3种绿色表面活性剂在婴童洗发水中的应用研究.pdf

Technique express科技广场9第46卷2023年第8期随着儿童化妆品监督管理规定的出台，儿童化妆品法律法规在不断完善，市场对于婴童化妆品的质量安全的关注越来越高，其中安全优先、功效必须、配方极简也是消费者在选购婴童化妆品时比较关注的点。据英敏特统计，2019-2024年，婴童化妆品的市场总额将以14.6%的年均复合增长率增长，婴童化妆品进入快速发展期，其中含有天然成分/植物提取物/有机组分的产品也成为市场的宠儿1-3。宣称含“天然、植物、有机成分”的婴童化妆品越来越受到各品牌的关注。婴童洗发水产品的主要成分是表面活性剂，表面活性剂作为主要的清洁成分，其来源、结构、性质对皮肤的清洁力、去污力和刺激性有密切的关系。婴童的皮肤特性与成人相比，存在很大的差异性，婴童皮肤的角质层薄，比表面积大4，他们的皮肤更加敏感。因此在开发婴童洗发水产品配方时，表面活性剂应选择刺激性低、发泡性能良好的天然、植物来源的温和表面活性剂。本研究选取了3种天然、植物来源的表面活性剂椰油酰丙氨酸钠、无患子提取物、油茶枯提取物作为研究对象，这3种表面活性剂生物降解率好5,6，其中无患子提取物、油茶枯提取物有效成分是三萜皂苷7,8。在婴童洗发水的基础配方体系中，系统考察了这3种绿色表面活性剂在产品中的理化与感观性能、泡沫性能和刺激性能，以期为开发安全、温和、有效的婴童洗发水产品提供一些基础参考数据。1 实验部分1.1 试剂与仪器椰油酰丙氨酸钠（活性物30%），烷基糖苷（APG，活性物50%），椰油酰胺丙基甜菜碱（CAB，活性物30%）和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES，活性物70%），均为工业级，嘉兴赞宇科技股份有限公司；无患子提取液（活性物10%）和油茶枯提取液（活性物10%），工业级，广东菁萃生物科技有限公司；柠檬酸、玉米醇溶蛋白、硫酸铜、硫酸钾，均为分析纯，国药集团；盐酸标准溶液、氢氧化钠溶液、硼酸溶液、溴甲酚绿-甲基红混合指示剂、硬水，均参考GB/T 601化学试剂 标准滴定溶液的制备实验室分析人员配制。K1160全自动凯式滴定仪，海能未来技术集团股份有限公司；AL240分析天平，梅特勒-托利多仪器有限公司；AR1磁力搅拌器，广州澳蓝仪器设备有限公司；RVDV-ll+P博勒3种绿色表面活性剂在婴童洗发水中的应用研究孙莲莲，葛 赞，史立文，方灵丹（赞宇科技集团股份有限公司，浙江 杭州 311305）摘 要：介绍了椰油酰丙氨酸钠、无患子提取物、油茶枯提取物在婴童洗发水中的应用性能。在婴童洗发水的基础配方中，控制活性物在9.6%，pH在5.56.5时，系统研究了3种绿色表面活性剂在产品中理化与感观性能、泡沫性能和刺激性能方面的表现。结果显示，含3种绿色表面活性剂的产品（简称测试样），外观均一透明稳定、泡沫丰富，符合国标要求；测试样的刺激性低于AES对照样和CAB对照样，说明3种绿色表面活性剂中的刺激性低于AES和CAB，清洁皮肤的同时，又不会导致对皮肤的过度刺激，有助于保护婴幼儿皮肤天然屏障力。关键词：椰油酰丙氨酸钠；无患子提取物；油茶枯提取物；皮肤天然屏障力中图分类号：TQ423 文献标识码：A 文章编号：1006-7264（2023）08-009-04DOI：10.3969/j.issn.1006-7264.2023.08.002收稿日期：2023-03-28作者简介：孙莲莲（1984-），女，山东人，高级工程师，硕士，电话：18258429416，E-mail：。Technique express科技广场10Vol.46 No.8 Aug.2023飞粘度计，阿美特克商贸（上海）有限公司；DHG-9240A鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；XT5202恒温液浴槽，杭州雪中炭恒温技术有限公司；低温浴锅；HWS-12型电热恒温水浴锅，上海一恒科学仪器有限公司；ST3100实验室pH计，奥豪斯仪器（常州）有限公司。1.2 基础配方打样按表1和表2婴童洗发水实验配方和对照配方的配比进行打样。烧杯中加入水、EDTA-2Na、烷基糖苷、椰油酰胺丙基甜菜碱、椰油酰丙氨酸钠（或无患子提取物或油茶枯提取物），保持40 下充分搅拌至完全溶解。降至室温后加入防腐剂、用柠檬酸调整产品的pH，保持原液的pH在5.56.5。表1 婴童洗发水实验配方Tab.1 Babyshampooformulations原料规格产品1 配比/%产品2 配比/%产品3 配比/%EDTA-2Na99.0%0.10.10.1烷基糖苷50%10.010.010.0椰油酰胺丙基甜菜碱30%10.010.010.0椰油酰丙氨酸钠30%5.000无患子提取物10%015.00油茶枯提取物10%0015.0柠檬酸99.0%适量适量适量防腐剂0.10.10.1去离子水至100至100至100表2 婴童洗发水对照配方Tab.2 Babyshampooformulationsforcontrolledtrial原料规格对照产品4 配比/%对照产品5 配比/%对照产品6 配比/%EDTA-2Na99.0%0.10.10.1AES70.0%2.100烷基糖苷50%10.013.010.0椰油酰胺丙基甜菜碱30%10.010.015.0椰油酰丙氨酸钠30%000无患子提取物10%000油茶枯提取物10%000柠檬酸99.0%适量适量适量防腐剂0.10.10.1去离子水至100至100至1001.3 洗发水指标测试根据GB/T 29679-2013 洗发液、洗发膏标准中对儿童洗发液的要求进行测试，具体测试方法和指标要求见表3。表3 3款儿童洗发液的指标要求Tab.3 Requirementsofbabyshampoos测试项目指标要求感官指标外观不分层，无明显悬浮物(加入均匀悬浮颗粒组分的产品除外)或沉淀，无明显机械杂质的均匀产品气味无异味，符合规定香型理化指标耐热（401）保持24 h，恢复室温后无分层现象耐寒（-82）保持24 h，恢复室温后无分层现象pH(10%水溶液，25)4.08.0有效物含量/%，8.01.4 洗发水刺激性测试采用玉米醇溶蛋白法测试3款产品刺激性9,10。具体测试如下：称量5 g样品，精确至0.001 g，加水溶解定容，得到活性物含量为1%的待测溶液。移取30 mL待测溶液，加入3 g的玉米醇溶蛋白（简称Zein），在室温下搅拌2 h后过滤，滤液备用。样品空白对照溶液：除不添加Zein，其他步骤同上。取5 mL样品溶液的滤液和空白对照溶液，置于250 mL凯式定氮瓶中，依次加入0.2 g硫酸铜、2.5 g硫酸钾及10 mL硫酸。在消化炉中充分消化，得到透明浅蓝色的消化液。消化程序：180 保持30 min，升温至260，保持30 min，升温至320 保持30 min，继续升温400，保持90 min。在消化液中加入20 mL氢氧化钠溶液（w=40%），蒸馏5 min，生成的氨气导入含20 mL硼酸溶液（w=2%）的锥形瓶中。样品滴定：将10滴0.1%溴甲酚绿-0.2%甲基红混合指示剂加入锥形瓶，用盐酸标准溶液滴定，当溶液颜色由蓝色变为浅红色时，记为滴定终点，记录消耗盐酸的体积V。含氮量x计算公式为，x=。式中，x为样品中的含氮量，mg/L；V1为样品溶液消耗盐酸的体积，mL；V0为空白对照溶液消耗盐酸的体积，mL；C为盐酸标准溶液的浓度，mol/L；0.014为每毫升盐酸标准液相当于氮的质量，g。1 000（V1V0）0.014C5Technique express科技广场11第46卷2023年第8期1.5 洗发水的泡沫测试根据GB/T 29679-2013 洗发液、洗发膏标准，用罗氏泡沫仪测试产品的泡沫力，测试过程中，泡沫仪恒温在（401）。具体测试：准确称取2.5 g样品，加900 mL去离子水溶解，再加入1 500 mg/kg 硬水100 mL，充分搅拌溶解，移取200 mL样品溶液，固定泡沫仪的中心位置，打开分液漏斗活塞，使样品溶液流下，当溶液流完时，立即读取初始泡沫高度（取泡沫边缘与顶点的平均高度）并开启秒表计时，记录5 min时的泡沫高度。2 结果与讨论2.1 感观和理化指标按照1.2对3款婴童洗发产品的感观和理化指标进行测试，测试结果见表4。从表4可以得出，添加椰油酰丙氨酸钠、无患子提取物、油茶枯物提取物的产品，有效活性物控制在9.6%，产品原液pH在5.56.5时，可以得到外观均一、澄清，耐热和耐寒稳定性好的产品，各项指标均符合GB/T 29679-2013 洗发液、洗发膏标准中对儿童洗发液的感观和理化指标的要求。表4 婴童洗发水感官、理化指标Tab.4 Sensoryandphysicochemicalindexesofthebabyshampoos测试项目产品1产品2产品3pH(10%水溶液，25)5.65.65.5有效物含量/%9.79.69.6外观无色透明均一液体浅黄色透明均一液体浅黄色透明均一液体气味无异味无异味无异味耐热稳定性符合标准符合标准符合标准耐寒稳定性符合标准符合标准符合标准2.2 刺激性表面活性剂的溶出性、渗入性、反应性等对人皮肤可能造成的刺激，婴童皮肤发育并不完善，角质层薄、角质细胞小、皮肤的水合能力还不完善，这些特点使婴幼儿更容易产生各种皮肤问题，如泛红、湿疹、发痒等8，产品的刺激性能对婴童洗发水来说更加重要。为了研究椰油酰丙氨酸钠、无患子提取物、油茶枯提取物在婴童洗发水中的刺激性，同比做了3组对照试验的刺激性，按照1.4测试方法进行测试，结果见表5。由表5可以看出：3种测试产品的刺激性为7080 mg/L，刺激性比较小，其中含油茶枯提取物和无患子提取物的洗发水刺激性接近，略低于含椰油酰丙氨酸钠的洗发水；对比实验产品和对照产品的刺激性，3组测试产品的刺激性低于对照产品组4和6的刺激性，表明椰油酰丙氨酸钠、无患子提取物、油茶枯提取物在产品中的刺激性小于AES和CAB在产品中的刺激性；3组测试产品的刺激性略高于对照5产品的刺激性，表明椰油酰丙氨酸钠、无患子提取物、油茶枯提取物在产品中的刺激性大于APG在产品中的刺激性。表5 3款婴童洗发水刺激性测试Tab.5 Irritationofthreebabyshampoosandthesamplesforcontrolledtrial测试项目测试浓度*/（gL-1）刺激性/（mgL-1）产品11.080产品21.077产品31.076对照产品41.0237对照产品51.066对照产品61.093注：测试浓度均折为测试样品的有效活性物浓度2.3 泡沫性能泡沫性能是洗发水的主要指标，GB/T 29679-2013 洗发液、洗发膏对产品的泡沫力有明确规定，婴童洗发水的泡沫高度40 mm，对于婴童洗发水来说，丰富的、绵密的泡沫会给消费者在洗涤过程中带来乐趣，并且赋予产品温和、天然的概念。因此选择具有丰富、绵密泡沫的表面活性剂也是在设计婴童洗发水时主要的考虑因素之一。为了研究3种表面活性剂在婴童洗发水中的泡沫性能，按照1.5测试方法，对3款洗发水产品的泡沫力进行了测试，结果见表6。Technique express科技广场12Vol.46 No.8 Aug.2023表6 婴童洗发水泡沫力测试结果Tab.6 Foamingresultsofthebabyshampoos测试项目t=0 泡沫高度/mm t=5 min 泡沫高度/mm 泡沫高度差/mm产品111010010产品2807010产品31101055由表6可以看出，含椰油酰丙氨酸钠、无患子提取物、油茶枯提取物的婴童洗发水产品，即时泡沫高度和5 min后的泡沫高度都大于40 mm，符合国标要求，泡沫高度差值结果可以看出，含3种表面活性剂的洗发水，泡沫绵密，不易消泡，尤其是含椰油酰丙氨酸钠的产品2和油茶枯提取物的产品3泡沫力更优。3 结论在婴童洗发水产品的基础配方体系中，使用椰油酰丙氨酸钠、无患子提取物、油茶枯提取物绿色表面活性剂时，可以得到外观均一、稳定、泡沫丰富，符合GB/T 29679-2013国标要求的产品，产品的刺激性低、在清洁皮肤的同