Abstract
The micellar characteristics of a non-ionic, natural surfactant, saponin obtained from the soapnut tree, Sapindus mukorossi, were studied in aqueous solution. Critical micelle concentration of Sapindus saponin determined using conductivity measurements and UV absorption studies was 0.045 wt%. Increase in temperature and salt concentration led to decrease in the critical micelle concentration of Sapindus saponin. The critical micelle concentration was found to increase with increase in hardness of water and increase in pH. The micellar aggregation number was determined using cyclic voltammetry and was found to be between 13 and 21. The size of the Sapindus saponin micelles was determined using intrinsic viscosity measurements and was found to be independent of saponin concentration for concentrations above the CMC. Solubilisation of two types of crude oils and a vegetable oil was studied using micellar solubilisation technique. At lower concentrations of the surfactant, the micellar solubilisation of crude oils in saponin was better than synthetic surfactants like Triton X100® and SDS where as, the solubilisation of vegetable oil was better in synthetic surfactants.
Kurzfassung
Die mizellare Charakterisierung des nichtionischen natürlichen Tensids, Saponin, gewonnen aus dem Waschnussbaum, Sapindus mukorossi, wurde in wässriger Lösung untersucht. Die kritische Mizellbildungskonzentration von Sapindus Saponin wurde mittels Leitfähigkeitsmessung und UV-Absorptionsuntersuchungen zu 0,045 wt% bestimmt. Erhöhungen von Temperatur und Salzkonzentration führen zu einer Verringerung der kritischen Mizellbildungskonzentration von Sapindus Saponin. Durch Zunahme des Anteils an hartem Wasser und durch pH-Erhöhung steigt die kritische Mizellbildungskonzentration an. Die mizellare Aggregationszahl wurde mittels zyklischer Voltammetrie bestimmt und betrug zwischen 13 und 21. Die Größe der Sapindus Saponin Mizellen wurde durch intrinsische Viskositätsmessungen bestimmt und ist für Konzentrationen oberhalb der cmc unabhängig von der Saponin-Konzentration. Die Solubilisierung von zwei Rohölsorten und eines Pflanzenöles wurden unter Verwendung der mizellaren Solubilisierungstechnik untersucht. Bei niedrigeren Tensidkonzentrationen war die mizellare Solubilisierung der Rohöle in Saponin besser als die von synthetischen Tensiden, wie Triton X100® und SDS, wohingegen die Solubilisierung von Pflanzenöl in synthetischen Tensiden besser war.
References
1.Holmberg, K.: Curr. Opin. Colloid Interf. Sci.6(2001)148. 10.1016/S1359-0294(01)00074-7Search in Google Scholar
2.Ishigami, Y. and Suzuki, S.: Prog. Org. Coat.31(1997)51. 10.1016/S0300-9440(97)00018-0Search in Google Scholar
3.Berhow, M. A., Wagner, E. D., Vaughn, S. F. and Plewa, M. J.: Mut. Res.448(2000)11. 10.1016/S0027-5107(99)00225-0Search in Google Scholar
4.Mitra, S. and Dungan, S.: J. Agric. Food Chem.45(1997)1587. 10.1021/jf960349zSearch in Google Scholar
5.Shaker, K. H., Bernhardt, M., Elgamal, M. H. A. and Seifert, K.: Phytochemistry51(1999)1049. 10.1016/S0031-9422(98)00750-XSearch in Google Scholar
6.Kommalapatti, R. R., Valsaraj, K. T., Constant, W. D. and Roy, D.: J. Haz. Mat.60(1998)73. 10.1016/S0304-3894(97)00156-8Search in Google Scholar
7.Urum, K. and Pekdemir, T.: Chemosphere57(2004)1139. 10.1016/j.chemosphere.2004.07.048Search in Google Scholar
8.Graf, C. S. and Mesa, C. L.: Thermochim. Acta418(2004)79. 10.1016/j.tca.2003.11.044Search in Google Scholar
9.Mitra, S. and Dungan, S. R.: Colloids Surf. B: Biointerf.17(2000)117. 10.1016/S0927-7765(99)00088-0Search in Google Scholar
10.Martin, R. M. S., Otero, A. F., Figueroa, M., Escobar, V. and Cruz, A.: Hydrometallurgy77(2005)163. 10.1016/j.hydromet.2004.11.009Search in Google Scholar
11.Hong, K. J., Tokunaga, S., Ishigami, Y. and Kajiuchi, T.: Chemosphere41(2000)345. 10.1016/S0045-6535(99)00489-0Search in Google Scholar
12.Rao, A. S. V. S., Basa, S. C. and Srinivasulu, C.: Research and Industry37(1992)209.Search in Google Scholar
13.Moroi, Y.: Micelles – Theoretical and Applied Aspects, Plenum Press, New York, 1992.10.1007/978-1-4899-0700-4Search in Google Scholar
14.Row, L. R. and Rukmini, C.: Indian J. Chem.4(1966)36.Search in Google Scholar
15.Chatterjee, A. and Pakrashi, S. C.: The Treatise on Indian Medicinal Plants, National Institute of Science Communication, New Delhi, 1997.Search in Google Scholar
16.Nakanishi, K.: Infrared Absorption Spectroscopy – Practical, Nankodo Company, Tokyo, 1962.Search in Google Scholar
17.Nyberg, N. T., Baumann, H. and Kenne, L.: Anal. Chem.75(2003)268. 10.1021/ac025725vSearch in Google Scholar
18.Paugam, M. F., Morin, G. T. and Smith, B. D.: Tetrahed. Lett.34(1993)7841. 10.1016/S0040-4039(00)61490-9Search in Google Scholar
19.Dyer, J. R.: Applications of Absorption Spectroscopy of Organic Compounds, Prentice Hall India, New Delhi, 1978.Search in Google Scholar
20.Reis, S., Mountinho, C. G., Matos, C., Castro, B. D., Gameiro, P. and Lima, J. L. F. C.: Anal. Biochem.334(2004)117. 10.1016/j.ab.2004.07.017Search in Google Scholar PubMed
21.Terashima, M., Fukushima, M. and Tanaka, S.: Colloids Surf. A: Physicochem. Engg. Aspects247(2004)77. 10.1016/j.colsurfa.2004.08.028Search in Google Scholar
22.Gu, G., Yan, H., Chen, W. and Wang, W.: J. Colloid Interf. Sci.178(1996)614. 10.1006/jcis.1996.0158Search in Google Scholar
23.Okano, L. T., Quina, F. H. and Seoud, O. A. E.: Langmuir16(2000)3119. 10.1021/la9911382Search in Google Scholar
24.Huang, Y. X., Tan, R. C., Li, Y. L., Yang, Y. Q., Yu, L. and He, Q. C.: J. Colloid Interf. Sci.236(2001)28. 10.1006/jcis.2000.7278Search in Google Scholar PubMed
25.Charlton, I. D. and Doherty, A. P.: Anal. Chem.72(2000)687. 10.1021/ac990354cSearch in Google Scholar PubMed
26.Chokshi, K., Qutubuddin, S. and Hussam, A.: J. Colloid Interf. Sci.129(1989)315. 10.1016/0021-9797(89)90445-1Search in Google Scholar
© 2006, Carl Hanser Publisher, Munich