CN101897652B - 一种琼胶低聚糖在化妆品中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明是提供一种琼胶低聚糖在化妆品上的应用，其结构分子式为以下结构，它特别是来源于养殖红藻，如紫菜、石花菜或江蓠等的红藻的提取琼胶的降解物在制造化妆品添加剂中的用途，该物质可用于皮肤的保湿、吸湿以及美白作用，可以作为保湿、吸湿以及美白剂在化妆品上应用。

Description

一种琼胶低聚糖在化妆品中的应用

技术领域

本发明涉及一种琼胶降解低聚物的应用，尤其涉及琼胶低聚物在吸湿、美白方面的应用。

背景技术

皮肤的润泽和弹性与皮肤中的水分有密切关系，当皮肤中的水分过量丢失时，会导致皮肤干燥、失去弹性、加速老化。因此吸湿、保湿一直是护肤化妆品的功效之一。理想的保湿剂应具备良好的吸湿能力，保湿功能持久而稳定。而美白则是化妆品的另一功效，决定皮肤色调的主要因素是皮肤内的黑色素，肤色的深浅主要决定于黑色素细胞合成黑色素的能力。黑色素的生成与酪氨酸酶、多巴醌互变异构酶和5，6-二羟基吲哚-2-羧酸氧化酶的作用有关。理想的美白剂应能迅速、持久的作用于异常活跃的黑色素细胞，在多环节阻止黑色素形成，达到去除过度沉着的黑色素的目的。

天然多糖在化妆品上具有广泛的应用价值。例如甲壳质、褐藻多糖、鹿角菜胶、粘多糖、岩藻多糖等具有营养、修复和保湿等功效。多糖物质的保湿、吸湿机理是由于分子中含有大量的亲水基团，可与水分子缔合成氢键而结合大量的水分，且糖分子相互交织呈网状，在表面形成一层薄膜，起到保水作用。而当多糖降解为低聚糖后，随着糖苷键的断裂，大量的游离羟基被释放出来，其结合水分子的能力会增强，另外，由于分子断裂时，分子结构变成松散状态，更有利于水分子的接近。因此，低聚糖往往具有更优秀的吸湿性能，但低聚糖的保湿性因为网状结构的部分破坏会有所减弱。糖类物质对皮肤美白的作用机理则表现在：通过糖类物质的抗氧化机制，抑制酪氨酸酶的氧化反应。此外，某些多糖或寡糖还能抑制人体内不饱和脂肪酸的过氧化作用，减少脂褐素的产生。

琼胶是由许多养殖红藻，如石花菜、紫菜、江蓠中提取的一种亲水性多糖，是由1，3连接的β-D-半乳糖和1，4连接的3，6-内醚-α-L-半乳糖残基交替连接的链状中性糖。近年来，琼胶低聚糖在日用化工领域也被发现有许多新用途，如日本以琼胶低聚糖为添加剂生产的化妆品对头发有很好的调理效果；日本Kobayashi等人发现低分子量的新琼二糖具有良好的吸湿性能。而琼胶低聚糖的抗氧化作用则早已被认识。因此，鉴于这类海藻低聚糖结构独特，其特殊的生物学活性为其在化妆品中的应用提供了依据，且无毒副作用，能与常用化妆品成分良好配伍，以它作为功效型化妆品添加剂将有广阔的前景。

另查中国专利文献数据库，有CN01115094.7和CN200310114439.9的专利文献，它们仅仅公开了相关的制备和检测方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种琼胶低聚糖在化妆品中的应用。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种琼胶低聚糖在化妆品中的应用，其特征在于采用如下结构式的琼胶低聚糖，作为制造化妆品添加剂使用，

其中n＝5-15，为自然数。

所述的添加剂作为保湿剂、吸湿剂或者美白剂。

所述的添加剂作为保湿剂、吸湿剂和美白剂。

所述的美白剂是基于抑制酪氨酸酶活力，从而控制黑色素细胞分泌黑色素而达到的。

所述的琼胶低聚糖是来自于养殖红藻多糖的琼胶的降解产物。

所述的养殖红藻包括如紫菜、石花菜、或者江蓠。

按照第一个特征，本发明涉及琼胶低聚糖作为化妆品的用途，其原料来源于各种红藻，如紫菜、石花菜或江蓠，在沿海有广泛种植，是一类水产养殖藻类，可以为本发明的琼胶低聚糖提供充足而廉价的原料来源。而本发明的琼胶低聚糖有非常优秀的吸湿功能，良好的保湿作用；同时它能抑制酪氨酸酶的单酚酶和二酚酶活性，还能够在对细胞无毒性的情况下，抑制黑色素瘤细胞中黑色素的形成，从而发挥优秀的美白功效。

按照第二个特征，本发明所述的琼胶低聚糖是来自于红藻多糖的琼胶的降解产物，聚合度范围在10-30。所采用的技术方案为：将琼胶溶于水制备成1-2％的溶胶，加入酸，pH调节在1-2，于60-80℃水浴反应4-5小时，中和，按溶液∶醇＝1∶3-1∶4加入醇沉淀，其上清液浓缩冻干得到本发明的低聚糖。该技术以一种简单，可靠的方法实现了琼胶低聚糖的制备，该方法可以在化妆品中工业化规模应用。

上述步骤中所述的酸为盐酸、硫酸、柠檬酸，其中以柠檬酸为优选；

上述步骤中所述的反应温度以60℃及反应时间以4.5小时为优选；

上述步骤中所述的醇以乙醇为宜，添加量以溶液∶醇＝1∶3为优选，通过综合以上几个优选条件，得到的琼胶低聚糖的得率可达到77.58％。

与现有技术相比，本发明的优点：首先在于其原料来源于纯天然的海洋藻类，该琼胶低聚糖具有无毒的特点，使用安全性高，适合作为新型化妆品添加剂与其它成分配伍；其次，该低聚糖为中性糖，其结构单元内含有大量的羟基，可以与大量水分子结合形成氢键，因此有良好的吸湿功能，而其聚合度范围在10-30，这种聚合度使它还有一定的保湿功效；而其在抑制酪氨酸酶的单酚酶和二酚酶活性方面所具有的独特功能，使该低聚糖能够减少皮肤中黑色素的形成，这一点从琼胶低聚糖对黑色素瘤细胞的黑色素抑制实验得以证实。因此其作用机理明确，并且抑制活性好，可用于化妆品领域中，作为美白成分添加。

附图说明

图1琼胶低聚糖对酪氨酸酶二酚酶活力的影响图；

图2琼胶低聚糖抑制酪氨酸酶反应的进程图；

图3琼胶低聚糖对酪氨酸酶单酚酶稳态活力和迟滞时间的影响图；

图4琼胶低聚糖对黑色素瘤细胞增殖率的影响图；

图5样品对B16-F0黑色素瘤细胞合成黑色素的影响图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。本发明不仅局限于此。

制备例1

将坛紫菜清洗、去杂后在45℃烘干，加适量水(藻水比为1∶15)，浸泡2h，再用5％氢氧化钠溶液浸泡12h(藻∶碱液为1∶15)。碱浸溶液于沸水浴搅拌1小时后，水洗，并用0.08％的次氯酸溶液漂白2分钟。随后以pH1.28的盐酸酸化5分钟。反复水洗叶片至中性。加适量水(藻水比为1∶40)，熬煮1h，过滤，取上清液凝胶冻结，再45℃烘干，得琼胶。

将琼胶配成1％的溶液，加入柠檬酸调节pH至1-2，在60℃水浴中，搅拌反应4.5h，中和，减压浓缩，加无水乙醇(样液∶乙醇＝1∶3)，放置冰箱中过夜。离心，冷冻干燥得到琼胶低聚糖，该低聚糖经凝胶层析柱的分析，聚合度范围在10-30。

制备例2

用市售的食品级琼胶作为低聚糖的制备原料，制备方法同上。

试验例1

琼胶低聚糖的吸湿功效

将琼胶低聚糖研细成粉末，置于105℃中干燥至恒重。称取适量，放入盛有饱和硫酸铵溶液(相对湿度80％)，饱和碳酸钾(相对湿度43％)，饱和氯化钙(相对湿度29％)的干燥器中，置于25℃的恒温培养箱中恒温，在放置不同时间后精确称量，由放置前后的质量差计算其吸湿率。

吸湿率(％)＝(W₁-W₀)/W₀×100％

式中W₀为放置前重量，W₁为放置一定时间后重量，g。

本试验例以甘油作为阳性对照，分别在80％、43％和29％的湿度下，考察琼胶低聚糖的吸湿性能。从表中可见，在三种湿度环境中，阳性对照甘油具有良好的吸湿性，而琼胶低聚糖则表现出更强的吸湿性能，且在短时间内即可发挥吸湿作用，随时间延长，维持较好的吸湿率，并均高于甘油。值得注意的是，在低湿环境中(R.H.＝29％)，样品反而表现出更强的吸湿能力，随时间延长，每2h吸湿率以平均3.13％的幅度增加，在24h时达到14.27％。

表1琼胶低聚糖在三种湿度下的吸湿性能(％)

试验例2

琼胶低聚糖的保湿功效

取琼胶低聚糖配成1％浓度的水溶液，涂敷在贴有医用透气胶带的玻璃板上，分别放入盛有饱和硫酸铵溶液(相对湿度80％)，饱和碳酸钾(相对湿度43％)，饱和氯化钙(相对湿度29％)的干燥器中，置于温度为25℃的恒温培养箱中保持恒温，在不同时间精确称量，计算其吸湿率：

保湿率(％)＝W₁/W₀×100％

式中W₀为放置前含水重量，W₁为放置后含水重量，g。

本试验例中，琼胶低聚糖在三个湿度下具有一定的保湿能力，但三种湿度环境中的保湿能力有区别，在湿度43％的环境中，琼胶低聚糖的保湿性能较差，下降的比较大；但指的关注的是，在低湿度环境中(R.H.＝29％)，琼胶低聚糖反而表现出良好的保湿性能，因此，倘若用于化妆品中，在干燥环境中能发挥较好的保湿功效。

表2琼胶低聚糖在三种湿度下的保湿性能(％)

试验例3

琼胶低聚糖的酪氨酸酶抑制功效

本试验例中，酪氨酸酶的单酚酶活力测定以0.5mmol/l酪氨酸为底物，体系中酶浓度为45U/ml，在475nm的波长下，30℃恒温连续测定光密度随时间的变化曲线，由直线斜率求得酶活力，消光系数ε＝3700(mol/l·cm)^-1，直线外推得到的截距为迟滞时间。

酪氨酸酶的二酚酶活力以0.5mmol/l L-多巴为底物，体系中酶浓度为45U/ml，在475nm下测定不同浓度抑制剂对酶活力影响，并计算酶的剩余活力与抑制剂的浓度依赖关系。

酪氨酸酶是黑色素合成的关键酶，它催化酪氨酸形成多巴和多巴醌，最终产生黑色素。因此，能够抑制该酶活性的物质，可以达到美白肌肤的效果。首先在本实例中，从酶的剩余活力与琼胶低聚糖的浓度曲线来看(图1)，琼胶低聚糖对酪氨酸酶二酚酶的剩余活力在低浓度时就发生了明显的降低，说明该物质对酪氨酸酶的二酚酶活力有很好的抑制作用，其IC₅₀小于0.04mg/ml。

本试验例中，不同浓度琼胶低聚糖对酪氨酸酶单酚酶活力，从反应开始时产物的形成量就缓慢地上升，到一定时间后呈直线上升，反应体系达到恒定的反应速度，说明催化反应已达到稳定态(图2)。酶反应的迟滞时间随着抑制剂浓度的增大而延长，稳态的酶活力也随着抑制剂浓度的增大而下降，说明琼胶低聚糖对酪氨酸酶的单酚酶活性有显著的抑制作用。为了确定该物质对酪氨酸酶单酚酶的抑制强度，以酶稳定态活力和迟滞时间对样品浓度作图(图3)，当浓度达到0.4mg/ml时，单酚酶反应的迟滞时间由94.34s增大到145.36s，酶的稳态反应速度降至原始酶活的40.93％。测定酶活力下降50％的抑制剂浓度(IC₅₀)约为0.2mg/ml。

试验例4

琼胶低聚糖对黑色素瘤细胞分泌黑色素的抑制

本试验例首先观察了琼胶低聚糖对黑色素瘤细胞B10-F0的细胞的增殖抑制情况。细胞存活率采用常规的MTT法测定。其次，检测了细胞内黑色素分泌的抑制：于6孔板内加10⁵个细胞，培养24h后，分别加入不同浓度的受试物。作用3天后，细胞消化离心，PBS洗涤并计数，加入1％Triton-X/PBS裂解细胞，再加入含10％DMSO的1mol/l NaOH溶液，于80℃下溶解黑素颗粒，475nm处测定吸光度值。

抑制率＝{1-(药物孔OD值/细胞密度)/(对照孔OD值/细胞密度)}×100％

试验例的结果显示，琼胶低聚糖在浓度低于0.7mg/ml的情况下，对细胞无任何毒性，甚至在低浓度下能够刺激细胞的生长。说明该类物质是对细胞无毒、安全的化合物。而在此安全浓度范围内，琼胶低聚糖却能够很好的抑制B16-F0细胞的黑色素(图5)，并呈浓度趋势变化。当浓度为0.2mg/ml时，抑制率达到13.92％，当浓度增大至0.6mg/ml时，抑制率升至23.38％。因此，从细胞结果可直观的证实，琼胶低聚糖能够有效的抑制细胞中黑色素的产生，具有美白的效果。

Claims (5)

1.一种琼胶低聚糖在化妆品中的应用，其特征在于采用如下结构式的琼胶低聚糖，作为制造化妆品添加剂美白剂使用，且所述的琼胶低聚糖是来自于养殖红藻多糖的琼胶的降解产物，

其中n＝5-15，为自然数。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述的添加剂还作为保湿剂或者吸湿剂。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述的添加剂还作为保湿剂和吸湿剂。

4.根据权利要求2或3所述的应用，其特征在于所述的美白剂是基于抑制酪氨酸酶活力，从而控制黑色素细胞分泌黑色素而达到的。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于所述的养殖红藻包括紫菜、石花菜、或者江蓠。

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