含有天然皂角提取物的绿色洗发液配方研究
2020-11-09王瑜刘恩周樊君何玉东贺春良
王瑜，刘恩周，樊君，何玉东，贺春良
(1.西北大学 化工学院，陕西 西安 710069；2.西北大学 食品科学与工程学院，陕西 西安 710069；3.西安优露清科技股份有限公司，陕西 西安 710200)
随着洗护产品配方、工艺的发展，人们越来越追求产品的绿色化与回归自然，因此将一些植物提取物用于洗护产品中，能有效避免有害成分的添加，使产品配方成分更加贴近自然[1-5]。皂角中富含三萜皂苷、酚类、氨基酸等多种成分，被广泛应用于药物、食品及日用产品等行业中[6-8]。皂角用于洗发液中能够杀灭头皮上的各种真菌并抑制头屑的产生，还能促进头皮血液循环，有一定的防脱发、生发的作用[9-10]。但是皂角液单独使用时起泡能力和清洁能力不是特别强，并且洗出的头发易干枯毛躁。本研究用皂角与其他成分复配，开发一款温和无刺激的天然绿色洗发液并对其性质进行考察。
1 实验部分
1.1 试剂与仪器
皂角，产自山西运城；月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、椰油酰胺基丙基甜菜碱(CBA-35)、椰子油二乙醇酰胺(6501)、聚季铵盐7(M550)、芦荟提取液、阳离子瓜尔胶、柠檬酸、对羟基苯甲酸甲酯均为化妆品级。
DHG-9035A型鼓风干燥箱；SL-250ABS型粉碎机；KQ-300E型超声波清洗器；3H20RI型离心机；DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器。
1.2 实验方法
1.2.1 皂角液的提取 皂角用去离子水冲洗干净，低温烘干。粉碎，过40目筛，得到皂角粉末，称取10 g皂角粉末，加入100 mL去离子水，浸泡30 min,超声1 h。离心分离，得到皂角提取液。
1.2.2 洗发液配制[2,11-14]将水加热至60 ℃，依次加入AES、CAB-35、皂角提取液、6501，搅拌至完全溶解。加入和预分散好的阳离子瓜尔胶搅拌至透明。降温至40 ℃以下，加入M550，搅拌，依次加入芦荟提取液、柠檬酸、对羟基苯甲酸甲酯，搅拌30 min，消泡后出料。
1.3 洗发液性能检测
1.3.1 泡沫高度 将样品与水(1∶4)混合均匀，得20%待测液。吸取1 mL待测液,加入带刻度试管中，手摇法均匀振荡30次，记录泡沫高度，测定3次,取平均值,记为H。
1.3.2 去污率
1.3.2.1 制备人造污垢 精确称取植物油10.00 g，碳粉1.6 g，液体石蜡 0.006 g，搅拌均匀。
1.3.2.2 去污率测试 干净发束称重(记为M1)，在发束上涂抹一定量人造污垢,称重(记为M2)。将发束浸泡在25 mL待测液(20%)中摆洗2 min。将发束自然晾干,称重(记为M3)。计算去污率F。实验测定3次，取平均值。
(1)
1.3.3 性能测试 根据QB/T 29679—2013标准，测试配制洗发液的感官和理化性能,进行综合评价。对洗发液进行稳定性测试，分别将洗发液在高温(40 ℃)、常温(25 ℃)、低温(-8 ℃)下放置3个月，观察洗发液有无分层和变色现象。
1.3.4 人群评价 对洗发液进行人群测试调查，随机选取12人，男女各半，对自制洗发液与品牌市售洗发液进行试用,并对产品的洗发效果对比打分。采取10分制，1分最差，10分最佳，综合数据取平均值。
2 结果与讨论
2.1 洗发液配方优化
本洗发液选用AES作为主要表面活性剂，加入皂角提取液、两性表面活性剂CAB-35和非离子表面活性剂6501辅配，进行4因素3水平正交实验设计，实验因素及水平和实验结果分别见表1、表2。
表1 因素和水平Table 1 Factors and levels
表2 正交实验结果Table 2 The results of orthogonal experiment
由表2可知，4个因素对洗发液泡沫性能的影响次序为B>D>A>C，也就是CAB-35对泡沫性影响最大，接下来依次是 6501、AES、皂角提取液，它们的最佳组合是A2B3C3D2，即 AES、CAB-35、皂角提取液和6501的含量分别为15%,4%,12%,6%。4个因素对洗发液去污率的影响次序为D>A>B>C，即6501对泡沫性影响最大，接着依次是AES、CAB-35、皂角提取液；它们的最佳组合是A2B3C2D1，即 AES、CAB-35、皂角提取液、6501的含量分别为15%，4%，10%，4%。洗发液的泡沫高度和去污率的优化条件不一致，因而要根据各因素的影响程度来确定洗发液的最终配方。
洗发液主要起去污清洁的作用，各组分的合理配比能在有效清洁头发的同时又不会因过度清洁而引起头皮损伤。泡沫的丰富程度是洗发液好坏的直观反映，在洗头时泡沫丰富能在清除污垢的同时保护发丝不受损伤[15]。因此，将去污率作为主要影响因素，泡沫高度作为次要影响因素，对洗发液进行综合评估，最终得分用式(2)计算，计算结果见表3。
表3 权重分析Table 3 The weight analysis
得分=F×60%+H×40%
(2)
由表3可知，AES、CAB-35、皂角提取液和6501的最优组合是A2B3C2D1，即在AES、CAB-35、皂角提取液以及6501的含量分别为15%,4%,10%,4%所配洗发液性能最好。
2.2 洗发液配方确定
根据上述一系列实验，最终确定主辅表面活性剂用量，再配以一定量的调理剂、保湿剂、增稠剂和防腐剂等，得到含皂角提取液的洗发液配方见表4。
表4 洗发液配方Table 4 The shampoo formula
2.3 洗发液性能测试和人群评价
对皂角洗发液各项指标进行测试，均已达到QB/T 29679—2013标准，测试结果见表5。
表5 洗发液性能测试Table 5 The performance of homemade shampoo
洗发液在不同温度下的稳定性考察结果见表6。
表6 稳定性考察结果Table 6 Investigation of stability
由表6可知，经过3个月后，自制洗发液在40，25，-8 ℃下均没有发生明显的分层变色情况，洗发液性质稳定。
洗发液人群测试调查结果汇总见图1。
图1 人群试用对比打分结果Fig.1 The scores after shampoo probation
由图1可知，自制洗发液比市售洗发液更易清洗，泡沫细腻程度与市售洗发液无明显差别，但起泡性较差；自制洗发液的梳理性、光泽感、保湿效果以及头发舒适度均比市售洗发液好，柔软性、清洁效果与市售洗发液相差不大，而洗后清爽感、去屑止痒效果比市售洗发液略差。对两者总体评价相差不大，且自制洗发液成本较低。
3 结论
含有天然皂角提取物的洗发液中AES、CAB-35、皂角提取液、6501的含量分别为15%，4%，10%和4%，并辅以适量的调理剂、保湿剂、增稠剂和防腐剂,外观为淡棕色，有淡淡的药草清香，在不同温度下放置均无分层现象，性质稳定。与市场上的洗发产品相比，该洗发液具有更好的梳理性、光泽感、保湿效果以及头发舒适度。该配方成本较低，具有较大市场应用前景。
