本文针对婴童洗护产品开发需求,通过采用罗氏泡沫仪表征发泡性能,多维度测试评估原料刺激性,系统评价了9种婴童洗护产品中常用表面活性剂椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB)、甲基椰油酰基牛磺酸钠(SMCT)、PEG-80 失水山梨醇月桂酸酯(TWEEN28)、月桂酰两性基乙酸钠(SLAA)、癸基葡糖苷(DG)、月桂基葡糖苷(LG)、椰油酰谷氨酸二钠(DCG)、椰油基葡糖苷(CG)、月桂酰肌氨酸钠(SLS)的安全性和功能性,为配方设计提供科学依据,并探讨降低产品刺激性的配方策略。
![]()
研究亮点速览
①发泡性能差异显著:月桂基葡糖苷(LG)发泡力最强,PEG-80失水山梨醇月桂酸酯(TWEEN28)发泡力最弱,需根据清洁需求选择合适发泡能力的表面活性剂。
②非离子表活整体呈低刺激性:TWEEN28在鸡胚绒毛尿囊膜测试和红细胞溶血测试中均表现出最低刺激性,是降低配方体系刺激性的理想辅助复配成分。
③氨基酸表活DCG性能差异明显:椰油酰谷氨酸二钠(DCG)表现出良好的发泡性与低刺激性,但玉米醇溶蛋白测试数值较高,需关注其对皮肤屏障的潜在影响。
④两性表活CAB刺激性较高:椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB)在多项刺激性测试中表现偏强,建议在配方中控制添加量,以平衡清洁效能与安全性。
⑤多元降刺激性方法:通过表面活性剂复配降低cmc、添加ECTOIN或植物提取物、选用绿色表面活性剂(如无患子提取物、槐糖脂)等策略,均可显著提升配方温和性。
01
实验部分
主要试剂
①椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB)、甲基椰油酰基牛磺酸钠(SMCT),化妆品级,科莱恩化工(中国)有限公司;
②PEG-80失水山梨醇月桂酸酯(TWEEN28),化妆品级,禾大化学品(上海)有限公司;
③月桂酰两性基乙酸钠(SLAA)、癸基葡糖苷(DG)、月桂基葡糖苷(LG)、椰油酰谷氨酸二钠(DCG),化妆品级,巴斯夫(中国)有限公司;
④椰油基葡糖苷(CG),化妆品级,LG HOUSEHOLD & HEALTH CARE CO. LTD.;
⑤月桂酰肌氨酸钠(SLS),化妆品级,日本ArteChem公司;
02
实验结果与讨论
2.1
发泡性能
泡沫性能是洗护产品的主要指标,对于婴童洗护产品,丰富、绵密的泡沫体验会给消费者在洗沐过程中带来乐趣。选择具有丰富、绵密泡沫的表面活性剂是在设计婴童洗护时主要的考虑因素之一。按照1.2.1发泡性能测试方法测试9种表面活性剂的泡沫性能,结果见图1。由图1可以看出,发泡力从大到小为LG>DCG=CG=DG>SMCT>CAB>SLS>SLAA>TWEEN28。
![]()
2.2
刺激性
鸡胚绒毛尿囊膜测试HET-CAM是替代眼刺激的常用体外测试方法,通过观察比对环内外血管变化情况,评价受试样品刺激性。实验操作时间60s,经验证分辨率符合要求,较行业标准测试时间显著缩短,可提高测试效率,满足实验室大样本量测试。
由图2可以看出,刺激性从大到小为SLS>CAB>SMCT>SLAA>DG>DCG>CG>LG>TWEEN28。
![]()
2.3
红细胞溶血
通过比较引起50%红细胞发生溶血时的样品浓度(HC50),可比较受试样品刺激性大小。HC50越大,说明能引起50%红细胞溶血的浓度越大,受试样品的刺激性越小,反之HC50越小,能引起50%红细胞溶血的浓度越小,则受试样品的刺激性越大。
![]()
由图3可以看出,刺激性为:CAB>SMCT>CG>LG>DG>SLAA>DCG>SLS。经测试验证,TWEEN28未表现出溶血反应,这可能与其分子量较大有关,较大的分子量可能限制其插入脂质双层的能力,从而降低其与细胞膜接触的概率,最终导致对细胞膜的损伤能力较弱。
2.4
玉米醇溶蛋白测试
玉米醇溶蛋白(Zein)本身不溶于水,当其与表面活性剂接触时,Zein发生变性从而提升其在水中的溶解度。通过测量体系前后溶液中的Zein溶解度变化评估受试样品的刺激性,溶解度越大,说明受试样品与Zein的相互作用越高,刺激性也越强。
由图4可以看出,刺激性从大到小为:SLS>SMCT>DCG>CAB>SLAA>LG>CG>TWEEN28>DG。
![]()
2.5
测试结果评分
基于对9种表面活性剂原料多维度系统评估可知(表1,刺激性评分1~9分,分值越高刺激性越大;发泡性能评分1~9分,分值越高发泡性越差):
![]()
①氨基酸类型表面活性剂呈现显著性能差异,DCG在保持良好发泡性的同时表现出较低刺激性,但在玉米醇溶蛋白测试中其数值相对较高,在配方设计过程中需进一步研究其皮肤屏障损伤风险;
②在两性表面活性剂中,CAB是婴童洗护较为常见成分,测试结果显示CAB刺激性相对较高,配方设计时建议控制其添加量,从而平衡清洁效能与安全性;
③非离子类型表面活性剂整体呈现低刺激性特征,其中TWEEN28刺激性最低,但其发泡性能较差,建议作为辅助表面活性剂复配使用到配方设计中,可有效降低配方体系整体刺激性。
2.6
降低刺激性的配方设计
01
表面活性剂复配
在洗护产品研发过程中,表面活性剂的复配应用十分广泛,已有研究表明表面活性剂临界胶束浓度(cmc)与皮肤刺激性存在直接关系,通过合理搭配表面活性剂可以降低体系cmc,从而减轻对皮肤的刺激作用。此外,复配策略还可以通过增大胶束尺寸、阻碍表面活性剂向皮肤渗透进一步降低刺激性。
02
添加降刺激成分
Tomasz Bujak等通过玉米醇溶蛋白测试分析研究发现,加入ECTOIN可显著降低阴离子表面活性剂体系的刺激性。
S.Mukherjee等研究发现,添加1%极性向日葵籽油可使1%十二烷基醚硫酸钠(SLES)与椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB)的刺激性降低20%,而添加1%非极性矿物油则没有效果。
高一峰等通过研究山茱萸提取物、洋甘菊提取物和黑加仑子提取物的玉米醇溶蛋白和牛血清白蛋白溶液pH变化,发现这3种成分均可有效降低表面活性剂所带来的皮肤刺激性。
03
选用绿色天然表面活性剂
孙莲莲等研究发现,3种绿色表面活性剂无患子提取物、椰油酰丙氨酸钠和油茶枯提取物的刺激性均低于脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和CAB,它们在有效清洁皮肤的同时,又能降低对皮肤的刺激性,从而有利于维护婴童皮肤的天然屏障功能。
生物表面活性剂槐糖脂具有较低的cmc,同时分子量较高,所形成的胶束尺寸也较大,不易渗透破坏皮肤屏障,因此对皮肤的刺激性更低,尤其适合婴童洗护配方。根据王荣杰、王莎莎的研究,发现在原有的表面活性剂配方体系中加入槐糖脂有助于提升体系的温和性,强韧皮肤屏障。
植物皂苷属于天然表面活性剂,皂苷结构中的皂苷元具有亲脂特性,而糖链具有亲水特性,从而赋予其良好的发泡性能和清洁能力。Pradhan A等研究发现,无患子提取物不仅能显著降低表面张力,还具备良好的起泡性能和去污能力,可作为合成表面活性剂的天然替代品。
随着消费者对天然来源产品的关注度提高,绿色表面活性剂将成为婴童洗护行业的重要研究目标。
03
结论
本研究利用3种体外试验模型对婴童洗护产品中常用的9种表面活性剂原料进行刺激性评估。研究结果表明,不同原料在刺激性方面存在显著差异,因此在配方开发过程中,应综合考虑发泡性能和安全性,优先选用刺激性较低的原料,并通过合理的协同策略以实现两者平衡。
来源:转载自《日用化学品科学》2026年3月第49卷第3期P77-P81
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.