1. 前言
结合党的二十大报告指示,“树立大食物观”“构建多元化食物供给体系”,推动包括生物技术在内的战略性新兴产业发展,构建新的增长引擎。
因此,在2023年4月20日南京未来食品创新论坛上,由清华大学化学系博士,专攻美白抗衰领域的专家刘学东博士,带来β-葡聚糖在皮肤演绎与修复方面的主题报告,期望在食品领域,也能拓宽功能性多糖的应用层次。
对于功能性多糖,我们常听到的一个词就是透明质酸,透明质酸在化妆品行业里,是一个十分重要的产品,但通常在给透明质酸定义的时候,因其吸水的特性,会给这个成分打上一个保湿的标签。可同时在皮肤的其他方面,透明质酸也能带来一定的功效。因此在研究葡聚糖的时候,通过查阅大量的资料和研究发现,葡聚糖在修复方面,尤其是关于皮肤床上的修复方面,会有非常突出的表现。
2. β-葡聚糖的科学概述
葡聚糖是指以葡萄糖为单糖组成的同型多糖,葡萄糖单元之间以糖苷键连接。因此根据糖苷键的链接分部位类型可分为α-葡聚糖和β-葡聚糖,分子结构如下图。
其中,葡聚糖中β-葡聚糖是最具生理活性。在二十世纪四十年代,Pillemer博士首次发现并报道酵母细胞壁有一种物质具有提高免疫力的作用。经过图伦大学Diluzio博士进一步研究发现,酵母细胞壁中提高免疫力物质是一种多糖——β-葡聚糖。
β-葡聚糖可以加速皮肤的修复的主要作用机理,是因为β-葡聚糖非常容易与Dectin-1受体结合,在这个的作用下,巨噬细胞的活性得到增强,尤其在创伤修复的这些炎症阶段,能够吞噬病原体,并释放出一些免疫球蛋白,对皮肤进行修复,因而产生强大的免疫作用。
而在葡聚糖的性质上,主要取决几个方面,第一是β-葡聚糖的组成。比如燕麦葡聚糖无需化学改性,其水溶性比较好;第二是它的三维结构,这取决于葡聚糖水溶性,第三个方面则是亲水基团,这种亲水基团通常在葡聚糖三位结构的外侧,如果不能将亲水基团包裹在里面,那么将很难在配方中得以充分的应用。
而近年来为加强酵母β-葡聚糖的应用,对其中进行羧甲基化改性处理,改进了产品的水溶性。然而值得注意的是,在改进酵母B-葡聚糖的水溶性的同时,β-葡聚糖的羧甲基化对分子的3D结构和功能也有影响。使用不同取代度的β-1,3-葡聚糖进行的生物学功效评价表明:羧甲基化取代度超过75%时,生物学功能开始丧失;β-葡聚糖分子被完全取代时则会导致其生物功效完全丧失。
3. 合泰赛莱可的创新型
在葡聚糖跟Dectin-1结合的过程中,其实β-葡聚糖的结合度是最高的。由于跟Dectin-1的结合,会产生一系列的功效,因此结合性能越好,在皮肤其他维度的表现上面也可能更优越。所以反馈回来β-葡聚糖里面β-1,3-葡聚糖的行为,在结构里面的占比越高,那它的整体功效表达越完整。
那么赛莱可的产品则有五个我们在化妆品中属于非常好的一些特点。
第一是天然性。目前在化妆品领域里面,都在讲究天然护肤的这些特点,而通过专利菌株生物发酵转化而成的,可以非常好的契合这样一个消费者喜好。
第二是纯度,赛莱可纯度可达90%以上,因此在整个可配方阶段、可使用阶段、预期功效阶段,赛莱可能够达到效果的都非常好的。
第三是水溶性,水溶性高的这个条件,就提供了很多不同维度的配方概念,比如水剂、乳液状态,甚至是膏霜形态的,都可以来实现。
第四是稳定性。新的化妆品法规出台后,在国家的监管之下,如果我们需要有三年的货架期,以此反馈产品的各个不同维度,那么就需要有一个稳定性测试的通过度。在这一个方面,塞莱克的产品足以耐140℃高温以及耐酸碱。
第五是加工性,在这一方面赛莱可也表现得十分优异。
自20世纪40年代从酵母细胞壁中的发现葡聚糖能够提升免疫力,进而在60年代将其分离出来,并命名为β-葡聚糖,再到70年代这期间,关于葡聚糖生物活性的话题已经经历了各个不同维度的讨论,直到8、90年代,才开始在化妆品行业逐渐应用起来。根据β-葡聚糖在临床皮肤修复和化妆品方面的应用,主要在增强皮肤屏障,增强皮肤免疫,能够将其称之为免疫黄金。因为我们认为葡聚糖在化妆品上面的应用,还有非常大的可开发空间。
通过利用专利菌种和生物发酵技术,取得的全新结构β-葡聚糖,即赛莱可。赛莱可是由葡萄糖通过7个β-1,3-糖苷键加上2个α-1,3-糖苷键,连接而成的重复单元线性高分子,分子量200-250万甚至能达到300万道尔顿。是继1952年美国人首次获取到黄原胶、1966年日本人首次获取到可得然胶后,生物多糖研究领域的又一大发现。
不过对于赛莱可而言,不论是就完整的酵母菌株来说,还是β-葡聚糖结构里的1,3β-葡聚糖的成分占比都非常高,这也表明其在化妆品领域中将拥有一个非常明朗的应用前景。
例如关于下面的这几个实验:
第一个是关于赛莱可的水溶性测试:
首先,可以看到赛莱可的这款产品如果使用水作为溶剂,会看到它的清澈度是最高的,而燕麦的葡聚糖实际上是非常不透明的状态,那酵母的β-葡聚糖就纯粹就是相对来说比较难溶于水。
第二个实验是关于β-葡聚糖,以斑马鱼的创口修复上的测试:
如果创口完全愈合,那么在图片应显示为全透明。如果斑马鱼有创伤,那么图片上就会出有不透光或者黑色阴影的部分。因此在实验中,我们在斑马鱼的中间的部位给实施了一个人为性的创伤,随即发现斑马鱼在整个实验的过程中,β-葡聚糖对斑马鱼的伤口愈合或者伤口愈合的促进作用,会随着β-葡聚糖的浓度的增加而增加。
第三个实验是关于β-葡聚糖,抵御紫外线损伤的:
进行UVA照射的前后对比,这也是化妆品行业通常会使用到的一个测试。即在UVA照射前涂抹上具有抵御功效的成分,测试皮肤的强韧程度以及抵御UVA或者抵御紫外线照射的。或照射之后,再涂含有活性成分的产品,分析晒伤愈合的速度和程度,通过这两个角度来判断。
要判断产品或者活性成分是否对皮肤具有修复作用。那么赛莱可的产品,最后会发现无论是这个照射前,用还是照射后用,其实都有非常好的表现。
在紫外线UVA照射前后,赛莱可都可以显著提高细胞的存活率。与照着组的细胞存活率了67.97相比,赛莱可处理后的细胞存活率为97.88%。这也就表明,赛莱可是可以通过减轻紫外照射引起的炎症反应,降低紫外线UVA对胶原蛋白合成的影响,从而较好的维持皮肤的正常形态,最终起到保护皮肤的作用。
通过荧光实验标记发现,赛莱可处于不同的浓度下,对炎症部位也有所缓和。
以及关于皮肤敏感度方面,利用乳酸刺痛的办法,参考了31名女性在此方面进行的皮肤测试。化妆品行业判断一个人的皮肤是否属于敏感的标准,一般通过一定浓度、计量的乳酸溶液来刺痛皮肤,这样让受试者感知皮肤产生的疼痛,并进行自评。
因此,在进行敏感性实验中,我们也罗列了受试者的各项参数维度,如皮肤保湿程度、受保护程度等,在罗列记录第2周和第四周的结果,受试者从0-4中对感受的疼痛打分,0分最低,4分最佳。
在皮肤字样和保湿的维度上看,在第二周时受试者给予3、4这两个评分一共累计达到90%;而第四周则达到了93%-94%,这也表明了皮肤的各个维度,实际功效会随着使用时间而增长,从第二周到第四周逐渐好转,并且消费者可以清晰感知到这种好转的过程。
并且,在使用的过程中,消费者可以清晰感知到自己皮肤状态逐渐变好,这是一个非常难能可贵的结果。因为在实际感知方面,即便我们知道最终结果一定时好的,但可能需要日复一日的等待,那么这之间存在的线性关系也有可能被打乱。尤其是每个人的生活习性都会存在差异,如作息、饮食或者其他生活习惯方面,这些对皮肤带来的影响会更大。
4. 结束语
不仅仅在食品保健行业,化妆品行业也在一次次迭代中,更新原料与科技。正如从β-葡聚糖在日化领域开始应用,到全新开发出具备独特多重功效的赛莱可。对于往后而言,从化妆品以及新原料和新应用场景、到食品保健和生物食品、再到基因科学与个性化定制等,也将更加深层次的融入到生活方方面面,同样这也需要不同行业间的通力协作。
刘学东博士
刘学东(Dario LIU),巢归研究院创始人、清华大学博士。先后在强生全球创新中心、欧莱雅全球研发中心,从事护肤及美妆领域研发17年,并拥有5年美,法两国研修工作经历。熟悉国际化研发体系的建立,带头建设了仙迪研发中心和樊文花面部护理研究院。曾领导欧莱雅国际彩妆BRIDGE团队,深入研究皮肤光学及其模拟,Natural look和Waterylook及其产品设计。技术理念具备一流国际化水准。拥有发明专利15余项,中英文论文20余篇。中英文流利,法语熟练。
目前专注于:技术驱动品牌发展策略、皮肤光学体系解析和模拟、皮肤问题以及解决方案的研究、化妆品技术研发及功效评估体系化研究、生物合成类人源功能成分及其功效表达。巢归研究院,致力于推行技术创新引领品牌发展,推行品牌技术双驱动。
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