一種祛痘膏的制備及其熱穩(wěn)定性研究

李喜連，賈 兵，陳明華

（伽藍(lán)（集團(tuán)）股份有限公司，上海 200233）

茶樹油（Tea tree oil, TTO），又名澳大利亞液體黃金，取自桃金娘科（My rtaceae）白千層屬（Melal euca L）的數(shù)種植物[1]。目前已從茶樹油中提取了100多種成分，主要有單萜類、倍半萜類及其衍生物，其中以松油醇-4、γ-萜品烯、α-萜品烯為主[2]。近年來，茶樹油抗菌作用的研究成為國際上的研究熱點[3]。其應(yīng)用于化妝品中，具有抗菌和抗炎癥性能，且刺激性低[4]。

水楊酸（Salicylic acid，SA，鄰羥基苯甲酸）是一種簡單的酚類化合物，添加在化妝品中具有美白、祛痘等功效[5]。

目前，國際主流祛痘產(chǎn)品都添加水楊酸，但將茶樹油和水楊酸作為功效性成分復(fù)配組合用在膏霜中的研究甚少，特別是在茶樹油含量較高的酸性（pH≈3.0）體系中，乳化劑和產(chǎn)品的穩(wěn)定性均為配方技術(shù)的難點。本實驗對乳化劑和增稠劑進(jìn)行了篩選，并對其長期熱穩(wěn)定性進(jìn)行了初步研究。

1 實驗部分

1.1 主要試劑與儀器

鯨蠟硬脂醇/鯨蠟硬脂基葡糖苷（MONTANOV 68,SEPPIC）；山崳醇聚醚-25（Eumulgin BA25, BASF）；鯨蠟硬脂醇聚醚-25（BRIJ CS25-PA-(SG), CRODA）；PEG-100硬脂酸酯/甘油硬脂酸酯（TEGOCARE 165, EVONIK）；鯨蠟硬脂醇橄欖油酸酯/山梨坦橄欖油酸酯（OLIVEM 1000,B&T）；鯨蠟醇聚醚-40（NIKKOL BC-40，日光化學(xué)）；鯨蠟醇聚醚-150（NIKKOL BC-150，日光化學(xué)）；互生葉白千層（MELALEUCA ALTERNIFOLIA）葉油（TEA TREE OIL,DOWNUNDER）；水楊酸（RONACARE SALICYLIC ACID,MERCK）；聚丙烯酰胺/水/C13-14 異鏈烷烴/月桂醇聚醚-7（SEPIGEL 305, SEPPIC）；聚丙烯酸酯-13/聚異丁烯/聚山梨醇酯-20/山梨坦異硬脂酸酯/水（SEPIPLUS 400, SEPPIC）；四氫呋喃（Fisher Chemical）；甲醇（CNW）；磷酸（優(yōu)級純，國藥集團(tuán)）；異辛烷（CNW）。

J.K.ROBOMICS高剪切乳化分散機(jī)（上海譜萊密克司機(jī)械有限公司）；METTLER TOLEIDO TE20K Plus pH計（梅特勒一拖利多儀器（上海）有限公司）； Nikon ECLIPSE 50i POL電子顯微鏡（上海衡浩儀器有限公司）；Brookfield VISCOMETER DV2T黏度計（Brookfield Enginering Labs., Inc.）；Eurostar Power CV 歐洲之星攪拌機(jī)（IKA）、HPLC1200（美國安捷倫公司）、GC7890（美國安捷倫公司）。

1.2 實驗方法

1.2.1 配方樣品制備

按表1精確稱量，將水相（A）置于水浴鍋中攪拌加熱至80～85 ℃，油相（B）攪拌加熱至80～85 ℃并熔解均勻，然后將B相在攪拌下加入A相中并混合均勻，高速均質(zhì)5 min，接著加入C相高速均質(zhì)3 min，然后繼續(xù)攪拌并自然降溫，冷卻至30 ℃出料。

表1 祛痘膏成分Tab.1 Ingredients of the anti-acne cream

1.2.2 液相色譜樣品制備及色譜條件

精確稱量水楊酸0.5 g于50 mL容量瓶中，用10 mL四氫呋喃分散，再用甲醇稀釋至刻度并搖勻，0.45 μm疏水聚四氟乙烯（PTFE）濾頭過濾適量進(jìn)液相色譜檢測。

色譜條件：色譜柱：Waters Symmetry Shield RP18，4.6 mm×150 mm×5 μm；檢測波長：230 nm；柱溫：30 ℃；流動相：V（甲醇）∶V（0.1%磷酸水溶液）=60∶40；進(jìn)樣量：5 μL；檢測器：二極管陣列檢測器。

1.2.3 氣相色譜樣品制備及色譜條件

移液器取100 μL茶樹油樣品，置于10 mL容量瓶中，用異辛烷溶解，定容至刻度并搖勻。有機(jī)相濾膜過濾后作為待測溶液。

色譜條件：色譜柱：J&W HP-INNOWAX 260 ℃，30 m × 320 μm ×0.25 μm；柱流量：1.0 mL/min；載氣：N2；進(jìn)樣量：1 μL；進(jìn)樣口溫度：250 ℃；柱溫：程序升溫檢測器溫度：280 ℃；分流比：5∶1。

1.3 黏度及熱穩(wěn)定性測試

1.3.1 黏度測試

黏度計測量前必須進(jìn)行自動調(diào)零。操作者必須確保黏度計水平，并且卸下所有的轉(zhuǎn)子和連接頭。當(dāng)按下Next鍵，黏度計將運轉(zhuǎn)大約13 s。自動調(diào)零之后，操作者按下Next鍵，黏度計將會轉(zhuǎn)到黏度測試設(shè)置（Configure Viscosity Test）的界面。實驗選擇T-D（94），轉(zhuǎn)速5 r/min。將Brookfield標(biāo)準(zhǔn)黏度計安裝在升降支架的驅(qū)動馬達(dá)上，并將T型轉(zhuǎn)子通過連接頭連接至黏度計上。驅(qū)動馬達(dá)緩慢地使黏度計上下移動，T型轉(zhuǎn)子在測試樣品內(nèi)產(chǎn)生一條螺旋線軌跡，然后在規(guī)定時間內(nèi)結(jié)束測定對黏度進(jìn)行讀數(shù)即可。

1.3.2 熱穩(wěn)定性測試

為了滿足產(chǎn)品標(biāo)注2年保質(zhì)期的需要，F(xiàn)DA已經(jīng)接受了一種特定的加速穩(wěn)定性測試，某些情況下，將產(chǎn)品放在50 ℃下1個月作為加速穩(wěn)定性測試，50 ℃穩(wěn)定性測試結(jié)果可以充分支持穩(wěn)定的結(jié)論[6]。將1.2.1將所制樣品進(jìn)行熱穩(wěn)定性測試，主要考察高溫（50 ℃）條件下黏度變化，并和室（常）溫對比，觀察其變化趨勢。樣品在高溫烘箱中放置2周和4周后取出，然后放置在25 ℃烘箱待其恢復(fù)室溫（25 ℃）后對其進(jìn)行黏度測試。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳化劑種類對乳化結(jié)果的影響

表1中乳化劑包括烷基糖苷類（MONTANOV 68）、醚 類（EUMULGIN BA25、BRIJ CS25-PA-(SG)）、酯 類（TEGOCARE 165、OLIVEM 1000），添加量均為3.0%，增稠劑相同均為2.5%SEPIGEL 305。由實驗可知，MONTANOV 68作為乳化劑所制得樣品外觀較粗糙且樣品黏度較稀，乳化不完全，乳化能力較弱；其他乳化劑制得樣品室溫靜置24 h后黏度見圖1。

圖1 單一乳化劑對黏度的影響Fig.1 Effects of single emulsifier on viscosity

由圖1可知，EUMULGIN BA25和BRIJ CS25-PA-(SG)制備產(chǎn)品黏度無明顯差異，主要是因為這2個乳化劑雖疏水基碳鏈長度不同，但相差不大，結(jié)構(gòu)相似；TEGOCARE 165和OLIVEM 1000為酯類乳化劑，后者制備的樣品黏度明顯高于前者，可能是因為后者含有部分脂肪醇衍生物。選擇OLIVEM 1000作為乳化劑制得樣品初始黏度較高，呈膏霜狀，其他乳化劑制得樣品黏度較低，均呈乳霜狀。

2.2 增稠劑種類對黏度的影響

選擇酯類乳化劑OLIVEM 1000作為單一乳化劑，制的產(chǎn)品pH約為3，同時選擇常用耐酸增稠劑SEPIGEL 305和SEPIPLUS 400進(jìn)行實驗，分別將所制樣品進(jìn)行熱穩(wěn)定性測試，即高溫跟蹤觀察4周，實驗結(jié)果見圖2。

圖2 不同增稠劑對黏度的影響Fig.2 Effects of different thickeners on viscosity

SEPIGEL 305和SEPIPLUS 400為同一類型增稠劑（無需中和），但后者活性物含量較高。由圖2可知，SEPIPLUS 400制得產(chǎn)品初始黏度較高，但產(chǎn)品放置2周后黏度均大幅度下降，產(chǎn)品熱穩(wěn)定性均較差?？赡茉蚴酋ヮ惾榛瘎┙Y(jié)構(gòu)中含有酯鍵，在較低pH時發(fā)生部分水解而失去乳化作用，從而導(dǎo)致體系不穩(wěn)定。

以上分析可知，常用耐酸類增稠劑對本體系有效，可選用初始黏度較高的增稠劑SEPIPLUS 400。

2.3 乳化劑復(fù)配

由2.1和2.2可知， MONTANOV 68作為單一乳化劑時乳化能力較弱，而酯類乳化劑長期熱穩(wěn)定性較差。

烷基糖苷類乳化劑其實為醚類，脂肪醇聚醚類乳化劑結(jié)構(gòu)式為R(OCH2CH2)nOH（其 中R為C12～C18烷 基，n=2～50）[7]，該類乳化劑中僅含醚鍵結(jié)構(gòu)，不含酯鍵結(jié)構(gòu)，酸堿穩(wěn)定性較好。因此將兩種乳化劑復(fù)配，BRIJ CS25-PA-(SG)、NIKKOL BC-40、NIKKOL BC-150乳化劑結(jié)構(gòu)類似，EO數(shù)逐漸增大，分別與MONTANOV 68以質(zhì)量比2∶1復(fù)配，所制樣品初始黏度見圖3。

圖3 復(fù)配乳化劑對黏度的影響Fig.3 Effects of compound emulsifiers on viscosity

由圖3可知，隨著EO數(shù)的增大，對應(yīng)乳化劑制備的樣品黏度逐漸增大。原因為含聚氧乙烯鏈的非離子表面活性劑，碳?xì)滏滈L不變時，隨聚氧乙烯鏈增長，其膠束聚集數(shù)減少[8]。隨著EO鏈長增加，非離子乳化劑分子中水溶性基團(tuán)擴(kuò)散到水相中越多，致使體系中最終生成的乳膠粒數(shù)量多[9]，從而使體系黏度增大。

由 圖3可 知，采 用NIKKOL BC-40、NIKKOL BC-150分別和MONTANOV 68復(fù)配所得產(chǎn)品初始黏度較高，呈膏霜狀。

2.4 熱穩(wěn)定性

2.4.1 功效成分熱穩(wěn)定性

該產(chǎn)品功效成分為水楊酸和茶樹油，對其高溫放置1個月測定水楊酸含量。由表1和實驗結(jié)果可知，高溫放置1個月水楊酸含量（1.58%）與常溫（1.57%）相比在實驗誤差較小，即產(chǎn)品中水楊酸含量無明顯變化，符合理論值，穩(wěn)定性較好。

茶樹油化學(xué)組分較復(fù)雜，有4個主峰，通過氣相色譜圖對比，常溫和高溫時樣品中茶樹油主峰的響應(yīng)值（濃度為1 mol/L對應(yīng)的峰面積）見表2。由表2可知，高溫時茶樹油主峰響應(yīng)值沒有明顯變化，即茶樹油在高溫下穩(wěn)定性較好。

表2 茶樹油響應(yīng)值對比Tab.2 Comparison of response values of tea tree oil

續(xù)表

2.4.2 產(chǎn)品熱穩(wěn)定性

NIKKOL BC-40、NIKKOL BC-150分別和MONTANOV 68復(fù)配體系制的樣品熱穩(wěn)定性測試結(jié)果見圖4。

圖4 乳化劑對熱穩(wěn)定性的影響Fig.4 Effects of two emulsifiers on thermal stability

由圖4可知，產(chǎn)品高溫放置4周黏度下降均不明顯。NIKKOL BC-150初始黏度較高，且高溫測試2周和4周黏度無明顯變化，顯微鏡結(jié)構(gòu)觀察高溫與室溫相比顆粒大小無明顯差異，穩(wěn)定性較好。 即復(fù)合乳化劑分子間隔排列，獲得較高的堆砌密度，從而增加了界面強(qiáng)度，得到更好的穩(wěn)定效果[10]。因此選擇此方案。

3 結(jié)論

在同時含有茶樹油和水楊酸的酸性體系中，酯類乳化劑可能會水解，導(dǎo)致長期熱穩(wěn)定性較差；常用耐酸性增稠劑對該體系有效，選擇初始黏度較高的增稠劑SEPIPLUS 400；使用脂肪醇聚醚類乳化劑和烷基糖苷類復(fù)配，即醚類復(fù)配，高溫下產(chǎn)品穩(wěn)定性較好；產(chǎn)品中功效成分水楊酸和茶樹油含量高溫1個月幾乎無明顯變化，穩(wěn)定性較好。