原料 | 环糊精在化妆品中的应用及其安全性

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认识环糊精

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环糊精(Cyclodextrins,简称 CDs)是α-l,4-糖苷键连接形成的环状低聚糖，通常含有6,7,8个D-吡喃葡萄糖单元，分别称为α，β，γ-环糊精，其化学结构模型。如图 1 所示。它们在 1891 年由 Villiers 发现，为白色结晶化合物，可由芽孢杆菌 产生的环糊精葡糖基转移酶作用于淀粉而制得。

CDs分子具有锥形的圆筒状结构,空腔内侧疏水、外侧亲水,且具有局部的手性空间。其空腔内可以容纳多种有机和无机小分子形成包合物，这样客体分子的性质就会有极大的改变。比如，使不溶性物质的溶解度增加，不稳定物质能更好 地对抗光和热的降解,物质的升华和波动性减少,不兼容的化合物得以形成物理隔离，色谱可以被分离，无用气味和恶臭味道可以被掩盖，同时还能控制芳香类物质的释放。因此，环糊精可作为新型功能性材料用以改善化妆品存在的缺陷。

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环糊精与皮肤

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化妆品作用于皮肤大多需经历透皮吸收的过程，而其功能性成分终作用的部位取决于化妆品的功效。例如：防晒性物质一般作用于皮肤的角质层，以增强皮肤表面反射、散射及吸收紫外线的能力，从而减弱阳光中紫外辐射对皮肤的刺激。而皮肤美白剂、抗皮肤衰老剂及抗氧化剂等一般经由透皮吸收作用于表皮基底层或真皮层发挥作用。值得注意的是，皮肤角质层的屏障作用会阻碍化妆品经皮吸收的过程，从而减弱化妆品功效。因此，增加角质层的通透性成为提高化妆品性能的关键。 角质层虽结构紧密，但并非铁板一块，通过适当处理仍能显著改善透过性。目前增强化妆品透皮吸收能力常用的方法是通过添加渗透促进剂（如不饱和脂肪酸、不饱和脂肪醇等），改变角质层中脂质的排列顺序，使细胞间通透能力增 大，以此促进化妆品透过角质层的几率。

环糊精作为一种新型的化妆品原料，不仅可以作用于角质层表面发生作用，而且还能代替渗透促进剂参与反应。根据相似相溶原理，表面亲水的环糊精很难透过由脂质构成的角质层。因此，环糊精可添加至作用于角质层表面的化妆品配方中。与此同时，根据水合理论及渗透理论，环糊精由于其极易溶于水，当角质层细胞处在水合状态时, 细胞自身会发生膨胀, 导致结构致密性下降，环糊精的角质层分配系数将会随着增加，产生的结果是皮肤层的扩散率增大，使其很容易 的透过皮肤角质层。除此之外，环糊精还可以通过提取生物膜上的油脂，使物质具有经皮吸收的能力。

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环糊精在化妆品领域的应用

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环糊精主要作为一种传输介质应用在化妆品领域。如表1所示，现阶段化妆品传输介质可以划分乳状液系统、多孔系统、颗粒系统剂分子系统四类。其中，环糊精属于分子传输介质。环糊精作为传输介质的优势在于活性物质在环糊精空腔内能够保持原有的形状、尺寸及特性，且活性物质在空腔内，还能有效阻止活 性因子被氧化、光解及热分解，使之更持久的对抗环境条件，提升稳定性。

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未包合客体分子的环糊精在化妆品中应用

消除化妆品中的不良气味

未发生包合作用的环糊精可以作为除臭剂应用于化妆品配方中。由于环糊精空腔内可以储存一些具有不良气味的客体子，因此常将其添加在香水、消毒剂、防腐剂等各类除臭用途的配方中，消除人体及环境中的不良气体。环糊精在水溶 液或醇溶液中吸收了不良气体后，会形成一个不易挥发的包合物。例如，分子粒径小于12 mm 的粉状环糊精衍生物常常应用于婴儿尿布、卫生巾及毛巾等 产品中消除不良气味。

增强化妆品的祛痘能力

环糊精因具有吸收油脂化合物的能力，常作为清洁皮肤及治疗皮肤痤疮的配方。

提高化妆品的安全性

化妆品通常由油溶性成分和水溶性成分配制而成。为了让其形成均一的体系，往往需要加表面活性剂进行乳化。而表面活性剂大多数为有机溶剂，对皮肤有伤害。环糊精可代替表面活性剂起乳化作用，因此可以提高化妆品的安全性能。研究表明，环糊精加入含液体石蜡、水两相的乳液中，会形成包合物三相稳定体 系，并且不会发生变质。

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包合客体分子的环糊精在化妆品中的应用

减少化妆品对皮肤的刺激性

环糊精无毒、无过敏反应，且不刺激皮肤，还可降低被包合物质的刺激性，常用来作为降低皮肤刺激性的化妆品配方。例如，以硬脂酸、液状石蜡和甘油等 为基质，β-环糊精为主体制备出的环糊精乳膏能有效降低皮肤刺激性

增强化妆品的抑菌功效

环糊精还可以包合具有抑菌能力的化妆品成分。例如，在一些含有穿心莲内 酯乙酰化衍生物（AcAND）的药用牙膏中，通过HP-β-CD对AcAND进行包合后， AcAND/HP-β-CD包合物可有效破坏菌体细胞壁和细胞膜的完整性，显著提高 AcAND的抑菌能力。

增加化妆品的稳定性

环糊精的包合作用能抵御少数极性分子的进攻，可以用于防止或者减少功能因子水解、氧化、外消旋化、异构化等反应。例如，将α，β，γ-CD 等添加 到易发生异构化的植物精油中，可以显著提高精油的稳定性。

增强化妆品抗衰老功效

利用环糊精包合抗氧化性物质，由于物质中的酚羟基与环糊精中的羟基形成

了氢键，增加了自由基清除能力，因此可以作为提升抗衰老功效的配方。白藜芦醇是一种从植物中提取的植物抗毒素，葡萄，桑葚，花生中均含此物，具有较好 抗氧化性能。HP-β-CD 包合白藜芦醇可大幅提升白藜芦醇的抗氧化性能，并且 有效的改善其光稳定性差的缺陷，可成为优质的化妆品配方。

提升化妆品的美白功效

化妆品提升皮肤美白效果一般是通过抑制皮肤中酪氨酸酶的活性，进而减少黑色素的生成，终达到美白的功效。珀莱雅公司利用 HP-β-CD为主体，成功包合雨生红球藻提取物及雏菊花提取物。由于包合作用增强了美白剂的稳定性 及相互间的配伍性，使得美白功效得以提升。

提高化妆品的抗敏性

减少阳光中紫外线对皮肤伤害好的措施是免于其与皮肤直接接触。有机、无机类防晒物质通过吸收、反射、散射等手段有效抵御阳光中的UVA 和 UVB。然而，紫外线的刺激容易诱导一些防晒因子发生异构化，减小或丧失其紫外阻隔能力，这个现象称为光降解。光降解过程中产生对皮肤有害的物质引起的过敏反应，叫做光过敏现象。环糊精包合作用可以降低防晒霜对皮肤的伤害，由于展现出更强的光稳定性能，减少了防晒因子的异构化，增加了化妆品抗敏性。

消除化妆品中的无用因子

环糊精包合物还具有消除不需要以及难闻性气味的功能。这些令人不悦的气味在化妆品中的来源主要有两个：第一是配方中本身含有难闻性气味的化合物；第二是在使用化妆品时受外界影响，物质变质成为具有刺激性气味的化合物。例如，含有二羟基丙酮的美黑类化妆品，接触皮肤后会产生一种难闻的气味，而该气味是难以用香料掩盖的。但是通过制备二羟丙酮/环糊精包合物，则可有效地阻止这种气味的散发。此外，从包合物中缓慢释放出二羟基丙酮，还可以对皮肤起到均匀晒黑的效果。

在化妆品中建立一种可控的释放体系

环糊精还可与香料制成微胶囊，构建形成缓释释放体系。其原理为：将香料作用于人体表面，与空气接触的过程中由于环境变化，游离的香料将渐渐失去芳香性。根据汽化规律，当游离于化妆品溶剂中的香料浓度降低时，环糊精空腔内的香料将得以释放，以此与环境达到动态平衡，正是由于这种平衡效应实现了香料的缓慢释放。

虽然初使用环糊精的目的仅为提升化妆品的水溶性及稳定性，但随着研究的深入，环糊精的用途远不止这么狭隘，环糊精作为皮肤层间运输载体发挥的重要作用已得到肯定，与此同时，环糊精对化妆品稳定性的改善、副作用的预防、不良性能的消除以及限制香料挥发等方面也同样起到了重要的作用。除了将研发重点放在开拓新型环糊精方面，还可尝试开创出一条以中国传统文化底蕴和中医理论为背景，中药材及环糊精为主体的绿色化妆品道路。总之，环糊精及其派生物优良的生物学特性及特殊的理化性质必将推动化妆品行业的健康发展。

来源：艾呀美