生物多糖在皮膚保濕技術的應用機制

皮膚由於受到各種外來刺激，環境損傷，使得皮膚表皮細胞受損，容易造成皮膚乾燥缺水，常規的小分子保濕劑能給皮膚帶來即時的補水，但不能達到持久保濕。而傳統化妝品中使用凡士林，白礦油等封閉性保濕劑，不能給皮膚的充分透氣性，堵塞毛孔，使油性肌膚容易滋生青春痘和痤瘡。

生物多糖將是繼蛋白質、氨基酸、活性肽之後應用於護膚產品的新熱點。

本文採用殼寡糖、銀耳多糖、海藻糖、燕麥β-葡聚糖、透明質酸五種生物活性多糖科學組合的封閉保濕技術，五款生物多糖能夠在肌膚上建立三維立體半透氣生物膜，能夠有效降低皮膚水分散失，提升皮膚水合能力，提升皮膚水分含量。多糖作為信息分子廣泛參與細胞間配體與受體的相互識別，細胞間信號轉導等生理過程，與細胞活化，增殖，分化及產生細胞因子等有關，天然多糖具有抗氧化和保濕的雙重功效。

1、生物多糖介紹

生物活性多糖，是一類具有多種生理活性和特殊保健功能的高分子碳水化合物聚合體，它們廣泛存在於自然界中的動物，植物，微生物，海洋生物體內，資源豐富。一般由七個以上一種或兩種以上的單糖以特殊糖苷鍵縮合而形成的單一聚糖，雜聚糖或粘多糖。生物活性多糖具有營養和保濕雙重功能，本文甄選的殼寡糖、銀耳多糖、海藻糖、燕麥β-葡聚糖、透明質酸五種種復配的生物多糖，其結構含有大量的羥基，能夠以氫鍵的形式與水結合，同時具有良好的成膜性，能夠在皮膚表面形成「鎖水膜」防止皮膚水分流失，達到持久保濕的效果，並給消費者以皮膚細膩柔滑，不黏膩的護膚體驗。

1.1殼寡糖

殼聚糖作為一種資源豐富，也是天然存在的唯一的鹼性多糖，性能獨特的天然高分子化合物，有無毒，生物相容性好，可生物降解，可再生等優點。殼聚糖配入護膚品中，可提高產品成膜性，具有抗菌，保濕功能，且不引起任何過敏刺激反應。不同分子量的殼聚糖具有不同的作用，低分子量殼聚糖則相對更佳的保濕性能，這是因為殼聚糖被降解後，殼聚糖分子中的氫鍵作用削弱，晶體結構被破壞，分子呈鬆散狀態，有利於水分子的接近進而與其分子中親水基團如羥基和氨基形成氫鍵，大大提高了吸濕和保濕性能。

本文加入殼寡糖的化妝品還具有成膜性，羥基的解離使溶液中的羧甲基脫乙醯殼寡糖分子處於負離子的相互排斥狀態，構象鬆散，低濃度時可佔據整個溶液空間，高濃度時相互纏繞形成網狀結構，賦予溶液特殊的流變性質，具有較好的成膜性，小分子羧甲基殼寡糖能深入真皮層深層鎖水。由於羧甲基脫乙醯殼寡糖高度伸張並相互纏繞連接形成連續的網狀結構，而水分子則在此網路內通過極性鍵和氫鍵與其相互結合，使其就能吸收和保持自身重量的千倍水分。

殼寡糖可對皮膚髮揮保水作用，增強皮膚角質層的水分，使皮膚髮揮保水作用，使皮膚滋潤光滑，細膩柔軟且富有彈性，殼寡糖既可以防止妝品配方中水分散失，又可以對錶皮水分進行水合，從而起到增濕保濕作用。

1.2 銀耳多糖

銀耳又名白木耳，雪耳，其內含有碳水化合物，蛋白質，維生素和多種氨基酸等。銀耳多糖是銀耳中的主要活性成分，來源於銀耳子實體和銀耳深層發酵孢子中分離，純化得到的雜多糖。其主鏈為由α-（1-3）-糖苷鍵組成的甘露聚糖，主鏈的2,4,6 位上連接葡糖糖，木糖，岩藻糖及普通糖醛酸等殘基組層的側鏈，其活性中心是α-（1-3）-甘露聚糖這一共同結構部分。銀耳多糖具有優異的抗氧化和保濕性能。

銀耳多糖，營養豐富，含有蛋白質，脂肪和多種氨基酸，礦物質和肝糖，銀耳多糖富有天然特性膠質，加上它的滋陰潤膚作用，能去除臉部黃褐斑和雀斑的功效。根據銀耳多糖的分子結構特徵，也具備優良的保濕性能。銀耳多糖具有多種生物活性與作用機制。

1.2.1 對免疫系統作用

1.2.1.1 對體液免疫作用

銀耳多糖對網狀內皮系統吞噬功能具有明顯的激活、增強作用，並能拮抗環磷醯胺引起的免疫功能抑制。銀耳多糖從而可提高體液免疫能力。

1.2.1.2 對細胞免疫作用

銀耳多糖能夠提高T淋巴細胞的應答功能，即提高細胞免疫功能，拮抗環磷醯胺引起的免疫抑制。銀耳多糖的免疫調節作用與淋巴細胞的信號傳導系統密切相關。

1.2.2 抗氧化和抗衰老作用

體內代謝和外源性因素產生的自由基均被證實可修道細胞凋亡，而氧自由基引起組織損傷由抗氧化系統功能減弱而導致，超氧化物歧化酶（SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶活力降低和脂褐質增多都是衰老的標誌。銀耳多糖對清除自由基抗氧化效果明顯。

1.3海藻糖

海藻糖是一種穩定的非還原性雙糖，由兩個吡喃環葡萄糖分子以α- 1,1糖苷鍵連接而成。 最常見以二水化合物形式存在，其水溶液性質穩定，無色無臭，口感約為帶甜味。具有較好的低吸濕性和保水性。特殊的分子結構使其具有較強的穩定性，是天然二糖中最穩定的分子。

海藻糖是由特殊雙糖分子構成的非還原性糖，特性非常穩定，能夠在高溫，高寒，乾燥，失水等惡劣條件下在細胞表面形成特殊的保護膜，有效保護生物分子結構不被破壞，從而維持生命體的生命過程和生物特徵。海藻糖具有優異的保持細胞活力和生物大分子活性的特性。

本文採用海藻糖能夠在細胞表層形成一層特殊的保護膜，具備優異的保濕性能。海藻糖具有獨特的生物學特性，如抗脫水，抗冷凍，抗高滲透保護，抗氧化，保濕等，這些特性與其天然的分子幾個分不開的。

1.3.1 抗氧化、抗輻射特性

海藻糖是一種潛在的自由基清除劑。其糖環上的還原性羥基可以結合脂質過氧化鏈式反應中的活性氧，從而阻斷過氧化的進行，起到抗氧的作用。海藻糖還可以清除α、β射線產生的自由基，有效保護細胞DNA免受損傷的作用。

1.3.2保濕特性

海藻糖分子含有多個羥基和極性基團，可與周圍環境的水分子形成氫鍵，牢牢鎖住水分，起到保水作用。此外，海藻糖還可與其他多糖在細胞外基質形成一層保護膜，降低皮膚表面的水分蒸發，從而實現保濕潤膚的功效。

1.3.3 提高滲透保護

海藻糖具有提高滲透保護研究很多，認為微生物對逆境生長的環境做出及時的自我保護應急反應。比如釀酒酵母，在高滲透條件下，體內合成部分海藻糖，以保護自身不受惡劣環境的侵害，以保護自身不受惡劣環境的青海，說明海藻糖可以作為天然滲透壓保護劑。

1.3.4 抗冷凍保護性

海藻糖在細胞保存方面具有特殊的作用。國外研究表明，添加外源性海藻糖可以顯著提高酵母細胞的存活率。在冷熱處理細胞時，發現這種細胞對抗逆環境耐受力有所提高，認為其主要原因延緩了細胞的流動性。

人類皮膚外表層細胞大約含有20%的水分，這些水分構建了一道天然防脫水及抵禦外界物質侵害的屏障。因此，保護這些水分很重要，皮膚在乾燥，高溫等環境下，表皮細胞極易失去水分而死亡脫落。

海藻糖被稱為「生命之糖」，具有保濕，活化細胞，抗皺等特殊功能。海藻糖可以很好的維持細胞完整性，顯著提高表皮細胞存活率。海藻糖能夠在細胞表層形成一層保護膜，減少皮膚表面水分蒸發，令水分自由擴散至角質層，從而有效保濕潤膚。 海藻糖具有保護細胞作用的一種保濕劑，防止乾燥給皮膚帶來的損傷，一般保濕劑都是一給細胞補充水份為目的，而海藻糖主要是一對細胞本身起保護作用的保濕劑。

1.4 燕麥β- 葡聚糖

燕麥β-葡聚糖是禾穀類植物籽粒胚乳和糊粉層細胞壁的主要成分，在穀物中以燕麥和大麥含量較高，燕麥胚乳和糊粉層細胞壁中，β-葡聚糖佔85%以上。

燕麥β-葡聚糖是一種粘性多糖，通過β（1-3）和β（1-4）糖苷鍵把β-D-吡喃葡萄糖單位連接起來，形成一種高分子聚合物，其中約有70%的β（1-4）糖苷鍵和30%的β（1-3）糖苷鍵。分子量變化範圍5300-257200。本文採用的是水溶性β-葡聚糖，其中β（1-3）糖苷鍵與β（1-4）糖苷鍵含量之比為1:2.5~1:2.6。

β-葡聚糖白色無味，比較穩定，幾乎不受溫度和PH值的影響，而且β-葡聚糖那個具有較強的持水性，纖維網路穩定，對肌膚有良好的保濕性能。低濃度燕麥β-葡聚糖就能促進成纖維細胞中的透明質酸合成，水合保濕的同時，促進肌膚深層保濕。

燕麥葡聚糖在化妝品功效，能激發皮膚的免疫系統並使皮膚細胞免受紫外線的傷害，還可以間接地促成纖維間膠原蛋白的產生，從而導致皮膚重組，具有優異的保濕性能。

1.5透明質酸

透明質酸（HA)是由乙醯氨基葡糖糖與葡萄糖醛酸通過糖苷鍵以1:1（摩爾比）組層的雙糖直鏈大分子酸性粘多糖，分子量在幾萬到幾百萬道爾頓之間，HA分子中存在大量羥基（-OH），使它產生強大的親水性，能夠結合大量的水，表現出良好的保濕性能。HA最突出的特點，它的成膜性及潤滑性。HA作用於皮膚表面，可形成一層透氣的水化彈性膜，與水結合後增加皮膚潤滑感，保持皮膚滑爽，滋潤，富有彈性，起到特殊的保水作用。

透明質酸（HA)在皮膚中主要由角質形成細胞和成纖維細胞合成,雖屬於糖胺聚糖(GAGs)，透明質酸主要以遊離形式存在，而不形成蛋白多糖。在人體中50%的透明質酸存在皮膚的真皮和表皮的細胞外基質中，具有極強的吸濕性，能夠鎖住自身重量1000倍的水分，在皮膚中的半衰期極短，不超過1天，隨著年齡增加，透明質酸的合成減少，降解增加。本文採用了大分子透明質酸（分子量210萬）和酶切寡聚透明質酸的組合，能夠有效形成一層透氣水化彈性膜的同時，寡聚透明質酸能夠滲透進入角質層參與深層水合保濕，給肌膚帶來持久滋養。本文甑選了不同分子量的透明質酸保濕性能評估，最終選擇分子量210萬的大分子透明質酸和酶切寡聚透明質酸進行最佳組合。

透明質酸在皮膚表面時，形成一層水化膜，即刻對角質層保持濕潤作用，防止皮膚乾燥，令皮膚柔軟光滑。 透明質酸形成水化膜外，還使其具有封閉性潤膚劑和調理劑相同的潤膚功能，可以給予皮膚潤滑的感覺，不同的是，潤膚劑形成的膜是封閉性的，不透氣的，有油膩感和粘帶感，而透明質酸水化膜則為透氣性，非封閉性的，無任何油膩感和粘滯感，其潤膚感象絲綢版自然光滑。

透明質酸不僅大量存在皮膚的真皮組織中，而且也存在於皮膚角質層的角阮細胞間隙中。透明質酸覆蓋在角朊細胞的表面上，吸附水分，對角質層起直接保濕作用。另外，它還與細胞間隙中的脂質成分一起，構成角朊細胞之間的粘連繫統，維持角質層結構的完整性。本文利用大小透明質酸組合體系不僅具備保濕潤膚作用，還直接補充覆蓋在角朊細胞上的透明質酸，維持和加強角質層自身的吸水能力和屏障功能。透明質酸還能根據環境濕度變化自動調節最佳保水量的功能，使皮膚角質層的含水量保持在最佳生理狀態，讓皮膚感覺自然舒適。

2. 構建三重生物膜模型

本文通過海藻糖、酶切寡聚透明質酸進入角質層基底層，保護角質形成細胞；殼寡糖和β-葡聚糖構建中層網狀結構生物膜，由大分子透明質酸（分子量210萬）和銀耳多糖相互鉸鏈，構建三重生物膜，在皮膚內外形成半透氣性封閉性水合生物膜。

本文提出生物活性多糖，不僅在皮膚內外形成半透氣性封閉性水合生物膜，給予肌膚補水保濕功能同時修復皮膚屏障功能，提升肌膚天然抵抗力，降低肌膚過敏幾率。