淀粉衍生物与黄原胶和卡波姆复配凝胶的制备及其在护肤品中的应用研究：
淀粉衍生物与黄原胶和卡波姆复配凝胶的制备及其在护肤品中的应用研究，淀粉衍生物是一种来源广泛、价格低廉且安全性高的凝胶剂。将淀粉衍生物与黄原胶或卡波姆复配使用，发挥两者间的 协同互补作用，既可减少原料用量，又可扩大淀粉和胶体的应用范围u介绍了淀粉和黄原胶的复配机理；以黄原胶及卡波姆 为原料，分别加人不同浓度、不同改性方式的淀粉衍少物，研究淀粉-胶体复配凝胶的黏度特性；并对优选的复配凝胶进行感官 评测。结果表明，木蕲淀粉衍生物和冷溶马铃将淀粉在所选淀粉中黏度较高•较适宜与胶体制备复配凝胶；当黄原胶浓度为 1.0%时，加人2. 2%〜2. 4%的木饵淀粉衍中物或2. 8%的冷溶4铃«淀粉；或“1 P波姆浓度为（).1 %时•加入<).〜1. 1 % 的木*淀粉衍生物或U 6 %的冷溶马铃薯淀粉，均可得到与市售护肤凝露黏度相同的凝胶；感官评测表明，淀粉/胶体复配凝 胶具有良好的质感和吸收效果。
凝胶胶质类原料主要是水溶忡“分子化合物， 在水中能溶解或膨胀而成为溶液或凝胶状的分散 液。现在护肤品中常用的凝胶剂主要为黄原胶和 卡波姆。黄原胶（xanthan gum)足由黄.中.胞菌经耗 氧生物发酵产生的一种高分子阴离子生物多糖，卡 波姆(carbomer)；JL!;丙嫌酸与稀内'坫浙糖_几聚并轻度 交联的合成高分子化合物。这W种在护肤凝胶中 常用的凝胶剂价格均较为昂贵.黄原胶的售价为 2. 万允t，|〖|丨卡波姆的售价高达8〜9万元,/t。
淀粉衍生物（starch derivative)'是由天然淀粉 经化学成物理方法处理后所得.糊化•能形成具有 一定弹性和强度的凝胶.是一种应用广泛的凝胶 剂。其结构组成中保留了大部分大然淀粉的特忭. 无毒并可降解，在护肤产品屮使用不容易引起过 敏，是•种安全性高的日化产品添加剂。淀粉衍生 物兼打人•然化合物和人工合成化合物的优点，来源 广泛.价格低廉，具有广阔的发展前景。
将淀粉衍中物q胶体复配使;U,发挥两者间的
i补作用.既4减少原料用量以降低成本，又 可扩人淀粉和胶体的应用范围。Wang等”将亚麻 好胶添加于玉米淀粉中研究丫复配胶体的流变性 质.结恥表明从配胶体的黏度随矜亚麻籽胶浓度的 升商而显著增加。Sae-kang等…研究f pH及黄原 胶的加人对木料淀粉糊冻融稳定性的影响，III:实f 黄原胶吋减缓淀粉糊的N生。Arocas等^将几种 不同的淀粉与黄原胶及刺槐豆胶复配后作为增稠 剂应用于白沙司中，并从质构和流变学性质方面评 价其;、V:丨丨丨效果。Wcyenberg等'’将k波姆和蜡质 玉米淀粉作为黏合剂应用于眼药中。
目前，对淀粉与胶体复配体系糊化和问生特性的 研究171报道较多，对淀粉与胶体复配应用于护肤凝胶 的研究还未见报道。笔者从淀粉和黄原胶的结构出 发.阐述其复配机理;以黄原胶及卡波姆为原料，分别 加人+M浓度与不同改性方式的淀粉衍生物.研究淀 粉-胶体复配凝胶的黏度特性，为更好地在日化工业 中应用淀粉-胶体复配凝胶提供参考；汴通过感宫评 定试验比较各个配方在吸收效果、铺展性、细腻性、透 明度和清爽度等5个方面的使用性能。
1试验部分
1.1淀粉与胶体的复配机理
水溶性高分子的亲水性来自其结构中的亲水 丫丨丨■能丨小如羧坫、羟I 胺坫、鉍坫、醚坫I这牝 基团+仅使大分子具有亲水n，还赋f•其许多1毋 的特性及功能.如增稠、加溶、分散、润滑和絮凝等 作用。张雅媛等1M用扫描电子显微镜观察广|:.米淀 粉凝胶和玉米淀粉/黄原胶复配凝胶（质量比(）：1) 的微观结构（图1)。单纯的li米淀粉凝胶（图la)微 观结构较为松散，孔洞较多，表面粗糙^而加人黄原 胶n形成的M «凝胶（图1 b).几分尔较均~.孔洞 减少，表面也更为光滑。
(a)玉米淀粉凝胶
(b>玉米淀粉与黄原胶复配凝胶体系（质量比9:1)
图I玉米淀粉与黄原胶复配体系微观结构（放大I6U倍)
从微观结构可知，在玉米淀粉凝胶中添加高分 子胶体后，胶体填充于淀粉颗粒片段间，与渗漏出 的飪链、支链淀粉m成了较为均匀的迮续相.形成 r致密的类蜂窝状结构。微观结构的显著变化导 致了 M配体系与玉米淀粉体系特性的不同，复配体 38www. ffc-journal. com
系可太现出史好的协同增效性。
1.2试验原料
淀粉衍生物（冷溶马铃薯淀粉、冷溶木薯淀粉、 冷溶糯玉凇淀粉衍生物A、冷溶糨玉米淀粉衍生物 1冷溶木饵淀粉衍生物、木薯淀粉衍生物C、木薯淀 粉衍生物[〕），苏州高峰淀粉科技有限公司；卡圮尔 水润凝护全天候密集保湿精华凝露，苏州尚美国际 化妆品有限公司；黄原胶，美国TIC GUM公rfj; K 波姆、三乙醇胺，广州天赐卨新材料股份右限公司； 氣化钠（A K),上海联试化工试剂有限公司；丁二醇 (八K)，美国陶氏公司；甘油（A R)，广州友联化学试 剂有限公司；EDTA二钠（AR),巴斯夫化工（中国） 有限公司；香精，深圳波顿香料有限公司；尼泊金复 合酯，广州市安心生物制品有限公司；蒸馏水•实验 室自制。
1.3试验仪器
Brookfield-RVT 旋转黏度计，美国 Brookfield 公
M'J: Brookfield-LVI)V II + P 旋转黏度计，美国 Brookfield公司；BEM48B型冷柜，乘风电器公司杭州 冷+V:;m【Sll2咽111热til:船水浴锅.东台市跃进
电器厂;TDL-50C型低速台式离心机，上海安亭科学 仪器厂；U)lA-3型「•燥箱，上海市实验仪器总厂; PHS>3E型酸度计，PU0U1型精密电子天平，上海精 密科学仪器有限公M].
1.4试验方法
1.4. 1 凝胶的制备工艺
不同的高分子具有不同的亲水特性，W此其凝 胶的配制方法也不同l>nl]，淀粉衍生物与黄原胶和卡波姆复配凝胶的制备及其在护肤品中的应用研究，配制200 g不同类咽凝 胶.具体配制方法见表U
表I不同类型凝胶的配制方法
凝胶种类配制方法
冷溶淀粉凝胶将-定M的冷溶淀粉®于U) g 丁二醉中搅拌进行预分敝，然后加蒸愐水至200 g，搅拌均句
丨丨•:冷溶淀粉凝胶将一定1的丨丨:冷溶淀粉、〗(U T二醉和蒸馏水混合.在沸水浴中搅拌至糊化透明，然后在沸水浴中舴撖1(> min，冷 却至常温（25 ’C)
货原胶凝胶将一定»的黄原胶置于10 g 丁 ：醉中搅拌进行预分散•再加人0.3 g氣化钠，然后加入蒸馏水至200 g，搅拌均匀, 昨 *24 h
片波姆凝胶将-矩ft的只波姆和丨(>g r :醉加人到大部分蒸馏水中预泡24 h,使K充分分散和溶胀：另将小部分水与适M : 乙醉胺混合均匀，将后者加人到前•波姆水分散液1j :乙醉胺中和时即生成透明凝胶
冷溶淀粉M逭职胶复 _胶将记墩的冷溶淀粉及贽职胶混合均句并粃丨：H) K 丁二醉中进行M分敗.然•加蒸馏水节2(>U g.搅拌B广习，静置 24 h
冷溶淀粉^ K•波姆从 隱胶将 的冷溶淀粉及K•波姆混合均匀片批f丨(> K ]:醇中进行预分散，然后加人到大部分蒸馏水中预泡24 h， 使其充分分散和溶胀1另将小部分水与适財：乙醉胺混合均匀，将后荇加人到前#，卡波姆水分敝液1 j .乙醉胺中 和时即生成凝胶
作冷溶淀粉与黄原胶 H配凝胶将•定置的非冷溶淀粉、1() g 丁二醉和蒸馏水混合，在沸水浴中搅拌免糊化进明，然后祚沸水浴中舴置丨0 min，冷 却至70 X：以下时即可加人货原胶和0.3 g氣化钠，搅拌均匀后静龀24 h
堆冷溶淀粉~卡波姆 复配凝胶将•定嫌的非冷溶淀粉、1 〇 g 丁二醉和大部分蒸馏水混合，在沸水浴中搅拌至糊化透明，然后在沸水浴屮静 H) min,冷却至常温(25 C),再加人卡波姆预泡24 hi另将小部分水勻适置三乙醉胺混合均勻，将后者加人到前者 之中，卡波姆水分散液与三乙醇胺中和时即生成凝胶
护肤凝胶按照上述方法制备相应凝胶，并加入适量EDTA二钠、香精和尼泊金复合酯
1.七2 凝胶黏度的测定
取2(M) g按表1中所述工艺制备得到的凝胶样 品，置于250 mL烧杯中。对黏度小于1<) <KK) mPa • s的凝胶样品，用Brookfield-LVDV-II + P旋转黏 度计测定其旋转黏度；对于黏度高于丨(> ()()()mPa • s的凝胶样品，用Brookneld-RVT旋转黏度计测定 其旋转黏度。
1.4.3 凝股感官性能评价
护肤凝胶类产品的性能评价主要包括吸收效 果、铺展性、细腻性、透明度和清爽度5个方面。/I; 感官评价中，采用评分检验法进行感官评测，感官 评价小组包括15位成员，设定6个感官指标，每个 感官指标按U)分制打分评#Mi m。吸收效果指凝 胶产品在使用过程中是否容易被皮肤所吸收.吸收 效果越好则分值越高；铺展性主要指产品作涂抹过 程中是否容易铺展，产品越容易铺展则分值越高,淀粉衍生物与黄原胶和卡波姆复配凝胶的制备及其在护肤品中的应用研究，细腻性指护肤产品外观的细腻程度，有无粗颗粒， 产品越细腻则分值越卨；透明度指产品透光的程 度，越透明分值越高；清爽度指涂抹后手指在皮肤 J：.移动的容易程度.且产品在使用中要没有明显的 油腻感，越清爽则分值越高。
2结果与讨论
2. I不同淀粉衍生物的黏度
黏度对r凝胶i〖ii r『是很重要的一个物性参数， 也是筛选淀粉衍卞.物的t要标准。市售卡尼尔水 润凝护全大候密圯保M粘华凝露。
当淀粉浓度小于2% 时.选定的7种淀粉衍'丨物的凝胶黏度都很小.差别 不大；当淀粉衍十.物浓度大于2%时，不同淀粉衍生 物的凝胶黏度差if •增大，ft随着淀粉衍生物浓度的 增大而增大。木t淀粉衍生物C、木薯淀粉衍生物 I)和冷溶马铃藉淀粉的凝胶黏度随着淀粉浓度的增 加敁片增加，当这3种淀粉的浓度达到6. 5 %〜7 % 时，其相应的凝胶黏度就可以达到市售卡尼尔水润 凝露的黏度范围（17 <)(>()〜17 500 mPa • s)。而其 他4种淀粉衍生物的凝胶黏度随淀粉浓度的增加而 缓慢增加这4种淀粉衍生物的浓度达到8 %时， 其相应的凝胶黏度为3 ()UU〜y (l(IU mPa • s.远低P 市售卡尼尔水润凝露的黏度范围。因此，在以下的 复配试验中，选择木薯淀粉衍生物C'、木薯淀粉衍生 物1)和冷溶马铃涔淀粉与黄原胶及长波姆进行复 配以制济护肤凝胶。
2.2黄原胶与卡波姆的黏度
以不间浓度的黄原胶和卡波姆配制成的凝胶 黏度如阁3和图4所示。由图3和图4的试验结果 可知，黄原胶和卡波姆配制的凝胶的黏度都随其浓 度的增加而M涔增加。当黄原胶的浓度为1. 9% 时，其凝胶黏度为18 ()()() mPa •«，已经达到了市售 卡尼尔水润凝露的黏度范围；K•波姆的凝胶性比战 原胶还要强，当卡波姆的浓度为18%时.其凝胶 黏度就达到了市售卡尼尔水润凝滿的黏度范ra。 根据试验结果，选取1 %的黄原胶和（>.1 %的卡波姆 分别与淀粉衍生物复配制备凝胶。
淀粉衍生物与黄原胶、卡波姆复配凝胶的黏度
木酱淀粉衍生物C、木薯淀粉衍生物D和冷溶 马铃俾淀粉分别与I %的黄原胶和（>.1 %的卡波姆 制备得复配凝胶，相应的凝胶黏度随淀粉衍生物浓 度的变化如图5 (淀粉衍生物与黄原胶制备的复配 凝胶）和图6(淀粉衍生物与卡波姆制备的复配凝 胶）所示。
40 000
•iy&y^絕K鲥
图淀粉衍生物与卡波姆的复配凝胶的黏度 随淀粉衍生物浓度的变化
由图5可见.在淀粉衍生物与黄原胶制备的复 fid凝胶屮.'1黄原胶的浓度固定不变时，淀粉衍生物与黄原胶和卡波姆复配凝胶的制备及其在护肤品中的应用研究，父妃凝胶 的黏度随淀粉衍生物浓度的增加Ifll'增加。中.独用 1 %的黄原胶制济出的凝胶黏度约为5 0(10 mPa • s (如图3所示），肀独用3. 5%的木膂淀粉衍生物C制 济；丨丨的凝胶的黏度小于mPa . s(!(l丨图2所承）， 而将1 %的黄原胶与3. 5%的木饵淀粉衍生物C混合 制备出的复配凝胶的黏度约为38 ()U() mPa • s(如[冬] 5所示），远远大于单独使用黄原胶和淀粉衍生物制 备出的凝胶黏度之和，这说明黄原胶和淀粉衍生物 之间有很强的协M增效作用。
由图6可知淀粉衍生物与卩波姆制备的复配凝 胶的黏度随淀粉浓度的变化。复配凝胶的黏度随 淀粉衍牛.物浓度的增加Ifll'增加.丨I. 4波姆1 j淀粉衍 生物之间也有很强的协同增效作用。例如，单独使用 ().1%的卡波姆制得的凝胶的黏度为4 30U mPa • s (如图4所示）,单独用2%的木f淀粉衍生物D制 备出的凝胶的黏度小于1 (M)U mP;l • s(如阁2所 示）.而将0. 1 %的卡波姆与2 %的木涔淀粉衍十物 D混合制备出的复配凝胶的黏度约为 27 5U0 mPa . s(如图6所示），远远大于单独使川 波姆和淀粉衍生物制备得到的凝胶黏度之和。
通过以上试验结果可得优选的复配凝胶组成 为：'11黄原胶浓度为1.〇%时.加入2.2%〜2.4%的 木筲淀粉衍生物成2. 8 %的冷溶铃轉淀粉；或当 卡波姆浓度为〇.丨％吋.加入0.8%〜1. 1%的木薯 淀粉衍生物或1. 6 %的冷溶马铃博淀粉.所得复配 凝胶相应的凝胶黏度均可达到市售卡尼尔水润凝 滿的黏度范围（17 ()(1(>~17 5U() mPa . s)。
2.4护肤凝胶成品性能
表3产品检测结果
项目指标要求检测结果
外观透明或t•透明凝胶状符合规定
香气符合规定#气无异味
pH(25 €)3. 5〜8. 56. 0〜7_5
耐热40 C 24 h，恢复室温后与试验前外观无明显差异无明显差异
耐寒5〜-10 ’C 24 h，恢复室温后与试验前外观无明M差异无明显差异
皮肤刺激试验无红斑、水肿等异常现象无异常现象
www. ffc-journal. com41
表2优选护肤凝胶的配方（质量分数）
组成护肤凝胶A护肤凝胶B护肤凝胶C护肤凝胶D护肤凝胶E护肤凝胶F
木舛淀粉m'丨物2.21. 1
木撕淀粉衍生物D2.40. 8
冷溶马铃薯淀粉2.81.6
黄原胶1.01.01.0
艮波姆().10. 10. 1
丁二醇5.05.05.05.05.05.0
氯化钠0. 30.30. 3
三乙醇胺0. J().10. 1
水余丨it余撤余貴余畎余frt余童
香精适畎适W适墩iitt适畎适畎
EDTA :钠适M适畎适畎适frt适t适世
尼泊金M介酷适量适锨适敁适献适M适量
依据b述试验结果.按照表2中的配方组成及 前述护肤凝胶的制济方法制得护肤凝胶。淀粉衍生物与黄原胶和卡波姆复配凝胶的制备及其在护肤品中的应用研究，根据中 华人民共和国轻工业行业标准QB/T 2874 2007 《护肤睹喱》对所制备的护肤凝胶A〜F测定产品性 能（结果阽表3)。山表3可知，所制得的护肤凝胶 均符合行业标准的要求,
样品吸收效果铺展性细腻性透明度淸爽度
忙尼尔水润凝露S. 17. 18. 55.28. 7
护肤凝胶A8. 07. 08. 24. 15.6
沪肤凝胶B1，)6. 98. 34.25.5
护肤凝胶C7.56. 97.1)3.64.3
护肤凝胶I)8. 27.38. 85. 56.7
护肤凝胶E8. 07. 28. 65.66. 5
护肤凝胶F7.97. 08. 45.36. 0
2.5护肤凝胶感官评价
对采用优选配方制备得到的6个护肤凝胶样品 与卡尼尔水润凝麻•起进行感官评测.结果如表4 所示。
表4优选护肤凝胶与卡尼尔水润凝露的感官测试结果
由表4的感官评价结果可知：从吸收效果上看， 木薯淀粉衍生物与黄原胶（护肤凝胶A与护肤凝胶 B)或卡波姆（护肤凝胶D与护肤凝胶E)复配制得 的凝胶与市售卡尼尔水润凝撂的吸收效果相当；冷 溶马铃薯淀粉与黄原胶（护肤凝胶C)或卡波姆（护 肤凝胶F)复配制得的凝胶吸收效果要弱于相应的 木蕲淀粉衍生物制备出的凝胶。就铺展性和细腻 性而,Y.试验制备的护肤凝胶与市售卡尼尔水润凝 谣及別不大。在透明度h，用淀粉衍生物与卡波姆 复配的护肤凝胶（护肤凝胶D、E、F)比卡尼尔水润 凝辦迟透明，而淀粉衍生物弓黄原胶复配的护肤凝 胶(护肤凝胶A、B、C)的透明度排在最末。就清爽 度而言，卡尼尔水润凝露明显优于试验制备的护肤 凝胶，这可能坫W为实验室自制的护肤凝胶配方中 没有加入清凉成分。
3结论
高分子胶体可与淀粉分子间相互作用形成氢 铀.使得分子链段间的缠结点增加，淀粉衍生物与黄原胶和卡波姆复配凝胶的制备及其在护肤品中的应用研究，复配体系可表 现出sir好的协M增效性。当黄原胶浓度为1.() % 时，加人2.2%〜2. 4%的木薯淀粉衍生物或2. 8% 的冷溶马铃薯淀粉；或当卡波姆浓度为().1 %时，加 人0.8%〜1. 1%的木涔淀粉衍生物或1.6%的冷溶 马铃薯淀粉，所制得复配凝胶相应的凝胶黏度即可 达到市售卡尼尔水润凝旃的黏度范丨丨彳（17 ()0(>〜 17 5()() mPa • s)。感官评价表明，复配凝胶在吸收 效果、铺展性和细腻性方面，都具有不逊色于市售 护肤凝胶的效果；用淀粉衍生物与卩波姆复配的护 肤凝胶比卡尼尔水润凝露更透明。III此■阽.将淀 粉衍生物与黄股胶或卡波姆复配足•种效果好、成 本低且工艺町行的护肤凝胶生产方法。
本文推荐企业：山东东达纤维素有限公司（http://www.sdcmcchina.com/)，是专业的羧甲基纤维素钠，羧甲基淀粉钠，黄原胶生产型企业，专业生产羧甲基纤维素钠，羧甲基淀粉钠,黄原胶。拥有雄厚的技术力量，先进的生产工艺和设备。东达纤维素有限公司全体员工为海内外用户提供高技术,高性能，高质量的产品。热忱欢迎国内外广大客户合作共赢。