□ 何聪芬 丁文玉
一头有光泽的健康秀发能让人更加神采飞扬，染发成为很多人的日常修饰手段。
随着科技的不断进步，染发产品所用原料也在不断创新。日前，欧盟消费者安全委员会发布对化妆品中二羟基丙酮（Dihydroxyacetone，DHA）的安全性评估意见，认为二羟基丙酮在驻留式染发产品中最大浓度不超过6.25%是安全的；与驻留式美黑产品和面霜同时使用时，最大浓度不超过10%是安全的。
DHA是人体代谢中间产物
DHA的分子式为C3H6O3，分子量为90.0788，熔点为75℃~80℃，水溶性＞250g/L（20℃），为白色结晶粉末，易吸湿分解。DHA通常以二聚体形式存在，经溶解或加热形成单体。DHA是一种简单的三碳糖，这种酮糖是需氧生物体内普遍存在的糖代谢过程中（糖的有氧呼吸）产生的一种中间产物磷酸二羟丙酮的非磷酸化，被认为是无毒的。
目前，国内外二羟基丙酮的生产主要采用微生物转化甘油方法，其机理是利用微生物产生的甘油脱氢酶对甘油2-OH脱氢，从而生成DHA。工业发酵生产DHA使用的最主要的菌种为氧化葡萄糖酸杆菌。DHA在pH为4~5时最稳定，全氟聚醚磷酸盐可以降低其pH值，且对皮肤不产生刺激性。工业已经实现大规模生产DHA。
DHA染发的三个步骤
DHA染发过程大致分为三个步骤。
第一步是形成Schif f碱。头发的主要成分是角蛋白（85%~90%），角蛋白末端氨基（-NH<sub>2</sub>）与DHA分子中的羰基（-C=O）发生加成反应（不需要酶作用），形成可逆的Schiff碱（亚胺，即含-RC=N-有机化合物）。反应形成Schif f碱的量主要取决于DHA浓度。
第二步是Amadori重排。不稳定的Schiff碱逐渐发生Amadori重排反应（酸或碱催化下醛糖的N-糖苷异构化生成1-胺基-1-脱氧酮糖的反应），此反应的底物和产物都被称为Amadori化合物，形成相对稳定的醛胺类产物。
第三步，醛胺类产物与角蛋白中的自由氨基反应，生成晚期糖基化终末产物（Advanced Glycation Endproducts，AGEs）。AGEs能够与相邻蛋白上游离的氨基以共价键结合，形成AGEs交联结构。AGEs及其蛋白加成产物是很稳定且不可逆的。AGEs呈棕黄色，高浓度下颜色加深至褐色、深褐色、浅黑色、黑色等。
上述反应过程均不需要特定酶催化，且反应底物之一为糖类物质，所以此过程被称为非酶糖基化（Non-enzymatic glycation，NEG）。由于头发的主要成分是角蛋白，所以在某种意义上，DHA染发机理其实是NEG（俗称糖化）过程。
DHA染发机理就像给头发“吃糖”，使头发变成褐色、深褐色、浅黑色、黑色等颜色。
DHA已被用于美黑产品中
DHA不仅能用于染发，目前已在化妆品其他领域应用，国外流行的美黑膏等产品中，少不了DHA的作用。
除了能与头发中的角蛋白结合，DHA还能与皮肤角质层中的蛋白质结合，由此产生的色素被称为类黑素或色素团，是安全的着色剂。如今，DHA几乎是所有无阳光晒黑护肤品的主要活性成分，被用于乳液、凝胶、喷雾剂、摩丝等产品中，含量为1%~10%。
含有DHA的制剂使人们可以在不暴露于紫外线的情况下获得晒黑的皮肤外观。一些人追求暗色系（棕色、古铜色等），认为这是更健康的肤色。市场上很多产品应运而生，比如Clarins（娇韵诗）的Self Tanning Milk等。但是研究表明，DHA对UVB没有防护作用，且使用无阳光晒黑产品的消费者需要定期使用，因为随着人体表皮细胞的新陈代谢，颜色也会随之消失。
DHA染发的安全性仍需论证
正如前文介绍，DHA具有很强的亲和力，可以与任何蛋白质（包括游离氨基酸）发生反应，产生AGEs，比如，在染发过程中，DHA可能与头皮中的蛋白结合产生AGEs。虽然机体存在自动排出有害物质（包括AGEs）的机制，但是因外界因素而造成机体负荷，还是可能对机体产生不良影响。所以DHA作为活性物质用于染发剂，仍需认真研究论证。
虽然DHA被认为是安全的着色剂，但是有研究表明，经由DHA处理的HaCaT细胞（人类永生化表皮细胞）出现剂量和时间依赖性形态学改变。有报道称，局部应用DHA后，血液中可迅速检测到DHA。DHA会与血管中的蛋白质（游离氨基酸等含有氨基的物质）反应产生AGEs，而过多的AGEs可引起疾病。例如，AGEs可使动脉壁变厚、变硬，容易发生动脉壁破裂，引起高血压、心脏病、肾脏疾病和脑血管病。AGEs还可使大脑细胞产生一些不正常的生理物质（如β淀粉样蛋白），引起记忆力丧失，导致老年痴呆症。此外，AGEs还可使相邻晶状体蛋白质相互绞联在一起，引起晶状体混浊和变性，导致老年性白内障。另外，尽管DHA导致的皮肤褐变仅限于角质层，但有研究推测，DHA可能与角质层下的细胞相互作用，有潜在的毒副作用，如DNA损伤和细胞凋亡。
综上，DHA作为染发剂原料仍需要严格管理，并且要经过严格论证。
（作者单位：北京工商大学）