摘要: 采用 D-混料設(shè)計(jì)，以茶油卸妝乳的洗凈能力、流動(dòng)性、外觀、離心穩(wěn)定性、耐寒穩(wěn)定性和耐熱穩(wěn)定性這 6 個(gè)指標(biāo)對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，選出其中 3 個(gè)優(yōu)化處方。偏光顯微鏡對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，Rheolaser光學(xué)微流變儀對(duì)其黏彈性進(jìn)行測定，Turbiscan Lab 穩(wěn)定性分析儀對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果 茶油卸妝乳的處方為茶油 5%、十六十八醇 3. 6%、單硬脂酸甘油酯 5%、月桂基葡糖苷 4%、甘油 5%、水 77. 4%。在該處方下，其穩(wěn)定性良好。結(jié)論 D-混料設(shè)計(jì)可簡便優(yōu)化處方中的每一個(gè)因素，使其在物理性質(zhì)上達(dá)到水平。

 茶油 ( camellia oil) 是從山茶科油茶樹 Kamel-lia oleifela Abel 的種子中獲得的，又叫茶籽油、山茶油。茶油脂肪酸主要由油酸、亞油酸和少量飽和脂肪酸組成，并含有多種脂溶性維生素，能很好地融合皮膚，而且無刺激性，是一種優(yōu)質(zhì)的油分補(bǔ)給劑。有研究表明，茶油在化學(xué)成分上可與橄欖油相媲美，由于精制的茶油難氧化變質(zhì)，無毒，而且精制過程又能很好地抑制酸價(jià)，所以用來做化妝品，日本已用其制成了品種繁多的美容護(hù)膚品。

D-混料設(shè)計(jì)方法是將 D-化設(shè)計(jì)應(yīng)用于混料試驗(yàn)中，該方法試驗(yàn)次數(shù)少、信息量充分、參數(shù)預(yù)測精度高。本課題組前期通過實(shí)驗(yàn)，篩選出茶油卸妝乳處方的成分，采用 D-混料設(shè)計(jì)來優(yōu)化各成分間的比例，優(yōu)選出得分前三的卸妝乳處方，再采用偏光顯微鏡對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，Ｒhelolaser 光學(xué)微流變儀對(duì)其黏彈性進(jìn)行測定，Turbiscan Lab 穩(wěn)定性分析儀對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行分析，最終選出處方。

Rhelolaser Lab 光學(xué)微流變儀利用動(dòng)態(tài)光散射原理，用于測量粒子在乳液中的遷移位移及速率以分別反映乳液的彈性指數(shù)和宏觀黏性指數(shù); Turbiscan Lab 穩(wěn)定性分析儀利用 880 nm 近紅外光源，通過檢測樣品投射光和背散射光的光強(qiáng)值變化來反映樣品的穩(wěn)定性。這兩種儀器均可對(duì)濃縮體系直接進(jìn)行測量，并不需要稀釋，測量時(shí)采用非進(jìn)入式方法，不破壞樣品，無剪切，無擾動(dòng)，可直接表述分散體系的真實(shí)狀態(tài)。

本實(shí)驗(yàn)在此基礎(chǔ)上，采用 D-混料設(shè)計(jì)對(duì)茶油卸妝乳的處方進(jìn)行進(jìn)一步的篩選和優(yōu)化，對(duì)開發(fā)茶油護(hù)膚品具有重要意義。

1 儀器與材料

GZX-9140 MBE 鼓風(fēng)干燥箱 ( 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠) ; HH-S4 恒溫水浴鍋 ( 鄭州長城科工貿(mào)有限公司) ; TGL-16G 高速離心機(jī) ( 上海安亭科學(xué)儀器廠) ; BS124S 電子天平 ( 北京賽多利斯科學(xué)儀器有限公司) ; FA25 高剪切分散乳化機(jī) ( 上海弗魯克流體機(jī)械制造有限公司) ; Turbiscan Lab 穩(wěn)定性分析儀、Ｒhelolaser光學(xué)微流變儀 ( 法國 Formulaction 公司) ; OLYMPUS CX41偏光顯微鏡 ( 日本 Olympus 公司) 。

茶油 ( 廣州文玲貿(mào)易有限公司) ; 十六十八醇( 上?？茖幱椭瘜W(xué)品有限公司) ; 單硬脂酸甘油酯 ( 國 藥 集 團(tuán) 化 學(xué) 試 劑 有 限 公 司， 批 號(hào)20131210) ; 甘油 ( 天津市福晨化學(xué)試劑廠，批號(hào)20140212) ; 月桂基葡糖苷 ( 臨沂市蘭山區(qū)綠森化工有限公司) ; 水為娃哈哈純凈水 ( 杭州娃哈哈集團(tuán)有限公司) 。

2 方法與結(jié)果

2. 1 卸妝乳的制備方法

將處方中的油脂性組分( 油相) 和水溶性組分 ( 水相) 分別在 80 ℃水浴中加熱30 min，然后將水相加入油相中，高速剪切1 min ( 轉(zhuǎn)速 10 000 r / min) ，再在冰浴中緩慢攪拌，冷卻至室溫，即得，每次制備 100 g。

2. 2 乳化劑的篩選 

乳化劑對(duì)能否形成穩(wěn)定、易清洗的卸妝乳具有關(guān)鍵的作用。在預(yù)實(shí)驗(yàn)中，對(duì)乳化劑進(jìn)行了篩選，比較了吐溫-80、聚氧乙烯氫化蓖麻油、硬脂酸/三乙醇胺、辛葵葡糖苷、月桂基葡糖苷、鯨蠟硬脂醇醚-6/鯨蠟硬脂醇醚-25 ( A6/A25) 等水包油型乳化劑。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，月桂基葡糖苷制備的茶油卸妝乳較其他乳化劑更加穩(wěn)定，并且更易于清洗。

2. 3 單因素考察 

采用 D-混料設(shè)計(jì)方法時(shí)，處方中各因素需要有一個(gè)優(yōu)化范圍，用于保證設(shè)計(jì)的精確性。本實(shí)驗(yàn)通過單因素考察，以洗凈能力、流動(dòng)性、外觀、離心穩(wěn)定性、耐寒穩(wěn)定性和耐熱穩(wěn)定性為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定各因素范圍，結(jié)果見表 1。

2. 4 評(píng)分方法 

采用加權(quán)綜合評(píng)分法，以洗凈能力、流動(dòng)性、外觀、離心穩(wěn)定性、耐寒穩(wěn)定性和耐熱穩(wěn)定性這 6 個(gè)指標(biāo)對(duì)樣品進(jìn)行評(píng)分，總分為 100分。根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)可知，乳液在流動(dòng)性和外觀上差別較大，故將其權(quán)重系數(shù)均設(shè)為 20%; 洗凈能力是卸妝乳的重要指標(biāo)，故將其權(quán)重系數(shù)設(shè)為 30%;離心穩(wěn)定性、耐寒穩(wěn)定性和耐熱穩(wěn)定性這 3 個(gè)指標(biāo)都是評(píng)價(jià)乳液配方穩(wěn)定性的指標(biāo)，故均占 10% 的權(quán)重系數(shù)，即穩(wěn)定性的總權(quán)重系數(shù)為 30%。

2. 4. 1 洗凈能力 

取樣品適量，涂抹于有彩妝的手部皮膚 ( 速率為 2 圈/s) ，觀察是否能溶解全部彩妝 ( 眼線筆、眼線液、眼影、腮紅、粉底) ，能全部溶解彩妝者得 30 分，能溶解大部分者得 20分，能溶解小部分者得 10 分，不能溶解者得 0 分。

2. 4. 2 流動(dòng)性 

肉眼觀察乳液是否具有一定的流動(dòng)性，若流動(dòng)性適中，既不成乳膏狀，也不成液體狀者得 20 分，成液體狀者得 10 分，過于濃稠，成乳膏狀者得 0 分。

2. 4. 3 外觀評(píng)價(jià) 

肉眼觀察乳液是否色澤亮麗，有光澤，涂抹在手上時(shí)乳液是否均勻細(xì)膩，用水洗掉后皮膚是否會(huì)感覺油膩，若色澤亮麗有光澤，涂抹時(shí)無顆粒感和油膩感者得 20 分，各方面適中者得 10 分，無光澤，涂抹時(shí)有顆粒感和油膩感者得0 分。

2. 4. 4 離心穩(wěn)定性 

將樣品離心 15 min ( 轉(zhuǎn)速4 000 r / min) ，觀察是否分層，不分層者得 10 分，分層者得 0 分。

2. 4. 5 耐寒穩(wěn)定性 

將樣品置于 － 10 ℃ 冰箱 24 h后恢復(fù)到室溫，觀察是否分層，不分層者得 10 分，分層者得 0 分。

2. 4. 6 耐熱穩(wěn)定性 

將樣品置于 45 ℃ 烘箱 24 h后恢復(fù)到室溫，觀察是否分層，不分層者得 10 分，分層者得 0 分。

2. 5 D-混料設(shè)計(jì) 

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用 Design-expert 8. 0 得到設(shè)計(jì)表，然后按照表中的處方用量和 “2. 1"項(xiàng)下方法進(jìn)行制備，并用Design-expert 8. 0軟件分析結(jié)果，繪制效應(yīng)面。

 根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果可知，十六十八醇 ( B) 和單硬脂酸甘油酯 ( C) 用量對(duì)乳液的影響較大。另外，通過軟件統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有這兩個(gè)因素存在時(shí)，P 值較小，即為重要因素，根據(jù)擬合方程繪制的茶油、十六十八醇和單硬脂酸甘油酯總分 3D 圖，同時(shí)通過軟件優(yōu)選出得分的 3個(gè)處方，結(jié)果見表 3、圖 1。

2. 6 優(yōu)選處方評(píng)價(jià) 

將制備好的卸妝乳于 25 ℃ 、75% 相對(duì)濕度條件下的恒溫恒濕箱中放置 24 h 后，偏光顯微鏡觀察其球形層狀液晶結(jié)構(gòu)的形成情況，光學(xué)微流變儀測量其黏彈性，近紅外穩(wěn)定性分析儀測量其穩(wěn)定性指數(shù)，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，在 3 個(gè)處方中篩選出處方。

2. 6. 1 顯微結(jié)構(gòu)觀察 

取乳液少許，置于載玻片上，用蓋玻片小心將其壓制成半透明薄片，在偏光顯微鏡物鏡 ( 40 倍) 下觀察乳液內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)，見圖 2。大多數(shù) O/W 乳液在偏光下能觀察到油滴周圍的雙折射洋蔥環(huán)結(jié)構(gòu)，即為典型的球形層狀液晶結(jié)構(gòu)，被稱為 “扭曲馬爾他十字"，這種層狀液晶將油滴緊緊包裹來防止其聚并，用于維持乳液的穩(wěn)定性。由圖可知，處方 2 中雙折射洋蔥環(huán)的結(jié)構(gòu)更豐富清晰，表明油滴周圍的混晶雙分子層越多，乳液相對(duì)越穩(wěn)定。

2. 6. 2 黏彈性測量 

黏彈性指塑性流體對(duì)應(yīng)力的響應(yīng)兼有彈性固體和黏性流體的雙重特性，可通過Rheolaser光學(xué)微流變儀進(jìn)行測量，結(jié)果見圖 3 和圖 4。由圖 3 可知，處方 1 和 2 的彈性指數(shù)比較接近，而處方 3 的彈性指數(shù)較弱，說明處方 1 和 2 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比處方 3 更牢固。由圖 4 可知，處方 1 和 3 的宏觀黏性指數(shù)比較接近，而處方 2 的宏觀黏性指數(shù)較小，說明它在卸妝時(shí)更易涂布與清洗。因此，從黏彈性方面考慮，處方 2 更為理想。

2. 7 穩(wěn)定性指數(shù) 

將樣品放入 Turbiscan Lab 穩(wěn)定性分析儀，通過近紅外表征乳液內(nèi)分散相粒子濃度及粒徑的變化速率和大小，從而定量表征乳液的分層、絮凝、聚集等不穩(wěn)定性現(xiàn)象發(fā)生的程度及速率，用于表征其物理穩(wěn)定性，具體反映在穩(wěn)定性動(dòng)力學(xué)參數(shù) (Turbiscan stability index，TSI) 上，TSI越小，乳液穩(wěn)定性越好，連續(xù)掃描 1 周，結(jié)果見圖5。由圖可知，處方 2 的 TSI 值最小，即更加穩(wěn)定。

綜合顯微、黏彈性指數(shù)、穩(wěn)定性動(dòng)力學(xué)參數(shù)結(jié)果，可認(rèn)為處方 2 為處方。

3 討論

本實(shí)驗(yàn)在制備茶油卸妝乳時(shí)，選擇月桂基葡糖苷作為乳化劑，它屬于烷基糖苷類乳化劑，是的 “綠色"表面活性劑，具有高表面活性、良好的生態(tài)安全性和相容性。在護(hù)膚品的研制中，處方的組成和配比是一個(gè)重要問題，而 D-混料設(shè)計(jì)能避免多因素間的相互交叉和干擾，實(shí)驗(yàn)次數(shù)少，精度高，比單因素和正交試驗(yàn)更為簡化。

Ｒhelolaser 光學(xué)微流變儀利用多散斑-擴(kuò)散波光譜學(xué) ( MS-DWS) 原理，具有非常高的靈敏度，可以觀測到乳液聚合的微小變化，而 Turbiscan Lab 穩(wěn)定性分析儀可在較短時(shí)間內(nèi)判斷體系分散粒子的聚集和絮凝狀況，能在一定程度上反映乳液內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，是一種準(zhǔn)確、快速的穩(wěn)定性判斷方法，均為乳液的篩選和評(píng)價(jià)提供了理想手段。