β-葡聚糖是在植物、蕈和微生物中广泛存在的生物多糖,其结构稳定,生物活性强。β-葡聚糖具有免疫调节、抗菌、抗氧化、抗衰老、抗炎、抗肿瘤、降血糖和降血脂等作用,在医药、食品、化妆品等领域应用非常广泛。
No.1 β-葡聚糖的结构、特性
葡聚糖是葡萄糖分子中 C-1 、C-2 、C-3 、C-4 或者 C-6 为通过糖苷键相互连接而成的多糖。葡萄糖分子间连接键的变化,尤其是三维结构(3-D) 决定了 β-(1、3)-葡聚糖在物理化学性质、生物功能上的特殊性。在化妆品中较常应用的β-葡聚糖有燕麦、酵母、裂褶菌等来源的葡聚糖。
燕麦β-葡聚糖是一种由燕麦中提取的可溶性葡聚糖(存在于燕麦胚的细胞壁中,由交替的β-(1、3)和(1、4)糖苷链连接而成的线性多糖。化学结构如下图所示。
酵母β-葡聚糖是一种以β-(1、3)葡聚糖为主同时含有少量的β-(1、6)葡聚糖的混合多糖,大部分酵母β-葡聚糖都是水不溶性的,可进行羧甲基改性处理,从而提高水溶性,不过羧甲基取代还是会影响其生物活性。化学结构如下图所示。
从裂褶菌子实体、菌丝体或发酵液中直接提取出来的β-葡聚糖通常也称为裂褶菌素,是水溶性的。其主链结构也是由β- (1、3)糖苷键连接,侧链为B-(1、6)葡聚糖。
某新型发酵β-葡聚糖是由葡萄糖通过7个β- (1、3)糖苷键和2个α- (1、3)糖苷键连接而成的重复单元线性高分子。
四种来源的β-葡聚糖水溶液的比较
No.2 β-葡聚糖的作用机理
皮肤是人体非常重要的防御系统,是隔绝人体与外界的天然屏障,同时还具有新陈代谢和生化免疫的反应系统功能。
皮肤的免疫作用可分为两个部分:
Part.1
第一部分
是以角质形成细胞为主构成的整个表皮结构作为被动免疫,也就是屏障保护作用。
Part.2
第二部分
则是包含了角质形成细胞、朗格汉斯细胞、淋巴细胞、细胞因子等几乎所有表皮中的细胞,作为主动免疫。
其中朗格汉斯细胞近年来被证实其与皮肤内的巨噬细胞二者之间有相当特殊的关系,在皮肤免疫上扮演着极其重要的角色。
在皮肤角质层下有许多由朗格汉斯细胞组成的免疫网络,朗格汉斯细胞为树突状细胞,其触角可抵达角质层细胞,是 β-葡聚糖的受体。
因为 β-(1,3)-葡聚糖是平面螺旋结构,它与细胞膜受体的结合,引起一系列立体化学变化,从而引起激活巨噬细胞,产生各种细胞因子(如 IL-1 、IL-6 )、表皮生长因子(EGF)、肿瘤坏死因子(TNF-α)和血管生成因子(AF)。
在衰老或长有皱纹的皮肤上,表皮细胞生长因子的增加可以提高胶原蛋白和弹性蛋白的生成,进而使皮肤的外观得以改善,并使细小的皱纹消失。
β-葡聚糖可促进巨噬细胞繁殖,众所周知,巨噬细胞不仅是恶性肿瘤细胞非专一的细胞毒素,同时它还能吸引免疫活性细胞和其它白血细胞,从而促进伤口愈合和产生正常组织。β-葡聚糖的所有功效均源于对巨噬细胞的激活作用。
No.3 β-葡聚糖的在化妆品中的应用
1► 锁水保湿作用
β-葡聚糖具有大量亲水基团,能产生强大亲水性,因而具有强大的保水作用,提高皮脂膜的功能,使肌肤长期保持湿润。
2► 促进伤口愈合和疤痕淡化作用
β-葡聚糖能激活免疫系统中的基础细胞——巨噬细胞,巨噬细胞产生表皮生长因子(EGF),从而促进伤口愈合所必需的胶原蛋白产生,同时血管生成因子(AF)可促进伤口愈合必需的新血管形成。
β-葡聚糖还可增加受损皮肤细胞的再生能力,具有帮助伤口复原的特性。再生速度的快慢取决于配方中β-葡聚糖的浓度,目前美国 FDA 和欧盟已批准, β-葡聚糖可用于伤口和烧伤治疗的产品。
3► 抗敏消炎作用
由于β-葡聚糖能促进朗格汉斯细胞增殖从而能增强皮肤的免疫能力, 临床研究也表明β-葡聚糖还具有显著的消炎、抗过敏活性, 并能有助于皮肤抵御外源性的各种机械和化学刺激。还可以明显降低由果酸等有刺激性的活性成分所引起的皮肤过敏炎症的作用。
4► 抗衰老祛皱作用
β-葡聚糖能被免疫活性细胞膜上的受体识别并且激活免疫活性细胞,在老龄皮肤和皱纹皮肤上增加表皮生长因子(EGF),将促进皮肤中胶原蛋白和弹性蛋白增加,从而改善皮肤外观和祛除皱纹。
β-葡聚糖在皮肤抗衰老方面可同时具有促进成纤维细胞增殖与胶原蛋白合成、自由基清除能力、对抗紫外线伤害、促进免疫保护等多种作用。
5►燕麦β-葡聚糖良好的经皮渗透功能
燕麦 β-葡聚糖可以渗透入皮肤,对角质层和表皮层都有明显的渗透现象。
它是通过细胞间隙渗透入皮肤,就像水渗透到砖墙里一样,水不是通过砖体,而是通过连接砖体的混凝土渗透到墙内的。燕麦 β-葡聚糖就是通过细胞间脂质矩阵,也叫做细胞间的混凝土渗透到皮肤底层。
No.4 β-葡聚糖在产品开发中的应用
1► β-葡聚糖的产品案例
目前,有很多舒缓修护的产品都会添加β-葡聚糖,比如:薇*娜的舒敏保湿特护霜、百*萃的舒缓修护亮颜精华液、*天气丹花献紧颜细致精华露等。
2► β-葡聚糖的市场原料信息
β-葡聚糖根据分子量区分:分为大、小分子β-葡聚糖。状态也有液态、粉末两种。常规液体版β-葡聚糖的有效物浓度为1%左右;粉末版的有效物浓度有10%的,也有接近100%的。
价格方面差别很大:一般,液体版的在数百元级别;粉末的根据纯度及大小分子量的不同从千元至数万元不等。
3► β-葡聚糖的配方中应用
β-葡聚糖在各种剂型、各种功效的产品中都可以使用,最高可添加30%(依据已使用原料目录2021版)。
β-葡聚糖的搭配使用:
1、添加透皮性很好的燕麦β-葡聚糖,搭配裂褶菌β-葡聚糖,减少粘腻感以及发挥1+1>2的功效。
2、大小分子的β-葡聚糖搭配,封闭保湿和深层修护双效合一。
3、β-葡聚糖搭配马齿苋、母菊花等植物成分,达到抗敏去红舒缓的作用。
4、β-葡聚糖搭配透明质酸钠、神经酰胺等达到保湿重建肌肤屏障的作用。
根据多年研究经验及原料商数据β-葡聚糖可知,实际添加量达到0.02%(以纯β-葡聚糖计算)便具有保湿功效。实际添加量达到0.1%(以纯β-葡聚糖计算)可具有舒缓的功效。实际添加量达到0.2%(以纯β-葡聚糖计算)可具有修护的功效。