常見(jiàn)氨基酸表面活性劑與十二烷基硫酸鈉復(fù)配體系的刺激性評(píng)價(jià)

何陵玲 龔秋君 張 毅

（廣東嘉丹婷日用品有限公司，廣東肇慶，526238）

表面活性劑是由親水基團(tuán)和親油基團(tuán)兩種不同的極性組成的化合物，其應(yīng)用范圍非常廣，幾乎滲透所有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)部門(mén)，如化妝品、洗滌、材料等行業(yè)。2011年調(diào)查的102批化妝品產(chǎn)品中，洗發(fā)水的表面活性劑十二烷基硫酸酯鈉的使用頻率最高，達(dá)48.1%[1]。表面活性劑與皮膚中角蛋白作用導(dǎo)致角質(zhì)層腫脹，產(chǎn)生刺激；有文獻(xiàn)研究不同表面活性劑產(chǎn)生的蛋白膨脹相對(duì)指數(shù)，其中十二烷基硫酸鈉指數(shù)最大；在對(duì)皮膚中有益膽甾醇的清除能力中，十二烷基硫酸鈉僅位于烷基糖苷之后[2]。十二烷基硫酸鈉成本低，配伍性好，但刺激性比較大。

氨基酸表面活性劑（AAS）是一類(lèi)親油基團(tuán)與一種或多種氨基酸親水基團(tuán)組成的表面活性劑，可降解，刺激性低，對(duì)人體和環(huán)境友好，在人體內(nèi)能被酶分解成脂肪酸和氨基酸這些體內(nèi)含有的物質(zhì)[3-4]，另外在多個(gè)研究中均發(fā)現(xiàn)AAS尤其是?；被岜砻婊钚詣?duì)多種微生物有抑制功效[5-6]。性能方面，AAS具有良好的發(fā)泡穩(wěn)泡、乳化、耐硬水、潤(rùn)濕等特點(diǎn)，但其成本較高。因此在實(shí)際應(yīng)用上復(fù)配體系具有重要的研究?jī)r(jià)值，一方面可以協(xié)同增效，提高體系各種性能，另一方面可以減少刺激，降低成本[7]。張邦全等[8]將椰油酰基?；撬徕c與十二烷基硫酸鈉進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)椰油?；谆；撬徕c的更為溫和安全，而十二烷基硫酸鈉起泡性增稠性更好，因此提出可將兩者復(fù)配取長(zhǎng)補(bǔ)短。謝林等[9]以椰油酰胺丙酸鈉及椰油酰胺丙基甜菜堿作為主表活，并與其他表面活性劑、增稠劑進(jìn)行復(fù)配制得了清潔力優(yōu)、泡沫細(xì)膩穩(wěn)定、無(wú)緊繃感的弱酸性溫和潔面乳。王寬等[10]將月桂酰肌氨酸鈉與椰油酰胺丙基甜菜堿及烷基糖苷（APG）進(jìn)行復(fù)配，當(dāng)椰油酰胺丙基甜菜堿的用量大于等于月桂酰肌氨酸鈉時(shí)，體系黏度超過(guò)3000 MPa·s。

DaNan等[11]通過(guò)急性口服毒性實(shí)驗(yàn)表明椰油酰基甘氨酸鈉與椰油?；拾彼徕浘鶡o(wú)毒；急性皮膚毒性和急性眼睛刺激測(cè)試顯示，兩者是無(wú)急性刺激的、溫和的表面活性劑，初級(jí)生物降解達(dá)99%以上。王石等[12]以月桂酰肌氨酸鈉、月桂酰胺丙基甜菜堿及丁二醇月桂酸酯三元復(fù)配體系制備透明洗發(fā)香波，5%的洗發(fā)香波水溶液進(jìn)行班貼24 h實(shí)驗(yàn)，未出現(xiàn)水腫紅斑等刺激性反應(yīng)。

目前，對(duì)AAS的泡沫及增稠方面的研究較多，但對(duì)AAS復(fù)配十二烷基硫酸鈉的刺激性基本沒(méi)有研究。因此筆者主要對(duì)4種AAS（月桂酰肌氨酸鈉、椰油酰谷氨酸二鈉、椰油酰甘氨酸鈉和椰油酰胺丙酸鈉）與十二烷基硫酸鈉復(fù)配所得的體系進(jìn)行刺激性研究，并對(duì)比其他常用表面活性劑與十二烷基硫酸鈉復(fù)配體系，為更好地適應(yīng)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)新表面活性劑復(fù)配方案提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

月桂酰肌氨酸鈉（S-12），椰油酰谷氨酸二鈉（UCS），椰油酰甘氨酸鈉（YCS），椰油酰胺丙酸鈉（ACS），活性物含量均為30%，化妝品級(jí)別，采購(gòu)于中獅；檸檬酸，采購(gòu)于英軒；十二烷基硫酸鈉（K12）, 化妝品級(jí)別，活性物含量≥92%，采購(gòu)于BASF；月桂基葡糖苷（APG），月桂酰兩性乙酸鈉（ML），活性物均為含量30%，采購(gòu)于BASF；甲基椰油?；；撬徕c（SCMT），活性物含量為35%，采購(gòu)于德高； 98%N-月桂酰肌氨酸，分析純級(jí)別，99.5%十二烷基硫酸鈉（SDS），分析純級(jí)別，購(gòu)買(mǎi)于麥克林；4%兔紅細(xì)胞，購(gòu)買(mǎi)于廣州鴻泉生物科技公司；0天無(wú)特定病原體SPF種級(jí)雞蛋，新興大華農(nóng)禽蛋有限公司；孵化器，德州市德城區(qū)孵化設(shè)備制造廠。

雷磁pH計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；TU-1810DSPC紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；IKA高速數(shù)顯攪拌機(jī)，艾卡（廣州）儀器設(shè)備有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品配制

控制體系總表面活性劑含量為15%，復(fù)配分析純級(jí)別月桂酰肌氨酸鈉與十二烷基硫酸鈉，控制質(zhì)量比例分別為0:15、10:5、7.5:7.5、5:10、0:15，分別配制樣品200 g，用檸檬酸調(diào)節(jié)pH到5.2～5.4。

控制體系總表面活性劑含量為15%，復(fù)配化妝品級(jí)別氨基酸表面活性劑（S-12、ACS、UCS和YCS）與十二烷基硫酸鈉，控制質(zhì)量比例分別為0:15、10:5、7.5:7.5、5:10、0:15，分別配制樣品200 g，用檸檬酸調(diào)節(jié)pH到5.2～5.4。

控制體系總表面活性劑含量為15%，復(fù)配其他3種表面活性劑（APG、ML和SCMT）與十二烷基硫酸鈉，控制質(zhì)量比例分別為0:15、10:5、7.5:7.5、5:10、0:15，配制樣品200 g，用檸檬酸調(diào)節(jié)pH為5.2～5.4，均如表1所示。

表1 配方配比表

1.2.2 紅細(xì)胞溶血實(shí)驗(yàn)（RBC）方法

用PBS配制10 mg/mL的樣品，后續(xù)稀釋溶劑依然采用PBS。通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)，選擇合適的稀釋倍數(shù)，每個(gè)受試樣品約設(shè)置5～6個(gè)濃度梯度，每個(gè)濃度設(shè)置三個(gè)平行組，并以PBS溶液作為陰性對(duì)照，0.1 mg/mL SDS作陽(yáng)性對(duì)照進(jìn)行溶血測(cè)定。于離心管中加入2 mL待測(cè)液和2 mL 1%兔紅細(xì)胞（用PBS進(jìn)行稀釋?zhuān)?，輕輕混勻。37℃孵育30 min后，2000 r/min離心10 min，測(cè)定上清液在540 nm，560 nm及575 nm處的吸光度值。按下列公式計(jì)算溶血率（%）、血紅蛋白變性指數(shù)（DI,%）及L/D值。

血紅細(xì)胞變性參數(shù)DI＝100%×(R1-R2)/(R1-R3)

其中R1為空白對(duì)照蒸餾水的離心上清液A575/A540值；R2為樣品組離心上清液A575/A540值；R3為陽(yáng)性對(duì)照離心上清液A575/A540值。LD50為50%紅細(xì)胞發(fā)生溶血時(shí)的樣品濃度。

根據(jù)L/D值進(jìn)行刺激性分級(jí)，如下表。

表2 RBC結(jié)果評(píng)價(jià)

圖1 分析純級(jí)別與化妝品級(jí)別配方的RBC評(píng)價(jià)

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 分析純級(jí)別與化妝品級(jí)別復(fù)配刺激性比較

圖1為在控制總活性物含量為15%的情況下，對(duì)比分析純級(jí)別及化妝品級(jí)別的月桂酰肌氨酸鈉與十二烷基硫酸鈉復(fù)配體系的刺激性，L/D值越大，表示其樣品越溫和。由圖可知，當(dāng)體系為15%的月桂酰肌氨酸鈉時(shí)，分析純級(jí)別的L/D值為20.37，化妝品級(jí)別L/D值為17.81，均屬于微弱刺激性；體系中有15%十二烷基硫酸鈉，分析純級(jí)別的L/D值為1.61，化妝品級(jí)別的L/D值為1.67，屬于輕度刺激性。隨著月桂酰肌氨酸鈉含量的增大，體系越溫和，但分析純與化妝品級(jí)別刺激性相差逐漸增大。

在十二烷基硫酸鈉含量較多時(shí)，不同級(jí)別體系的刺激性較為接近，這可能是因?yàn)榛瘖y品級(jí)別十二烷基硫酸鈉純度較高，雜質(zhì)較少；當(dāng)月桂酰肌氨酸鈉含量較多時(shí)，不同級(jí)別體系的刺激性相差變大，這可能是化妝品級(jí)別的月桂酰肌氨酸鈉活性物含量為30%，純度不高，添加的其他物質(zhì)或雜質(zhì)較多，對(duì)刺激性的影響較大。

2.2 化妝品級(jí)別AAS與十二烷基硫酸鈉復(fù)配刺激性測(cè)定

圖2為在控制總活性物含量為15%的情況下，對(duì)比4種氨基酸表面活性劑含量的安全性。隨著AAS比例的增大，體系越溫和。其體系的刺激性與AAS類(lèi)型有關(guān)，氨基酸表面活性劑越溫和，與十二烷基硫酸鈉復(fù)配的體系越溫和。

由純AAS體系的L/D值可知，4種AAS刺激性從大到小為：ACS＞YCS＞S-12＞UCS。15%AAS的L/D值分別為10.18，10.3，20.37和22.22，均屬于微弱刺激性。劉彩云等[13]用雞胚絨毛尿囊膜實(shí)驗(yàn)法（HET-CAM）測(cè)定AAS及常見(jiàn)表面活性劑的刺激性，ACS、S-12和YCS表現(xiàn)的刺激性基本一致，本次實(shí)驗(yàn)中S-12比ACS和YCS更溫和，結(jié)果可能與測(cè)定方法及原理不同有關(guān)，HET-CAM通過(guò)血管化透明的絨毛尿囊膜出現(xiàn)出血、充血和蛋白變性等現(xiàn)象進(jìn)行測(cè)定，RBC通過(guò)細(xì)胞溶解和蛋白變性為檢測(cè)指標(biāo)模擬Draiz實(shí)驗(yàn)[14]，但這兩種方法中3種AAS均表現(xiàn)出輕/微弱刺激性。

4種AAS與十二烷基硫酸鈉復(fù)配均能提高其溫和性，但圖中可出看4種AAS中，ACS的降刺激效果最差，S-12的降刺激效果最好，因此研發(fā)配方時(shí)可考慮將S-12與十二烷基硫酸鈉進(jìn)行復(fù)配達(dá)到降刺激效果。

2.3 其他常用表面活性劑體系與十二烷基硫酸鈉復(fù)配刺激性測(cè)定

圖3為總表面活性劑含量為15%，表面活性劑（APG、ML和SCMT）與十二烷基硫酸鈉復(fù)配體系在RBC實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)的刺激性。由圖可知，這3種表面活性劑的刺激性大小由大到小為APG＞SCMT＞ML。從單個(gè)表面活性劑上看，15%APG，SCMT和ML的L/D值為依次是3.18、3.67和11.86，APG和SCMT屬于輕度刺激性，ML屬于微弱刺激性，ML比ACS和YCS更溫和點(diǎn)。

在與十二烷基硫酸鈉復(fù)配的體系中，這3種復(fù)配體系與AAS和十二烷基硫酸鈉復(fù)配的趨勢(shì)基本一致，隨著十二烷基硫酸鈉含量的減少，體系表現(xiàn)的越來(lái)越溫和。只有當(dāng)ML與十二烷基硫酸鈉復(fù)配時(shí)且比例為5:10和7.5:7.5時(shí)，體系刺激性微變大。這3種表面活性劑與十二烷基硫酸鈉復(fù)配時(shí)，降刺激效果從大到小依次為APG、SCMT和ML，說(shuō)明可能單個(gè)表面活性劑的刺激性不一定在與其他表面活性劑復(fù)配的降刺激效果完全一致。但這3種表面活性劑的降刺激效果不如所測(cè)定的4種AAS。通過(guò)ML與4種AAS與十二烷基硫酸鈉復(fù)配的結(jié)果可知，雖然ML比ACS和YCS更溫和，但降刺激效果并沒(méi)有這4種AAS好，因此建議配方研發(fā)時(shí)，可以?xún)?yōu)先考慮AAS與十二烷基硫酸鈉復(fù)配。

圖3 其他表面活性劑體系RBC評(píng)價(jià)

3 結(jié)論

通過(guò)RBC實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)不同氨基酸表面活性劑與十二烷基硫酸鈉復(fù)配的刺激性，發(fā)現(xiàn)控制總表面活性劑含量為15%，隨著氨基酸表面活性劑含量的增大越溫和；同時(shí)對(duì)比了分析純級(jí)別和化妝品級(jí)別的十二烷基硫酸鈉和月桂酰肌氨酸鈉的刺激性差異，月桂酰肌氨酸鈉的分析純級(jí)別比化妝品級(jí)別溫和，可見(jiàn)原料純度對(duì)體系的刺激性有一定影響。單一表面活性劑體系溫和性由大到小依次是UCS＞S-12＞ML＞YCS＞ACS＞SCMT＞APG，值得注意的是，雖然S-12溫和性差于UCS，但是其對(duì)十二烷基硫酸鈉的降刺激效果優(yōu)于UCS；同時(shí)，ML溫和程度高于ACS和YCS，但是其對(duì)十二烷基硫酸鈉的降刺激效果差于AAS。在含有十二烷基硫酸鈉的配方體系中，對(duì)比本實(shí)驗(yàn)涉及的幾種表面活性劑，可優(yōu)先選擇S-12與之進(jìn)行復(fù)配，具有一定的降刺激效果。