Clean Beauty时代新型乳化技术在护肤品中的应用.pdf

第52卷 第4期2 0 2 3年 8月Vol.52，No.4Aug.，2 0 2 3上海师范大学学报（自然科学版）Journal of Shanghai Normal University（Natural Sciences）Clean Beauty时代新型乳化技术在护肤品中的应用陆徐佳，李虹，贾兵，刘陈陈，李晞暘，郑中博*（湖州嘉亨实业有限公司 研发中心，浙江 湖州 313013）摘 要：“纯净美妆”（Clean Beauty）时代，消费者更加追求天然无添加的产品.通过配方实验，选择经过Ecocert认证的天然来源乳化剂聚甘油-6硬脂酸酯、聚甘油-6山嵛酸酯和甘油硬脂酸酯柠檬酸酯的乳化体系，采用合理的科学配比，研发了硬脂酸酯乳化剂（STE）乳化技术.运用此技术，结合天然油脂角鲨烷、橄榄油、乳木果油以及澳洲坚果油的复配，可以显著提高产品的保湿、舒缓等功效，符合天然绿色发展理念.关键词：纯净美妆；天然；保湿；舒缓；硬脂酸酯乳化剂（STE）乳化技术；硬脂酸酯中图分类号：TQ 658 文献标志码：A 文章编号：1000-5137（2023）04-0515-06Application of new emulsification technology in skin care products in the Clean Beauty eraLU Xujia，LI Hong，JIA Bing，LIU Chenchen，LI Xiyang，ZHENG Zhongbo*（Research and Experimental Development Center，Huzhou Jahen Industrial Co.，Ltd.，Huzhou 313013，Zhejiang，China）Abstract：In the era of Clean Beauty，consumers are more in pursuit of natural products without additives.Through the formula experiment，the emulsification system of natural emulsifiers polyglyceryl-6 stearate，polyglyceryl-6 behenate and glyceryl stearate citrate certified by Ecocert was selected with a reasonable scientific ratio，which is called stearate emulsifiers（STE）emulsification technology.Using this technology，combined with the natural oil squalane，olive oil，shea butter，and macadamia oil，we can significantly improve the moisturizing performance，soothing and other effects of the product，which is in line with the concept of natural green development.Key words：Clean Beauty；natural；moisturizing；soothing；stearate emulsifiers（STE）emulsification technology；stearateDOI：10.3969/J.ISSN.1000-5137.2023.04.015收稿日期：2022-11-20作者简介：陆徐佳（1995），女，工程师，主要从事化妆品创新配方的开发与应用方面的研究.E-mail：*通信作者：郑中博（1987），男，高级工程师，主要从事化妆品的研发与生产方面的研究.E-mail：引用格式：陆徐佳，李虹，贾兵，等.Clean Beauty时代新型乳化技术在护肤品中的应用 J.上海师范大学学报（自然科学版），2023，52（4）：515520.Citation format：LU X J，LI H，JIA B，et al.Application of new emulsification technology in skin care products in the Clean Beauty era J.Journal of Shanghai Normal University（Natural Sciences），2023，52（4）：515520.2023年上海师范大学学报（自然科学版）J.Shanghai Normal Univ.（Nat.Sci.）0 引 言 目前，“纯净美妆”（Clean Beauty）仍没有官方定义，但是“安全无毒、温和无刺激、可持续、零残忍”已然成为品牌间的共识.“纯净美妆”强调的是对环境和社会发展的可持续性，不仅表现在对产品配方本身要求无毒、无害、无负担，还要求产品容器、包材、彩盒，甚至彩盒印刷都是对环境友好型的.随着消费者健康、环保意识的增强，以及敏感肌人群的扩张，纯净美妆逐步受到消费者的关注1.聚甘油脂肪酸酯（简称聚甘油酯或PGFE）是由聚甘油和脂肪酸发生酯化反应而制得的一类非离子表面活性剂，其合成原料来源于天然植物油脂，属于可再生资源，并且安全性高、可降解性好、绿色环保.CHEN等2的研究表明，PGFE具有保湿性能.PGFE聚甘油乳化剂由于分子中含有聚甘油结构，可以在皮肤表面形成一层保水透气的软膜，而PGFE结构中的大量羟基增加了这层软膜的结合水能力，可以较长时间维持角质层的水分含量，可以兼具乳化和保湿的特性3.聚甘油-6硬脂酸酯、聚甘油-6山嵛酸酯是甘油缩合后的聚甘油-6与硬脂酸、山嵛酸酯化反应后所得的产物.甘油硬脂酸酯柠檬酸酯是一款基于绿色原材料，不含聚乙二醇（PEG）的食品级乳化剂，其制备原理如图1所示.随着人们对化妆品植物学研究的深入，以及消费者对化妆品无毒、无刺激性的要求越来越高，许多植物油因其特殊功能而作为高效添加剂加入到化妆品中，制造出各种兼具美容与护肤作用的多功能新型化妆品，以满足消费者的需要.橄榄油的主要成分是油酸（质量分数为76%88%），以及亚麻酸（质量分数为8%10%）之类的高级不饱和脂肪酸酯，用来制作冷霜、口红等化妆品4.油脂在化妆品中的润湿性主要是通过感官来感知的5.化妆品的安全性和功效性一直是日化行业科研工作者的研究重点，也是产品上市前必要的测试指标.一些知名品牌，例如袋鼠妈妈、优时颜、美壹堂、自然堂等，均对产品的安全性6和功效有着很严格的要求7.本研究以聚甘油-6硬脂酸酯、聚甘油-6山嵛酸酯和甘油硬脂酸酯柠檬酸酯作为乳化剂组合，搭配角鲨烷、橄榄油、乳木果油以及澳洲坚果油等植物油脂，进行配方组合协同功效研究.1 实 验 1.1实验原料和仪器聚甘油-6硬脂酸酯、聚甘油-6山嵛酸酯和甘油硬脂酸酯柠檬酸酯均采购自德国赢创公司.其余原料均是化妆品级的常规原料.保湿功效测试的数据通过皮肤水份测试仪（Corneometer CM825）和经皮水分流失测试探头（Tewameter TM HEX）测得；舒缓功效测试的数据通过实验室方法（HMC-WI-029透明质酸酶抑制率）得到.图1甘油硬脂酸酯柠檬酸酯的制备原理516第4期陆徐佳，李虹，贾兵，等：Clean Beauty时代新型乳化技术在护肤品中的应用1.2实验配方与制备工艺按照表1所示的配方，分别制备配方A和配方B，C的乳化产品（配方D和E用来对比防腐效果），原料称量按照质量分数来计算.水包油乳化产品的制备工艺：按照比例分别称量水相和油相，在加热条件下，将水相在锅中分散搅拌后，将油相缓慢加入水相中，并保持均质搅拌10 min以上.取样检测，制备完成.1.3保湿功效的测试方法受试者人数及特征：1845岁，完成测试的有效样本量为30个.实验方案：测试产品在使用0，1，2，4和8 h后，对受试者前手臂内侧皮肤角质层的持续补水作用进行测定（皮肤水分测试仪）；测量产品使用前、使用后14 d和28 d的受试者面部皮肤角质层水分指标（皮肤水分测试仪）和开放式经表皮失水率指标（经皮水分流失测试探头）的数据.受试者不良反应监控：在整个测试期间，无受试者因使用产品或测试安排而发生不良反应.1.4舒缓功效的测试方法实验概述：透明质酸酶是透明质酸的特异性裂解酶，是过敏反应的参与者，与肥大细胞释放组胺等有强相关性.实验样品是否具有舒缓功效，可以利用透明质酸酶抑制率来判断，透明质酸酶抑制率越高，舒缓效果越强；反之，则越弱.本实验方法为体外法，适用于评估通过抑制透明质酸酶而达到产品所宣称的化妆品舒缓效果.实验方案：样品预处理样品与透明质酸酶等溶液进行显色反应在528 nm下测定吸光度计算透明质酸酶抑制率.表1水包油乳化产品的配方（质量分数）表%原料名称水相油相去离子水甘油对羟基苯乙酮1,2-己二醇聚甘油-6硬脂酸酯、聚甘油-6山嵛酸酯甘油硬脂酸酯柠檬酸酯鲸蜡硬脂基葡糖苷十八烷基谷氨酸钠十六十八醇辛酸/癸酸甘油三酯角鲨烷牛油果树果脂橄榄油澳洲坚果籽油维E醋酸酯配方A补足至1004.500.500.500.802.501.203.503.000.500.500.500.11配方B补足至1004.500.500.500.501.203.503.000.500.500.500.11配方C补足至1004.500.500.502.001.203.503.000.500.500.500.11配方D补足至1004.500.500.802.501.203.503.000.500.500.500.11配方E补足至1004.500.500.802.501.203.503.000.500.500.500.115172023年上海师范大学学报（自然科学版）J.Shanghai Normal Univ.（Nat.Sci.）1.5防腐体系的筛选防腐剂是杀灭和抑制化妆品中微生物，防止化妆品变质的添加剂.它不是杀菌剂，没有很强的即时杀灭效果，只有在足够浓度并与微生物直接接触的情况下才起作用.实际上，防腐剂主要是对酶活力或对细胞原生质部分的遗传微粒结构产生影响.总之，防腐剂通过抑制细胞中基础代谢的酶合成或重要生命物质核酸和蛋白质的合成，起到阻碍细胞生长的作用8.20世纪90年代，国外化妆品业提出了“无添加”化妆品的概念，直到后来从日本等国家和地区传入中国，“无添加”化妆品的概念渐渐深入人心.与传统的防腐剂相比，“无添加”防腐剂具有类似的防腐效果.新规范的提出对防腐剂的使用有了更严格的要求，传统防腐剂的用法用量受到了更多的限制，“无添加”防腐剂势必会在消费市场上占有越来越大的份额.常见的“无添加”防腐剂有多元醇类、羟基苯乙酮等.多元醇，如1，2-己二醇为无色无味透明液体，具有保湿性、稳定性、增效性和几乎无毒等特点.羟基苯乙酮的特点有：对真菌有抑制效果；能增强防腐剂的防腐功效；抗氧化；宽泛的pH和温度范围；兼容性强，可用于各类配方.2 结果与讨论 2.1保湿功效人体测试保湿功效人体测试数据如表2所示，计算变化率的值越大，表示提升皮肤角质层水分的效果越好.变化率A=Tn-T0T0100%，其中，Tn表示使用产品后 n 小时皮肤角质层中水的质量分数；T0表示皮肤角质层中初始水的质量分数.由实验数据可知，样品 A 的皮肤角质层水分含量变化率明显高于样品 B（氨基酸乳化剂）和样品 C（糖苷类乳化剂），由此可以得出运用此硬脂酸酯乳化剂（STE）乳化技术所做的配方产品在涂抹4，6，8，10和12 h后，均能显著提升皮肤角质层的含水量，此技术对产品保湿性有明显提升效果.2.2舒缓功效测试数据将表 1 中配方样品 A，B，C 稀释成 5%（质量分数）的水溶液时，透明质酸酶抑制率为（61.9300.558）%，显示该样品具有一定的舒缓功效.2.33种防腐体系在同一配方中的挑战性实验配方A，D和E的挑战性实验结果如表35所示.表2配方A，B和C的保湿功效测试数据（30人）%时间使用样品后4 h使用样品后6 h使用样品后8 h使用样品后10 h使用样品后12 h样品A的变化率83.0065.7058.9052.1047.40样品B的变化率60.4050.9043.8038.1033.40样品C的变化率70.1058.6050.3045.9038.50518第4期陆徐佳，李虹，贾兵，等：Clean Beauty时代新型乳化技术在护肤品中的应用表3配方A的挑战性实验结果配方A接种混合菌液后的培养时间/d0257142128测试微生物细菌霉菌细菌霉菌细菌霉菌细菌霉菌细菌霉菌细菌霉菌细菌霉菌菌落数/（CFUg-1）1.21051.61042.31032.510210101010101010101010注：在该体系中，1，2-己二醇的添加量为0.5%（质量分数），对羟基苯乙酮的添加量为0.5%（质量分数）.表4配方D的挑战性实验结果配方D接种混合菌液后的培养时间/d0257142128测试微生物细菌霉菌细菌霉菌细菌霉菌细菌霉菌细菌霉菌细菌霉菌细菌霉菌菌落数/（CFUg-1）3.11062.21053.61043.810310101010101010101010注：在该体系中，对羟基苯乙酮的添加量为0.5%（质量分数）.由实验数据可知，0.5%（质量分数）的对羟基苯乙酮在抑制霉菌方面效果非常突出，而0.5%（质量分数）的1，2-己二醇在抑制细菌方面表现非常突出，配方A中将两者复配使用后，能够达到良好的防腐效果.表5配方E的挑战性实验结果配方E接种混合菌液后的培养时间/d0257142128测试微生物细菌霉菌细菌霉菌细菌霉菌细菌霉菌细菌霉菌细菌霉菌细菌霉菌菌落数/（CFUg-1）2.81063.21052.31044.210310101010101010101010注：在该体系中，1，2-己二醇的添加量为0.5%（质量分数）.5192023年上海师范大学学报（自然科学版）J.Shanghai Normal Univ.（Nat.Sci.）2.4配方稳定性配方A，B和C 1个月的稳定性测试结果如表6所示.样品B采用单一的氨基酸乳化剂（十八烷基谷氨酸钠），样品B在高温和循环条件下有不稳定现象；样品C采用单一的糖苷乳化剂（鲸蜡硬脂基葡糖苷），在高温、低温、循环条件下会出现不稳定现象；采用聚甘油-6硬脂酸酯、聚甘油-6山嵛酸酯、甘油硬脂酸酯柠檬酸酯的复配乳化体系（样品A）所做的配方产品的稳定性更加优异.3 结 论 天然乳化剂聚甘油-6硬脂酸酯、聚甘油-6山嵛酸酯、甘油硬脂酸酯柠檬酸酯、天然油脂角鲨烷、橄榄油、乳木果油以及澳洲坚果油的复配组合可以显著提升护肤品的保湿、舒缓等功效.本研究将这几种功能原料协同组合，调配出科学的配比，研发了STE乳化技术，可在护肤领域得到广泛和有效的运用.另外，与高效、安全的“无添加”防腐体系相结合，更利于研发接近大众需求的纯净美妆类化妆品.参考文献：1CHEN Z F，XIAO X，HUANG W J，et al.The design concept of clean beauty products J.Guangdong Chemical Industry，2022，49（1）：121-122，143.2CHEN J H，DEN H，LIN N M，et al.Study on moisturizing properties of polyglycerol fatty acid ester emulsifier J.Guangdong Chemical Industry，2018，45（14）：92，99-100.3LIU X Q，LIU Y H，CHEN Y Y，et al.Properties of polyglycerol fatty acid ester and its application in cosmetics J.China Surfactant and Cosmetics Industry，2020，50（2）：118-123.4LI X H.Application of vegetable oil in cosmetics J.Fragrance Cosmetics，1985（2）：30-33.5SONG Y B.Application of natural vegetable oil in cosmetics J.Detergent and Cosmetics，2009，32（8）：4-5，9.6ZHENG Z B，CONG Y H，FENG C B.Study on the preservative efficacy of polylysine in cosmetics J.Guangdong Chemical Industry，2021，48（1）：25-26.7JIA B，ZHANG W P，CHEN M H.Progress in liquid crystal structure and its application in cosmetics J.Daily Chemicals Science，2015，38（12）：21-26.8CAO L，LI C B.Measurement results and application of the MIC value of the“no added”preservative J.Industrial Microbiology，2018，48（5）：46-51，56.（责任编辑：郁慧）表6配方A，B和C 1个月的稳定性测试结果温度条件常温45 5-15 循环样品A合格合格合格合格合格样品B合格轻微出油，恢复常温后正常合格合格轻微变色，膏体偏米白样品C合格轻微出油，恢复常温后正常合格轻微变色，膏体偏米白轻微变色，膏体偏米白520