一、皮膚保濕及保濕劑
在所有的化妝品原料當(dāng)中,保濕劑占有非常重要的地位。一方面,幾乎所有的化妝品配方都離不開保濕劑,它是組成化妝品的基礎(chǔ)物質(zhì)之一;另一方面,保濕劑對化妝品的功能與質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用,從某種意義上講,保濕劑決定了化妝品的品質(zhì)。
近幾年來,人們對于皮膚保濕有了全新的認(rèn)識,人們已經(jīng)不再滿足于過去的油脂護(hù)膚,而是對一些清爽的補(bǔ)水保濕產(chǎn)品情有獨(dú)鐘。因此,各種各樣的保濕劑及保濕產(chǎn)品便應(yīng)運(yùn)而生,其市場前景非??捎^。
保濕劑是一類能從潮濕空氣中吸收水分的吸濕性化合物。保濕劑通過吸收和保持水分達(dá)到保濕、滋潤、恢復(fù)肌膚彈性等功效。過去,人們錯誤地認(rèn)為皮膚干燥是由于皮膚表面缺乏脂類物質(zhì),現(xiàn)在經(jīng)過一系列實(shí)驗(yàn)證明,如果僅在干燥皮膚表面涂擦油脂,并不能使其變得柔軟,因?yàn)槠つw干燥的真正原因是角質(zhì)層中水分不足。皮膚角質(zhì)層起控制外皮水分損失的壁壘作用,為保持皮膚水分的平衡,角質(zhì)物質(zhì)應(yīng)保持一定的水分以對抗外界環(huán)境的濕度變化,也就是說,要使皮膚光滑、柔軟和富有彈性,必須使皮膚中角質(zhì)層的含水量保持最佳狀態(tài)。一般認(rèn)為,角質(zhì)層的含水量應(yīng)在10~20%之間,低于10%,皮膚就會干燥、粗糙甚至皸裂。因此,我們又將能保持皮膚角質(zhì)層水分的物質(zhì)統(tǒng)稱為保濕劑。
根據(jù)保濕劑發(fā)揮保濕作用的機(jī)理,可將保濕劑分成兩大類:
1.親水性物質(zhì):如丙三醇、吡咯烷酮羧酸鈉(PCA-Na)、透明質(zhì)酸等。這些物質(zhì)通過增強(qiáng)皮膚角質(zhì)層的吸水性和結(jié)合水的能力實(shí)現(xiàn)保濕。
2.油性物質(zhì):如十八醇、羊毛脂、凡士林等物質(zhì)。這些物質(zhì)可在皮膚表面形成連續(xù)油膜,從而減少皮膚中水分的揮發(fā),防止或減少角質(zhì)層水分的損失,鎖住水分,而角質(zhì)層可以從下層組織中得到水分,實(shí)現(xiàn)保濕作用。
在實(shí)際的應(yīng)用中,單獨(dú)使用一種保濕劑往往達(dá)不到理想的保濕效果,配方師總是采用多種保濕劑配合,使其通過吸濕、保濕、封閉水分等多種途徑達(dá)到獨(dú)特的保濕效果。下面對一些常用的水溶性保濕劑加以介紹。
二、常用保濕劑
1.甘油[Glycerin]
甘油的化學(xué)名稱為丙三醇,是一種無色透明粘稠液體,無臭,味甜。它是化妝品中使用最早、目前應(yīng)用最普遍的保濕劑。甘油分子中含有三個-OH,與水分子形成氫鍵,將水束縛住,起到良好的吸濕保濕作用,并對人體皮膚及毛發(fā)有明顯的滋潤作用,可增加化妝品中其它組分的溶解性。甘油廣泛利用于各種化妝品中,給皮膚角質(zhì)層補(bǔ)充水分,調(diào)節(jié)肌膚生理作用,保持肌膚健康,并提高使用感。
在使用甘油時一定要注意,高濃度甘油可以吸收皮膚中水分而令皮膚有灼熱感,低濃度(50%以下)甘油對皮膚是溫和的。
甘油以酯的形式廣泛存在于動植物油脂中,是肥皂生產(chǎn)的副產(chǎn)品。也可用合成法生產(chǎn)甘油,常用糖發(fā)酵法和環(huán)氧氯丙烷法。
化妝品中所用甘油一般濃度在98%以上,用量約為5~15%。
2.丙二醇[Propyleneglycol]
化妝品中常用1,2-丙二醇,是一種無色透明粘稠液體,粘度較甘油低,無臭,稍有特殊味道。
丙二醇保濕性能溫和,清爽,粘膩感低,保濕作用與使用效果優(yōu)良,安全性好,無刺激性及致敏性,主要用于各種護(hù)膚化妝品中,亦可用于洗發(fā)香波、護(hù)發(fā)素、泡沫浴劑及染發(fā)劑中。添加量約在2~10%之間。
丙二醇主要用化學(xué)方法制得,主要有環(huán)氧丙烷直接水合、丙烯直接氧化法。
3.透明質(zhì)酸[Hyaluronicacid]
透明質(zhì)酸(HA)是由乙酰氨基葡萄糖與葡萄糖醛酸通過糖甙鍵以1:1(摩爾比)組成的雙糖直鏈大分子酸性粘多糖。分子量在幾萬到幾百萬道爾頓之間。HA分子中存在大量羥基(-OH),使它產(chǎn)生強(qiáng)的親水性,能夠結(jié)合大量的水,表現(xiàn)出很好的保濕性能。有關(guān)資料表明,HA的吸水能力可達(dá)500~600ml水/g。
HA特有的保濕性能和物化性質(zhì)及良好的生物相容性被認(rèn)為是目前自然界中發(fā)現(xiàn)的保濕性能最好的物質(zhì),被國際化妝品行業(yè)公認(rèn)為最理想的天然保濕因子(NMF)。HA作為保濕劑最突出的特點(diǎn)是它的成膜性及潤滑性。HA作用于皮膚表面,可形成一層透氣的水化彈性膜,與水結(jié)合后增加皮膚滑潤感,保持皮膚滑爽、滋潤、富有彈性,起到特殊的保水作用。
HA廣泛存在于人體和動物組織中,最早的透明質(zhì)酸是由日本資生堂公司從雞冠中提取的,并首次應(yīng)用到化妝品中。提取法生產(chǎn)的HA純度低,價格昂貴。近幾年,隨著生化技術(shù)的發(fā)展,采用發(fā)酵法生產(chǎn)的HA,純度高,安全性好,并大大降低了使用成本,使HA在化妝品中的應(yīng)用更加普遍。
HA產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各種護(hù)膚化妝品配方中,尤其用于去皺、嫩膚、保濕等功能性化妝品中。市售透明質(zhì)酸一般為其鈉鹽,外觀為白色粉末,葡萄糖醛酸含量在40%左右,在化妝品中添加量在0.5~2%之間。
4.吡咯烷酮羧酸鈉[Pyrrolidonecarboxylicacid-Na]
該品簡稱PCA-Na,化學(xué)名稱為2-吡咯烷酮-5-羧酸鈉,是一種具有優(yōu)良吸濕性能的天然保濕劑,作為天然保濕因子[NaturalMoisturizingFactor]的最主要成分大量存在于皮膚角質(zhì)層中。早在20世紀(jì)50年代,Pascher等人就分析出了皮膚角質(zhì)層中含有PCA-Na,50年來,PCA-Na作為化妝品保濕劑日益受到人們關(guān)注,應(yīng)用日益普遍。人體皮膚中起保濕作用的物質(zhì)稱天然保濕因子(NMF),據(jù)文獻(xiàn)介紹,NMF基本組成如下:
氨基酸40%
吡咯烷酮羧酸12%
無機(jī)鹽類(Na、K、Ca、Mg)18.5%
其它有機(jī)物29.5%
在NMF的組成中,PCA-Na占有非常重要的地位,實(shí)驗(yàn)證明,從表皮中取出NMF便會在物理上增進(jìn)硬度,而給予PCA-Na則可增強(qiáng)其柔性及彈性,因此,PCA-Na起著NMF的中樞機(jī)能作用。
PCA-Na在國內(nèi)的研制與使用開始于90年代,它是一種新型的保濕劑,其保濕性能非常顯著,遠(yuǎn)比甘油、山梨醇、丙二醇好。下圖為其吸濕性能比較曲線:
PCA-Na目前主要采用谷氨酸脫水法制得。
市售品一般為PCA-Na的50%水溶液,外觀為無色或淡黃色透明液體,該品在化妝品中使用量為3~8%。
5.絲肽[SilkPiptide]
絲肽是天然蠶絲的水解產(chǎn)物,其結(jié)構(gòu)單元是氨基酸。在絲肽分子結(jié)構(gòu)中含有羥基(-OH)、羧基(-COOH)、氨基(-NH2)等親水性基因,它們能有效地結(jié)合水分子,具有優(yōu)異的吸濕保濕性能,并且其保濕性能不受溫度、濕度變化的影響。絲肽產(chǎn)品最突出的特點(diǎn)是在發(fā)揮保濕作用的同時,兼具營養(yǎng)肌膚、促進(jìn)皮膚組織再生、淡化黑色素、消除皺紋、修復(fù)損傷的功能。由于絲肽分子中的氨基酸與人體皮膚中的氨基酸組成結(jié)構(gòu)相似,它與皮膚具有極佳的親和性,素有“第二皮膚”之美譽(yù),其滲透性能好,易被皮膚吸收,是現(xiàn)代保濕劑中的營養(yǎng)佳品。
絲肽產(chǎn)品按其來源不同,可分為桑蠶絲肽與柞蠶絲肽兩種。桑蠶絲肽目前在我國應(yīng)用較多,而柞蠶絲素肽在化妝品中的應(yīng)用才剛剛開始。由于柞蠶為天然野生,柞蠶絲肽具有許多其它物質(zhì)無法比擬的優(yōu)異特性,這使它在化妝品中的應(yīng)用倍受關(guān)注。
絲肽的生產(chǎn)方法是以蠶絲為原料,在一定條件下經(jīng)水解反應(yīng)制得。
市售絲肽產(chǎn)品為白色或淡黃色粉末,亦有一定濃度的絲肽水溶液出售。
6.甲殼素[Chitin]
甲殼素化學(xué)名稱是(1,4)-2-乙酰胺-2-脫氧-β-D-葡聚糖,外觀為白色無定形半透明物質(zhì),又稱甲殼質(zhì)、幾丁質(zhì)。該產(chǎn)品是一種高分子聚合物,廣泛存在于菌類細(xì)胞、昆蟲和甲殼動物的硬殼里。目前主要從蝦、蟹殼中提取,是地球上最豐富的有機(jī)物之一。由于甲殼素不溶于水、稀酸及有機(jī)溶劑,這使它在化妝品中的利用受到限制。近年來,一些甲殼素衍生物開始在化妝品中得到應(yīng)用。這些衍生物可溶于水,外觀為淡黃色透明液體,很容易加入到化妝品配方當(dāng)中,具有優(yōu)異的保濕性及成膜性,膚感清爽,不油膩,深受人們喜愛。
甲殼素及其衍生物主要應(yīng)用于護(hù)膚膏霜、乳液、精華液及護(hù)發(fā)產(chǎn)品當(dāng)中。
7.1,3-丁二醇[1,3-Butanediol]
1,3-丁二醇外觀為無色透明粘稠液體。這是一種較常用的化妝品保濕劑,用于洗發(fā)香波、浴液等化妝品,具有優(yōu)良的保濕性能、良好的抑菌作用。該品是一種使用較晚的保濕劑,但正被日益廣泛利用?;瘖y品中添加量為0.5~5%。
1,3-丁二醇一般采用化學(xué)合成方法制得,如乙醛縮合法等。
8.山梨醇[Sorbitol]
山梨醇又名清涼茶醇,純品為白色針狀結(jié)晶或結(jié)晶性粉末。山梨醇無臭,有清涼爽口的甜味,甜度約為蔗糖的60%。化妝品中一般采用70~85%的山梨醇水溶液,而很少用結(jié)晶粉末。山梨醇有吸濕性,吸濕性小于甘油。是最為常用的化妝品保濕劑,具有非常緩和的保濕作用,且低溫時可發(fā)揮保濕性,抗凍性能好,可提高產(chǎn)品的耐寒穩(wěn)定性。山梨醇對口腔粘膜及皮膚均無刺激,特別適宜在牙膏及嬰兒制品中作保濕劑。
山梨醇目前采用葡萄糖加氫法制得,即以葡萄糖為原料,在Ni催化下加氫氣,然后經(jīng)分離鎳、中和而得。
9.木糖醇
該品為白色略帶甜味的結(jié)晶體,是一種溫和保濕劑,用于潤膚霜、雪花膏、冷霜等化妝品中,具備良好的滋潤保濕作用。添加量約在3~6%。
木糖醇是一種天然的保濕劑,其生產(chǎn)方法是以玉米芯為原料,經(jīng)水解、脫色、離子交換,再經(jīng)加氫、蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶分離而得。
除上述的保濕劑外,乳酸及乳酸鈉,維生素類(VE、VB5)、植物提取液,水解蛋白等均具有保濕作用,亦是現(xiàn)代化妝品中常用的功能性添加劑。限于篇幅,這就不一一介紹了。
三、保濕劑應(yīng)用舉例
自從有了化妝品,人們就開始使用保濕劑了。品質(zhì)優(yōu)良的化妝品往往具有一個合理的保濕劑體系。保濕劑體系是指構(gòu)成化妝品保濕性能的所有物質(zhì)的總和,既包括各種親水性的吸濕保濕物質(zhì),也包括象十八醇、羊毛脂這樣的成膜油性物質(zhì),它們共同作用的結(jié)果,確定了化妝品的保濕及其它性能。合理地選擇和使用保濕劑對提高化妝品的質(zhì)量和性能、研制開發(fā)新型化妝品具有非常重要的意義。下面是保濕劑應(yīng)用配方實(shí)例。
在前面的幾個配方中,往往同時采用兩種或兩種以上保濕劑配合,使產(chǎn)品除具有優(yōu)異的保濕效果外,同時具有許多優(yōu)良品質(zhì),如營養(yǎng)、嫩膚、增強(qiáng)肌膚彈性、消減皺紋,最大程度地滿足了人們美容護(hù)膚的需求,給消費(fèi)者帶來更多的舒適與驚喜。
四、保濕劑發(fā)展趨勢
21世紀(jì)是高科技時代,精細(xì)化工、生物技術(shù)等學(xué)科的發(fā)展為化妝品行業(yè)提供了更優(yōu)良的保濕劑品種,化妝品工業(yè)也因此有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。一些功能型、療效型的化妝品相繼問世,效果顯著,且發(fā)展勢頭有增無減,前景看好,創(chuàng)造了較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。縱觀21世紀(jì)保濕劑市場,其發(fā)展趨勢可概括為以下幾個方面:
1.保濕性能優(yōu)異、兼具特殊功能的保濕劑品種深受歡迎。如透明質(zhì)酸在吸濕保濕同時,具有嫩膚去皺功能,它已成為去皺保濕護(hù)膚品的基本組分;絲肽產(chǎn)品是一種保濕劑,又兼有動物氨基酸及蛋白質(zhì)的所有功效,與皮膚親和性好,成為護(hù)膚、護(hù)發(fā)產(chǎn)品的主要營養(yǎng)添加劑。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是一劑多用,減少了化妝品配方的組分,降低了配伍難度,使工藝操作更加簡便易行,并達(dá)到優(yōu)異的終端產(chǎn)品性能。
2.天然型保濕劑倍受青睞
21世紀(jì)是一個崇尚自然的新時代,綠色天然型化妝品是21世紀(jì)的熱點(diǎn)產(chǎn)品。隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng),“回歸大自然”的呼聲已成為世界化妝品工業(yè)的新潮流。綠色天然保濕劑從動植物及天然資源中提取原料,使其對皮膚的刺激降至最低程度,且更有利于皮膚的吸收,受到消費(fèi)者的廣泛喜愛。隨著天然化妝品的熱銷,天然型保濕劑將倍受青睞。3.膚感良好、清爽型保濕劑成為關(guān)注熱點(diǎn)
傳統(tǒng)的保濕劑如甘油等往往具有較強(qiáng)的粘膩感,膚感差,使用量呈減少趨勢。與之相比,配方師更加喜愛無粘膩感、清爽滋潤型保濕產(chǎn)品,因?yàn)檫@樣的產(chǎn)品符合人們的消費(fèi)心理,正在受到越來越多消費(fèi)者的喜愛。
4.配伍性能優(yōu)異已成為行業(yè)對保濕劑的共同需求
性能完好的保濕劑產(chǎn)品應(yīng)是既有良好的保濕作用,又與配方中其它組分有良好的相容性,這是它在化妝品配方中廣泛應(yīng)用的前提。一些新型保濕劑存在配伍問題,盡管保濕性能很好,卻難以在所有的化妝品中應(yīng)用,這在很大程度上限制了它的普及與發(fā)展。
水嫩肌膚從保濕開始,補(bǔ)水保濕已成為21世紀(jì)化妝品發(fā)展新的時尚與潮流??茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展,新型保濕劑的問世,一定會推進(jìn)化妝品行業(yè)的迅猛發(fā)展,實(shí)現(xiàn)人們美容護(hù)膚的美好愿望。
編輯\\韓亞紅