甜菜碱在个人护理品中的应用

FL AVOUR FRA GRANC E C OSME TIC S Au gust ,2008,N O .4

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甜菜碱在个人护理品中的应用

作　者

1.江苏苏州朗力福保健品有限公司,苏州　215134;

2.江苏扬州技师学院,扬州　225002

严明强1

　任　娟

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………………………………………摘　要

介绍了甜菜碱的结构和基本特性,以及甜菜碱的独特保湿作用机理,阐述了甜菜碱在个人护理品包括口腔护理产品中可具有保湿、降低表面活性剂对皮肤的刺激性、活性物增溶、增加膏体的低温稳定性和提供丝滑肤感等多种性能,该产品市场应

用前景广阔。

关键词

甜菜碱　三甲基甘氨酸　有机渗透质

Applicatio n of Betaine in Personal -care Products

Y AN M ingqiang 1　RE N J uan 2

(1.Suzho u Langlifu H ealth Food Co .,Ltd .,Suzhou 215134,China ;2.Yangzho u Technician College ,Yangzho u 225002,China )

Abstract Intro ducing Betaine 's str ucture ,basic characteristics and the unique moisturizing function mechanism .A lso ex pa tia -ting and analy zing the ce rtain efficacies of betaine in per so nal care pr oducts including ora l care products like mo isturizing ,re -ducing surfactant skin irritatio n ,so lubilization o f active substance ,increasing the pa ste 's stability a t low tempera tur e and offe r -ing silk slip feel .T he pro spect of its application in market w ill g rand .Key words be taine trimethyl g lycine o rg anic infilt ratio n

收稿日期:2008-04-05;修回日期:2008-05-04

甜菜碱天然存在于很多植物中,例如甜菜、菠菜、麦芽、蘑菇和水果等,也存在于部分动物体内,例如龙虾的螯、章鱼、鱿鱼以及水生甲壳类动物,甚至在人体肝脏中也含有此类物质。甜菜碱通常被认为是生命体新陈代谢的中间产物,也可能是作为甲基提供者参与合成蛋氨酸。甜菜碱亦称为三甲基甘氨酸,它是一种完全天然、可食用的氨基酸。无水甜菜碱具有明目、抗脂肪肝、保护肾脏、治疗动脉粥样硬化等心血管疾病等作用。无水甜菜碱是一种高效、优质的营养型添加剂。医药级甜菜碱可用于医药、化妆品、食品、果汁行业,以及牙科材料。另外,甜菜碱也可应用于食品发酵行业。

化妆品级甜菜碱大多采用层析分离技术从甜菜根的糖蜜中提取制得。它是一种吸收快、活性高的新型天然氨基酸保湿剂。本文主要介绍的是甜菜碱在个人护理用品中的一些应用。

1　甜菜碱的结构和基本特性

甜菜碱的分子式:C 5H 11NO 2分子量:117.15INCI 名称:

Betaine

图1　甜菜碱结构式

甜菜碱具有高度生物兼容性,极易溶于水(溶解比例是20℃时160g /100g 水),可溶于乙醇(溶解比例是8.7g /100g ),非常耐热、耐酸和耐碱,而且使用范围广,易操作和安全稳定。同时实验证明甜菜碱可以与几乎所有的表面活性剂相容,形成一个稳定透明的水相溶液而不用考虑其所用浓度。

由表1可以看出,甜菜碱在与其他表面活性剂混溶时,不会受到通常遇到的混溶比例的限制。

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表1　甜菜碱与典型表面活性剂的相溶性

表面活性剂所得溶液

月桂基磺酸钠

椰油基谷氨酸三乙醇胺月桂醇甜菜碱椰油两性醋酸钠椰油酰胺丙基甜菜碱

甜菜碱可以以任意浓度得到透明稳定的溶液

实验条件:20%表面活性剂水溶液:甜菜碱比

例分别为3∶17,6∶14,10∶10,14∶6,17∶3

评价:5℃下放置三星期,定期观察。2　甜菜碱的保湿作用机理

在水溶液中,甜菜碱能形成很强的氢键,这样改变了水的活性,羧基(COO -)吸引水分子中的氢原子,吸附的水分子在两种相反的力作用下按立体方向分布在NM F -50周围。甜菜碱中的N 原子对负电荷产生吸引力,而与

N 原子连接的甲基则产生排斥力。在固体状态下,甜菜碱结合一分子的结晶水,在水溶液中,甜菜碱的特性粘度和表观比重远高于甘油水溶液。

当一分子水被甜菜碱结合时,它也很容易被另外一分子水取代,也就是说,水分子在甜菜碱附近停留的时间较其它保湿剂停留的时间短。它是一种真正的意义上的水分子携带者,当物理条件改变时,它很容易将水分子释放到周边环境中。

图2　甜菜碱保湿作用机理

在稀溶液中,一个水分子能暂时占据甜菜碱两

性离子的中间,其它水分子则按偶极有序排列。由于围绕C -N 轴的三甲基的运动性以及空间位阻的作用,解释了为什么靠近甜菜碱的水分子很容易释放到周边液体中去。这类似于一把扇子使周边的空气容易流动一样,如图2。

所以,甜菜碱不象其它多元醇保湿剂(如甘油)一样固定水分子,它允许水分完全被活细胞利用。这种作用效果对口腔粘膜及皮肤细胞的水分子平衡起到良好的作用,也为口腔用品及护肤产品应用

甜菜碱提供了理论依据。

3　甜菜碱在个人护理产品中的应用

在个人护理产品应用方面,现代研究表明,甜菜碱主要具有能迅速改善肌肤和头发的水分保持能力,具有独特的保湿及保护细胞膜性能,同时能增加活性成分在水中的溶解度,降低表面活性剂或果酸对皮肤的刺激性。目前甜菜碱已被广泛应用于护肤产品、洗护发产品及口腔护理产品等个人护理产品领域中。3.1　独特的保湿和保护细胞膜性能

众所周知,水是所有生物的基本元素,所有的细胞都含有85%～95%的水,生物因此而生生不息。水分可以依靠活跃的渗透质透过细胞膜进行渗透和扩散,渗透质包括如钾离子和有机渗透质等,其中电解质钾离子是最常见的无机渗透质,就象人体如缺乏该元素,就会引起身体机能的严重紊乱。有机渗透质是保护细胞内部代谢活性、对抗渗透性压力以稳定大分子结构的一类物质。如糖、多元醇、氨基酸及衍生物等,甜菜碱就是一种主要的有机渗透质。现代科学研究表明,如环境中的含盐量越高同时干燥,生物细胞中的甜菜碱含量就越高,鲨鱼身体中就含有高浓度的渗透质,用以平衡高含盐量的海水环境。皮肤细胞就是通过积累或释放有机渗透质,改变细胞内部的渗透质的浓度来动态维持细胞的体积和水分平衡的。在外界高渗透压力如皮肤表皮层脱水和紫外线照射下就会引起皮肤细胞内渗透质大量流失,从而造成表皮细胞凋亡,而甜菜碱渗透质就能明显抑制这一过程。甜菜碱运用于个人护理品中,就是作为有机渗透质通过对皮肤角质层的渗透来达到保护细胞的渗透平衡,从而增加表层肌肤的含水量的作用。

甜菜碱独特的保湿机理使得其保湿性能区别于一般常用保湿剂,不同之处在于持久保湿方面,甜菜碱要优于市场其它同类保湿产品,比起透明质酸钠,甜菜碱产品甚至在很低浓度下依然可以具有持久保湿的效果。法国欧莱雅公司的VICH Y 润泉深度保湿产品就添加了该类成分,其“自来水”的深层保湿广告宣称就是该产品可以把皮肤深层的水分,吸引到缺水的表皮层来,使得表层肌肤含有充足的水分。3.2　降低清洁剂及果酸的刺激性作用

甜菜碱还具有抗过敏、降低皮肤刺激的作用。分别在1%月桂基硫酸钠(SLS ,K 12)和4%椰油酰胺丙基甜菜碱(CAPB )两种表面活性剂溶液中加入4%甜菜碱(Bet )溶液,然后测定其透皮水分流失值(TEWL ),结果见图3:

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