陽離子皂莢多糖在洗發(fā)水中的應(yīng)用性能研究

朱昌玲，雷 鵬，張峰倫

(中華全國供銷合作總社南京野生植物綜合利用研究所，江蘇 南京 211111)

皂莢(GleditsiasinensisLam.)又名皂莢樹、皂角、豬牙皂等。研究表明，皂莢種子中，內(nèi)胚乳占種子組成的37.8%，而內(nèi)胚乳中聚糖(主要為半乳甘露聚糖)含高達68.6%[1-6]。半乳甘露聚糖膠中每個糖單體平均有3個活性羥基，可以通過化學(xué)改性反應(yīng)來引入親水基團，增加膠液的溶解度，降低其水不溶物含量，提高膠液的透明度，使其具備更加優(yōu)良的性能，從而應(yīng)用更加廣泛[7，8]。皂莢多糖具有較好的水溶性和交聯(lián)性，且在低濃度下能形成高粘度的水溶液，所以被作為增稠劑、穩(wěn)定劑、粘合劑而廣泛應(yīng)用于石油鉆采、食品醫(yī)藥、紡織印染、造紙等行業(yè)[9]，而季銨型陽離子皂莢多糖膠在化妝品等行業(yè)具有很好的應(yīng)用前景[6]。本研究采用自制的陽離子皂莢多糖膠作為調(diào)理劑，添加到洗發(fā)水中，對不同添加量的梳理性能、硅油沉積量、泡沫性能、粘度穩(wěn)定性進行了研究，并與傳統(tǒng)的陽離子瓜爾膠調(diào)理劑進行對比，以期為陽離子皂莢多糖膠在洗發(fā)水中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

陽離子瓜爾膠(取代度0.184)、陽離子皂莢多糖(取代度為0.161)均為自制；

月桂醇醚硫酸銨鹽(70%)、硬脂酸乙二醇酯、椰子油酸烷基酰胺、乳化硅油(50%)、檸檬酸、檸檬酸鈉均為化學(xué)純；

黑頭發(fā)片，市購。

1.2 主要儀器與設(shè)備

HC-2152羅氏泡沫儀羅氏泡沫儀(鄭州華創(chuàng)電子分析儀器制造有限公司)

NDJ-5S旋轉(zhuǎn)粘度儀(上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司)；

50N頭發(fā)梳理性測試儀(廣西易測儀器有限公司)；

Spx-5013生化培養(yǎng)箱(北京市恒諾利興科技有限公司)。

1.3 方法

1.3.1 陽離子調(diào)理劑的作用機理

陽離子調(diào)理劑在頭發(fā)上的作用機理可以分為兩大類：電荷作用和絮凝作用。其中由絮凝作用沉積下來的陽離子調(diào)理劑在其自身被有效保留的同時，還可以幫助洗發(fā)水中的硅油和活性物等其它成分有效地沉積到頭發(fā)上。所以將陽離子調(diào)理劑添加到洗發(fā)水中，可以改善頭發(fā)的梳理性，起到抗靜電、柔軟順滑的作用[11]。

1.3.2 性能測試方法

(1)洗發(fā)水基本配方

為比較真實客觀的反映陽離子皂莢多糖在洗發(fā)水中的應(yīng)用性能，本研究采用的洗發(fā)水配方只保留其基本的功效，不添加其它營養(yǎng)護發(fā)型成分，具體配方如表1所示。

表1 洗發(fā)水成分配方表

(2)不同添加量對梳理性能影響的試驗方法

按照表1中的配方，設(shè)陽離子皂莢多糖(取代度為0.161)添加量分別為0.1，0.3，0.5%時，對其干、濕梳理性能進行測定。

干、濕梳理性能的測定方法[11]：選取市購的黑頭發(fā)片，長度約為30 cm，每片重約為15 g，每個實驗重復(fù)3次取其平均值。

(3)硅油沉積量測定方法[12]

按照表1中的配方，在添加量均為0.5%時，分別將自制的陽離子皂莢多糖(CP)、陽離子瓜爾膠(CG,取代度0.184)配制洗發(fā)水，以不添加陽離子調(diào)理劑作為空白對照(CK)，對三種配方洗發(fā)水的硅油沉積量進行比較試驗。

(4)泡沫性能測定方法

按GB/T13173.6-91標(biāo)準(zhǔn)的羅氏泡沫儀法測定。

2 結(jié)果與討論

2.1不同添加量對干、濕梳理性能的影響

圖1 不同添加量對干梳理力(A)及干梳理功(B)的影響Fig. 1 Effects of different additions on dry combing(A) and dry combing(B)

從圖1可以看出，不同添加量的陽離子皂莢多糖洗發(fā)水的干梳理性能均好于未添加的洗發(fā)水，說明陽離子皂莢多糖有改善頭發(fā)干梳理性的作用；并且還可以看出，隨著陽離子皂莢多糖添加量的增加梳理性能越好。這是因為陽離子的添加量越多，洗發(fā)水中正電荷越多，就越容易和陰離子表面活性劑生成絮凝物，增加了硅油和油脂在頭發(fā)上的沉積。

圖2 不同添加量對濕梳理力(A)及濕梳理功(B)的影響Fig.2 Effects of different adding amount on wet combing force (A) and wet combing work (B)

從圖2同樣看出，洗發(fā)水濕梳理性能也是隨著陽離子皂莢多糖添加量的增加效果越好。因為陽離子皂莢多糖添加量越大，洗發(fā)水中正電荷越多就越容易被吸附在帶負電荷的頭發(fā)上，在濕發(fā)表面形成膜而滋養(yǎng)頭發(fā)。

陽離子調(diào)理劑的添加量并非越多越好，添加量越大沉積越多，過多的沉積對頭皮會有一定的刺激性，因此洗發(fā)水配方中陽離子調(diào)理劑的用量一般不超過0.5%。綜合圖1、圖2的試驗結(jié)果，本實驗中陽離子皂莢多糖適宜添加量設(shè)定為0.5%。

2.2 不同調(diào)理劑對硅油沉積量的影響

由圖3可知，分別添加了陽離子皂莢多糖膠、陽離子瓜爾膠的洗發(fā)水對硅油沉積的影響都顯著優(yōu)于空白組，因為陽離子調(diào)理劑的正電荷能和陰離子表面活性劑形成了絮凝膠，幫助硅油在頭發(fā)上沉積。并且還可以看出，陽離子皂莢多糖膠及陽離子瓜爾膠對硅油沉積量的影響比較接近，也就是對硅油的沉積功能相近。

2.3 不同陽離子調(diào)理劑對泡沫性能的影響

本研究比較了分別添加陽離子皂莢多糖膠和陽離子瓜爾膠的洗發(fā)水以及未添加陽離子調(diào)理劑的洗發(fā)水對泡沫穩(wěn)定性的影響，結(jié)果見表2。

從表2可知，添加陽離子皂莢多糖及陽離子瓜爾膠的洗發(fā)水的起泡性能和穩(wěn)泡性能是相當(dāng)?shù)?，但均稍弱于空白洗發(fā)水，這是因為在洗發(fā)水中發(fā)揮著起泡作用的是陰離子表面活性劑，添加到洗發(fā)水中的陽離子膠會與陰離子表面活性劑形成絮凝物，減少了陰離子表面活性劑的自由分子數(shù)量。但從穩(wěn)泡系數(shù)來看，各組的泡沫穩(wěn)定性能均良好。

圖3 不同調(diào)理劑對硅油沉積量的影響Fig. 3 Effects of different conditioning agents on the amount of silica oil deposited

2.4 不同調(diào)理劑對洗發(fā)水粘度穩(wěn)定性的影響

由圖4可知，添加陽離子調(diào)理劑的洗發(fā)水粘度均大于空白洗發(fā)水，因為陽離子多糖本身的分子量較大，粘度較高，所以有一定的增稠作用。另外，從試驗結(jié)果還可以看出，洗發(fā)水的粘度隨放置的時間增加變化不大，說明添加后的洗發(fā)水粘度方面性能穩(wěn)定。

表2 不同陽離子調(diào)理劑對泡沫性能的影響

圖4 不同調(diào)理劑對洗發(fā)水粘度穩(wěn)定性的影響Fig. 4 Effects of different tuning agents on viscosity stability of shampoo

3 結(jié)論

通過不同添加量對頭發(fā)進行干、濕梳理性測試可知，陽離子皂莢多糖的適宜添加量為 0.5%；通過硅油沉積量對比實驗，結(jié)果表明自制的陽離子皂莢多糖膠與取代度相近的陽離子瓜爾膠對硅油的沉降性能相近；添加陽離子皂莢多糖后，起泡性、粘度穩(wěn)定性均較好。綜合其試驗結(jié)果，陽離子皂莢多糖膠可以作為洗發(fā)水調(diào)理劑，其性能與傳統(tǒng)的陽離子瓜爾膠相近，可作為后者的替代產(chǎn)品。