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环糊精 ‖ 在美容化妆品中的应用

日期:2018-05-19

      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(例維生素A),對空氣、溫度和光線非常敏感。環糊精的複合物包接抗衰老的活性成份後,效果比其它普通化妝品更加出色。環糊精領域的生物工程技術工藝已經相當成熟。

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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來防止皮膚老化,例如維生素A、維生素E和維生素F等,甚至越來越多的在化妝品中添加從一種植物的葉子中提取出來的茶樹油。對于以上的有效物質,我們從兩個方面進行評價,認爲:它們盡管非凡有效,但是它們對紫外線、熱和大氣的氧化都很敏感,輕易受到破壞。因此必須進行有效的保護才能使化妝品延長貨架壽命。但是,這個保護不但不能破壞活性成份,而且不能産生副産品。制造商們根據它們的特性使用一些保護措施。例如,用澱粉、乳糖、甲基纖維素來吸附活性成份,雖然成本很便宜,但保護效果比較差。相類似的,將活性成份塞入脂質體是很昂貴的,脂質體是種細小的介質,對油性皮膚很敏感,而且效果也不好。在環糊精微囊中裝入抗衰老物質,微囊就在皮膚表層溶解以釋放活性成份。這種微囊包合處理工藝已經很成熟,環糊精將單分子包合起來,此工藝大家都知道叫做“複合”。複合體(或單分子包合)抗衰老物質在皮膚表層通過皮膚濕氣釋放出來,此機理叫“控釋”,複合與拆複合是一個動態平衡的關系。

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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?那是因爲它具有非凡的圓柱狀結構。葡萄糖單分子有極性氫氧基,位于圓柱結構的表面,因而,環糊精的外部是親水的。相對地,它的圓柱狀內孔是非極性的,即是親酯性,環糊精的內孔可以與其它分子形成複合物,在一定的條件下也可以將它釋放出來(控釋)。這種表現叫做主-客體複合化學,環糊精是主體,被包合的分子爲客體。客體可以是滿足兩個條件的任何分子,其一:是爲較小的分子,以適應內孔圓柱狀的大小;其二:是爲非極性分子,可以與內孔中親酯性的表面相互作用。因爲分子之間一樣受到分子力的束縛,大家都知道化妝品的活性物質(例如維生素A)是酯溶性的或者叫做疏水性的,這就需要用合適的分子來包合。一種複合物,既是用γ-環糊精來包合維生素A,雖然維生素A是很有效的,但是它對紫外線、熱和大氣氧化很敏感,因此對它必須進行有效的保護,這樣將它添加入化妝品配方的時候才能具有比較長的貨架期,這種保護必須可被皮膚的水份觸發釋放,並且不能産生有害物質。在此複合物中,維生素A與環糊精分子的比例爲1:2。已經證實:γ-環糊精最適合于包合維生素A,它是三種環糊精中孔徑最大的。維生素A活性因子在皮膚上的作用機理爲:促進死皮的脫落,可以減輕痤瘡症狀並且有效治療牛皮癬。

圖/千彙生物,文/網絡。

 

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