广东化工2020年第9期· 34 · www.gdchem 第47卷总第419期日落黄于化妆品中的稳定性实验研究
庄梓雄，詹苏慧，郑木创，吕英杰
(广东雅丽洁精细化工有限公司，广东汕头515144)
[摘要]分析日落黄在化妆品中，产生的褪原因。采用紫外分光光度法测试日落黄的吸光度，在不同条件下对素的保存率进行评估。在水溶液、AES和K12A溶液中，日落黄分别通过不同pH值、光照、室内保存、恒温(45±2)℃的条件下，经过60天的实验测试，并记录各自的吸光度值。通过测试结果发现，日落黄在弱酸性条件下，有较好的耐热、耐光性；弱碱性条件下，保存率有轻微降低；K12A铵离子的不稳定性，导致体系发生氧化还原反应，从而引起保存率减低，产生褪现象。
[关键词]化妆品；日落黄；吸光度；褪
[中图分类号]TQ658 [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2020)09-0034-02
Experimental Study on the Stability of Sunset Yellow in Cosmetics
Zhuang Zixiong, Zhan Suhui, Zheng Muchuang, Lv Yingjie
(Guangdong Yalget Fine Chemical Co., Ltd., Shantou 515144, China)
Abstract: To analyze the cause of fading of Sunset Yellow in cosmetics , the absorbance of sunset yellow was measured by UV Spectrophotometer, and the retention rate of pigment was evaluated under different conditions. In AES and K12A aqueous solution, sunset yellow was tested for 60 days under the conditions of different pH value, illumination, indoor preservation and constant temperature (45±2 ℃), and their absorbance values were recorded respectively. The results showed that sunset yellow had good heat and light resistance under weak acid condition ; the preservation rate decreased slightly under weak alkaline condition ; and the instability of K12A ammonium ions leads to the redox reaction of the system, which causes the reduction of the preservation rate and the fading phenomenon.
Keywords: cosmetics；sunset yellow；absorbance；fade
化妆品为满足消费者的视觉追求，通过添加素来增强其外观的美丽呈现，已经为行业及消费者所接受、追捧。
在化妆品中添加应用的颜原料多种多样，有素和淀，淀相对比较稳定，本文暂不作研究。素最常见的有柠檬黄、胭脂红、日落黄、亮蓝等等，被广泛应用在各个行业领域中。由于各种素其化学结构不同及各自的特性，使有些素比较稳定，比如亮蓝[1]等；有些素相对不稳定，在应用中存在一
些影响因素会使其在最终产品中逐渐褪[2]。为了更清晰的了解在化妆品应用中，导致素褪的影响因素，本文特选比较有代表性的日落黄作为研究对象。
日落黄[3]不管在食品，还是化妆品领域，都是应用比较广泛的人工合成素，本文将从pH值、热、光照、一些常用的原料等维度来做实验验证，以期能从中得到理论与实践的结合与验证。
1 实验部分
1.1 主要试剂
日落，食品级，含量69.9 %，上海染料研究有限公司；月桂醇聚醚硫酸酯钠(AES)，工业级，活性物含量68 %~73 %，巴斯夫股份公司；月桂醇硫酸铵(K12A)，工业级，活性物含量66 %~70 %，巴斯夫股份公司；甲基异噻唑啉酮/甲基氯异噻唑啉酮(卡松)，工业级，昆山市双友日用化工有限公司；柠檬酸，工业级，中粮生物化学(安徽)股份有限公司；氢氧化钾，工业级，广东光华科技股份有限公司；去离子水，自制。
1.2 仪器设备
雷磁PHS-3C型pH计(上海仪电科学仪器股份有限公司)，T6新世纪紫外可见光分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)，BSA224S电子天平(赛多利斯科学仪器北京有限公司)，IKA®EUROSTAR 20digital
悬臂搅拌器(德国IKA公司)，HPX-9272MBE电热恒温培养箱(上海实业有限公司)，PET80mL无透明瓶。
1.3 样品制备
1.3.1 日落黄水溶液的配制
配制0.1 %日落黄水溶液(以下称R1溶液)：用分析天平称取0.1 g的日落黄，加入50 g水搅匀，加入卡松0.08 g，用去离子水稀释至100 g，制成R1溶液，待用。
配制实验测试用日落黄水溶液(以下称R2溶液)：称取R1溶液0.35 g(此数据是源于实际应用中出现问题的产品配方中所加素的浓度)，加入50 g水搅匀，加入卡松0.08 g，用去离子水稀释至100 g，搅拌至完全溶解均匀，然后将溶液分成两份，其中一份用柠檬酸调节pH值至5.0~6.5；另一份用氢氧化钾(5 %)调节pH值至8.5~9.5；每份装3瓶作为实验测试样品。1.3.2 月桂醇聚醚硫酸酯钠(AES)日落黄水溶液(以下称：AES日落黄水溶液)的配制
用分析天平称取7 g的AES和R1溶液0.35 g，加入50 g水，加入卡松0.08 g，用去离子水稀释至100 g，搅拌至表面活性剂完全溶解，然后将溶液分成两份，其中一份用柠檬酸调节pH值至5.0~6.5；另一份用氢氧化钾(5 %)调节pH值至8.5~9.5；每份装3瓶作为实验测试样品。
1.3.3 月桂醇硫酸酯铵(K12A)日落黄水溶液(以下称：K12A日落黄水溶液)的配制
用分析天平称取7 g的K12A和R1溶液0.35 g，加入50 g水，加入卡松0.08 g，用去离子水稀释至100 g，搅拌至表面活性剂完全溶解，然后将溶液分成两份，其中一份用柠檬酸调节pH值至5.0~6.5；另一份用氢氧化钾(5 %)调节pH值至8.5~9.5；每份装3瓶作为实验测试样品。
1.4 实验方法
R2溶液、AES日落黄水溶液、K12A日落黄水溶液三种样品稳定性测试方法相同，如下：
将所有样品按pH=5.0~6.5和pH=8.5~9.5分开，再各自均分成三组，分别在室内正常放置(非阳光直射处)、恒温45 ℃、持续太阳光照(置于窗口阳光直射处)三个维度，各个维度在第0 day、3 day、7 day、15 day、30 day、45 day、60 day且恢复室温后，测定其吸光度值的变化。
通过紫外分光光度法，将各个阶段的试样溶液分别置于1 cm 比皿中，在日落黄最大吸收波长481 nm[4]处用紫外分光光度计测定各自的吸光度值(A)，据此值的变化来作进一步分析。其中，第0天测出的吸光度值为A0，第60天测出的吸光度值为A’，结论中以素保存率来做分析，计算公式为：
素保存率=A’÷A0×100 %
2 结果与讨论
2.1 R2溶液稳定性的影响
2.1.1 pH值对R2溶液稳定性的影响
R2溶液的pH分别为6.0和9.0，在实验室室内正常放置60天，由表1的实验结果得知，pH分别在6.0和9.0时的显效果是存在差异的，pH为6.0时，溶液经过60天的保存，素保存率为100 %，保存完好；pH为9.0时，经过60天的保存，保存率为94.7 %；从实验结果可以看出，pH为9.0的条件下，对日落黄的保存存在轻微的影响，致使其慢慢褪；因此可以判断日落黄在pH为  6.0的条件下，状态更加的稳定。
[收稿日期] 2020-04-07
[作者简介] 庄梓雄(1978-)，男，广东人，研发工程师，主要从事化妆品配方研发。
表1 不同pH下R2溶液在室内正常放置的吸光度
Tab.1 Absorbance of R2 solutions placed normally indoors at different pH values
样品pH值
A(L/(g·cm)
素保存率/% 0 d    3 d 7 d 15 d 30 d 45 d 60 d
R2溶液6.0 0.109 0.109 0.109 0.109 0.109 0.109 0.109 100.0 9.0 0.094 0.094 0.094 0.095 0.094 0.092 0.089 94.7
2.1.2 恒温45 ℃对R2溶液稳定性的影响
R2溶液pH分别为6.0和9.0，通过表2的实验结果得知，pH 分别为6.0和9.0的R2溶液，45±2 ℃恒温60天的素保存率分别为103.7 %和102.1 %，两个溶液的吸光度都有轻微升高是因为很多物质在热条件下会出现变黄等现象，对实验结果会有干扰，这样单独日落黄水溶液在热的维度中难以体现出差别。
表2 R2溶液在恒温45 ℃的吸光度
Tab.2 Absorbance of R2 solution at a constant temperature of 45 ℃
样品pH值温度/℃
A(L/(g·cm)
素保存率/% 0 d    3 d 7 d 15 d 30 d 45 d 60 d
R2溶液6.0 45 0.109 0.109 0.109 0.109 0.111 0.111 0.113 103.7 9.0 45 0.094 0.094 0.095 0.095 0.095 0.096 0.096 102.1
2.1.3 持续太阳光照对R2溶液稳定性的影响
R2溶液pH分别为6.0和9.0，在窗口阳光直射条件下放置，通过表3的实验结果得知，pH为6.0，光照60天，素保存率为99.1 %；pH为9.0，光照60天，素保存率为83.0 %；可以看出，太阳光照会影响素的稳定性，对日落黄有明显的破坏作用[5]，pH为9.0的R2溶液有明显的褪情况。
表3 R2水溶液在持续太阳光照的吸光度
Tab.3 Absorbance of R2 solution under continuous solar illumination
样品pH值条件
A(L/(g·cm)
素保存率/% 0 d    3 d 7 d 15 d 30 d 45 d 60 d
R2溶液6.0 光照0.109 0.109 0.109 0.109 0.110 0.109 0.108 99.1 9.0 光照0.094 0.094 0.090 0.089 0.085 0.080 0.078 93.0
以上R2溶液在三个维度的稳定数据表明，弱酸性条件下，素都是比较稳定的，在弱碱性条件下，室内保存和光照都会加快日落黄的褪速度，而单独热的环境由于有干扰，数据不可用。
2.2 AES对日落黄稳定性的影响
AES日落黄水溶液，两个pH条件下分别做三个维度的条件测试，即室内保存、耐热45±2 ℃、光照，测试时间为60天。从表4数据得知，pH为6.0的AES日落黄水溶液，室内保存的样品，素保存率为98.2 %。45±2 ℃恒温保存的样品，素的保存率为100.9 %。光照条件下的样品，保存率为92.9 %。pH为9.0时，室内保存的样品素的保存率为92.4 %，45±2 ℃ 60天的保存率为81.9 %。光照60天，素保存率为86.7 %。因此在日用产品应用中，AES对日落黄的保存有轻微的影响，溶液在pH=6.0时素的稳定性较好；在碱性体系条件下时，会加速素的褪。
表4 AES日落黄水溶液各维度的吸光度
Tab.4 Absorbance of AES sunset yellow water solution in different dimensions
样品pH值条件
A(L/(g·cm)
素保存率/% 0 d    3 d 7 d 15 d 30 d 45 d 60 d
AES日落黄水溶液6.0
室温0.112 0.110 0.109 0.108 0.109 0.109 0.110 98.2
45 ℃0.112 0.110 0.107 0.106 0.110 0.113 0.113 100.9
光照0.112 0.110 0.107 0.107 0.108 0.108 0.104 92.9 9.0
室温0.105 0.105 0.105 0.104 0.103 0.102 0.097 92.4
reaction研究45 ℃0.105 0.105 0.104 0.101 0.098 0.093 0.086 81.9
光照0.105 0.104 0.105 0.104 0.100 0.099 0.091 86.7
2.3 K12A对日落黄稳定性的影响
表5 K12A日落黄水溶液各维度的吸光度
Tab.5 Absorbance of K12A sunset yellow water solution in different dimensions
样品pH值条件
A(L/(g·cm)
素保存率/% 0 d    3 d 7 d 15 d 30 d 45 d 60 d
K12A日落黄水溶液6.0
室温0.1130.1080.1100.1030.0950.087 0.072 63.7
45 ℃0.1130.1050.0900.0750.0420.028 0.013 11.5
光照0.1130.1070.1100.1030.0880.065 0.025 22.1
9.0
室温0.1020.0590.0330.0170.0060.005 0.004    3.9
45 ℃0.1020.0130.0080.0050.0030.002 0.002    2.0
光照0.1020.0480.0250.0220.0220.020 0.004    3.9
(下转第51页)
D0 D14 D28
图1 举例：受试者标准图
Fig.1 example: subject standard diagram
3.4 受试者自评
在受试者调查问卷中，77 %的人认为在使用测试样28天后发际线看起来前移了及发际线区域的毛发变得浓密了；73 %人认为在使用测试样28天后发际线区域的毛发看起来更亮泽；57 %人认为在使用测试样28天后发际线区域的毛发有所变粗；50 %的人认为在使用测试样28天后发际线区域的炎症情况有所改善。
4 讨论
采用人体实验的方法，通过受试者使用发际线修复精华来对该类产品进行功效性研究，结果表明：通过仪器测量分析测试剂与安慰剂使用前后发际线的距离及发际线区域的毛囊数量、毛发数量和平均毛发直径，能较好评判一款发际线精华的功效。同时，利用受试者使用前后的对比图及受试者自评问卷来对测试结果进行辅助验证。三者相互结合，从微观、宏观、主观、客观多个方面共同对一款产品进行功效评价，是一种科学有效的方法。
参考文献
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(本文文献格式：明新林，刘莲，粟雨桑，等．发际线修复精华的功效评价相关研究[J]．广东化工，2020，47(9)：49-51)
(上接第35页)
K12A日落黄水溶液，两个pH条件下分别做三个维度的条件测试，即室内保存、耐热45±2 ℃、光照，测试时间为60天。从表5的结果可以看出，pH为6.0的K12A的日落黄水溶液，经过60天的测试时间，室内保存的素保存率为63.7 %，45±2 ℃恒
温的素保存率为11.5 %；光照的素保存率为22.1 %。
pH为
9.0时，同样经过了60天的测试时间，室内保存和光照两个条件的测试，保存率都只有3.9 %，45±2 ℃恒温的保存率只有2.0 %。因此K12A对素的稳定性影响非常大，并且在碱性条件下，铵离子的不稳定性，导致60天三个维度的测试，几乎完全褪。
3 结论
从理论上看，日落黄的化学名称1-(4′-磺基-1′-苯偶氮)-2-萘酚-6-磺酸二钠盐，结构式如图1所示。其2位上是萘酚结构的存在，其中酚羟基上的氢在水中具有一定的电离趋势，呈弱酸性[6]，所以容易被取代，在微观上有改变日落黄化学结构而在宏观上有使日落黄褪的现象产生的可能性。促使这两方面发生或加速的因素可以是酸碱性环境的变化、持续热的环境、持续的太阳光照等等。
图1 日落黄
Fig.1 Sunset yellow
从实验结果上看，在弱酸性时，有较好的耐热和耐光性能，易于保存；在弱碱性时，日落黄有轻微褪情况，光照会加快它的褪速度；表面活性剂对日落黄的稳定性有直接的影响。K12A 比AES对日落黄的影响更大，这是因为K12A中铵离子的不稳定性，造成体系中出现了明显的氧化还原反应，因此大大加
快了素褪速度，此现象正好验证了日落黄在有氧化还原因素存在时会更加的不稳定这一理论[7]。实验的结果与理论是相吻合的。所以最优的素保存条件应该是弱酸性体系，无氧化还原因素的存在并且避光保存。
本文中已验证氧化还原是会造成日落黄褪的影响因素，那么在体系中增强它的抗氧化还原的能力是否能够在一定程度上缓解素在不利条件下的褪速度呢，能用于化妆品的抗氧化剂也不少，这是可以有展望的空间的。
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