重點摘要
- DOS 就是氧化。氧氣攻擊不飽和脂肪酸鏈的雙鍵,而微量金屬、熱和光會加快這個過程。
- 亞麻油酸和次亞麻油酸鏈的氧化速度比油酸快上好幾倍,所以葵花油、大豆油、葡萄籽油和大麻籽油的風險最高。
- 在 Kevin Dunn 的測試中,沒有超脂的皂和超脂10%的皂同時開始變橘。較高的超脂讓顏色更深,卻沒有讓它更早出現。
- EDTA 和迷迭香萃取各自都在整個300小時的測試中擋住了變色。單獨使用維生素 E、維生素 C、葡萄柚籽萃取和檸檬酸鈉則毫無作用。
- 斑點無法逆轉。切掉之後留給自己用,不要販售或送出已酸敗的皂。
本頁內容
一批皂晾好之後,過了幾週或幾個月,有些皂塊上會出現小小的橘色斑點,常常還伴隨一股不新鮮的氣味。皂友稱它為 dreaded orange spots,令人頭痛的橘色斑點,簡稱 DOS。它是酸敗的可見跡象,和讓一瓶被遺忘的食用油變質的是同一種緩慢氧化;它也是少數經過一定程度仔細研究的手工皂問題之一。本指南整理哪些是已知的事實、哪些只是一般的看法,以及該怎麼處理。
DOS 看起來是什麼樣子
淺黃到鏽橘色的點或斑塊,直徑幾毫米,散布在皂塊上,或集中在某一端;有時則是整體泛黃。它們在做皂之後幾週或幾個月才出現,從來不會在第一天,而且洗不掉。氣味可能先出現,也可能隨後才來。Classic Bells 的 DeeAnna Rouse 說,酸敗的皂在出現斑點之前就會有霉味或「怪味」,有些人覺得像舊蠟筆;Susan Miller Cavitch 看到的順序則相反:先出現一個淡黃色的小圓圈,接下來幾週越來越多,而且「第一個酸敗圓圈出現之後,怪味就跟著來」。
晾好的皂塊上的橘色斑點:小小的、邊緣柔和、橘色到鏽色,在皂做好很久以後才出現。
酸敗的皂仍然能清潔,也沒有人證實它會傷害皮膚;Rouse 也懷疑用它洗會傷到任何人。但氣味可能殘留在皮膚上,而有斑點的皂絕對不應該販售或送人。
其他顏色也可能被誤認為 DOS。通常看出現的時間就能分辨。
| 你看到的 | 可能是什麼 | 線索 |
|---|---|---|
| 幾週到幾個月後出現的橘色斑點或斑塊,帶有不新鮮的氣味 | DOS | 出現得晚、分布不均、有油耗味 |
| 幾天內從外層開始、均勻的淺褐到褐色,出現在香草或烘焙類香氛的皂,或加了丁香、桂皮油的皂 | 香氛造成的褐變:Simmons 和 Appleton 列出丁香、桂皮、天芥菜醛和香草醛,都是會讓皂變深的香料 | 出現得早且均勻,聞起來是香氛的味道 |
| 從切皂那天起就是淺褐到橘褐色,出現在牛奶、蜂蜜或加糖的皂 | 糖分焦化 | 一開始就有 |
| 從香草、茶葉或新鮮植物碎片向外擴散的有色圈 | 植物材料滲色 | 以植物材料為中心 |
氧化,以及為什麼有些油脂風險較高
空氣中的氧攻擊油脂的脂肪酸鏈時,油脂就會酸敗。攻擊發生在不飽和鏈的雙鍵上,而且以連鎖反應進行:一旦有些鏈被攻擊,產物又會接著攻擊其他鏈。在這個過程中,鏈會斷裂成較小的分子,其中包括帶有油耗味的醛和酮,以及呈現黃色和橘色的有色產物。
不飽和鏈並不都一樣。橄欖油的主要脂肪酸油酸有一個雙鍵;亞麻油酸有兩個,次亞麻油酸有三個,而夾在兩個雙鍵之間的那個碳,就是氧最容易侵入的地方。Ralph Holman 和 Otto Elmer 在1947年測得,每多一個雙鍵,氧化速率至少加倍。在2009年一項於55 °C 進行的儲存研究中,亞麻油酸流失的速度最高可達油酸的十二倍,次亞麻油酸則最高可達二十六倍。
手工皂計算器顯示的碘價,是總不飽和程度的指標,當作粗略的參考還算可以。但它把油酸的一個雙鍵和次亞麻油酸的一個雙鍵算成一樣,而 Gerhard Knothe 在2002年主張,碘價太籠統,無法預測氧化穩定性。配方中的亞麻油酸和次亞麻油酸數值,才是更該留意的數字;碘價指南說明了兩者的差別。
氧化發生在皂塊的哪裡
皂友常把問題怪到超脂,也就是刻意留下不皂化的油。Kevin Dunn 測試過這一點。他把純橄欖油皂放在60 °C 的純氧和氮氣中老化,從掃描影像測量顏色,並比較減鹼10%和完全不減鹼的皂。減鹼10%的皂最後比較橘,但兩者在同一時間開始變色,大約在測試進行到75小時的時候。完全沒有減鹼的皂,還是變橘了。
最簡單的解釋是,除了剩餘的油,皂本身也會氧化:亞麻油酸鈉的不飽和程度,和製造它的亞麻油酸一樣。過去的製皂業者早就知道;Simmons 和 Appleton 在1908年就警告「油酸鹽非常容易酸敗」。超脂會增加負擔,而且這份負擔比配方看起來更容易氧化,因為留下來沒有皂化的油,並不能公平代表配方中的各種油。在第二項研究中,Dunn 的學生從成品皂中萃取出剩餘的油脂加以分析。在一款90%棕櫚油、10%葡萄籽油的皂中,脂肪酸有9%是亞麻油酸,剩餘油脂中的亞麻油酸卻佔17到19%。不飽和油脂反應較慢,所以剩下的就是它們,而且葡萄籽油是在一開始加入、還是在 Trace 時才加入,結果都一樣。Dunn 稱這些結果是初步的。
同一個實驗也顯示了氧氣有多重要。保存在氮氣中的橄欖油皂,變色速度遠比在氧氣中慢。這就是裝滿、密封的油瓶比半空的瓶子保存得更久的原因。
橘色本身是怎麼形成的,比氣味更沒有定論。Lever Brothers 的皂類化學家在1970年寫道,酸敗氣味來自氧化是一般公認的看法,但斑點和變色「比較不清楚」;他們能證明的是,微量的銅和鐵會讓兩者都更嚴重。
哪些因素會提高風險
| 因素 | 證據怎麼說 | 怎麼做 |
|---|---|---|
| 多元不飽和油脂:葵花油、大豆油、棉籽油、葡萄籽油、大麻籽油、核桃油、亞麻仁油;用量較大的芥花油 | 強。化學原理和儲存研究一致;Cavitch 也發現,棉籽油的保存性會隨作物成熟後遇到的天氣而不同 | 讓它們只佔油脂的一小部分,或改用高油酸品種 |
| 老舊或保存不當的油脂 | 強。氧化在瓶子裡就開始了,而 Holman 和 Elmer 發現游離脂肪酸比完整的油脂氧化得更快 | 買新鮮的,存放在陰涼、避光處並裝滿,在保存期限內用完 |
| 微量金屬:自來水、銅或鐵製工具、金屬架 | 強。Lever Brothers 1970年的一項專利指出,只要0.2 ppm 的銅,就對皂塊的顏色和氣味有顯著影響,而 Dow 也把 EDTA 當作防止固體皂出現褐色斑點和酸敗的產品來販售。每個斑點都長在一粒金屬屑上的說法,是 Rouse 的觀察,而不是測試結果 | 用蒸餾水、塑膠或不鏽鋼器具,絕不在裸露的金屬上晾皂,並加入螯合劑 |
| 高超脂 | Dunn 測量過:顏色更深,但不會更早開始 | 保持適中;Soap Queen 發現超脂5%以上時 DOS 較多 |
| 熱和光 | 強。Dunn 就是用加熱來加速測試;光會推動另一種氧化,Hall 和 Cuppett 的研究談的就是這個 | 在陰涼、避開日照的地方晾皂和存放 |
| 潮濕悶熱的晾皂環境,或太早包裝 | 皂友經驗(Soap Queen,Anne-Marie Faiola) | 在通風處晾皂,晾好之後才包裝 |
| 氧化的精油 | 皂友經驗:Rouse 見過老舊的薰衣草精油引發酸敗,Cavitch 則發現柑橘類精油「只要六個月就容易變質」 | 在保存期限內使用精油 |
| 富含銅的植物材料,例如螺旋藻 | 一位皂友的照片,由 Rouse 轉述 | 值得知道;未經證實 |
「強」表示在油脂化學中已有充分根據,且與皂友的觀察一致;「皂友經驗」表示有一致的報告,但沒有對照測試。
帶有風險的油脂
| 油脂 | 亞麻油酸(%) | 次亞麻油酸(%) | 碘價 |
|---|---|---|---|
| 椰子油 | 1–2.5 | 0–0.2 | 6.3–10.6 |
| 可可脂 | 1.6–4.8 | 0–1.5 | 33–42 |
| 牛油 | 1–6 | 最多1.5 | 40–53 |
| 乳油木果脂 | 4.4–7.9 | – | 30–75 |
| 棕櫚油 | 9–12 | 0–0.5 | 50–55 |
| 豬油 | 4–12 | 最多1.5 | 55–65 |
| 橄欖油 | 3.5–21 | 最多1.2 | 75–94 |
| 高油酸葵花油 | 2.1–17 | 0–0.3 | 78–90 |
| 酪梨油 | 6–20 | 最多3 | 75–95 |
| 甜杏仁油 | 20–30 | 0–0.5 | 85–109 |
| 米糠油 | 21–42 | 0.1–2.9 | 90–115 |
| 芥花油 | 15–30 | 5–14 | 105–126 |
| 棉籽油 | 46.7–58.2 | 0–0.4 | 100–123 |
| 大豆油 | 48–59 | 4.5–11 | 124–139 |
| 葵花油 | 48.3–74 | 0–0.3 | 118–141 |
| 葡萄籽油 | 58–78 | 0–1 | 128–150 |
| 大麻籽油 | 44.5–65.5 | 13.5–30.5 | 145–170 |
範圍取自各油脂頁面背後的來源:大多數是 Codex 食品標準,其餘則是藥典專論、供應商規格或已發表的分析。破折號表示該來源沒有提供數值。
Classic Bells 的經驗法則,是讓亞麻油酸和次亞麻油酸合計不超過配方脂肪酸的15%。Rouse 坦白說,這條規則沒有堅實的科學根據,只是似乎行得通。化學原理支持它的方向,所以它是合理的目標,但不是一條界線:16%的皂不一定會出問題,12%的皂碰上生鏽的架子也不見得安全。
用計算器檢查很容易。一塊橄欖油40%、椰子油25%、一般葵花油20%、乳油木果脂15%的皂,亞麻油酸和次亞麻油酸合計為18.8%,碘價70。把葵花油換成高油酸葵花油,同一塊皂就降到8.5%,碘價61,而每1000 g 油脂需要的氫氧化鈉是139.0 g,而不是139.4 g。我們的平價皂基於同樣的理由,把芥花油限制在油脂的四分之一,超市油脂皂把它控制在15%,合計為12.4%,而我們的無棕櫚經典皂用的是高油酸葵花油。
動手換油。這款皂的高油酸版本,每1000 g 油脂需要139.0 g 氫氧化鈉。連結還加入了 EDTA 和迷迭香萃取,各為油重的0.1%,也就是 Dunn 測試的用量。
在計算器中開啟測試對添加物的結論
Dunn 在同一款老化的橄欖油皂中,測試了皂友推薦用來對付 DOS 的添加物,每種都是油重的0.1%。
| 添加物(油重的0.1%) | 結果 |
|---|---|
| 無 | 約75小時開始變色 |
| 葡萄柚籽萃取、維生素 C、維生素 E 或檸檬酸鈉,各自單獨使用 | 與無添加沒有差別 |
| BHT | 撐到約150小時,是兩倍長 |
| 迷迭香萃取(ROE) | 到測試結束(約300小時)都沒有開始變色;一直低於他「明顯偏橘」的標準 |
| EDTA | 與迷迭香萃取相同 |
| ROE 加 EDTA,或 BHT 加 EDTA | 超過300小時,而且比單獨使用任一種更淡 |
| BHT 加檸檬酸鈉 | 最好:超過300小時,顏色約與新鮮的皂相同 |
| ROE 加檸檬酸鈉 | 比單用迷迭香萃取差 |
Dunn,〈The Dreaded Orange Spot〉,2005/2006:1 g 的皂樣品在60 °C 的氧氣中老化,每天掃描測量顏色。
怎麼使用
EDTA。EDTA 四鈉是皂用的型態。Dow 的手冊建議固體皂用0.1到0.2%,Dunn 測試的是油重的0.1%,Classic Bells 則建議用整批的0.05到0.25%來對付酸敗。它不消耗鹼。Dow 建議及早加入螯合劑,「在水相階段」,Dunn 則把它加進鹼水;我們的計算器把它放在加鹼之前的水中,這適合一般濃度的鹼水。不過 Rouse 見過 EDTA 從濃鹼水中析出成濃稠的白色泥狀物:在她的測試中,氫氧化鈉濃度低於約35%時它仍保持溶解,另一位皂友則在33%時就看到它析出。如果鹼水很濃,就把它溶在預先從配方水量中留下的一點水裡,改為拌入油脂。EDTA 二鈉是供中性產品使用的型態;它會消耗一些鹼,計算器會把這一點算進去。
迷迭香萃取(ROE)。一種富含鼠尾草酸的油溶性萃取物,和迷迭香精油是不同的東西,精油沒有同樣的作用。Dunn 用的是油重的0.1%。食品研究顯示加越多不一定越好:在照光的大豆油中,0.02到0.05%的保護效果最好,0.5%反而成了促氧化劑;在室溫保存的菜籽油中,每公斤50到200 mg(0.005到0.02%)是最佳範圍。市售萃取物的濃度各不相同,所以請依照供應商的數字;Classic Bells 維持在油脂的0.05%,並在油脂一買回來就加入,而不是等到做皂那天。我們的阿勒坡風格月桂皂在1000 g 新鮮油脂中拌入1 g,也就是 Dunn 的0.1%,讓它撐過漫長的晾皂期。
BHT。一種能溶於溫熱油脂的合成抗氧化劑。在 Dunn 的測試中,以油重0.1%添加時,它讓變色所需的時間加倍;與0.1%的檸檬酸鈉併用時,效果是所有組合中最好的。歐盟法規允許沖洗型產品中最多含0.8%,所以0.1%遠在範圍之內。Dunn 自己的建議很實際:如果你的顧客偏好天然成分,就用 ROE;如果他們不介意,BHT 加檸檬酸鈉的效果可能更好。
檸檬酸鈉。單獨以0.1%添加時對 DOS 沒有幫助,但它是 BHT 的好搭檔。手工皂界的用量高得多,為油重的1.3–3.9%(Classic Bells),而沒有人測試過這些用量對 DOS 的效果。在皂塊中,它會結合微量金屬;但它無法軟化你沖洗時用的水(見硬水中的皂)。
維生素 E。在 Dunn 的測試中毫無作用。在食用油中,α-生育醇一再表現出促氧化作用:以0.002到5%的各種濃度加入大豆油時,除了最低的濃度之外,每一種都加速了氧化。你可以為了其他理由加入它,但不要用它來預防 DOS。抗氧化劑與螯合劑指南對這些添加物有更深入的說明。
有幫助的保存與處理方式
- 油脂。買新鮮的,並且只買用得完的量。用裝滿、密封的容器存放在陰涼避光處,大麻籽油和葡萄籽油等容易變質的油要冷藏。下鍋做皂前先聞一聞:酸敗的油會做出酸敗的皂。
- 水。用蒸餾水或去離子水調鹼水。自來水常被認為是 DOS 的元兇;化學原理支持這個說法,但許多皂友用自來水也沒有問題,所以它是應該降低的風險,而不是必然的原因。
- 工具。用塑膠或不鏽鋼;絕不用銅、黃銅或青銅,也不要用鑄鐵,Cavitch 發現鑄鐵會讓皂變色。
- 晾皂。放在木頭、塑膠或紙板上,絕不直接放在裸露的金屬上。Rouse 提醒,金屬離子會穿過油漆和紙張,所以金屬層架要鋪上厚布或堅固的塑膠。在陰涼、乾燥、通風、避開日照的地方晾皂,晾好之後才包裝。Cavitch 從不把晾皂中的皂塊疊起來,也不放進櫥櫃和抽屜,她發現那些地方空氣太少,無法「對酸敗提供最大的保護」。
- 留意庫存。把較舊的皂和新皂分開存放,並先用掉以較不穩定的油脂做的皂。
晾皂與保存指南說明了晾皂架、通風和包裝。
如果你的皂出現斑點
酸敗無法逆轉,Rouse 也明確指出,重製皂並不能解決。如果一塊皂只有幾個斑點,就把它們切掉,剩下的留給自己用。整塊都已酸敗的皂要丟掉,有油耗味的液體皂也一樣,因為瓶子裡沒有斑點可以切掉。不要販售或送出有斑點的皂。把受影響的皂和同一批次的其他皂分開,然後找出原因:油脂的新舊、水、晾皂架、存放的房間。斑點的分布通常會指出原因。斑點出現在碰到架子的那幾面,表示是金屬;每塊皂都均勻泛黃、整塊都有油耗味,則表示是油脂。
試試這些皂方
所有配方資料來源
這些來源的說明在英文頁面上,保留當初與各文件核對過的原文。
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