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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)量，并不需要稀釋，測(cè)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(cè)量其黏彈性，近紅外穩(wěn)定性分析儀測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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。