芦荟凝胶浴用香波设计及其抗氧化性能研究

林继辉，蔡爱平

(福建师范大学 闽南科技学院，福建 南安 362332)

浴用香波即日常所指的沐浴液的另一种表述方法，是由几种表面活性剂配制而成且具有一定粘稠度以及清洁肌肤作用的化妆品.现如今随着人们生活水平条件的改善、家庭的小型化、运动保健时尚的流行、人们清洁观念的更新，沐浴越来越频繁,这就促进浴用香波的发展[1].但是，目前化妆品消费的主流方向却都是朝着纯天然、绿色以及环保的方向发展[2].人们对于香波的需求也不仅仅是满足于清洁这一功效，还要求产品具有低刺激、温和以及抗衰老等功效.所以这就要求我们所设计出的浴用香波应该要具备优良的抗氧性、抗菌性、去污力以及对人体肌肤温和的效果.

芦荟(Aloe)属于百合科中的一种肉质草本植物，芦荟中含有丰富的多酚类还原性物质和多糖、蛋白质、氨基酸、多肽、有机酸以及多种矿物质等营养物质，具有很多种作用，其中之一就是抗氧化作用，曾经还被誉为纯天然的抗氧化剂，据报道芦荟所含的主要活性成分为氨基酸、维生素、苷类和酚类等活性物质，并且含有多种不同微量元素 ，可广泛用于食品和化妆品的抗氧剂，在实际生产过程中为防止化妆品发生氧化酸败，最常用的方法为加入天然的抗氧剂[3-5].所以，为了进一步了解芦荟在化妆品配方中的应用，本文从新鲜库拉索芦荟中提取芦荟胶条，经过过滤、浓缩等操作制备成芦荟凝胶原汁，并对其在浴用香波体系中的应用作了相关试验，采用DPPH·自由基清除法[6-8]，通过测定含不同量库拉索芦凝胶原汁的浴用香波的抗氧化能力，探讨将芦荟凝胶应用到沐浴香波中可增加香波的抗氧化作用，为芦荟在日用化妆品领域的推广及应用提供参考.

1 实验部分

1.1 主要仪器及药品

DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器，郑州长城科工贸有限公司电子天平；EL104型电子天平，梅特勒-托利多仪器有限公司；501型超级恒温器，上海实验仪器厂有限公司；2152改进型罗氏泡沫仪夹套量筒，上海隆拓仪器设备有限公司；PHS-3C型pH计，上海精密科学仪器有限公司；YXQ-LS-75SⅡ立式压力蒸汽灭菌器，上海博讯实业有限公司医疗设备厂；UV756CRT紫外可见分光光度计，上海佑科仪器仪表有限公司；HPX-9082MBE数显电热培养箱，上海博迅实业有限公司医疗设备厂.

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)，烷基糖苷(APG0810)，尼诺尔(6501)，聚乙二醇PEG2000，十二烷基硫酸铵(AESA)，月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠盐(MES-30)，月桂酰胺基丙基甜菜碱(LAB-30)，椰油酰胺丙基二甲基甜菜碱CAB-35，十二烷基二甲基氧化叔胺(OA-12)，珠光浆，聚甘油单月桂酸酯，月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱等均为化学纯；硝酸银、铬酸钾、氯化钙、硫酸镁均为分析纯.

1.2 实验方法

1.2.1 芦荟凝胶原汁的制备

取新鲜的，生长状况良好，无腐烂的芦荟叶适量，用去离子水将新鲜的叶子表皮清洗干净，沥干，然后在无菌室中用紫外辐射杀菌 30 min 后[9-10]，用消毒刀片把外皮割去，取出去皮后的凝胶条.将凝胶条置于搅拌机中粉碎得到一次芦荟凝胶浆液，再将得到的一次芦荟凝胶浆液移至于超声波粉碎机中再次粉碎 10 min 后取出得到二次芦荟凝胶浆液，采用无菌纱布将悬浮的芦荟胶粒以及粗纤维过滤除去，并将澄清的芦荟浆液用频率为 20 kHz 的超声波灭菌处理 10 min，最后浓缩得到高纯度的芦荟凝胶浆液.

1.2.2 芦荟凝胶浴用香波的制备

按照配方要求，先往干净的烧杯中加入去离子水，加热使其温度达到60～70 ℃ 时，将配方中称取好的主表面活性剂逐一加入搅拌溶解，后再加入其他辅助表面活性剂及芦荟凝胶浆液.待烧杯中各主要成分完全互溶并反应20～30 min 后，把装有试样的烧杯取出，室温下冷却.当样品溶液的温度为 40 ℃ 以下后即可加入色素和香精等.

1.2.3 浴用香波基础配方表面活性剂的筛选

取按1.2.2制备方法获得的各种配方浴用香波样品各 8 mL 放入 10 mL 的2支具塞比色管中，盖上干净的磨口塞.对试样进行热、冷稳定性实验和配方筛选.热、冷稳定性具体测定按照国家质量标准QB/T 1974-2004操作进行.

1.2.4 浴用香波发泡性能测试

采用2152改进型罗氏泡沫仪并严格按照其操作方法进行操作：把待测样品配制成溶液，沿着泡沫仪的刻度量筒连续地流下，当分液漏斗的液面降低至 150 mm 标记处，关闭分液漏斗的旋塞，同时记录流出时间，在停止后0.5、3和 5 min 分别测量生成泡沫的体积(只测泡沫部分)，以所形成的泡沫在液流停止后0.5、3、5和 10 min 的体积(mL)来表示结果，最终以重复多次测试的结果的算术平均值当作实验最后的发泡高度结果.

1.2.5 芦荟凝胶浴用香波抗氧化待测试样的制备

根据正交试验筛选出的浴用香波最佳配方分别添加占比为(0%、2%、4%、6%、8%、10%)的芦荟凝胶原汁，制备出芦荟凝胶含量不同的浴用香波样品.称取上述样品 0.25 g 置于烧杯中加少量去离子水溶解，然后定容于 100 mL 容量瓶中待测.

1.2.6 芦荟凝胶浴用香波的抗氧化性测试(二苯代苦味肼基自由基分光测定法)

采用二苯代苦味肼基自由基分光测定法[11]测定芦荟凝胶浴用香波清除自由基能力.首先配制 100 mL 120 mol/L DPPH·贮备液[12-14]，置于温度约为0～4 ℃ 冰箱中避光保存.使用时再稀释10倍待用.再量取 4.0 mL 12.0 μmol/L 的DPPH·乙醇溶液与无水乙醇混合添加至同一试管内，摇匀，在暗处放置 30 min，并以无水乙醇为空白对照[15]，在 517 nm 波长情况下测其吸光度值A0；同样的量取 4.0 mL 12.0 μmol/L DPPH·乙醇溶液与1.0 mL待测样液(1.2.5步骤制得)混合添加至同一试管内，摇匀，在暗处放置 30 min，并以待测样液为空白对照，在 517 nm 波长情况下测其吸光度值Ai.

按以下的式子计算 DPPH·的清除率：

清除率(%) =[(A0-Ai) /A0]×100%

式中，A0为 4.0 mL 浓度为 12 μmol/L DPPH·乙醇溶液与 1.0 mL 无水乙醇的混合液的吸光值；Ai为 4.0 mL 浓度为 12 μmol/L DPPH·乙醇溶液与 1. 0 mL 待测样液的混合液的吸光值；

每个样品重复操作3 次试验，结果取平均值.

1.2.7 芦荟凝胶浴用香波理化性能指标的检测

芦荟浴用香波样品的感官，黏度及pH，有效物含量等指标按照相关标准和参考文献[16-18]进行测试.

1.2.8 芦荟凝胶浴用香波微生物检测

采用稀释平板菌落计数法[19]：称取 1 g 样品于试管中再加入 10 mL 无菌水使其完全溶解，用移液枪从该试管中取 1 mL 试样于注入到 9 mL 无菌水试管中稀释获得稀释100倍样品液，编号Ⅰ；同法操作分别获得稀释 1 000 倍、10 000 倍编号为Ⅱ、Ⅲ的样品液.然后再移取 1 mL 不同稀释倍数的样品，转移到培养基上(每个稀释倍数3个平行样)，最后将其放于恒温 37 ℃ 的培养箱中培养 48 h，并间隔 24 h 观察记录一次，48 h 后对平板上的菌落总数进行统计.

2 结果与讨论

2.1 浴用香波配方分析

2.1.1 浴用香波基础配方的设计与筛选

表1为浴用香波基础配方设计表，根据1.2.2芦荟凝胶浴用香波制作方法对表1中A～J各配方进行同法操作以获得对应的浴用香波的基础配方样品.根据外观，热、冷稳定性以及发泡性能测试方法，对A～J各配方进行测试.测试结果见表2：

表1 浴用香波基础配方设计 g

表2 浴用香波外观及稳定性检测结果 g

通过初期配方筛选，配方A、B、C、E、G、H经过冷稳定性测试的样品均未发现分层、变色和沉淀等现象，均视为可参考的配方，另外，配方F、J出现分层，配方D热稳定性测试出现分层的现象，配方I冷稳定性测试出现分层现象，所以配方D、F、I、J均视为不可参考配方，应舍弃.通过利用2152改进型罗氏泡沫仪测A、B、C、E、G、H泡沫体积，只有配方A、C泡沫体积均为 400 mL 以上，而进一步通过观察各项评价指标(外观，色泽等)可知配方A更优于配方C.则选用配方A为最佳可行配方.

2.1.2 主要表面活性剂正交实验设计及结果分析

选择以配方A中的主表面活性剂AES、MES-30 、APG0810、6501作为参考因素，根据各表面活性剂的不同用量采用L9(34)正交表来设计本实验方案，各因素水平如表3所示.实验的评价标准是根据泡沫高度和稳定性来确定各表面活性剂的最优配比.

通过IBM SPSS Statistics软件根据表3 正交试验因素水平表设计正交表，正交试验表及实验数据处理如表4、5所示：

表3 正交试验因素水平表 g

表4 正交试验设计及结果分析

由上述表4正交试验设计及结果和表5方差分析表所示可知：在所设计的实验对象因素的主次关系为A>B>D>C，即AES>MES-30>6501>APG0810；由泡沫体积来评价正交试验结果所示可知最优配方为A1B2D1C3，即：AES(15.0 g)、MES-30(8.0 g)、APG0810(7.0 g)、6501(2.0 g).

表5 方差分析表

2.2芦荟凝胶浴用香波抗氧化性的测定

分别对0%、2%、4%、6%、8%、10%，6种不同芦荟凝胶原汁含量的芦荟凝胶浴用香波样品进行DPPH·自由基清除能力，冷、热稳定性和发泡性能测试.结果如表6和图1.

表6 添加芦荟凝胶原液对浴用香波DPPH·清除自由基清除率的影响

图1 添加芦荟凝胶原汁对浴用香波DPPH·自由基清除率的影响

由表6以及图1可知，DPPH·自由基清除能力随芦荟凝胶原汁添加量的增加而增强，原因是新鲜芦荟凝胶原汁中含有丰富的多酚类化合物，且这些酚类物质具有较好的抗氧化作用[18]，添加芦荟凝胶原汁的量为0、2、4、6、8和 10 g的DPPH·清除率分别为6.9%、28.6%、36.7%、42.8%、44.3%、47.25%，加了 10 g 芦荟凝胶原汁的香波样品，DPPH·清除率是没加芦荟凝胶原汁香波样品的6.85倍.综合表6中泡沫体积以及热、冷稳定性实验测得结果考虑，芦荟凝胶原汁的添加量按照10%比例的添加至香波中最为合适.

2.3 样品指标检测及结果

2.3.1 感官指标

取适当用量浴用香波样品装于干燥洁净比色管内，并在非直射光下观察，结果样品不分层且无悬浮物或沉淀，呈现带有珠光的乳白色，而且伴有淡淡香气，各项感官指标均符合行业规定标准[19].

2.3.2 稳定性测试

参照国家质量标准QB/T1974—2004将样品分别置于预先已经调控好温度的恒温培养箱(40 ℃)和冰箱(-5～-10 ℃)中，经过24 h取出样品，待其恢复室温后观察样品，香波样品均无分层、变色、沉淀等现象，符合相关标准规定.

2.3.3 泡沫性能测试

根据1.2.4方法对芦荟凝胶浴用香波样品进行发泡性能测试，实验结果表明：当泡沫在液流停止后0.5、3、5和 10 min 的体积分别为498.17、497.05、496.63、495.24 mL.

改进型罗氏泡沫仪夹套量筒内径为(65±1)mm，则可以算出泡沫高度远超过标准规定的 50 mm，且形成的泡沫稳定性较好.

2.3.4 pH值测试

按照GB/T13531.1—2008中的相关规定的标准，在 25 ℃ 条件下，用刚煮沸的蒸馏水，经过冷却后，将样品配制成质量浓度分别为 1∶10 的试验溶液[17]，混匀，测得pH值为7.13，符合规定标准.

2.3.5 有效物含量测试

参照《中国轻工业标准汇编化妆品卷》中浴香波理化指标中有效物[18]含量检测实验方法进行测定，结果分别如下：

①总固体含量：

②无机盐 (乙醇不溶物) 含量：

③氯化物含量：

有效物含量(%)=总固体(%)-乙醇不溶物(%)-氯化物(%) =32.68%(≥12符合行业标准).

2.3.6 微生物指标

表7为芦荟凝胶浴用香波细菌计数结果.由表7可以看出培养24 h后各平板未发现肉眼可见菌落；而培养48 h后，稀释100倍的样品平板中有2次试验观察到细菌菌落，平均菌落计数为5，稀释1000倍与稀释10000倍中仍然未出现肉眼可见菌落，则样品细菌菌落总数为500CFU/g，(≤1 000)符合国家化妆品卫生标准.

表7 芦荟凝胶浴用香波细菌计数结果

3 结语

1) 芦荟凝胶浴用香波最佳配方为：AES(15.0%)、MES-30(8.0%)、APG0810(7.0%)、6501(2.0%)、甘油(2.0%)、透明质酸钠(2.0%)、聚乙二醇双硬脂酸酯(0.5%)、EDTA二钠(0.1%)、柠檬酸适量、氯化钠适量、防腐剂(聚甘油单月桂酸酯)适量、去离子水余量.

2) 当芦荟凝胶原汁以10%的比例添加至浴用香波中，其DPPH·自由基清除率增加到47.25%，是未添加芦荟凝胶原汁的6.85倍，说明其具有良好的抗氧化作用，且此时香波泡沫性能优良，经过冷热稳定性测试，产品未出现分层、变色以及沉淀等现象.

3) 对产品的各项指标进行检测：pH值为7.13，在4.0～10.0的范围；通过改进型罗氏泡沫仪测定泡沫体积为495.24 mL；有效物含量为32.68% (≥12)；经过48 h的微生物检测，细菌总数为500CFU/g，(≤1 000)各项理化指标结果均符合国家卫生标准.