殼寡糖的性能及其在化妝品中的應用

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特的功效。文章概述了殼寡糖的物理、化學性質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用前景。

關鍵詞：殼寡糖；性能；化妝品；應用

殼寡糖別名幾丁寡糖、殼低聚糖，是以甲殼動物外殼為原料，運用酶生物技術等和先進分離技術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品，殼寡糖因其特有的結構，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品的發展趨勢，在化妝品的應用方面具有得天獨厚的優勢和廣闊的前景。

1 殼寡糖的性質

1.1 殼寡糖的物理性質

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結構示意圖。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、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]研究發現殼寡糖在pH1-13都有優良的水溶性，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 殼寡糖的化學性質

國內外對殼寡糖的研究多集中在殼寡糖的制備工藝研究，對其改性研究較少，進行殼寡糖改性時，殼寡糖分子中的氨基和羥基參與反應，可進行羧基化、烷基化、酰化、酯化、醚化、金屬鹽及接枝共聚反應等。

李鳳紅等[2]采用甲烷磺酸作溶劑，并對氨基進行保護，制備了O，O-雙十二酰化殼寡糖。許聰等[3]制備了羧甲基殼寡糖與釓的配合物（CM-COS-Gd），并對CM-COS-Gd的配位機理進行了初步研究。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，透明質酸（簡稱HA）是現在化妝品中常用的一種保濕劑，殼寡糖與透明質酸有類似的結構和性能，可以作為HA的替代品應用于化妝領域。

透明質酸是由N-已酰氨基葡萄糖及D-葡萄糖醛酸的重復結構組成的線形多糖結構，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；二者分子結構中的重復單元均是六元雜環分子，透明質酸含有活性官能團羧基、羧基及酰胺結構，殼寡糖含有活性基團羥基和氨基，還含有少量的N-乙酰氨基，在一定條件下可以進行羧基化反應和酰胺縮合反應；二者均可以形成分子內和分子間的氫鍵，有良好的溶解性能，形成粘彈性流體，可以填充在細胞與膠原纖維空間之中并覆蓋在某些表皮組織上；透明質酸的制造工藝復雜，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，制備工藝簡單，生產成本低于透明質酸。日、韓等國已經利用殼寡糖的特殊性能研制出精華類和清潔類產品。

2.2 殼寡糖的抗氧化功效

國內外研究者對殼寡糖及其衍生物的抗氧化性[5，6]進行了研究，張敬晗等[7]發現，在實驗設定的濃度范圍內，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超氧陰離子自由基的清除率為59.84%，對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到美白、抗皺、調理的效果。

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[10，11]。殼寡糖濃度為100mg/mL時對枯草芽孢桿菌、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四個革蘭氏陽性菌和七革蘭氏陰性菌的抑菌活性，研究發現殼寡糖對上述實驗所用菌均有良好的抑菌效果，優于殼聚糖。

將殼寡糖制成膏霜類等化妝品，可減少細菌、真菌的感染，阻礙原菌的生長，抑制皮膚表面有害菌滋生、抑菌和抗皮膚病等功效，可對破損的肌膚不但不會引起感染，還會促進肌膚的愈合，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，用于護發產品中可以保持頭發表面的成膜通透性，濕潤易梳理，使頭發具有自然光澤，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，可以用于開發高級的保濕和美白化妝品。

林婕等[14]發現分子量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 結束語

殼寡糖作為殼聚糖的水解產物，有很多優于高分子殼聚糖的性質，將其用于化妝品有一些獨特的功能和功效，日本、美國的一些公司已經將殼寡糖作為日用化妝品原料的開發研究。目前，殼寡糖的制備方法有化學法、物理法、生物法等，如何實現工藝先進、工序簡單，經濟投入少、產業化速度快、無污染的制備是制約殼寡糖應用的技術難題之一。2013年，光波輻射法制備殼寡糖的工藝技術取得突破并與2014年進入中試階段，相信，隨著殼寡糖的產業化，殼寡糖在化妝品領域將有不可估量的應用前景。endprint

參考文獻

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