在天然護(hù)膚品原料研發(fā)領(lǐng)域,馬齒莧憑借其豐富的活性成分,始終占據(jù)重要地位。其中,馬齒莧多糖(POP)作為核心活性物質(zhì),不僅在抗氧化、免疫調(diào)節(jié)等方面展現(xiàn)出潛力,其吸濕保濕特性更是契合護(hù)膚品研發(fā)需求。然而,不同原料狀態(tài)(干 / 鮮)與提取工藝對(duì)馬齒莧多糖性能的影響,一直是行業(yè)亟待厘清的關(guān)鍵問題。
馬齒莧作為藥食同源植物,《中國藥典》記載其具有清熱解毒、涼血止血的功效,現(xiàn)代研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),馬齒莧多糖(POP)作為其主要活性成分,具備多重應(yīng)用價(jià)值:
基礎(chǔ)特性:來源廣泛、安全性高,且富含活性基團(tuán),可參與皮膚生理過程,符合天然護(hù)膚品 “溫和有效” 的研發(fā)趨勢(shì);
已知功效:已被證實(shí)具有抗腫瘤、降血糖、抗病毒等作用,近年研究更發(fā)現(xiàn)其在清除自由基、維持皮膚水分穩(wěn)定方面的潛力;
核心難題:干馬齒莧在加工過程中需經(jīng)歷蒸、煮、烘干等步驟,可能破壞多糖結(jié)構(gòu);不同提取方法也會(huì)導(dǎo)致多糖的組成、分子結(jié)構(gòu)存在差異,進(jìn)而影響其功效,但其具體影響機(jī)制與最優(yōu)工藝選擇,尚未有明確結(jié)論。
為此,研究團(tuán)隊(duì)聚焦 “干 / 鮮馬齒莧” 兩種原料狀態(tài),通過標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),對(duì)比不同多糖的核心性能,同時(shí)為后續(xù)結(jié)合經(jīng)皮水分流失(TEWL)測(cè)量等技術(shù)驗(yàn)證實(shí)際應(yīng)用效果,提供標(biāo)準(zhǔn)化原料數(shù)據(jù)。
(ASCH VAPOSCAN 經(jīng)皮水分流失測(cè)量?jī)x)
研究設(shè)計(jì):
從提取到測(cè)評(píng)的完整科學(xué)體系
1. 樣品制備:控制變量,保障純度研究嚴(yán)格控制單一變量(原料狀態(tài)與提取工藝),其余精制步驟保持一致,確保兩種多糖的差異僅源于原料與提取方式:
· 干馬齒莧多糖(DCPOP):
將 1.0kg 鮮馬齒莧烘干粉碎后,用石油醚脫脂 2 次(每次 2h),再以蒸餾水加熱回流提取 3 次(每次 1.5h),離心濃縮后加入 95% 乙醇(終體積分?jǐn)?shù) 80%)沉淀;后續(xù)采用 Sevag 法脫蛋白(重復(fù) 5 次)、AB-8 大孔吸附樹脂脫色,最終得到精制多糖,經(jīng)苯酚 - 硫酸法測(cè)定,多糖含量達(dá) 65.8%。
· 鮮馬齒莧多糖(FCPOP):
將 1.0kg 鮮馬齒莧剪碎后加水,用破壁機(jī)打碎過濾離心,取上清液直接加入 95% 乙醇(終體積分?jǐn)?shù) 80%)沉淀;脫蛋白、脫色步驟與 DCPOP 完全一致,最終精制多糖含量為 64.2%。
通過考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定蛋白質(zhì)含量,確認(rèn)兩種多糖經(jīng)脫蛋白處理后,蛋白殘留量均低于 2.5%,滿足后續(xù)測(cè)評(píng)要求。
2.測(cè)評(píng)維度:結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與功效的全面覆蓋
研究從 “結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)影響功效” 的邏輯出發(fā),設(shè)置多維度測(cè)評(píng)指標(biāo),為原料應(yīng)用提供全面參考:
· 結(jié)構(gòu)表征:
采用剛果紅實(shí)驗(yàn)判斷是否存在三股螺旋結(jié)構(gòu)(與多糖活性相關(guān))、I?-KI 反應(yīng)分析分支數(shù)量與淀粉殘留、差示掃描量熱(DSC)與熱重(TG)分析熱穩(wěn)定性、掃描電鏡(SEM)觀察微觀形態(tài);
· 理化性質(zhì):
參照國標(biāo)方法測(cè)定水分、灰分(GB 5009.3-2016、GB 5009.4-2016),用酸度計(jì)測(cè) pH、數(shù)字式粘度計(jì)測(cè)粘度,明確原料基礎(chǔ)特性;
· 關(guān)鍵功效:
以甘油為對(duì)照,在相對(duì)濕度 43%、81% 環(huán)境下動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè) 48h 吸濕性,在硅膠干燥環(huán)境下動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè) 48h 保濕性;通過 DPPH、ABTS、OH 自由基清除實(shí)驗(yàn),評(píng)估體外抗氧化活性。
研究結(jié)果:
鮮馬齒莧多糖綜合性能更優(yōu)
1. 結(jié)構(gòu)差異:FCPOP 保留完整活性結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)是功效的基礎(chǔ),研究發(fā)現(xiàn)兩種多糖的分子結(jié)構(gòu)存在關(guān)鍵區(qū)別:
· 三股螺旋結(jié)構(gòu):剛果紅實(shí)驗(yàn)顯示,F(xiàn)CPOP 隨 NaOH 濃度升高,最大吸收波長(zhǎng)顯著降低(特征性變化),證明具有三股螺旋結(jié)構(gòu)(該結(jié)構(gòu)通常與多糖的生物活性密切相關(guān));而 DCPOP 無此特征,說明烘干、加熱過程破壞了其螺旋結(jié)構(gòu)。
· 分支與淀粉殘留:I?-KI 反應(yīng)中,F(xiàn)CPOP 在 565nm 處無吸收,且與 I?-KI 溶液混合不出現(xiàn)藍(lán)色反應(yīng),表明無淀粉殘留,且具有較長(zhǎng)側(cè)鏈與較多分支;DCPOP 在 565nm 處有吸收,且出現(xiàn)藍(lán)色反應(yīng),提示可能存在淀粉或淀粉支鏈,分支少、側(cè)鏈短。
· 熱穩(wěn)定性:TG-DSC 分析顯示,DCPOP 熱分解溫度約 260℃,略高于 FCPOP(255℃),但 FCPOP 在 200-600℃區(qū)間分解更平緩,說明其在護(hù)膚品加工與儲(chǔ)存溫度范圍內(nèi)更穩(wěn)定。
2. 理化性質(zhì):
FCPOP 適配護(hù)膚品膚感與配方
兩種多糖的理化性質(zhì)差異,直接影響其在護(hù)膚品中的兼容性與使用體驗(yàn):
· 酸堿性:均為弱酸性(DCPOP pH 6.08,F(xiàn)CPOP pH 6.69),與皮膚表面 pH(4.5-6.5)接近,無刺激性風(fēng)險(xiǎn)。
· 粘度:DCPOP 粘度為 4.92 mPa?s,F(xiàn)CPOP 為 3.12 mPa?s,更低的粘度使 FCPOP 在乳液、精華等劑型中更易分散,不易產(chǎn)生黏膩感,提升使用舒適度。
· 純度相關(guān):DCPOP 水分(7.82%)、灰分(6.87%)略低于 FCPOP(水分 8.11%、灰分 8.64%),但兩者均符合化妝品原料純度標(biāo)準(zhǔn),不影響實(shí)際應(yīng)用。
3. 功效對(duì)比:
FCPOP 吸濕保濕、抗氧化雙優(yōu)
(1)吸濕保濕:優(yōu)于 DCPOP,接近甘油
在護(hù)膚品核心的保濕功效上,F(xiàn)CPOP 表現(xiàn)更突出:
· 吸濕性:48h 后,相對(duì)濕度 43% 環(huán)境下,F(xiàn)CPOP 吸濕率達(dá) 20.1%,顯著高于 DCPOP(16.2%);相對(duì)濕度 81% 環(huán)境下,F(xiàn)CPOP 吸濕率仍高于 DCPOP,且兩者均呈現(xiàn) “前 8h 快速吸濕、后趨于平緩” 的穩(wěn)定趨勢(shì),符合護(hù)膚品持續(xù)吸濕需求。
(馬齒莧多糖吸濕能力)
· 保濕性:24h 時(shí),F(xiàn)CPOP 保濕率為 62.2%,高于DCPOP(59.1%),雖低于甘油(71.5%),但顯著優(yōu)于純水(僅 35.8%);48h 時(shí)純水已完全揮發(fā),而 FCPOP 仍保留一定水分,證明其具備長(zhǎng)效鎖水能力。
(馬齒莧多糖保濕能力)
(2)抗氧化活性:
FCPOP 清除自由基能力更強(qiáng)
體外抗氧化實(shí)驗(yàn)顯示,兩種多糖均隨濃度升高增強(qiáng)自由基清除能力,且 FCPOP 活性顯著優(yōu)于 DCPOP(P<0.05):
· DPPH 自由基:4.0mg/mL 濃度下,F(xiàn)CPOP 清除率接近 60%,DCPOP 約 40%;
· ABTS 自由基:4.0mg/mL 濃度下,F(xiàn)CPOP 清除率達(dá) 90.7%,與陽性對(duì)照 Vc 相當(dāng),DCPOP 僅 57.0%;
· OH 自由基:4.0mg/mL 濃度下,F(xiàn)CPOP 清除率 86.5%,DCPOP 68.3%,兩者均能有效清除羥基自由基(皮膚氧化損傷的主要誘因之一)。
結(jié)語
本次研究通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),清晰揭示了鮮馬齒莧多糖(FCPOP)在結(jié)構(gòu)完整性、吸濕保濕性、抗氧化活性上的顯著優(yōu)勢(shì),為天然護(hù)膚品原料選擇提供了科學(xué)依據(jù)。后續(xù)結(jié)合經(jīng)皮水分流失(TEWL)測(cè)量等精準(zhǔn)功效評(píng)價(jià)技術(shù),可進(jìn)一步驗(yàn)證其在人體皮膚上的實(shí)際修護(hù)效果,推動(dòng)天然原料從 “體外活性” 向 “體內(nèi)功效” 的轉(zhuǎn)化。
隨著消費(fèi)者對(duì)天然、有效護(hù)膚品需求的提升,此類基于科學(xué)數(shù)據(jù)的原料研究將成為行業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力,為天然護(hù)膚品的 “科學(xué)配方、數(shù)據(jù)支撐” 發(fā)展方向提供重要助力。
參考文獻(xiàn):
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End
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