白鑫 陳雨桐 侯軻明 熊祺 尚亞卓
（華東理工大學化學與分子工程學院化妝品研究室）
摘要：碳酸護膚品是近年發展起來的新型護膚品，正逐漸成為護膚品行業關注的熱點產品之一。產品中存在的或使用時產生的二氧化碳安全、無副作用且能深入皮膚底層，加速皮膚血液循環、促進肌膚細胞新陳代謝、有效清除皮膚深層的垃圾和廢物，從根本上解決基本皮膚問題，獲得細膩、紅潤有光澤且富有彈性的健康肌膚。本文對碳酸護膚品的發展、護膚機制及功效等作簡要綜述，並根據作者的個人理解對碳酸護膚產品存在的問題及將來發展方向進行簡要分析，讓更多的消費者享受產品愉悅的使用感、感受強大的護膚功效的同時體會產品的作用精髓，也為後續碳酸類護膚品的開發提供參考信息。
關鍵詞：碳酸護膚品；二氧化碳；波爾效應；血液循環; 新陳代謝
護膚品是具有保護皮膚功能的一類產品，這類產品通常是針對皮膚的某一方面進行護理，調理皮膚的水油平衡、給皮膚輸送營養成分，包括日常使用的水、乳、霜、精華、洗面奶、面膜、眼霜以及按摩膏、去角質膏、清潔霜等。當這些護膚品中含有二氧化碳(或碳酸)，或在產品使用過程中能夠產生二氧化碳時，我們就可以將這種護膚品稱為碳酸護膚品。碳酸護膚品是皮膚醫學和美學有機結合的產物。二氧化碳不僅安全、無副作用而且能迅速深入皮膚底層，加速皮膚血液循環、促進肌膚細胞新陳代謝、有效清除皮膚深層的垃圾和廢物，從根本上解決諸如補水、祛皺、美白等基本皮膚問題，獲得細膩、紅潤有光澤且富有彈性的健康肌膚[1,2]。在護膚品市場, 碳酸護膚品安全有效的雙重品質正逐漸被國內消費者認可和接受, 比如使用碳酸面膜、碳酸泡沫肌底液、碳酸爽膚水及潤膚乳等含碳酸的護膚品已較為常見。然而，大多消費者對碳酸護膚品的護膚機制及功效卻知之甚少。為此，本文對碳酸護膚品的發展、護膚機制及功效等作簡要綜述，並根據作者的個人理解對目前產品存在的問題及發展方向提出拙見，旨在讓更多的消費者享受產品愉悅的使用感的同時，深入體會產品的作用精髓，也為後續碳酸護膚品的開發提供參考信息。
1 碳酸護膚研究進展
碳酸護膚源自日本，是目前較為流行的一種護膚理念，這一理念是由日本的醫學博士日置正人提出的。他在利用二氧化碳治療患者傷口的過程中偶然發現高濃度二氧化碳能有效地被皮膚吸收，並迅速滲入皮膚底層到達血管，從而使細胞更加活躍，加速自身修復並促進膠原蛋白的合成。該發現最初被應用於醫學美容領域，隨著科技的發展，為了讓更多消費者共享科學護膚帶來的神奇煥變，國內外研究者開展了相應的研究工作，各類製備碳酸護膚品的設備、技術及相應的產品也應運而生。
對於碳酸護膚而言，護膚產品中含有或使用時能夠產生高濃度的二氧化碳是其發揮護膚功效的基礎。為了保證碳酸護膚品的功效，研究者在碳酸產品製備設備及技術方面開展了相應的研究工作。2012年，上野隆志等開發了一種體積較小，重量較輕，使用及攜帶均方便的碳酸溶液美容美髮器。這種美容美髮器能夠有效將二氧化碳氣體加壓溶於水內獲得碳酸水溶液，配合美容美髮用水使用，實現護膚、護髮功能[3]。同年，劉亮也發明了一種結構小巧方便攜帶、使用方便的碳酸泡沫美容器。該美容器可以將二氧化碳與水充分溶合產出百分之百的碳酸，用於美容護髮、改善皮膚衰老的現象[4]。2013年，日置正人開發了一種製劑技術——產生二氧化碳的美容薄片產品。該技術是在含有酸的液劑和載有碳酸鹽的薄片狀基材的美容產品中，通過在含有酸的液劑中引入疏水改性烷基纖維素，使薄片狀基材浸入液劑時能夠均勻且持續地產生細小的二氧化碳氣泡，為產生二氧化碳的美容薄片產品的製備提供了技術[5]。鄭朱娥等人將泡騰片及含有碳酸水的護膚水巧妙結合，利用泡騰片能夠在護膚水中延遲浮起且具高發泡的性能製備了碳酸護膚套件[6]。護膚水中碳酸水的引入提高了泡騰片發泡期間護膚水中碳酸的濃度，使該碳酸護膚產品功效大大提高。
面膜是護膚品中的一個重要類別，作為營養及功效性成分的載體越來越受到消費者的喜愛，碳酸面膜更是必不可少。嚴敬華通過合理調節原料中檸檬酸與檸檬酸鈉的比例獲得了存儲及使用性能兼優的面膜[7]。該面膜不但存儲時具有穩定的性質，而且敷到臉上後能迅速產生豐富細膩的泡泡，讓消費者在使用中體驗厚厚的一層泡泡從無到有的奇妙感覺。同時，泡泡在移動的過程中能夠吸附毛孔深處的汙垢及多餘油脂，深層清潔皮膚的同時，讓肌膚能更好的吸收其他營養成分。2017年，楊遠海將含有蛋清、牛奶蛋白等易於吸收的動物蛋白營養液和二氧化碳氣體按適宜的比例加壓混合後，再通過降溫、增壓，高壓罐裝獲得了碳酸面膜液，這種面膜液通過泵頭擠壓形成細膩、柔和的泡沫，即碳酸面膜[8]。面膜液中蛋清、牛奶蛋白等的存在不僅為面膜液提供粘滑的膚感，而且還賦予面膜液優良的起泡性及適宜的韌性，為更多二氧化碳氣體分子的留存提供了條件，進而提高碳酸面膜的功效性。梁豔芬等針對市面上大多碳酸面膜存在的易滴落，不容易清洗，刮洗時容易對皮膚造成物理刺激，或者是粉體不容易溶解，攪拌中接觸空氣過久碳酸揮發、產品結塊，發泡效果不佳等問題，發明了一種兩劑凝膠狀碳酸發泡麵膜[9]。該面膜由偏酸性預製品（包含多元醇、黃原膠、檸檬酸、檸檬酸鈉、去離子水等）和偏鹼性預製品（包含多元醇、碳酸氫鈉、甘草酸二鉀、甘露糖醇、去離子水等）組成，即用即混。這種凝膠狀的面膜能夠將二氧化碳封入凝膠中，發泡效果佳，產品穩定性好，且使用後凝膠直接成膜撕開即可。
實際上，碳酸產品涉及護膚品的多個品類。胡偉傑於2014年公開了一種用於肌膚修復的碳酸型護膚液[10]。這種護膚液中不但含有碳酸水，而且還引入了各種功效性成分，包括能夠改善皮膚狀態、提高皮膚持水能力、增強皮膚彈性、延緩衰老的神經醯胺；親水性的天然保溼因子膠原蛋白、具有改善動態紋路功效的蛇毒蛋白肽、具有顯著保溼功效的透明質酸以及能防曬及曬後修復且能減少曬後皮膚黑斑生長的人寡肽等。這種護膚液利用碳酸水能夠直達毛細血管深處的滲透力，促進機體血液循環的同時，有效促進其他功效組分的吸收，提高功效成分的利用度。王雯雯等通過在碳酸泉片劑中加入功能添加劑，包括淨化劑（具有優異的抗氧化作用或還原性能的天然維生素C、維生素E、茶多酚、胡羅卜素類、生物類黃酮等）和精油（具有殺菌、消炎、護膚、抗老化、鎮靜、提神等身心保健功效的香薰精油、草本類精油、花香類精油、土質類精油、木質類精油等），以去除沐浴水中的餘氯和重金屬等有害物質，同時起到美膚、護膚和殺菌消炎的功效，顯著提升沐浴舒適度[11]。魏春紅等在2018年發明了一種二氧化碳美容皮膚外用物組合及其製備方法[12]。外用物是含有酸的膠狀物及碳酸鹽固體混合物的組合物，避免了鹼性粘稠混合物塗布在皮膚上引起的敏感、刺激；二氧化碳經皮吸收效果顯著，外用物組合的穩定性高，成分配合使用範圍廣泛，可以廣泛用於美容護理以及治療領域。2019年，梁修劍將護膚成分製成泡騰片的形式，與分開裝的純淨水組合使用製備了具有美白、保溼、抗衰、緊緻皮膚、修復等功效的泡騰VC固體爽膚水[13]。這種爽膚水解決了傳統爽膚水中一些功效成份長時間存放易揮發、變性等的問題，確保了爽膚水護膚功效的發揮。劉蔡鉞等利用純淨水和二氧化碳混合製備了碳酸泉，把碳酸泉作為主要成分製備了含透明質酸鈉、玻尿酸、膠原蛋白、山梨醇、甘油、熊果苷、香料以及酸鹼調解劑等的潤膚液[14]。該潤膚液藉助碳酸泉中二氧化碳小分子易穿進毛孔的特點，引導其他營養成分以及水分最大限度地進入肌膚，達到高效保溼、潤膚、護膚的功能和目的。
總之，二氧化碳的護膚功效越來越被更多的消費者認可，碳酸護膚品品類及數量都有上升趨勢。各大化妝品公司也都先後推出了不同品類的碳酸護膚產品。比如，佰草集肌活新顏煥膚乳、蘭芝氣泡水煥亮精華液、SOFINA芯美顏泡沫按摩潤膚潔面乳、奧蜜思碳酸亮顏泡泡麵膜、RAFRA 香橙碳酸泡沫潔面慕斯等。碳酸護膚品市場份額有望明顯增長。
2 碳酸護膚作用機制及碳酸護膚品功效
2.1 碳酸護膚作用原理
碳酸產品在日本倍受歡迎，日本人喜歡飲用碳酸水、使用碳酸浴劑泡澡、 用碳酸水洗頭、做碳酸SPA，使用碳酸護膚品就更為常見。在日本一提到碳酸，很多人首先想到的就是碳酸可以加快血液循環。碳酸類護膚品的護膚原理和市面上常見護膚產品的護膚原理有所不同。常見的護膚品的護膚機理大多是補充基底所缺少的營養物質或帶走皮膚中的過剩垃圾從而達到護膚的效果。而碳酸類護膚品則是從本質上解決皮膚問題，通過調理皮膚基底，更深層次的達到護膚的目的。實際上，碳酸護膚這一理念是基於醫學界的波爾效應提出來的。波爾效應是1904年丹麥科學家Christian Bohr發現的pH值和CO2分壓的變化對血紅蛋白（Hb）結合氧能力影響的一種現象[15]。簡單來說，波爾效應就是隨著二氧化碳濃度的增加，細胞內的pH值有所降低，會引起紅細胞內血紅蛋白氧親和力的下降，血液中的氧氣就會逐漸脫離血紅蛋白，從而為細胞補充氧氣，提高細胞的活躍度[16]。這一「異常情況」一旦發生，身體就會及時自發做出響應，提高該部位的供氧量，血液循環由此加快。研究證實，二氧化碳含量的升高，會引起氧利用率的增加[17]和血管的舒張[18]，增加血管運動量，促進血液循環[19]，近而影響皮膚局部微循環[2]。顯然，碳酸護膚品中功能性成分是二氧化碳，小於毛孔直徑的二氧化碳氣體經皮實施後，迅速到達皮膚底層，引起血液中發生波爾效應，加速皮膚血液循環、促進肌膚細胞新陳代謝[17]。
2.2 碳酸護膚品功效
碳酸護膚品功效性源自其作用機制、功效成分性質及產品特殊的使用感。波爾效應賦予產品加快血液循環，促進新陳代謝的性能；功效成分二氧化碳則使產品具有深層清潔，促進產品吸收的同時，又能軟化角質、舒緩肌膚、調節皮膚PH值、強化皮膚屏障；而產品特殊的使用感使消費者心情愉悅，促進機體健康。產品的各個功效之間互相聯繫、相互依存、密不可分。
2.2.1加快血液循環，促進新陳代謝
順暢的血液循環對皮膚健康至關重要，皮膚血液循環出現問題，就會導致皮膚出現各種疾病。血管則是人體的命脈，是血液輸送養分和營養物質到達全身的通道，同時也是排出新陳代謝的垃圾、殘留物等的主要渠道。血管內垃圾增多直接影響著皮膚的狀態，會導致皮膚粗糙、乾燥。上已述及，碳酸護膚品是利用波爾效應原理加速皮膚血液循環、促進肌膚細胞新陳代謝的。護膚品中的二氧化碳滲透至肌膚深處，促進皮膚血液循環，將更多氧氣及營養輸送至肌膚，增強抵抗力。血液循環的加速，也可有效清除血管中的垃圾，緩解或消除肌膚疲勞、疼痛、異感，改善肌膚狀態。碳酸類護膚品的使用可提高皮膚內二氧化碳的含量，增加氧利用率的同時，給肌膚帶來更多氧份，提高皮膚的營養狀態，呈現出更明亮、更紅潤的膚色。同時，接受碳酸類護膚品護理後的皮膚對環境的適應性增強，耐熱、耐寒等能力提高[18]。可見，碳酸護膚品通過加快血液循環，促進新陳代謝，由內而外提高肌膚自我修復能力，從本質上改善皮膚機能，塑造健康肌膚。
2.2.2 深層清潔，促進吸收
皮膚無時無刻不在產生、吸附各種垃圾和汙垢。覆蓋在皮膚上的灰塵和皮膚分泌物、毛孔淺層的汙垢以及皮膚新陳代謝產生的老化的角質層或死亡細胞等在皮膚上的堆積往往會影響皮膚狀態，從而引發各種皮膚問題。因而，清潔皮膚是護膚的基礎。雖然一些常規的清潔產品包括卸妝液、潔面霜、洗面奶等可以完全清除附著於皮膚表面的灰塵、油汙等，但很難有效清除毛孔中多餘的皮脂、汙垢以及死細胞。碳酸護膚品以其特殊的性能在皮膚清潔方面也發揮著重要的作用。碳酸類護膚品中微小的二氧化碳可輕鬆「鑽」進毛孔，提高局部血液循環，增加皮膚溫度，同時「揪」出毛孔中的汙垢，達到深層清潔效果的同時，起到疏通肌膚通道的作用，便於後續護膚品中的功效成分更深、更多地滲入肌膚。顯然，碳酸護膚品是通過微小的碳酸分子對皮膚深層汙垢的清除，疏通肌膚通道，促進皮膚對營養成分的吸收，達到清潔肌膚和促進吸收的雙重作用。
2.2.3軟化角質, 舒緩肌膚
角質層位於肌膚的最外層，與皮膚的鎖水和防禦能力有關。角質層過厚不但會使皮膚氧化、老化，同時也會阻礙護膚品和保養品的滲透和吸收。久而久之，皮膚會變得越來越粗糙，膚色變暗，斑點增多，皮膚會隨之變黃和老化。因此，有必要軟化角質層，幫助護膚品正常滲透和吸收。碳酸護膚品具有一定的軟化角質、暫時疏散角質層結構的作用，配合按摩可以加速軟化並去除肌膚的老廢角質，改善肌膚的光澤度[20, 21]。通過軟化角質層，一些沉積物和色素可以被有效清除，皮膚會重新正常代謝，從而美白緊緻肌膚。此外，軟化角質層後，水膜能使舊角質層自動脫落，使皮膚能不受阻礙地完全吸收常用護膚品，可以讓肌膚變得更加光滑細膩、有彈性。同時，軟化角質層還能有效清潔和疏通皮膚，使皮膚新陳代謝恢復正常狀態，對於愛長痘和粗糙的問題肌膚而言，能夠恢復一定的柔軟度，達到舒緩肌膚的作用。
2.2.4 調節皮膚PH值，強化皮膚屏障
人體皮膚表面的pH值大約在4.5~6.5之間，呈弱酸性。皮膚的pH值直接影響著皮膚的屏障功能、角質層緊密性、對刺激的敏感性等。皮膚的pH越高，對水通透的屏障功能越低；較高的pH值也易引起皮膚乾燥和瘙癢。此外，高pH值的皮膚對化學刺激更敏感，易產生接觸性皮炎，皮膚局部pH值的改變可以誘發或加重某些皮膚病。碳酸類護膚品呈弱酸性對皮膚相對友好，可維持皮膚合理pH值，強化皮膚屏障，有助於皮膚鎖住水分。研究證實，用碳酸護理過的皮膚測試區域中，表皮失水的上升幅度較小，基線pH趨於降低，更有利於維持皮膚弱酸性環境[22]。碳酸護膚品可通過維持皮膚pH值處於正常的範圍使皮膚處於最佳狀態，此時，皮膚抵禦外界傷害的能力以及彈性、水潤度、光澤度等等均處於較佳狀態。
2.2.5 愉悅心情，促進機體健康
各種各樣護膚手段的目的就是獲得健康、理想的肌膚。其實，心理美容（屬心理美學）是一種擁有理想肌膚的有效手段，良好的心理狀態和愉悅心情的美容效果是任何其它美容措施所不能替代的[23]。使用碳酸產品最直接、最快速的收效就是有趣的使用體驗。碳酸護膚品富含豐富的碳酸泡泡，塗布於皮膚時通常會有一種「噗呲噗呲」氣泡破碎的聲響，且會伴隨溫熱感，可使使用者不好的心情和情緒得到快速調節和緩和，神清氣爽。消費者在使用碳酸護膚品享受泡泡從無到有，隨之「嗖嗖」鑽進毛孔的快感的同時，更是心態的一種很好的放鬆。同時，二氧化碳能夠對皮膚感覺神經給予最特殊的刺激。二氧化碳以小泡的形式分布於人體皮膚時可形成一層氣泡膜，氣泡膜能刺激皮膚末梢感受器，後又經皮膚進人體內，刺激血管引起毛細血管擴張而致皮膚潮紅。因而，使用碳酸護膚品後常伴隨有溫暖、愉快、輕鬆的感覺。醫學家認為，愉快的情緒使人心理處於怡然自得狀態，有益於各種激素的正常分泌，有利於調節腦細胞的興奮和血液循環，使人體皮膚得到充分的營養，有利細胞新陳代謝。使用碳酸護膚品可以實現愉悅心情的良性循環，改善皮膚血液循環，促進機體健康。
3 碳酸護膚品面臨的問題及發展方向
3.1 碳酸護膚品面臨的問題
隨著人們生活水平的日益提高，護膚意識不斷增強，不同功效和劑型的護膚品應運而生。碳酸護膚品也不例外，近年來出現了各種碳酸類護膚品，包括碳酸潔面摩絲、碳酸面膜、碳酸化妝水、碳酸肌底液、碳酸精華、碳酸泡導入美容液等等。碳酸產品目前通常通過兩種方式來實現二氧化碳的產生：用壓力容器罐裝加壓的二氧化碳；使用時混合兩種物質產生二氧化碳。碳酸護膚品正是利用產品中二氧化碳生成的極小的碳酸泡沫來達到護膚效果的。二氧化碳的濃度及發泡穩定性直接影響著產品的使用性能。當二氧化碳濃度達到1000ppm以上時，產品才具有療養作用[24]。一般而言，二氧化碳濃度越大，發泡越穩定，產品促進血液循環的效果就越好。然而，現在一些產品打著碳酸護膚的幌子，要麼二氧化碳濃度不夠，要麼形成的泡沫穩定性差，很快消失，很難發揮碳酸護膚品應有的功效。這是碳酸護膚品當前面臨的重要問題。
除了產品自身可能存在的問題外，消費者對碳酸護膚機制的認識也存在不足。目前國內的化妝品比較重視成分，「成分黨」們通常通過分析護膚品中含有的成分來確定產品的作用、功效及適用人群。然而，碳酸的作用，包括對血液循環的影響以及能給肌膚帶來的益處等等卻很少被人熟知。對於上述提到的碳酸類護膚品的心理美容功效更是聞所未聞。當然，消費者對碳酸護膚品護膚知識的匱乏，使其不能合理的對產品進行使用和存放，使碳酸護膚品的功效大打折扣。這些都在一定程度上限制了消費者的購買慾，也影響了碳酸護膚品的市場。
3.2 碳酸護膚品發展方向
碳酸護膚倡導的是碳酸通過波爾效應改善皮膚血液循環，促進新陳代謝，向細胞提供營養和水分、加速老廢物的排除，從而提高肌膚自身機能的護膚理念。這一護膚理念反映了人們日益提高的認知能力和認知水平，順應了科技的發展潮流。碳酸產品在接受市場考驗的過程中不斷完善，得以提升，其功效性也由概念向實際功效轉變。只是如何令其護膚性能得以充分發揮、甚至更深層次提高、拓展其性能是研究人員值得探討的問題，也決定了碳酸護膚品的發展方向。
3.2.1 固守碳酸本性
為了確保碳酸護膚品特有功效性能的發揮，產品必須含有或能夠產生高濃度的二氧化碳。 碳酸濃度越大，產品功效性越強。只有讓消費者實實在在體會到碳酸類產品固有的功效性，產品才能維持持久的生命力。
3.2.2 拓展護膚功效
理想護膚品的護膚功能應該是全方位、多角度的。碳酸護膚品固有的碳酸功效顯然已足夠強大，再根據實際需要，結合肌膚所需的更多營養元素及功效成分，如能夠強效保溼、抗皺、修復受損皮膚的透明質酸；具有美白祛除功效，同時還有殺菌、消炎作用的熊果苷等，所製得的產品應集多種護膚產品功效於一身，可以解決各種肌膚問題。目前市場上這類產品正在逐漸增多，或許將成為市場主流。
3.2.3 打造天然護膚
以功效性需求為主流，崇尚自然、回歸自然，注重護膚與健康相結合的理念影響著護膚品的發展開發，天然護膚品已逐漸成為護膚品產業的主導力量[25]。天然護膚品中的活性成分主要來源於植物、動物和微生物，其中植物活性成分的應用最為廣泛。天然護膚品具有療效明顯、針對性強、長期使用無副作用或副作用小等優點。因此，利用天然提取物的有效成分開發護膚產品是目前護膚行業的熱點和趨勢。二氧化碳本身源於自然，其不但適合天然產物有效成分的提取，而且利用二氧化碳也可以合成植物天然產物。如果把天然提取物有效引入碳酸類產品，構造純天然護膚產品，該產品應該兼具碳酸護膚品和天然護膚品的雙重優勢，用於護膚勢必會有意想不到的收效。
若結合我國國粹精華——中醫，根據中醫組方原則把天然中藥引入碳酸護膚產品，充分利用我國中醫強大的效果及碳酸產品特有的優勢，製備出的產品的功效應該不言而喻。相信在不久的將來會得到證實。
4 結論
碳酸護膚品憑藉其時尚的護膚理念和強大的護膚功效，正成為護膚品行業關注的熱點。產品中的功效成分二氧化碳安全、無副作用，能迅速滲入皮膚底層，引起血液中發生波爾效應，加速皮膚血液循環。碳酸產品也可以有效清除皮膚深層的垃圾和廢物，達到深層清潔，促進產品吸收的目的。此外，碳酸產品還具有軟化角質、舒緩肌膚、調節皮膚PH值、強化皮膚屏障等功效。碳酸產品特殊的使用感也可使消費者實現心裡美容。然而，當前市面上碳酸護膚品中二氧化碳濃度不夠，形成的泡沫穩定性差等問題，使碳酸護膚品的功效大打折扣。同時，消費者對碳酸護膚品護膚知識的匱乏也在一定程度上限制了消費者的購買慾，影響了碳酸護膚品的市場。固守碳酸本性，確保產品中二氧化碳濃度及起泡穩定性，讓消費者真正體會碳酸類產品固有的功效性是產品維持持久生命力的根本。拓展護膚功效，開發集多種護膚功效於一身的碳酸產品、構造兼具碳酸護膚品和天然護膚品雙重優勢的產品是其未來發展的方向。充分利用我國中醫強大的效果，根據中醫組方原則開發中藥碳酸護膚品，可使碳酸產品優勢得以彰顯。結合高新乳化技術，包括液晶乳化技術、納米乳化技術、微乳化技術、皮克林乳化等製備碳酸護膚品，實現碳酸濃度最大化、碳酸泡沫細微化、強化碳酸護膚功效，應該是碳酸類護膚品未來發展的重要方向之一。當然，目前我們也應該開展相關基礎研究工作，加深對碳酸護膚產品的認知程度，以便開發性能優異的高效碳酸護膚品。
文章來源：轉載自《看世界》理論研究雜誌，2020年11月下
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