蠶絲蛋白在洗護領域的創新應用

簡要介紹了蠶絲的結構，分析了蠶絲蛋白在化妝品領域的研究現狀，以及蠶絲蛋白在洗護用品等領域的應用研究進展，探討了其近年來的研究成果，展望了其未來的發展，旨在為蠶絲蛋白在洗護領域的應用提供理論思考。

蠶絲可謂是自然界的杰出造物。桑蠶絲主要是由絲素蛋白（fibrion） 和絲膠（sericin） 兩部分構成。絲素蛋白是蠶絲的主要部分，約占總重量的70%;絲膠約占蠶絲總重的25%，其作為蠶吐絲過程中的保護物及膠黏劑包在絲素蛋白纖維的外部，再加上5% 左右的雜質，就形成了蠶絲。絲素蛋白大分子由18 種氨基酸組成， 其中甘氨酸（Gly）、丙氨酸（AIa） 和絲氨酸（Ser） 約占總組成的85%，三者的摩爾比為4：3：1，其中帶親水基團的絲氨酸（Ser）、酪氨酸（Tyr）、門冬氨酸（Asp） 等氨基酸占總量的31%，酸性氨基酸占比要高于堿性氨基酸。絲膠中所含的氨基酸種類與絲素蛋白完全相同，但其中帶親水側基團的氨基酸含量遠超過在絲素蛋白中的含量，占總組成的61%左右。因此，蠶絲是化妝品中天然蛋白成分應用的最佳選擇。

01.蠶絲在化妝品中應用的現狀

蠶絲的營養價值很高，它在化妝品中的應用亦有較多的文獻記載，但蠶絲蛋白在化妝品領域中的實際應用卻很少，這一點從當初風行一時的蠶絲面膜的“銷聲匿跡”就可見一斑。蠶絲面膜“消失”主要是因為當初其動機“不純”，但更深層的原因還是因為當時的蠶絲開發應用技術落后，很多企業的工程師反饋，不是不想加，而是加不進去。因為當時市場上的蠶絲蛋白原料存在以下幾個致命的問題：

（1） 離子性太強

一般面膜液的增稠部分用的都是卡波姆，卡波姆的增稠效率高且不黏膩，性價比高。但其致命的弱點是不耐離子，也就是不耐酸堿，因而離子性太強的蠶絲成分沒辦法加，故而蠶絲面膜的精華液里也就沒有蠶絲成分了。當然，大家會說，當初蠶絲面膜是指蠶絲面膜布，沒有說是面膜精華液，其實最初的蠶絲面膜布也是不含蠶絲成分的，所以還是動機“不純”吧。

（2） 味道大

傳統的蠶絲水解液味道很大，有的甚至會讓人想嘔吐，根本無法加入面膜液里。

（3） 過敏性高

一部分工程師反饋，蠶絲面膜之所以沒加蠶絲成分，是因為傳統的蠶絲水解液過敏率高。筆者在蠶絲項目立項初期也關注到這個問題，經過分析發現可能帶來的過敏原因有以下幾個方面：傳統化妝品用的蠶絲原材料都是工業廢料處理，難免帶來工業雜質，從而導致致敏性;蠶絲蛋白里的致敏蛋白沒有得到很好的處理;傳統水解工藝如酸堿法帶來的雜質致敏。

（4） 功效不明顯

之所以在產品里宣稱蠶絲卻沒有使用蠶絲成分，主要還是因為“蠶絲蛋白沒有什么效果”。這是傳統水解工藝獲取的蠶絲蛋白原料最致命的弱點。因為，傳統的蠶絲蛋白水解工藝基本上是酸堿水解法，蠶絲蛋白質水解后都成為氨基酸，其蛋白質的功效、肽的功能也就都沒有了，產品的功效自然也沒有了。

洗護產品中蠶絲的應用也同樣反映出這種窘境。市場上加有蠶絲成分或者宣稱加有蠶絲成分的洗發水不是很多。即使加了，其在產品成分表里的排序也是靠后，有的甚至放在香精的后面，更有甚者直接在每一瓶洗發水里放一個蠶繭，真是暴殄天物。

基于不限于以上的種種原因，蠶絲蛋白的應用一直得不到普及也就可想而知了。

02.創新型蠶絲應用的新標準

鑒于蠶絲應用的種種弊端，筆者在研究和分析市場蠶絲原材料的現狀后，對蠶絲原材料的應用提出了新的標準：

（1） 原材料選材方面

眾所周知，蠶絲在化妝品領域的應用一直是被作為廢物利用而為人所“津津樂道”的。比如張雨青在《絲膠蛋白的護膚 、美容 、營養與保健功能》中提到“在繅絲、染練、絲織、絹紡和絲棉生產加工過程中，脫去的絲膠作為廢液廢棄，不僅浪費大量的生物資源，而且造成了嚴重水質污染。所以絲膠的回收與開發利用刻不容緩”。絲膠的應用于此，絲素也好不到哪去，趙林等在《蠶絲蛋白在化妝品中的應用研究進展》中也提到“若能合理利用這些廢絲資源用于開發日用化妝品，不僅可變廢為寶、優化環境，還能提高蠶絲的附加值，從而實現顯著的社會效益和經濟效益。”也正是這樣的應用思路導致了上文提到的多種制約蠶絲蛋白在化妝品領域的應用。其實將這些工業廢料的蠶絲蛋白在工業生產過程中加以應用，其蛋白質已經被破壞了，因而其生物活性也大大降低了，用這種材料做化妝品還指望有什么功效呢？

因此，在蠶絲項目立項之初，筆者就選用新鮮干凈優質的削口繭為材料。而且，為了方便品質追溯，由具有豐富經驗的種蠶選育專家幫忙精選蠶種，且在氣候條件環境狀況良好的云南設置養殖基地。從選種、養蠶、削繭、挑選除雜等多個環節把控原材料品質，從源頭控制產品質量，借用一句話：“藥材好藥才好”。

（2） 著手改進蠶絲蛋白水解工藝

傳統的蠶絲水解比較粗獷，一般是先酸后堿水解法，這種方法操作簡單，技術要求不高，但水解過程不好控制，水解產物基本上是氨基酸，最大的問題是產品的鹽分大、生物活性低、產品的利用價值低。

根據我們化妝品配方設計應用的需要精確控制水解過程，根據不同的蠶絲結構與分子量大小已經獲得蠶絲水解液、蠶絲粉等多達10種可以應用于化妝品及醫療用品的蠶絲原料，筆者技術團隊創新了一種“0”排放“雙”循環的酶解工藝。

（3） 控制安全風險

原料是否安全決定了產品能走多遠。蠶絲蛋白原料不但在選材過程、水解過程嚴格把控，防止風險物質帶入或產生，還要對每一款蠶絲原料進行安全評估，才能保證產品在后期應用中不會給用戶或消費者帶來不必要的傷害。

（4） 加強功效評價

功效評價可以直接驗證一款原材料或是一種水解工藝是否有應用價值。對于功效不明顯的直接作廢。畢竟，顧客不會長久地為一個“虛無”的噱頭產品而買單。

（5） 拓展應用開發

蠶絲蛋白原材料的創新應用離不開創新配方的開發。俗話說，巧婦難為無米之炊，但有好米也需要巧婦才能做出好飯菜。筆者配方應用技術團隊已經將創新開發的蠶絲蛋白質原料應用于洗發水、護發素、頭皮護理液等多款洗護產品;護膚方面也開發出蠶絲蛋白潔面慕斯、冰晶霜、雪融霜、蠶絲粉蜜、蠶絲防曬霜等功效顯著的特色化妝品護膚品。

03. 新型蠶絲水解液的功能新發現

通過不同工藝對蠶絲的絲膠、絲素（絲心蛋白）進行酶解，可以獲得多種不同分子量的蠶絲水解液。筆者的功效評價技術團隊通過對不同蠶絲水解液做功效評估發現，不同水解方式獲得的蠶絲水解液功能差異很大，為了便于區分，我們給每一款蠶絲水解液申請了一個商標。比如，分子量較大的絲麗潔?與絲倍潤?控油效果不錯，但其他品種的蠶絲水解液就沒有顯示出控油效果。蠶絲粉的紫外防護能力很強等等，因篇幅有限，筆者僅重點介紹一下我們通過工藝優化改造后獲得的一款蠶絲原料——絲麗潔?XP的功能及其在頭皮護理產品中的應用。

（1） 蠶絲蛋白絲麗潔?XP可以抑制油脂分泌

絲麗潔?XP是一款中高分子的蠶絲蛋白，筆者功效評價技術團隊利用德國CK公司的皮膚測試儀，按照技術操作標準，通過對20多人次的測試數據分析發現，絲麗潔?XP具有很好的控油作用。油脂分泌旺盛是皮膚不健康的表現，在頭皮護理方面，油脂分泌旺盛會導致嗜油性馬拉色菌的大量繁殖，馬拉色菌通過分泌脂肪酶，能夠將皮脂中的甘油三酯、飽和脂肪酸分解為促炎性的不飽和脂肪酸。這些物質滲透進入角質層，使頭皮產生炎性刺激，能夠引起頭皮瘙癢和掉頭皮屑。絲麗潔?XP具有很好的控油作用，就可以減少馬拉色菌的數量，從而減少激發皮膚深處炎癥反應的信號通路，有利于減少頭皮屑的產生。另外，油脂分泌旺盛除了會刺激頭皮引發頭皮炎癥反應，頭皮長期處于油膩狀態還會導致毛囊萎縮，毛發容易脫落，情況嚴重還會導致禿頭，影響形象。因此，絲麗潔?XP抑制皮脂分泌，頭皮出油量減少，即可以預防脫發。

另外，在皮膚護理方面，控油也可以預防痘痘的產生。

（2） 蠶絲蛋白絲麗潔? 可以降低表活刺激性

通過雞胚實驗證實，蠶絲蛋白絲麗潔? 可以降低洗發水、沐浴露、洗面奶等產品中常規使用的發泡劑，即表面活性劑的刺激性，刺激性降低了，炎性因子產生的來源就減少了，頭皮的屏障功能也就得到保護了。

另外，通過由LSP刺激巨噬細胞釋放白介素IL-1a和白介素IL-6數量來模擬皮膚的炎癥反應，在添加蠶絲蛋白絲麗潔?后，巨噬細胞釋放白介素IL-1a和白介素IL-6的數量明顯減少，說明蠶絲蛋白可以抑制炎性因子的釋放，從而把頭皮微生態調整到一個健康的狀態，進而緩解頭皮屑的產生。

（3） 蠶絲蛋白絲麗潔? 可以修護頭皮屏障功能

頭皮屑的產生主要是因為頭皮屏障功能的改變，這種改變可能是由于頭皮受到較長期損傷（如過度清潔、燙染、用力抓撓等），激發了皮膚深處炎癥反應的信號通路，這樣一系列反應會導致屏障功能紊亂，致使表皮細胞代謝異常，從而生產頭皮屑。

實驗證實，一定濃度的蠶絲蛋白絲麗潔? 對人皮膚成纖維細胞活性有促進作用，從而可以修復受損頭皮，維護頭皮屏障功能。

蠶絲蛋白也是一種很好的營養源。通過細胞刮痕實驗，也證實了絲麗潔? XP能促進細胞遷移、增殖，幫助深層修復受損頭皮，修護頭皮屏障功能。

（4） 蠶絲蛋白絲麗潔?XP可以修護毛發毛鱗片

蠶絲蛋白對頭發發干毛鱗片的損壞有很好的修復作用，通過對毛鱗片的修護可以增強發干的彈性與韌性，從而減少斷發。

（5） 蠶絲蛋白絲麗潔?XP 的保濕作用

參考曹高主編《化妝品功效評價實驗》的重量法測定吸濕率實驗，證實蠶絲蛋白絲麗潔?XP 的吸濕性能比甘油強很多。補水保濕是護膚與護發最基礎的也是最重要的一步，事實上很多皮膚或毛發問題都是干燥引起的。反之，皮膚與毛發出現問題也會導致皮膚或毛發缺水，從而使傷害進一步加大。蠶絲蛋白的天然保濕作用可應用在護膚與護發的功能中，也是一種難得的天然保濕成分。

（6） 蠶絲蛋白有很好的固色作用

將蠶絲蛋白絲麗潔? XP 5% 的水溶液噴灑在染色的頭發上，吹干后，再用洗滌液多次清洗，對比沒有處理的毛發，發現用蠶絲蛋白絲麗潔? XP處理過的毛發色素脫落得比較少。

04. 新型蠶絲蛋白應用于洗護產品的功效評價

頭皮屑是一種慢性、易復發、較常見的頭皮問題，除片狀脫屑外，頭皮屑主要的臨床表現為瘙癢、頭皮干燥緊繃感強、刺痛。頭皮屑是一種表皮角質層的異常代謝過程，并存在亞臨床炎癥改變。

目前全世界約有50%以上的人群受到頭皮屑問題的困擾，青年人為多發人群并且較嚴重，男性高于女性，研究結果表明15～24歲為患病率最高年齡段，而且有小齡化趨勢。

通過對不添加任何去屑成分，只添加蠶絲蛋白水解液絲麗潔?XP所做的洗發水的功效評價，證實了蠶絲蛋白對頭皮屑以及頭皮健康具有很好的修護作用。

（1） 頭皮角質層水分含量長效測試結果

由測試人員對受試者左右半頭兩個區域分別進行D0和D28測試，頭皮角質層水分含量顯著增加。其中，34名測試人員中有改善的人數有26人，有效率為76.5%。

（2） 頭皮油脂含量長效測試結果

由測試人員對受試者左右半頭兩個區域分別在D0和D28進行測試，頭皮油脂含量顯著降低。其中，34名測試人員中有改善的人數有21人，有效率為61.8%。

（3） 頭皮屑分值長效測試結果

由專業皮膚科醫生選擇受試者左右半頭頭皮屑較嚴重的兩個區域分別在 D0 和D28評分，頭皮屑分值顯著降低。其中，34名測試人員中有改善的人數有28人，有效率為82.4%。

05.蠶絲應用于洗護領域的展望與發展

蠶絲是一種天然的蛋白質來源，無論在護膚或是護發等化妝品應用上都是不可多得的。但其功能功效的發揮有賴于我們對它的水解處理工藝上的創新和應用上的拓展;同時水解工藝的創新要與配方應用的需求相結合，不同的配方需求需要不同的蠶絲水解材料，這樣才可以用好蠶絲，才不愧于前人的發現。另外，蠶絲的應用還需要往蠶絲蛋白質的功能改進方向發展，高分子蠶絲蛋白的水溶性問題、小分子蠶絲蛋白的生物活性問題、不同產品的皮膚親和性問題、某個功效性能加強等問題，都需要我們去解決。蠶絲的應用具有很多機遇也會面臨很多挑戰，其目的就是用天然蠶絲蛋白原料滿足人民群眾對美麗健康肌膚的需求。希望大家與我們一起努力。

作者介紹：

張向陽 工程碩士，高級營養師。曾開發白里透紅霜、水晶面膜、泡騰面膜等多項創新產品，獲得多項發明專利。2012年立項研究蠶絲在化妝品領域的應用技術，打破傳統利用工業廢料以及常規水解方案生產蠶絲原料的做法，獲得高分子蠶絲蛋白，開發10多款蠶絲原料，并在相關應用方面取得不錯進展 。