壳聚糖及其衍生物的护肤作用壳聚糖及其衍生物的护肤作用何芷筠（仲恺农业工程学院 化学化工学院 化学工程与工艺072 广东广州 510225）摘摘 要：要：壳聚糖及其衍生物是一种资源丰富、用途广泛的天然高分子材料。甲壳 素、壳聚糖已经被广泛应用于日用化工、环保、食品工业、农业和医疗等行业。 本文主要综述壳聚糖及其衍生物的保湿护肤作用与发展前景。关键词：关键词：壳聚糖 壳聚糖衍生物 保湿 护肤1.1.引言引言壳聚糖（Chitosan）是甲壳素脱乙酰化而得到的一种生物高分子。由于壳聚糖分子中有大量游离氨基的存在，其溶解性大大优于甲壳素，而且兼具有甲壳素的天然性、无免疫原性、无毒无味、生物相容性好与易于降解等优点，所以壳聚糖有十分良好的经济应用价值，在食品、环保、医药、化工等领域具有广阔的应用前景1,2。人们对壳聚糖的研究十分活跃，其应用领域也不断拓宽。壳聚糖及其衍生物溶于酸性溶液形成直链聚阳离子，成膜性好，可附于角蛋白与类脂质上，有一定的水分调节功能。配入化妆品中具有保湿、抑菌作用，又不引起任何的过敏刺激反应3,4，是良好的护肤品原料之一。2.12.1 壳聚糖及其衍生物的护肤原理壳聚糖及其衍生物的护肤原理壳聚糖来源于生物体结构物质，与人体细胞有很强的亲和性，可被体内的酶分解而吸收，对人体无毒性和副作用5,6。另外，虽然壳聚糖分子内和分子间存在许多氢键，使其分子比较僵硬和缠结在一起，在水中的溶解度降低。然而，对壳聚糖结构上的羟基、活泼的氨基等基团进行化学改性后得到的衍生物，由于分子中含有羟基、羧基等易溶于水的基团，使其在水中的溶解度大大提高7，从而使其具有良好的吸湿性、保湿性、纺丝性和成膜性。此外，壳聚糖及其衍生物具有抑制细菌、霉菌生长的活性，是抗菌谱较广的天然抗菌物质，运用在护肤品上可起到保护皮肤的作用。2.22.2 壳聚糖及其衍生物在护肤品中的应用优势壳聚糖及其衍生物在护肤品中的应用优势壳聚糖及其衍生物在化妆品方面的应用主要是利用其优良的保湿增湿性能。壳聚糖本身具有成膜功能，又具有良好的透气性能，是一种强的吸湿剂与保湿剂，与传统的保湿增湿剂相比，壳聚糖 及其衍生物 的保湿增湿效果更佳，在洗面奶及各类膏、霜中使用更显其优越性。护肤化妆品最重要的性能之一是调湿作用，即化妆品的保湿增湿作用，通常护肤品的有效性就是依据其调湿能力而言的。在护肤化妆品中添加一定量的壳聚糖或其衍生物，既可以防止化妆品配方中水分的逸失，又可以对表皮水分进行水合，从而起到增湿保湿作用。而且，壳聚糖良好的透气性又不干扰表皮对废物和毒素的排泄，不会造成皮肤粉刺。如含有适量壳聚糖或其衍生物的面膜弹性好、对皮肤具有明显的滋润及保护作用。其他添加壳聚糖或其衍生物 的护肤产品也有易被皮肤吸收、促进血液循环的作用。2.2.1 具有优良的生物相容性和成膜性，可充分保持营养成分具有优良的生物相容性和成膜性，可充分保持营养成分由于壳聚糖的组成单元成分氨基葡萄糖和人体表皮脂膜层重要成分神经酰胺的结构非常相似，因此它可与表皮脂膜层相互作用，产生一层壳聚糖脂膜层。壳聚糖脂膜层具有优良的延展性，利用这一特性壳聚糖已用于制造人造皮肤、手术缝合线等8,9。同样，添加了壳聚糖 或壳聚糖衍生物 的化妆品，可在人体表皮上形成一层天然仿生皮肤，由于其具有良好的通透性，可以充分保持化妆品中的有效成份如保湿剂和营养剂等。另外，壳聚糖膜在人体表皮上会形成一道天然屏障，可以阻断或减弱紫外线和病菌等对皮肤的侵害。2.2.2 具有抑菌功能和显著的美白效果具有抑菌功能和显著的美白效果壳聚糖具有明显的抑制霉菌、细菌和酵母的效果， 是抗菌谱及较广的天然抗菌物质，目前已用于水果、熟肉制品的保鲜，如日本在熟肉的保鲜上已广泛使用壳聚糖，意大利用壳聚糖保鲜的水果可在室温下保存1 年。壳聚糖及其衍生物用于化妆品中，可渗透进入皮肤毛囊孔，抑制并杀死毛囊孔中藏匿的霉菌、细菌等有害微生物，从而消除由于微生物侵害而引起的粉刺、皮炎，同时 利用壳聚糖及其衍生物的抑菌作用， 可消除由于微生物积累而引起的黑色素、色斑等。壳聚糖本身还可以抑制黑色素形成酶的活性，从而消除由于代谢失调而引起的黑色素。可以说 添加了壳聚糖的化妆品是一种性能很好的美白化妆品。以谭天伟为首的北京化工大学率先将甲壳素应用于护肤品中并发出第一代华而馨美白日霜、晚霜，是多项科研项目的结晶10。科学证明，甲壳素与“天然保湿因子”透明质酸及果酸熊果苔等配伍，能提高真皮细胞的再生能力，有效去除皱纹和黯淡肤色，充分滋润肌肤，保持皮肤弹性，能阻隔紫外线及其他放射性物质对皮肤的伤害，防止黑色素形成、淡化和消除己经形成的色斑，使肌肤美白。2.2.3 具有保湿、润滑皮肤的功能具有保湿、润滑皮肤的功能壳聚糖及其衍生物的 大分子的结构上连有许多结合水分子的氨基，具有优良的吸湿性和保湿性，经过化学改性的壳聚糖 (如引入羧甲基 、羟丙基后)能进一步改善其保 湿性11,12。保湿剂的种类较多，其中来源于生物体的保湿剂透明质酸(Hyaluronic acid 简称 HA),由于其分子的空间伸展特别大，疏松的、膨胀的分子形状使它在溶液中占据较大的空同，能够结合大量的水分，既使在低浓度下，还具有高黏度，及具有高的粘结性和渗透性，从而使它有更强的保水和润滑作用，是一种性能极佳的保湿剂。HA 对人体皮肤无任何刺激性，应用到化妆品中，可对皮肤有滋润作用，使皮肤富有弹性、光滑、延缓皮肤老化，所以说目前，HA 是化妆品中所用保湿剂中性能最佳的，因此含有 HA的化妆品是国际上公认的“第四代化妆品” 。2.2.4 具有刺激细胞再生及修饰皮肤的功能具有刺激细胞再生及修饰皮肤的功能人体皮肤由于日晒、干燥和衰老等原因，会产生干裂；随着年龄的增加，人体细胞的再生速度减慢，表皮细胞聚集会产生空隙即我们常说的皱纹，采用含壳聚糖的化妆品不但可以给皮肤提供营养成分如胶原蛋白等，而且壳聚糖可填充在表皮产生的干裂缝中，和表皮脂膜层中神经酰胺作用，最终和表皮长成一体，以达到修饰美容的效果。另外，壳聚糖还是一种优良的细胞生长诱导因子13，目前已广泛用于动植物细胞的增殖培养中。用于化妆品时，它可以刺激加快表皮细胞的再生速度，从而达到减缓衰老，修饰美容的效果。壳聚糖不但在护肤品中有着重要应用，而且在护发液和浴液等日用品中也有着重要用途。如利用壳聚糖优良的成膜特性，可用于多种发胶和香波中。3.3.壳聚糖护肤品的应用趋势及市场趋势壳聚糖护肤品的应用趋势及市场趋势壳聚糖最早是作为食品添加剂使用，近几年开始用于化妆品中，已成为化妆品界的新宠。 甲壳质与保湿剂(humectants)是化妆品中的一种重原料，它与皮肤年轻化与水分密切相关，所以保持皮肤湿度是化妆品的一项重要功能。壳聚糖及其衍生物具有的吸湿性、保湿性和良好的生物相容性正正符合了护肤品的功能应用14,15。国际知名Kline咨询公司关于 护肤品、化妆品原料市场的最新研究 报告指出，随着消费者对护肤品的要求，不仅有清洁、保湿等功能，还希望能祛皱、增强皮肤弹性 ，化妆品生产商开始大量使用天然活性物。又由于抗衰老，皮肤护理品中天然成分需求量增加，各种维生素、活性物、植物精华素将主导今后世界护肤品、化妆品原料市场。 壳聚糖作为天然的神生物原料，丰富存在于节肢动物如虾、蟹等的甲壳中，也广泛存在于低等植物如真菌、藻类的细胞壁中。据统计，自然界中每年甲壳素的生物合成量在1000kg以上，可见其自然界储量之丰富。壳聚糖及其衍生物的保湿性、生物相容性、抑菌性和原料的丰富性使其在护肤品、化妆品的生产运用上越来越得到重视与广泛的应用。4.4.展望展望壳聚糖是一种胺基多糖，在自然界大量存在。壳聚糖是甲壳素的脱乙酞产物，其毒性低，可生物降解，可被体内组织中酶降解，具有良好生物相容性。因此壳聚糖及其衍生物用于皮肤保护是安全的。但是，壳聚糖本身有一定药理功效，在产品中中或多或少会有一些残留，故使用过程中应对其残留量作一定探讨和说明。由于壳聚糖及其衍生物的化学修饰方法不同，其分子质量大小也不同，故具有不同的作用和用途，对其研究的深度和广度还远远不能适应日益迅速发展的日用化妆品产业16,17。总之，甲壳素和壳聚搪及其衍生物具有多功能性、生物相容性、生物降解性，保湿性等，因而在各个 领域具有广泛应用。甲壳素由于其无毒性而成为一种绿色高科技新材料18，具有极大的开发潜力和应用前景，我们应积极开发其在各个领域的应用。随着科学技术的不断进步以及对壳聚糖及其衍生物的研究的进一步深入，这一类具有独特性能的高分子化合物，必将在各个领域中有光明的前途和应用前景。参考文献：参考文献：1 郭建民,徐晓军,李林.甲壳素/壳聚糖的制备与应用.化工环保J,2004,24:126-128 2 蒋挺大.甲壳素.中国环境科学出版社,1999:3763 WAO Huji.JPO106209,1989 4 许晨,卢灿辉.应用化学,1996,13(5):94 5 柴建萍,白兴荣,谢道燕.壳聚糖一种极具开发利用价值的活性物质J.云南农业 科技,2005,1:26-27 6 綦秀芬,刘桂菊,李恩泽等.甲壳质及其衍生物在医药方面的应用J.齐鲁医学杂志,2002,17(4):364 7 周震涛,赵慧峰.甲壳素改性术后防粘连材料研制和应用.2001年全国高分子学术论文报 告会论文集,中国化学会,2001:121-123 8 林宏云,倪合鸣.甲壳素手术缝合线在大鼠体内降解性和强度变化的研究.安徽大学高分 子材料研究所,2003:303-306 9 宋超,吉爱国,宋淑亮,等.甲壳素及其衍生物在医用领域的最新研究进展.2006-2006第 六届中国药学会学术年会 10 唐学蓉.保水性甲壳质衍生物的制备及性能.1999年第二届甲壳素化学与应用研讨会论 文集.1999:198-188 11 林友文,林青,蒋智清,等.羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖的制备及其吸湿、保湿和抑菌性 能.中国化学会第三届甲壳素化学与应用研讨会论文集,2001,3:111-114 12 袁毅桦,陈忻,刘颖梅,等.羟丙基壳聚糖的制备及其吸湿、保湿性研究.精细与专用化 学品,2005,13(7) 13 姚康德,沈锋,杨丽芳,等.甲壳素和壳聚糖生物特性与载体应用研究进展.1998年中国 第五届海洋湖沼药物学术开发研讨会论文集.1998:254-25814 BAO zhiming, PAN Jilun, WU Chen, YU Yaoting. Chitosan-based Materials for Liver Tissue Engineering.The Key Laboratory of Bioactive Materials, Nankai University, Minstry of Education, Tianjin300071, China, Correspondence to Pan Jilun: 533-53415 Li Mingchun.Drug Release Behavior in N-alkyl Chitosan Membranes. Chemical Engineering College, Huaqiao(Overseas Chinese)University, Quanzhou, Fujian 362011,CHINA:173-179 16 赵庆美,逯全县,田勇.甲壳素、壳聚糖及其衍生物在生物医药领域中的应用研究近况 J.化工时刊,2006,20(5) 17 郎刚华,刘万顺,陈西广,等.壳聚糖及其衍生物在生物工程领域中的应用研究.2000年 中国第六届海洋湖沼药物学术开发研讨会 18 刘其凤,任慧霞.甲壳素和壳聚糖的资源开发及其药理作用.全国第七届工业生化学术 会议论文集,2002,7:32-35