蚕丝蛋白在洗护用品等领域的研究与应用进展

胥鑫萌 刘 伟 童天娇 王文权 孙洁怡 刘军海

(陕西理工大学化学与环境科学学院，陕西汉中，723000)

蚕丝蛋白来源于蚕茧中的蚕丝，含有多种氨基酸和蛋白质，由丝素蛋白和丝胶蛋白组成，丝胶蛋白包裹着丝素蛋白，对丝素蛋白起保护和胶黏作用，是可降解的天然高分子物质。

蚕丝蛋白绿色安全、无毒无害无残留，与人体皮肤的胶原蛋白结构相似，可除去皮肤黑斑，治疗皮炎，对皮肤具有亲和性，早在《千金要方》《本草纲目》等医籍中均有记载，有人体“第二皮肤”的美誉。蚕丝蛋白应用于洗涤、护发、护肤等产品中，具有极强的优势和巨大的发展空间，是一种无可替代的营养添加剂。我国蚕丝产量居世界第一，加工生产过程中不可避免地产生大量废蚕丝。利用废蚕丝中的蚕丝蛋白作为洗涤产品的原料，不仅提高了营养价值和经济价值，而且最大程度上发挥了蚕丝蛋白的功效。本文综述了蚕丝蛋白在洗护用品等领域的研究进展，对其近年来的研究热点进行了探讨和展望，旨在为蚕丝蛋白在洗护用品中的研究提供理论参考。

1 研究概况

1.1 洗涤产品

洗涤产品是一种专门清洗污垢，达到净洗目的的产品，其种类丰富，大致分为民用洗涤产品和工业洗涤产品，主要由表面活性剂和其他助剂组成。随着国民经济水平的提高和工业化生产步伐的加快，人们对于洗涤产品的应用不再停留于简单净洗的目的，而是在净洗的同时，追求温和护肤、消炎杀菌、中性配方、亲和柔顺等。蚕丝蛋白加入洗涤产品中，易漂易洗，具有去污范围广、去污能力强的特点，在实现去污的同时也对人体皮肤无刺激，完全符合现代人对洗涤产品的要求。

富含蚕丝蛋白的美容皂[1]、修复液[2]、面膜[3]、面霜[4]等，均可起到消炎杀菌、祛痘护肤的作用。同时，也可将蚕丝蛋白应用于洗衣液[5]、洗手液[6]、沐浴露[7]、消毒液[8]等日用洗涤产品中，其功能性强，可满足不同人群的多种需求。天然蚕丝中的蚕丝蛋白由丝胶蛋白和丝素蛋白组成，有研究发现[9]，以丝胶蛋白和丝素蛋白以及蚕蛹为原料分别合成3种氨基酸型表面活性剂的生物活性是安全的，对人体无害。薛常莲[10]以蚕丝蛋白、多种表面活性剂以及其他物质混合制备的一种婴幼儿衣物浓缩洗涤剂，降低了洗涤残留，增强了去污效果，并对婴儿的皮肤具有很好的亲和力。

蚕丝蛋白具有优异的理化性能，在洗涤领域应用潜力巨大，添加蚕丝蛋白的洗涤产品绿色安全，与现代人追求绿色生活的理念相吻合。近年来，蚕丝蛋白面膜已工业化生产，可供不同年龄段的人群使用，其应用效果得到了广泛认可。有关蚕丝蛋白的洗衣液、洗手液以及沐浴露等产品大都处于实验阶段，今后应深度研发并大力推广相关产品。

1.2 保湿产品

皮肤从生理结构上可分为3大层：表皮层、真皮层、皮下组织。而真皮层是由胶原纤维、弹性纤维和水分所构成，可维持肌肤弹性和营养交换，因此，肌肤补水从源头上来讲就是补充真皮层的水分。蚕丝蛋白是一种亲水性物质，其天然保湿因子（NMF）高于常规植物和化学保湿水合保湿剂10倍以上，可快速渗透到皮肤真皮层，使自由水变为结合水而不易蒸发散失，尤其是其多种亲水性基团对人体皮肤具有一定的吸水和锁水效果。

实验证明，长期使用含有蚕丝蛋白的护肤品，对皮肤无刺激、不过敏，具有良好的新陈代谢和水溶性，能保持皮肤水分稳定。周丽[11]用蚕丝蛋白、洋甘菊提取物等植物提取物以及其他起泡剂研发一种保湿洁面露，成分温和安全，具有天然养肤、保湿洁面等优点。有学者[12]利用将蚕丝蛋白应用于“V”字型的脸贴，不仅提拉紧致效果突出，而且锁水持久、补水深入，凝胶保湿性能更显著。大量研究表明，加入蚕丝蛋白的面霜[13]、乳液[14]、面膜[15]等护肤品，其活性成分极易被皮肤吸收，一方面能有效防止皮肤干燥，另一方面可有效增强保湿补水功能。为了解决唇部经常出现的干裂缺水等问题，研究人员[16]巧妙地利用蚕丝蛋白与唇部角朊蛋白亲和性好的优点，制备出一种有关蚕丝蛋白的唇部护理产品，其保湿吸收性较好。

蚕丝蛋白是一种天然保湿因子，其中的氨基酸组分和人体皮肤相接近，相关产品具有良好的吸湿性，能使皮肤保持一定的含水量，呈现光滑水润的状态。目前，国内伊肤泉、法国兰蔻以及泰国Fibroin等品牌都在推出与蚕丝蛋白有关的补水面膜，也获得了业界认可。蚕丝蛋白得天独厚的条件为解决人体皮肤的干燥问题提供了可选途径，在保湿产品的应用方面引起了许多研究者的关注，相关的产品也越来越多，今后的重点应该是将许多研究成果推广开发，以生产更多的保湿产品。

1.3 美白产品

皮肤变黑受多种因素影响，最常见的有黑色素过度生成、蛋白质功能不佳、角质层堆积以及屏障功能不完善等。近年来，随着人们生活指数的提高，各个年龄段的人们都开始注重皮肤美白，虽然美白成分众多，但其作用原理一般就两种：其一，从根本上阻止酪氨酸酶的形成；其二，抗氧化、清除自由基。蚕丝蛋白是一种珍贵的天然高分子蛋白，具有多种人体必须和非必须的氨基酸，其中的丝缩氨基酸能有效抑制皮肤中酪氨酸酶的活性，从而抑制酪氨酸酶生成黑色素，由内而外改善暗沉肤色。

丝素低聚肽与蛹虫草多糖的制备蚕茧经脱丝胶后获得丝素蛋白，而丝素蛋白又是蚕丝蛋白中的一种成分，因此，有研究发现[17]丝素低聚肽-蛹虫草多糖复合物通过抑制MITF、TYR和TRP-1等基因的表达，抑制酪氨酸酶的活性，从而起到美白作用。赵山等[18]用NaOH-尿素体系溶解蚕丝蛋白，发现其产物具有良好的美白和抗氧化特性。经大量研究证实[19-21]，添加蚕丝蛋白成分的面膜，具有安全可靠的质量和功效，可保证使用者对其养分的充足吸收，促进血液微循环，抑制自由基活性的同时可防止黑色素堆积，从而提亮肤色，发挥美白功效。张芳毓[22]用蚕丝蛋白等有效成分研制了一种多功能CC霜，质感轻盈，控油爽肤，促进皮肤建立良好屏障的同时也兼具美白持妆双重效果。

蚕丝蛋白具有促进皮肤色素分解，均匀肤色的特点，作为一种天然动物美白剂，不仅生物安全性可靠，而且生物降解性良好。近年来，蚕丝蛋白在美白产品中的应用是研究热点，但大部分产品都是面膜，其他护肤品的应用相对较少，因此，扩大美白产品的应用范围是其今后的研究重点，可促使蚕丝蛋白的美白产品朝着多元化方向发展。

1.4 抗衰产品

当机体的防卫和修复机制发生缺陷后会导致损伤不断积累，从而引起衰老。随着年龄的增长，人体内分泌系统功能会不断减退，将引发皮肤细胞寿命降低、蛋白质老化以及过度氧化等一系列现象出现。现代人不仅追求高品质的物质生活，而且对自身的皮肤早衰问题更加注重，因此，抗老化就成了人们一生都在关注的话题。蚕丝蛋白在洗护产品中的直接应用，就是对人体皮肤胶原蛋白的一个间接性补充和维护，对维持“年轻态”皮肤至关重要。

蚕丝蛋白可有效抑制DNA受损、胶原带白流失以及皱纹过早产生等现象。从肖潇等[23]的研究中可知，蚕丝蛋白能够有效增强细胞活力，延缓皮肤衰老。也有研究发现[24]，以水解蚕丝蛋白和石斛提取液、芦荟提取液、睡莲提取液等物质复配制备的化妆品，有明显抗自由基效果，可有效防止衰老提前出现。面膜中添加蚕丝蛋白以及对人体无害的成分，原料安全、使用放心，其祛皱抗皮肤衰老的效果非常明显[25]。

蚕丝蛋白可通过促进皮肤代谢、修复角质层，从而增加皮肤弹性、防止皱纹的形成，延缓皮肤衰老。但目前大多数仍处于实验研究阶段，与之有关的抗衰产品并不多，可能因为蚕丝蛋白是大分子物质，尽管有一定效果，但大分子人体较难吸收，导致效果不是特别明显。因此，今后的研究应该是对蚕丝蛋白使用相应物化方法处理，使其分解为人体易于吸收的小分子，并在此基础上，研发创新出更多的相关产品。

1.5 防晒产品

早在以前，人们就开始通过使用一些宽边帽、头巾、面纱等措施来进行间接防晒，而现如今，人们开始使用一些防晒护肤品直接防晒，为此，追求一种防晒范围广、防晒指数高的护肤品就成了大多数人的选择。蚕丝蛋白属动物提取物，具有良好的生物安全性，其中的色氨酸和酪氨酸有吸收紫外线的能力，可有效防止紫外光侵入皮肤。有研究表明，将蚕丝蛋白作为一种防晒添加剂应用至相关产品中，对紫外光具有一定的吸收作用，可保证皮肤晒后不受损伤，并对已损伤的皮肤具有修复作用。

蚕丝蛋白是防晒产品中的一种功能性成分，可有效阻止晒后引起的晒黑、晒伤等现象出现。有学者[26]对添加蚕丝蛋白粉的防晒霜进行研究，发现其稳定性能、安全性能以及防晒性能均优于传统防晒霜。董早霞[27]在考虑了蚕丝提取物和其他成分所属的理化性质之后，对其进行合理复配，精心研制出一款防晒霜，发现其pH与人体皮肤的pH相差无几，对皮肤无刺激性且隔离防晒效果好。此外，含有蚕丝蛋白的复合水凝胶[28]柔滑自然，可与紫外线进行光反应，有效防止紫外线对人皮肤的侵袭，具有可观的防晒效果，有望完全取代钛白粉及氧化锌粉体在防晒化妆品中的使用。

蚕丝蛋白温和、安全、纯天然，应用于防晒产品中，符合现代人绿色生活理念，其防晒功能是通过直接吸收紫外线而实现的，是一种极其珍贵的防晒方式。目前，市场上有关蚕丝蛋白的防晒产品寥寥无几，与之有关的报道也相对较少。今后，科研人员应该对蚕丝蛋白的抗紫外辐射的特点进行深入研究，从原料来源、产品设计等方面出发，并在此基础上，参考其他防晒添加剂的原理和配方，为蚕丝蛋白在防晒产品中的进一步开发提供技术支撑。

1.6 护发产品

护发产品虽然种类丰富，但都属于洗护产品，可起到头发的清洁去污及除菌杀菌、柔软护发、营养头发等作用，常用的有洗发水和护发素。洗发水用来清洁头发，而护发素可以改善发质，虽然两者功效不同，但其都含有表面活性剂等成分。近年来，随着人们“崇尚自然，回归自然”意识的提高，应用天然绿色的护发产品已经成为人们的首选。蚕丝蛋白是一种具有多种活性功能的动物提取物，科学研究发现，将其应用至护发产品中，在对头部皮肤进行滋养和促进血液循环的同时，也在头发表面形成一层保护层。

蚕丝蛋白可从根本上填充头发受损处流失的蛋白质，修复发质,使头发呈现健康状态。胡惠龄[29]用蚕丝蛋白、助乳化剂、硅油等成分制备了一种护发素，发现添加蚕丝蛋白之后，其丝滑柔顺效果更加明显。研究发现[30]，蚕丝蛋白和其他养分配伍的护发养发组合物，特点在于蚕丝蛋白液的营养功效可使其对头发毛鳞片、烫染损伤发质、毛躁以及分叉等问题进行有效修复，从而使发质富有光泽。有许多学者将蚕丝蛋白作为添加剂应用于洗发水中，发现可起到防脱固发[31]、滋养发质[32]、控油柔顺[33]、提升发质丝滑感和弹性[34]等作用，并对人体皮肤、眼睛均无刺激、无副作用，具有较强的生物安全性。

蚕丝蛋白作为一种助剂在护发产品中发挥了巨大作用，也得到了消费者的青睐。近年来，有关洗发水的应用已成为研究热点，其中的丝素蛋白具有较强的水解性，水解后可产生一种成膜性很好的物质——丝素肽，丝素肽可给予头发一定的水分和养分，具有提高头皮免疫力的功效，可避免外界化学损伤和热损伤带给头皮的伤害。基于以上特点，未来应继续研究其他相关护发产品的应用。

2 应用实例

2.1 蚕丝面膜

在21世纪的今天，无纺布面膜、压缩面膜、蚕丝面膜等已经出现在市场上。综合来看，无纺布面膜原料构成差，透气性一般，更严重的是存在“反吸”现象；压缩面膜材质粗糙，对皮肤有有潜在性危害；而蚕丝面膜采用轻盈的蚕丝制作而成，因其吸水性较好，故可取代了无纺布面膜和压缩面膜，一定程度上避免了对皮肤因刺激而造成的损伤，是目前较为理想的一种面膜。

工艺过程为：向已加热至70～80℃的去离子水中加入明胶、海藻胶等成分得到凝胶液，降温凝胶液40～50℃并加入水解胶原蛋白以及荷叶等植物提取物得到乳液，降温至乳液35～40℃之后保持温度不变时加入护理液（N-羟甲基硬脂酰胺或可溶性弹性蛋白/角蛋白中的一种）和表面活性剂，最后加入香精和防腐剂，敷膜之后即可封口包装，从而得到生物蚕丝面膜。

表面活性剂的加入使得蚕丝面膜敷脸时贴合度非常高，能有效吸收更多的精华液，可快速促进皮肤自身修复机能，促进胶原蛋白的分泌能力。此外，也可根据所需功效添加相应成分，例如：美白功效的光果甘草、维生素C、薏仁等；保湿功效的海藻粉、杜仲、合欢、沙棘等；祛痘功效的绿茶、桑叶、紫草等；排毒功效的绿豆、金银花、鱼腥草等；抗衰功效的玫瑰、当归粉、麦芽粉等。

2.2 蚕丝蛋白洗发水

洗发水是最为常用的发用化妆品之一，专门用于清洗附着在头皮和头发上的灰尘、死细胞以及人体分泌的油脂等污渍，主要由表面活性剂、调节剂、营养护理成分（蚕丝蛋白、植物提取物等）以及香精、色素、防腐剂、螯合剂（EDTA）等其他成分组成，良好的洗发水对维持头皮的理化性质和酸碱平衡非常重要。

工艺过程为依次加入各种原料，加热搅拌使各原料充分混合，冷却后依次加入香精和卡松。

洗发水以泡沫温和、清洗护发的特点备受青睐，而蚕丝蛋白更是以良好的生物相容性和生物活性引人瞩目。用蚕丝蛋白作为洗发水的原料，绿色、天然，既可降低有害物质对毛囊的损伤，其丰富的蚕丝蛋白对发质的弹性和柔顺感又具有一定提升作用。综合考虑发现，蚕丝蛋白洗发水目前在市场上的性价比相对较高。

3 结语

蚕丝蛋白属功能性蛋白，将废蚕丝中的蚕丝蛋白应用于洗护领域中，不仅能以最少的投资获取最大的经济效益，而且还可温柔呵护肌肤每一处，是其他洗护成分无可替代的一类添加剂。在倡导返璞归真的今天，开发天然蚕丝蛋白在洗护领域中的应用，必将对人们的美好生活产生积极效应。

蚕丝蛋白在洗护领域中的应用已涉及到许多方面。在洗护产品中，在实现蚕丝蛋白面膜市场化的同时，还应对蚕丝蛋白洗衣液、洗手液以及消毒液等产品投入更多的研究，进一步拓展其在洗护产品中的应用；在保湿产品中，蚕丝蛋白锁水吸水的性能为广大消费者所喜爱，这将是蚕丝蛋白今后的研究热点之一；在美白产品中，蚕丝蛋白美白面膜占有较大比重，而其他产品相对较少，因此，克服单一化应用的瓶颈是其今后研究重点；在抗衰产品中，大分子蚕丝蛋白限制了其有关产品的研发，因此，寻找一种水解蚕丝蛋白为小分子物质的方法就显得颇为重要；在防晒产品中，有关研究鲜有报道，但其具有的抗紫外线能力是为大多数人所公认的，因此，有关防晒产品的相继出现还需要科研人员的高度重视；在护发产品中，蚕丝蛋白是一种优良的添加剂，大量相关产品具有多种功效，搭配使用，可进一步调节头皮的酸碱平衡。

近年来，与蚕丝蛋白相关的专利很多，而基础性研究很少，故蚕丝蛋白在洗护领域中的研究应用已成熟化，目前处于产品开发和推广阶段。整体来看，蚕丝蛋白不仅在洗护产品中应用，而在美白，防晒等领域中也不断有产品问世，因此，今后应多角度开发相关产品，使蚕丝蛋白在洗护领域向着多功能方向发展，相信随着研究工作的不断深入，未来在洗护领域中蚕丝蛋白的应用将会取得更多的研究成果。