多糖在化妝品中的作用

1、物活性多糖在化妝品中的應(yīng)用王兆梅,李 琳,郭祀遠(yuǎn),魏 東(華南理工大學(xué)輕化工研究所,廣東 廣州 510640)摘要:綜述了生物活性多糖的護(hù)膚性能,包括延緩衰老、血管美容、抗粉刺、修復(fù)皮膚組織、美白和保濕作用。這與多糖的抗凝血、抗氧化、促進(jìn)細(xì)胞增生和抑菌等生物學(xué)功能和吸水性的理化特性有關(guān)。透明質(zhì)酸、甲殼素和肝素等多糖已作為功效型添加劑在化妝品行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。還介紹了一種具有抗凝血活性的新型多功能化妝品添加劑)纖維素硫酸酯,指出生物活性多糖在功效性化妝品中有著廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞:化妝品;生物活性多糖;功效性添加劑;纖維素硫酸酯中圖分類號:TQ658&

2、#160;  文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A   文章編號:1001-1803(2004)04-0245-04  現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用給化妝品行業(yè)帶來了全新的發(fā)展機(jī)遇,化妝品已從潔膚、潤膚為目的的基礎(chǔ)護(hù)膚品向延緩衰老、美化膚色為目的的功效型化妝品方向發(fā)展,化妝品的研發(fā)已經(jīng)歷了化學(xué)美容、植物美容,正向著生物美容和基因美容的目標(biāo)邁進(jìn)1。多糖是重要的生物活性大分子,是人體皮膚真皮層的重要組成成分,許多多糖在皮膚新陳代謝過程中具有突出的調(diào)節(jié)作用。生物活性多糖作為功效性化妝品添加劑在化妝品中的應(yīng)用,是生物美容的一個重要方向,可產(chǎn)生保濕、延

3、緩衰老、促進(jìn)上皮纖維成細(xì)胞增殖和美化膚色等多種功能,為功效性化妝品的開發(fā)注入新的活力。1 生物活性多糖概述多糖是以單糖通過糖苷鍵連接構(gòu)成的一類高分子的總稱。皮膚中的多糖是一類由氨基己糖、己糖醛酸等與醋酸、硫酸等縮合而成的黏多糖組成,主要包括透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素和肝素等。這些多糖廣泛參與細(xì)胞的各種生命活動而產(chǎn)生多種生物學(xué)功能,如增強(qiáng)免疫特性、抗腫瘤、抗病毒、抗凝血、抗輻射和延緩衰老等功能。另外,大量親水性羥基的存在使得許多多糖表現(xiàn)出一些優(yōu)良的理化性質(zhì),如強(qiáng)吸水性、乳化性、高黏度和良好的成膜性。多糖的生物學(xué)活性和理化性質(zhì)為其在化妝品中的應(yīng)用提供了依據(jù),將各種多糖應(yīng)用于化妝品中,能產(chǎn)生保濕

4、、穩(wěn)定、改善膚色、抗衰老和抗菌等功能,且高分子多糖無毒副作用,與常用化妝品成分配伍性好。因此,生物活性多糖作為功效型化妝品添加劑將有著廣闊的前景。2 生物活性多糖的護(hù)膚機(jī)理211 保濕作用由于年齡的增長和外界環(huán)境的影響,皮膚的保濕機(jī)構(gòu)受到損傷,皮膚組織細(xì)胞和細(xì)胞間的水分含量減少,導(dǎo)致細(xì)胞排列緊密,膠原蛋白失水硬化,當(dāng)角質(zhì)層中水分降到10%以下時,皮膚就會顯得干燥、失去彈性、起皺,加速皮膚老化。因此,水分對皮膚健康至關(guān)重要,保水保濕一直是護(hù)膚化妝品最主要的研究課題之一。多糖的保濕作用在于:¹多糖分子中的羥基、羧基和其他極性基團(tuán)可與水分子形成氫鍵而結(jié)合大量的水分,同時

5、,多糖分子鏈還相互交織成網(wǎng)狀,加之與水的氫鍵結(jié)合,起到很強(qiáng)的保水作用,此外,在胞外基質(zhì)中,多糖與皮膚中的其他多糖組分及纖維狀蛋白質(zhì)共同組成含大量水分的胞外膠狀基質(zhì),為皮膚提供水分2;º多糖具有良好的成膜性能,可在皮膚表面形成一層均勻的薄膜,減少皮膚表面的水分蒸發(fā),使得水分從基底組織彌散到角質(zhì)層,誘導(dǎo)角質(zhì)層進(jìn)一步水化,保存皮膚自身的水分,而完成潤膚作用。因此,多糖的高度吸水性和良好的成膜性完美地結(jié)合,能為皮膚提供很好的保濕效果。212 延緩衰老作用皮膚的衰老是一個復(fù)雜的生理過程,/自由基學(xué)說0認(rèn)為,過氧化作用是造成人體皮膚衰老的根本原因,而過氧化作用主要是因?yàn)檠踝杂苫鸬摹?/p>

6、氧自由基氧化能力極強(qiáng),一個自由基往往能產(chǎn)生許多其他的自由基,從而增大破壞作用,導(dǎo)致皮膚衰老、色斑、皺紋和皮膚疾病。因此,清除氧自由基，即抗氧化是延緩衰老最有效的辦法。多糖的抗氧化作用已有較多的研究報道,抗氧化作用機(jī)理尚未有明確的解釋,但研究發(fā)現(xiàn),多糖衍生物中隨著取代度的增加,即糖環(huán)上游離羥基數(shù)目減少,多糖衍生物捕獲或淬滅自由基的能力降低,這表明,多糖結(jié)構(gòu)中的還原性羥基可捕捉脂質(zhì)過氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中產(chǎn)生的活性氧ROS,減少脂質(zhì)過氧化反應(yīng)鏈長度,因此,可阻斷或減緩脂質(zhì)過氧化的進(jìn)行,起到抗氧化的作用。也有研究認(rèn)為,多糖環(huán)上的OH可與產(chǎn)生OH#等所必需的金屬離子(Fe2+、Cu2+等)絡(luò)合,使其不能產(chǎn)生啟

7、動脂質(zhì)過氧化的羥基自由基或使其不能分解脂質(zhì)過氧化產(chǎn)生的脂過氧化氫,從而抑制ROS的產(chǎn)生3。此外,某些多糖可通過提高SOD、CAT、GSH-Px等抗氧化酶的活性,從而發(fā)揮抗氧化的作用4。專家預(yù)測,對生物膜如線粒體膜等預(yù)先以多糖進(jìn)行保護(hù),就可能防止自由基(如Fe2+-VitC體系產(chǎn)生的#OH)直接損傷生物膜,從而起到保護(hù)作用。213 血管美容作用外界環(huán)境污染、紫外照射以及體內(nèi)微環(huán)境的改變都會引起面部微循環(huán)中的纖維蛋白高于正常水平,阻塞血管,導(dǎo)致氣滯血淤,無法帶給肌膚細(xì)胞正常的養(yǎng)分,最終導(dǎo)致色素沉淀、皮膚黯淡、缺乏營養(yǎng)。促進(jìn)微血管的血液循環(huán),可加速皮膚細(xì)胞的新陳代謝,使僵化的血管壁恢復(fù)彈性

8、,從而使養(yǎng)分、水分及氧氣等營養(yǎng)物質(zhì)能充分到達(dá)彈力纖維和膠原纖維,保持這些纖維的正常功能,使細(xì)胞活躍起來,恢復(fù)肌膚的亮麗光澤和彈性。也就是說美麗的肌膚在于血管的健康狀態(tài),因此,現(xiàn)在正在世界前沿流行血管美容方式。歐洲許多美容研究機(jī)構(gòu)已開始用多肽、水蛭素等物質(zhì)舒張皮膚毛細(xì)血管、促進(jìn)血液循環(huán),以達(dá)到顯著美容效果;蚯蚓提取物、中藥紅花等也能降低血液黏稠度、改善微循環(huán)而顯美容功效。多糖中以肝素為代表的一類硫酸酯多糖衍生物具有突出的抗凝血和溶血栓作用,這與多糖中帶負(fù)電荷的基團(tuán)與血液中的凝血因子特異性相互作用,從而抑制凝血酶的活性有關(guān)。添加到化妝品中的抗凝血多糖經(jīng)過皮膚吸收,進(jìn)入皮下微血管,與微血管中的凝血因

9、子結(jié)合,降低血管中纖維蛋白水平,暢通血管,加速營養(yǎng)物質(zhì)隨著微循環(huán)進(jìn)入肌膚,從而改善皮膚新陳代謝。214 抗粉刺作用粉刺是由于在生長發(fā)育時期,新陳代謝旺盛,油脂分泌增多,且未能經(jīng)常清除死亡的表皮、聚積的污垢、分泌出來的皮脂殘留物,使毛孔堵塞和皮脂的排出不暢后引起細(xì)菌感染而形成的。針對粉刺的形成過程,抗菌是抑制粉刺惡化的關(guān)鍵因素之一?，F(xiàn)在很多祛粉刺的化妝品以化學(xué)藥品作為抑菌添加劑,但化學(xué)藥物容易損傷皮膚,且易使細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性。多糖的抑菌作用機(jī)制在于增強(qiáng)溶菌酶的抗菌性能,多糖具有良好的表面活性,能溶解細(xì)菌外膜,從而促進(jìn)溶菌酶對細(xì)菌(尤其是革蘭氏陰性細(xì)菌)的破壞。因此,多糖的抑菌作用是廣譜性

10、的,能同時抑制革蘭氏陽性細(xì)菌和革蘭氏陰性細(xì)菌5。215 修復(fù)皮膚組織皮膚的彈性、光滑等外觀一定程度上由構(gòu)成皮膚不同組分的細(xì)胞的增殖和分裂功能所決定,而這一過程受皮膚內(nèi)各種細(xì)胞因子的綜合調(diào)節(jié),例如,表皮生長因子(EGF)能促進(jìn)皮膚表皮細(xì)胞的新陳代謝,堿性成纖維細(xì)胞生長因子(bFGF)能促進(jìn)成纖維細(xì)胞和表皮細(xì)胞代謝、增殖、生長和分化,促進(jìn)彈性纖維細(xì)胞的發(fā)育及增強(qiáng)其功能。G.P󰀁terszegi等6研究發(fā)現(xiàn),在體外細(xì)胞培養(yǎng)中添加巖藻多糖能促進(jìn)纖維細(xì)胞的增殖;C1Robert等7研究證實(shí),巖藻多糖有助于產(chǎn)生各類細(xì)胞生長因子。表明多糖能通過激活細(xì)胞生長因子而修復(fù)皮膚組織。216

11、 美白作用決定皮膚色調(diào)的主要因素是皮膚內(nèi)的黑色素,膚色的深淺主要決定于黑色素細(xì)胞合成黑色素的能力,現(xiàn)代分子生物學(xué)對黑色素的研究認(rèn)為,黑色素的生成與酪氨酸酶、多巴醌互變異構(gòu)酶和5,6-二羥基吲哚-2-羧酸氧化酶的作用有關(guān),即/三酶理論0。研究還發(fā)現(xiàn),致使膚色變黑的物理因素是紫外線的輻射。針對黑色素生成的機(jī)理,多糖對皮膚美白的作用機(jī)理表現(xiàn)在以下兩方面:其一,抑制5,6-二羥基吲哚-2-羧酸氧化酶的氧化反應(yīng),這與多糖的抗氧化機(jī)制有關(guān),此外,某些多糖還能抑制人體內(nèi)不飽和脂肪酸的過氧化作用,減少不飽和脂肪酸過氧化產(chǎn)物)脂褐素的產(chǎn)生,而脂褐素含量增多會引起色素沉積,形成色斑;其二,多糖的美白作用

12、與其吸收紫外線的特性有關(guān),例如,中草藥牛膝多糖能吸收多個波段的紫外線輻射,因此,可以用作防曬化妝品的添加劑8。3 生物活性多糖在化妝品中的應(yīng)用311 透明質(zhì)酸透明質(zhì)酸(HA)是從動物組織(如牛眼、臍帶)中提取,由N-乙酰葡萄糖胺與D-葡萄糖醛酸組成的酸性黏多糖。早在20世紀(jì)80年代初,HA優(yōu)異的保濕功能已受到國際化妝品界的廣泛關(guān)注,HA被當(dāng)成一種理想的天然保濕因子廣泛應(yīng)用于化妝品中,制成適合不同膚質(zhì)、氣候、環(huán)境下使用的產(chǎn)品。HA還能改善皮膚生理?xiàng)l件,為真皮膠原蛋白和彈性纖維的合成提供優(yōu)越的外部環(huán)境,加強(qiáng)營養(yǎng)物質(zhì)的供給,起到護(hù)膚養(yǎng)顏的效果。另外,HA還可阻止細(xì)胞中一些酶的產(chǎn)生

13、,減少自由基的形成,在防止自由基破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)和引起肌膚衰老方面起著重要的作用9。因此,HA被作為高檔膏霜、乳液、美容液、粉底和口紅等化妝品和盥洗用品的添加劑,以達(dá)到增濕保濕、嫩膚抗衰老和抗皺消炎等功效。目前,含有HA的化妝品被公認(rèn)為/仿生化化妝品0備受推崇,添加HA的化妝品已成為國際日化界的主流產(chǎn)品。312 肝素和低分子量肝素肝素是由葡萄糖醛酸(GlcA)和葡萄糖胺(Glc-NHR)以B-1,4糖苷鍵連接起來的重復(fù)二糖單位組成的一類非常復(fù)雜的糖胺聚糖,其生物學(xué)活性主要表現(xiàn)在抗凝血、抗血栓、抗炎、調(diào)血脂和降低血液黏度等方面。肝素用于皮膚護(hù)理是近幾年化妝品領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn),具有增加皮膚

14、的血管通透性,改善局部血液循環(huán)的作用,促進(jìn)皮膚營養(yǎng)的供給和代謝廢物的排泄。此外,還具有吸濕保水、強(qiáng)化結(jié)締組織、溫和擴(kuò)張末稍血管和改善皮膚細(xì)胞代謝的功能,對皮膚起到良好的保健和養(yǎng)護(hù)作用。目前添加肝素的功效性化妝品有營養(yǎng)霜、防凍膏、去粉刺制品和保春面霜等。/活性成分0和/釋放系統(tǒng)0是化妝品研發(fā)的兩大難題,針對普通肝素相對分子質(zhì)量大、皮膚吸收存在障礙,研究者開發(fā)研制了低分子量肝素(相對分子質(zhì)量5000-8000),具有抗栓活性強(qiáng)和透皮吸收好的特點(diǎn),特別適合于膏霜類外用制劑。313 甲殼素及其衍生物甲殼素的化學(xué)結(jié)構(gòu)為聚(1-4)-2-乙酰氨基-2-脫氧-B-D-葡萄糖(N-乙酰葡萄糖氨),是

15、一種取之不盡、用之不竭的可再生生物資源。甲殼素多糖衍生物是一種高度安全、無刺激性的皮膚調(diào)理劑,具有高度保濕性,能在皮膚表面成膜透氣,絡(luò)合重金屬,有效清除進(jìn)入皮膚的毒素,起到清潔皮膚和使皮膚光潔細(xì)膩的功效10。一種多糖保濕劑NMF-26,是從海洋生物中提取出來的甲殼素多糖并經(jīng)化學(xué)修飾而得到的,它具有很強(qiáng)的持久性深層平衡保濕能力、滲透力強(qiáng)和容易吸收,能給皮膚足夠的水分滋養(yǎng)和調(diào)理。因此,甲殼素是護(hù)膚品、摩絲和油等發(fā)用類的特效濕潤劑,是化妝品中必不可少的添加劑。4 纖維素硫酸酯纖維素硫酸酯是以廉價的纖維素資源為原料,通過簡單的化學(xué)修飾方法進(jìn)行半合成,并經(jīng)過現(xiàn)代生物技術(shù)分離得到的一種多糖衍生物

16、,其生產(chǎn)技術(shù)已申請國家發(fā)明專利。纖維素硫酸酯在體外和動物體內(nèi)都具有突出的抗凝血活性,其抗凝效價為150U/mg左右,與臨床上常用的肝素相當(dāng)11。纖維素硫酸酯具有一些優(yōu)良的理化性質(zhì):¹良好的生物相容性,目前,以纖維素硫酸酯為原料生產(chǎn)的性保健產(chǎn)品在美國已通過Ñ、Ò期臨床試驗(yàn),證明與皮膚相容性好、無刺激作用12;º有懸浮穩(wěn)定性和特有的乳化效果,可在化妝品中起穩(wěn)定劑的作用;»有吸濕保水的功能,在化妝品中可起到潤膚作用。此外,纖維素硫酸酯的預(yù)計(jì)市場價格為700元/億單位,較之肝素粗品(5000元/億單位)、低分子量肝素(95000元/億單位)和水蛭素(7

17、00000元/億單位),具有明顯的價格優(yōu)勢。纖維素硫酸酯用作化妝品添加劑,不僅可以發(fā)揮抗凝血作用,改善微循環(huán),還可起到抑菌、保濕和乳化等多重功效。因此,纖維素硫酸酯是一種值得進(jìn)一步開發(fā)的功效型多功能化妝品添加劑。參考文獻(xiàn):1閻世翔1化妝品科學(xué)M1北京:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,199512SEBTII,COMAV.ActiveediblepolysaccharidecoatingandinteractionbetweensolutioncoatingcompoundsJ.CarbohydrPolym,2002,49:139-144.3XUEC,FANGY,LINH,etal.Chemicalchar

18、actersandantioxidativepropertiesofsulfatedpolysaccharidesfromlaminariajaponicaJ.JApplPhycol,2001,13(1):67-70.4LEEBC,BAEJT,PYOHB,etal.Biologicalactivitiesofthepolysaccharidesproducedfromsubmergedgultureoftheediblebasid-iomycetegrifolafrondosaJ.EnzymeandMicrobialTechnology,2003,32:574-581.5陶海南,劉輝,薛喜文,等1紫萁多糖抗菌活性初步研究J1南昌大學(xué)學(xué)報(理科版),1996,20(4):306-30816P*TERSZEGIG,ISNARDN,ROBERTAM,etal.Studiesonskinaging.preparationandpropertiesoffucose-richoligo-andpolysaccha-rides.EffectonfibroblastproliferationandsurvivalJ.Biomedicine&Pharmac