（纺织工程专业论文）柞蚕丝肽膏的研制[纺织工程专业优秀论文].pdf

柞蚕丝肽膏的研制 提要 柞蚕丝肽是从天然柞蚕丝中提取的生物多肽。目前，无论国内还是国际，有 关柞蚕丝肽产品的研究均是空白，利用柞蚕丝肽研制柞蚕丝肽化妆品，具有重要 的理论意义及现实意义。本文以柞蚕丝肽膏的研制为中心，对柞蚕丝肽的制取原 理、氨基酸组成及吸湿保湿性能等进行了探讨。着重对柞蚕丝肽膏的原料、配方 及工艺条件选择、柞蚕丝肽膏技术指标的测定及其使用性能评价方法进行了研 究。使用s h m l 0 0 皮肤分析仪对柞蚕丝肽膏的美白、保湿性能进行了定量测定。 研制的柞蚕丝肽膏的质量指标完全符合国家标准q b t 1 8 5 7 9 3 要求，而且具有 良好的保湿、美白、增加皮肤弹性、延缓皮肤衰老等功能。产品外观洁白、细腻、 亮泽、香气怡人，肤感舒适，令使用者心情愉悦。 关键词：柞蚕丝肽、柞蚕丝肽膏、乳化剂、保湿性能 作者：贾艳梅 指导教师：谢瑞娟 崔传庆 t h es t u d ya b o u tt u s s a hs i l kp e p t i d ec r e a m a b s t r a c t t h ct u s s a hs i l kp e p t i d ei se x t r a c t e df r o mr m t u r a lt u s s a hs i l k u pt on o w , t h e r ei s n os u c hr e p o r ta b o u tt h es t u d yo ft u s s a hs i l kp e p t i d ep r o d u c t s ， n e i t h e ri n l a n dn o r o v e r s e a s t om a k ec o s m e t i c sw i t hr u s s a hs i l kp e p t i d eh a sb o t hi m p o r t a n ta c a d e m i c a n dp r a c t i c a lm e a n i n g s i nt h i sp a p e r , t h et u s s a hs i l ke x t r a c t i n gw a y s ，t h ef o r m u l af o r t u s s a hs i l kc r e a m ，t h es e l e c t i o na b o u tm a t e r i a l sa n dt e c h n i c a lc o n d i t i o n s ， a n dt h e q u a l i t y t e s t i n gs t a n d a r da n dw a y sa r ed i s c u s s e d w i t ht h es k i na n a l y s i si n s t r u m e n t “s h m l 0 0 ”也ef u n c t i o n so fw h i t e n i n ga n dm o i s t u r ek e e p i n ga r et e s t e d q u a n t i f i c a t i o n a l l y t h eq u a i l t yo ft h et u s s a hs i l kp e p t i d ec r e a mi st o t a l l yu pt ot h e n a t i o n a lq u a l i t ys t a n d a r dq b t 1 8 5 7 9 3 i th a st h ef u n c t i o n so fk e e p i n gm o i s t u r e ， w h i t e n i n gs k i n e n h a n c i n gt h es k i n sf l e x i b i l i t ya n dr e t a r d i n gt h es k i n sa g i n gt h e p r o d u c th a saw h i t ea n db r i 【g h ta p p e a r a n c e ，s w e e ts m e l l i n g ，a n dac o m f o r t a b l et o u c h f e e l i n g w h i c hc a nm a k et 1 1 eu s e r sp l e a s a n t k e y w o r d s ：t u s s a hs i l kp i p t i d e ；t u s s a hs i l kp i p t i d ec r e a m ；e m u l s i f i e r ；m o i s t u r i z i n g p r o p e r t y w r i t t e n b yj i ay a n m e i s u p e r v i s e db yx i er u i j i a n c u tc h u a n q i n g 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文 不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏 州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本 声明的法律责任。 研究生签名；叠垃：圭堡日期：2 生：! 星 学位论文使用授权声明 苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论 文合作部、中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论 文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论 文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相致。除在保密期内的 保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的 全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权苏州大学学位办办理。 研究生签名：益垒之叠叠 日期： 导师签名： 王娅选西日期： d 乒占，g ! 丝：! 鳖 柞蚕丝肽膏的研制前苦 1 前言 化妆品是为了使人清洁、美化，增加魅力，修饰容貌，增加风采，同时也 是为了保护皮肤和毛发的健康，增强美感，而在人体上涂抹、散布等使用的制 品。 随着科学技术的发展以及人民生活水平的提高，化妆品几乎成为人们生活 中的必需品，化妆品行业也有了突飞猛进的发展，不同用途、剂型、功能、含 各种活性原料的化妆品相继问世，层出不穷，产销量连年增加。我国化妆品工 业自8 0 年代开始获得了快速发展，化妆品生产企业由8 0 年代初的不足2 0 0 家， 发展到2 0 0 1 年的3 7 0 0 多家。化妆品工业总产值1 9 8 2 年是2 亿元，1 9 9 0 年为 4 0 亿元，1 9 9 6 年为2 2 0 亿元，1 9 9 7 年以后每年的增长率都在1 0 左右，以2 0 0 2 年为例，2 0 0 2 年我国化妆品实现销售额约4 6 0 亿元，比2 0 0 1 年的4 0 0 亿元增 长了1 5 ，实现利税约1 7 0 亿元，与2 0 0 1 年的1 5 0 亿元相比增长了1 3 ，化 妆品工业的发展速度高于国民经济g d p 的增长速度，也高于轻工业的增长速度 m 。化妆品行业的发展如此之快，与一些新的天然功能性原料的问世与使用密 不可分。 2 0 世纪8 0 年代起，一些天然原料相继问世，如芦荟、表皮生长因子、海 洋粘多糖、维它命类、丝肽等。这些新原料赋予了化妆品全新的性能和使用感， 推进了化妆品行业的技术进步，提高了化妆品的内在品质，也促进了化妆品行 业产销量的增加。尤其是一些绿色天然原料倍受青睐。绿色天然化妆品是2 1 世 纪市场的热点产品，随着人们环保意识的增强。“回归大自然”的呼声已成为世 界化妆品工业的新潮流。在这些新原料当中，丝肽以其独特的纯天然品质及护 肤特性倍受青睐。 我国应用蛋白质作为护肤原料有着悠久的历史，在唐宋、明清历代宫廷医 案中就有应用蛋清、人乳、蜂蜜、动物蛋白等作为护肤原料的记载。1 9 5 8 年， 国外学者研究证明蛋白质的水解物对皮肤有保护作用，还有较好的保湿效能等。 蚕丝自古以来被认为是一种高档的服饰材料，雍荣华贵，高雅舒适，颇受喜爱。 随着科学技术的发展和绿色浪潮的到来，蚕丝在非衣料领域的应用研究也在成 为热点a8 0 年代初，国内外市场相继出现了应用桑蚕蛋白的化妆品。如t ：t 本的 “嘉娜宝”，中国的“斯密丝护肤霜”，“思美尔丝素膏”等品牌，均以桑蚕丝蛋 柞蚕丝肽青的研制 1 前言 白作为营养护肤原料，产品受到消费者的喜爱。但以柞蚕丝为原料的化妆品在 国内市场未见销售。柞蚕丝具有较强的抗紫外线功能，其氨基酸组成也与桑蚕 丝有明显的差异，柞蚕丝这些固有的特性预示着柞蚕丝肽产品具有潜在的市场。 柞蚕是天然野蚕，柞蚕丝肽具有更高的生命活性，它的独特的吸湿保湿、营养 肌肤、延缓衰老、提高肌肤生理机能的作用以及其与皮肤良好的相容性及亲和 性的特点是其它物质无法比拟的，将柞蚕丝肽添加于膏霜当中，将会大大提高 膏霜的质量及使用效果，创造良好的社会效益及经济效益。 柞蚕丝的水解产物柞蚕丝肽是一种优异的护肤材料，是一种不可多得的化 妆品活性原料。关于柞蚕丝肽应用于化妆品在国内未见相关报道，本课题将柞 蚕丝肽添加到化妆品中，以柞蚕丝肽膏的研制为中心，对柞蚕丝肽的制取原理、 氨基酸组成及吸湿保湿性能等进行了探讨。着重对柞蚕丝肽膏的原料、配方及 工艺条件选择、柞蚕丝肽膏技术指标的测定及其使用性能评价方法进行了研究。 本项目产品的研制，标志着柞蚕丝产品在化妆品中的应用成功，开创了柞蚕丝 肽化妆品的新纪元，填补了国内空白，具有技术上的创新性和一定的理论高度。 2 柞蚕丝肽膏的研制2 实验材料和实验仪器 2 实验材料和实验仪器 2 1 制备柞蚕丝肽的实验材料和实验仪器 2 1 1 实验材料 a 磷酸( 工业级，纯度8 5 ) ，柞蚕丝( 挽手、蛹衬、茧壳、落棉) ，石灰 ( 药品级) ； b 五氧化二磷( a r ，上海试剂一厂) ，甘油( 医药级，汉高公司) ，硫酸铵 ( a r ，沈阳试剂二厂) ，透明质酸( 化妆品级，山东华元) ，碳酸钾( a r ，北京 化工厂) 2 1 2 实验仪器 u v - 2 6 0 紫外分光光度计( 日本岛津公司) ，f t i r - 8 7 0 0 红外光谱仪 ( s h i m a d z u 公司) ，干燥器，电子天平( 精密度o 0 0 1 9 ，日本岛律公司) 等。 柞蚕丝肚膏的研制 2 实验材料和实验仪器 2 2 制备柞蚕丝肽膏的实验材料和实验仪器 2 2 1 实验材料 表1制备柞蚕丝肽膏的实验材料 材料名称 备注 液体石蜡 化妆品级，1 6 # 硬脂酸化妆品级，印度尼西亚原产 十八醇 试剂，沈阳新西试剂厂 肉豆蔻酸异丙酯化妆品级，优利凯玛公司 霍霍巴油 化妆品级，阿根廷原产 精制羊毛脂原丹东化学厂 凡士林试剂，沈阳试剂二厂 十六醇化妆品级，汉高公司 硬脂酸丁酯原丹东化学厂 橄榄油化妆品级 角鲨烷化妆品级，进口 环甲基硅氧烷d o wc o m i n gc o m p a n y 辛酸，癸酸甘油三酯g t c c ，进口 柞蚕丝肽粉辽宁丝绸研究院 吡咯烷酮羧酸钠p c a - n a ，原丹东化学厂 甘油医药级，汉高公司 丁基羟基茴香醚上海高维化学公司 维它命e罗氏公司 g e r m a l lp l u s i s p 公司 化妆品香精 b r i j t a 及b , i j 7 2 1汉高公司 2 2 2 实验仪器 g r 系列高速均质乳化器( 大连轻工设计研究院) ，电动搅拌器( 常州国华 电器有限公司) ，电热恒温水浴锅( 5 1 0 0 c ，上海悦丰仪器仪表公司) ，3 0 3 一l 型 电热恒温培养箱( o - l o o c ，上海仪器仪表公司) ，冰箱( 灵敏度2 ) ，c 2 i 型精 密酸度计f 精密度o 0 2 p h ，上海第二分析仪器厂) ，高压消毒锅( 上海博迅公 司1 ，5 倍放大镜，s h m l 0 0 皮肤分析仪，电炉，温度计( 精密度o 5 1 2 ) 等。 柞蚕丝肚膏的研制3 实验方法 3 实验方法 3 1 柞蚕丝肽的制备及性能测定 3 1 1 实验材料的选择 3 1 1 1 水解用酸的选择 可用于水解蚕丝的方法主要有三种，即酸水解法、碱水解法和酶水解法。由 于酶的使用局限性很强，单独使用很难使蚕丝变成所需分子量，而必须借助于酸 法，加之酶的活性常常受到环境条件影响，工艺难以掌握，更重要的是目前国内 还没有找到一种适合于蚕丝水解的蛋白酶；而碱法水解常常使氨基酸消旋化，而 不易吸收，因此，在实验中选择了酸法水解。但哪种酸更适合柞蚕丝水解昵? 借 鉴国内外的研究成果和经验，首先选择了盐酸水解法制取柞蚕丝肽，反复试验表 明，此法成本低，丝肽得率高，但存在许多不易解决的问题，如盐酸易挥发，污 染环境，腐蚀设备，工艺过程排酸困难，产品色泽深等，为此重新在酸中筛选， 经过多次试验，最后选择了磷酸水解的技术路线。从而克服了盐酸法的诸多不足， 产品质量及各项指标达到设计要求。 3 1 1 2 柞蚕丝的选择 在确定采用磷酸法之后，先后用挽手、茧壳、落棉分别进行水解实验。 ( 1 ) 从缫丝厂出来的废丝挽手、蛹衬需经过煮炼和漂白，然后洗净脱 水，烘干，切碎。 ( 2 ) 柞茧壳，茧壳要先进行解舒，再经过煮漂、洗净、烘干、切碎处理后， 也可用于制备丝肽，否则吸酸不均，渗透不好，导致产品分子量不均，回收率低。 ( 3 ) 柞丝纺绢落棉经煮漂、洗净、烘干后可直接用于制作丝肽。 实验结果表明上述三种原料均可用于制备丝肽，重要的是前处理要精细。 3 1 1 3 中和剂的选择 由于磷酸是不挥发性酸，因此，排除剩余酸就不能象盐酸那样采用加温赶酸 法，而要利用磷酸的其它性质。与盐酸不同的是，磷酸属中等强度酸，它的难溶 盐远远超过盐酸，磷酸可与许多金属形成难溶盐而从料液中沉淀出来。如c a 、 a g 、m g 、h g 、p b 、a i 、b a 等。其中磷酸钙在水中的溶解度极小为2 o 1 0 珊， 柞蚕丝肽膏的研制3 实验方法 - - n a 最大限度地清除剩余的酸：成本低；无毒性。综合考虑到毒性和成本等诸多 因素，选择石灰( c a o ) 作为磷酸的中和剂。 3 1 2 柞蚕丝肽的制备原理 蚕丝蛋白在酸的作用下，发生水解断链，生成分子量较小的丝肽：一 f ，曰f i z曰f 3 帛 4 帛导n 卜洲弋_ 吒卜c m | n 一洲吒一 n c 卜c i ! i i 一“弋。0 h h hh r 1 o r 2 u j h 2 n h c n _ c h c o o h 十 h i一 肽键 肽键在酸碱的催化下发生断裂，生成低分子的肽，低分子的肽进一步水解则 生成氨基酸。 r i o r 2 r l如 i i h 2 n c h c - n c h o o h 。 h 2 n c h o o h + h 2 n c h c o o h h i 氨基酸 肽键 低分子量的多缩氨基酸低聚肽和氨基酸一样能被人体皮肤吸收，成为优 异的营养护肤佳品。 3 1 3 柞蚕丝肽的制备方法 3 1 3 1 工艺流程 柞蚕废丝一煮漂一洗净一烘干一切断一水解一中和一沉淀分离一过滤一蒸 发浓缩一喷雾干燥一成品 6 柞盘丝肽胥的研制 3 实验方法 3 1 3 2 制备方法 在1 0 0 0 立升反应釜中，投入一定量的酸及水，搅拌升温至1 2 0 c ，加入预 处理好的柞蚕丝，反应8 1 2 小时( 视水解情况而定) ，降温中和，离心沉降，分 出上层清液，过滤、喷雾干燥”1 。 3 1 4 柞蚕丝肽的性a 。ez l i 、l l 。l 定 3 1 ，4 1 柞蚕丝肽的理化指标测定 3 1 4 1 1 外观 用目力在室内无阳光直射处观察。 3 1 4 1 2 总氮量 采用凯氏定氮法。 ( 1 ) 样品的消化 称取0 5 9 左右样品，准确至0 0 0 0 2 9 ，放入一个5 0 0 r a l 凯氏烧瓶中， 加入硫酸铜0 9 9 ，无水硫酸钾1 5 克，硫酸2 5 m l ，玻璃珠2 粒，在电热套中 小心加热，待样品炭化，泡沫消失，再加强火力，直至溶液澄清碧绿，再加 热2 h 。 ( 2 ) 氨的蒸馏 待上述消化液冷却后，加蒸馏水2 0 0 m l ，摇匀，冷却。沿瓶壁小心加入 4 0 氢氧化钠溶液l o o m l ，立即装好蒸馏装置，冷凝管末端插入3 0 0 m l 三角 瓶中，瓶里盛有5 0 m 1 2 硼酸吸收液，冷凝管末端应浸入液面下l c m ，并在 2 硼酸溶液中加2 滴混合指示剂( o 1 甲基红一乙醇溶液与0 5 溴甲酚绿一 乙醇溶液等体积混合) ，然后开始加热蒸馏，直至流出液体积约1 5 0 m l ，用 p h 试纸检查流出液为中性，取下硼酸吸收瓶，再停止加热蒸馏。 ( 3 ) 滴定 硼酸吸收液立即用0 0 5 m l l 盐酸标准溶液滴定，溶液由蓝绿变为灰红 色，即为滴定终点。 称取0 1 克蔗糖( 分析纯) ，代替样品。按上述方法进行空白测定，消 耗0 0 5 m l l 盐酸标准溶液的体积不能超过0 3 m l 。否则重做。 ( 4 ) 计算含氮量 7 柞鸯丝肽膏的研制3 实验方法 含氮量= 0 0 1 4 0 1 n f ( v 2 - 一v , ) x1 0 0 式中： v l 一滴定空白时消耗盐酸标准溶液的体积，m l 。 v 2 一滴定样品时消耗盐酸标准溶液的体积，m l ； n 一盐酸标准溶液浓度，m o l l ： w 一样品重量，g ； o 0 1 4 卜氮的摩尔质量数。 3 1 4 1 3 蛋白含量 大多数蛋白质含氮量比较接近而恒定，一般为1 5 1 7 ，平均为1 6 ，这是蛋 白质元素组成的重要特点，也是各种定氮法测定蛋白质含量的计算基础。计算公 式： 蛋白质的含量= 蛋白质含氮量等= 蛋白质含氮量6 2 5 3 1 4 1 4 灰份 将洗净并烘干的坩埚放入高温电炉中于5 5 0 _ + 2 0 c 灼烧3 0 r a i n ，取出，在空 气中冷却约1 分钟，放入干燥器冷却3 0 m i n ，称量。再重复灼烧、冷却、称重， 直至二次重量之差小于o 0 0 0 5 9 为恒重。 在已恒重的坩埚中称取2 - 5 9 丝肽样品，准确至o 0 0 0 2 9 ，在普通电炉上先行 烤至炭化，然后放入高温电炉。于5 5 0 + 2 0 ( 2 灼烧3 h ，取出，在空气中冷却l m i n ， 再在干燥器中冷却3 0 m i n ，称重。称重后再放入电炉中灼烧l h ，冷却，称重。二 次重量之差小于o 0 0 1 9 为恒重。 按下式计算灰份： 灰份= 糕x l o o 式中：w o 一己恒重的空坩埚重，g ； w i 一坩埚加样品熏，g ： w 2 一灰化后坩埚加灰份重，g 。 每个样品取2 个平行样品进行测定，取其平均数。 3 1 4 1 5p h 值 直接取柞蚕丝肽1 0 水溶液，用p h 计测试，重复测定3 次，取其平均值作 柞蚕丝肽膏的研制3 实验方法 为测定结果。 3 1 4 2 柞蚕丝肽的氨基酸组成 柞蚕丝肽氨基酸组成在日立8 3 5 5 0 型氨基酸分析仪上测定。上机浓度为3 7 6 i tg 5 0i tl 。色氨酸用4 2 m o ln a o h 水解：用过甲酸氧化法处理测定胱氨酸；其 余氨基酸用6 m o lh c l 水解测定。采用外协的方法，由北京营养源研究所检验测 试。 3 1 4 3 柞蚕丝肽的紫外光谱测定 在u v - 2 6 0 紫外分光光度计( 日本岛津公司) 上测定。波长范围为1 9 0 3 2 0 n l n ，柞蚕丝肽水溶液浓度为0 1 。 3 1 4 3 柞蚕丝肽的红外光谱测定 将丝肽粉与k b r 混合压片试样，在s h i m a d z u 公司的f t i r - 8 7 0 0 红外光谱 仪上对丝肽粉进行红外吸收光谱测定。波数范围为4 0 0 0 - - 4 0 0e m 一，扫描次数为 1 0 次，光谱分辨率为4 0 。 3 1 4 3 柞蚕丝肽的吸湿和保湿性能测定 ( 1 ) 样品处理 将试样在以p 2 0 5 为干燥剂的干燥器内减压放置一夜，使其干燥；吸湿实验 用干燥试样，保湿实验用吸湿实验后的湿润试样。 ( 2 ) 吸湿实验 将由饱和硫酸铵水溶液作为相对湿度( r h ) 8 1 的干燥器和由饱和碳酸钾 水溶液作为相对湿度( r h ) 4 3 的干燥器置于2 0 ( 2 恒温箱中，精确称取1 0 9 干 燥柞蚕丝肽粉试样2 份，置于直径为3 c m 的表面皿中，分别放在两个干燥器( r h 8 1 及r h 4 3 ) 内，经过4 8 小时，精确称取各试样重量，由放置前后试样的重 量差，求出吸湿率。 吸湿率计算公式： 吸湿率( ) ：w - w o 。1 0 0 0 式中w r 放置前试样重量( g ) w 放置4 8 h 后试样重量( g ) 9 柞蚕丝肽膏的研制 3 实验方法 ( 3 ) 保湿实验 将上述吸湿后的试样继续在干燥器内放置4 8 h ，精确称取试样重量，由继续 放置前后试样的重量差，计算样品的保湿率。 保湿率计算公式： 保湿率( ) = 鲁x 1 0 0 盯 式中w 一放置4 8 h 后试样重量( g ) w l 继续放置4 8 h 后试样重量( g ) ( 4 ) 柞蚕丝肽与甘油、h a 吸湿保湿对比实验 甘油、透明质酸( h a ) 是化妆品行业公认的保湿剂，所以将柞蚕丝肽与甘 油、透明质酸( h a ) 进行对比实验。 用( 2 ) 、( 3 ) 测定柞蚕丝肽吸湿率及保湿率的方法，分别测定甘油、透明质 酸( h a ) 在r h 为4 3 和8 1 下的吸湿率及保湿率，与柞蚕丝肽进行对比。 对每次吸湿保湿实验重复三次，取三次结果的平均值。 3 2 柞蚕丝肽膏的制备及性能测定 3 2 1 柞蚕丝肽膏的制备原理 柞蚕丝肽富含多种的氨基酸，具有天然野生蛋白质的极强的生命活性，优良 的吸湿保湿、营养肌肤、活化细胞、嫩肤美白、延缓衰老特性。这一切都表明柞 蚕丝肽是一种优异的化妆品活性原料，采用它制作的化妆品在内在品质、使用性 能、科技含量上将与众不同。独树一帜，开辟野蚕丝生命蛋白质护肤新纪元。 化妆品种类繁多，功能各异，分类方法也多种多样，如按剂型分类，可将其 分成透明液体、透明凝胶、乳膏状、不透明液体、粉末状、蜡状、气溶胶状、笔 状、锭状等五大类。化妆品的作用机理与采用的载体类型和选择的活性成分直接 相关。活性成分( 本实验中为柞蚕丝肽) 的传递速度和吸收率取决于分子自身的大 小、物化性质以及承载和释放他们的载体性质。本实验制各的柞蚕丝肽膏属于乳 膏状营养型化妆品，因为乳化状的膏体是柞蚕丝肽的最佳载体，它比较容易将柞 蚕丝肽所含营养输送给肌肤，让肌肤最大程度地吸收柞蚕丝肽。另一方面，护肤 膏霜也是人们最常用、使用频率最高的基本护肤品( 详见表2 ) 。将柞蚕丝肽研制 成护肤膏霜的形式，以便于更广泛的人群使用这种产品。 l o 柞蚕丝肽膏的研制 3 实验方法 表2 女性使用化妆护肤品种类及比例调查表 化妆护肤品使用比例( ) 化妆护肤品 使用比例( ) 润肤膏霜 8 2 9眼霜1 6 6 洗面奶 6 8 6 粉饼 1 5 9 口红5 0 2 睫毛膏 1 5 2 防晒霜 2 8 6 唇线笔 1 4 3 眉笔2 5 0 眼影 1 2 2 面膜 2 2 7 眼线笔 9 0 腮红5 7 其它1 3 制备柞蚕丝肽膏的原理是利用化学上的乳化原理，即将互不相溶的油相和水 相在定条件下，借助于乳化剂，使之形成稳定的乳化体。当油和水混合时，可 能形成一种暂时的乳化体。但是由于表面张力很大，两相将很快地分离，除非采 用乳化剂来稳定这种体系。即使如此，最稳定的乳化体，由于是一个热力学不稳 定体系，最终也将分离。 图1乳化体形成示图“1 制备柞蚕丝肽膏这种乳化状态的化妆品，并不希望也不可能实现乳化体系永 远不发生油水分离，只要求其在保质期( 3 年) 内不发生分离就可以了。选择合理 的油相原料、水相原料、乳化剂以及其它活性添加剂，在一定温度，搅拌( 均质1 等条件下就可以制备出柞蚕丝肽膏了。 3 2 2 实验材料的选择 化妆品的原料种类很多，性能各异，在化妆品中所起的作用也不相同。对膏 霜类产品而言，油脂和蜡类及其衍生物是化妆品基剂的重要来源：为了使某些成 一霸誉 柞蚕丝肽膏的研制 3 实验方法 分乳化，需加入表面活性剂( 乳化青u ) ；为了调整化妆品在皮肤上的感觉及保湿性， 要使用粘性物质及保湿剂；要产品对微生物和氧化稳定，还需加入防腐剂和抗氧 剂。香味是化妆品的重要指标之一，因此，香料也是化妆品的主要原料。有时， 为了使产品具备某种特殊功能，还需加入功能性原料。要想制备出优质并有特色 的膏霜产品，就必须采用正确的方法，将上述各类原料合理地加以配合，充分发 挥各种原料的特点和功能。 本实验制备的柞蚕丝肽膏在配方中的最大特点是添加了柞蚕丝肽，这就对组 成膏霜的原料有了特别的要求。在配方时最主要的一点就是配方中其它原料要与 柞蚕丝肽有较好的相容性及配伍性，不能与丝肽发生化学反应，不会破坏丝肽的 结构及营养，不影响柞蚕丝肽护肤作用的发挥。其次，还应考虑到各种原料之间 的相互配伍性。因此，柞蚕丝肽膏在原料选择上具有其不同的特点及要求。 3 2 2 1 油相材料的选择 化妆品使用的原料上千种，其中油脂类和蜡类及其衍生物所占比例非常大， 应用范围很广。在膏霜中作为主要原料或辅助原料其使用量也是相当大的。对膏 霜类产品，油相原料选择合理与否直接影响到产品的护肤性能，乳化剂的选择及 乳化体的稳定性和最终产品的涂展性及肤感。 化妆品常用油性原料可大致分类如下： r 植物性油脂 植物脂f 干性油 严刮 堆蜘t 柔篡 il 动物性油脂 耄笔鎏 簪l 蜡类 燃 麴f 高碳脂肪酸类 麓1构成油脂、蜡的组成 ；磊关“ 料 l茎茎每化油 。合成酯类 柞蚕丝肽膏的研制 3 实验方法 本课题所要制备的是柞蚕丝肽膏，在油性原料的选择上有其特殊性，首先必 须考虑油相原料与柞蚕丝肽的配伍性，其次要考虑油性原料的化学稳定性，色泽、 气味，护肤特性等。柞蚕丝肽膏的油相设计最初有三种设想，即油相组合i 、i i 、 i i i 。三种油相原料组合见表3 。 表3 柞蚕丝肽膏油性原料 匙蒜兮 ii ii i i 原料名称、弋 儿士林5 o 硬脂酸 5 54 54 o 十六醇3 34 o 蜂蜡 1 0 硬脂酸丁酯 2 5 橄榄油 6 0 羊毛脂 2 50 5 角鲨烷 6 5 环甲基硅氧烷o 5 5 0 辛酸，癸酸甘油三 4 8 酯 液体石蜡l o o 十八醇5 o 肉豆蔻酸异丙酯3 5 霍霍巴油 2 8 油相总量( ) 2 3 82 7 _ 3 2 5 8 按照表3 所列三种油相原料组合，分别进行了柞蚕丝肽膏制备实验。实验结 果如下： 组合i ：比较容易乳化，缺点是膏体粘腻感强，色泽黄，异味大。 组合i i ：选择乳化剂可以乳化，但乳化不容易操作，产品稳定性差，膏体成 柞蚕丝肽膏的研制 3 实验方法 本较高。 组合u i ：乳化完全，容易操作，膏体细腻，肤感柔滑，适合做为柞蚕丝肽膏 的油相。此组合中含有动、植物油脂及矿物油、合成油脂，可以很好发挥护肤协 同作用，提高护肤指数。 根据实验结果，确定组合i 作为柞蚕丝肽膏的油性原料。柞蚕丝肽膏油性原 料性质见表4 。 表4 柞蚕丝肽膏油性原料性质 性质 原料痛卜 外观熔点( )密度酸值分类 0 8 4 0 0 8 8 5 液体石蜡无色无味透明液体 o矿物油 ( 1 5 ) 0 8 3 9 0 硬脂酸 白色块状或颗粒6 9 62 0 5 2 1 0 脂肪酸 ( 8 0 ，4 ) 十八醇白色颗粒，无异味 5 8 6 0o 2 高碳醇 0 。8 5 0 - 0 8 6 0 肉豆蔻酸异丙酯无色无味透明液体 l 合成油腊 ( 2 0 ) 霍霍巴油 微黄色液体。稍有异味植物油脂 黄色或琥珀色脂肪状0 9 6 0 精制羊毛脂 3 6 _ 4 24 动物脂 物质，有特异气味( 5 0 ) 3 2 2 2 乳化剂的选择 3 2 2 2 1 乳化剂种类 柞蚕丝肽膏是一种乳化体系，在乳化体配方组成当中，乳化剂起着至关重要 的作用。制备稳定的化妆品乳化体的关键问题之一就是选择合适的乳化剂，优良 的乳化剂提供乳化稳定性而不影响产品所要求的作用和安全性。乳化剂的选择是 制备柞蚕丝肽膏的技术难点也是技术关键。 从乳化体的类型看，乳化体的分散相( 内相) 是非水溶的，则水相就是连续 相( 外相) ，这种类型的乳化体称为水包油( o w ) 型乳化体；反之则为油包水( w o ) 型乳化体。在制备化妆品时，油、水两相不一定是单一组分，而且般都不是， 每一相都可包含有许多成分。 一般来讲，o w 型膏霜在皮肤上容易涂展，油腻感轻，粘性小，肤感好。而 w o 型的乳化体是一种重油配方成分的产品，油腻感重，发粘，只适于作按摩 膏、晚霜、眼睑膏等产品以及用于干性皮肤的制品。 4 柞蚕丝肽青的研制3 实验方法 从柞蚕丝肽的性质看，柞蚕丝肽的结构单元是氨基酸，具有明显的亲水性， 它易溶于水相而难溶于各类油脂，比较适合配制水包油( o w ) 型产品。这样柞蚕 丝肽分子可以均匀地分布于乳化体的外相( 水相) 当中，更易于被肌肤吸收，从而 更大程度发挥护肤作用。因此，制各柞蚕丝肽膏适合选用水包油型乳化体，制成 o w 型膏霜。 从乳化剂的化学结构看，乳化剂即是各种表面活性剂，它是由亲水基和亲油 基组成的两亲性物质，根据其在水中是否发生离解以及活性基团的性质，可将其 分为阴离子型、阳离子型、两性离子型及非离子型四大基本类型。目前，用于护 肤膏霜的乳化体大部分采用阴离子型及非离子型，而两性及阳离子型乳化剂使用 较少。非离子型乳化剂的适用性最广，能与各类原料相互配伍，适用的p h 值范 围也较宽( 3 1 2 ) ，但有可能对防腐造成困难，减弱防腐剂的活性，这可以通过选 用合适防腐剂解决。在制备柞蚕丝肽膏时，考察了阴离子型及非离子型乳化剂对 乳化体稳定性及膏体质量的影响，考察结果如表5 。 表5 阴离子型及非离子型乳化剂膏体对照表 指标 外观 p h 稳定性 肤感润肤性能 乳化剂、4 0 1 ，2 4 h1 0 l ，2 4 h 阴离子型细腻、 ( 脂肪酸三乙醇胺) 亮泽 8 o色泽变黄变稠厚、粗一般较好 非离子型细腻 6 9 无变化无明显变化柔软滑润好 注：柞蚕丝肽2 5 ，油相总量2 5 8 。 根据表5 ，初步选定采用非离子型乳化剂作为本实验膏体的乳化剂。选择的 非离子乳化剂是聚氧乙烯2 硬脂醇醚( b 川7 2 ) 和聚氧乙烯2 l 硬脂醇醚( b n j 7 2 1 ) 两 种。从表5 可以看出，非离子型乳化剂b 埔7 2 及b r i j 7 2 1 复配使用适于制作柞蚕 丝肽膏。下面再用h l b 值法进一步验证选择该乳化剂对的合理性。 h l b ( h y d r o p h i l e - l i p o p h i l e b a l a n c e ) 值又称亲水亲油平衡值，它是由乳化剂分 子的化学结构、极性强弱或是分子中的水合作用决定的。利用h l b 值的方法可 以初步从理论上选定乳化剂，也可以判定已经选定的乳化剂是否合理。并可根据 乳化油相所需h l b 值以及乳化剂应提供的h l b 值确定两种乳化剂的最佳比例。 表面活性剂的h l b 值及用途见表6 。 柞蚕丝肽青的研制3 实验方法 表6 表面活性剂的h l b 值及用途“ h l b 范围主要用途h l b 范围主要用途 1 5 3消泡剂8 1 8o w 型乳化剂 4 “ w o 型乳化剂1 3 1 5洗涤剂 7 9 润湿剂 1 5 1 8 增溶剂 在表3 中，已经确定了各种油相原料及用量，从表6 可以根据己知的乳化每 种油性原料所需的h l b 值，根据h l b 值的加和性，计算出乳化整个油相所要求 的h l b 值，然后，计算出b r i j 7 2 b r i j 7 2 1 可以提供的h l b 值( 可调整其比例) ，使 其与乳化整个油相所需的h l b 值相符，如果二者相符，说明该乳化剂适合此油 相体系。 油相所需h l b 值的计算，根据h l b 值的加和性。假定油相中有a 、b 、c 三种组分，其h l b 值分别对应为h l b 。、h l b b 、h l b 。，其用量为a 、b 、c ，测 油相混合物的h l b 值可用加权平均法来计算； 脚2志hlb,abc + 熹abc 脚。+ 百b 蠹皿( 1 )+ + 。 口+ c 一 本实验中所用油相原料、百分比、h l b 值及乳化油相所需h l b 值见表7 。 表7 油相原料h l b 值 原料名称百分比占油相原料所需h l b体系需h l b 值 液体石蜡 1 03 8 7 6l o1 0 0 3 8 7 6 + 十八醇 5 o1 9 ，3 81 5 1 61 5 0 1 9 3 8 + 硬脂酸 4 01 5 51 7 1 7 0 1 5 5 + i p m3 ，51 3 5 61 21 2 o 1 3 5 6 + 霍霍嘏油 2 81 0 86 7 6 o 1 0 8 + 精制羊毛脂 o 51 9 41 0 1 2 1 0 0 0 1 9 4 合计 2 5 8 1 0 0= 1 1 9 9 9 由表7 可知，本实验油相所需h l b 值为1 1 9 9 9 。而乳化剂b r i j 7 2 b r i j 7 2 1 能 提供的h l b 值是多少? 乳化剂聚氧乙烯一2 硬脂醇醚( b 蛹7 2 ) 的h l b 为4 9 ；聚氧 乙烯- 2 1 硬脂醇醚( b r q 7 2 1 ) 的h l b 为1 5 5 。根据公式( 1 ) 计算乳化剂 柞蚕丝肽膏的研制3 实验方法 b r i j 7 2 b r i j 7 2 l 的h l b 值。 若b r i j 7 2 ：b r i j 7 2 1 = l ：l ，两者混合物提供的h l b 值为 h l b 铲二1 + 1x 4 9 + 击“5 。5 。1 m 2 若b r i j 7 2 ：b r i j 7 2 1 = 1 ：2 ，两者混合物提供的h l b 值为 h l b = 一4 9 + 三一1 5 5 = ii 9 6 1 + 2i + 2 通过上面的计算可知，当b r i j 7 2 ：b d j 7 2 1 = l ：2 时，乳化剂所提供的h l b 值 ( 1 1 9 6 ) 与乳化油相所需的h l b 值( 1 1 ，9 9 9 ) 非常接近，所以当b r i j 7 2 ：b r i j 7 2 1 2 1 ： 2 时，其b r i j 7 2 1 7 2 1 复配的乳化剂适合己选的柞蚕丝肽膏的油相组分，这就从理 论上证实了b r i j 7 2 m n j 7 2 1 是柞蚕丝肽膏的合理乳化剂。 3 2 2 2 2 乳化剂用量 在确定了乳化剂的种类之后，根据经验公式及实验确定乳化剂用量。 一般而言，制备膏霜类产品的乳化剂用量，是在保证乳化效果及稳定性的情 况下，采用尽可能低剂量的乳化剂，这一方面是为了减少乳化剂( 表面活性剂) 对 皮肤的刺激性。减少因此造成的过敏反应，另一方面也可以降低产品成本。在实 验中，先根据乳化剂用量经验公式初步确定乳化剂用量，再通过实验最后确定其 用量。 乳化剂用量经验公式： 丽警= 1 0 2 0 一般情况，乳化剂的用量控制在油相质量的2 0 左右，本实验中柞蚕丝肽膏 油相总量占配方的2 5 8 ，据此，乳化剂质量应占配方总质量的5 左右。根据 前面已计算的乳化剂配比即b r i j 7 2 ：b h j 7 2 1 = l ：2 ，则b 墒7 2 用量为1 6 ，b r i j 7 2 1 用量为3 2 。经过实验，表明这样的乳化剂用量是可行的。可以制备出合格的 柞蚕丝肽膏。 3 2 1 3 水相材料的选择 一般的膏霜配方，水相原料包括保湿剂、水溶性高分子化合物、水溶性营养 添加剂等。在本实验中，由于配方中含有大量柞蚕丝肽成分，它即具有营养肌肤 功能，又兼具保湿特性，这使得水相原料相对简单，只选择了甘油、吡咯烷酮羧 1 7 柞蚕丝肽膏的研制3 实验方法 酸钠( p c a - n a ) 、柞蚕丝肽三种水相原料。 甘油是一种化妆品行业使用最早也最普遍的保湿剂，也是目前量最大、最经 济实用的保湿剂。甘油化学名称丙三醇，分子量9 0 ，其分子结构中含有三个羟 基，将水分子束缚住，保湿性能优异，同时兼具滋养皮肤作用，亦可增加其它组 份的相溶性。本实验中甘油用量为5 。 吡咯烷酮羧酸钠是一种新型保湿剂，是角质层中天然保湿因子的重要成分， 具有良好的吸湿和保湿效果。本实验采用的p c a - n a 是其5 0 水溶液。 3 2 1 4 防腐剂的选择 为保证化妆品有一定货架寿命，保持其外观、色泽、香气和使用性能在一定 时间内( 如2 3 年) 不发生变化，化妆品的配方中需要添加防腐剂。 普通膏霜的防腐一般比较容易进行，添加了柞蚕丝肽的膏霜产品防腐难度较 大。因为柞蚕丝肽是高营养物质，容易成为细菌等微生物的培养基，容易发霉变 质。在夏季，阴暗潮湿环境中放置的柞蚕丝肽膏只3 - 5 天便开始发霉、变味，加 之本实验的乳化体系是非离子体系，容易使一些防腐剂失去活性，使防腐更加困 难。因此，本实验的防腐剂选择也是一大关键和难点。选用防腐剂的原则：安 全性好，无毒性及刺激性，颜色淡，无味或轻微气味：与柞蚕丝肽及配方中其 它组分配伍性好，溶解度大；广谱抗菌活性，且含量极低就有防腐效果。 在本实验中，对防腐剂进行了大量的筛选实验，试用过多种防腐剂，有的防 腐效果差，产品发霉，有的与其它原料配伍不好，造成膏体发粗、变色，也有的 造成皮肤过敏，刺激性大，最后选定了复配的防腐剂g e r m a l lp l u s 作为柞蚕丝肽 膏的防腐剂比较成功。防腐剂性质及实验结果见表8 。 从表8 可知采用g e r m a l lp l u s 防腐剂，刺激性、配伍性、防腐效果指标均最 优，它是柞蚕丝肽膏的理想防腐剂。g e r m a l lp l u s 用量为0 ，2 柞蚕丝肽膏的研制 3 实验方法 表8 防腐剂性质及实验结果表 商品 化学名称供应商外观实验中用量刺激性 配伍性防腐效果 名称 凯松异噻唑啉酮陕两省石淡黄色液 0 1bba c g 类化合物 油化工研 体稍有 究设计院异味 g e n 札a双昧唑烷基i s p 白色粉末 o 2aaa u p l u s脲和碘代丙 炔基j 。基甲 氨酸酯 g e i t n s 咪唑烷基脲北京桑普白色粉末 0 2 5a a c 1 1 a生化 布罗2 溴- 2 一硝基 北京桑普白色结晶 0 0 5bc 波尔一l ，3 丙二醇生化 b f o n o p o l 尼泊对羟基苯甲 日本进口白色粉末甲酯0 1 a c 金甲 酸甲酯f 乙乙酯0 0 5 酯与酯) 乙酯 a 好，b 一般，c 差 3 2 2 5 抗氧剂的选择 并不是所有的化妆品都必须在配方中加入抗氧剂，但制各柞蚕丝肽膏则必须 加入抗氧剂。从柞蚕丝肽膏的原料组成看，它含有动植物油脂、脂肪酸、矿物油， 这些组分在空气中会发生自动氧化作用，从而降低化妆品的质量，甚至产生有害 于人体健康的物质。尤其是柞蚕丝肽的加入，更加要求体系有一个良好的抗氧化 性能。柞蚕丝肽具有良好的护肤、营养作用，但其对光、对氧稳定性较差。含有 柞蚕丝肽的膏霜久置泛黄，很大程度上是由于氧化作用的发生，加入合适的抗氧 剂后，泛黄情况明显改善，而由于油脂氧化酸败引起的膏体气味不良也明显改善。 物质的氧化过程可以有两种途径：一种是物质失去电子进入到氧化状态，物 质结构直接发生变化，如醇氧化成醛，进一步氧化成酸；另一种是有机物受自由 基进功，自弓变成不稳定的自由基，在氧的作用下变成过氧化态，进一步分解成 小分子“1 。如下所示： 9 柞蚕丝肽膏的研制 3 实验方法 ( 1 ) r - c o h 旦l 尺一c o h ! b r - c o o h ( 2 ) r c = c r + r r - 6 一c r 玛尺一c c 一太_ + r 1 + 丙二：醇 o o 抗氧剂是指可以提供电子，抑制氧化，或通过吸收自由基，而使目标物质不 受攻击，但自身却相对稳定的一些化学的或具有生物活性的有机物质。对化妆品 来说，抗氧剂可以分为两大类，即物理抗氧剂和活性抗氧剂。 物理抗氧剂是用于稳定产品基质，抑制基质中一些活性成分氧化的抗氧化 剂。代表性物质有丁基羟基回香醚( b h a ) 、二叔丁基对甲酚( b h t ) 、没食子酸丙 酯等。 活性抗氧剂是指通过产品基质作为载体，渗透到皮肤或头发中，抵抗化学氧 化、自由基攻击、生物氧化酶反应以及u v 对细胞及细胞间质等生命大分子破坏 的一类活性物质。如s o d 、v e 、谷胱甘肽等。 在制备柞蚕丝肽膏的实验中，采用物理抗氧剂b h a 与活性抗氧剜维它命e 配合使用作为体系抗氧剂，v e 在发挥抗氧化作用的同时，还起营养肌肤、祛皱 作用。 抗氧剂用量：b h a 为0 0 5 ，v e 为o 5 。 2 0 柞蚕丝肽膏的研制3 实验方法 3 2 3 柞蚕丝肽膏的制备方法 3 2 ，3 1 工艺流程 蠹翟篆k 卜1 二亟量至叵二陋 b r t j 7 2 。一1 。一 b h a 、v ei ( 水相)i 去喜嘉水| - 互 甘油广，1加热 p