从Phytolacca dodecadra的浆果中提取的可持续生物表面活性剂在液体洗衣剂配方中的应用及其性能评估

《Results in Chemistry》：Sustainable biosurfactants obtained from phytolacca dodecadra berries in the formulation of liquid laundry detergents and its performance evaluation

本研究利用非洲肥皂果（Phytolacca dodecandra） berries提取的天然表面活性剂部分替代合成表面活性剂（LABSA和SLES），制备了液体洗衣洗涤剂。通过机械挤压法提取的D3样品活性物质含量达2%，泡沫长度达100.30 mL，显著优于溶剂提取法。实验表明，部分替代合成表面活性剂（最高142.5 g D3）的洗涤剂在pH、密度、表面张力等物理化学性质上均符合标准，且泡沫稳定性、去污性能（最高99.89%）和生物降解性（BOD值降低16.4-22.8 mg/L）优于纯合成配方。该研究证实植物来源表面活性剂在环保、经济和性能上具有潜力。

　　在当今社会，清洁和洗涤需求日益增长，尤其是在日常生活和工业应用中，对高效、环保的洗涤剂的需求也不断上升。然而，传统的合成表面活性剂虽然在清洁效果上表现优异，但其高昂的成本和对环境的负面影响，使其在可持续发展的背景下受到越来越多的关注。因此，寻找替代性的绿色表面活性剂成为研究的重要方向之一。本研究旨在探索一种来源于植物的生物表面活性剂，以部分替代合成表面活性剂，用于液态洗衣洗涤剂的配方中，从而提升产品的环保性、经济性和使用安全性。

研究对象是“Phytolacca dodecandra”（在阿法安奥罗莫语中称为“Handoodee”）的果实。这种植物广泛分布于非洲的萨赫勒地区和马达加斯加，具有一定的药用和非药用价值。在一些地区，人们传统上使用这种果实进行清洁，但因商业洗涤剂的普及，其利用效率较低。本研究通过机械提取的方法，从果实中获取生物表面活性剂，并将其应用于洗涤剂配方中，以评估其性能和环保特性。

在实验过程中，采用了多种方法来提取和分析植物中的生物表面活性剂。首先，将果实粉碎并用甲醇和去离子水分别浸泡两天，然后通过过滤和蒸发等步骤获得提取物。此外，还通过机械挤压的方式获得一种异质的果汁液。研究发现，机械提取法获得的生物表面活性剂在泡沫长度和活性物质含量方面表现更优，这表明该方法在提取过程中能够更有效地保留活性成分。

通过初步的植物化学分析，研究发现提取物中含有丰富的皂苷、酚类、黄酮类、生物碱和单宁酸。这些成分在洗涤过程中可能发挥多种作用，例如作为表面活性剂、清洁剂和乳化剂。皂苷因其良好的表面活性和泡沫稳定性，被认为是最主要的活性成分。而酚类和单宁酸虽然不直接具有表面活性，但它们可能通过改变分子结构，间接提升洗涤剂的清洁能力。黄酮类和生物碱则在一定条件下可能表现出一定的表面活性特性，但其作用可能较为有限。

接下来，研究团队将提取的生物表面活性剂应用于洗涤剂的配方中。配方中包含了多种化学成分，如线性烷基苯磺酸（LABSA）、十二烷基硫酸钠（SLES）、氢氧化钠（NaOH）、生物表面活性剂（D3）、羧甲基纤维素钠（Na-CMC）、香精、乙二胺四乙酸（EDTA）和去离子水。不同的配方比例被设计出来，以测试不同浓度的生物表面活性剂对洗涤剂性能的影响。

通过一系列测试，研究团队评估了洗涤剂的多种物理和化学特性，包括总活性物质含量、pH值、密度、粘度、表面张力、生物降解性、洗涤性能和乳化能力。结果显示，含有较高浓度生物表面活性剂的洗涤剂在多个方面表现出与合成表面活性剂相当的性能。例如，泡沫长度、乳化能力、表面张力和洗涤效率等指标均显示出显著的改善。特别是机械提取的D3生物表面活性剂，其总活性物质含量为2%，泡沫长度达到100.30±1.52 mL，远高于其他提取方法获得的活性物质含量和泡沫长度。

洗涤剂的pH值在7至9.5之间，符合国际标准。密度测试表明，不同配方的洗涤剂密度在1.010至1.100 g/mL之间，与已知的洗涤剂密度范围一致。粘度测试显示，所有配方的洗涤剂粘度均在合理范围内，表明其具有良好的流动性。表面张力的测定则揭示了生物表面活性剂在降低表面张力方面的作用，这有助于提高洗涤剂的清洁效率。

生物降解性测试表明，使用生物表面活性剂的洗涤剂在生物化学需氧量（BOD）方面表现优于传统的合成洗涤剂。BOD值越低，表明洗涤剂对水体的污染越小，对环境的影响越小。这一结果进一步验证了生物表面活性剂在环保方面的优势。

乳化能力测试则表明，生物表面活性剂能够有效促进油水混合，形成稳定的乳化体系。这表明其在洗涤过程中能够更好地分散和去除油脂类污渍，从而提升清洁效果。此外，洗涤性能测试显示，使用生物表面活性剂的洗涤剂在去除污渍方面表现良好，尤其在高浓度情况下，其清洁能力甚至接近传统合成洗涤剂。

综上所述，本研究证明了来源于“Phytolacca dodecandra”果实的生物表面活性剂在液态洗衣洗涤剂中的可行性。机械提取方法不仅能够提高活性物质的含量，还能确保洗涤剂在性能上与合成表面活性剂相媲美。这些生物表面活性剂不仅具有成本效益，还具备易于生物降解、本地可用性和对使用者健康的友好性。因此，它们在未来的洗涤剂配方中具有广阔的应用前景。

此外，研究还强调了生物表面活性剂在实现循环经济中的重要性。通过将植物资源转化为洗涤剂成分，不仅可以减少对合成化学品的依赖，还能提高资源利用率，减少废弃物的产生。这种做法有助于推动可持续发展，减少环境污染，同时满足消费者对环保产品的需求。

从实验结果来看，生物表面活性剂在多个关键性能指标上表现优异，表明其在洗涤剂配方中具有重要的应用价值。同时，这些生物表面活性剂的提取和应用过程相对简单，适合大规模生产和推广。这为发展绿色、可持续的洗涤剂提供了新的思路和方法。

未来的研究可以进一步优化提取工艺，提高生物表面活性剂的产量和纯度，同时探索其在其他洗涤剂类型中的应用潜力。此外，还可以研究其与其他天然成分的协同效应，以开发更高效的洗涤剂配方。通过这些努力，生物表面活性剂有望成为传统合成表面活性剂的有力替代品，推动洗涤剂行业的绿色转型。