（化学工程专业论文）保湿剂及保湿护理品的配方设计.pdf

摘要 摘要 本论文来自公司开发的两个系列保湿护理产品( 由市场需求和公司产品结构确定 的) 项目，其产品定位于中高档的护肤品。主要研究了保湿产品的配方设计，产品配方 和工艺的确定、产品的保湿效果测试。 保湿产品的配方设计包括“水养润肌系列”、“玫瑰保湿系列 产品剂型的确定，产 品乳化体系的确定、乳化剂的选取和说明、油性原料的选取、保湿剂的选取和说明、增 稠剂的选取和说明、香精、防腐剂的选取。两个系列的产品配方和工艺的确定，产品的 质量标准及其稳定性测试。 本文研究了“水养润肌系列 、“玫瑰保湿系列刀产品保湿效果，并和相应的对照样 进行保湿效果比较。采用体外称量法，在恒温恒湿箱中，温度3 0 ( 2 、相对湿度6 6 0 5 和温 度2 8 、相对湿度3 1 条件下，测试水分损失情况，来判断产品的保湿效果。由数据作 图分析得出，在相同的条件下，“水养润肌液 、“水养润肌凝霜 、“玫瑰保湿滋养液、 “玫瑰保湿眼霜 、“玫瑰保湿霜( 混合性肌肤) 、“玫瑰保湿霜( 中干性肌肤) 、“玫 瑰保湿乳 保湿效果优于对照样的保湿效果。采用仪器测试法，电导法测定皮肤角质层 水分含量、t e w l 法测定皮肤水分散失、皮肤弹性法，在温度为2 5 ，相对湿度r h 为4 0 的环境中测试各自的指标。数据分析显示，在相同的条件下，“水养润肌凝霜 、“玫瑰 保湿霜( 中干性肌肤) ”保湿效果优于对照样的保湿效果。市场部零试调查结果，8 5 受试者认为“水养润肌系列 、“玫瑰保湿系列 产品总体评价为满意及非常满意，只有 4 0 受试者认为对比参照产品满意。 综合体外称重法、仪器测试法、零试调查结果得出，“水养润肌系列 、“玫瑰保湿 系列刀从产品外观、香型、剂型、相应的滋润度、保湿效果等基本达到本次产品开发 的目的。 关键词：保湿；保湿剂；保湿护理品；保湿效果； a b s t r a c t a b s t r a c t t h i st h e s i sc o m e sf r o mt h ep r o j e c td e v e l o p m e n to ft w os e r i e sh i 【曲e n dm o i s t u r i z i n g p r o d u c t sf o rt h ec o m p a n y , m a i n l yc o v e r i n gt h ef o r m u l a t i o n ，p r o c e s sa n dp e r f o r m a n c e t h ep r o d u c tf o r m u l a t i o n ，f o rt h et w os e r i e s ”h y d r om o i s t u r i z i n gs e r i e s ( h m s ) ”a n d ”r o s e m o i s t u r i z i n gs e r i e s ( r m s ) ，t h i sp a p e rc o v e r e dt h ec h o o s i n go fp r o d u c tt y p e ， e m u l s i f i c a t i o ns y s t e m ，i n g r e d i e n t ss u c ha sm o i s t u r i z i n ga g e n t , t h i c k e n e r , p r e s e r v a t i v ea n d f r a g r a n c e m a n u f a c t u r ep r o c e s sa n dq u a l i t yt e s tw e r ea l s od i s c u s s e d 1 1 l em o i s t u r i z i n ge f f e c to f ”h m s ”a n d ”r m s ”p r o d u c t sw a sr e s e a r c h e da n dc o m p a r e d 、析廿lt h ec o r r e s p o n d i n gb l a n kp r o d u c t s t h em o i s t u r i z i n ge f f e c to fa l lt h ep r o d u c t sa n dt h e c o r r e s p o n d i n gb l a n kp r o d u c t sw e r ea c q u i r e db yc o m p a r i n gt h el o s so fm o i s t u r eu n d e rt h e s t a n d a r dt e s tc o n d i t i o n s d a t as h o wt h a t ，o nt h es a m ec o n d i t i o n s ，t h em o i s t u r i z i n ge f f e c to f ”h y d r om o i s t u r i z i n gl o t i o n ( h m l ) ”，”h y d r om o i s t u r i z i n gc r e a m ( h m c ) ”， r o s e m o i s t u r i z i n gn o u r i s h i n gl o t i o n ( r m n l ) 1 1 9 r o s em o i s t u r i z e re y ec r e a m ( r m e c ) ”，”r o s e m o i s t u r i z i n gc r e a m ( r m c ) ( m i x e ds k i n ) ”，”r m c ( d r ys k i n ) ”，”r o s em o i s t u r i z i n gm i l k ( r m i v 0 ” s u p e r i o rt ot h ec o r r e s p o n d i n gb l a n kp r o d u c t s t h em o i s t u r i z i n ge f f e c to f ”h m c ”，”r m c ( d r y s k i n ) a n dt h ec o r r e s p o n d i n gb l a n kp r o d u c t sw e r ea c q u i r e dt h r o u g he q u i p m e n tt e s t s o nt h e s a m ec o n d i t i o n s ，t h em o i s t u r i z i n ge f f e c to f h m c ”a n d ”r m c ( d r ys k i n ) ”s u p e r i o rt ot h e c o r r e s p o n d i n gb l a n kp r o d u c t s m a r k e ti n v e s t i g a t i o nf i n d i n g s ，8 5 t e s t i n gc u s t o m e r st h i n k ”h m s a n d r m s p r o d u c t sr a n k i n gs a t i s f i e da n dv e r ys a t i s f i e d ，o n l y4 0 o ft h et e s t i n g c u s t o m e r sa r es a t i s f i e dw i t l lt h ec o n t r o lb l a n kp r o d u c t s f r o mt h e s ed a t a , ”h y d r om o i s t u r i z i n gs e r i e s ”a n d ”r o s em o i s t u r i z i n gs e r i e s ”p r o d u c t s w e r es u c c e s s f u lp r o d u c ti nt e r m so fa s p e c t ，o d o r , p a c k a g e ，a n dm o i s t u r i z i n ge f f e c t k e y w o r d s ：m o i s t u r i z e r ；m o i s t u r i z i n gi n g r e d i e n t ；m o i s t u r i z i n gc a r ep r o d u c t s ； m o i s t u r i z i n ge f f e c t 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是夺人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南 大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意 签名： 五矿荔 日 期：二oo 九年六月二十五日 r 一 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定： 江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文， 并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定 签 名墨军煎 导师签名：而矽 日 期： - = 00 九年六月二十五日 第一章皮肤保湿和保湿剂概述 第一章皮肤保湿和保湿剂概述 1 1 引言 护肤化妆品是以保持皮肤，特别是皮肤最外层的角质层中适度水分为目的而使用的 化妆品，它的特点是，不仅能保持皮肤中水分的平衡，而且还能补充重要的油性成分， 亲水性保湿成分，并能作为活性成分和药剂的载体，使之易为皮肤所吸收，达到调理皮 肤的目的，使皮肤滋润，健康。 有研究报告无论皮肤属于那一类的女性，9 0 都存在缺水情况乜】。在干燥秋冬季节 适时为肌肤进行特别的保湿护理，给肌肤补充水分尤为重要。保湿是个人护理品一项基 本功能，特别是护肤类产品显得尤其重要，因为皮肤的水分可以改善皮肤的弹性和光滑 度，进而达到防止衰老的目的。因而，保湿护理品市场需求量大，开发中高档的保湿护 肤系列产品可以带来可观的经济效益。 本课题为两个系列保湿护理品( 水养润肌系列和玫瑰保湿系列) 项目的开发，其产 品定位于中高档的护肤品。水养润肌系列护肤品宣传的概念是致力于通过汉方中草药精 华的深入调养，从根本上解决肌肤干燥问题：如干燥、粗糙、暗哑、干纹等。它根植于 中医药学“生滓润燥 的理论，通过促进肌肤自身的水液生成、储存、代谢平衡机能， 将水分由体内顺畅地运送至体表，同时在肌肤表面形成锁水保护膜，令肌肤持久水嫩润 泽。玫瑰保湿系列护肤品宣传的概念是依据玫瑰具有活血散淤、排毒、舒缓抗敏、滋润 皮肤，抗衰除皱的功效，通过促进肌肤深层血液循环和芳香疗法，令肌肤达到“气血通 畅，滓液充足 ，肌肤由内至外变得饱满湿润，富有弹性。 1 2 皮肤保湿的生理基础n 】 1 - 2 1 皮肤的生理结构及保湿作用 人体皮肤如同人体的屏障，坚韧、柔软、富有弹性，保护着体内各组织和器官免受 外界机械性、物理性、化学性或生物性侵袭或刺激，同时具有天然的保湿性能，在保持 人体水分方面起着不可替代的作用。皮肤分表皮、真皮和皮下组织三部分，各层对皮肤 的保湿性能有不同的生理作用。 皮肤表皮层( e p i d e r m i s ) 是直接与外界接触的部分，其中从外向内与保持水分关系 最为密切的是角质层( s t r a t u mc o m e u m ) 、透明层( s t r a t u ml u c i d u m ) 和颗粒层( s t r a t u m g r a n u l o s u m ) 。颗粒层是表皮内层细胞向表层角质层过渡的细胞层。可防止水分渗透，对 贮存水分有重要的影响。透明层含有角质蛋白和磷脂类物质，可防止水分及电解质等透 过皮肤。角质层是表皮的最外层部分，由角质形成细胞不断分化演变而来，重叠形成比 较坚韧有弹性的板层结构。角质层细胞内充满了角蛋白纤维，是非水溶性的硬蛋白，对 酸、碱和有机溶剂均有一定抵抗力，可抵抗摩擦，阻止体液外渗与化学物质内渗。角蛋 白吸水能力很强，角质层不仅能防止体内水分的散发，还能从外界环境中获得一定的水 分。角质层一般脂肪含量约7 ，水分约1 5 - - - 2 5 ，使皮肤保柔润。如果水分降至1 0 江南大学专业硕士学位论文 以下，皮肤就会干燥发皱，产生肉眼可见的裂纹甚至鳞片。 真皮在表皮下面，主要由蛋白纤维结缔组织和含有黏多糖的基质( g r o u n ds u b s t a n c e ) 组成。真皮结缔组织中主要成分为胶原纤维( c o l l a g e n o u sf i b e r s ) 、网状纤维( r e t i c u l a r f i b e r s ) 和弹性纤维( e l a c t i cf i b e r s ) ，这些纤维的存在对维持正常皮肤的韧性、弹性和充 盈饱满程度具有关键作用。真皮中含水量的下降可影响弹力纤维的弹性，胶原纤维也易 于断裂。纤维间基质主要是多种黏多糖和蛋白质复合体，在皮肤中分布广泛，可以结合 大量水分，是真皮组织保持水分的重要物质基础。例如透明质酸就是真皮中含量最多的 氨基多糖。在化妆品工业中常把生物提取的透明质酸作为保湿原料添加在化妆品中。 人体皮肤的含水量为体重的1 8 , - , - 2 0 ，皮肤内7 5 的水在细胞外，主要贮存在真皮 内。若真皮基质中透明质酸减少，黏多糖类变性，真皮上层的血管伸缩性和血管壁通透 性减弱，就会导致真皮内含水量下降，使皮肤出现干燥、无光泽、弹性降低、皱纹增多 等皮肤老化的现象。 皮下组织内含有较大的血管、淋巴管、神经、毛囊、皮脂腺、汗腺等为皮肤的附属 器官。皮脂腺( s e b a c e o u sg l a n d s ) 是皮肤中分泌油性物质( 皮脂) 的腺体，分布于全身， 内部充满着皮脂细胞。皮脂细胞核随着细胞的陈1 日、脂肪量增加而萎缩，细胞更新时， 细胞膜破裂排出到皮肤表面，扩散并与水分乳化形成油脂膜。皮脂形成油脂膜，使皮肤 平滑、光泽，并可防止体内水分的蒸发，起润滑皮肤的作用。小汗腺( e e e r i n eg l a n d s ) 是分泌汗液的腺体，它借助肌上皮细胞的收缩将汗液输送到皮肤表面，平时分泌量较少， 以肉眼看不见的蒸汽形式发散，慢慢蒸发而没有明显的感觉。分泌量增加时在皮肤表面 形成水滴状。汗液是不断分泌的，可起保湿作用，防止皮干燥，还有助于调节体温和排 出体内的部分代谢产物。除通过小汗腺外，还有部分水分可通过表皮散失，即水分尚未 到达表皮时，已变成蒸汽形式，再从表皮逸出，为表皮的不自觉失水。目前失水机理还 不清楚，有人认为与表皮的角化过程有关，是表皮细胞的生理功能之一，在病理情况下 如表皮增生角化速度加快或大量脱屑时，经表皮失水量会增加。 1 2 2 皮肤的渗透和吸收作用 皮肤虽有角质层屏障结构，但有一定的渗透能力和吸收作用。某些物质可通过表皮 被真皮吸收，并影响到全身。完整的皮肤能够吸收油溶性物质，对水溶性物质的吸收力 很小，若皮肤损伤或发炎时，吸收力显著增加。 皮肤吸收主要通过以下几个方途径，使角质层软化，由角质层细胞膜渗透入角质层 细胞，再透过表皮其他各层；皮肤表面的乳化油脂膜易与水混合，脂溶性成分可与水与 电解质一起透入角质层；少量大分子与不易透过的水溶性物质，可通过毛囊口、毛囊， 再通过皮脂腺和毛囊壁进入真皮内；少量物质也可通过角质细胞间隙渗透而进入真皮 口 力譬0 皮肤的渗透能力和吸收作用非常复杂。影响因素很多。皮肤表皮角质层的完整性对 皮肤的屏障功能非常重要，直接影响皮肤的渗透性和吸收性能。皮肤的水合作用是影响 皮肤吸收速度和程度的主要因素之一，可影响渗透物质在角质层内的分配和浓度梯度。 表皮被水浸软后的吸收能力也增强。表皮的脂质组成也是影响皮肤渗透性的重要因素。 2 第一章皮肤保湿和保湿剂概述 还有其他一些物理和化学因素，如渗透剂、透皮促进剂、脂质体作用等，都能影响皮肤 的渗透的吸收作用。 1 3 保湿剂 1 3 1 保湿概念 所谓保湿是通过防止皮肤内水分的丢失和吸收外界环境的水分来达到保持皮肤内 含有一定水分的目的。 皮肤角质层水分的主要来源是汗腺分泌的汗液。皮肤表面的油脂膜可以防止水分的 蒸发，从而保持皮肤角质层中含有的水分。1 9 7 6 年j a c o b i 发现在皮肤角质层中有许多 吸附性的水溶性物质，是参与角质层保持水分作用的重要元素，他把这类物质命名为天 然保湿因子( n a t u r a lm o i s t u r i z i n gf a c t o r , n m f ) , n m f 是表皮细胞在角化过程中形成的， 它的组成经s t r i a n c e 等测定，结果见表1 1 。 表1 - 1 天然保湿因子的化学组成 t a b 1 li n g r e d i e n t so f n m f 物质名称含量物质名称含量 氨基酸类 4 0 钾 4 0 吡咯烷酮羧酸 1 2 镁 1 5 乳酸盐 1 2 磷酸盐 0 5 尿素 7 氯化物 6 0 氨、尿酸、氨基葡萄糖、肌酸 5 柠檬酸盐 0 5 钠 1 5 糖、有机酸、肽及未确定物质 8 5 角质层含有n m f 和细胞脂质、皮脂等油溶性成分，其中n m f 占3 0 ，油性成分 占1 1 ，这些油性成分与n m f 的成分相结合，存在于角质细胞中。尤其是角质细胞的 脂质与蛋白质共同构成n m f 的细胞膜，阻止了n m f 的流失，对水分的挥发起着适当 的控制作用，从而使角质层保持一定的含水量。正常健康的皮肤角质层中，含有1 0 - - 2 0 的水分，以维护皮肤的湿润和弹性。当由于年龄、寒冷和干燥等气候环境的变化， 使得角质层中的水分含量降低到1 0 以下时，皮肤角质层的完整性受到破坏，n m f 受 到损失，皮肤的保湿作用就会下降，皮肤就会变得干燥，起皱以致于脱屑。现代化妆品 开发的重点为保护皮肤，延缓皮肤衰老。 1 3 2 常用保湿剂的分类、性质及应用 保湿剂( h u m e c t a n t s ) 是一类能从潮湿空气中吸收水分的吸湿性物质。纯保湿剂从 环境中吸收水分，达到平衡吸湿量后，稀释度保持恒定。平衡吸湿量取决于保湿剂的性 质和环境的相对湿度( r h ) 。保湿剂是增湿性皮肤柔润剂，加入化妆品后制成保湿性化 妆品，可延缓产品水分的蒸发而引起的干裂现象。保湿剂一般分为无机保湿剂、金属 有机保湿剂和有机保湿剂。在化妆品中主要应用后两种保湿剂。 ( 1 ) 多元醇类保湿剂 ( a ) 丙二醇( p r o p y l e n eg l y c o l 或l ，2 - p r o p a n e d i 0 1 ) 江南大学专业硕士学位论文 主要物理化学性质为无色透明、具有吸湿性的黏液，稍有特殊味道，无臭。相对密 度( 2 0 4 ) 1 0 3 6 4 ，沸点1 8 8 ，熔点- 6 0 ，折射率( 2 0 ) 1 4 3 3 1 ，闪点1 0 4 ， 黏度( 2 5 ) 5 6 m p a s ，表面张力( 2 5 ) 7 2 0 m n m 。溶于水、丙酮、乙酸乙酯、乙醚、 酒精、氯仿，可溶解许多精油，与石油醚、石蜡和油脂不能混溶。对光、热稳定，低温 时更稳定。 在化妆品中主要用于乳化制品和各种液体制品的润湿剂和保湿剂，与甘油和山梨醇 复配用做牙膏的柔软剂和保湿剂。还可用精油的溶剂。质量分数为1 5 的丙二醇有防霉 作用，8 的丙二醇可增加羟基苯甲酸甲酯在含乙氧基的非离子面活性剂防腐作用。 在化妆品中丙二醇用量小于质量分数1 5 ，不会引起一次性的刺激和过敏，被认为 是很安全的 ( b ) 聚乙二醇( p e g ) 主要物理化学性为根据相对分子质量的大小不同，p e g 的物理形态可以从白色透明 黏液( 相对分子质量为2 0 0 - - 7 0 0 ) 至蜡状半固体( 相对分子质量为l o o o 2 0 0 0 ) ，直至 坚硬的蜡状固体( 相对分子质量为3 0 0 0 2 0 0 0 0 ) 。p e g 易溶于水和一些普通的有机溶 剂。液体p e g ( 如p e g - 4 0 0 ) 对很多药物原料有很好的溶解能力。相对分子量低的p e g 有从大气中吸收并保存水分的能力，并具有增塑性，可用作润湿剂。随着相对分子质量 的升高，吸湿性急剧下降。 p e g 和聚乙二醇脂肪酸酯在化妆品工业和制药工业中的应用很广泛。由于p e g 具有 很多优良的性质，水溶性、不挥发性、生理惰性、温和性、润滑性和使皮肤润湿，柔软、 有愉快的用后感等。可选取不同相对分子质量的p e g 改变制品的黏度，吸湿性和组织结 构。相对分子质量低的p e g ( m ，( 2 0 0 0 ) 适合用作润湿剂和稠度调节剂，用于膏霜、乳 液、牙膏和剃须膏等，也适用于不清洗的护发制品，赋予头发有丝状光泽。相对分子质 量高的p e g ( m r 2 0 0 0 ) 适用于唇膏、除臭棒、香皂、粉底和美容化妆品等。在清洗剂 中，p e g 也用作悬浮剂和增稠剂。在制药工业上，用作油膏、乳剂、软膏、洗剂和栓剂 的基质。 美国联邦食物药品和化妆品法规的食品添加剂增补条例中，已批准把食物化学品药 典级的p e g 直接或间接地用作食品添加剂。不刺激眼睛，不会引起皮肤的刺激和过敏。 ( c ) 丙三醇( g l y c e r i n 或百y c e r 0 1 ) 丙三醇又称甘油，是无色透明的黏稠液体。其物理化学性质为无臭，有甜昧，甜度 为蔗糖5 0 。相对密度( 2 0 2 0 ) 1 2 6 3 6 2 ，熔点1 7 8 ，纯甘油的凝固点1 7 ，沸点 2 9 0 1 2 ( 分解) 。与水、乙醇、丙醇、丁醇、叔戊醇、乙二醇、丙二醇、乙二醇单乙醚和 酚等物质完全混溶，但在乙二醇单甲基丁醚中的溶解度有一定限度。甘油几乎不溶于高 级醇、油脂、碳氢化合物和氯代烃。在制药工业和香料工业中是重要的溶剂。 在化妆品中应用，甘油是o w 乳化剂剂制品所不可缺少的保湿剂原料，是含粉膏 体的湿润剂，对皮肤具有柔软润滑的作用，它也是化妆水的重要原料。还广泛用于牙膏、 粉末制品和亲水性油膏。 f a o w h o 于1 9 7 6 年规定对其a d i 值不作特殊规定。l d s o 为2 5 9 k g ( 大鼠，经口) 。 4 第一章皮肤保湿和保湿剂概述 在体内可溶解，氧化成营养物质，即使以稀溶液方式服入1 0 0 9 甘油也无害，但大量时 有似乙醇的麻醉作用。g r a s ( f d a ，1 8 2 1 3 2 0 ，1 9 8 5 ) 浓液吸湿性强，有时吸收表皮 水分会感到稍有刺激作用，其水溶液( 浓度低于质量分数5 0 ) 是温和的，有止痛作用。 甘油不会引起急性( 一次) 皮肤刺激和过敏。消毒甘油有助于轻度伤口愈合。 ( d ) 山梨醇和p o e 山梨醇 d s o r b i t o la n dp o e ( 2 0 ) s o r b i t 0 1 主要物理化学性质，市售山梨醇是白色针状结晶或结晶性粉末，也可为片状或颗粒 状，还有质量分数为7 0 浓度的水溶液。无臭，有清凉爽口甜味，甜度约为蔗糖的6 0 。 极易溶于水( 1 9 o 4 5 m 1 ) ，微溶于乙醇、醋酸和二甲基甲酰胺。在应用上一般质量分数 为7 0 - - 8 5 的溶液，而少用结晶粉末。浓度低于质量分数为5 0 的山梨醇浓溶液很容易 发霉。山梨醇的吸湿能力小于甘油。 在化妆品中主要用作保湿剂、金属螯合剂，在乳化制品中，适量应用有促进乳化粒 子微细的作用。无论浓度高低的山梨醇溶液，对皮肤或口腔黏膜均无刺激作用。它是牙 膏或婴) l s f j 品最理想的保湿剂。此外，山梨醇是制备吐温和斯盘系列表面活性剂以及维 生素c 的原料。p o e ( 2 0 ) 山梨醇是很好保湿剂，又是一种表面活性剂( h l b 值为1 5 4 ) 。 ( e ) 1 ，3 一丁二醇( 1 ，3 - b u t a n e d i i l ) 主要的物理化学性质，市售的1 ，3 一丁二醇是无色无臭黏稠液体。相对密度( 2 0 4 ) 1 0 0 5 3 ，熔点- 7 7 ，沸点2 0 7 5 c ，折射率1 4 4 1 2 ，表面张力( 2 5 ) 3 7 8 m n m ，黏 度9 8 m p a s ( 3 5 ) ，1 0 4 m p a s ( 2 5 ) ，闪点1 2 1 。与水和乙醇混溶，溶于低级醇类、 酮和酯类。不溶于脂肪烃和大部分普通含氯有机溶剂。在蓖麻油中溶解1 8 ，乙醚中溶 解7 ，醋酸乙酯溶解4 1 。1 ，3 一丁二醇还有抗菌作用，它对各类微生物的最低抑制浓 度：肺炎球菌i 型、链球菌c 型的a 型质量分数为5 ，葡萄球菌质量分数为1 5 。 在化妆品中主要用作保湿剂，用于化妆水、膏霜、乳液和牙膏中。还可用作精油溶 剂。 对高级动物的毒性很低，毒性与甘油相近。对大鼠l d 2 2 8 - 2 9 5 9 k g 。对皮肤和 眼睛无刺激作用，对口腔黏膜无刺激性，也无害。 ( 2 ) 透明质酸保湿剂 透明质酸( h y a l u r o n i ca c i d ) 是由( 1 3 ) 一2 一乙酰氨基一2 一脱氧一d d 一葡萄糖醛酸的 双糖重复单位所组成的一种聚合物。简称为h a 。目前市售透明质酸主在是以鸡冠为原 料，经生化技术提取制得。 主要物理化学性质，h a 相对分子量为2 0 万一- - 1 0 0 万。是一种酸性黏多糖物质，为 絮状白色或本色无定形粉末，也有淡黄色透明液体，无臭，无味，它易溶于水，不溶于 有机溶剂，其水溶液具有高黏度。 h a 是细胞间基质中存在的重要成分，其长的线性多糖链是无支链的，表现出很大 的劲度，具有大的水合容量。h a 分子最重要的生物学功能是在细胞间质中保持水分的 能力，比其他任何天然和合成聚合物强。如质量分数为2 h a 水溶液能保持质量分数9 8 水分，这是因h a 分子的多糖苷链有相当的坚牢度，在水溶液中能形成粘弹性网络组织， 其疏松的、膨胀的分子形状占据较大的空间，结合较大量的水，即使在低浓度下还具有 江南大学专业硕士学位论文 高黏度，具有高的黏弹性和渗透压，从而使它有很强的保水和润滑作用，是一种性能极 佳的保湿剂。 当用高相对分子质量的h a 溶液涂抹于皮肤表面时，会形成黏弹性的薄膜，如同皮 肤连接组织的细胞间基质中的h a 一样有保水性。h a 是完全透明的，不留残迹和油腻 感，并有柔软、平滑和滑润的感觉。现已知大的h a 分子不能渗透通过表皮的角质层， 甚至只含5 - - - - 1 0 个双糖单元的短链的h a 降解物也不易通过表皮角质层。没有证据表明 h a 可通过表皮渗透到皮肤深层，但可通过脱屑细胞的裂缝渗入皮肤内部。h a 还对一 些生物组织有很重要的功能，如水合作用、润滑作用、溶质传输作用、细胞的功能和分 化作用等。 h a 有优良的保水作用和润滑作用，主要用于各类护肤膏霜和乳类化妆品中，如抗 皱霜、营养霜和眼用嗜喱等，可使化妆品对皮肤有滋润作用，使皮肤富有弹性、光滑、 延缓皮肤老化。h a 是高档化妆品添加剂，是目前化妆品使用的最佳性能的保湿剂，建 议用量质量分数为0 1 左右。也可用于护发素中，其质量分数为0 0 5 h a 广泛存在于人和动物体内，是细胞间的基质。只要品质纯正，在化妆品中使用 是很安全的无任何刺激性和毒性。 ( 3 ) 乳酸和乳酸钠 主要物理化学性质，市售乳酸是一种由乳酸和乳酰乳酸 h o c h ( c h 3 ) c o o c h ( c h 3 ) c o o n 组成的混合物，是无色到浅黄色糖浆状液体。几乎无臭或略有脂肪酸臭，呈强酸 味。熔点1 6 。8 c ( 右旋和左旋体的熔点都为5 3 c ，外消旋体的熔点为1 8 c ) ，通常为外 消旋体，无旋光性。沸点1 2 2 ( 1 9 2 0 k p a ) ，8 2 - - - 8 5 ( 6 6 7 1 3 3 3 p a ) 。相对密度 ( 2 5 4 ) 1 2 0 6 0 ，折射率( 2 5 ) 1 4 3 9 2 。可与水、醇和甘油混溶，微溶于乙醚，不溶 于氯仿、石油醚和二硫化碳。有仅型和p 型，通常为a 型。耐光、耐寒、吸湿性强。 乳酸是自然界中广泛存在的有机酸，是厌氧生物的新陈代谢过程的最终产物。它完 全是无毒的。它是人体表皮天然保湿因子( n m f ) 中主要的水溶性酸类，质量分数为 1 2 0 。乳酸和乳酸盐影响含蛋白质的物质的组织结构，尽管其作用的机理还不清楚， 但对蛋白质有增塑和柔润的作用。它的作用有如增塑剂，使皮肤柔软，溶胀，增加弹性。 在化妆品中主要用作调理剂和皮肤或头发的柔润剂，调节p h 值的酸化剂。用于护 肤的膏霜和乳液、香波和护发制品中，也用于剃须制品和洗涤剂中。 ( 4 ) 吡咯烷酮羧酸钠 主要物理化学性质，市售的吡咯烷酮羧酸钠 p y r r o l i d o n ec a r b o x y l ia c i d - n a , 简写 p c a - n a 是透明、无色、略带碱味的液体，浓度为质量分数4 0 一7 0 的水溶液。相对分 子质量1 5 1 1 。其吸湿性较甘油、丙二醇、山梨醇强。在同一湿度和浓度下，p c a - n a 的黏度远较其他保湿剂低。 p c a 是表皮的颗粒层丝质蛋白聚集体( f i l a g g r i n ) 的分解产物。皮肤天然保湿因子 含p c a 质量分数为1 2 0 ，角质层p c a 含量减少皮肤会变得干燥和粗糙。由于水溶性 吸湿物质组成的皮肤天然保湿因子能调节表皮的选择性渗透作用。p c a 是真正的生理作 用的角质层柔润剂。 6 第一章皮肤保湿和保湿剂概述 在化妆品中主要用作保湿剂和调理剂，用于化妆水、收缩水、膏霜、乳液等中，也 用于牙膏和香波等中。 p c a 是皮肤新陈代谢过程的产物，是天然保湿因子的主要成分，在化妆品中使用是 很安全的。 ( 5 ) 神经酰胺类保湿剂 神经酰胺为角质层脂质中主要组分，约占表皮角质层脂质含量的5 0 ，在角质层的 生理功能中起关键作用。神经酰胺又称酰基鞘胺醇。人表皮角质层中的天然神经酰胺是 d 一系( 3 s ，3 r ) 和赤式结构排列的光学活性化合物，分子结构可分成6 类( 7 种) 不同 的结构，所有的神经酰胺都含有神经鞘氨醇，长链的氨基醇或4 一羟双氢神经鞘氨醇。神 经酰胺i i 型具有一定的代表性，其结构中含有二条长键烷基、一个酰胺基团和二个羟基 基团。这种结构使神经酰胺分子具有亲水性和疏水性。 神经酰胺在表皮角质层中的主要作用如下。( 1 ) 屏障作用。神经酰胺在皮肤屏障功 能的调控中起主导作用。( 2 ) 黏合作用。神经酰胺与细胞表面的蛋白质通过酯键连接起 到黏合细胞的作用，表皮角质层中神经酰胺含量减少可使角化细胞间黏着力下降，导致 皮肤干燥，脱屑，呈鳞片状。使用神经酰胺可明显地增强角化细胞之间黏着力，改善皮 肤干燥程度，减少皮肤脱屑现象。( 3 ) 保湿作用。神经酰胺具有很强的缔合水分子的能 力，它通过在角质层中形成的网状结构来维持皮肤的水分，具有防止皮肤水分丢失的作 用。( 4 ) 抗衰老作用。皮肤在衰老过程中，脂质合成下降，角质层中神经酰胺含量减少。 皮肤衰老的特征表现为皮肤干燥，脱屑，粗糙，失去光泽；皮肤角质层变薄，皱纹增多， 弹性下降。使用神经酰胺能使表皮角质层中神经酰胺的含量增高，因此可改善皮肤干燥， 脱屑，粗糙等状况；同时神经酰胺能增加表皮厚度，提高皮肤持水能力，减少皱纹，增 加皮肤弹性，延缓皮肤衰老。( 5 ) 抗过敏作用。含神经酰胺的护肤品能使皮肤角质层明 显地增厚。主要物理化学性质，神经酰胺分子量平均小于1 0 0 0 ，市售合成神经酰胺是近 白色的细粉，带有特征气味。纯度9 8 ，熔点9 7 1 0 0 ，化学分析组成( 以质量分数 计) c6 8 7 - - , 6 9 6 ，h1 1 3 - - 1 2 0 ，01 6 3 1 7 1 ，n2 1 2 7 。人工合成的 神经酰胺结晶性较强，不易单独形成像生物细胞间脂质那样的保持水分的层状结构，但 通过与胆甾醇等两性亲水性化合物混合能保持水分。合成神经酰胺不溶于水，但可在8 0 搅拌下乳化，形成均匀的乳液。 在化妆品中应用，皮肤的保湿机理是基于由皮脂腺经常分泌包覆于皮肤表面的皮脂 膜抑制水分，经皮肤蒸发和存在于角质细胞内的水溶性吸湿性成分( n m f ) 的两种作用。 神经酰胺成为皮肤护理关键的组分。合成的神经酰胺可组合到真皮的生理结构中去，并 增强天然神经酰胺的功能。它调节皮肤屏障作用和透过皮肤的水分损失，以及增进细胞 黏合。主要用于高功能护肤品。 由于神经酰胺是表皮细胞间脂质的主要成分，所以对人体无毒无刺激性。 ( 6 ) 酰胺类保湿剂 这类季铵和酰胺化合物指乙酰基单乙醇胺、乳酰基单乙醇胺和乙酰氨基丙基三甲基 氯化铵，含有羧基、羟基、酰氨基和氨基等亲水性基团，对水有较好的亲和作用，具有 7 江南大学专业硕士学位论文 良好的保湿性。与常用保湿剂甘油比较，i n c r o m e c t a n t 系列产品有更好的吸收和保持水 分的能力，可取代其他保湿剂，适用于香波、护发素和各种膏霜以及乳液( 见表卜2 ) 。 表1 - 2i n c r o m e c t a n t 系列( c r o d a ) 酰胺类保湿剂的性质和用途 t a b 1 2p e r f o r m a n c ea n da p p l i c a t i o n so f t h ei n c m m e c t a n ts e r i e sp r o d u c t s i n c r o m e c t a n ta q l q a m 【e a 7 0a m e a l a m e a l m e a 系列 1 0 0 外观 液体液体液体液体液体液体 活性物含量 7 57 57 01 0 0 1 0 0 1 0 0 ( 质量分数) 高效保湿剂，不黏，可吸收 膏霜和乳液的保湿剂，在润湿性能优于性能与a m e a 相近， 和保持的水分为甘油的 香波、护发素等中用于抗甘油。可用于护气味较低，浓度较 性质和用途 2 0 0 ，具有抗静电作用和增缠绕剂，建议用量：0 5 肤和护发制品，高，在较宽的p h 值 塑作用，适用于香波和护发1 5 建议用量：范围稳定，建议用 素，建议用量：0 5 3 o 5 1 5 9 6 量；0 5 1 5 ( 7 ) 葡萄糖酯类保湿剂 烷基糖苷( a p g ) 是利用自然界最广泛存在的有机单体一葡萄糖为原料开发的葡萄 糖酯类( e a s t e r so f g l u c o s e ) 产品。a m e r c h o l 公司的甲基葡萄糖苷由于其安全性、温和 性和多功能性，广泛应用于各类化妆品中。g l u c a m 系列产品外观：淡黄色黏稠浆状液 基本上无臭，羟值：g l u c a me 一1 0 ( p e g 1 0 甲基葡萄糖苷) 3 5 0 - - - 3 7 0 ，g l u c a me 一2 0 ( p e g 一2 0 甲基葡萄糖苷) 2 0 5 2 2 5 ，g l u c a mp - i o ( p e g - - 1 0 甲基葡萄糖苷) 2 8 5 3 0 5 ，g l u c a mp - 2 0 ( p e g - 2 0 甲基葡萄糖苷) 1 6 0 1 8 0 。 在化妆品中应用，g l u c a m 系列产品是有效的吸湿和保湿剂、润肤剂、凝固点降低 剂、调理剂，易溶于水和乙醇，g l u c a mp 系列产品可溶于蓖麻油和其他油类。可用于香 波和发蜡，增加头发光泽；作为香皂添加剂可防止开裂、增泡，用后产生柔软感。g l u c a m p - 2 0 还可作为香精定香剂，增加头香持久力。 葡萄糖酯类保湿剂是温和性组分，基本无毒无刺激性。g l u c a mp 一2 0 还可作为抗刺 激剂。 ( 8 ) 胶原( 蛋白) 类保湿剂 水解胶原( 蛋白) 和氨基酸及其衍生物在化妆品中的应用发展很快，能滋润肌肤， 赋予其平滑感觉，对头发有很好的调理作用，使头发丰满富有生机。不同的水解胶原( 蛋 白) 和氨基酸产品，其氨基酸组成不同，相对分子量范围差异很大，对皮肤和头发作用 差别也较大。可分为动物蛋白、植物蛋白、丝蛋白、透明质酸蛋白、全蛋白和奶蛋白等， 产品的性能温和，多功能并使用安全，多作为皮肤和头发的润滑剂和调理剂，成为高档 化妆品的重要原料。如在护肤品中，与皮肤表面的蛋白质结合，可起到天然保湿剂的作 用。 ( 9 ) 甲壳质衍生物和脱乙酰壳多糖 甲壳质( c h i t i n ) 是一种聚氨基葡萄糖，广泛存在于菌藻类到低等动物的一种高相对 分子质量的多糖，是龙虾和蟹壳的主要成分。 8 第一章皮肤保湿和保湿剂概述 主要物理化学性质，甲壳质是b 一( 1 4 ) n 乙酰一2 一氨基一2 一脱氧一d 吡喃葡萄糖， 脱乙酰壳多糖( c h i t o s a u ) 是甲壳质脱乙酰化物的混合物，即聚葡糖胺，它们都是长直 链聚糖分子。甲壳质几乎不溶于水及各种有机溶剂，这限制了甲壳质的使用。一般都利 用甲壳质进行化学合成制成水溶性甲壳质衍生物，使化合物变成阴离子型水溶性聚合 物，扩大使用范围。 脱乙酰壳多糖在化妆品中主要用于香波和护发素，脱乙酰壳多糖对皮肤和头发有较 好的亲和作用，能形成透明的保护膜。它的保湿作用很好，与透明质酸相近，可作为透 明质酸代用品用于护肤制品中。还可用作香料、染料和活性剂胶囊的成膜剂，在药物上 应用，伤口愈合和人造皮肤方面应用，剃须后洗剂及皮肤损害、晒伤处理液等。 甲壳质和脱乙酰壳多糖都是天然高聚物，在加工过程中也不含有害单体，可认为生 理上是安全的。 ( 1 0 ) 氨基酸保湿剂口1 三甲基甘氨酸( t r i m e t h y l g l y c i n e ) 是一种天然的、可食用的氨基酸，它存在于水生 贝类动物和菠菜、椰菜、甜菜根等植物中，是甜菜碱加工过程的副产物，在糖蜜中含量 达8 。其结构式为( c h 3 ) 3 r c c r 王2 c 0 0 。 主要物理化学性质，外观为白色晶体粉末，甜而带一点苦昧，可溶解于水、乙醇、 丙二醇和甘油，可再生的来源。由于三甲基甘氨酸具有很强的结合氢原子的极性分子， 在水溶液中，可以形成很强的氢键，这样改变了水的活性，羧基( c o o ) 吸引水分子 中的氢原子，吸附的水分子在两种相反的力作用下按立体方向分布在三甲基甘氨酸周 围。三甲基甘氨酸中的“n 原子对负电荷产生吸引力，而与氮原子连接的甲基则产生 排斥力。当一分子水被三甲基甘氨酸结合时，它也很容易被另外一分子水取代，即水分 子在三甲基甘氨酸附近停留的时间较其它保湿剂停留的时间短。它中一种真正意义上的 水分子携带者，当物理条件改变时，它很容易将水分子释放到周边环境中。所以，三甲 基甘氨酸不象其它多元醇保湿剂( 如甘油) 一样固定水分子，它允许水分子完全能被活 细胞利用。这种作用效果对口腔粘膜及皮肤细胞的水分子平衡起到了良好的作用，也为 口腔用品及护肤产品应用三甲基甘氨酸提供了理论依据。在稀溶液中，一个水分子能暂 时占据三甲基甘氨酸两性离子的中间，其它水分子则按偶极有序排列。由于围绕c - n 轴 的三甲基的运动性以及空间位阻的作用，解释了靠近三甲基甘氨酸的水分子很容量释放 到周边液体中去。 由于三甲基甘氨酸具有独特的连结水及细胞膜保护的性能，用于皮肤护理品中具有 保湿作用和降低皮肤的刺激性；用于牙膏中对s l s 表面活性剂引起的刺激的降低作用以 及它结合的自由水营养细胞的作用可改善慢性口干症；用于洗护产品中可以降低表面活 性剂对人体的刺激作用和改善干湿梳理效果，防止头发缠绕。 三甲基甘氨酸l d 1 1 2 9 k g ( 老鼠，经口) ，2 8 天可生物降解。对皮肤和眼睛不会 引起刺激作用，可在各类化妆品中安全使用。 ( 1 1 ) b 一葡聚糖 葡聚糖广泛分布于自然界中，且有多种不同的类型，其中最为广为人知的是纤维素 9 江南大学专业硕士学位论文 和淀粉。b 一葡聚糖最常见有p 一1 、3 、p 一1 、4 、p l 、6 三种构型。酵母细胞壁中的p 葡 聚糖及裂褶菌获得的b 葡聚糖是以8 - 1 、3 为主链，p 一1 、6 为侧链的葡聚糖；燕麦p 葡 聚糖是由交替的p ( 1 、3 ) 和( 1 、4 ) 糖苷链连接而成的葡聚糖。以p 一1 、3 为主链，p l 、 6 为侧链的葡聚糖被认为是免疫活性最强而且最易被人体吸收的葡聚糖构型h 1 。 主要物理化学性质，汽巴公司从连续的微生物发酵中分离出的水溶性的p l 、3 1 、 6 一葡聚糖( t i n o c a r e g l ) 为无色微粘稠透明液体，无特征气味，粘度为9 0 0 0 1 0 0 0 0 m p a ( b r o o k f i e l dl v r ，1 2 r p m ；2 2 ) ，分子量为卜5 x1 0 6 道尔顿。 t i n o c a r e g l 具有天然免疫激活特性，高效修护皮肤的功能。近年来的研究发现， b 一葡聚糖是巨噬细胞的活化剂，可刺激皮肤细胞活性，增进细胞增殖代谢，帮助皮肤复 原，减少皮肤皱纹产生，延缓皮肤衰老：有效防止u v a 引起的细胞脂质过氧化，抗光老 化功能。t i n o c a r e g l 可降低皮肤细胞内抗氧化成分麸氨基硫因紫外线照射引起的降低 程度，提高皮肤细胞在紫外线照射时的抗氧化能力，并且