系统的功能，增 强机体的免疫力，对预防和治疗感染 性疾病具有一定的作用。
04
甜菜碱在化妆品领域的应用
《甜菜碱的应用》ppt课件
甜菜碱作用
甜菜碱作用甜菜碱，也称为卡尼汀，是一种生物碱，常被应用于药物和食品工业中。
它的主要作用是增强机体的代谢功能，改善运动能力，并具有一定的降压、利尿和抗炎作用。
首先，甜菜碱作为一种生物碱，能够促进体内脂肪的代谢和运输，从而起到减脂作用。
甜菜碱能够激活脂肪酸转运蛋白，使其能够更快地将脂肪酸转运到细胞内，进一步进行氧化代谢，从而降低脂肪的积累。
此外，甜菜碱还能够调节脂肪酸的合成和降解平衡，使其更好地被利用，有助于提高人体的代谢率和能量消耗，达到减脂的效果。
其次，甜菜碱还可以提高运动能力。
甜菜碱能够增加肌肉细胞内的氧化磷酸化反应，将脂肪酸转化为能量供给肌肉运动。
这种作用能够延长运动时间和减少体内乳酸的积累，从而增加运动的持久性和效果。
此外，甜菜碱还能提高肌肉细胞对胆碱的敏感性，促进神经传导，加强肌肉收缩，提高肌肉爆发力和耐力。
另外，甜菜碱还具有一定的降压作用。
研究发现，甜菜碱能够扩张血管，降低血压。
这是因为甜菜碱能够增加一氧化氮的合成和释放，进而促使血管平滑肌松弛，增加血管腔径。
这种作用能够降低血液的阻力，减轻心脏负担，达到降压的效果。
此外，甜菜碱还有利尿和抗炎作用。
甜菜碱能够促进尿液的排出，排除体内废物和毒素，保持体内的水盐平衡，有利于肾脏健康。
甜菜碱还能够抑制炎症因子的产生和释放，减轻炎症反应，有助于治疗炎症性疾病。
综上所述，甜菜碱作为一种生物碱，具有多种作用：减脂、提高运动能力、降压、利尿和抗炎作用。
它能够增强机体的代谢功能，改善身体状况，对保健和治疗多种疾病都有一定的益处。
然而，对于甜菜碱的摄入，还是需要注意适量，避免过量摄入对健康造成负面影响。
在应用甜菜碱时，最好咨询专业人士的建议，根据个人状况制定合理的摄入量。
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α-长链烷基甜菜碱在皂类产品中的应用性能研究王泽云（南风化工集团股份有限公司山西运城044000）摘要：研究了新型两性表面活性剂α-长链烷基甜菜碱（C10、C14）在皂类产品中的应用性能。
结果表明，皂产品中复配α-长链烷基甜菜碱后产品的润湿性能和抗硬水性能明显改善，同时降低了皂产品对皮肤的刺激性，而发泡和稳泡性能没有明显变化。
关键词：α-长链烷基甜菜碱；皂；性能Study on application performances of α-long-chain betaine in soapWang ze-yun(Nafine Chemical Industry Group Co., Ltd., Yuncheng 044000, China)Abstract: The application performances of α-long-chain(C10、C14) betaine using in soap were researched. Results indicated that, wetting capability and resistance to hard water of soap production which mixed with α-long-chain (C10、C14) betaine were improved abviously, and skin irritation was reduced, but the foam capability has no significant change.Key words：α-long-chain betaine；soap；performanceα–长链烷基甜菜碱是采用α–长链氯代脂肪酸与短链叔胺反应合成的一种新型两性表面活性剂。
新的合成路线使其与传统两性表面活性剂相比具有成本方面的突出优势，因而受到众多研究者的关注[1,2]。
本课题前期的研究显示α-长链烷基甜菜碱在泡沫、钙皂分散力、润湿性和去污性能等方面具有十分突出的优越性能[3,4,5]。
同时，由于其对眼睛、皮肤特有的温和性，与阴离子表面活性剂复配后能明显改善阴离子表面活性剂的刺激性，因此非常适合应用于各类洗涤与个人护理产品中。
本文以常用洗涤产品皂为基础，研究了α-长链烷基甜菜碱与长链脂肪酸钠的复配性能。
1 实验部分1.1 主要试剂与仪器α-癸基甜菜碱，28%，实验室自制；α-十四烷基甜菜碱，28%，实验室自制；皂粒（8515），浙江华诺公司；皂粒（8220），嘉里益海；202号纯棉帆布，上海染料公司；罗氏泡沫仪，恒温水浴等。
1.2 实验方法将α-癸基甜菜碱和α-十四烷基甜菜碱分别按不同比例与香皂皂基和肥皂皂基混合，经过搅拌、挤出成型处理后，制成皂条(每条约为15g)。
对成型后的肥皂产品进行两方面性能的测定：⑴根据《QB/T 2488-2000 洗衣皂》和《QB /T 2485-2000 香皂》中的规定及方法，对实验样品皂的基本指标进行测试。
研究α-长链烷基甜菜碱与皂复配后对产品理化指标的影响；⑵测试实验样品皂的发泡力、润湿力及硬水稳定性。
研究α-长链烷基甜菜碱与皂复配后对产品应用性能的影响。
α-长链烷基甜菜碱在皂中的加量比例如表1所示。
表1 α-长链烷基甜菜碱在皂中的添加比例Tab.1 Percentage of α-long alkylchain betaine in soap皂基α-癸基甜菜碱在皂基中加量/ % α-十四烷基甜菜碱在皂基中加量/ % 洗衣皂 1.8 3.6 5.4 0.75 1.5 2.25 香皂 1.3 2.6 3.9 0.53 1.3 2.41.3 性能评价方法⑴润湿力的测定润湿力测定参照GB 5557-85《表面活性剂纺织助剂渗透力测定法润湿法》方法进行测定。
皂产品对润湿力的测定稍做改动，主要由于皂产品在国标规定的温度和浓度条件(20 ℃、0.15 %水溶液)下，溶液粘度过大，影响实验用帆布的沉降时间，故实验将测试溶液浓度由0.15 %降至0.06 %。
⑵泡沫力的测定泡沫力参照GB/T 13173.6-91《洗涤剂发泡力的测定(Ross-Miles法)》方法及GB/T《7462-1994 改进Ross-Miles法》进行测定。
⑶抗硬水能力测定抗硬水能力参照GB 7381-1987 《表面活性剂在硬水中稳定性的测试》方法进行测定。
⑷皮肤刺激性实验[6,7]皮肤刺激性实验采用人体皮肤斑贴实验方法进行。
利用Finn斑贴小室在健康受试者前臂内侧皮肤一次封闭斑贴受试物24 h或48 h，去除斑贴后0.5 h观察红斑反应。
2. 结果与讨论2.1 对皂产品中游离碱及氯化物含量的影响游离碱质量分数对皂的质量有很大的影响，皂产品中游离碱含量过高不仅会造成皮肤干燥，而且影响产品的可塑性，甚至引起成品粗糙和开裂严重的质量问题；游离碱质量分数太低，很容易导致皂体酸败、变色“出汗”及不愉快的气味等。
通常游离碱质量分数在0.05～0.3％较合适。
氯化物的含量也是皂类产品的重要指标。
国标QB/T 2485-2000规定香皂产品的氯化物含量应小于1%；国标QB/T 2486-2000规定，洗衣皂I类产品的氯化物含量应小于0.7%，洗衣皂II产品的氯化物含量应小于1%。
可见，在各类皂产品中对氯化物的含量都有严格的要求。
因为过高的氯化物含量会引起肥皂吸湿和层裂。
另外，氯化物含量不适当还容易导致肥皂冒霜，即当皂基中水分和其它挥发性组分向肥皂表面移动时，游离电解质被带到肥皂表面，水分和挥发物蒸发后形成聚集状态的颗粒无机盐，影响产品的外形及使用。
α-长链烷基甜菜碱除胺后产品加入皂基中后，会对产品的游离碱和氯化物含量造成一定影响，尤其是未脱盐的甜菜碱产品对氯化物的含量及游离无机盐的总量贡献较大。
表2数据为在皂类产品中添加不同比例、不同种类的α-长链烷基甜菜碱时，产品游离碱和氯化物含量变化的实验结果。
表2 α-长链烷基甜菜碱加量对产品游离碱和氯化物含量的影响Tab. 2 Effect of α-long alkylchain betaine proportion on dissociative alkali and chloride content 洗衣皂香皂α-长链烷基甜菜碱加量/ % 游离碱/ % 氯化物/ %α-长链烷基甜菜碱加量/ %游离碱/ %氯化物/ %0 <0.1 0 0 <0.1 0.67α-癸基甜菜碱1.8 <0.1 0.33 1.3 <0.1 0.96 3.6 <0.1 0.67 2.6 <0.1 1.26 5.4 <0.1 1 3.9 <0.1 1.55α-十四烷基甜菜碱0.75 <0.1 0.22 0.53 <0.1 0.861.5 <0.1 0.44 1.3 <0.1 1.062.25 <0.1 0.67 2.4 <0.1 1.25表2实验结果表明，在皂基中加入α-癸基甜菜碱和α-十四烷基甜菜碱后，由于α-长链烷基甜菜碱产品的pH值基本控制在中性范围内，所以对皂产品的游离碱基本没有影响，在所有实验范围内游离碱指标均满足各种皂类产品标准的要求。
但α-长链烷基甜菜碱的加入对皂产品的氯化物含量有明显的影响，对于洗衣皂，由于皂基本身氯化物含量很低，所以在甜菜碱加量最高 5.4%时，氯化物指标基本不超标；对于香皂皂基，由于实验用香皂皂基本身氯化物含量偏高，所以在甜菜碱加量超过 1.3%时，氯化物含量超标。
从氯化物的增加量分析，最高加量3.9%的甜菜碱对氯化物的贡献约为0.9%，因此，如果控制好皂基本身的氯化物含量，在实验所有甜菜碱添加量范围内，氯化物含量指标能够达到标准的要求，不会对皂产品质量产生大的影响。
2.2 对皂产品润湿力的影响α-长链烷基甜菜碱具有较低的表面张力，其两性离子特性可以与皂阴离子产生明显的协同作用，从而改善皂类产品的润湿性能。
实验采用帆布沉降法分别对添加不同种类和不同α-长链烷基甜菜碱加量梯度的皂样品的润湿性能进行了测试，共进行了三次平行实验。
表3中数据分别为实验用帆布在不同样品溶液中的沉降时间三次平行实验数据的平均值。
表3 α-长链烷基甜菜碱加量对皂产品润湿力的影响Tab.3 Effect of α-long alkylchain betaine content on wetting capability of soap润湿力洗衣皂基α-癸基甜菜碱α-十四烷基甜菜碱α-长链烷基甜菜碱加量/%0 1.8 3.6 5.4 0.75 1.5 2.25沉降时间/min 47 25 18 15 27 22 18由表3中数据可以看出，α-长链烷基甜菜碱可以明显改善肥皂的润湿性，且皂产品的润湿性能随α-长链烷基甜菜碱含量的增加而增大；另外，添加α-十四烷基甜菜碱的皂的润湿性能略好于添加α-癸烷基甜菜碱的产品，说明中碳链的α-烷基甜菜碱的润湿性能优于较短碳链的α-烷基甜菜碱。
2.3 对皂产品泡沫的影响在各类洗涤产品中，与洗衣粉、洗衣液、洗手液及沐浴露等产品相比，皂类产品的泡沫最低，在某些应用领域尤其是个人清洗护理产品领域的应用受到很大限制。
由于甜菜碱类两性表面活性剂具有较好的泡沫性能，且与阴离子表面活性剂具有良好的协同作用，所以本节研究了在皂类产品中添加α-长链烷基甜菜碱对最终复合皂产品泡沫的影响。
实验采用罗氏泡沫仪法对添加不同浓度甜菜碱的皂类产品的泡沫力进行了测定，结果如表4所示。
表4 α-长链烷基甜菜碱加量对皂类产品泡沫的影响Tab. 4 Effect of α-long alkylchain betaine content on foam capability of soap泡沫性能洗衣皂泡沫高度/mm香皂泡沫高度/mmα-癸基甜菜碱加量/%0 1.8 3.6 5.4 0 0.75 1.5 2.250 min 165 170 175 170 180 184 185 1915 min 160 165 170 165 176 184 183 185 α-十四烷基甜菜碱加量/ %0 4 8 12 0 4 10 180 min 165 164 167 171 180 171 177 1805 min 160 161 164 167 176 165 171 177由表4实验结果可见，α-癸基甜菜碱的加入可以改善肥皂的起泡性能，但效果不是很显著。
其实，表面活性剂的泡沫性能包括发泡和稳泡两方面，由于泡沫是一个热力学不稳定体系，所以泡沫的稳定性是评价泡沫性质的更重要的方面。
泡沫的稳定性主要取决于泡沫的排液快慢和液膜的强度，从这两个因素分析，影响泡沫稳定性的因素比较复杂，包括：体系的表面张力、表面粘度、溶液粘度、表面张力的“修复”作用、气体通过液膜的扩散作用以及液膜的表面电荷等。