壳寡糖应用

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化妆品应用中的壳寡糖基材料

美容生态创新:探索壳寡糖在化妆品配方中的广泛应用

Chitosan Oligosaccharides Introduction

甲壳素(chitin), 广泛存在于虾蟹壳中,是由N乙酰氨基葡糖聚合而成的多糖。

甲壳素经脱乙酰化处理后得到壳聚糖(chitosan)

近十几年来,甲壳素、壳聚糖的研究已在国内外广泛展开,它们在抗肿瘤、防治病源微生物方面的功能越来越引起人们的重视。但由于其不溶于水, 在开发应用上受到很大限制。 为此,通过适当方法将壳聚糖降解为壳寡糖(又称寡聚氨基葡糖、甲壳低聚糖,chitooligosaccharide, chitosan oligosaccharide),即由2~10个氨基葡糖通过β-1-4糖苷键连接而成的低聚糖。

通过一系列实验发现,其不但水溶性好,易被人体吸收,具有抑菌、抗肿瘤、调血脂、调节免疫及活化肠道双歧杆菌等多种生理功能,而且应用领域大大拓宽。

壳寡糖在精细化工、生物医药、保健食品及农林畜牧等方面具有独特的应用价值。


壳寡糖化学结构式

壳寡糖是一种源自甲壳素的多功能生物聚合物,由于其独特的特性,已在多个行业中得到广泛应用。这种可生物降解且无毒的化合物在各个领域具有一系列优势:

  • 医疗保健和制药:壳寡糖的生物相容性使其在医疗应用中具有不可估量的价值。它用于伤口愈合产品、药物输送系统,并用作组织工程中的生物材料。它促进愈合和控制药物释放的能力使其成为制药行业的热门选择。
  • 环境保护:在水处理中,壳寡糖与重金属和其他污染物结合的能力使其成为净化过程的有效剂。这一特性使其在工业和市政水处理设施中使用。
  • 农业:农民和农艺师利用壳寡糖作为天然生物刺激剂和诱发剂。它促进植物生长并增强对病原体的抵抗力,有助于更可持续的农业实践。
  • 食品工业:壳寡糖在食品生产和保存中具有多种用途。它作为抗菌食品添加剂,可用于制造可食用薄膜或涂层,以延长易腐产品的保质期。
  • 饮料生产:在酒精饮料行业,壳寡糖用于澄清葡萄酒、啤酒和威士忌,有助于提高其透明度和稳定性。
  • 膳食补充剂:该化合物还用于生产膳食补充剂,利用其潜在的健康益处。
  • 塑料工业:壳寡糖的可生物降解特性使其成为开发环保塑料替代品的有吸引力的选择。

  • 生物活性。壳寡糖水溶性大于99%,人体吸收率99.88%,从而比壳聚糖具有更优越的生物活性。它能改善肠道微生物的区系分布, 刺激有益菌的生长,其药理活性是同等重量壳聚糖的14 倍。实验证明,壳寡糖应用于乳制品,可使双歧杆菌增生120 倍。
  • 抗菌抑菌作用。壳寡糖具有明显的抗菌抑菌作用。其抑菌作用也是随壳寡糖分子量的降低而逐渐增强,用分子量为1 814,脱乙酰度为84% 的壳寡糖处理非编织布料,发现0.01%的浓度对普通变形杆菌的抑菌率就达到90%,而对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌需0.05%,分子量为2 000~ 30 000, 脱乙酰度为 91.5%的壳寡糖对伴放线放线杆菌和突变链球菌两种口腔病原体有灭活作用。
  • 抗肿瘤作用。壳寡糖能提高机体的免疫活性和抗癌能力,对肝癌细胞有明显抑制作用。
  • 植物的防病抗病活性。壳寡糖还可作为植物调节剂,增强植物对病虫害的防御能力。寡聚糖具有调控植物生长、发育、繁殖、防病抗病等方面的功能,能够刺激植物的免疫系统反应,激活防御反应,产生具有抗病害的活性物质,抑制病害的形成。
3. 壳寡糖在化妆品应用中有哪些好处?

在不断发展的化妆品科学世界中,对天然有效成分的追求是永恒的。其中,壳寡糖成为一种非凡的可持续选择,为护肤和美容产品提供各种好处。我们正在研究壳寡糖的特性、它在化妆品配方中的优势,以及它对行业和消费者的影响。壳寡糖以其生物相容性、生物降解性和无毒性而闻名,使其成为化妆品中的有利成分。

壳寡糖用于化妆品的主要优点:
  • 1. 保湿和增强皮肤屏障:壳寡糖是一种极好的天然保湿剂。它的吸湿性使其能够保持水分,从而保持皮肤的水合作用水平。此外,它在皮肤上形成一层透气膜,增强其屏障功能并保护其免受环境压力。
  • 2. 抗衰老特性:它促进胶原蛋白合成的能力使植物壳寡糖成为抗衰老产品中的宝贵成分。通过促进皮肤弹性并减少细纹和皱纹的出现,它有助于保持年轻的皮肤。
  • 3. 抗菌和愈合特性:植物壳寡糖固有的抗菌特性使其有益于痤疮治疗和针对易感染皮肤的产品。它还可以加速伤口愈合,使其适合用于术后皮肤护理。
  • 4. 增强产品稳定性和功效:在配方中,植物壳寡糖充当天然防腐剂和稳定剂,延长产品的保质期。它能够形成稳定的乳液,增强化妆品的质地和应用。
  • 5. 可持续性和环保性:壳寡糖以植物为基础,是一种可再生资源。它的使用反映了对化妆品行业可持续实践的承诺,以满足对环保产品日益增长的需求。
  • 市场影响和消费者认知:在化妆品中加入壳寡糖是一项战略举措,符合具有环保意识的消费者的价值观。它的多功能特性不仅提升了产品性能,而且与可持续和自然美容解决方案的精神产生了共鸣。通过采用壳寡糖,公司可以提高品牌声誉,使产品与众不同,并进入不断增长的天然美容市场。

4.用于化妆品配方的高脱乙酰化、超低分子量壳寡糖的最佳浓度是多少?

化妆品中壳寡糖的剂量因产品类型和所需效果而异。通常,壳寡糖在化妆品配方中的使用浓度范围为 0.1% 至 2%。以下是一些指南:

1.保湿和抗衰老产品:

对于旨在保湿或抗衰老的面霜和乳液,壳寡糖的最佳浓度通常在 0.5% 至 2% 之间。此浓度范围适用于:

  • 保湿:壳寡糖有助于保持皮肤水分,让皮肤感觉柔软和水润。
  • 改善皮肤弹性:壳寡糖改善皮肤弹性,使其看起来更年轻、容光焕发。

壳寡糖的具体要求为了达到最佳浓度,应满足以下要求:

  • 脱乙酰化:壳寡糖应进行 >98% 的脱乙酰化,以确保最大效果。
  • 分子量:壳寡糖的分子量应在 2-5 kDa 之间,以确保最佳吸收和功效。

通过使用最佳浓度的壳寡糖并满足特定要求,护肤品可以有效地为皮肤提供保湿和抗衰老功效。

2.痤疮治疗和抗菌应用

壳寡糖是针对痤疮治疗或需要抗菌特性的护肤品中的有效成分。在这些应用中,壳寡糖通常以较低的浓度使用,通常在 0.1% 至 1% 之间。

壳寡糖在痤疮治疗中的好处:
  • 减少细菌生长:壳寡糖具有抗菌特性,可以有效减少引起痤疮的细菌的生长,例如痤疮丙酸杆菌。
  • 帮助皮肤愈合:壳寡糖通过减少炎症和刺激胶原蛋白和其他皮肤愈合因子的产生来促进皮肤愈合。

在较低浓度下的有效性即使在 0.1% 至 1% 的较低浓度下,壳寡糖也可以在痤疮治疗和抗菌应用中提供显着的好处。这是由于其独特的特性和作用机制:

  • 正电荷:壳寡糖具有正电荷,使其能够与带负电荷的细菌细胞膜相互作用,破坏其功能并减少细菌生长。
  • 成膜特性:壳寡糖在皮肤表面形成一层保护膜,有助于防止细菌和其他微生物进入。

与其他成分结合在痤疮治疗和抗菌应用中,壳寡糖通常与其他成分结合使用以提高其有效性。例如:

  • 水杨酸:壳寡糖可以与水杨酸(一种常见的抗痤疮成分)结合使用,以增强其在减少痤疮病变和防止未来爆发方面的有效性。
  • 茶树油:壳寡糖可与天然抗菌剂茶树油结合使用,以增强其在减少细菌生长和促进皮肤愈合方面的功效。

3.护发产品

通过使用 0.1% 至 1% 的较低浓度壳寡糖并将其与其他有效成分相结合,护肤品可以提供针对性和有效的痤疮治疗和抗菌功效。

护发产品中的壳寡糖浓度壳寡糖是一种多功能成分,可用于洗发水和护发素等护发产品中,以提供各种好处。在这些应用中,壳寡糖的浓度通常为 0.1% 至 1%。 壳寡糖在护发中的好处

  • 改善头发质地:壳寡糖有助于改善头发质地,使其感觉更柔软、更光滑、更易于打理。
  • 提供强度: 壳寡糖为头发提供强度,减少断裂和分叉。
  • 增强保湿能力:壳寡糖有助于保持头发中的水分,让头发感觉水润健康。

作用机制壳寡糖在护发方面的好处可以归因于其独特的特性和作用机制:

  • 成膜特性:壳寡糖在毛干上形成一层保护膜,有助于锁住水分并减少毛躁。
  • 正电荷:壳寡糖的正电荷使其能够与带负电荷的头发角质层相互作用,有助于抚平角质层并减少毛躁。
  • 保湿特性:壳寡糖的保湿特性有助于滋润头发,让头发感觉柔软有弹性。

与其他成分结合在护发产品中,壳寡糖可以与其他成分结合使用以增强其功效。例如:

  • 蛋白质:壳寡糖可以与角蛋白或胶原蛋白等蛋白质结合,以帮助修复和强化头发。
  • 保湿剂:壳寡糖可以与甘油或泛醇等保湿剂结合使用,以帮助滋润和滋养头发。
  • 抗氧化剂:壳寡糖可以与维生素 E 或绿茶提取物等抗氧化剂结合使用,以帮助保护头发免受环境压力和损伤。

通过使用浓度为 0.1% 至 1% 的壳寡糖并将其与其他有效成分相结合,护发产品可以提供一系列好处,从改善头发质地和强度到增强保湿和减少毛躁。

4.化妆品

彩妆产品中的壳寡糖壳寡糖是一种用途广泛的成分,可用于各种化妆品,例如粉底和睫毛膏,以提高其性能。在这些应用中,壳寡糖浓度通常在 0.5% 至 1.5% 之间。 壳寡糖在化妆品中的好处

  • 稳定性: 壳寡糖有助于稳定配方,确保产品随着时间的推移保持一致和有效。
  • 粘附性:壳寡糖可改善化妆品对皮肤的附着力,使涂抹效果更持久。
  • 保湿:壳寡糖有助于保持皮肤水分,让皮肤感觉水润健康。

作用机制壳寡糖在化妆品中的好处可以归因于其独特的特性和作用机制:

  • 成膜特性:壳寡糖在皮肤表面形成一层保护膜,有助于锁住水分并延长妆容寿命。
  • 正电荷:壳寡糖的正电荷使其能够与带负电荷的皮肤表面相互作用,从而增强其粘合性能。
  • 保湿特性:壳寡糖的保湿特性有助于吸引和保持环境中的水分,保持皮肤水分。

与其他成分结合在化妆品中,壳寡糖可以与其他成分结合使用以增强其功效。例如:

  • 乳化剂:壳寡糖可以与硬脂酸甘油酯或鲸蜡硬脂醇等乳化剂结合使用,以改善配方的稳定性和质地。
  • 保湿剂:壳寡糖可以与透明质酸或甘油等保湿剂结合使用,以增强保湿和皮肤水合作用。
  • 增稠剂:壳寡糖可以与黄原胶或角叉菜胶等增稠剂结合使用,以改善配方的粘度和质地。

通过使用浓度为 0.5% 至 1.5% 的壳寡糖并将其与其他有效成分相结合,化妆品可以提供一系列好处,从提高稳定性和附着力到增强保湿和整体皮肤健康。

5.稳定剂和防腐剂

壳寡糖在化妆品配方中用作稳定剂和防腐剂壳寡糖是一种多功能成分,可用作各种化妆品配方中的稳定剂或防腐剂。其浓度可在 0.1% 至 2% 之间变化,具体取决于产品的具体要求。壳寡糖作为稳定剂和防腐剂的好处:

  • 提高稳定性: 壳寡糖有助于稳定配方,确保产品随着时间的推移保持一致和有效。
  • 防腐特性: 壳寡糖具有防腐特性,有助于防止微生物生长,延长产品的保质期。
  • 天然安全: 壳寡糖是一种天然、可生物降解且无毒的成分,可安全用于化妆品。

配方注意事项使用壳寡糖作为稳定剂或防腐剂时,应考虑以下配方注意事项:

  • 浓度:壳寡糖的浓度可在 0.1% 至 2% 之间变化,具体取决于产品的配方和稳定性要求。
  • pH 值:壳寡糖在 pH 值 4.5 到 6.5 之间最有效。

6.香料和精油

与其他成分结合:壳寡糖可以与其他成分结合,以增强其稳定和防腐特性。

  • 香精和精油:壳寡糖来源于真菌。
  • 用于香水和精油时具有多种好处:

  • 增强稳定性:壳寡糖可以帮助稳定香水和精油中的挥发性化合物,延长保质期并随着时间的推移保持香味的完整性。
  • 控释:它可用于制造封装香味分子的微胶囊,从而控制并延长香味的释放。
  • 乳化特性:在油相和水相结合的产品中,壳寡糖可以充当乳化剂,确保精油均匀分布在整个产品中而不会分离。
  • 增加溶解度:一些香料化合物在水基产品中不是很易溶解。壳寡糖可以增加这些化合物的溶解度,从而获得更均匀的气味特征。

香水和精油中壳寡糖的剂量可能会根据所需的结果和产品的具体配方而有很大差异。然而,在此类应用中,壳寡糖通常以相对较低的浓度使用,通常在 0.1% 至 1% 之间。例如,在香料包埋中,壳寡糖的用量将取决于微胶囊化的方法和所需的释放曲线。对于香水或精油混合物中的稳定和增溶,剂量将取决于油的挥发性和配制的产品类型。

优化化妆品配方中植物壳寡糖的剂量在化妆品配方中使用植物壳寡糖时,确定最佳剂量以达到预期效果至关重要。但是,理想的浓度可能会因多种因素而异,包括:

  • 植物壳寡糖的类型: 不同等级和分子量的植物壳寡糖可能会产生不同的效果,需要调整剂量。
  • 与其他成分的相容性: 植物壳寡糖与配方中其他成分之间的相互作用会影响产品的稳定性、质地和整体性能。
  • 所需的产品粘度: 植物壳寡糖的浓度会影响产品的粘度,可能需要调整粘度才能达到所需的质地和稠度。

配方测试为了确定特定产品的植物壳寡糖的最佳剂量,化妆品制造商通常会进行广泛的配方测试。这包括:

  • 评估不同浓度的植物壳寡糖:测试不同浓度的植物壳寡糖,以评估其对产品性能、稳定性和质地的影响。
  • 评估相容性: 评估植物壳寡糖与配方中其他成分的相容性,以确保产品稳定有效。
  • 优化粘度:调整植物壳寡糖的浓度,以达到所需的产品粘度和质地。

定制的重要性鉴于植物壳寡糖效果的可变性和化妆品配方的复杂性,为每种特定产品定制剂量至关重要。这可确保产品满足所需的性能、稳定性和质地要求。确定化妆品配方中壳寡糖的最佳剂量需要仔细考虑各种因素,包括壳寡糖的类型、与其他成分的相容性以及所需的产品粘度。通过进行全面的配方测试和定制每种产品的剂量,化妆品制造商可以释放植物壳寡糖的全部潜力,创造出有效、稳定和有吸引力的产品。

5.壳寡糖在化妆品中的应用总结

壳寡糖证明了天然成分在革新化妆品配方方面的潜力。它的多方面好处,从增强皮肤健康到可持续性,使其成为化妆品成分的宝贵补充。随着该行业继续拥抱绿色科学,壳寡糖有望在创新和认真的美容产品开发中发挥重要作用。

壳寡糖衍生物:合成化妆品成分的天然替代品

壳寡糖衍生物可有效替代化妆品中的各种合成成分,包括:

  • 成膜剂:壳寡糖可以替代护发产品中的合成成膜剂,如聚乙烯吡咯烷酮 (PVP) 和聚醋酸乙烯酯 (PVA)。
  • 保湿剂:壳寡糖可以替代护肤品中的透明质酸、甘油和山梨糖醇等保湿剂。
  • 保湿剂:壳寡糖可以替代护肤品中的凡士林、矿物油和聚二甲基硅氧烷等保湿剂。
  • 增稠剂:壳寡糖可以替代各种化妆品中的增稠剂,如卡波姆、黄原胶和瓜尔豆胶。
  • 乳化剂:壳寡糖可以替代护肤品中的十二烷基硫酸钠 (SLS) 和月桂醇聚醚硫酸钠 (SLES) 等乳化剂。
  • 抗菌剂:壳寡糖可以替代各种化妆品中的三氯生和洗必泰等抗菌剂。
  • 抗衰老剂:壳寡糖可以替代护肤品中的视黄醇和肽等抗衰老剂。
  • 防晒剂:壳寡糖可以替代防晒产品中的氧苯酮和阿伏苯宗等防晒剂。

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