2023年12月22日发(作者：)
《牙膏生产技术理论》系列讲座 第五讲牙膏原料技术理论(下)(待续)
徐春生
【期刊名称】《日用化学品科学》
【年(卷),期】2018(041)005
【总页数】3页(P64-66)
【作 者】徐春生
【作者单位】广州市牙博士口腔护理研究院,广东广州510897
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ658.4
15 除渍美白剂
除渍美白剂是指添加于牙膏等口腔护理产品，通过日常使用，能够有效去除牙面附着物、牙色斑、牙渍等，提高牙齿白度的功效成分。
牙齿变色分为内源性着色和外源性着色。牙齿内源性着色的成因复杂，分为牙萌出前和萌出后，包括氟斑牙、四环素牙、遗传性因素（如遗传性牙本质发育不全）和系统性疾病（如血液系统疾病）等。牙齿外源性着色是由于吸烟、 饮茶、 喝咖啡及食用有色的食物时，物质被吸附到牙齿表面引起的牙齿着色[13]。
牙膏对牙齿的除渍美白作用一般有3种方法[13]：使用磨擦值高的磨擦剂，如天然碳酸钙、高磨擦值二氧化硅、无水焦磷酸钙等，通过磨擦方式去除牙齿表面附着物；
使用络合剂来溶解、清除牙齿色斑，如植酸钠、柠檬酸锌、聚乙二醇等；使用活性氧来增白牙齿，如过氧化脲等。常用的牙膏除渍美白剂有焦磷酸钙、植酸钠、 柠檬酸锌（二水合物）和过碳酰胺等。
15.1 焦磷酸钙
15.1.1 理化性质和安全性
INCI中文名称：焦磷酸钙，英文名称：Calcium pyrophosphate ，CAS号：7790-76-3，分子式：Ca2O7P2，分子量：254.053。性状：白色细粉，无臭无味。相对密度3.09，熔点1 230 ℃。不溶于水，溶于稀盐酸和硝酸。质量分数为10%的悬浮液pH值为5.5～7.0。
焦磷酸钙是食品添加剂，具有较高的安全性[6]。
15.1.2 质量指标和主要用途
参考执行国际食品添加剂标准《Calcium Pyrophosphate（焦磷酸钙）（FCC-7790-76-3）》或相关企业标准。
可用作牙膏磨料，食品级焦磷酸钙可用作缓冲剂、中和剂、营养增补剂、酵母养料。
15.2 植酸钠
15.2.1 理化性质和安全性
INCI中文名称：植酸钠，英文名称：Sodium phytate，CAS号：14306-25-3，化学名称：肌醇六磷酸钠，分子式：Na12C6H6O24P6，分子量：923.81，性状：白色吸湿性粉末，易溶于水。
植酸的急性毒性LD50为3 160 mg/kg～4 300 mg/kg（小鼠经口），属低毒性物质。植酸为天然产物，对人无毒害作用。按照《食品添加剂使用标准（GB2760）》，可作为抗氧化剂用于食品之中[12]。
植酸钠是植酸的盐类衍生物，安全性与植酸大致相同。
15.2.2 质量标准和在牙膏中的应用
参考执行相关企业标准。植酸钠可应用于牙膏、漱口液等口腔护理产品，具有较好的去渍美白效果，用量一般为0.2%～5.0%。
15.3 柠檬酸锌（二水合物）
15.3.1 理化性质和安全性
INCI中文名称：柠檬酸锌，英文名称：Zinc citrate，CAS号：5990-32-9，又名二水合柠檬酸锌，分子式：Zn3(C6H5O7)2·2H2O，分子量：610.37，熔点：334 ℃，高温分解，相对密度：1.665 0。外观：白色粉末，无臭无味，溶于乙醇、乙醚，能溶于稀酸及碱，微溶于水，不溶于苯，微溶于氯仿。
无毒理数据，具有较高的安全性。按照《食品添加剂使用标准（GB 2760）》，可作为营养强化剂用于食品之中。
15.3.2 质量标准及在牙膏中的应用
参照执行国家标准《食品营养强化剂使用卫生标准（GB14880）》、《食品添加剂使用卫生标准（GB2760）》、地方标准《食品添加剂 柠檬酸锌（DB13/173）》和相关企业标准。
用于牙膏，具有去除口臭、烟渍、齿垢与消炎作用，添加量一般为0.1%～0.3%。
15.4 过碳酰胺
15.4.1 理化性质及安全性
INCI中文名称：过氧化脲，英文名称：Urea peroxide，CAS号：124-43-6，化学名：过碳酰胺，分子式：CH6N2O3，分子量：94.07，热分解温度：45 ℃，熔点：75～85 ℃。外观为白色结晶粉末，无毒无气味，理论活性氧含量16.0%，H2O2含量35.0%，易溶解于水，水溶液兼有尿素和双氧水的性质。
过碳酰胺属于危险化学品，强氧化剂，与易燃物、可燃物接触能引起剧烈燃烧。对眼睛、皮肤、黏膜有中等刺激作用。
急性毒性LD50为3 450 mg/kg（大鼠经口）、2 660 mg/kg（小鼠经口），属
于低毒性级物质[4]。根据国家标准《牙膏用原料规范（GB 22115）》，过碳酰胺可以在牙膏中限量使用。
过氧化物用于牙齿增白已有100多年的历史，对牙齿增白剂安全性问题的争议主要为过氧化物所产生的自由基可能损害细胞，进而造成病变。研究结果证明：在牙医指导下，合理使用含10%过碳酰胺的牙齿增白剂无不良后果。过碳酰胺对口腔粘膜有刺激和腐蚀作用，应避免长期使用。
15.4.2 质量标准及在牙膏中的应用
参考执行美国药典USP24标准或相关企业标准。
在牙膏中添加过碳酰胺，适用于黄、黑牙的快速美白，对烟渍牙、四环素牙、氟斑牙等均有明显的效果。同时，过碳酰胺还可以减少牙菌斑，消灭有害菌，能够预防和辅助治疗牙周疾病。过碳酰胺另外一个重要作用是帮助牙齿釉质变硬，不被附在糖上的细菌产生的酸所侵蚀。过碳酰胺在牙膏中用量一般为3%～10%。
16 牙结石抑制剂
牙结石抑制剂是指添加于牙膏等口腔护理产品，通过日常使用，能够帮助预防、阻止和减少牙结石的功效成分。
口腔中牙齿牙龈交接处的菌斑最多，牙菌斑是肉眼难以察觉、由大量细菌及其代谢物组成的有色薄膜，遇到唾液中的钙沉积，逐渐老化、硬化，形成牙结石，其主要成分是Ca3(PO4)2·2H2O[1,2]。
Fleish 等实验证明焦磷酸盐通过干扰不定形磷酸钙向羟基磷灰石的转化，可以阻止钙化的形成。Lonene 等发现焦磷酸盐在口腔被细菌磷酸酶分解时加入氟化物作为抗酶剂，可以使焦磷酸盐有足够浓度抑制晶体和牙结石形成。郭吉力等证明离体牙结石用焦磷酸盐混合液浸泡可使质量减失，认为焦磷酸盐中多磷酸根阴离子是Ca、Mg等离子的络合剂，把牙结石中这些离子转化成可溶性稳定的络合物。在牙膏中添加各种螯合剂（如聚乙烯吡咯烷酮、植酸钠）除钙，可以防止磷酸钙沉积，
阻抑牙结石形成。临床研究表明，焦磷酸盐、聚合物和氟化物的结合是牙结石的有效抑制剂[1,2]。
从抑制牙垢形成的原理考虑，季胺盐类阳离子表面活性剂、生物酶制剂等可以破坏牙菌斑、防止或阻止牙结石形成，逐步溶解牙结石。
柠檬酸锌是抑制菌斑和结石的传统药物，通过置换磷酸钙中的钙抑制牙垢晶体的生长，防止牙结石的形成，柠檬酸锌还有明显的抑菌作用，是一种安全有效的抗菌斑、抗结石剂。聚磷酸盐、沸石也是安全有效的抗结石剂，其作用是阻止初期的无定形磷酸钙转变成结晶型羟基磷灰石[14]。止血环酸在表面活性剂的协同作用下有清除牙垢的效果，还有抑菌作用，可作为除垢剂添加在牙膏中。
16.1 焦磷酸钾
16.1.1 理化性质和安全性
INCI中文名称：焦磷酸四钾，英文名称：Potassium pyrophosphate，CAS号：7320-34-5，化学式：K4P2O7，相对分子量：330.33。性状：白色粉末或块状固体，相对密度2.534，熔点1 109 ℃。溶于水，溶解度 187 g/100 g 水（25 ℃），水溶液呈碱性，1%水溶液pH为10.2，不溶于乙醇。
急性毒性LD50 > 4 640 mg/kg（兔经皮），属于无毒级物质[4]。ADI 为70
mg/kg（以磷计的总磷酸盐量，FAO/WHO，2001），可作为食品添加剂使用[6]。
16.1.2 质量标准及在牙膏中的应用
参考执行国家标准《食品安全国家标准 食品添加剂 焦磷酸四钾（GB 25562）》和国际食品添加剂标准FCC-V。
焦磷酸四钾具有聚合磷酸盐的所有性质，与焦磷酸钠相似，但溶解度更大，能和碱土金属和重金属离子发生螯合作用；能与硬水中的Ca2+、Mg2+形成稳定的络合物，提高清除污垢能力。在牙膏中应用，可减缓牙结石的再生，用量一般在1.0%～4.0%。
焦磷酸根离子（P2O7 4-）对于微细分散的固体具有很强的分散能力，能促进细微、微量物质的均一混合。高纯低铁型焦磷酸钾具有稳定的pH缓冲能力，能长期保持溶液pH值。在牙膏中使用有助于提高牙膏在保质期内的稳定性。
16.2 三聚磷酸钠
16.2.1 理化性质和安全性
INCI中文名称：三聚磷酸五钠，英文名Pentasodium triphosphate, CAS号：7758-29-4，又称为磷酸五钠、Sodium tripolyphosphate，化学式：Na5P3O10，相对分子量：367.86。性状：白色粉末，熔点622 ℃。易溶于水，对钙、镁等金属离子有显著的螯合能力，能软化硬水，使悬浮液变成溶液，有弱碱性，无腐蚀性，是一种无机物表面活性剂，对润滑油和脂肪有强的乳化作用，堆密度通常分为低密度0.35～0.5g/cm3、中密度 0.51～0.65 g/cm3、高密度 0.66～0.9 g/cm3。三聚磷酸钠有 I 型（高温型）和 II 型（低温型）两种结晶形态，二者化学性质相同，区别在于热稳定性和吸湿性 I 型高于 II 型，同时二者溶解度、溶解时水合热量都不同。
急性毒性LD50为6.5 g/kg（大鼠经口），属于实际无毒级物质。GRAS（FDA，182.1810，182.6810，2000）。ADI为70 mg/kg（以磷计的总磷酸盐量，FAO/WHO，2001），可作为食品添加剂使用[6]。
16.2.2 质量标准及在牙膏中的应用
执行国家标准《食品安全国家标准 食品添加剂 三聚磷酸钠（GB 25566）》。
三聚磷酸五钠在牙膏中应用，可减缓牙结石的再生，有助于提高牙膏在保质期内的稳定性，用量0.5%～5.0%。其作用机理为：对金属离子（如Ca2+、Mg2+）有螯合作用；对有机物具有膨润、增溶作用效果；对固体粒子有分散悬浮作用；具有较大的碱性缓冲作用，使体系pH值保持在9.4左右。
【相关文献】
[13] 美白牙膏功效成分综述.2011年中国口腔护理用品工业学术研讨会论文集[G].北京：中国口腔清洁护理用品工业协会，2011：130-133.
[14] LG生活健康株式会社.抗牙垢和牙斑的牙膏组合物：1489452[P].2004-04-14.
