脱臭馏出物(DD油)作为植物油精炼脱臭时的副产物,如果不加以充分利用,不仅会造成资源的浪费,而且对环境也会产生负面影响。DD油富含游离脂肪酸、生育酚、甾醇和角鲨烯等高附加值的天然活性物质,具有杀菌和抗氧化等作用,在开发多功能皮革加脂剂方面表现出潜在的应用前景。因此,将DD油应用于皮革加脂领域对实现DD油的高值化利用具有重要意义。
基于上述背景,埃及国家研究中心 Ghada A. Abo-Elwafa 团队以DD油为原料,采用磷酸化技术制备出了一种新型的皮革加脂剂(PDD油),并研究了该加脂剂对坯革物理性能和抗菌效果等方面的影响。
该研究中的DD油含有丰富的脂肪酸(亚油酸、棕榈酸和油酸等)、生育酚(γ-生育酚、δ-生育酚等,图1a)和甾醇(β-谷甾醇、菜油甾醇和豆甾醇等,图1b)等天然活性物质,为其制备多功能皮革加脂剂提供了基础。
图1 DD油中生育酚 (a) 和甾醇 (b) 的含量 (α-T = α-生育酚;β-T = β-生育酚;γ-T = γ-生育酚;δ-T = δ-生育酚)
随后,将DD油采用磷酸化技术成功制备了PDD油(图2a-2b),该加脂剂具有优异的乳液稳定性(图2c)、耐酸性和耐金属离子稳定性,且其平均粒径为377 nm(图2d),有利于其均匀渗透到革内并达到理想的加脂效果。
图2 (a) DD油的磷酸化反应;(b) DD油和PDD油的红外光谱图;PDD油 (1%溶液) 的Zeta电位 (c) 和粒径 (d)
将PDD油应用于皮革加脂后,发现该加脂剂对胶原纤维具有明显的润滑作用(图3a-3b),且赋予了坯革细致的粒面(图3b-3c)和良好的物理性能等。此外,PDD油中强大的抗氧化剂γ-生育酚和δ-生育酚使得坯革具有良好的抗菌和抗氧化活性(图3d)。该研究为DD油的高值化利用提供了新途径。
图3 (a) PDD油对胶原纤维的润滑机制;(b) 蓝湿革 (第一行) 和加脂后坯革 (第二行) 粒面和横截面的SEM图;(c) 6% PDD油加脂后坯革的SEM图及相应区域C、O、P、Cr元素的EDS图;(d) PDD油抑制大肠杆菌 (–)、白色微球菌 (+) 和白色念珠菌生长的照片