مقالات آموزشی

سورفکتانت طبیعی

اهمیت سورفکتانت طبیعی

روند رو به افزایش در صنایع غذایی، دارویی و آرایشی، استفاده از عصاره‌های گیاهی طبیعی یا ترکیبات مشتق شده از گیاهان، به عنوان جایگزینی برای کاربرد مواد شیمیایی است. گیاهان توانایی ترکیب طیفی تقریباً بی‌حد و حصر از مواد را دارند.

تقریباً ۲۵۰،۰۰۰-۵۰۰،۰۰۰ گونه گیاه در زمین وجود دارد. درصد نسبتاً کمی (۱ تا ۱۰ درصد) از این مواد به عنوان غذا توسط انسان و گونه‌های جانوری مصرف می‌شود. ممکن است تعداد بیشتری برای اهداف دارویی مورد استفاده قرار گیرد.

کلمه سورفکتانت مخفف عبارت عوامل فعال سطحی است که دارای دو ویژگی آب‌دوستی و آبگریزی است و خود محیط فعال سطحی این ترکیبات و تمایل آن‌ها به جذب در سطوح را نشان می‌دهد. اثر بخشی یک سورفکتانت با کارآیی آن در کاهش کشش سطحی تعیین می‌شود.

سورفکتانت طبیعی
سورفکتانت طبیعی

سورفکتانت‌های کارآمدتر دارای غلظت میسل (CMC) کمتری هستند. اکثر این ترکیبات منشاء مصنوعی دارند و به طور بالقوه مشکلات زیست محیطی و سم‌شناسی را بروز می‌دهند. بنابراین، در حال حاضر، توجه به فرآیند جایگزین دوستدار محیط زیست برای تولید انواع مختلف سورفکتانت طبیعی یا سورفکتانت‌های زیستی است.

در بین ترکیبات مختلف مشتق شده از گیاهان، ساپونین‌ها شایسته ذکر ویژه هستند. این مواد شیمیایی ممکن است به عنوان بخشی از سیستم‌های دفاعی گیاهان در نظر گرفته شوند. آن‌ها در گروه بزرگی از مولکول های محافظ موجود در گیاهان به نام “phytoanticipins” یا “phytoprotectants” گنجانده شده‌اند.

خواص فیزیکوشیمیایی و بیولوژیکی ساپونین‌ها باعث شده است که در کل کاربردهای سنتی و صنعتی وجود داشته باشد. آن‌ها به طور سنتی به عنوان شوینده های طبیعی استفاده می شدند.

انواع سورفکتانت‌ها

سورفکتانت طبیعی
سورفکتانت طبیعی

سورفکتانت‌های آنیونی:

این نوع سورفکتانت‌ها پس از حل شدن در آب به یون سورفکتانت با بار منفی تبدیل می‌شوند. این ترکیبات به دلیل خواص تمیز کنندگی فوق‌العاده، عمدتاً از این گروخ سورفکتانت‌ها برای شستشو، مایعات ظرفشویی و شامپوها استفاده می‌شود.

سورفکتانت‌های کاتیونی:

در محلول، دارای بار مثبت است. آن‌ها  عامل امولسیون‌کننده عالی هستند. همچنین مشخص شده است که این سورفکتانت‌ها باکتری‌کش‌های عالی هستند و برخی از آن‌ها به عنوان ضد عفونی کننده موضعی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

خواص میکروب‌کش آن‌ها را به ویژه در ضدعفونی‌کننده‌های حمام و دست مفید می کند. سورفکتانت‌های کاتیونی به سایت‌های منفی شارژ می‌شوند. آن‌ها می‌توانند به این سایت متصل شوند و احساس راحتی و نرمی را به پارچه بدهند. به همین دلیل، آن‌ها اغلب به عنوان نرم‌کننده پارچه استفاده می‌شوند.

سورفکتانت‌های زویتریونیکی

سورفکتانت‌های زویتریونی نیز که به عنوان سورفکتانت‌های آمفوتریک شناخته می‌شوند دارای مراکز کاتیونی و آنیونی هستند که به یک مولکول متصل شده اند. سورفکتانت‌های زویتریونی کمتر از آنیونی، کاتیونی و غیر یونی متداول هستند. این سورفکتانت‌ها بسیار ملایم هستند، بنابراین آن‌ها را برای استفاده در محصولات مراقبت شخصی و محصولات تمیز کننده خانگی مناسب می‌کند.

این سورفکتانت ها می توانند شامل دو گروه باردار با علائم متفاوت باشند. این سورفکتانت‌ها دارای خواص پوستی فوق‌العاده‌ای هستند. آن‌ها معمولاً در شامپوها و سایر محصولات آرایشی و همچنین در مایعات ظرفشویی به دلیل خاصیت کف‌کنندگی زیاد استفاده می شوند.

سورفکتانت غیر یونی

سورفکتانت‌های غیر یونی در محلول آبی یونیزه نمی شوند، زیرا مجموعه آب‌دوستی آن‌ها از نوع غیر قابل تجزیه است. این سورفکتانت‌ها بار الکتریکی ندارند، که باعث می‌شود در برابر غیرفعال شدن سختی آب مقاوم باشند. آن‌ها چربی‌گیرهای فوق‌العاده‌ای هستند که در محصولات لباسشویی، پاک‌کننده‌های خانگی و مایعات ظرفشویی دست استفاده می‌شوند.

آزمایش وجود سورفکتانت طبیعی در گیاهان

عمدتاً دو آزمایش برای حضور ساپونینین در گیاهان و حیوانات استفاده می‌شود:

  • آزمایش کف پایدار در محلول اسیدی
  • آزمایش همولیتیک خون

هر دو آزمایش با روش‌های جداسازی با TLC (لایه نازک کروماتوگرافی) و PC (کروماتوگرافی کاغذی) انجام می‌شود.

تشکیل کف:

تشکیل کف پیوسته در حین استخراج گیاه شواهد مؤثری برای وجود ساپونین است.

۱ میلی‌لیتر عصاره آبی یا عصاره الکلی جدا شده با ۲ میلی‌لیتر آب مقطر. آن را به مدت ۱۵ دقیقه تکان دهید. لایه یک سانتی‌متری کف نشان‌دهنده وجود ساپونین‌ها است.

آزمایش همولیتیک:

در یک اسلاید شیشه‌ای یک قطره خون ریخته و سپس عصاره گیاه اضافه می‌شود. اگر منطقه همولیتیک ظاهر شود، وجود ساپونین طبیعی را اثبات می‌کند.

موارد استفاده از سورفکتانت طبیعی:

موارد استفاده از سورفکتانت طبیعی در لوازم آرایشی:

محصولات آرایشی به عنوان عامل مرطوب‌کننده، برای کاهش کشش سطحی، عامل کف‌کننده، عامل امولسیون‌کننده، پدیده شوینده و غیره

موارد استفاده از سورفکتانت طبیعی در دارویی:

برای تقویت سیستم ایمنی بدن در برابر بیماری‌ها: کاهش چربی خون، بهبود سلامت استخوان‌ها، کاهش خطر ابتلا به سرطان روده بزرگ، بهبود زخم‌های پوستی، تقویت عملکرد مغز، جلوگیری از پوسیدگی دندان و تجمع پلاکت‌ها، درمان مالاریا، درمان اگزما، مفید برای سلامت باروری زنان، سنتز هورمون‌ها، پیشگیری از آنفولانزای خوکی، کاهش کلسترول، نفوذ میکرو مولکول از طریق غشای سلولی و غیره.

مواد فعال کننده سطحی
موا فعال کننده سطحی در محصولات مراقبت از پوست

استفاده از سورفکتانت طبیعی در پردازش نساجی:

سورفکتانت طبیعی برای از بین بردن ناخالصی‌های مواد اولیه مانند پنبه، پشم و ابریشم استفاده می‌شود. از آن به عنوان روان‌کننده، عامل اندازه‌گیری، ماده شستشو، عامل تسطیح، دستیار سفید کننده استفاده می‌شود. برای رنگ‌آمیزی، سورفکتانت طبیعی بیشتر مورد نیاز است – رنگرزی سلولز، رنگ‌رزی پلی‌استر، رنگ‌رزی الیاف اکریلیک و به عنوان عامل پراکنده‌کننده.

روش متداول استخراج سورفکتانت طبیعی

قطعات گیاهی یا حیوانی حاوی سورفکتانت (۱۰-۱۵ پوسته درخت فندق صابونی) را به مدت ۵-۱۰ دقیقه در یک ظرف آب بجوشانید. پس از سرد شدن، قطعات گیاهی را برداشته و در یک ظرف پلاستیکی یا شیشه‌ای ریخته و بدون استفاده از مواد شیمیایی در یخچال قرار می‌دهید. از این مایع می‌توان برای تمیز کردن گیاهان، به عنوان آفت‌کش‌های طبیعی و دفع حشرات روی آن‌ها به صورت اسپری استفاده کرد.

نتیجه‌گیری

یافتن سورفکتانت‌های طبیعی برای استفاده در فرمول‌های آرایشی معمولی همچنان یک چالش است. انتخاب‌ها محدود هستند و زیبایی محصول طبیعی تقریباً به خوبی فرمول‌های حاصل از سورفکتانت‌های مصنوعی نیست.

منبع:

دلشاد دست مرد

دکتری شیمی دانشگاه صنعتی شریف - فعال در حوزه خرید و فروش مواد شیمیایی

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
برای مشاوره تماس بگیرید