浅析护发品与头发的化学关系

马朕 易中山

(河南师范大学化学化工学院 河南新乡 453007)

1 概论

近些年来,随着科技与经济水平的不断发展,人们的生活水平逐步提高,人们对于美的追求愈发强烈,而这一切对于头发来说,显得愈为重要,市面上层出不穷的美发护发产品也越来越多,而大多数的产品都宣称对头发具有滋润、修复、保湿等作用。如何来选择产品使护发的效果事半功倍,护发品与头发有什么样的关系?根据笔者的研究,植物蛋白是各类护发产品最易宣称,也是宣传最多的。植物蛋白通常分为两大类,一类是直接通过植物提取并且进行酶水解与酸水解等化学反应得到的水解植物蛋白[1]。另一类是通过科研仪器检测及有关文献汇报分析植物蛋白的化学结构,改变原有的化学性状,在植物蛋白的支链或末端引入亲水基或憎水基制备得到所需的植物蛋白衍生物。本文将主要分析植物蛋白的衍生物。

2 头发的化学结构

人的头发由角蛋白所构成主体,根据化学元素分类,由C、H、N以及少量的S元素所组成。头发的组成元素中硫含量虽然少,但它对头发的化学稳定性起着至关重要的作用。在头发的蛋白结构中,氨基酸分子通过脱水缩合形成多肽、进而形成蛋白质。长链状的蛋白质在立体结构中并不呈直线型,而是卷曲螺旋状的结构,这是由于多肽链中的羰基(C＝O)和亚胺基(N H-)之间生成氢键,使得多肽链具有一定的立体结构,同时多肽链之间也可以生成氢键,使之按照一定的形状排列起来。这样就形成了角蛋白,同样我们人体内的蛋白质也是这么形成的。

3 植物蛋白衍生物

3.1 分类

通过化学反应进行人工合成制备的蛋白质衍生物,为化妆品的原料来源以及工艺革新提供了更多的选择,同时使得化妆品的性能也能够得到进一步的提高。根据调研的护发品配方原料,常分为季铵化、乙酰化两种衍生物[2]类型的化妆品。

3.2 季铵化蛋白衍生物

研究蛋白质主要依靠其等电点性质(也就是蛋白质两性离子结构的化学性质),带有很多不同的基团,使得季铵化蛋白衍生物的等电点不是中性点。不同氨基酸由于结构不同,等电点也不同。由文献可知,酸性氨基酸水溶液的等电点必然小于7,因此必须加入较多量的酸才能使正负离子的量相等[3]。而在头发中蛋白质氨基酸组成结构使头发的表层的等电点达到3.8,在这个等电点以上,头发就会带有负电荷。但是,在实际使用时的蛋白质并不都为负电荷。通过使用辐射示踪法可以证明季铵化蛋白质的附着性大于其他的母体蛋白,所以,季铵化蛋白质可以提供更多的调节作用,改善头发顺滑等方面具有更深层影响。提高蛋白质的等电点可以增强蛋白质对头发的吸引作用,一般通过与阳离子的符合共价结合----季铵化衍生物实现。

图1

例如:甲基、十二烷基(月桂基)、十八烷基(硬脂基)添加到主链上,碳链越长,所产生的季铵化蛋白质越具有活性[4]。

3.3 烷基化蛋白质衍生物

根据表面活性剂的基本原理,简单的具有表面活性性质的化合物均由一个亲水基和一个长链憎水基组成基本结构。由于蛋白质具有两性离子结构,同时又带有正负两种电荷,具有亲水性,所以在蛋白质的基础上再引入一个非极性的烷基,增加在某种程度上,具有表面活性。同时,由于水解蛋白引入了较长的烷基,可以使得护发产品产生新的特性。其主要作用是辅助表面活性剂使用,降低对头皮的刺激。(例如制备月桂酰化衍生物,如图)。

4 结语

在目前的护发产品当中,由于对于植物的各种保护,使得人工合成蛋白质趋于流行,降低了人力,同时提高了对头发的保护作用。同时,随着技术的发展,植物蛋白质的合成成本会逐渐降低,在配方过程中的用量将得以改善,植物蛋白中的人工合成将成为以后护发展品的主要途径。

[1]张雪,魏建春,李云芳.酶法水解植物蛋白技术研究[J].郑州牧业工程高等专科学报,2 0 0 2,(4):2 4 6-2 4 7.

[2]徐淑琴,刘博.美发护发化妆品中的植物蛋白[J].日用化学工业,2 0 0 4,(4):1 1 5-1 1 8.

[3]冯雷,邢丽贞,杨慧春.混凝法处理鱼粉加工废水技术研究[J]工业安全与环保,2 0 0 8,(2):2 0-2 3.

[4]F O X C.C o s m e t i c r a w m e t e r i a l s-l i t e r a t u r e a n d p a t e n t r e v i e w 1 9 8 5-1 9 8 7[J].C o s m e t i c s&T o i l e t r i e s,1 9 8 8,1 0 3(8):3 0-5 6.

图2