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不同質量濃度、pH、鹽度對三七根提取物水溶液表面張力的影響（一）
來源：日用化學工業 瀏覽 1043 次 發布時間:2025-01-23
摘要:對三七根提取物的表面活性和復配增效性能進行研究。結果表明，三七根提取物在25℃的cmc為0.1 g/L，對應的γcmc為43.67 mN/m。在鹽度質量分數范圍為0%~1%，其表面活性隨鹽度的增加而增加。在pH范圍為4.0~8.0時，三七根提取物的表面張力隨pH的降低而降低。根據Rosen理論推算出三七根提取物與聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯（Tween 20）的最佳復配質量比為4∶1，二元復配體系形成膠束的能力比理論結果增效41.18%。乳化力測試結果顯示，三七根提取物與Tween 20復配后的乳化能力和乳化穩定性均與單一使用Tween 20接近，表明三七根提取物與Tween 20的復配具有較好的協同增效能力。而三七根提取物對Tween 60無協同增效作用。
皂苷，也稱皂素、皂甙，由三萜或固醇苷元的疏水性支架通過糖苷鍵與親水性糖基相連接，是一類廣泛存在于植物中的天然生物表面活性劑[1????-6]。皂苷是三七中的主要有效成分之一。三七，又名田七、滇三七等，為五加科人參屬植物。三七有豐富的藥用歷史，其根、莖、葉、花均可入藥，是云南白藥、復方三七口服液等藥物的主要成分之一。此外，已有文獻研究表明，三七根提取物也具有抗菌、抗衰老的生物學功效，在化妝品中也常用作活性成分。三七不同部位的皂苷種類和含量均有所不同。三七的根中主要含有三七二醇苷、三七三醇苷，如人參皂苷Rb1、Rb2等和三七皂苷R1、R2等；而三七葉和三七花中則主要含有三七二醇苷。但截至目前，有關三七根提取物的天然表面活性作用還未得到深入研究與應用。
多元醇型非離子表面活性劑是脂肪酸與多羥基醇生成的酯類。聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯（Tween 20）是多元醇型非離子表面活性劑的一種，由失水山梨醇脂肪酸酯和環氧乙烷加成聚合制得，HLB值為16.7，具有較好的親水性、發泡穩泡和潤濕等表面活性。
通過對三七根提取物及其復配體系性質的研究，從臨界膠束濃度、表面張力、乳化力幾個方面，評價三七根提取物作為天然生物表面活性劑的性能，以期為深入了解并開發三七根提取物提供理論支撐。
1實驗部分
1.1主要試劑、材料與儀器
三七根提取物、三七葉莖提取物，云南白藥集團中藥資源有限公司；聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯（Tween 20）、聚氧乙烯失水山梨醇單硬脂酸酯（Tween 60）、辛酸/癸酸甘油三酯，禾大化學品（上海）有限公司；氯化鈉、檸檬酸，上海麥克林生化科技有限公司；去離子水，實驗室自制。
ME4002TE/02電子天平、S220-K pH計；DCAT25表面界面張力儀；DDSJ-308F型電導率儀；EUROSTAR 40 digital懸臂攪拌器；LC-LX-HL210D臺式高速離心機。
1.2實驗方法
1.2.1 pH值
配制一定質量濃度的三七根提取物、三七葉莖提取物和Tween 20水溶液，并用去離子水稀釋到待測濃度。恒溫至（25±1）℃，使用S220-K pH計測量。
1.2.2電導率
配制一定質量濃度的三七根提取物水溶液和三七葉莖提取物水溶液，并用去離子水稀釋到待測濃度。恒溫至（25±1）℃，使用DDSJ-308F型電導率儀測量。去離子水的電導率為1.01μS/cm。
1.2.3表面活性
表面張力根據國家標準GB/T 22237—2008進行測定。配制相應單一質量濃度、相應復配比例的三七根提取物和Tween 20水溶液，將溶液稀釋到待測濃度，通過鉑金片法測定表面活性劑臨界膠束濃度（cmc）的方法，繪制表面張力（γ）對質量濃度（ρ）的對數曲線。將轉折點兩側的擬合直線外延，相交點的數值為cmc，對應的表面張力即為γcmc，R2表示擬合直線的相關系數。實驗所用鉑金片長19.9 mm，厚0.2 mm，面積3.98 mm2，浸濕長度40.2 mm。測定表面張力所用水為去離子水，在25℃時去離子水的表面張力為72.0 mN/m。
根據γ-lgρ曲線計算表面張力被降低20 mN/m時所需表面活性劑質量濃度，用pc20來表示，代表表面活性劑降低表面張力的效率。因此pc20越大，表面活性越高。cmc與pc20的比值（cmc/pc20）表示表面活性劑在界面的吸附能力與在體系中形成膠束能力的相對強弱。cmc/pc20越高，表面活性劑更易吸附在表面，形成膠束的傾向相對較弱。pc20的計算公式如下：
pc20=-lg c20
式中，c20表示當水的表面張力下降20 mN/m時所對應的表面活性劑質量濃度，g/L；pc20表示表面化學參數。
采用cmc值計算非離子表面活性劑的HLB值。公式如下：
HLB=7+4.02 lg（1/cmc）
1.2.4乳化性能
將Tween 20單一體系（配方Ⅰ）和三七根提取物與Tween 20復配體系（配方Ⅱ）分別配制為含表面活性劑總質量分數0.2%的乳狀液。高速均質5 min后轉移適量乳狀液于離心管中，以3 200 r/min的速度離心5 min，記錄乳化層高度和水層高度。之后將乳狀液置于80℃條件下3 min，冷卻至室溫后再離心，記錄乳化層高度和水層高度。
乳化能力(EC)=h1h2×100%
乳化穩定性(ES)=h3h4×100%
式中，h1為室溫下乳化層高度，mm；h2為室溫下乳狀液高度，mm；h3為經80℃后離心的乳化層高度，mm；h4為經80℃后離心的乳狀液高度，mm。