水添レシチンとは…成分効果と毒性を解説

乳化 効果促進成分
水添レシチン
[化粧品成分表示名称]
・水添レシチン

[医薬部外品表示名称]
・水素添加大豆リン脂質、水素添加卵黄レシチン

自然界の動植物すべての細胞中に存在する生体膜の主要構成成分であるリン脂質を主成分とするレシチンに水素を添加したレシチン誘導体(両性界面活性剤)です。

レシチンは、化学構造的に1分子中にリン酸エステル塩型のアニオン活性基および第四級アンモニウム塩型のカチオン活性基から成る親水基と、2つのアシル基(脂肪酸残基)から成る疎水基をもち、脂肪酸組成は以下の表のように、

脂肪酸 炭素数:二重結合数 大豆 卵黄
パルミチン酸 C16:0 17 – 21 35 – 37
ステアリン酸 C18:0 4 – 6 9 – 15
オレイン酸 C18:1 12 – 15 33 – 37
リノール酸 C18:2 53 – 57 12 – 17
リノレン酸 C18:3 6 – 7 0.5
アラキジン酸 C20:0 3.7

一例としてこのように報告されており(文献2:2006)、基本的に二重結合数が多いほど酸化しやすく、大豆レシチンはリノール酸、卵黄レシチンはオレイン酸の割合が多いことから、非常に酸化しやすい性質であることが知られています。

この酸化しやすい構造をもったレシチンのアシル基に水素を添加し、飽和度を向上させ、酸化安定性を高めたものが水添レシチンであり、水添レシチンの脂肪酸組成は以下の表のように、

脂肪酸 炭素数:二重結合数 大豆 卵黄
パルミチン酸 C16:0 13 24
ステアリン酸 C18:0 87 63
アラキジン酸 C20:0 7
ベヘン酸 C22:0 6

一例としてこのように報告されています(文献11:2003)

大豆と卵黄による脂肪酸組成の差はほとんどなくなり、飽和脂肪酸の割合が増したことで安定性が顕著に向上しています。

水添レシチンとレシチンの主な違いは酸化安定性のみであり、その他の物性および化粧品における基本的な作用・効果はほとんど同じであると考えられます。

化粧品に配合される場合は、

これらの目的で、スキンケア化粧品、ボディ&ハンドケア製品、メイクアップ化粧品、シート&マスク製品、洗顔料、ネイル製品などに汎用されています。

乳化

乳化に関しては、まず前提知識として乳化とエマルションについて解説します。

乳化とは、1つの液体にそれと溶け合わない別の液体を微細な粒子の状態に均一に分散させることをいいます(文献7:1990)

そして、乳化の結果として生成された分散系溶液をエマルションといい、基本的な化粧品用エマルションとして、以下の図のように、

エマルションの基本構造

水を外部相とし、その中に油が微細粒子状に分散している水中油滴型(O/W型:Oil in Water type)と、それとは逆に油を外部相とし、その中に水が微細粒子状に分散している油中水滴型(W/O型:Water in Oil type)があります(文献7:1990)

身近にあるO/W型エマルションとしては、牛乳、生クリーム、マヨネーズなどがあり、一方でW/O型エマルションとしてはバター、マーガリンなどがあります。

水添レシチンは、その分子中に親水基と親油基を適当なバランスで含む両親媒性(∗1)であることから天然の乳化剤として利用されています。

∗1 両親媒性とは、親水性と親油性の両方を有している性質のことです。

界面活性剤の水と油への親和性の程度を表す指標としてHLB(Hydrophilic-Lipophilic Balance:親水親油バランス)が用いられることが多く、以下の図のように、

界面活性剤のHLB値とその作用、分散・溶解の挙動

HLB値は0から20までの値を取り、0に近いほど親油性が高く20に近いほど親水性が高くなり、HLB値によってその界面活性剤の性質や用途もある程度決定されます。

大豆レシチンのHLB値は7-9の範囲であり(文献3:1990;文献12:1986)、通常O/W型エマルションを形成することが知られていますが、転相温度(∗2)以上ではW/O型エマルションを生成することがあることも報告されています(文献12:1986)

∗2 転相温度とは、エマルションがW/O型からO/W型に変化する温度のことです。

水添レシチンは天然ベースの乳化剤であるため、合成界面活性剤と比較すると乳化力は低く、単一で用いるというよりは乳化性能および安定化の向上目的で乳化助剤として使用されることが多いです。

乳化剤として配合される場合は、細胞間脂質の一種であるコレステロールまたは同様の植物性脂質であるフィトステロールズと混合することで乳化性能が向上することが報告されており(文献10:-)、コレステロールまたはフィトステロールズと水添レシチンが併用されている場合は乳化力向上処方である可能性が考えられます。

また、乳化力が向上したコレステロールまたはフィトステロールズと水添レシチンの混合物に分子レベルで難溶性成分であるセラミドを混合する技術が報告されており(文献10:-)、コレステロールまたはフィトステロールズ、水添レシチンおよびセラミドが併用されている場合はセラミド乳化技術が用いられている可能性が考えられます。

次に、グリセリンおよびスクワランに分散したエマルション系が基剤の乳化および感触改良剤として報告されており、グリセリン、スクワランおよび水添レシチンが併用されている場合は基剤の感触改良および乳化剤として使用されている可能性が考えられます。

リポソーム形成による効果促進作用

リポソーム形成による効果促進作用に関しては、まず前提知識としてリポソームについて解説します。

リポソーム(単一膜リポソーム)とは、以下の画像のように、

リポソームの構造

細胞膜に存在するリン脂質またはある種の糖脂質を主体に形成される2分子膜を有する脂質小胞のことです(文献8:1990)

1965年にリポソーム形成が発見されて以来(文献6:1965)、そのままでは皮膚に浸透しない有効成分などを脂質膜に包み込んで、体内の成分分布を量的・空間的・時間的にコントロールするDSS(Drug Derivery System:医薬品輸送技術)のひとつとして使用されており、この技術が化粧品にも応用されています。

レシチンは、水中に分散させる場合、以下の表のように、

レシチンの割合(%) 水の割合(%) 水中でのレシチンの構造
100-90 0-10 ゲル
90-70 10-30 ヘキサゴナル液晶
70-60 30-40 ラメラ液晶
60-0 40-100 リポソーム

レシチン濃度が非常に高い場合はゲル(結晶)状態で存在しますが、これを水で希釈していくと液晶状態へと変化していき、レシチン濃度が60%以下(水の比率が40%以上)になると2分子膜構造をもったリポソームとして水に分散する性質があるため(文献2:2006)、この乳化特性を利用して、有効成分(∗3)を皮膚に浸透させるリポソーム形成剤として使用されています。

∗3 リポソームは、水溶性の有効成分は真ん中の水溶性部分に、油溶性の有効成分は脂肪酸鎖部分に取り込むことができます(文献9:1977)。

リポソームとして使用される場合は、細胞間脂質の一種であるコレステロールまたは同様の植物性脂質であるフィトステロールズと混合し、水相に配合することで皮膚親和性および安定性の高いリポソームが得られるため、水添レシチン、コレステロールまたはフィトステロールズと一緒に何らかの有効成分が配合されている場合は、皮膚親和性の高いリポソーム技術が使用されている可能性が考えられます(文献10:-)

実際の使用製品の種類や数および配合量は、海外の2014-2015年の調査結果になりますが、以下のように報告されています。

以下表におけるリーブオン製品は、付けっ放し製品(スキンケア製品やメイクアップ製品など)を表しており、またリンスオフ製品というのは、洗い流し製品(シャンプー、洗顔料、クレンジングなど)を指します。

水添レシチンの配合製品数と配合量の調査結果(2014-2015年)

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水添レシチンの安全性(刺激性・アレルギー)について

水添レシチンの現時点での安全性は、

  • 外原規2006規格の基準を満たした成分が収載される医薬部外品原料規格2006に収載
  • 10年以上の使用実績
  • 皮膚刺激性:ほとんどなし
  • 眼刺激性:ほとんどなし
  • 皮膚感作性(アレルギー性):ほとんどなし
  • 光毒性・光感作性:ほとんどなし

このような結果となっており、化粧品配合量および通常使用下において、一般的に安全性に問題のない成分であると考えられます。

以下は、この結論にいたった根拠です。

皮膚刺激性について

Cosmetic Ingredient Reviewの安全性データ(文献1:2001)によると、

  • [ヒト試験] 被検者(人数不明)に水添レシチンを含むリポソームを対象に48時間閉塞パッチにて皮膚一次刺激性試験を実施したところ、試験物質は皮膚刺激剤ではなかった(Nattermann Phospholipid GmbH,1995)

と記載されています。

試験データをみるかぎり、皮膚刺激性なしと報告されているため、皮膚刺激性はほとんどないと考えられます。

眼刺激性について

Cosmetic Ingredient Reviewの安全性データ(文献1:2001)によると、

  • [動物試験] 6匹のウサギの片眼の結膜嚢に水添レシチン0.07gを滴下し、滴下24,48および72時間後に刺激スコアを採点したところ、水添レシチンの結膜刺激は最小で刺激の兆候は2日目に消失したため、一次刺激剤ではなかった(Leberco-Celsis Testing,1997)

と記載されています。

試験データをみるかぎり、眼刺激性なしと報告されているため、眼刺激性はほとんどないと考えられます。

皮膚感作性(アレルギー性)について

Cosmetic Ingredient Reviewの安全性データ(文献1:2001)によると、

  • [ヒト試験] 110人に15%水添レシチンを含むワセリン0.025gを対象にHRIPT(皮膚刺激&感作試験)をDraize法に基づいて閉塞パッチにて実施したところ、誘導期間において1人の被検者において+の反応(パッチ領域全体にわたる紅斑反応)が2回観察され、チャレンジ期間において別の1人の被検者は1+の反応を示した。試験物質は皮膚感作性の兆候はないと結論づけられた(International Research Services Inc,1997)

と記載されています。

試験データをみるかぎり、皮膚感作性なしと報告されているため、皮膚感作性(アレルギー性)はほとんどないと考えられます。

光毒性および光感作性について

Cosmetic Ingredient Reviewの安全性データ(文献1:2001)によると、

  • [ヒト試験] 10人の被検者に15%水添レシチンを含むワセリン0.017-0.025mgをパッチ適用し、パッチ除去48時間後に0-4のスケールでスコアリングした。次いで片方の試験部位にWG345(2mm)フィルターを用いたソーラーシミュレーターでUVB線量の10倍に相当するUVAを照射し、未処置部位も同様に照射し対照として用いた。照射5分後および24時間後に皮膚反応を評価したところ、15%水添レシチンを含むワセリンは光毒性がなかった(International Research Services Inc,1997)
  • [ヒト試験] 30人の被検者に15%水添レシチンを含むワセリン0.017-0.025mgを対象に光感作性試験をともなうHRIPT(皮膚刺激&感作試験)を実施したところ、15%水添レシチンを含むワセリンは光感作剤ではなかった(International Research Services Inc,1997)

と記載されています。

試験データをみるかぎり、光毒性および光感作性なしと報告されているため、光毒性および光感作性はないと考えられます。

∗∗∗

水添レシチンは界面活性剤にカテゴライズされています。

成分一覧は以下からお読みください。

参考:界面活性剤

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文献一覧:

  1. Cosmetic Ingredient Review(2001)「Final Report on the Safety Assessment of Lecithin and Hydrogenated Lecithin」International Journal of Toxicology(20)(1),21-45.
  2. 日光ケミカルズ(2006)「天然界面活性剤各論」新化粧品原料ハンドブックⅠ,275-286.
  3. 田村 健夫, 他(1990)「両性界面活性剤」香粧品科学 理論と実際 第4版,138-140.
  4. 太田 静行(1970)「レシチン」油化学(19)(8),792-806.
  5. 松本 哲治, 他(1998)「大豆レシチンの機能と化粧品への応用の課題」Fragrance Journal(26)(3),41-48.
  6. A.D.Bangham, et al(1965)「Diffusion of univalent ions across the lamellae of swollen phospholipids」Journal of Molecular Biology(13)(1),238-252.
  7. 田村 健夫, 他(1990)「乳化作用」香粧品科学 理論と実際 第4版,270-273.
  8. 田村 健夫, 他(1990)「リポソーム」香粧品科学 理論と実際 第4版,281-283.
  9. 豊島 喜則, 他(1977)「リポソーム系とその応用」油化学(26)(10),597-605.
  10. 日本精化株式会社(-)「リポソーム」技術資料.
  11. 松本 宏一(2003)「大豆レシチン」化粧品原料と製品技術,201-211.
  12. 山野 善正(1986)「大豆リン脂質と乳化」油化学(35)(6),478-485.

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