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(guó)化妝品行業(yè)的快速發(fā)展,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈,消費(fèi)者將頭皮護(hù)理與頭發(fā)的整體健康聯(lián)系在一起,對(duì)產(chǎn)品的需求更加細(xì)分化,消費(fèi)者對(duì)洗發(fā)護(hù)發(fā)產(chǎn)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(hù)發(fā)產(chǎn)品中,去屑類(lèi)產(chǎn)品仍是消費(fèi)者的主要需求產(chǎn)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(lèi)洗發(fā)護(hù)發(fā)產(chǎn)品的熱門(mén)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(gè)人護(hù)理產(chǎn)品中有著廣泛的應(yīng)用。一些國(guó)際品牌一直在研究吡羅克酮乙醇胺鹽在個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品中的應(yīng)用,如海飛絲、清揚(yáng)、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(yīng)用中操作簡(jiǎn)便,支持冷配工藝。它的主要作用機(jī)制有以下兩個(gè)方面,一方面是有效抑制細(xì)菌和真菌的生長(zhǎng),另一方面是清除自由基,達(dá)到抗氧化的作用,從而實(shí)現(xiàn)抑菌、去屑、祛痘、防腐等作用。隨著對(duì)Velsan SX的深入研究,它在個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品中顯示出非常重要且廣泛的應(yīng)用前景。
Velsan SX(專(zhuān)利產(chǎn)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(guó))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(xué)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(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
IKA RW20攪拌器,德國(guó)IKA公司;ME2002E分析天平,梅特勒-托利多;DVIMRV黏度計(jì),美國(guó)Broolfield公司;HWS-24恒溫水浴鍋,上海一恒科學(xué)儀器有限公司;LC-213鼓風(fēng)干燥箱,上海埃斯佩克環(huán)境設(shè)備有限公司;冰箱,BOSCH;METYLER S210-B pH計(jì),梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。
1.2.1 測(cè)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(cè)試所用洗護(hù)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(hù)配方
表1(續(xù)) 洗護(hù)配方
1.2.2 抑菌性能測(cè)試
1.2.2.1 對(duì)馬拉色菌的抑菌測(cè)試
參考QB/T 2738-2012《日化產(chǎn)品抗菌抑菌效果的評(píng)價(jià)方法》第七部分中7.5抑菌環(huán)法和衛(wèi)生部《消毒技術(shù)規(guī)范》(2002年版)第二部分中2.1.7.2抑菌環(huán)試驗(yàn),試驗(yàn)菌種選擇的是糠秕馬拉色菌(Mslassezia furfur)ATCC 44344。具體操作過(guò)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(yàn)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(cè)試樣滴入馬拉色菌培養(yǎng)基平皿中直徑為5 mm的孔內(nèi),蓋上平皿,置于37 ℃恒溫箱;陰性對(duì)照樣的制備:取20 μL無(wú)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(nèi),蓋上平皿,置于37 ℃恒溫箱培養(yǎng);觀察結(jié)果,測(cè)量抑菌環(huán)的直徑,并記錄,試驗(yàn)結(jié)果重復(fù)3次,取平均值。
1.2.2.2 對(duì)痤瘡丙酸桿菌的抑菌測(cè)試
試驗(yàn)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(chǎn)品抗菌抑菌效果評(píng)價(jià)方法》和QB/T 2850-2007《抗菌抑菌型洗滌劑》,具體操作過(guò)程如下:測(cè)試樣用無(wú)菌標(biāo)準(zhǔn)硬水進(jìn)行1∶5稀釋?zhuān)靹颍蝗?.1 mL接種菌痤瘡丙酸桿菌濃度為5×105~5×106cfu/mL的試驗(yàn)菌,加入至5 mL稀釋好的測(cè)試樣中,混勻;接觸2 min后,取試驗(yàn)菌與測(cè)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(dāng)稀釋?zhuān)缓笕∑渲?-3個(gè)稀釋度的稀釋液,分別吸取0.5 mL置于兩個(gè)平皿,用傾注法接種于營(yíng)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(jì)數(shù),記錄結(jié)果,試驗(yàn)重復(fù)3次,計(jì)算抑菌率。
1.2.2.3 防腐挑戰(zhàn)測(cè)試
根據(jù)《歐洲藥典》(2005)防腐挑戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)的規(guī)范來(lái)進(jìn)行測(cè)試樣的防腐挑戰(zhàn)測(cè)試,評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)如下。A標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于細(xì)菌:在接種后第2天時(shí),接種菌量的對(duì)數(shù)減少值須達(dá)到2(或以上),至第7天時(shí)須達(dá)到3(或以上),在第14天和第28天檢測(cè),菌的數(shù)量沒(méi)有增長(zhǎng)。A標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于酵母菌、霉菌:在接種后第14天,接種菌量的對(duì)數(shù)減少值須達(dá)到2(或以上),在第28天檢測(cè),菌種數(shù)量沒(méi)有增加。B標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于細(xì)菌:在接種后第14天,接種菌量的對(duì)數(shù)減少值須達(dá)到3(或以上),在第28天檢測(cè),菌種數(shù)量沒(méi)有增加。B標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于酵母菌、霉菌:在接種后第14天,接種菌量的對(duì)數(shù)減少值須達(dá)到1(或以上),在第28天檢測(cè),菌種數(shù)量沒(méi)有增加。若測(cè)試樣的防腐挑戰(zhàn)達(dá)到A標(biāo)準(zhǔn)或B標(biāo)準(zhǔn),則該測(cè)試樣通過(guò)防腐挑戰(zhàn)測(cè)試;若測(cè)試樣的防腐挑戰(zhàn)均未達(dá)到B標(biāo)準(zhǔn),則認(rèn)為測(cè)試樣板未通過(guò)防腐挑戰(zhàn)測(cè)試。
上海日用化學(xué)品行業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/SHRH 006-2018《化妝品-自由基(DPPH)清除實(shí)驗(yàn)方法》提供了一種抗氧化原料的評(píng)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(yáng)性對(duì)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(yàn)證試驗(yàn)系統(tǒng)。測(cè)試樣用95%乙醇稀釋為多級(jí)濃度樣品。參照表2,使用10 mL試管設(shè)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(gè)受試濃度的樣品管(T)需設(shè)立3支平行管,同時(shí)DPPH管(C)也需設(shè)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(bǔ)充95%乙醇,補(bǔ)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(yīng)溶液移入1 cm比色皿中,在517 nm處測(cè)定吸光值。記錄結(jié)果,根據(jù)DPPH自由基清除率的公式(如公式1)計(jì)算清除率。注意:每批次實(shí)驗(yàn)都需要加入陽(yáng)性對(duì)照維生素E的測(cè)試,維生素E的IC50應(yīng)在0.02~0.06 mg/mL,則認(rèn)為試驗(yàn)系統(tǒng)有效。計(jì)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(yīng)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(shí)DPPH溶液吸光值;
C0—溶劑本底吸光值。
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(yīng)為頭皮屑的減少[14-15]。目前,馬拉色菌的抑菌環(huán)實(shí)驗(yàn)是評(píng)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(hù)產(chǎn)品中對(duì)馬拉色菌的抑制作用。表3為配方1-3對(duì)馬拉色菌的抑菌環(huán)測(cè)試結(jié)果,結(jié)果顯示,Velsan SX對(duì)馬拉色菌具有較強(qiáng)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(cè)試結(jié)果
痤瘡(又稱(chēng)粉刺)的發(fā)生主要與皮脂分泌過(guò)多、毛囊皮脂腺導(dǎo)管堵塞、痤瘡丙酸桿菌細(xì)菌感染和炎癥反應(yīng)等因素密切相關(guān)。當(dāng)痤瘡丙酸桿菌大量繁殖時(shí),其產(chǎn)生的脂酶分解皮脂生成游離脂肪酸,同時(shí)趨化炎癥細(xì)胞和介質(zhì),誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)加??;有效抑制痤瘡丙酸桿菌的生長(zhǎng),可以減少炎癥,改善痤瘡[16-17]。Velsan SX對(duì)丙酸桿菌的最小抑菌濃度(MIC)為200 μg/mL,相對(duì)于水楊酸(MIC>2000 μg/mL)效果強(qiáng)許多倍。由表4的結(jié)果可知,Velsan SX在常見(jiàn)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(duì)痤瘡丙酸桿菌的抑制作用;當(dāng)Velsan SX的添加量為1.5%時(shí),它對(duì)痤瘡丙酸桿菌的抑菌率達(dá)到99.9%。因此,Velsan SX特別適用于祛痘產(chǎn)品,同時(shí)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(cè)試結(jié)果
本文對(duì)配方7和配方8分別采用了空白對(duì)照實(shí)驗(yàn),即空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)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(duì)照實(shí)驗(yàn)的防腐挑戰(zhàn)均未通過(guò)。Velsan SX在洗護(hù)配方中對(duì)細(xì)菌、酵母菌和霉菌的防腐挑戰(zhàn)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表5。Velsan SX對(duì)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(qiáng),均能通過(guò)防腐挑戰(zhàn)試驗(yàn)。Velsan SX對(duì)微生物具有明顯的抗菌作用,其作用機(jī)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(fù)配共同作用的。
表5 Velsan SX在洗護(hù)配方中的防腐挑戰(zhàn)試驗(yàn)結(jié)果
吡羅克酮乙醇胺鹽對(duì)細(xì)菌和真菌的抑菌作用如下所述:對(duì)于細(xì)菌,它主要作用于細(xì)胞膜,通過(guò)破壞微生物細(xì)胞膜,改變膜滲透性,導(dǎo)致細(xì)胞膜破裂,從而起到抑菌殺菌效果;對(duì)于真菌,它穿透細(xì)胞膜,與鐵(Ⅲ)離子形成絡(luò)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(duì)細(xì)菌和真菌的抑菌作用如下所述:細(xì)菌/真菌通常由雙層的細(xì)胞膜包圍,該細(xì)胞膜具有親水性和疏水性結(jié)構(gòu),配有相同的親水性和疏水性結(jié)構(gòu)的山梨坦辛酸酯可以進(jìn)入與之相匹配的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)之間,與之相互作用,從而改變細(xì)胞膜的界面行為;細(xì)胞膜開(kāi)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(xì)菌/真菌的細(xì)胞壁,攻擊細(xì)菌、真菌的重要結(jié)構(gòu),從而導(dǎo)致細(xì)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(gè)人護(hù)理產(chǎn)品中使用。
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(yīng)激物的產(chǎn)生,減少頭發(fā)氧化損傷程度,同時(shí)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(duì)Velsan SX是否同樣具有抗氧化性進(jìn)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(yàn)方法是有效的。根據(jù)圖2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,Velsan SX對(duì)DPPH自由基具有很好的清除作用,其濃度為60 mmol/mL左右時(shí),對(duì)DPPH自由基的清除率已超過(guò)50%。隨著Velsan SX的濃度增加,其對(duì)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(gè)人護(hù)理產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。
圖1 不同濃度的維生素E對(duì)DPPH自由基的清除率
圖2 不同濃度的Velsan SX對(duì)DPPH自由基的清除率
本文主要通過(guò)抑菌環(huán)實(shí)驗(yàn)、抑菌率實(shí)驗(yàn)、防腐挑戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)以及自由基清除率實(shí)驗(yàn)探究了Velsan SX的性能,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:①Velsan SX對(duì)引起頭屑的馬拉色菌具有明顯的抑制作用,其抑菌性能會(huì)隨著添加量的增加而增加;當(dāng)Velsan SX添加量大于等于1%時(shí),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(jiàn)的兩種表面活性劑AES和SLS體系中,對(duì)痤瘡丙酸桿菌的抑菌作用表現(xiàn)優(yōu)異,且當(dāng)Velsan SX的添加量為1.5%,其對(duì)痤瘡丙酸桿菌的抑菌率達(dá)到99.9%。③Velsan SX在洗護(hù)配方中具有優(yōu)異的防腐性能,且當(dāng)Velsan SX的添加量為0.5%,其在洗護(hù)配方中的防腐挑戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以達(dá)到《歐洲藥典》(2005)的A標(biāo)準(zhǔn)。④Velsan SX對(duì)自由基(DPPH)具有一定的清除作用,且隨著濃度的增加,對(duì)自由基的清除作用增強(qiáng),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(gè)人護(hù)理產(chǎn)品中可作為去屑劑、祛痘劑、防腐劑等,使其在各種日化產(chǎn)品中,擁有更加廣闊的應(yīng)用前景。