کاربرد آلکیل پلی گلوکوزید در فرمول مایع ظرفشویی
مایعات ظرفشویی دستی یکی از محبوب ترین محصولات مواد شوینده خانگی
است. دستیابی به عملکردی اساسی در پارامترهای موجود در
مایعات ظرفشویی دستی معمولاً به انتخاب مناسب مواد تشکیل دهنده
نیاز دارند. محصولات از این نوع مواد شوینده به شکل محلول های آبی
سورفکتانت ها (آنیونی، غیر یونی و آمفوتر) و انواع مختلفی از مواد افزودنی
از جمله ویسکوزیته، مواد نگهدارنده، رنگ، رایحه و اسانس و هیدروتروپ ها هستند.
روند اصلی توسعه در بخش مواد شوینده خانگی که عمدتا با تقاضای
روزافزون مصرف کنندگان در حال تغییر است به طور فزاینده ای روی
محصولاتی متمرکز شده که بر اساس مواد اولیه با منابع طبیعی تهیه
شده اند و استفاده از آنها ایمن تر می باشد. این امر به دلیل آگاهی
روزافزون مصرف کنندگان در مورد حفاظت از محیط زیست و ایمنی
محصول برای کاربران به ویژه با توجه به اثرات تحریک کننده پوست است.
در نتیجه تعداد افزاینده ای از محصولات در بازار عرضه می شود که از
یک سو نیاز مصرف کنندگانی که به دنبال شوینده هایی با کمترین آسیب های
پوستی هستند در نظر گرفته می شود و از سویی دیگر با افزایش تلاش های
تولید کنندگان یک سیاست توسعه پایدار را به میزان گسترده ای در جامعه
امروزی پیاده سازی می کند. روندهای مشاهده شده، پایه ای برای انجام
طیف گسترده ای از مطالعات توسعه و تحقیقات صنعتی با هدف تدوینِ
راه حل های نوآورانه محصول تبدیل شده است.
گروه سورفکتانت ها که به طور گسترده ای در مواد شوینده به عنوان جزئی
مهم در محصولات شوینده مورد استفاده قرار می گیرند شامل نمک های
آلکیل سولفات های اکسی اتیله شده، سولفات های آلکیل بنزن و عمدتا
سولفات لوره سدیم (SLES) و سدیم آلکیل بنزن سولفونات (SAS) است.
این سورفکتانت ها طیف وسیعی از خواص شوینده را به نمایش می گذارند
( کف مطلوب، حساسیت به تغییرات ویسکوزیته با نمک…). علاوه بر این،
مواد اولیه ذکر شده با قیمت نسبتاً کم در دسترس هستند. اما با وجود
مزایای متعدد، کاربرد آنها مطابق با روند فعلی بازار نیست. زیرا از منابع پتروشیمی
مشتق شده و اثر تحریک پذیری نسبتاً بالایی بر روی پوست ایجاد می کنند.
علاوه بر این، سدیم آلکیل بنزن سولفونات تجزیه پذیری نسبتاً کم و سمیت
قابل توجهی خصوصاً برای موجودات آبزی را نشان می دهد.
در دوره های اخیر، پلی گلوکوزیدهای آلکیل (APG) به عنوان یک ماده خام
برای تولید مواد شوینده به ویژه در صنعت آرایشی_ بهداشتی به درجه محبوبیت
نسبتاً خوبی رسیده اند. به عنوان سورفکتانت های غیر یونی حاصل از مواد خام
تجدید پذیر (روغنهای گیاهی، قندها و نشاسته)، آنها مجموعه ای از خواص بنیادی
(تجزیه پذیری کامل، غیر سمی بودن و عدم وجود اثر تحریک کننده) را به نمایش می گذارند.
دسترسی آسان همراه با قیمت نسبتاً کم این ترکیبات باعث شده
است که مطالعاتی در مورد تغییر ساختار شیمیایی آنها با هدف به
دست آوردن سورفکتانت های یونی (از جمله آنیونی) انجام شود.
فرآیندهای شیمیایی متنوعی برای تولید مشتقات یونی از پلی گلوکوزیدها
مورد مطالعه قرار گرفته است که علاوه بر خواص جانبی بیشتری که
نسبت به APG نشان می دهد، دارای معایب زیرنیز هستند: حلالیت ضعیف
در آب، بی ثباتی و تمایل به رسوب در محلول های آبی و همچنین حساسیت
به تغییرات دما. مشتقات می توانند شامل: گروه های سولفوسوکسینات،
فسفات، سولفونیک باشند که خاصیت سازگار با کاربردهای عملی آنها
به ویژه در محصولات آرایشی و مواد شوینده خانگی مشخص شده است.
در این مقاله نتایج مطالعات مربوط به کاربرد یک مشتق آلکیل پلی گلوکزید با
گروه اسید سولفونیک در تولید مایعات ظرفشویی دستی و کاهش اثرات
تحریک کننده پوست ارائه شده است. فرض از این مطالعه این بود که SAS را
می توان با مشتق سولفونی APG جایگزین کرد. مزیت استفاده از سورفکتانت
جدید بهبود مایعات ظرفشویی دستی در استفاده ایمن، به ویژه در زمینه اثرات
احتمالی آنها بر روی پوست دست ها می باشد.
فرمول مایع ظرفشویی دستی می تواند شامل: سدیم لورت سولفات SLES ،
تگزاپون N70 ، کوکامیدو پروپیل بتائین، لورت ۷، گلیسیرین، اوره، کلرید سدیم،
اسید سیتریک، سدیم آلکیل بنزن سولفونات SAS، بتائین DEA، ۱و۲_
بنز ایزو تیازولین_ ۳_ اون ، ۲_ متیل_ ۴_ ایزوتیازولینون_ ۳_اون، به عنوان
نگهدارنده، آب مقطر، مشتقات آنیونی آلکیل پلی گلوکوزید:
هیدروکسی پروپیل سولفونات سدیم لوریل گلوکوزید باشند.
فعالیت هایی که در مکانیسم فرمول مایع ظرفشویی وجود دارد ممکن است
باعث تحریک پوست دست ها شود. ترکیبات فعال موجود در حمام
شستشو (سورفکتانت) ممکن است در سطح اپیدرم پوست باعث
دِناتوره شدن پروتئین های تشکیل دهنده آن شود. در نتیجه مصرف کنندگان
ممکن است طیف وسیعی از علائم پوستی از جمله خشکی و قرمزی و
التهابات پوستی، احساس سوزش و از بین رفتن خاصیت ارتجاعی پوست را تجربه کنند.
پتانسیل تحریک پذیری محصولات با استفاده از تست زئین اندازه گیری
می شود. در روش تست زئین، مقداری پروتئین در محلول نمونه فرمولاسیون
شوینده با درصد وزنی معین حل می شود. مقدار پروتئین حل شده با
استفاده از آنالیز Kjejdahl تعیین شده و نتیجه روش عدد زئین به عنوان
میلی گرم پروتئین محلول (محاسبه شده ازت) در ۱۰۰ میلی لیتر نمونه
بیان می شود. مقالات تحقیقاتی نشان می دهند که اثر تحریک کننده
پوست ناشی از محصولات شستشو را می توان با تعیین مقدار زین و
تغییر در pH ارزیابی کرد. برای تأیید نتایج آزمایش زئین حاکی از اثر تحریک
محدود یا عدم وجود تحریکات پوستی در محصولات نمونه اولیه، آزمایش
آلبومین سرم گاوی (BSA) انجام شده است. ماهیت آزمایش BSA تعیین
تغییر در pH محلول آبی BSA است. تغییرات در مقدار pH با خنثی سازی
بار الکتریکی روی پروتئین به دلیل تعامل با سورفکتانت های یونی موجود
در محلول و فرآیندهای دِناتوراسیون ساختار پروتئین
ناشی از تعامل با مونومرها همراه است.
در واقع افزایش pH در محلول BSA در فرمولاسیون مایع ظرفشویی مورد
مطالعه در رابطه با مقدار پایه (pH = 5.5) نشان داده می شود. با
افزایش غلظت مشتقات آلکیل پلی گلوکزید در نمونه ها و نسبت
سدیم آلکیل بنزن سولفونات کاهش یافته، افزایش کمتری در pH محلول
مشاهده می شود که حاکی از کاهش اثر تحریک کننده
پوست در ارتباط با محصولات نمونه اولیه است.
مشتقات ترکیب آنیونیک آلکیل پلی گلوکزید در مایعات ظرفشویی
دست باعث می شود تا با حذف سدیم آلکیل بنزن سولفونات ( ماده ای
که معمولاً در مصارف صنعتی استفاده می شود ) به طور قابل توجهی
پتانسیل تحریک پوستی کاهش یابد. احتمالاً جایگزینی جزئی
سدیم آلکیل بنزن سولفونات با یک مشتق آلکیل پلی گلوکزید در
مایعات ظرفشویی دستی منجر به تشکیل محلول میسل های
مخلوط بسیار بزرگتر و با ثبات تر و کاهش غلظت مونومرهای سورفکتانت آزاد می شود.
گزینه دیگری که در تحقیقات اخیر ارائه شده است شامل استفاده از
مخلوط سورفکتانت ها با ساختارهای مختلف شیمیایی ( انواع مختلف
سورفکتانت های آنیونی یا مخلوطی از سورفکتانت های آنیونی همراه با
سورفکتانت های غیر یونی و یا آمفوتریک) است. جنبه مهمی که باید در
نظر بگیریم ساختار شیمیایی سورفکتانت های آنیونی است که به عنوان
ترکیبات اصلی شستشو مورد استفاده قرار می گیرند. سورفکتانت ها با
کاهش چگالی بار قسمت هیدروفیل (سر قطبی) به دلیل وجود یک
قسمت آبدوست اضافی در ساختار (اتیلن اکسید یا گروه های
هیدروکسیل) برای پوست تحریک کننده نیستند.
این نوع ساختار نه تنها تعامل های الکترواستاتیک بین
پروتئین با بار الکتریکی و سورفکتانت را محدود می کند، بلکه
تعامل بین گروه آبگریز مولکول های سورفکتانت و پروتئین را
نیز از بین می برد. اگر گروه عملکردی سورفکتانت یونی بزرگ
باشد، فعل و انفعالات بین گروه آبگریز مولکول و بخش
پروتئین آبگریز محدود است و هیچگونه جذبی روی پروتئین
مشاهده نمی شود. علاوه بر این، دافع ضعیف بین
سورفکتانت های جذب شده به پروتئین باعث تغییراتی
جزئی در ساختار ثانویه پروتئین می شود. علاوه بر جنبه های
مربوط به اثر تحریک کننده ناشی از تعامل بین مواد تشکیل دهنده
محصول و پروتئین های اپیدرمال، باید اثر احتمالی محصول بر روی
چربی هایی که بطور طبیعی در پوست وجود دارد را در نظر گرفت.
همان طور که می دانیم مصرف کنندگان انتظار دارند که محصولات شوینده
از نظر فعالیت عملکرد مناسبی را از خود نشان دهند. در این زمینه یکی
از ویژگی های مهم توانایی محصول در امولسیون لکه های ( خاک ) آبگریز
در حمام شستشو است. از طرف دیگر، توانایی بیش از حد چنین محصولاتی
در امولسیون لکه های چربی، خطر ایجاد اختلال قابل توجهی در ایمنی را
خصوصاً با توجه به تأثیر محصول روی پوست دست ها ایجاد می کند. این فرایند
با حذف بیش از حد لیپیدها و آنتی باکتری هایی که به طور طبیعی در
سطح پوست وجود دارد اتفاق می افتد.
نتیجه گیری
در این مقاله امکان تولید مایعات ظرفشویی دستی با استفاده ایمن تر
از طریق استفاده از یک مشتق آلکیل پلی گلوکزید آنیونیک سولفونیک
بررسی شده است. مطالعات گزارش شده در این مقاله نشان
می دهد که جایگزینی یکی از ترکیبات اصلی شوینده SAS با مواد اولیه
با منشا طبیعی منجر به افزایش قابل توجه ایمنی استفاده از محصول
از نظر تأثیر آن بر روی پوست می شود. هر دو ماده در تست های ارزیابی
مقدار زئین و افزایش pH در محلول BSA مورد آزمایش قرار گرفته است.
همراه با افزایش غلظت مشتقات APG مقادیر تعیین شده زئین کمتر بوده
است. با توجه به توانایی ارزیابی شده در امولسیون چربی، کاهش کوچکی
در پارامتر تعیین شده می تواند نشانگر کاهش جزئی عملکردی باشد. از
طرف دیگر ممکن است نشان دهنده کاهش تعامل محصول با ترکیبات آبگریز
اپیدرمی پوست باشد. در نتیجه همانطور که از تجزیه و تحلیل داده ها
نشان داده شده است، استفاده از یک مشتق آلکیل پلی گلوکزید آنیونی