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环糊精 ‖ 在美容化妆品中的应用

日期:2018-5-19 11:07:51

      近年来,抗衰老剂越来越普遍地使用于美容化妆品工业中,但是其中很重要的活性物质,例如亲油性的维生素系列(例维生素A),对空气、温度和光线非常敏感。环糊精的复合物包接抗衰老的活性成份后,效果比其它普通化妆品更加出色。环糊精领域的生物工程技术工艺已经相当成熟。

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      众所周知,环糊精有吸附和控制有机分子的能力,这种功能在很多工业领域引起了科技人员的广泛兴趣。凡是在香精、家庭日用品、制药和化妆品工业上,都可以使用环糊精的复合物来充当中介,以改善活性成份的性能。

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例如,制造商利用抗衰老活性成份来防止皮肤老化,例如维生素A、维生素E和维生素F等,甚至越来越多的在化妆品中添加从一种植物的叶子中提取出来的茶树油。对于以上的有效物质,我们从两个方面进行评价,认为:它们尽管非凡有效,但是它们对紫外线、热和大气的氧化都很敏感,轻易受到破坏。因此必须进行有效的保护才能使化妆品延长货架寿命。但是,这个保护不但不能破坏活性成份,而且不能产生副产品。制造商们根据它们的特性使用一些保护措施。例如,用淀粉、乳糖、甲基纤维素来吸附活性成份,虽然成本很便宜,但保护效果比较差。相类似的,将活性成份塞入脂质体是很昂贵的,脂质体是种细小的介质,对油性皮肤很敏感,而且效果也不好。在环糊精微囊中装入抗衰老物质,微囊就在皮肤表层溶解以释放活性成份。这种微囊包合处理工艺已经很成熟,环糊精将单分子包合起来,此工艺大家都知道叫做“复合”。复合体(或单分子包合)抗衰老物质在皮肤表层通过皮肤湿气释放出来,此机理叫“控释”,复合与拆复合是一个动态平衡的关系。

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      Villiers在1891年的时候最先发现了环糊精,他从土豆淀粉中用芽胞杆菌通过培养基分离出一种晶状的物质(后来被称为环糊精)。环糊精是以几个葡萄糖分子环接而成的圆柱状分子结构,它的命名基于环中葡萄糖基的数量。如:α-环糊精有6个葡萄糖分子,β-环糊精有7个葡萄糖分子,γ-环糊精有8个葡萄糖分子。使用一种天然的酶(环糊精葡萄糖转移酶简称CGTase=Cyclodextrin-Glucosyl-Transferase)从淀粉分离出环糊精。CGTase从两端剪断呈螺旋状的淀粉后把它连接起来组成一个环状,由于剪出来的淀粉长度不同,这样就产生了三种不同的环状糊精。环糊精生产商处理和改变细菌,使转移酶(CGTase)更有选择性和更准确地生产出单一的环糊精品种。

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      人们对环糊精的结构和应用为什么这么有兴趣呢?那是因为它具有非凡的圆柱状结构。葡萄糖单分子有极性氢氧基,位于圆柱结构的表面,因而,环糊精的外部是亲水的。相对地,它的圆柱状内孔是非极性的,即是亲酯性,环糊精的内孔可以与其它分子形成复合物,在一定的条件下也可以将它释放出来(控释)。这种表现叫做主-客体复合化学,环糊精是主体,被包合的分子为客体。客体可以是满足两个条件的任何分子,其一:是为较小的分子,以适应内孔圆柱状的大小;其二:是为非极性分子,可以与内孔中亲酯性的表面相互作用。因为分子之间一样受到分子力的束缚,大家都知道化妆品的活性物质(例如维生素A)是酯溶性的或者叫做疏水性的,这就需要用合适的分子来包合。一种复合物,既是用γ-环糊精来包合维生素A,虽然维生素A是很有效的,但是它对紫外线、热和大气氧化很敏感,因此对它必须进行有效的保护,这样将它添加入化妆品配方的时候才能具有比较长的货架期,这种保护必须可被皮肤的水份触发释放,并且不能产生有害物质。在此复合物中,维生素A与环糊精分子的比例为1:2。已经证实:γ-环糊精最适合于包合维生素A,它是三种环糊精中孔径最大的。维生素A活性因子在皮肤上的作用机理为:促进死皮的脱落,可以减轻痤疮症状并且有效治疗牛皮癣。

图/千汇生物,文/网络。

 

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