保湿是化妆品和皮肤学科的研究热点 ,是保持皮肤健康 、延缓衰老的重要条件。在正常情况下 ,由于角质层的吸水作用和屏障功能, 再加上汗腺及皮脂腺分泌的脂类物质覆盖作用,使得水分不易流失,角质层可以保持一定的含水量 。当环境相对湿度较低或者皮肤正常的吸水作用和屏障功能受到损害 , 表皮水分流失就会增多,出现皮肤干燥脱屑。
褐藻胶是存在于海带 、马尾藻、羊栖菜等褐藻藻体细胞壁中的线性多糖聚合物 , 它是由 β -D-1, 4 -甘露糖醛酸(β -D-mannuronicacid)和 α-L-1, 4 -古罗糖醛酸(α-L-guluronicacid)两种单体组成的非均匀嵌段式线形聚合物。褐藻胶分子结构中含有大量的羟基,酶解时可以改变糖分子的伸展结构 ,导致糖羟基暴露,改善其水溶性 ,提高吸湿、保湿性能。褐藻胶寡糖是褐藻胶的降解产物, 是由 2 ~ 10个单糖分子通过糖苷键连接而成的聚合物, 由于其相对分子雷竞技百科 低 、溶解性能好、机体吸收利用率高 、稳定性好及安全无毒的理化特性 ,近年来, 其生物及物理活性已成为了人们关注的焦点。
不同平均聚合度褐藻胶寡糖及常用保湿剂的保湿曲线
以海藻酸钠为底物 , 在实验室自制的褐藻胶裂解酶的催化下, 通过控制酶解时间 , 得到 平均聚合度(DP)分别为 3, 4, 6的3种褐藻胶寡糖 DP3, DP4, DP6。 通过干燥器控制湿度的方法对产物进行保湿性能测试 , 并和化妆品常用保湿剂丙三醇、聚乙二醇 600(PEG600)及原料海藻酸钠进行比较。结果表明 ,在硅胶环境中的DP3表现出优良的吸湿和保湿性能, 是一种很有开发潜力的天然保湿剂 。
下图是各样品在硅胶环境中的保湿实验结果 。 从图中可以看出 , 在硅胶环境中 3种不同平均聚合度的 褐藻胶寡糖与PEG600、丙三醇和海藻酸钠的保湿率顺序为P3 >DP4 >DP6 >丙三醇 >EG600 >海藻酸钠 。在24 h以前 , 各试样的保湿率几乎持续下降 , 在 24 ~ 64 h期间下降的趋势逐渐缓和 。 在24 h时 , 保湿率最高的是DP3, 为 59.7%, 丙三醇的保湿率为 26.6%, 海藻酸钠的保湿率为 1.6%, 前者保湿效果明 显要优于后两者 。在64 h时 , DP3的保湿率为46.1%, 丙三醇的保湿率仅为8.5%, PEG600 的保湿率仅为3.5%。 从图中还可看出 , 实验制得的低聚褐藻胶寡糖的保湿率均要高于传统保湿剂丙三醇和PEG600。
实验结果表明 , DP值越低的褐藻胶寡糖, 其吸湿保湿效果越好 , 这与褐藻胶寡糖分子中亲水性的羟基 的暴露程度有关 。褐藻胶裂解酶主要以褐藻胶分子中两个单体之间的 1→4糖苷键为目标 , 通过β -清除反应机制 , 在六元环的 4, 5位形成双键与羰基共轭 , 从而切断褐藻胶大分子。褐藻胶分子结构中含有大量的羟基基团, 酶解过程改变了糖分子的伸展结构 , 导致亲水性糖羟基暴露, 增强其与水分子的结合力, 提高其吸湿与保湿性能。
DP为3的褐藻胶寡糖的保湿性能尤为突出 , 远优于丙三醇和 PEG600, 同时在相对湿度环境比较高的情况下表现出与丙三醇相当的吸湿性能。制备褐藻胶寡糖的原料来 源于海洋藻类 水生植 物 , 有多种生物活性 , 为天然可再生资源 , 符合人们回 归自然的消费心理 , 由其制得的褐藻胶寡糖具有良好的吸湿 、保湿性能, 可成为绿色新型化妆品用保湿剂。
本文节选自文献《酶解褐藻胶寡糖的吸湿及保湿性能研究》
许 雷,李 湛 ,周火兰 ,丁玉庭,刘 璘
(浙江工业大学 生物与环境工程学院, 浙江 杭州)
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