一种祛痘膏的制备及其热稳定性研究

李喜连，贾 兵，陈明华

（伽蓝（集团）股份有限公司，上海 200233）

茶树油（Tea tree oil, TTO），又名澳大利亚液体黄金，取自桃金娘科（My rtaceae）白千层属（Melal euca L）的数种植物[1]。目前已从茶树油中提取了100多种成分，主要有单萜类、倍半萜类及其衍生物，其中以松油醇-4、γ-萜品烯、α-萜品烯为主[2]。近年来，茶树油抗菌作用的研究成为国际上的研究热点[3]。其应用于化妆品中，具有抗菌和抗炎症性能，且刺激性低[4]。

水杨酸（Salicylic acid，SA，邻羟基苯甲酸）是一种简单的酚类化合物，添加在化妆品中具有美白、祛痘等功效[5]。

目前，国际主流祛痘产品都添加水杨酸，但将茶树油和水杨酸作为功效性成分复配组合用在膏霜中的研究甚少，特别是在茶树油含量较高的酸性（pH≈3.0）体系中，乳化剂和产品的稳定性均为配方技术的难点。本实验对乳化剂和增稠剂进行了筛选，并对其长期热稳定性进行了初步研究。

1 实验部分

1.1 主要试剂与仪器

鲸蜡硬脂醇/鲸蜡硬脂基葡糖苷（MONTANOV 68,SEPPIC）；山嵛醇聚醚-25（Eumulgin BA25, BASF）；鲸蜡硬脂醇聚醚-25（BRIJ CS25-PA-(SG), CRODA）；PEG-100硬脂酸酯/甘油硬脂酸酯（TEGOCARE 165, EVONIK）；鲸蜡硬脂醇橄榄油酸酯/山梨坦橄榄油酸酯（OLIVEM 1000,B&T）；鲸蜡醇聚醚-40（NIKKOL BC-40，日光化学）；鲸蜡醇聚醚-150（NIKKOL BC-150，日光化学）；互生叶白千层（MELALEUCA ALTERNIFOLIA）叶油（TEA TREE OIL,DOWNUNDER）；水杨酸（RONACARE SALICYLIC ACID,MERCK）；聚丙烯酰胺/水/C13-14 异链烷烃/月桂醇聚醚-7（SEPIGEL 305, SEPPIC）；聚丙烯酸酯-13/聚异丁烯/聚山梨醇酯-20/山梨坦异硬脂酸酯/水（SEPIPLUS 400, SEPPIC）；四氢呋喃（Fisher Chemical）；甲醇（CNW）；磷酸（优级纯，国药集团）；异辛烷（CNW）。

J.K.ROBOMICS高剪切乳化分散机（上海谱莱密克司机械有限公司）；METTLER TOLEIDO TE20K Plus pH计（梅特勒一拖利多仪器（上海）有限公司）； Nikon ECLIPSE 50i POL电子显微镜（上海衡浩仪器有限公司）；Brookfield VISCOMETER DV2T黏度计（Brookfield Enginering Labs., Inc.）；Eurostar Power CV 欧洲之星搅拌机（IKA）、HPLC1200（美国安捷伦公司）、GC7890（美国安捷伦公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 配方样品制备

按表1精确称量，将水相（A）置于水浴锅中搅拌加热至80～85 ℃，油相（B）搅拌加热至80～85 ℃并熔解均匀，然后将B相在搅拌下加入A相中并混合均匀，高速均质5 min，接着加入C相高速均质3 min，然后继续搅拌并自然降温，冷却至30 ℃出料。

表1 祛痘膏成分Tab.1 Ingredients of the anti-acne cream

1.2.2 液相色谱样品制备及色谱条件

精确称量水杨酸0.5 g于50 mL容量瓶中，用10 mL四氢呋喃分散，再用甲醇稀释至刻度并摇匀，0.45 μm疏水聚四氟乙烯（PTFE）滤头过滤适量进液相色谱检测。

色谱条件：色谱柱：Waters Symmetry Shield RP18，4.6 mm×150 mm×5 μm；检测波长：230 nm；柱温：30 ℃；流动相：V（甲醇）∶V（0.1%磷酸水溶液）=60∶40；进样量：5 μL；检测器：二极管阵列检测器。

1.2.3 气相色谱样品制备及色谱条件

移液器取100 μL茶树油样品，置于10 mL容量瓶中，用异辛烷溶解，定容至刻度并摇匀。有机相滤膜过滤后作为待测溶液。

色谱条件：色谱柱：J&W HP-INNOWAX 260 ℃，30 m × 320 μm ×0.25 μm；柱流量：1.0 mL/min；载气：N2；进样量：1 μL；进样口温度：250 ℃；柱温：程序升温检测器温度：280 ℃；分流比：5∶1。

1.3 黏度及热稳定性测试

1.3.1 黏度测试

黏度计测量前必须进行自动调零。操作者必须确保黏度计水平，并且卸下所有的转子和连接头。当按下Next键，黏度计将运转大约13 s。自动调零之后，操作者按下Next键，黏度计将会转到黏度测试设置（Configure Viscosity Test）的界面。实验选择T-D（94），转速5 r/min。将Brookfield标准黏度计安装在升降支架的驱动马达上，并将T型转子通过连接头连接至黏度计上。驱动马达缓慢地使黏度计上下移动，T型转子在测试样品内产生一条螺旋线轨迹，然后在规定时间内结束测定对黏度进行读数即可。

1.3.2 热稳定性测试

为了满足产品标注2年保质期的需要，FDA已经接受了一种特定的加速稳定性测试，某些情况下，将产品放在50 ℃下1个月作为加速稳定性测试，50 ℃稳定性测试结果可以充分支持稳定的结论[6]。将1.2.1将所制样品进行热稳定性测试，主要考察高温（50 ℃）条件下黏度变化，并和室（常）温对比，观察其变化趋势。样品在高温烘箱中放置2周和4周后取出，然后放置在25 ℃烘箱待其恢复室温（25 ℃）后对其进行黏度测试。

2 结果与分析

2.1 乳化剂种类对乳化结果的影响

表1中乳化剂包括烷基糖苷类（MONTANOV 68）、醚 类（EUMULGIN BA25、BRIJ CS25-PA-(SG)）、酯 类（TEGOCARE 165、OLIVEM 1000），添加量均为3.0%，增稠剂相同均为2.5%SEPIGEL 305。由实验可知，MONTANOV 68作为乳化剂所制得样品外观较粗糙且样品黏度较稀，乳化不完全，乳化能力较弱；其他乳化剂制得样品室温静置24 h后黏度见图1。

图1 单一乳化剂对黏度的影响Fig.1 Effects of single emulsifier on viscosity

由图1可知，EUMULGIN BA25和BRIJ CS25-PA-(SG)制备产品黏度无明显差异，主要是因为这2个乳化剂虽疏水基碳链长度不同，但相差不大，结构相似；TEGOCARE 165和OLIVEM 1000为酯类乳化剂，后者制备的样品黏度明显高于前者，可能是因为后者含有部分脂肪醇衍生物。选择OLIVEM 1000作为乳化剂制得样品初始黏度较高，呈膏霜状，其他乳化剂制得样品黏度较低，均呈乳霜状。

2.2 增稠剂种类对黏度的影响

选择酯类乳化剂OLIVEM 1000作为单一乳化剂，制的产品pH约为3，同时选择常用耐酸增稠剂SEPIGEL 305和SEPIPLUS 400进行实验，分别将所制样品进行热稳定性测试，即高温跟踪观察4周，实验结果见图2。

图2 不同增稠剂对黏度的影响Fig.2 Effects of different thickeners on viscosity

SEPIGEL 305和SEPIPLUS 400为同一类型增稠剂（无需中和），但后者活性物含量较高。由图2可知，SEPIPLUS 400制得产品初始黏度较高，但产品放置2周后黏度均大幅度下降，产品热稳定性均较差。可能原因是酯类乳化剂结构中含有酯键，在较低pH时发生部分水解而失去乳化作用，从而导致体系不稳定。

以上分析可知，常用耐酸类增稠剂对本体系有效，可选用初始黏度较高的增稠剂SEPIPLUS 400。

2.3 乳化剂复配

由2.1和2.2可知， MONTANOV 68作为单一乳化剂时乳化能力较弱，而酯类乳化剂长期热稳定性较差。

烷基糖苷类乳化剂其实为醚类，脂肪醇聚醚类乳化剂结构式为R(OCH2CH2)nOH（其 中R为C12～C18烷 基，n=2～50）[7]，该类乳化剂中仅含醚键结构，不含酯键结构，酸碱稳定性较好。因此将两种乳化剂复配，BRIJ CS25-PA-(SG)、NIKKOL BC-40、NIKKOL BC-150乳化剂结构类似，EO数逐渐增大，分别与MONTANOV 68以质量比2∶1复配，所制样品初始黏度见图3。

图3 复配乳化剂对黏度的影响Fig.3 Effects of compound emulsifiers on viscosity

由图3可知，随着EO数的增大，对应乳化剂制备的样品黏度逐渐增大。原因为含聚氧乙烯链的非离子表面活性剂，碳氢链长不变时，随聚氧乙烯链增长，其胶束聚集数减少[8]。随着EO链长增加，非离子乳化剂分子中水溶性基团扩散到水相中越多，致使体系中最终生成的乳胶粒数量多[9]，从而使体系黏度增大。

由 图3可 知，采 用NIKKOL BC-40、NIKKOL BC-150分别和MONTANOV 68复配所得产品初始黏度较高，呈膏霜状。

2.4 热稳定性

2.4.1 功效成分热稳定性

该产品功效成分为水杨酸和茶树油，对其高温放置1个月测定水杨酸含量。由表1和实验结果可知，高温放置1个月水杨酸含量（1.58%）与常温（1.57%）相比在实验误差较小，即产品中水杨酸含量无明显变化，符合理论值，稳定性较好。

茶树油化学组分较复杂，有4个主峰，通过气相色谱图对比，常温和高温时样品中茶树油主峰的响应值（浓度为1 mol/L对应的峰面积）见表2。由表2可知，高温时茶树油主峰响应值没有明显变化，即茶树油在高温下稳定性较好。

表2 茶树油响应值对比Tab.2 Comparison of response values of tea tree oil

续表

2.4.2 产品热稳定性

NIKKOL BC-40、NIKKOL BC-150分别和MONTANOV 68复配体系制的样品热稳定性测试结果见图4。

图4 乳化剂对热稳定性的影响Fig.4 Effects of two emulsifiers on thermal stability

由图4可知，产品高温放置4周黏度下降均不明显。NIKKOL BC-150初始黏度较高，且高温测试2周和4周黏度无明显变化，显微镜结构观察高温与室温相比颗粒大小无明显差异，稳定性较好。 即复合乳化剂分子间隔排列，获得较高的堆砌密度，从而增加了界面强度，得到更好的稳定效果[10]。因此选择此方案。

3 结论

在同时含有茶树油和水杨酸的酸性体系中，酯类乳化剂可能会水解，导致长期热稳定性较差；常用耐酸性增稠剂对该体系有效，选择初始黏度较高的增稠剂SEPIPLUS 400；使用脂肪醇聚醚类乳化剂和烷基糖苷类复配，即醚类复配，高温下产品稳定性较好；产品中功效成分水杨酸和茶树油含量高温1个月几乎无明显变化，稳定性较好。