關于化妝品中殼聚糖及其衍生物應用分析

陳岫江

摘要：殼聚糖及其衍生物具有無毒、可生物降解、生物相容和抗菌性等許多優點，作為新型抗菌劑已引起越來越多的關注。本文從殼聚糖及其衍生物的性能以及適用于化妝品的特性出發， 討論了殼聚糖及其衍生物在化妝品中的廣泛應用。

關鍵詞：殼聚糖， 衍生物，化妝品

隨著對殼聚糖生物和理化性質研究的深入，殼聚糖作為抗菌劑已引起人們越來越多的關注。殼聚糖作為一種資源豐富、價格低廉的天然高分子化合物，具有良好的吸濕、保濕、護發、潤膚等功效，已引起化妝品界的廣泛關注。

1、殼聚糖及其衍生物的抗菌機理

1.1目前最認同的抗菌模型是帶正電荷的殼聚糖與帶負電荷的細菌細胞表面的相互作用，即質子化的氨基和細胞表面負電荷的靜電作用。關于此有兩種觀點，一是認為殼聚糖可以在細菌細胞表面形成復合物屏障，從而阻礙細菌生長所必需的營養物質的吸收。殼聚糖乙酸鹽與細菌細胞表面產生的酸性聚合物相互作用形成聚電解質復合物，其殺菌性可能是由于擾亂膜結構或改變了膜的通透性。另一觀點認為殼聚糖及其衍生物抗菌活性的發揮包括兩個持續的過程。

1.2第二個可能的抗菌機理是殼聚糖穿透細胞壁和細胞膜進入細菌細胞內部，與DNA結合阻止了DNA的轉錄。另外，殼聚糖及其衍生物作為基因載體已經得到廣泛的研究，基因載體在細胞內破內涵體的機理可能與殼聚糖及其衍生物穿透細胞壁和細胞膜進入細菌細胞內部發揮抗菌作用的機理相似。由于陽離子基團緩沖能力高，在細胞內吞之后，緩沖能力通過質子海綿機制促進殼聚糖-DNA復合物從內涵體中釋放。因此，研究人員觀察到的細菌細胞內部的殼聚糖及其衍生物很可能是細菌細胞內吞之后破內涵體的結果。

1.3第三個可能的抗菌機理是殼聚糖及其衍

生物與金屬離子螯合，抑制微量元素的攝取以及與細菌生長所必需的營養物質結合。殼聚糖結合金屬離子的能力很強，其中的氨基基團是主要的作用位點，羧甲基化能夠增強殼聚糖衍生物對金屬離子的吸附能力。但這顯然不是殼聚糖及其衍生物發揮抗菌功能的主要原因，因為殼聚糖及其衍生物上結合金屬離子的位點有限，在一定的金屬離子濃度下形成復合物容易飽和。作者認為殼聚糖及其衍生物對金屬離子吸附的效果很可能是在靜電作用力之外增強了材料與細菌細胞壁或細胞膜的相互作用，進而增強了抗菌性。

2、殼聚糖在化妝品中的應用

近年來，隨著殼聚糖應用領域的不斷拓展，各國都加大了對殼聚糖及其衍生物開發研究的力度。如日本自1988年以來，先后有40多家大公司、20多所大學進行殼聚糖產品的開發與研究，并已將多種殼聚糖保健品、醫用敷料實現了產業化。而殼聚糖及其衍生物所具有的一些獨特性能，如增粘性、保濕性、金屬螯合性、防靜電性質等，可方便用于各類膏霜及護發產品中，使其在化妝品方面也具有廣泛的用途。

殼聚糖在酸性條件下可成為帶正電荷的高分子聚電解質而直接用于香波、洗發精等的配方中，使乳膠穩定化，以保護膠體；殼聚糖本身的帶電性，使其具有抑制靜電荷的蓄積與中和負電荷的作用，這種帶電防止的效能可以防止脫發； 殼聚糖能在毛發表面形成一層有潤滑作用的覆蓋膜，與合成聚合物相比，殼聚糖與頭發角蛋白形成的薄膜在高濕度下性能更穩定。而且，此膜的形成可減少摩擦，避免因洗發所引起的對毛發的傷害。殼聚糖的保濕性、帶電防止性、減少摩擦等功能互相結合，可使毛發柔軟，給人以極大的舒適感。

殼聚糖在洗發精、香波等配方中的應用濃度一般為0.05%～10% 。殼聚糖與兩性共聚物、甲醛等混合可制得固發膠，此產品成膜后牢性好，不易碎而且梳理時靜電較少；添加殼聚糖的潔膚、護膚液具有良好的吸濕、保濕性能，如用脫乙酰度為40%～60%的殼聚糖與橄欖油、乙二醇、甘油、羥苯甲酸甲酯等成分混合， 1% 的殼聚糖與氨基酸、葡萄糖酸、氨基葡萄糖鹽酸鹽復制而得的護膚液具有良好的保濕及潤膚性能。

殼聚糖與其它高分子物質復合制備的面膜，由于殼聚糖這種多糖類物質良好的親水性、親蛋白性，對皮膚無過敏、無刺激、無毒性反應，而且在成膜過程中使得整個面膜材料與皮膚接觸感明顯柔和，所以對皮膚的親和性明顯增加。

殼聚糖具有免疫調節活性，能有效促進傷口愈合。膏霜類化妝品中適量加入殼聚糖可增加人體對細菌、真菌引起感染的免疫力，阻礙原菌生長，對破損的皮膚不但不會引起感染，還會促使其愈合，消除面部疾患； 殼聚糖也可與甲醛水溶液混合，制備含有福爾馬林的化妝品，具有良好的殺菌效果。

化妝品的制造過程中如混入金屬離子會導致產品質量的惡化，但殼聚糖分子結構中的游離胺基，可與金屬離子產生螯合作用，對金屬離子予以封鎖，使產品質量提高。

肌膚的好壞依賴于皮膚的巧妙運作，以促其水分與脂肪的平衡及新細胞與舊細胞的更替，以及其它一切新陳代謝的順利進行。倘若使人體生理活動理想化，自然有細嫩美麗的肌膚。然而肌膚時時都會受到外界的威脅。皮質膜、角質層以及表皮的微生物都可保護皮膚，通過調節水分、調節體溫、防御以及各器官的綜合作用，才能保持自然美麗的肌膚。殼聚糖用于化妝美容時，很容易形成保護皮膜，其吸濕、保水作用，可使肌膚變得柔軟、濕潤、延展性好； 而殼聚糖口服時，可促進體內各器官充分發揮功能，促進新陳代謝的順利進行。如果在使用殼聚糖化妝品的同時，外加口服殼聚糖保健品，則美容效果更佳。

3、殼聚糖衍生物在化妝品中的應用

殼聚糖雖然可應用于化妝品中，但因其不溶于水，只能溶于酸中，使得產品呈微酸性，對皮膚稍有刺激作用，因而對殼聚糖進行改性以制備水溶性殼聚糖衍生物顯得非常有必要。近年來，改性殼聚糖方面的研究越來越多，并已將多種殼聚糖衍生物用于制備潔膚和護膚液、護膚霜、乳液、護發香波、面膜等。

殼聚糖與酰氯在吡啶-氯仿介質中反應得到的酰化產品可作為指甲上光劑。與丁二酸酐、順丁烯二酸酐、縮水甘油等進行酰化反應得到的酰化衍生物，與環氧烷類反應得到的羥基化衍生物都可直接溶于H2O中，并且顯示了良好的吸濕性和形成水凝膠的保濕性。

殼聚糖與一氯乙酸反應制得羧甲基化殼聚糖，具有乳化穩定、增稠、抗靜電作用，適應于膏、乳、霜、露等各種化妝品配方，且與配方中各種成分相容性極好。同時羧甲基殼聚糖可用在食品保鮮方面作為防腐劑，因此用在化妝品方面時，產品可不用另外加入防腐劑。羧甲基殼聚糖用于護發用品中，護發作用明顯，可以防止頭發在燙發、染發時破裂，使頭發不發粘，光滑且具有自然光澤。另外，羧甲基殼聚糖具有類似于生物高分子透明質酸的結構，也具有與透明質酸相似的性能，如透明質酸鈉的吸濕增加率為15. 8，羧甲基殼聚糖則為15. 2。透明質酸是目前化妝品中應用很廣泛的一種基本原料，它具有抗衰老、防皺，可增加皮膚彈性等功能。但由于制備工序復雜，成本極高，使其應用受到了限制。而羧甲基殼聚糖的制備工藝簡單，原料廉價易得，用以代替透明質酸可顯著降低化妝品的成本。

其它的一些殼聚糖衍生物，如3、4、5-三甲氧基苯甲酰殼聚糖具有吸收紫外線的作用，可用于化妝品中作為防曬護膚的添加劑； 羥丙基三甲基氯化銨與殼聚糖反應制得殼聚糖季銨鹽，它與椰油酰胺、甜菜堿的配伍性良好，可用作陽離子表面活性劑； 殼聚糖與羥基胺鹽如吡哆素等反應制得殼聚糖-有機基鹽，是一種有效的保濕劑； 甲殼素硫酸鹽、甘醇酸酯甲殼素與磷酸酯復合后可制潔膚液。

4、結語

總之，殼聚糖及其衍生物已被證明具有良好的抗菌性能，作為抗菌劑有廣闊的應用前景，其大分子殼聚糖、殼聚糖衍生物以及低聚殼聚糖都可方便用于各種化妝品中，且表現出良好的效果，從目前的研究進展及其應用前景來看，殼聚糖及其衍生物在化妝品方面具有不可估量的應用潛力。