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。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料與儀器

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 實(shí)驗(yàn)方法

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。

2 結(jié)果與討論

2.1 對(duì)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(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

2.2 對(duì)痤瘡丙酸桿菌的抑制作用

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

2.3 防腐挑戰(zhàn)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。

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(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

3 結(jié)論

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。