殼寡糖的性能及其在化妝品中的應(yīng)用

王魯霞等

摘 要：殼寡糖是天然糖中唯一大量存在的堿性氨基多糖，將其用于化妝品有一些獨(dú)特的功效。文章概述了殼寡糖的物理、化學(xué)性質(zhì)以及其在化妝品中的保濕、抗氧化、抑菌、通透促透等功效，并展望了殼寡糖在化妝品中的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：殼寡糖；性能；化妝品；應(yīng)用

殼寡糖別名幾丁寡糖、殼低聚糖，是以甲殼動(dòng)物外殼為原料，運(yùn)用酶生物技術(shù)等和先進(jìn)分離技術(shù)制備而成的水溶性好、功能作用大、生物活性高的氨基寡聚糖類產(chǎn)品，殼寡糖因其特有的結(jié)構(gòu)，具有良好的吸濕保濕、抗氧化、抑菌、通透促透等功能，且其綠色天然性符合世界日化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)，在化妝品的應(yīng)用方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)和廣闊的前景。

1 殼寡糖的性質(zhì)

1.1 殼寡糖的物理性質(zhì)

殼寡糖是由2-乙酰氨基-2-脫氧-β-D-葡萄糖殘基和2-氨基-2-脫氧-β-D-葡萄糖殘基，以不同的比例通過β-1，4-糖苷鍵連接而成的線性低分子量聚合物，聚合度n為2-20。圖1給出了殼寡糖的二級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖。殼寡糖分子中的氨基、羥基和少量的N-乙酰氨基，可以形成分子內(nèi)、分子間氫鍵，使得殼寡糖在水中有較大的溶解度，魏新林等[1]研究發(fā)現(xiàn)殼寡糖在pH1-13都有優(yōu)良的水溶性，在水中的溶解度分別為99%，殼寡糖溶于水后，形成一定粘度的溶液。

1.2 殼寡糖的化學(xué)性質(zhì)

國(guó)內(nèi)外對(duì)殼寡糖的研究多集中在殼寡糖的制備工藝研究，對(duì)其改性研究較少，進(jìn)行殼寡糖改性時(shí)，殼寡糖分子中的氨基和羥基參與反應(yīng)，可進(jìn)行羧基化、烷基化、?；Ⅴセ?、醚化、金屬鹽及接枝共聚反應(yīng)等。

李鳳紅等[2]采用甲烷磺酸作溶劑，并對(duì)氨基進(jìn)行保護(hù)，制備了O，O-雙十二酰化殼寡糖。許聰?shù)萚3]制備了羧甲基殼寡糖與釓的配合物（CM-COS-Gd），并對(duì)CM-COS-Gd的配位機(jī)理進(jìn)行了初步研究。Jing L U等[4]以DCC作為脫水劑制備了殼寡糖水楊酸酯，酯化率為71.8%。

2 殼寡糖在化妝品的應(yīng)用

2.1 殼寡糖的保濕功效

保濕劑是化妝品中不可缺少的重要成分，透明質(zhì)酸（簡(jiǎn)稱HA）是現(xiàn)在化妝品中常用的一種保濕劑，殼寡糖與透明質(zhì)酸有類似的結(jié)構(gòu)和性能，可以作為HA的替代品應(yīng)用于化妝領(lǐng)域。

透明質(zhì)酸是由N-已酰氨基葡萄糖及D-葡萄糖醛酸的重復(fù)結(jié)構(gòu)組成的線形多糖結(jié)構(gòu)，殼寡糖是由2-乙酰氨基-2-脫氧-β-D-葡萄糖殘基和2-氨基-2-脫氧-β-D-葡萄糖殘基，以不同的比例通過β-1，4-糖苷鍵連接而成的線性多糖；二者分子結(jié)構(gòu)中的重復(fù)單元均是六元雜環(huán)分子，透明質(zhì)酸含有活性官能團(tuán)羧基、羧基及酰胺結(jié)構(gòu)，殼寡糖含有活性基團(tuán)羥基和氨基，還含有少量的N-乙酰氨基，在一定條件下可以進(jìn)行羧基化反應(yīng)和酰胺縮合反應(yīng)；二者均可以形成分子內(nèi)和分子間的氫鍵，有良好的溶解性能，形成粘彈性流體，可以填充在細(xì)胞與膠原纖維空間之中并覆蓋在某些表皮組織上；透明質(zhì)酸的制造工藝復(fù)雜，原料較貴，成本高，殼寡糖來源于自然界中可再生資源-甲殼素，制備工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低于透明質(zhì)酸。日、韓等國(guó)已經(jīng)利用殼寡糖的特殊性能研制出精華類和清潔類產(chǎn)品。

2.2 殼寡糖的抗氧化功效

國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)殼寡糖及其衍生物的抗氧化性[5，6]進(jìn)行了研究，張敬晗等[7]發(fā)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)設(shè)定的濃度范圍內(nèi)，殼寡糖比殼聚糖、羧甲基殼聚糖清除羥自由基的能力大，且清除能力隨溶液濃度增加而增大，以0.32mg/mL殼寡糖的清除率最大，為97.81%，相當(dāng)于0.64mmol/L抗壞血酸的清除羥自由基能力。Dai-Hung Ngo等[8]用電子自旋共振研究了沒食子酰殼寡糖的抗氧化性，研究表明，沒食子酰殼寡糖可提高超氧化物歧化酶（SOD）的活性。郭芳寧等[9]的研究表明，2.0mg/mL的殼寡糖鐵配合物對(duì)超氧陰離子自由基的清除率為59.84%，對(duì)DPPH自由基的清除率為65.76%。

殼寡糖可以吸收紫外線、消除自由基、活化細(xì)胞，有良好的抗氧化、抗衰老、抗疲勞作用，因此可用于化妝品中達(dá)到美白、抗皺、調(diào)理的效果。

2.3 殼寡糖的抑菌性功效

殼寡糖顯示出明顯的抗菌活性，抗菌效果隨濃度的增高增強(qiáng)[10，11]。殼寡糖濃度為100mg/mL時(shí)對(duì)枯草芽孢桿菌、大腸桿菌和金黃色葡萄球菌有較好的抑制效果[12]，Benhabiles M Syanjiule[13]等研究了不同分子量和脫乙酰度的殼聚糖和殼寡糖對(duì)四個(gè)革蘭氏陽性菌和七革蘭氏陰性菌的抑菌活性，研究發(fā)現(xiàn)殼寡糖對(duì)上述實(shí)驗(yàn)所用菌均有良好的抑菌效果，優(yōu)于殼聚糖。

將殼寡糖制成膏霜類等化妝品，可減少細(xì)菌、真菌的感染，阻礙原菌的生長(zhǎng)，抑制皮膚表面有害菌滋生、抑菌和抗皮膚病等功效，可對(duì)破損的肌膚不但不會(huì)引起感染，還會(huì)促進(jìn)肌膚的愈合，消除疤痕及痘印。殼寡糖還可添加在牙膏中抑制口腔細(xì)菌。

2.4 殼寡糖的通透與促透功效

殼寡糖在皮膚表面可以形成半透膜，有良好的透氣性，又不干擾表皮廢物和毒素的排泄，用于護(hù)發(fā)產(chǎn)品中可以保持頭發(fā)表面的成膜通透性，濕潤(rùn)易梳理，使頭發(fā)具有自然光澤，并能抗靜電、防灰塵、止癢去頭屑。殼寡糖的游離氨基可螯合重金屬，封鎖金屬離子，可以用于開發(fā)高級(jí)的保濕和美白化妝品。

林婕等[14]發(fā)現(xiàn)分子量3000，濃度3mg/mL的殼寡糖的促透功效與化妝品常用的促透劑水溶性氮酮相近，可作為天然促透劑用于化妝品中。

3 結(jié)束語

殼寡糖作為殼聚糖的水解產(chǎn)物，有很多優(yōu)于高分子殼聚糖的性質(zhì)，將其用于化妝品有一些獨(dú)特的功能和功效，日本、美國(guó)的一些公司已經(jīng)將殼寡糖作為日用化妝品原料的開發(fā)研究。目前，殼寡糖的制備方法有化學(xué)法、物理法、生物法等，如何實(shí)現(xiàn)工藝先進(jìn)、工序簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)投入少、產(chǎn)業(yè)化速度快、無污染的制備是制約殼寡糖應(yīng)用的技術(shù)難題之一。2013年，光波輻射法制備殼寡糖的工藝技術(shù)取得突破并與2014年進(jìn)入中試階段，相信，隨著殼寡糖的產(chǎn)業(yè)化，殼寡糖在化妝品領(lǐng)域?qū)⒂胁豢晒懒康膽?yīng)用前景。endprint

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作者簡(jiǎn)介：王魯霞（1986-），女，山東菏澤人，工程師，碩士。endprint