創新制備木質素凝膠乳液護發素引領護發新趨勢

在日常生活中，人們精心呵護頭發，護發產品成為眾多消費者的必備品。然而，當前市面上常見的護發產品卻暗藏隱憂。傳統護發產品通常含有 20 - 30 種成分，大多源自油脂化學和石油，這種來源不僅在資源可持續性方面存在問題，而且對環境也可能造成一定的負擔。隨著全球護發市場的不斷擴張，消費者對于可持續個人護理產品的關注度日益提高，尋找更加環保、天然的護發成分迫在眉睫。

芬蘭的研究人員從一則芬蘭民間傳說和個人經歷中獲得靈感。傳說中提到，如果酒、焦油和桑拿都無法緩解病痛，那么病癥可能很嚴重。研究人員回憶起在桑拿和在褐色湖水游泳后，感覺無需使用護發素，由此開始思考天然多酚和腐殖質的護發作用。木質素作為腐殖質的前體，具有抗氧化、表面活性等多種特性，研究人員推測其或許能成為護發配方中的多功能成分，于是開啟了基于膠束木質素凝膠（micellar lignin gels ）的全生物基護發素研究之旅。這項研究成果發表在《Science Advances》期刊上。

多技術助力研究深入開展

研究人員為探究木質素在護發產品中的應用潛力，采用了多種關鍵技術方法。通過制備不同濃度的木質素凝膠，并將其與各種比例的葵花籽油、椰子油乳化，觀察乳液的穩定性和特性。利用光學顯微鏡、熒光顯微鏡等多種微觀觀測技術，分析乳液中液滴的形態、大小分布以及木質素顆粒的分布情況。借助掃描電子顯微鏡（SEM）和原子力顯微鏡（AFM）研究護發前后頭發表面的微觀變化。運用旋轉粘度計測量乳液的動態粘度，評估其流變學性質。采用 2,2′- 疊氮基 - 雙（3 - 乙基苯并噻唑啉 - 6 - 磺酸）自由基陽離子溶液（ABTS?? ）脫色法測定抗氧化活性，通過抑菌圈實驗檢測抗菌活性，還進行了濕梳力測量、水接觸角測量和水洗性測試等，全面深入地探究了木質素凝膠乳液護發素的性能。

研究成果豐碩，護發素性能卓越

1. 木質素凝膠乳液護發素的制備與原理：研究人員制備的木質素凝膠乳液護發素，以高濃度木質素水凝膠為基礎，在機械均質化作用下，可穩定含有天然甘油三酯油的皮克林乳液（Pickering emulsions ）。這種水凝膠是由軟木硫酸鹽木質素（softwood kraft lignin）和木質素磺酸鈉（sodium lignosulfonates）共沉淀形成的物理膠束凝膠。研究人員推測，膠束木質素和甘油三酯油的共同作用，能夠修復受損頭發，其中木質素膠束可作為表面活性劑幫助油在頭發上擴散。

2. 乳液的外觀、性質和穩定性：木質素和油的相對濃度影響乳液外觀。以 26% 木質素含量為基礎配方，添加 6% 椰子油時，凝膠外觀變化不明顯。光學顯微鏡分析顯示，該乳液水相較純凈，油滴分散良好，與商業產品相比優勢明顯。在流變學性質方面，乳液的粘度受 pH 值影響，pH 5.5 時粘度增加，且椰子油乳液粘度略低于葵花油乳液。兩種乳液外觀和液滴尺寸分布相似，多數液滴在 1 - 4μm 范圍內。乳液在儲存初期粘度增加，7 周后趨于穩定，達到商業護發素水平。此外，木質素凝膠乳液具有顯著的抗氧化活性，且隨著椰子油含量增加，抗氧化活性增強，但該乳液對大腸桿菌（Escherichia coli ）和蠟樣芽孢桿菌（Bacillus cereus ）無抗菌活性。

3. 護發效果顯著：研究人員選擇含 6% 椰子油的木質素凝膠乳液進行實際護發測試，因為其流變學性質與商業配方相似，且膠體穩定性更好。通過測量濕梳力發現，該乳液與商業護發素性能相當，能顯著降低濕梳力，平均降低 13 ± 1% ，與商業配方的 20 ± 9% 相比無統計學差異。SEM 和 AFM 分析表明，該乳液能使受損頭發表面形態恢復，且不會在頭發表面沉積微米級顆粒，而是形成包含木質素和椰子油的潤滑復合涂層。

4. 長期穩定性和抗氧化性能持久：含 6% 椰子油的木質素凝膠乳液護發素在室溫下儲存約 1 年后，無明顯相分離或分層現象。對儲存 1 年的乳液處理后的頭發進行 ABTS?? 檢測發現，其抗氧化性能依然活躍，接觸 1 分鐘后，ABTS 自由基陽離子幾乎完全被還原，與新鮮處理的頭發效果相當，而商業護發素處理的頭發和未處理的漂白頭發抗氧化能力較弱。

5. 良好的水洗性和安全性：木質素基護發素顏色較深，研究人員測試了其水洗性。結果表明，無論是在纖維素濾紙還是豬皮上，該乳液都能輕松被水沖洗掉，不會留下明顯污漬。且其主要成分軟木硫酸鹽木質素和木質素磺酸鈉不屬于有害物質，在其他個人護理產品中也有應用，安全性較高。

研究意義重大，開啟可持續護發新篇章

在這項研究中，研究人員利用膠束木質素水凝膠穩定護發素乳液，為頭發護理提供了潤滑和天然抗氧化功效。該木質素凝膠乳液是傳統化石基合成陽離子表面活性劑的環保替代品，其成分簡單，僅包含水、硫酸鈉、軟木硫酸鹽木質素、木質素磺酸鈉和甘油三酯油。產品穩定性極佳，儲存約 1 年后仍能保持良好狀態，且生產過程易于放大，無需進行共價化學修飾。該配方結合了乳液的兩親性、潤滑作用以及木質素的紫外線吸收功能，在頭發保護方面展現出巨大潛力。

隨著消費者對天然化妝品的認可度不斷提高，對個人護理產品可持續性的要求也越來越嚴格。木質素作為一種天然來源的多功能多酚，在個人護理產品中的應用前景廣闊。盡管木質素基護發素還存在顏色可能導致染色等問題，但通過進一步優化配方，有望解決這些問題。同時，在感官屬性和安全性方面也需要更多研究。總體而言，這項研究為木質素在個人護理領域的應用開拓了新方向，為可持續護發產品的開發提供了創新思路，推動了相關領域的研究發展。