抗氧化劑與螯合劑：防止手工皂酸敗、出現橘色斑點

一塊手工皂會帶著它所用油脂的弱點。讓橄欖油和葵花油保持液態的雙鍵，在皂化之後依然存在，並在幾個月間與氧氣反應。結果就是老皂的油耗味，以及皂友所說的橘色斑點（dreaded orange spots，DOS），也就是皂上黃橘色的斑塊。本指南先說明其中的化學，再逐一介紹每種抗氧化劑與螯合劑：它的作用、我們的添加物資料庫列出的用量與該用量的來源，以及背後有哪些測試支持。如何判斷出現斑點的皂、該怎麼處理，請見橘色斑點指南。

皂如何酸敗

氧化從脂肪酸鏈上有雙鍵的地方開始，尤其是夾在兩個雙鍵之間的那個碳。亞麻油酸有一個這樣的碳，次亞麻油酸有兩個。那裡的氫原子比飽和鏈上任何位置的氫都容易脫離，所以每多一個雙鍵，氧化速率就急劇上升：一篇2025年關於油脂氧化的綜述指出，有兩個雙鍵的鏈，氧化速率是只有一個雙鍵的鏈的10到40倍（Gharby 等人）。橄欖油的主要脂肪酸油酸有一個雙鍵，月桂酸和硬脂酸則一個也沒有。

因此，下面這份油脂表可以初步看出一塊皂能保存多久。

範圍取自各油脂頁面上的 Codex 標準與藥典專論。碘價計算的是所有雙鍵，所以反映的是同一件事，只是比較粗略；碘價指南有詳細說明。

皂友最常歸咎於橘色斑點的油脂，都位在這張表的下半部，這正是化學所預測的。就我們所知，沒有任何皂的對照測試把它們互相比較排名，所以請把這張表當作要多加留意的理由，而不是排行榜。

酸敗的不只是超脂，皂本身也會

人們很容易以為只有未皂化的油會酸敗。但皂化並不會動到雙鍵：油酸鈉和亞麻油酸鈉帶著和原本油脂相同的碳鏈。Kevin Dunn 直接測試過這一點。沒有超脂和超脂10%的橄欖油皂，大約在同一時間明顯變橘，也就是他的加速測試進行到約75小時的時候。超脂10%的皂最後變得更橘，所以超脂確實會火上加油，但拿掉超脂並不能阻止斑點出現。這項取捨的其他部分，請見超脂指南。

鐵和銅會加速酸敗

微量的鐵和銅會讓氧化快上許多，而且造成影響的量極小。Lever Brothers 一項關於超脂皂的專利，把皂塊「基底氣味變差、出現斑點與變色」歸咎於金屬，並指出「在沒有防腐劑的情況下，僅僅0.2 ppm 的銅，已證實就會對顏色與氣味的劣化產生顯著影響」。它的測試皂在添加任何金屬之前，就已含有0.3 ppm 的銅和4.6 ppm 的鐵，專利中也提到，最多1 ppm 的銅和10 ppm 的鐵「在實務上很常見」。

這樣的微量金屬很難避免。Codex 的植物油標準允許精製油每公斤最多含1.5 mg 的鐵和0.1 mg 的銅，初榨油則是5.0 mg 和0.4 mg。水還可能帶入更多；硬水指南算出了大概有多少。Dunn 的實驗無意間也證明了這一點：他的皂是用蒸餾水做的，而專門結合金屬離子的 EDTA，仍讓皂變色所需的時間延長到原來的四倍以上。

兩道防線，以及為什麼兩者都不是防腐劑

本指南中的添加物分屬這兩類。抗氧化劑（迷迭香萃取、BHT、生育醇）會打斷連鎖反應。螯合劑（EDTA、檸檬酸鹽、GLDA、葡萄糖酸鹽、植酸鹽）則讓金屬無法發揮作用。

兩者都無法讓皂永久不壞。抗氧化劑在作用時會被消耗，所以它換來的是時間：在氧化加速之前有一段更長的延遲，稱為誘導期。螯合劑不會被消耗，而且即使用量很少，相對於金屬也是大量：1.4 kg 一批皂的0.1%，就是1.4 g 的EDTA 四鈉，也就是3.7 mmol；而一公斤含量達到 Codex 上限的初榨油，所含的鐵和銅加起來只有約0.1 mmol。不過，螯合劑對氧氣、熱和光無能為力，而這些因素不需要任何金屬幫忙，也會推動反應。

兩者也都不是防腐劑。在歐盟化粧品法規中，防腐劑是「專門或主要用於抑制化粧品中微生物生長」的物質。維生素 E 和迷迭香萃取能減緩油脂氧化，但對黴菌或細菌毫無作用，所以無法讓乳液或液體皂可以安全存放。

唯一的對照測試

關於這些添加物在皂中的表現，幾乎所有測量數據都來自同一項研究。從2004年秋天起，Dunn 和他在 Hampden-Sydney College 的學生，用100.0 g 橄欖油、13.0 g 氫氧化鈉和26.0 g 蒸餾水做橄欖油皂，並加入0.1 g 的添加物，也就是油重的0.1%。他們把每塊皂保持在60 °C（140 °F）4小時，讓皂化完成，再把1 g 的樣品分別密封在充滿氧氣或氮氣的小瓶中，保存在60 °C，每天掃描一次，測量顏色的飽和度。飽和度超過約30%時，皂看起來就明顯偏橘。

Dunn，〈The Dreaded Orange Spot〉，The Handcrafted SoapMaker，2005/06年冬季號。測試在約300小時時結束，所以「超過300」表示在他們觀察的期間，氧化始終沒有加速。

Dunn 自己的建議是：想做出可能完全不出現斑點的皂，就各加入油重0.1%的 BHT 和檸檬酸鈉；如果顧客想要天然成分，就加入0.1%的迷迭香萃取。他在 Scientific Soapmaking 一書中寫道，「效果最強的防腐劑是 EDTA」，「只要以低至0.3‰的比例加入鹼水中」就有效。

請如實看待這個結果。它只有一個配方，一款只用橄欖油的單油皂，一種用量。它是加速測試，在60 °C 的純氧中進行，沒有人算出300小時相當於在架上放幾個月。它測量的是整體顏色，而不是氣味或斑點，而在這兩者之中，斑點是比較不被了解的那一個：Lever 的專利稱氧化是皂塊「酸敗最可能的原因」，但也說「斑點或整體變色的形成比較不清楚，它常與基底氣味變差同時出現。」每種添加物在每種氣體中都只有一個樣品，沒有重複試驗，也沒有誤差範圍，文章也沒有交代迷迭香萃取的濃度或 EDTA 的型態。它刊登在一份公會期刊上，而不是同儕審查的期刊。它也是我們找到的唯一一項針對這些添加物在皂中的對照測試。有些發現符合化學原理，例如強螯合劑有效、弱螯合劑無效。有些則無法解釋：維生素 E 也是酚類抗氧化劑，卻在 BHT 和迷迭香萃取成功的地方失敗了。

抗氧化劑

我們的添加物資料庫收錄了四種，每種的用量都可追溯到來源。計算器會自動填入建議用量，它的添加物說明也會列出其他用量及其來源。

迷迭香萃取

迷迭香油樹脂萃取（INCI：Rosmarinus Officinalis Leaf Extract）是一種油溶性濃縮物，有效成分是一群酚類化合物，主要是鼠尾草酸和鼠尾草酚。市售品有不同濃度，常見的是含2%、5%或約7%的鼠尾草酸；而同一個 INCI 名稱也涵蓋迷迭香的水萃與甘油萃取物，那是另一種產品。迷迭香精油又是另一種產品，不能拿來替代。

建議用量來自 Dunn：油重的0.1%，也就是每1000 g 油脂加1 g，依我們資料中的每滴重量，大約是30到50滴。手工皂界的資料用得較少，為油重的0.02到0.08%，或不超過0.05%。它要趁油脂新鮮時加入，在油脂接觸鹼之前。這個時機是由化學決定的：抗氧化劑能延緩連鎖反應，卻無法消除已經存在的氫過氧化物，所以對還沒開始變質的油最有幫助。

加越多不代表越好。Hall 和 Cuppett 發現，在照光的大豆油中，迷迭香萃取在0.02到0.05%之間效果最好，而在0.01%和0.5%時反而加速氧化。那是照光的油，不是皂，但這足以說明 ROE 應該秤重，而不是隨手倒。

維生素 E

生育醇天然存在於植物油中（Codex 標準逐一列出了各種油的含量），也被當作抗氧化劑販售，所以維生素 E 是大多數皂友第一個想到的。在 Dunn 的測試中，以油重0.1%添加時，它毫無作用：皂變橘的速度和無添加的皂一樣快。為什麼迷迭香萃取有效而它無效，目前還不知道。我們的資料庫採用 Cavitch 的用量，約為全部材料的0.06%，在加鹼之前加入油脂中。

請確認你手上的是哪一種型態。作為護膚品販售的「維生素 E 油」，常常是生育醇醋酸酯，這是一種酯，鹼能像分解其他酯一樣分解它。而且，維生素 E 被當作防腐劑賣給皂友的情形，遠超過證據所能支持的程度：依照上面的定義，它並不是防腐劑。

BHT

二丁基羥基甲苯是一種合成酚，在 Dunn 的測試中單獨使用就讓誘導期加倍，達到約150小時；與檸檬酸鈉併用時，則是他試過的所有組合中效果最好的。建議用量也來自他：油重的0.1%。它的熔點約70 °C，所以要加進溫熱的油脂中溶解。在歐盟，經過可能干擾內分泌的評估後，自2023年起，它在皂等沖洗型產品中的上限為0.8%。它在標籤上標示為 BHT。

葡萄柚籽萃取

它在 Dunn 的測試中毫無作用，而且還有一段前科。Von Woedtke 等人在他們測試的每一種具抗菌活性的葡萄柚籽萃取中，都發現了防腐劑苄索氯銨（benzethonium chloride），Takeoka 等人則在一種液態萃取物中測得它佔8%。一瓶產品無論有什麼作用，都可能來自標籤上沒有列出的成分。它不是可以依賴的抗氧化劑。

螯合劑

取自我們的添加物資料庫。「已計入」表示計算器會把該添加物消耗的鹼加進鹼量。第一個數字是計算器自動填入的值。

EDTA

EDTA 四鈉是在皂中紀錄最好的螯合劑。Dow 將它以0.1到0.2%的用量供固體皂使用，在皂中它「有助於防止因金屬離子造成的軟化、褐色斑點、酸敗、龜裂與變色」。Lever 的專利把它與依替膦酸（etidronic acid）搭配，各用約0.02%，發現兩者併用比單用任一種都好。它不需要額外的鹼。

把它加進水裡，而不是油裡：Dow 的螯合劑「只溶於水溶液」，它的建議是「在製程中盡早加入，例如在水相階段」。Dunn 則是把它加進鹼水。有一份供應商指南警告不要把它加入濃鹼水中，但 Nouryon 的數據顯示，EDTA 在28%的氫氧化鈉溶液中仍可溶解到約6%（重量比，以酸計），遠高於皂用量的零點幾個百分比。先把它溶在水裡、再加入鹼，就能避開這個問題。

EDTA 二鈉是供中性化粧品使用的型態。在鹼水中，它會與兩個氫氧化鈉反應，變成四鈉型，計算器會把這需要的每公克0.215 g 鹼加進鹼量。

檸檬酸鈉，以及會變成檸檬酸鈉的檸檬酸

檸檬酸鈉是比 EDTA 弱的螯合劑。在 Dunn 的測試中，單獨以油重0.1%添加時沒有任何差別；與 BHT 併用時卻得到所有組合中最好的結果，這表示它比較像是搭檔，而不是單獨發揮作用。手工皂界的用量高得多，為油重的1.3到3.9%，主要被當作對付硬水的方法來推銷，但一塊皂在一次清洗中釋出的量，遠遠不足以軟化水質（硬水指南有計算過程）。加太多會在皂塊上留下白色結晶。

鹼水中的檸檬酸會變成檸檬酸鈉，過程中會消耗鹼。在1000 g、超脂5%的橄欖油皂中，加入10 g 檸檬酸會讓計算器把氫氧化鈉從128.7 g 提高到134.9 g，讓超脂維持在你設定的數值，而皂塊最後含有的檸檬酸鹽，與加入約15 g 二水檸檬酸鈉相同。如果不調整鹼量，檸檬酸只會讓超脂升高。加鹼時要慢：兩者接觸的地方，酸會冒泡並發熱。

GLDA、葡萄糖酸鹽與植酸鹽

這三種被當作比 EDTA 更溫和或更環保的替代品販售，但就我們所能找到的資料，沒有一種在皂中做過抗酸敗測試。它們在我們資料庫中的用量來自一般化粧品，葡萄糖酸鹽則來自一份供應商指南。

GLDA 由麩胺酸鈉製成，製造商以容易生物分解為賣點，正是在這一點上拿它與 EDTA 等傳統螯合劑比較。有機化粧品標準 COSMOS 允許在皂中使用它。製造商提供的數據值得仔細看。GLDA 對銅的螯合可維持到約 pH 12，對鐵卻只能維持到約 pH 8，超過這個值，鐵就會以氫氧化物的形式沉澱出來。皂的 pH 遠高於8，所以 GLDA 應該能控制銅，卻無法讓鐵保持溶解。就我們所知，沉澱出來的鐵在皂塊裡是否仍會加速酸敗，還沒有人測試過。

葡萄糖酸鈉則以在鹼性環境中的效力為賣點：製造商表示，在強鹼性溶液中，它「勝過 EDTA 等其他所有螯合劑」。溶解後它幾天內就會變質，所以不應加入準備留著之後用的鹼水。植酸鈉的等級各不相同：請確認你的是完全中和的（約 pH 12），否則它會消耗計算器沒有計入的鹼。

綜合運用

如果配方中大量使用上表下方的油脂，證據最充分的組合是：水中加 EDTA、新鮮油脂中加迷迭香萃取，各用 Dunn 測試過的用量。如果你的顧客能接受合成成分，BHT 加檸檬酸鈉的效果更好。我們配方集裡的平價皂有四分之一是芥花油，可以看出第一種組合的樣子：1.5 g EDTA 四鈉是它1433 g 整批的0.1%，1 g 迷迭香萃取是它油重的0.1%。兩者都不會改變它所需的142.1 g 氫氧化鈉。我們的阿勒坡風格月桂皂只用了迷迭香這一半：1 g，即油重的0.1%，拌入新鮮油脂中，幫助它撐過六個月的晾皂期。

添加物是第二道防線。第一道是配方本身：Dunn 的椰子油皂用的是幾乎沒有雙鍵的油脂，完全沒有變橘。其次是新鮮的油脂，因為抗氧化劑救不回已經開始變質的油；再來是在遠離熱與光的地方晾皂和存放皂塊，因為兩者都會加速反應。

無論你加了什麼，都要標示在標籤上。Dunn 最後的建議是，清楚告訴顧客皂裡有什麼，因為每個人選擇皂都有自己的理由，「天然」的迷迭香萃取和「合成」的 BHT，各自都有人在意。