'1 l-吡咯烷酮羧酸钠l-吡咯烷酮羧酸(pca)是丝状聚集蛋白分解产物之一，是表皮粒状层角化作用最后阶段重要的蛋白质，正常皮肤中的pca在表皮脱落过程表皮细胞的脱落而消失。但皮肤表层是不断更新的，所以正常皮肤中pca的量是不变的。但是，若角化过程不完全并有细胞核残存，表皮层中的pca量就会减少，皮肤就变得粗糙，因此，正常皮肤暴露于不适合的湿度、干热的环境或冷空气侵袭或长时间阳光照射，就会变得干裂，这时就需要补充pca。
l-吡咯烷酮羧酸钠是pca的钠盐，化学名称为2-吡咯烷酮-5-羧酸钠（pca-na），是通过l-谷氨酸钠加热环化或微生物作用生成的。
它是一种仿生化合物，类似皮肤分泌的控制水分的化合物结构，其化学组成是氨基酸衍生物，其本身是人体皮肤的天然保湿因子（natural moisturizing factor nmf）的组成部分（见表1）
表1 nmf的组成
组成物质 含量，%
氨基酸 40
吡咯烷酮羧酸钠 12
无机盐类（na、k、ca、mg） 18.5
其他有机物 29.5
在nmf的组成中，pca-na占有非常重要的地位，实验证明，从表皮中取出pca-na便会在物理上增进硬度，而给予pca-na则可增强其柔性及弹性，因此。pca-na起着nmf的中枢机能作用。
2 l-吡咯烷酮羧酸钠的吸湿、保湿特性
2.1、l-吡咯烷酮羧酸钠保湿实验
实验条件：盛有硅胶的干燥器，20℃恒温
实验过程：精确配制含水90%的样品，称取2g（精确至0.0001g)，置于称量瓶中，放入恒温恒湿干燥器中，18小时后称重，得相应失水率（%）：
失水量
失水率=——————×100%
加水量
不同保湿剂在硅胶干燥器中的失水率
2.2、l-吡咯烷酮羧酸钠吸湿实验
实验条件：相对湿度65%的干燥器，20℃恒温
实验过程：称取纯品2g（精确至0.0001g)，置于称量瓶中，放入恒温恒湿干燥器中，每隔10天称重一次，得吸水率：
mn — m0
吸水率=——————×100%
m0
mn为一定时间后试样的质量
m0初始试样的质量
不同保湿剂在相对湿度65%干燥器中的吸水率
从上面数据可以看出，pca-na的保湿性、吸湿性均明显优于甘油、丙二醇、山梨醇，而且pca-na用于化妆品时，会很快渗入到角质层中，保持、调节角质层中的水分，并不象一般多元醇保湿剂虽然能从空气中吸收水分达到保湿效果，但有一必要条件，即须在高湿度环境下，一旦空气湿度低时，特别是在干燥寒冷的空气条件下，则反而从皮肤中吸收水分，使皮肤更加干燥，同时也会使化妆品发粘。
3 l-吡咯烷酮羧酸钠在膏霜中的应用
pca-na为皮肤中物质之一，具有生理活性，与皮肤相容性良好，因此pca-na应用于膏霜中，是非常理想的原料。
3.1 安全性
pca-na毒性实验：
半致死量：ld50＞10g/kg（小白鼠口服），属实际无毒。
皮肤平均刺激指数：0，属无刺激性。
敏化能力：非常低，分级为ⅰ，可不计，属无过敏反应。
从毒理学评价考虑，pca-na完全可用于化妆品中，安全可靠。
3.2 优异的保湿性能和良好的肤感
pca-na配入膏霜中，用量1-5%时，可使皮肤感觉非常柔和，按表2配方制得膏霜（与甘油、peg400、丙二醇对照）：
表2 膏霜实验配方
原料 配比
乳化剂s2 2%
乳化剂s21 3%
鲸蜡醇 4%
棕榈酸异丙酯 2%
二甲基硅油 2%
羊毛酯 1%
辛酸癸酸三甘油酯 6%
pca-na（甘油、peg400、丙二醇） 3.5%
水 至100
膏体保湿实验：
称取20g（精确至0.0001g)实验膏霜置于直径5厘米的烧杯中，放在相对湿度44%的干燥器中，100天后测其质量，得到保湿剂在膏霜中的保湿率：
mn
保湿率=———×100%
m0
mn为100天后试样的质量
m0初始试样的质量
含有不同保湿剂的膏霜在相对湿度44%干燥器中的保湿率
由图3可以看出pca-na的保湿性极好，将试样涂于完全裸露的手，涂抹部分感到柔软舒适，不油腻。
3.3美白作用
pca-na对氨酸氧化酶、酚氧化酶等酶类的活性有一定的抑制作用，这样可减弱“酶褐变”现象，可阻止“类黑素”物质在皮肤中的沉积，从而使肤色更为洁白。具有增白作用[4]。
3.4软化角质层
l-吡咯烷酮羧酸钠能够深入角质层，能够防止皮肤老化和皲裂。相关文献表明含有30%左右的pca-na对角质层有软化作用。
3.5对w/o型产品良好的稳定性
w/o型化妆品中，乳化体系随着含水量的增多而变的不稳定，因此从延长保存时间的角度考虑，必须含水量少，含油量多，这样产品就会出现粘乎的不快感觉。若在体系内加入l-吡咯烷酮羧酸钠，可以起到助乳化的作用，就可以获得含水量高，又有油性但不发粘，保存稳定性良好的w/o产品。
4 l-吡咯烷酮羧酸钠在香波中的应用
4.1出色的增稠能力
pca-na应用于香波体系中具有良好的增稠效果，是通过与表面活性剂的协同效应来实现，pca-na的加入影响了表面活性剂的扩散双电层结构，减弱了表面活性离子之间的排斥作用，压缩了表面活性离子头，使双电层平均厚度变薄，使之更易吸附于表面，使胶束的缔合数增加，导致球形胶束向棒形胶束转化，使粘度增加。
香波增稠实验：
按照表3配制实验香波，用旋转粘度计测pca-na在不同加量下的粘度。
表.3 香波实验配方：
原 料 1＃ 2＃ 3＃ 4＃ 5＃ 6＃
脂肪醇聚氧乙烯醚禁发 硫酸钠 20 20 20 20 20 20
椰子油二乙醇酰胺 4 4 4 4 4 4
十二烷基丙基甜菜碱 3 3 3 3 3 3
pca-na — 1 2 3 4 5
不同加量pca-na的香波的粘度（测试条件：ph 6.5，20℃）
4.2良好的干、湿梳理性
pca-na应用于洗发护发产品中，能够吸附于头发表面，减少头发缠结，使头发易于梳理，它的增湿性能可使头发松软、有光泽且蓬松[6]，防止头皮过度干燥形成的头屑，减少头发干燥分叉断裂。
香波干、湿梳理性实验：
表4 实验用洗发香波配方：
原 料 试样1＃ 试样2＃
脂肪醇聚氧乙烯醚禁发 硫酸钠 18 18
椰子油二乙醇酰胺 4 4
十二烷基丙基甜菜碱 4 4
珠光浆 1.5 1.5
大颗粒乳化硅油 2 2
三--十六烷基甲基禁发 氯化铵 0.6 0.6
pca-na — 6
去离子水 至100 至100
pca-na的香波与空白试样的湿发束的机械可梳性作功对比
含pca-na的香波与空白试样的干发束的机械可梳性作功对比
5 l-吡咯烷酮羧酸钠在香皂中的应用
普通皂坯料中加入着色剂、香料等成分制成的香皂，由于水分慢慢蒸发会引起肥皂重量和尺寸的变化，香皂表面很容易产生龟裂，商品价值下降，即使使用前不龟裂，但使用时肥皂浸水后，必定会经历反复干燥的过程，肥皂表面就会产生龟裂，不仅影响外观，而且有时会裂成块状。如果在皂坯中加入0.5-15%的pca-na，制成的香皂保存性明显提高，使用后由于l-吡咯烷酮羧酸钠对皮肤的作用，皮肤上有一种湿润的感觉。制造工艺如下:在100份皂坯料中，加入5份pca-na，充分混合后在小型皂料轧制机中进行混炼，将所得的片状皂坯混合物用挤出机挤出，挤出机的套管和喷嘴温度分别保持在50℃，挤出成棒状，再把所得皂棒在成型机中制成成品。这种香皂与市售化妆皂相比，具有摩擦溶解度高，成型性好，重复洗涤干燥不龟裂，使用后皮肤感觉好的优点。在其他透明皂、化妆肥皂中，也可以添加pca-na来提高质量[7]。
此外，pca-na也可以用于牙膏，它具有良好的化学稳定性和对人体安全性，又具有良好的保湿性能、抗冻性能，制成的牙膏质量稳定，无异味，口味良好，且pca-na具有显著的杀菌性能，很强的吸附功能，可用在牙膏中作为除口臭的特效添加剂，此外，经急性毒试验证明：使用pca-na保湿剂的牙膏为无毒类[8]。
6 结束语
pca-na是以天然氨基酸为原料制成的，作为一种良好的个人护理品保湿剂，对皮肤、毛发有良好的吸湿作用，能使皮肤、毛发柔软、有弹性，化学稳定性在高温、低温下都很好，高浓度溶液对皮肤、眼睛无刺激，安全性高，在化妆品领域有着广阔的发展前景。
21世纪是一个崇尚自然的新时代，绿色天然型化妆品是21世纪的热点产品。随着人们环保意识的增强，“回归大自然”的呼声已成为世界化妆品工业的新潮流。绿色天然保湿剂从植物及天然资源中提取原料，使其对皮肤的刺激降至最低程度，且更有利于皮肤的吸收，受到消费者的广泛喜爱。随着天然化妆品的热销，天然型保湿剂将倍受青睐
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