pH值对椰油酰甘氨酸钠洁面膏性能的影响

王普兵

（广州市娇兰化妆品有限公司，广东广州，510080）

氨基酸洁面膏是近年来一款比较热门的洁面产品，受到广大群众的青睐。传统洁面膏采用的清洁成分都是普通的表面活性剂，而氨基酸洁面膏是以氨基酸类表面活性剂为主的非皂基型洁面产品。氨基酸类表面活性剂因其去污能力强、起泡性佳、冲水性能优异、温和、刺激性低、抑菌和杀菌性能优良、生物降解性好、对环境和生物体的安全性高等优点，正逐渐被越来越多的应用于中高端洁面产品中[1]。

椰油酰甘氨酸钠是氨基酸表面活性剂中最为常见的一种，它价格合理，来源于氨基酸和椰油基脂肪酸衍生物的温和表面活性剂，可高度生物降解、无过敏性、不引致黑头或白头、耐硬水、发泡能力很强、易冲洗、洗感清爽、洗后有丝滑感。椰油酰甘氨酸钠与酰基谷氨酸盐和酰基肌氨酸盐相比，具有较好的增稠性，容易形成膏体，在较宽的pH范围内提供丰富奶油状泡沫，所以广泛应用于氨基酸洁面膏中。本实验通过观察pH值的变化对椰油酰甘氨酸钠洁面膏的结晶温度、外观形态、膏体软硬度、膏体稳定性、泡沫高度及形态和志愿者使用效果评估，找出椰油酰甘氨酸钠洁面膏最合理的pH值范围。

1 实验

1.1 仪器及设备

ML1602/02电子天平，梅特勒-托利多（上海）有限公司﹔RW20 D S025搅拌机，德国IKA公司﹔SEVEN EASY型pH计，梅特勒-托利多（上海）有限公司﹔HH-2数显恒温水浴锅，常州澳华仪器有限公司﹔CS501型罗氏泡沫仪，广州博纳仪器有限公司提供﹔ SPX-250BX生化培养箱，天津市泰斯特仪器有限公司﹔DW-40L348医用低温保存箱，青岛海尔特种电器有限公司﹔400目滤网，市售。

1.2 化学试剂

YC02，30%椰油酰甘氨酸钠溶液，长沙普济生物集团；甘油, 东莞丰益油脂；山梨（糖）醇，法国罗盖特；CMT30，30%甲基椰油酰基牛磺酸钠，科莱恩化工；DM638，化学名称PEG-150二硬脂酸酯，广州道明；鲸蜡硬脂醇，巴斯夫化学；WSR-205，化学名称PEG-14M，陶氏化学；氯化钠，分析纯，广州西陇化工；柠檬酸，工业级，上海白熊；Neolone 950防腐剂，陶氏化学。

1.3 配方及工艺

1.3.1 基础配方

基础配方见表1。

1.3.2 配方工艺

（1）C相的制备：选择一洁净的烧杯，把WSR 205搅拌下分散于甘油中，在60r/min速度下搅拌下把水慢慢加入，搅拌至WSR 205完全溶解，400目滤网过滤，制得C相，备用。

（2）把A相中物料加入洁净的烧杯中，放置于85℃的水浴锅中，60r/min速度下搅拌30min。

（3）依次加入B相中各物料、C相、已预先溶解好的D相，60r/min速度下搅拌、85℃水浴锅保温30min，然后冷却。

（4）40℃时加入Neolone 950，慢速搅拌30min后出料。

（5）放置一晚后测试。

2 测量方法

2.1 结膏温度

样品的结膏温度是在样品制备后期的水浴搅拌降温过程中进行的，降温速率为0.5℃/min，仔细观察样品，当开始出现白色结晶时，用温度计即时测试并记录该温度，即为样品的结膏温度[1]。

2.2 外观

取样品在室温和非阳光直射下目测外观是否细腻、是膏体状态还是流动的液体态[2]。

2.3 pH的测量[3]

pH测试采用的是稀释法。样品的稀释：准确称取2.0g样品于小烧杯中，加入去离子水至20.0g，搅拌至分散均匀，然后用校正后的pH计测量。

2.4 稳定性测试

2.4.1 耐热测试：将样品分别置于42℃的生化培养箱中，30天后取出恢复至室温观察是否有分层现象或明显性状差异。

2.4.2 耐寒测试：将样品分别置于-10℃的医用低温保存箱中，30天后取出恢复至室温观察是否有分层现象或明显性状差异。

2.4.3 循环测试：将样品置于42℃的生化培养箱中24h，然后再放入-10℃的医用低温保存箱中24h，如此循环10次，恢复至室温观察是否有分层现象或明显性状差异。

2.5 泡沫性能测试

泡沫测试方法参考GB/T 29679-2013《洗发液、洗发膏》。

2.6 软硬度测试

（1）将样品灌装于软管中，挤动软管，观察样品的流动状态，能成条形状流出为合适，自动流出为膏体太软，难挤出为膏体太硬。

（2）将样品灌装于软管中，放于-10℃的医用低温保存箱中72h，恢复至室温，挤动软管，观察样品的流动状态，能成条形状流出为合适，自动流出为膏体太软，难挤出为膏体太硬。

2.7 使用效果的评估[4]

挑选20名志愿者连续使用配方3的洁面膏样品数日，并分别对洗时的皮肤刺激性、洗后的清洁度、油腻感、顺滑度、舒适感、紧绷感 6 方面打分，最后结果取算术平均值。

3 结果与讨论

椰油酰甘氨酸钠溶液为弱碱性，把其应用于洁面产品中，不同的酸化程度制备的洁面产品会表现出极大的性能差异。不同酸化程度直观表现为pH的差异，一般用于调节体系pH的酸类原料有乳酸、柠檬酸、水杨酸和磷酸二氢钠等，本实验选取行业中最为通用的柠檬酸作为调节剂。

3.1 pH值对膏体外观形态、结膏温度的影响

图1为不同柠檬酸添加量下洁面膏的pH和结膏温度，随着柠檬酸质量分数由0.6%、1.2%、1.8%、2.1%、2.4%增加至2.7%，体系的pH由7.35、7.21、7.00、6.76、6.52变化至5.85。图2为常温状态下膏体外观，当pH=7.35时，料体是流动液体，不成膏，当pH≤7.21，料体才呈现膏状。随着柠檬酸添加量的增加，椰油酰甘氨酸钠与柠檬酸发生化学反应形成椰油酰甘氨酸，使体系的pH值降低，由于椰油酰甘氨酸在水中的溶解度显著低于椰油酰甘氨酸钠，加上盐析作用，在体系中更易结晶析出。柠檬酸的添加量也会影响到结晶温度的变化，同一温度下，晶体颗粒增多且结晶程度变大。由以上结果可知，当pH≤7.21时，才能结膏。

图2 常温状态下膏体外观

图3 常温状态下膏体挤出测试

3.2 pH值对膏体软硬度（挤出性能）的影响

图3 为常温状态下膏体挤出测试，结果显示，配方1常温挤出时自然流淌，配方2 ～配方6都成膏状很容易挤出。

图4为-10℃、72h解冻后膏体挤出实验，结果显示，配方1样品在冷冻后不成膏体，太软。而配方6样品冷冻后膏体偏硬。其他配方易挤出不流淌。说明随着柠檬酸用量的增加，形成的椰油酰甘氨酸质量分数增大，体系结膏程度不断加大，而-10℃的低温加速了椰油酰甘氨酸钠的凝固与析出，导致配方6的样品低温时变硬不易挤出。当pH为6.5～7.2，膏体软硬度较合适。

图4 -10℃、72h解冻后膏体挤出实验

3.3 pH值对膏体稳定性的影响

表5为pH值对膏体稳定性的影响。由表5可知，在所考察的pH为5.85～7.35范围内，椰油酰甘氨酸钠洁面膏有良好的稳定性能。在这个pH区间，配方中椰油酰甘氨酸与椰油酰甘氨酸钠共存于洁面膏体系中，不会因为pH低（pH=5.85）而使椰油酰甘氨酸过分析出导致结晶颗粒过于粗大、膏体均匀度变差、料体外观粗糙。也不会因为pH高（pH=7.35），而使椰油酰甘氨酸钠有析出现象发生，有细小颗粒的出现。这也说明椰油酰甘氨酸钠非常适合用于制备氨基酸洁面膏。

表5 pH值对洁面膏稳定性的影响

表6 pH值的变化对泡沫高度及状态的影响

3.4 pH值对泡沫高度及状态的影响

由表6和图7可以看出，随着pH值的降低，湿洗时所产生的大量松散泡沫变为少量且更细小的泡沫。这是由于pH值的升高，易起泡的椰油酰甘氨酸钠减少，而不易起泡的椰油酰甘氨酸增多。在实际使用中，泡沫的细腻致密度、弹性、丰富程度也是消费者重点关注的性能指标。当pH值＞6.5时，泡沫性能较佳。

3.5 使用效果的评价[4]

挑选20名志愿者连续使用配方3的洁面膏样品数日，并分别对洗时的皮肤刺激性、洗后的清洁度、油腻感、顺滑度、舒适感、紧绷感六方面打分，最后结果取算术平均值（见表7）。

配方3洁面膏的样品使用情况良好，大部分试用者认为该洁面膏泡沫丰富、细腻，膏体不硬易涂沫开，不软不易流淌，洁面后感觉清洁、滑爽、舒适、无刺激、不油腻、不紧绷。

表7 问卷调查统计表

4 结论

椰油酰甘氨酸钠在碱性条件下（pH≥7.35）较难发生结晶析出，随着柠檬酸添加量的增加，pH值的降低，椰油酰甘氨酸钠酸化程度增加，体系发生结晶，结晶温度和膏体硬度也逐渐增加。当体系的pH=6.5～7.2，膏体外观细腻易挤出易涂沫，结晶温度、稳定性、软硬度、泡沫都能达到较为理想状态。