婴童沐浴产品温和表面活性剂的研究

钱 洁 姜春鹏

（上海绿瑞生物科技有限公司，上海， 201210）

近年来婴童洗护产品市场越来越受到年轻家长的高度重视[1]，相对价格而言，品牌信赖是影响父母选择婴童洗护产品的更重要因素[2]。随着年轻妈妈知识水平和健康意识的不断提高，对婴童产品的安全和健康提出了更高的要求。与成人洗护产品丰富多样的关注点不同，婴童产品的关注点更为集中。据调查，在天然、安全、功效等指标中，被关注最多的是产品本身的质量安全[3]。

婴幼儿角质层形成的皮肤网格状结构密度较成人高。婴儿角质层厚度比成人薄30%，表皮层比成人薄20%～30%，真皮的总厚度也比成人低。此外，婴幼儿皮肤脂肪含量高，因此，脂溶性物质更易通过皮肤，导致婴幼儿对脂类物质的渗透性较成人高。而且婴幼儿体表面积与体重比例高，所以对外用药物和毒性物质的吸收增高。

婴童和成人的皮肤结构上的显著性差异决定了其不能直接使用成人的日化产品，应选择专为婴童设计的产品。随着温和型泡沫沐浴产品在儿童市场逐渐走俏，这种直接按压出泡沫的产品相较于乳状产品减少了摩擦起泡的过程，方便温和。 评价泡沫型产品最重要的两个指标是泡沫的丰富性和对皮肤的温和性。 本文针对婴童沐浴产品中常用的几种表面活性剂的泡沫性和温和性进行测试，结合二者测试结果给表面活性剂的选择提供参考。

1 婴童皮肤的特点

婴童的皮肤与成人差异较大，主要表现为皮肤较薄，毛发较少，细胞间附着较弱，汗腺分泌较少，因此，对外来刺激和细菌感染的易感性较强[4]。婴童皮肤的生理特点具体表现在以下几个方面：

（1）皮肤pH：年龄一直都被认为是影响皮肤pH的重要因素，人的皮肤在其出生后会经历一个适应和成熟的过程，成人的皮肤pH一般在4.2～5.5之间，呈弱酸性，可防止细菌等微生物入侵[5]；而Vissche[6]等人发现新生儿的皮肤pH呈中性，在出生后的前4天下降到5.5左右。抑制细菌繁殖能力较弱，抗感染能力较低，容易引发各种皮肤病菌感染。

（2）皮脂：包含皮脂腺分泌的脂质和表皮细胞分化衰变产生的脂质。 表皮脂质层可以起到保护皮肤、乳化、抗菌、排泄和生物调理的作用。婴儿出生后，总皮脂含量与成人相当，但组成有所不同。一个月后至幼儿时期总皮脂量减少，到青春期皮脂分泌逐渐旺盛，回复到成人水平[7]。

（3）含水量：皮肤具有保持水分的功效，而角质层的主要作用就是防止外界物理和化学因素对皮肤的侵害，新生儿整个皮肤的含水量达到74.5%，婴儿69.4%，成人最低为64%。

（4）出汗：新生儿的汗腺个数与成人相当，但由于皮肤比表面积不同，所以单位面积上的汗腺个数比成人高，成人平均为120个/cm2，而婴儿为500个/cm2[4]。但由于婴幼儿的汗腺还在发育中，缺乏调节能力，容易出汗，产生热痱。

（5）黑色素：婴幼儿皮肤黑色素生成较少，因此色素层较薄，容易被紫外线晒伤。

（6）泪腺：婴幼儿的泪腺发育不完全，且眨眼频率较成人低，因此，不能分泌足够的泪水来保护眼睛，容易受到外界的刺激。所以应选用专为婴幼儿设计的无泪配方，保护眼睛[8]。

2 婴童沐浴产品表面活性剂的基本要求

应选择刺激性低、发泡性能良好的非离子和两性表面活性剂，以及刺激性小但泡沫丰富的部分阴离子表面活性剂，并且原料的经口毒性要低，防止婴童在沐浴过程中不慎吞咽而发生意外[7]。这类原料常用的有：氨基酸表面活性剂、烷基糖苷（APG）、两性表面活性剂（咪唑啉型和甜菜碱型）、乙氧基化失水山梨醇酯等。

氨基酸表面活性剂的主要品种是N-脂肪酰基氨基酸及其盐类，作为新型的表面活性剂，它的pH接近中性略呈酸性，与人体皮肤的pH很接近[9]，使皮肤感到柔润舒适且低毒无刺激，因此，在个人洗护产品中应用非常广泛。根据氨基与羧基的不同，常见的有丙氨酸、甘氨酸、肌氨酸、谷氨酸、甲基牛磺酸等。具有优良的去污、发泡、乳化、抗钙和抗硬水性能，生物降解性好，安全性高并且有一定的抗菌性[10]，和其他表面活性剂相容性好。

烷基糖苷（APG）是20世纪90年代出现的新型优良非离子表面活性剂，以天然葡萄糖和脂肪醇为原料制成，具有低毒、低刺激、泡沫性能优良、相容性好、绿色等优点[11]，已广泛应用于日化等领域，添加在沐浴产品中能有效降低阴离子表面活性剂带来的刺激性。

两性表面活性剂刺激性低、抗静电、抗菌、耐硬水且生物降解性好。经ECOCERT认证的两性表面活性剂对皮肤温和、刺激性低、泡沫丰富且配伍性好，主要有甜菜碱型、咪唑啉型和卵磷脂三类[12]。两性咪唑啉表面活性剂又称烷基两性乙酸盐，如月桂酰两性乙酸钠、椰油酰两性基二乙酸二钠等。甜菜碱型两性表面活性剂应用最为广泛，最具代表性的为椰油酰胺丙基甜菜碱，在婴童洗涤产品中使用较多。

3 实验部分

3.1 原料和试剂

原料：月桂酰肌氨酸钠（Medialan LD）、椰油酰甘氨酸钠（Hostapon SG）、甲基椰油酰基牛磺酸钠（Hostapon CT Paste）、椰油酰胺丙基甜菜碱（Genagen CAB 818），活性含量30%，瑞士科莱恩化工有限公司；月桂酰两性基乙酸钠（Dehyton ML），活性含量30%，月桂基葡糖苷（Plantacare 1200 UP），活性含量51.5%，德国巴斯夫化工有限公司；本实验所用新鲜猪血来源于上海松江屠宰场。

试剂：无水氯化钙、氯化镁、柠檬酸、氢氧化钠，以上试剂均为AR，上海高信化玻仪器有限公司。

3.2 仪器和设备

计时器，深圳市惠波工贸有限公司；简易泡沫仪，上海利捷科学仪器有限公司；泡沫仪装置示意图见图1。

图1 简易泡沫仪

3.3 实验方法

3.3.1 泡沫性测试方法

沐浴洗发时产品的稀释比例一般为1:10左右，本实验所用水溶液分为3种：去离子水、中硬水（6GPG）和极硬水（16GPG），其中硬水中钙镁离子的摩尔比为3:1。分别配制活性含量为0.15%的表面活性剂水溶液100g于6个小烧杯中，用柠檬酸水溶液和氢氧化钠水溶液将其pH值均调至6.50±0.20，再倒入图1中6个1000mL量筒内，盖上盖子，取下固定卡扣，打开开关，将转速调制10档，量筒架随之顺时针旋转，计时30s停下，插上固定卡扣，观察6个量筒中的泡沫情况，重复3次上述操作。

3.3.2 温和性测试方法（红细胞溶血实验RBC Test）[13]

（1）猪血处理：将新鲜猪血放入聚苯乙烯离心管中，用PBS（磷酸盐缓冲液）稀释后，在常温下以1500r/min离心10min，去除上清液和白细胞层，用PBS制备10mL红细胞悬液并离心，重复洗涤3次；最后用PBS将红细胞稀释成2%的悬浮液。

（2）实验步骤：受试物用PBS制备悬浮液，以1体积红细胞悬浮液加入3体积最终浓度分别为1.0、10.0、100.0、1000.0、10000.0、100000.0mg/L的受试物。室温下搅拌孵育60min，孵育完成后将样品在10℃下以10000gav离心，并在540、575和560nm处测其吸光度，每个受试物设3个平行样。以蒸馏水为完全溶血对照，PBS为溶剂对照，十二烷基硫酸钠 (SDS)为阳性对照。

（3）结果计算：计算560nm处引起50%红细胞发生溶血时的受试物浓度（H50，ppm）和575、540nm波长下吸光度的比值相对于SDS的百分比计算受试物的血红蛋白变性率（DI），并计算出2个变量的比值H50/DI，用MIOI（mean indices of ocular irritation，眼刺激平均指数）来表征刺激强度，计算公式如下：

3.4 结果与讨论

3.4.1 泡沫性

分别记录泡沫量随时间的变化曲线，如图2～图4。

图2 6种表面活性剂在去离子水中的泡沫情况

图3 6种表面活性剂在中硬水（6GPG）中的泡沫情况

图4 6种表面活性剂在极硬水（16GPG）中的泡沫情况

从图2～图4中可以看出，椰油酰甘氨酸钠和月桂酰肌氨酸钠在pH6.5左右时泡沫性均较差；在去离子水中，甲基椰油酰基牛磺酸钠的起泡效果最好，其次是月桂酰两性基乙酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱和月桂基葡糖苷，且这4种表面活性剂的稳泡性差异不大，泡沫持久性都较好；在中硬水和极硬水中6种表面活性剂泡沫趋势相近，其中甲基椰油酰基牛磺酸钠的泡沫性较去离子水中表现稍差，泡沫顺序依次为月桂酰两性基乙酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱、甲基椰油酰基牛磺酸钠和月桂基葡糖苷。因此，在去离子水中，泡沫性顺序为甲基椰油酰基牛磺酸钠＞月桂酰两性基乙酸钠＞椰油酰胺丙基甜菜碱＞月桂基葡糖苷＞月桂酰肌氨酸钠＞椰油酰甘氨酸钠；在硬水中，泡沫性顺序为月桂酰两性基乙酸钠＞椰油酰胺丙基甜菜碱＞甲基椰油酰基牛磺酸钠＞月桂基葡糖苷＞月桂酰肌氨酸钠＞椰油酰甘氨酸钠。

3.4.2 温和性

MIOI刺激性分级标准见表1，6个表面活性剂对应的MIOI数值见图5。

从图5中可以看出，月桂基两性乙酸钠的温和性最好，几乎无刺激；月桂基葡糖苷、椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂酰肌氨酸钠和椰油酰甘氨酸钠均为轻微刺激，而甲基椰油酰基牛磺酸钠温和性较差，属于刺激范畴，即温和性顺序为：月桂酰两性基乙酸钠＞月桂基葡糖苷＞月桂酰肌氨酸钠＞椰油酰胺丙基甜菜碱＞椰油酰甘氨酸钠＞甲基椰油酰基牛磺酸钠。

表1 RBC实验眼刺激性分级标准

图5 血红细胞溶出实验结果

有报道认为表面活性剂的温和性相对顺序为：脂肪酸咪唑啉两性表面活性剂＞两性甜菜碱＞十二烷基氨基丙酸衍生物＞脂肪酸肌氨酸盐＞脂肪酸多肽缩合物＞脂肪酸甲基牛磺酸钠＞烷基醚硫酸盐[14]，本实验中所用原料温和性顺序为：月桂酰两性基乙酸钠＞月桂酰肌氨酸钠＞椰油酰胺丙基甜菜碱＞甲基椰油酰基牛磺酸钠，大体与实验结果相符，其中椰油酰胺丙基甜菜碱和月桂酰肌氨酸钠的排序有差异，究其原因可能是原料本身的来源和合成工艺有关。即便同样的化学结构，因为生产厂家、工艺路线和原料来源的不同，其刺激性实验也会出现明显的差异[15]。

4 结论

婴童沐浴产品中常用阴离子表面活性剂月桂醇聚醚硫酸酯钠（AES）为主要清洁剂，搭配两性或非离子表面活性剂来降低其刺激性，如强生的婴童洗护产品经常使用AES、椰油酰胺丙基甜菜碱和乙氧基失水山梨醇脂（如Tween 28）进行复配，甚至可宣称无泪配方；25%的烷基糖苷和75%AES复配，可将AES的刺激性降低70%以上[16]。从实验结果可以看出：甲基椰油酰基牛磺酸钠泡沫性最好，温和性最差；月桂基葡糖苷的泡沫性和温和性均较好，椰油酰胺丙基甜菜碱和月桂酰两性基乙酸钠的泡沫性差异不大，但后者的温和性最高；月桂酰肌氨酸钠的泡沫性和温和性都更优于椰油酰甘氨酸钠。因此，烷基两性乙酸盐、APG和两性甜菜碱表面活性剂非常适用于温和型婴童洗涤产品用作主表面活性剂，其他可以搭配氨基酸、非离子表面活性剂来达到温和清洁、安全健康的要求。

婴童洗护产品开发不仅要熟悉各原料对皮肤和眼睛的刺激性，也要了解各成分复配后所产生的刺激。除此之外， 还要考虑配方的pH，比如温和型产品一般pH呈弱酸性，需要筛选在弱酸性条件下发泡好且刺激性低的表面活性剂，还有配方的浓度和成本也决定了表面活性剂的搭配和配比，因此需要综合多方面因素来确定最终配方。而开发环境友好型且具有优异泡沫性能的新型表面活性剂也将是未来发展的热点方向之一[17]。