蠶絲蛋白在洗護用品等領域的研究與應用進展

胥鑫萌 劉 偉 童天嬌 王文權 孫潔怡 劉軍海

(陜西理工大學化學與環境科學學院，陜西漢中，723000)

蠶絲蛋白來源于蠶繭中的蠶絲，含有多種氨基酸和蛋白質，由絲素蛋白和絲膠蛋白組成，絲膠蛋白包裹著絲素蛋白，對絲素蛋白起保護和膠黏作用，是可降解的天然高分子物質。

蠶絲蛋白綠色安全、無毒無害無殘留，與人體皮膚的膠原蛋白結構相似，可除去皮膚黑斑，治療皮炎，對皮膚具有親和性，早在《千金要方》《本草綱目》等醫籍中均有記載，有人體“第二皮膚”的美譽。蠶絲蛋白應用于洗滌、護發、護膚等產品中，具有極強的優勢和巨大的發展空間，是一種無可替代的營養添加劑。我國蠶絲產量居世界第一，加工生產過程中不可避免地產生大量廢蠶絲。利用廢蠶絲中的蠶絲蛋白作為洗滌產品的原料，不僅提高了營養價值和經濟價值，而且最大程度上發揮了蠶絲蛋白的功效。本文綜述了蠶絲蛋白在洗護用品等領域的研究進展，對其近年來的研究熱點進行了探討和展望，旨在為蠶絲蛋白在洗護用品中的研究提供理論參考。

1 研究概況

1.1 洗滌產品

洗滌產品是一種專門清洗污垢，達到凈洗目的的產品，其種類豐富，大致分為民用洗滌產品和工業洗滌產品，主要由表面活性劑和其他助劑組成。隨著國民經濟水平的提高和工業化生產步伐的加快，人們對于洗滌產品的應用不再停留于簡單凈洗的目的，而是在凈洗的同時，追求溫和護膚、消炎殺菌、中性配方、親和柔順等。蠶絲蛋白加入洗滌產品中，易漂易洗，具有去污范圍廣、去污能力強的特點，在實現去污的同時也對人體皮膚無刺激，完全符合現代人對洗滌產品的要求。

富含蠶絲蛋白的美容皂[1]、修復液[2]、面膜[3]、面霜[4]等，均可起到消炎殺菌、祛痘護膚的作用。同時，也可將蠶絲蛋白應用于洗衣液[5]、洗手液[6]、沐浴露[7]、消毒液[8]等日用洗滌產品中，其功能性強，可滿足不同人群的多種需求。天然蠶絲中的蠶絲蛋白由絲膠蛋白和絲素蛋白組成，有研究發現[9]，以絲膠蛋白和絲素蛋白以及蠶蛹為原料分別合成3種氨基酸型表面活性劑的生物活性是安全的，對人體無害。薛常蓮[10]以蠶絲蛋白、多種表面活性劑以及其他物質混合制備的一種嬰幼兒衣物濃縮洗滌劑，降低了洗滌殘留，增強了去污效果，并對嬰兒的皮膚具有很好的親和力。

蠶絲蛋白具有優異的理化性能，在洗滌領域應用潛力巨大，添加蠶絲蛋白的洗滌產品綠色安全，與現代人追求綠色生活的理念相吻合。近年來，蠶絲蛋白面膜已工業化生產，可供不同年齡段的人群使用，其應用效果得到了廣泛認可。有關蠶絲蛋白的洗衣液、洗手液以及沐浴露等產品大都處于實驗階段，今后應深度研發并大力推廣相關產品。

1.2 保濕產品

皮膚從生理結構上可分為3大層：表皮層、真皮層、皮下組織。而真皮層是由膠原纖維、彈性纖維和水分所構成，可維持肌膚彈性和營養交換，因此，肌膚補水從源頭上來講就是補充真皮層的水分。蠶絲蛋白是一種親水性物質，其天然保濕因子（NMF）高于常規植物和化學保濕水合保濕劑10倍以上，可快速滲透到皮膚真皮層，使自由水變為結合水而不易蒸發散失，尤其是其多種親水性基團對人體皮膚具有一定的吸水和鎖水效果。

實驗證明，長期使用含有蠶絲蛋白的護膚品，對皮膚無刺激、不過敏，具有良好的新陳代謝和水溶性，能保持皮膚水分穩定。周麗[11]用蠶絲蛋白、洋甘菊提取物等植物提取物以及其他起泡劑研發一種保濕潔面露，成分溫和安全，具有天然養膚、保濕潔面等優點。有學者[12]利用將蠶絲蛋白應用于“V”字型的臉貼，不僅提拉緊致效果突出，而且鎖水持久、補水深入，凝膠保濕性能更顯著。大量研究表明，加入蠶絲蛋白的面霜[13]、乳液[14]、面膜[15]等護膚品，其活性成分極易被皮膚吸收，一方面能有效防止皮膚干燥，另一方面可有效增強保濕補水功能。為了解決唇部經常出現的干裂缺水等問題，研究人員[16]巧妙地利用蠶絲蛋白與唇部角朊蛋白親和性好的優點，制備出一種有關蠶絲蛋白的唇部護理產品，其保濕吸收性較好。

蠶絲蛋白是一種天然保濕因子，其中的氨基酸組分和人體皮膚相接近，相關產品具有良好的吸濕性，能使皮膚保持一定的含水量，呈現光滑水潤的狀態。目前，國內伊膚泉、法國蘭蔻以及泰國Fibroin等品牌都在推出與蠶絲蛋白有關的補水面膜，也獲得了業界認可。蠶絲蛋白得天獨厚的條件為解決人體皮膚的干燥問題提供了可選途徑，在保濕產品的應用方面引起了許多研究者的關注，相關的產品也越來越多，今后的重點應該是將許多研究成果推廣開發，以生產更多的保濕產品。

1.3 美白產品

皮膚變黑受多種因素影響，最常見的有黑色素過度生成、蛋白質功能不佳、角質層堆積以及屏障功能不完善等。近年來，隨著人們生活指數的提高，各個年齡段的人們都開始注重皮膚美白，雖然美白成分眾多，但其作用原理一般就兩種：其一，從根本上阻止酪氨酸酶的形成；其二，抗氧化、清除自由基。蠶絲蛋白是一種珍貴的天然高分子蛋白，具有多種人體必須和非必須的氨基酸，其中的絲縮氨基酸能有效抑制皮膚中酪氨酸酶的活性，從而抑制酪氨酸酶生成黑色素，由內而外改善暗沉膚色。

絲素低聚肽與蛹蟲草多糖的制備蠶繭經脫絲膠后獲得絲素蛋白，而絲素蛋白又是蠶絲蛋白中的一種成分，因此，有研究發現[17]絲素低聚肽-蛹蟲草多糖復合物通過抑制MITF、TYR和TRP-1等基因的表達，抑制酪氨酸酶的活性，從而起到美白作用。趙山等[18]用NaOH-尿素體系溶解蠶絲蛋白，發現其產物具有良好的美白和抗氧化特性。經大量研究證實[19-21]，添加蠶絲蛋白成分的面膜，具有安全可靠的質量和功效，可保證使用者對其養分的充足吸收，促進血液微循環，抑制自由基活性的同時可防止黑色素堆積，從而提亮膚色，發揮美白功效。張芳毓[22]用蠶絲蛋白等有效成分研制了一種多功能CC霜，質感輕盈，控油爽膚，促進皮膚建立良好屏障的同時也兼具美白持妝雙重效果。

蠶絲蛋白具有促進皮膚色素分解，均勻膚色的特點，作為一種天然動物美白劑，不僅生物安全性可靠，而且生物降解性良好。近年來，蠶絲蛋白在美白產品中的應用是研究熱點，但大部分產品都是面膜，其他護膚品的應用相對較少，因此，擴大美白產品的應用范圍是其今后的研究重點，可促使蠶絲蛋白的美白產品朝著多元化方向發展。

1.4 抗衰產品

當機體的防衛和修復機制發生缺陷后會導致損傷不斷積累，從而引起衰老。隨著年齡的增長，人體內分泌系統功能會不斷減退，將引發皮膚細胞壽命降低、蛋白質老化以及過度氧化等一系列現象出現。現代人不僅追求高品質的物質生活，而且對自身的皮膚早衰問題更加注重，因此，抗老化就成了人們一生都在關注的話題。蠶絲蛋白在洗護產品中的直接應用，就是對人體皮膚膠原蛋白的一個間接性補充和維護，對維持“年輕態”皮膚至關重要。

蠶絲蛋白可有效抑制DNA受損、膠原帶白流失以及皺紋過早產生等現象。從肖瀟等[23]的研究中可知，蠶絲蛋白能夠有效增強細胞活力，延緩皮膚衰老。也有研究發現[24]，以水解蠶絲蛋白和石斛提取液、蘆薈提取液、睡蓮提取液等物質復配制備的化妝品，有明顯抗自由基效果，可有效防止衰老提前出現。面膜中添加蠶絲蛋白以及對人體無害的成分，原料安全、使用放心，其祛皺抗皮膚衰老的效果非常明顯[25]。

蠶絲蛋白可通過促進皮膚代謝、修復角質層，從而增加皮膚彈性、防止皺紋的形成，延緩皮膚衰老。但目前大多數仍處于實驗研究階段，與之有關的抗衰產品并不多，可能因為蠶絲蛋白是大分子物質，盡管有一定效果，但大分子人體較難吸收，導致效果不是特別明顯。因此，今后的研究應該是對蠶絲蛋白使用相應物化方法處理，使其分解為人體易于吸收的小分子，并在此基礎上，研發創新出更多的相關產品。

1.5 防曬產品

早在以前，人們就開始通過使用一些寬邊帽、頭巾、面紗等措施來進行間接防曬，而現如今，人們開始使用一些防曬護膚品直接防曬，為此，追求一種防曬范圍廣、防曬指數高的護膚品就成了大多數人的選擇。蠶絲蛋白屬動物提取物，具有良好的生物安全性，其中的色氨酸和酪氨酸有吸收紫外線的能力，可有效防止紫外光侵入皮膚。有研究表明，將蠶絲蛋白作為一種防曬添加劑應用至相關產品中，對紫外光具有一定的吸收作用，可保證皮膚曬后不受損傷，并對已損傷的皮膚具有修復作用。

蠶絲蛋白是防曬產品中的一種功能性成分，可有效阻止曬后引起的曬黑、曬傷等現象出現。有學者[26]對添加蠶絲蛋白粉的防曬霜進行研究，發現其穩定性能、安全性能以及防曬性能均優于傳統防曬霜。董早霞[27]在考慮了蠶絲提取物和其他成分所屬的理化性質之后，對其進行合理復配，精心研制出一款防曬霜，發現其pH與人體皮膚的pH相差無幾，對皮膚無刺激性且隔離防曬效果好。此外，含有蠶絲蛋白的復合水凝膠[28]柔滑自然，可與紫外線進行光反應，有效防止紫外線對人皮膚的侵襲，具有可觀的防曬效果，有望完全取代鈦白粉及氧化鋅粉體在防曬化妝品中的使用。

蠶絲蛋白溫和、安全、純天然，應用于防曬產品中，符合現代人綠色生活理念，其防曬功能是通過直接吸收紫外線而實現的，是一種極其珍貴的防曬方式。目前，市場上有關蠶絲蛋白的防曬產品寥寥無幾，與之有關的報道也相對較少。今后，科研人員應該對蠶絲蛋白的抗紫外輻射的特點進行深入研究，從原料來源、產品設計等方面出發，并在此基礎上，參考其他防曬添加劑的原理和配方，為蠶絲蛋白在防曬產品中的進一步開發提供技術支撐。

1.6 護發產品

護發產品雖然種類豐富，但都屬于洗護產品，可起到頭發的清潔去污及除菌殺菌、柔軟護發、營養頭發等作用，常用的有洗發水和護發素。洗發水用來清潔頭發，而護發素可以改善發質，雖然兩者功效不同，但其都含有表面活性劑等成分。近年來，隨著人們“崇尚自然，回歸自然”意識的提高，應用天然綠色的護發產品已經成為人們的首選。蠶絲蛋白是一種具有多種活性功能的動物提取物，科學研究發現，將其應用至護發產品中，在對頭部皮膚進行滋養和促進血液循環的同時，也在頭發表面形成一層保護層。

蠶絲蛋白可從根本上填充頭發受損處流失的蛋白質，修復發質,使頭發呈現健康狀態。胡惠齡[29]用蠶絲蛋白、助乳化劑、硅油等成分制備了一種護發素，發現添加蠶絲蛋白之后，其絲滑柔順效果更加明顯。研究發現[30]，蠶絲蛋白和其他養分配伍的護發養發組合物，特點在于蠶絲蛋白液的營養功效可使其對頭發毛鱗片、燙染損傷發質、毛躁以及分叉等問題進行有效修復，從而使發質富有光澤。有許多學者將蠶絲蛋白作為添加劑應用于洗發水中，發現可起到防脫固發[31]、滋養發質[32]、控油柔順[33]、提升發質絲滑感和彈性[34]等作用，并對人體皮膚、眼睛均無刺激、無副作用，具有較強的生物安全性。

蠶絲蛋白作為一種助劑在護發產品中發揮了巨大作用，也得到了消費者的青睞。近年來，有關洗發水的應用已成為研究熱點，其中的絲素蛋白具有較強的水解性，水解后可產生一種成膜性很好的物質——絲素肽，絲素肽可給予頭發一定的水分和養分，具有提高頭皮免疫力的功效，可避免外界化學損傷和熱損傷帶給頭皮的傷害。基于以上特點，未來應繼續研究其他相關護發產品的應用。

2 應用實例

2.1 蠶絲面膜

在21世紀的今天，無紡布面膜、壓縮面膜、蠶絲面膜等已經出現在市場上。綜合來看，無紡布面膜原料構成差，透氣性一般，更嚴重的是存在“反吸”現象；壓縮面膜材質粗糙，對皮膚有有潛在性危害；而蠶絲面膜采用輕盈的蠶絲制作而成，因其吸水性較好，故可取代了無紡布面膜和壓縮面膜，一定程度上避免了對皮膚因刺激而造成的損傷，是目前較為理想的一種面膜。

工藝過程為：向已加熱至70～80℃的去離子水中加入明膠、海藻膠等成分得到凝膠液，降溫凝膠液40～50℃并加入水解膠原蛋白以及荷葉等植物提取物得到乳液，降溫至乳液35～40℃之后保持溫度不變時加入護理液（N-羥甲基硬脂酰胺或可溶性彈性蛋白/角蛋白中的一種）和表面活性劑，最后加入香精和防腐劑，敷膜之后即可封口包裝，從而得到生物蠶絲面膜。

表面活性劑的加入使得蠶絲面膜敷臉時貼合度非常高，能有效吸收更多的精華液，可快速促進皮膚自身修復機能，促進膠原蛋白的分泌能力。此外，也可根據所需功效添加相應成分，例如：美白功效的光果甘草、維生素C、薏仁等；保濕功效的海藻粉、杜仲、合歡、沙棘等；祛痘功效的綠茶、桑葉、紫草等；排毒功效的綠豆、金銀花、魚腥草等；抗衰功效的玫瑰、當歸粉、麥芽粉等。

2.2 蠶絲蛋白洗發水

洗發水是最為常用的發用化妝品之一，專門用于清洗附著在頭皮和頭發上的灰塵、死細胞以及人體分泌的油脂等污漬，主要由表面活性劑、調節劑、營養護理成分（蠶絲蛋白、植物提取物等）以及香精、色素、防腐劑、螯合劑（EDTA）等其他成分組成，良好的洗發水對維持頭皮的理化性質和酸堿平衡非常重要。

工藝過程為依次加入各種原料，加熱攪拌使各原料充分混合，冷卻后依次加入香精和卡松。

洗發水以泡沫溫和、清洗護發的特點備受青睞，而蠶絲蛋白更是以良好的生物相容性和生物活性引人矚目。用蠶絲蛋白作為洗發水的原料，綠色、天然，既可降低有害物質對毛囊的損傷，其豐富的蠶絲蛋白對發質的彈性和柔順感又具有一定提升作用。綜合考慮發現，蠶絲蛋白洗發水目前在市場上的性價比相對較高。

3 結語

蠶絲蛋白屬功能性蛋白，將廢蠶絲中的蠶絲蛋白應用于洗護領域中，不僅能以最少的投資獲取最大的經濟效益，而且還可溫柔呵護肌膚每一處，是其他洗護成分無可替代的一類添加劑。在倡導返璞歸真的今天，開發天然蠶絲蛋白在洗護領域中的應用，必將對人們的美好生活產生積極效應。

蠶絲蛋白在洗護領域中的應用已涉及到許多方面。在洗護產品中，在實現蠶絲蛋白面膜市場化的同時，還應對蠶絲蛋白洗衣液、洗手液以及消毒液等產品投入更多的研究，進一步拓展其在洗護產品中的應用；在保濕產品中，蠶絲蛋白鎖水吸水的性能為廣大消費者所喜愛，這將是蠶絲蛋白今后的研究熱點之一；在美白產品中，蠶絲蛋白美白面膜占有較大比重，而其他產品相對較少，因此，克服單一化應用的瓶頸是其今后研究重點；在抗衰產品中，大分子蠶絲蛋白限制了其有關產品的研發，因此，尋找一種水解蠶絲蛋白為小分子物質的方法就顯得頗為重要；在防曬產品中，有關研究鮮有報道，但其具有的抗紫外線能力是為大多數人所公認的，因此，有關防曬產品的相繼出現還需要科研人員的高度重視；在護發產品中，蠶絲蛋白是一種優良的添加劑，大量相關產品具有多種功效，搭配使用，可進一步調節頭皮的酸堿平衡。

近年來，與蠶絲蛋白相關的專利很多，而基礎性研究很少，故蠶絲蛋白在洗護領域中的研究應用已成熟化，目前處于產品開發和推廣階段。整體來看，蠶絲蛋白不僅在洗護產品中應用，而在美白，防曬等領域中也不斷有產品問世，因此，今后應多角度開發相關產品，使蠶絲蛋白在洗護領域向著多功能方向發展，相信隨著研究工作的不斷深入，未來在洗護領域中蠶絲蛋白的應用將會取得更多的研究成果。