一種多功能個人護理產品的性能研究

陳冬芝 余 翔

科萊恩化工科技（上海）有限公司，上海，200335

隨著中國化妝品行業(yè)的快速發(fā)展，市場競爭越來越激烈，消費者將頭皮護理與頭發(fā)的整體健康聯(lián)系在一起，對產品的需求更加細分化，消費者對洗發(fā)護發(fā)產品有了更高的期待，為品牌研發(fā)配方拓展了發(fā)揮空間[1-2]。在洗發(fā)護發(fā)產品中，去屑類產品仍是消費者的主要需求產品之一，而吡羅克酮乙醇胺鹽以抑制馬拉色菌和抗氧化的功效成為去屑類洗發(fā)護發(fā)產品的熱門成分。吡羅克酮乙醇胺鹽通常被用作去屑劑、抑菌劑、祛痘劑和防腐劑等[3-9]，在個人護理產品中有著廣泛的應用。一些國際品牌一直在研究吡羅克酮乙醇胺鹽在個人護理產品中的應用，如海飛絲、清揚、歐萊雅等[10-12]。

本文介紹了一款液體版去屑劑Velsan SX，其主要功效成分是吡羅克酮乙醇胺鹽和山梨坦辛酸酯[13]，它具有很好的溶解性能，與化妝品中常用原料的配伍性和兼容性良好，在配方應用中操作簡便，支持冷配工藝。它的主要作用機制有以下兩個方面，一方面是有效抑制細菌和真菌的生長，另一方面是清除自由基，達到抗氧化的作用，從而實現(xiàn)抑菌、去屑、祛痘、防腐等作用。隨著對Velsan SX的深入研究，它在個人護理產品中顯示出非常重要且廣泛的應用前景。

1 實驗部分

1.1 原料與儀器

Velsan SX（專利產品）、Hostapon SCI 85 GC（椰油酰羥乙磺酸酯鈉）、Genagen CAB LF（椰油酰胺丙基甜菜堿）、Medialan LD（月桂酰肌氨酸鈉）、Genagen CME（椰油酰胺MEA）、Genamin PQ7 C-PF（聚季銨鹽-7）、Nipaguard EHP（苯氧乙醇，乙基己基甘油）、Nipaguard SCP（山梨坦辛酸酯，苯氧乙醇）、Sensotain EP 6205（PPG-5-鯨蠟醇聚醚-20），科萊恩化工（中國）有限公司；月桂醇聚醚硫酸酯鈉，巴斯夫有限公司；聚季銨鹽-10，陶氏化學公司；EDTA二鈉，阿克蘇諾貝爾公司；乙醇（95%）、維生素E（純度≥96%）、甘油、氯化鈉、檸檬酸、檸檬酸鈉，國藥集團化學試劑有限公司。

IKA RW20攪拌器，德國IKA公司；ME2002E分析天平，梅特勒-托利多；DVIMRV黏度計，美國Broolfield公司；HWS-24恒溫水浴鍋，上海一恒科學儀器有限公司；LC-213鼓風干燥箱，上海埃斯佩克環(huán)境設備有限公司；冰箱，BOSCH；METYLER S210-B pH計，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 測試樣品制備

在制備樣品前，將所用到的攪拌槳、燒杯等徹底消毒清潔。根據(jù)表1所示，制備測試所用洗護配方。配制工藝為：將A相在75～80 ℃水浴下攪拌溶解完全；B相攪拌溶脹完全，加入A相中攪拌均勻；降溫至45 ℃以下，依次加入C相，攪拌30 min，靜置冷卻至室溫。

表1 洗護配方

表1（續(xù)） 洗護配方

1.2.2 抑菌性能測試

1.2.2.1 對馬拉色菌的抑菌測試

參考QB/T 2738－2012《日化產品抗菌抑菌效果的評價方法》第七部分中7.5抑菌環(huán)法和衛(wèi)生部《消毒技術規(guī)范》（2002年版）第二部分中2.1.7.2抑菌環(huán)試驗，試驗菌種選擇的是糠秕馬拉色菌（Mslassezia furfur）ATCC 44344。具體操作過程如下：取馬拉色菌培養(yǎng)基平皿，打直徑為5 mm的孔。取接種的糠秕馬拉色菌濃度為5×105～5×106cfu/mL的試驗菌，在馬拉色菌培養(yǎng)基平皿上均勻涂布3次，置室溫中干燥。取20 μL測試樣滴入馬拉色菌培養(yǎng)基平皿中直徑為5 mm的孔內，蓋上平皿，置于37 ℃恒溫箱；陰性對照樣的制備：取20 μL無菌蒸餾水滴入馬拉色菌培養(yǎng)基平皿中直徑為5 mm的孔內，蓋上平皿，置于37 ℃恒溫箱培養(yǎng)；觀察結果，測量抑菌環(huán)的直徑，并記錄，試驗結果重復3次，取平均值。

1.2.2.2 對痤瘡丙酸桿菌的抑菌測試

試驗菌種選擇痤瘡丙酸桿菌（P ro p i o n ibacterium acnes，ATCC 11827），參考QB/T 2738－2012《日化產品抗菌抑菌效果評價方法》和QB/T 2850－2007《抗菌抑菌型洗滌劑》，具體操作過程如下：測試樣用無菌標準硬水進行1∶5稀釋，混勻；取0.1 mL接種菌痤瘡丙酸桿菌濃度為5×105～5×106cfu/mL的試驗菌，加入至5 mL稀釋好的測試樣中，混勻；接觸2 min后，取試驗菌與測試樣混合液0.5 mL添加至4.5 mL緩沖液中，充分混勻，作適當稀釋，然后取其中2-3個稀釋度的稀釋液，分別吸取0.5 mL置于兩個平皿，用傾注法接種于營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基；將制作好的平皿置于（35±2）℃培養(yǎng)48 h，做活菌菌落計數(shù)，記錄結果，試驗重復3次，計算抑菌率。

1.2.2.3 防腐挑戰(zhàn)測試

根據(jù)《歐洲藥典》（2005）防腐挑戰(zhàn)實驗的規(guī)范來進行測試樣的防腐挑戰(zhàn)測試，評判標準如下。A標準對于細菌：在接種后第2天時，接種菌量的對數(shù)減少值須達到2（或以上），至第7天時須達到3（或以上），在第14天和第28天檢測，菌的數(shù)量沒有增長。A標準對于酵母菌、霉菌：在接種后第14天，接種菌量的對數(shù)減少值須達到2（或以上），在第28天檢測，菌種數(shù)量沒有增加。B標準對于細菌：在接種后第14天，接種菌量的對數(shù)減少值須達到3（或以上），在第28天檢測，菌種數(shù)量沒有增加。B標準對于酵母菌、霉菌：在接種后第14天，接種菌量的對數(shù)減少值須達到1（或以上），在第28天檢測，菌種數(shù)量沒有增加。若測試樣的防腐挑戰(zhàn)達到A標準或B標準，則該測試樣通過防腐挑戰(zhàn)測試；若測試樣的防腐挑戰(zhàn)均未達到B標準，則認為測試樣板未通過防腐挑戰(zhàn)測試。

上海日用化學品行業(yè)協(xié)會團體標準T/SHRH 006－2018《化妝品-自由基（DPPH）清除實驗方法》提供了一種抗氧化原料的評估方法，抗氧化原料清除自由基DPPH的能力，即抗氧化活性的大小。該方法具體操作如下：陽性對照物維生素E用95%乙醇溶解稀釋成0.01 mg/mL、0.02 mg/mL、0.03 mg/mL、0.04 mg/mL系列濃度梯度以驗證試驗系統(tǒng)。測試樣用95%乙醇稀釋為多級濃度樣品。參照表2，使用10 mL試管設立樣品管（T）、樣品本底（T0）、DPPH管（C）和溶劑本底（C0），每一樣品的每個受試濃度的樣品管（T）需設立3支平行管，同時DPPH管（C）也需設立3支平行管。在樣品管（T）和樣品本底（T0）中各加入1 mL相同濃度的樣品溶液。在所有試管中（T、T0、C、C0）補充95%乙醇，補足3 mL，混勻。在樣品管（T）和DPPH管（C）中加入DPPH乙醇溶液1 mL，樣品本底（T0）和溶劑本底（C0）用95%乙醇代替，輕輕搖勻，室溫下靜置5 min。將各支反應溶液移入1 cm比色皿中，在517 nm處測定吸光值。記錄結果，根據(jù)DPPH自由基清除率的公式（如公式1）計算清除率。注意：每批次實驗都需要加入陽性對照維生素E的測試，維生素E的IC50應在0.02～0.06 mg/mL，則認為試驗系統(tǒng)有效。計算DPPH自由基清除率的公式如下：

表2 樣品加液要求

公式1中：

T—樣品管吸收值，即樣品與DPPH反應后溶液吸收值；

T0—樣品本底吸收值；

C—DPPH管吸光值3次平均值，即未加樣品時DPPH溶液吸光值；

C0—溶劑本底吸光值。

2 結果與討論

2.1 對馬拉色菌的抑制作用

馬拉色菌是形成頭皮屑的重要因素之一，有頭屑的人群其頭皮上馬拉色菌數(shù)量的減少直接反應為頭皮屑的減少[14-15]。目前，馬拉色菌的抑菌環(huán)實驗是評估去屑效果的常用方法。根據(jù)表1配方1-3，考察不同添加量的Velsan SX在洗護產品中對馬拉色菌的抑制作用。表3為配方1-3對馬拉色菌的抑菌環(huán)測試結果，結果顯示，Velsan SX對馬拉色菌具有較強的抑制性能，隨著其添加量的增加而顯著增加，即Velsan SX具有明顯的去屑效果。

表3 抑菌環(huán)測試結果

2.2 對痤瘡丙酸桿菌的抑制作用

痤瘡（又稱粉刺）的發(fā)生主要與皮脂分泌過多、毛囊皮脂腺導管堵塞、痤瘡丙酸桿菌細菌感染和炎癥反應等因素密切相關。當痤瘡丙酸桿菌大量繁殖時，其產生的脂酶分解皮脂生成游離脂肪酸，同時趨化炎癥細胞和介質，誘導炎癥反應加劇；有效抑制痤瘡丙酸桿菌的生長，可以減少炎癥，改善痤瘡[16-17]。Velsan SX對丙酸桿菌的最小抑菌濃度（MIC）為200 μg/mL，相對于水楊酸（MIC＞2000 μg/mL）效果強許多倍。由表4的結果可知，Velsan SX在常見兩種表面活性劑體系月桂醇聚醚硫酸酯鈉（AES）和月桂酰肌氨酸鈉（SLS）中均表現(xiàn)出對痤瘡丙酸桿菌的抑制作用；當Velsan SX的添加量為1.5%時，它對痤瘡丙酸桿菌的抑菌率達到99.9%。因此，Velsan SX特別適用于祛痘產品，同時因其具有良好的水溶性，與化妝品中常用的原料具有良好的配伍性和穩(wěn)定性，使其適用于：洗發(fā)水、沐浴露、潔面乳、乳液、膏霜等大多數(shù)化妝品劑型。

表4 抑菌率測試結果

2.3 防腐挑戰(zhàn)測試結果

本文對配方7和配方8分別采用了空白對照實驗，即空白對照實驗組均添加Velsan SX，其余原料與配方7/配方8一致。配方7和配方8的空白對照實驗的防腐挑戰(zhàn)均未通過。Velsan SX在洗護配方中對細菌、酵母菌和霉菌的防腐挑戰(zhàn)測試結果見表5。Velsan SX對銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、白色念珠菌和黑曲霉的抗菌作用強，均能通過防腐挑戰(zhàn)試驗。Velsan SX對微生物具有明顯的抗菌作用，其作用機制主要是功效成分吡羅克酮乙醇胺鹽和山梨坦辛酸酯協(xié)同復配共同作用的。

表5 Velsan SX在洗護配方中的防腐挑戰(zhàn)試驗結果

吡羅克酮乙醇胺鹽對細菌和真菌的抑菌作用如下所述：對于細菌，它主要作用于細胞膜，通過破壞微生物細胞膜，改變膜滲透性，導致細胞膜破裂，從而起到抑菌殺菌效果；對于真菌，它穿透細胞膜，與鐵（Ⅲ）離子形成絡合物，抑制酵母菌和霉菌的能量代謝，從而起到抑菌殺菌效果。

山梨坦辛酸酯對細菌和真菌的抑菌作用如下所述：細菌/真菌通常由雙層的細胞膜包圍，該細胞膜具有親水性和疏水性結構，配有相同的親水性和疏水性結構的山梨坦辛酸酯可以進入與之相匹配的細胞膜結構之間，與之相互作用，從而改變細胞膜的界面行為；細胞膜開始變得更易被抗菌活性物所滲透，這些抗菌活性物更容易穿透細菌/真菌的細胞壁，攻擊細菌、真菌的重要結構，從而導致細胞死亡，最終起到抑菌的效果。因此，Velsan SX可以作為防腐劑在個人護理產品中使用。

2.4 抗氧化性能

吡羅克酮乙醇胺鹽具有優(yōu)異的抗氧化性能，它可以明顯降低頭皮氧化應激物的產生，減少頭發(fā)氧化損傷程度，同時改善頭皮的屏障功能，增加頭發(fā)的數(shù)量[18]。Velsan SX的主要功效成分之一是吡羅克酮乙醇胺鹽，因此本文對Velsan SX是否同樣具有抗氧化性進行了研究。由圖1顯示，維生素E的IC50在0.02～0.06 mg/mL之間，該試驗方法是有效的。根據(jù)圖2的實驗結果可知，Velsan SX對DPPH自由基具有很好的清除作用，其濃度為60 mmol/mL左右時，對DPPH自由基的清除率已超過50%。隨著Velsan SX的濃度增加，其對DPPH自由基的清除率逐漸增大。因此，Velsan SX表現(xiàn)出一定的抗氧化性能，這也拓展了它在個人護理產品領域的應用范圍。

圖1 不同濃度的維生素E對DPPH自由基的清除率

圖2 不同濃度的Velsan SX對DPPH自由基的清除率

3 結論

本文主要通過抑菌環(huán)實驗、抑菌率實驗、防腐挑戰(zhàn)實驗以及自由基清除率實驗探究了Velsan SX的性能，實驗結果表明：①Velsan SX對引起頭屑的馬拉色菌具有明顯的抑制作用，其抑菌性能會隨著添加量的增加而增加；當Velsan SX添加量大于等于1%時，其抑菌環(huán)直徑大于7 mm，顯示其具有較好的抑菌作用。②Velsan SX在常見的兩種表面活性劑AES和SLS體系中，對痤瘡丙酸桿菌的抑菌作用表現(xiàn)優(yōu)異，且當Velsan SX的添加量為1.5%，其對痤瘡丙酸桿菌的抑菌率達到99.9%。③Velsan SX在洗護配方中具有優(yōu)異的防腐性能，且當Velsan SX的添加量為0.5%，其在洗護配方中的防腐挑戰(zhàn)實驗結果可以達到《歐洲藥典》（2005）的A標準。④Velsan SX對自由基（DPPH）具有一定的清除作用，且隨著濃度的增加，對自由基的清除作用增強，表明Velsan SX具有抗氧化性。

綜上所述，Velsan SX具有優(yōu)異的抑菌性能和抗氧化性能，在個人護理產品中可作為去屑劑、祛痘劑、防腐劑等，使其在各種日化產品中，擁有更加廣闊的應用前景。