配方技術(shù)Q&A:蛋白質(zhì)

　　編者按：配方技術(shù)Q&A節(jié)選自《化妝品和盥洗用品》（C&T China），這個(gè)專欄挑選了一些“中國(guó)化妝品VIP工程師俱樂(lè)部”會(huì)員提交的技術(shù)問(wèn)題，并請(qǐng)行業(yè)內(nèi)富有經(jīng)驗(yàn)的國(guó)內(nèi)外專家予以解答。讀者若希望加入俱樂(lè)部，或?qū)Ρ緦诩半s志有任何意見(jiàn)或建議，請(qǐng)發(fā)送郵件至kouzi6@163.com。
　　
　　問(wèn)：配方中添加蛋白質(zhì)類原料，
　　應(yīng)注意些什么？
　　
　　徐良教授 解答：
　　蛋白質(zhì)作為一類具有皮膚或頭發(fā)調(diào)理作用的原料在化妝品中具有廣泛的應(yīng)用。例如較為常用的膠原蛋白、角蛋白、彈性蛋白、絲蛋白等，尤其是膠原蛋白近年來(lái)在化妝品中的應(yīng)用更是火爆，其來(lái)源除了豬、牛等以外，來(lái)源于魚的膠原蛋白有后來(lái)居上之勢(shì)。
　　首先我們來(lái)大致了解一下蛋白質(zhì)在化妝品中的作用。
　　不久前，Challoner等人撰文介紹了他們進(jìn)行的有關(guān)使用蛋白質(zhì)對(duì)皮膚護(hù)理作用的研究結(jié)果。他們?cè)诓煌幕瘖y品基質(zhì)中，其中包括水包油乳化體、皮膚清潔劑、水溶性凝膠以及簡(jiǎn)單的水基體系，配方包括自己設(shè)計(jì)的和已經(jīng)市場(chǎng)化產(chǎn)品的配方。
　　研究選用了一系列的蛋白質(zhì)，如水解小麥蛋白、水解膠原蛋白、水解全麥蛋白、水解小麥蛋白聚乙烯吡咯烷酮共聚物、可溶性小麥蛋白以及水解小麥蛋白硅氧烷共聚物等等。研究的結(jié)果顯示：蛋白質(zhì)原料可以有效增加皮膚的延展性和保濕水平；同時(shí)蛋白質(zhì)成分還具有顯著的肌膚緊致功效。并且，研究也證實(shí)，一些蛋白質(zhì)衍生物同樣具有保濕、收緊和增加肌膚彈性等護(hù)膚效果。
　　蛋白質(zhì)畢竟是一類較特殊的具有生物活性的化妝品添加劑，其結(jié)構(gòu)與性質(zhì)決定了其在化妝品中的應(yīng)用相對(duì)復(fù)雜性，這主要體現(xiàn)在其在化妝品配方中的穩(wěn)定性與配伍性方面。
　　蛋白質(zhì)的組成單位是氨基酸。組成蛋白質(zhì)的氨基酸有20種。每個(gè)氨基酸的α-碳上連接一個(gè)羧基，一個(gè)氨基，一個(gè)氫原子和一個(gè)側(cè)鏈R基團(tuán)。
　　氨基酸通過(guò)肽鍵相互連接而成的化合物稱為肽，少于10個(gè)氨基酸的肽稱為寡肽，由10個(gè)以上氨基酸組成的肽稱為多肽。由于蛋白質(zhì)的分子較大，不易被皮膚吸收，目前，使用寡肽等小分子結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)已成為蛋白質(zhì)在化妝品中應(yīng)用的新趨勢(shì)。
　　我們?cè)诨瘖y品中添加蛋白質(zhì)時(shí)，應(yīng)該利用和注意的蛋白質(zhì)性質(zhì)包括：
　?、賰尚孕再|(zhì)
　　蛋白質(zhì)是由α-氨基酸通過(guò)肽鍵構(gòu)成的高分子化合物，在蛋白質(zhì)分子中存在著氨基和羧基，因此跟氨基酸相似，蛋白質(zhì)也是兩性物質(zhì)。
　?、谒夥磻?yīng)
　　蛋白質(zhì)在酸、堿或酶的作用下發(fā)生水解反應(yīng)，經(jīng)過(guò)多肽，最后得到多種α-氨基酸。
　?、廴苡谒纬赡z體
　　有些蛋白質(zhì)能夠溶解在水里（例如雞蛋白能溶解在水里）形成溶液。具有膠體性質(zhì)。
　　④遇電解質(zhì)發(fā)生鹽析
　　少量的鹽（如硫酸銨、硫酸鈉等）能促進(jìn)蛋白質(zhì)的溶解，如向蛋白質(zhì)水溶液中加入濃的無(wú)機(jī)鹽溶液，可使蛋白質(zhì)的溶解度降低，而從溶液中析出，這種作用叫做鹽析。
　　蛋白質(zhì)以上性質(zhì)中，我們要注意其鹽析的性質(zhì)，尤其是在一些水溶性的透明配方中，例如：潤(rùn)膚水、潤(rùn)膚口者喱、水溶性精華素等，在這類配方中不要使用無(wú)機(jī)鹽或者含有無(wú)機(jī)鹽的原料，如防腐劑卡松（里面含有20%多的Mg鹽穩(wěn)定劑），以免蛋白質(zhì)析出形成沉淀而影響產(chǎn)品的外觀。
　　實(shí)際上，在蛋白質(zhì)的應(yīng)用中最要注意的是蛋白質(zhì)變性問(wèn)題，這與上面提到的蛋白質(zhì)鹽析等性質(zhì)具有本質(zhì)的區(qū)別，鹽析后的蛋白質(zhì)基本性質(zhì)并沒(méi)有改變，鹽析是可逆的變化，析出的蛋白質(zhì)分離后依然可以再溶于水形成膠體，而變性后的蛋白質(zhì)則不同，一般來(lái)說(shuō)，變性意味著蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。
　　蛋白質(zhì)在某些理化因素作用下，特定的空間結(jié)構(gòu)被破壞而導(dǎo)致其原有的理化性質(zhì)改變及生物學(xué)活性喪失，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性作用。
　　蛋白質(zhì)變性后，失去了原有的可溶性，也失去了它們生理上的作用，絕大多數(shù)蛋白質(zhì)變性是不可逆過(guò)程。
　　因此，作為配方師，我們?cè)诨瘖y品中添加蛋白質(zhì)成分時(shí)，應(yīng)該避免造成加入的蛋白質(zhì)成分發(fā)生變性，這樣才能保存蛋白質(zhì)的生物活性，也可以避免由于變性給體系帶來(lái)的不良變化。
　　造成蛋白質(zhì)變性的原因包括物理與化學(xué)兩方面的因素：
　　物理因素包括：加熱、加壓、攪拌、振蕩、紫外線照射、超聲波等；
　　化學(xué)因素包括：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、三氯乙酸、乙醇、鞣酸等。
　　因此，我們?cè)谥苽涔に囍校M量避免采用容易使蛋白質(zhì)變性的工藝。如添加蛋白質(zhì)的溫度不宜過(guò)高，盡量在乳化后體系溫度降到50℃以下加入（因?yàn)椴煌鞍踪|(zhì)的結(jié)構(gòu)被破壞的溫度也不同，一般在70℃以上）。加入后避免過(guò)度剪切。
　　下面是幾點(diǎn)在設(shè)計(jì)含有蛋白質(zhì)成分的化妝品配方時(shí)的提示：
　　在配方設(shè)計(jì)時(shí)，避免強(qiáng)酸強(qiáng)堿的加入，含有乙醇的配方中慎用蛋白質(zhì)成分，控制其他原料中重金屬鹽（如銅鹽）的殘留量。
　　有研究表明尿素也是容易使蛋白質(zhì)變性的成分之一，避免在配方中添加尿素，同時(shí)在尿素軟膏中避免添加蛋白質(zhì)成分。
　　值得我們注意的是，化妝品中使用的一些表面活性劑也會(huì)使蛋白質(zhì)變性，具代表性的表面活性劑有月桂基硫酸鈉等。有研究表明，體系PH小于4時(shí)，在一些含有表面活性劑的體系內(nèi)，容易發(fā)生蛋白質(zhì)變性，這提醒我們?cè)谥苽浜岬牡蚉H值配方時(shí)，要注意表面活性劑的選擇。
　　由于蛋白質(zhì)在紫外線的照射下會(huì)發(fā)生變性，因此，應(yīng)避免在防曬產(chǎn)品中添加蛋白質(zhì)組分，同時(shí)也可考慮在制備含有蛋白質(zhì)成分的配方時(shí)，使用紫外線穩(wěn)定劑。
　　另外，雙胍類的防腐劑也會(huì)使蛋白質(zhì)變性，應(yīng)避免使用。
　　巰基乙酸、半胱氨酸能使蛋白質(zhì)中的二硫鍵斷裂，進(jìn)而改變蛋白質(zhì)的原有結(jié)構(gòu)，因此，在燙發(fā)、脫毛等一些含有巰基乙酸、半胱氨酸組分的配方中，謹(jǐn)慎添加蛋白質(zhì)成分。
　　實(shí)際經(jīng)驗(yàn)告訴我們，在乳化體作為基質(zhì)時(shí)，有時(shí)候蛋白質(zhì)的變性損失的僅僅是它的生物活性、它的功效作用；而在添加蛋白質(zhì)成分制備透明型化妝品時(shí)，如果發(fā)生蛋白質(zhì)的變性，就不僅僅是功效作用喪失的問(wèn)題了，它會(huì)造成體系的渾濁，分層，因此，在制備這類產(chǎn)品時(shí)一定要做貨架穩(wěn)定性試驗(yàn)，這樣才能從根本上避免由于蛋白質(zhì)變性導(dǎo)致沉淀物析出而造成產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。
　　
　　編輯／林婕
　　
　　作者簡(jiǎn)介：徐良，教授級(jí)高工，北京日用化學(xué)研究所所長(zhǎng)，從事化妝品技術(shù)研究與研發(fā)管理20余年?，F(xiàn)任衛(wèi)生部化妝品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)委員、 國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局化妝品標(biāo)準(zhǔn)專家委員會(huì)委員、全國(guó)香料香精化妝品標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)委員、國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局化妝品審評(píng)專家、《中國(guó)化妝品》雜志編委、《Cosmetic and Toiletries》中文版專家技術(shù)委員會(huì)委員，發(fā)表論文60余篇，論著2部，多次獲得北京市科技進(jìn)步獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)，參與了多項(xiàng)我國(guó)化妝品行業(yè)監(jiān)管法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)的制定與審定工作。