柳瀅春，黃 勇，鄒東秋，熊文明，陳雄紛，曾 能

（1.中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院 健康產(chǎn)業(yè)學(xué)院，廣東 中山528436；2.中山市博研尚品生物科技有限公司，廣東 中山528451；3.中山市凱蕾護(hù)理用品有限公司，廣東 中山528451）

新鮮蔬菜水果是人們?nèi)粘Ｉ钏匦杈S生素、礦物質(zhì)和膳食纖維等必須外源營養(yǎng)素的重要來源。為了保證水果蔬菜的產(chǎn)量，農(nóng)民往往施用很多農(nóng)藥，又由于水源及土壤的污染，水果蔬菜的重金屬富集量越來越多[1]。這些都會(huì)導(dǎo)致果蔬的農(nóng)藥殘留和重金屬殘留超標(biāo)。人體食用含有農(nóng)藥或金屬離子超標(biāo)的果蔬后，有毒物質(zhì)在體內(nèi)長期累積，進(jìn)而引發(fā)多種慢性疾病，甚至有些農(nóng)藥殘留還有遺傳毒性，這對消費(fèi)者的健康都存在著不良的安全隱患, 已經(jīng)引起全球關(guān)注[2-6]。隨著人們生活水平的提高，為了解決這一問題，很多消費(fèi)者會(huì)選擇果蔬清洗劑類產(chǎn)品來清洗水果蔬菜。目前，國內(nèi)市場上各類果蔬洗滌劑產(chǎn)品開始逐漸增多。但絕大部分產(chǎn)品技術(shù)含量較低，如只將幾種表面活性劑加助劑復(fù)配而成，選用石油化工原料也不夠安全，去除農(nóng)藥效果不明顯，還存在二次污染問題[7,8]。微乳技術(shù)是一種將油相、水相及表面活性劑、助表面活性劑相通過一定的工藝方法制備成乳液粒徑在10～100nm 范圍之類的體系，微乳有如下幾個(gè)特征：超低的界面張力、很大的增溶量、微小粒徑、優(yōu)秀的熱力學(xué)穩(wěn)定性，這些特征能在較大程度上提升其溶解農(nóng)藥去除農(nóng)藥的能力[9-12]。

本文用植物源表面活性劑、助表面活性劑、植物源油脂檸檬烯、水等原料通過微乳化技術(shù)制備三相微乳檸檬烯體系。由于微乳果蔬洗潔精的乳液粒徑比一般洗潔精小，能更充分地與水果蔬菜上的農(nóng)藥、重金屬相互作用，并將其從水果蔬菜中溶解去除。故以果蔬洗潔精乳液平均粒徑為考察指標(biāo)，在進(jìn)行了單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)四因素三水平正交試驗(yàn)，考察4 種重要原料（A：檸檬烯/B：烷基葡糖苷/C：椰子油衍生物/D：蔗糖脂肪酸酯）的最佳配比。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與儀器

椰子油衍生物（廣州鄒陽化工有限公司）；烷基葡糖苷（鄭州誠奧化工產(chǎn)品有限公司）；檸檬烯（西安萬方生物科技有限公司）；蔗糖脂肪酸酯（山東沃睿生物工程有限公司）。

Zeta PALS 型Zeta 電位及納米粒度分析儀（美國布魯克海文公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 三相微乳檸檬烯體系的配制 篩選出A/B/C/D 主要成分以后，通過轉(zhuǎn)相乳化法將上述成分以及助劑、水在適當(dāng)?shù)谋壤轮瞥赏该?、各向同性的熱力學(xué)穩(wěn)定體系。

1.2.2 三相微乳檸檬烯體系的粒度測試 用納米粒度分析儀測試平均粒徑及多分散系數(shù)。分別測試3次，取平均值。

1.2.3 乳液的粒徑越小，與重金屬及農(nóng)藥的接觸面積越大，去除效率越高，故以乳液平均粒徑為考察指標(biāo)，在進(jìn)行了單因素試驗(yàn)并確定了4 個(gè)單因素較適合范圍值的的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)四因素三水平正交試驗(yàn)，考察原料A/B/C/D 的最佳配比，具體正交表設(shè)計(jì)見表1。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表Tab.1 Level table of orthogonal test factors

2 結(jié)果與分析

2.1 正交試驗(yàn)結(jié)果

正交試驗(yàn)結(jié)果見表2，方差分析結(jié)果見表3。

表2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Tab.2 Orthogonal test design and results

由表2 可見，試驗(yàn)號(hào)1～9 中，在試驗(yàn)號(hào)3 的主要原料配比下，制備的三相微乳檸檬烯體系粒徑最小，其配比為A1B3C3D3，即檸檬烯、烷基葡糖苷、椰子油衍生物、蔗糖脂肪酸酯的用量比為9∶10∶9∶7，獲得的三相微乳檸檬烯體系的粒徑為59.7nm 。依據(jù)表2 每個(gè)成分用量條件對應(yīng)的均值結(jié)果中可知：檸檬烯、烷基葡糖苷、椰子油衍生物、蔗糖脂肪酸酯的用量比為12∶10∶9∶7 時(shí)，分別對應(yīng)的微乳粒徑均值最小，即A2B3C3D3。故在此條件下開展實(shí)驗(yàn)，獲得的三相微乳檸檬烯體系的粒徑為60.1nm?？紤]到三相微乳檸檬烯體系的清洗能力中除了粒徑非常重要，還有一個(gè)重要的因素就是檸檬烯的用量。在相同條件下，檸檬烯的含量增多，清洗能力會(huì)增強(qiáng)?？紤]檸檬烯和粒徑兩個(gè)決定體系清洗能力的重要因素，選擇的最佳用量為：檸檬烯、烷基葡糖苷、椰子油衍生物、蔗糖脂肪酸酯的用量比為12∶10∶9∶7。

根據(jù)表2 的極差結(jié)果分析，4 種原料用量對制備的三相微乳檸檬烯體系微乳粒徑影響的主次順序?yàn)椋築＞A＞D＞C，顯示C 對制備的三相微乳檸檬烯體系微乳粒徑影響較小，故選取C 作為正交試驗(yàn)方差分析的誤差列。

根據(jù)方差分析結(jié)果表3，可知在a=0.1 的條件下，A 和B 都具有顯著性意義，究其原因，在微乳形成過程中，A 和B 起到了較為決定性的作用，在A和B 的作用下，微乳粒徑顯著變小。但C、D 對三相微乳檸檬烯體系微乳粒徑影響不顯著，原因是因?yàn)閮烧咴隗w系里面主要為輔助作用，不起決定性作用。

表3 正交試驗(yàn)方差分析表Tab.3 Variance analysis table of orthogonal test

在工藝生產(chǎn)中，原料節(jié)約是非常有意義的，因?yàn)锳 和B 都具有顯著性意義，綜合考慮檸檬烯和粒徑兩個(gè)決定體系清洗能力的重要因素，以及C、D 對三相微乳檸檬烯體系微乳粒徑影響不顯著，在保持A2、B3原料條件的前提下，降低C、D 的原料用量，正交試驗(yàn)結(jié)果中試驗(yàn)號(hào)6 驗(yàn)證了方案的可能性，在A2B3C1D2的原料配位下，獲得的三相微乳體系粒徑為60.4nm。為節(jié)約原料成本，本試驗(yàn)最終確定的優(yōu)化工藝方案為：A2B3C1D2。

2.2 比較驗(yàn)證試驗(yàn)

為比較通過正交試驗(yàn)分析出的檸檬烯、烷基葡糖苷、椰子油衍生物、蔗糖脂肪酸酯的3 種優(yōu)化用量比體系A(chǔ)1B3C3D3、A2B3C3D3、A2B3C1D2在農(nóng)藥去除方面的實(shí)際效果以獲得最優(yōu)綜合工藝方案，參考GB/T24691-2009 果蔬清洗劑中農(nóng)藥去除率測試方法，試驗(yàn)農(nóng)藥選用具有典型代表性的氯氰菊酯，每組試驗(yàn)3 次，取平均值。三相微乳檸檬烯體系的測試結(jié)果見表4。

表4 比較試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果Tab.4 Comparison test verification results

從表4 結(jié)果可知，三相微乳檸檬烯體系的3 種優(yōu)選用量比體系去除典型農(nóng)藥氯氰菊酯的去除率大小排序?yàn)椋篈2B3C3D3＞A2B3C1D2＞A1B3C3D3，分別為92.0%、91.5%、90.1%。分析其原因，三相微乳檸檬烯體系對農(nóng)殘的去除效果，與微乳的粒徑緊密相關(guān)，同時(shí)也與4 種主要原料成分的用量，尤其是原料A、B的用量有關(guān)，3 種優(yōu)選體系獲得的微乳粒徑分別為60.1、60.4、59.7nm。相比A1B3C3D3，A2B3C3D3及A2B3C1D2兩個(gè)優(yōu)選體系的主要清洗能力成分檸檬烯的用量明顯加大。且在微乳的形成粒徑方面，相比成分C、D, A、B 對三相微乳檸檬烯體系微乳粒徑影響更顯著。故A2B3C3D3及A2B3C1D2兩個(gè)優(yōu)選體系的農(nóng)殘去除率更高。而對于A2B3C3D3及A2B3C1D2兩個(gè)優(yōu)選體系，微乳粒徑相差較小，且A2B3C3D3雖然在C、D的用量上明顯較A2B3C1D2大，但農(nóng)殘去除率上優(yōu)勢并不明顯，綜合考慮資源節(jié)約及產(chǎn)品成本等因素，本試驗(yàn)最終確定的綜合優(yōu)化工藝方案為：A2B3C1D2。

3 結(jié)論

（1）本試驗(yàn)通過正交設(shè)計(jì)法，研究出制備三相微乳檸檬烯體系的最優(yōu)主要原料配比條件為：檸檬烯、烷基葡糖苷、椰子油衍生物、蔗糖脂肪酸酯的用量比為9∶10∶9∶7，在此條件下，三相微乳檸檬烯體系的粒徑達(dá)到59.7nm。

（2）綜合考慮檸檬烯、粒徑兩個(gè)決定體系清洗能力的重要因素，以節(jié)約原料用量為另一考慮因素，本試驗(yàn)最終確定的優(yōu)化工藝方案為：A2B3C1D2，獲得的三相微乳體系粒徑為60.4nm。

（3）從試驗(yàn)制備得到的三相微乳檸檬烯體系的微乳粒徑等性能推測其將對農(nóng)藥、重金屬及細(xì)菌具備優(yōu)良的清洗性能，可以應(yīng)用于對農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行安全處理的日化產(chǎn)品中，如果蔬洗潔精、廚具洗潔精。