海藻多糖在化妝品中的應用研究進展

陳淑芳, 李明星, 蒙文萍, 代宇超, 路 潔, 周奕楊, 黎慶濤

海藻多糖在化妝品中的應用研究進展

陳淑芳, 李明星, 蒙文萍, 代宇超, 路 潔, 周奕楊, 黎慶濤

(廣西大學 輕工與食品工程學院, 廣西 南寧 530004)

海藻多糖是從海藻組織中提取的高分子聚合物, 其生物活性好、安全性高。我國海藻多糖資源豐富、開發(fā)潛力巨大。根據(jù)近年來的研究成果, 概述了海藻多糖的提取、分離和純化技術(shù), 并綜述了海藻多糖在化妝品中補水保濕、抗氧化、美白、抑菌、修復皮膚屏障和防紫外輻射的功效, 對海藻多糖在化妝品中的應用進行展望, 以期為后續(xù)研究提供參考。

海藻多糖; 化妝品; 功效; 功能性添加劑

海藻多糖是海洋藻類細胞內(nèi)和細胞間所含有的高分子碳水化合物的總稱[1], 是由多羥基醛或酮及其衍生物構(gòu)成的一種多組分的混合物。按其來源可以分為褐藻多糖、紅藻多糖、綠藻多糖和藍藻多糖4大類, 其中關(guān)于褐藻、紅藻多糖的研究比較廣泛。

由于人們對天然化妝品的需求日益增加, 有許多研究者將目光放在尋求具有生物活性的天然產(chǎn)物上, 近年來, 隨著對海洋資源的開發(fā), 海洋藻類中含量豐富的海藻多糖受到了研究者們的關(guān)注[2]。他們在研究中發(fā)現(xiàn), 海藻多糖在化妝品中具有極大的潛在應用價值。一方面, 海藻多糖生物活性豐富, 具有補水保濕、抗氧化、抑制酪氨酸酶活、抑菌、修復皮膚屏障和防紫外輻射等優(yōu)良的生理活性, 作用條件溫和、效果顯著, 對皮膚無毒副作用。另一方面, 海藻多糖因含有親水性基團, 親水性能良好, 乳化性和凝膠性較強, 與常用化妝品成分復配性能良好, 對皮膚有良好的親和力[3]。這些特性表明, 海藻多糖在化妝品中具有很大的應用價值。為達到更好地開發(fā)利用海藻多糖的目的, 本文對海藻多糖的提取與分離純化技術(shù)做簡要介紹, 并對海藻多糖在化妝品中的應用展開綜述。

1 海藻多糖的提取與分離純化

海藻多糖廣泛分布于海藻的各個組分中, 從細胞層面來講可將其分為三大類: 細胞內(nèi)多糖, 細胞外多糖和細胞壁多糖。得到高純度的海藻多糖一般需要經(jīng)過提取與分離純化等多個步驟。

1.1 海藻多糖的提取

海藻多糖的提取方法有溶劑提取法、酶解提取法和物理強化法等[1, 4]。溶劑提取法按溶劑的種類可分為水、酸和堿[5], 該法因其操作簡單、成本低而在海藻多糖的提取中應用最廣泛。Cui等人[6]對叉開網(wǎng)翼藻多糖的提取條件進行優(yōu)化, 確立了最佳工藝: 浸提溫度100℃, 料水比為1∶110 (g/mL), 提取時間6 h, 此時多糖得率為3.05%。酶解提取法按酶的種類可分為木瓜蛋白酶、果膠酶和纖維素酶等, 該法提取率高且反應條件溫和。任壯[7]利用酶法優(yōu)化海帶多糖提取工藝, 確定果膠酶、纖維素酶兩種酶復合的提取工藝條件為: 酶解溫度65℃, 料液比1∶150 (g/mL), pH 5.5, 果膠酶添加量0.7%, 纖維素酶添加量0.3%, 浸提時間4 h, 此時多糖得率為15.6%。物體強化法按物理作用方式可分為超聲法、超高壓法和微波法等, 該法常與溶劑提取法聯(lián)用, 可顯著減少提取時間并提高多糖得率。Yu等人[8]利用微波法提取壇紫菜多糖, 確定最優(yōu)工藝條件為: 微波功率300 W, 料液比為1∶50 (g/mL), 提取時間8 min, 此時多糖得率為3.6%。

1.2 海藻多糖的分離純化

一般采用上述方法提取所得的為海藻粗多糖, 常會混有一些雜質(zhì)如蛋白質(zhì)和色素等, 需要進行分離純化才能得到純度較高的海藻多糖。

1.2.1 海藻多糖的脫蛋白

脫蛋白的方法有Sevag法、三氯乙酸法和蛋白酶法等。Sevag法作用條件溫和, 多糖不易被降解, 是最經(jīng)典的脫蛋白方法, 但脫蛋白效率低需進行多次處理。朱劼等人[9]對螺旋藻多糖進行了Sevag法脫除蛋白工藝研究, 確定最佳工藝條件為: 料液試劑配比3∶1, 氯仿正丁醇配比5∶1, 處理次數(shù)3次, 蛋白脫除率為81.4%, 多糖保留率為82.7%。三氯乙酸法操作簡單, 脫蛋白效率高, 是最有效的脫蛋白方法, 但易導致多糖降解。穆文靜等人[10]研究了螺旋藻多糖的三氯乙酸(TCA)法脫蛋白工藝, 確定最佳工藝條件為: 料液試劑配比1∶1, TCA濃度8%, 處理次數(shù)3次, 蛋白脫除率為60%, 多糖保留率為86.7%。蛋白酶法對多糖保留率高, 安全性好, 是最溫和的脫蛋白方法, 但酶的成本較高且容易有酶殘留, 常與Sevag法聯(lián)用。唐志紅等人[11]研究了滸苔多糖的酶法脫蛋白工藝, 確定最佳工藝條件為: 酶解溫度45℃蛋白酶用量3%, 酶解時間3 h, pH 5.0, Sevag法脫蛋白次數(shù)2次, 蛋白質(zhì)脫除率為89.7%, 多糖保留率為72.5%。

1.2.2 海藻多糖的脫色

脫色素的方法有物理吸附法和氧化法等。物理吸附法按吸附劑的種類可分為樹脂和活性炭, 該法操作簡便, 安全無毒。劉歡[12]對舌狀蜈蚣藻多糖的物理吸附法脫色素工藝進行了研究, 表明在溫度為45℃, 多糖液與D941大孔吸附樹脂體積配比1∶15, pH 8.5, 反應時間90 min的條件下脫色效果最好, 此時脫色率為92.8%, 多糖保留率為85.9%。氧化法脫色的原理是氧化色素, 常用的試劑為過氧化氫?？娭緞偟热薣13]對草葉馬尾藻多糖的氧化法脫色進行了研究, 表明過氧化氫的質(zhì)量分數(shù)為8%時, 綜合脫色效果最好, 此時脫色率為73.9%, 多糖保留率為87.1%。

經(jīng)脫蛋白和脫色處理后所得的為混合海藻多糖, 需要進行純化處理才能得到組分均一的海藻多糖。純化的方法有分步沉淀法、柱色譜分離法和超濾法等。在實際操作過程中, 往往將幾種技術(shù)聯(lián)用, 以達到更好的分離純化效果。

2 海藻多糖在化妝品中的功效

2.1 吸濕保濕作用與機理

2.1.1 吸濕保濕作用

含水量對皮膚健康非常重要, 當其值降到10%以下時, 肌膚會出現(xiàn)干燥粗糙的癥狀, 還易引發(fā)其他皮膚問題[14]。因此, 增加皮膚含水量是化妝品中最基本的要求。近年來化妝品領(lǐng)域非常重視吸濕保濕作用, 化妝品所具有的吸濕性使其可以攜帶水分為肌膚補水, 具有的保濕性可以延緩皮膚水分散失從而增加皮膚含水量。海藻多糖具有良好的吸濕性與保濕性, 可以作為一種補水保濕劑應用在化妝品中。

2.1.2 吸濕保濕作用機理

海藻多糖吸濕保濕的作用機理如下: (1) 海藻多糖分子中含有大量的親水基團如羥基和羧基等, 可以與水分子以氫鍵的形式結(jié)合, 因此具有良好的吸濕性[15-16], 如圖1-Ⅰ所示。(2) 海藻多糖分子鏈與水分子結(jié)合后可以在空間上交聯(lián)纏繞形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu), 因此具有良好的保濕性[17-18], 如圖1-Ⅱ所示。

圖1 海藻多糖的吸濕保濕作用機理

注:Ⅰ: 吸濕作用;Ⅱ: 保濕作用; a: 海藻多糖分子鏈; b: 海藻多糖與水分子結(jié)合; c: 海藻多糖分子鏈與水分子結(jié)合后形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu); d:海藻多糖分子鏈; e: 水分子

石學連等人[19]以透明質(zhì)酸做對照, 研究了滸苔多糖的吸濕性, 發(fā)現(xiàn)其在環(huán)境相對濕度為44%和80%時放置24 h的吸濕率分別為15%和40%, 與透明質(zhì)酸類似, 有望開發(fā)為一種優(yōu)良的補水劑。郭子葉等人[20]也利用滸苔多糖進行了吸濕保濕性實驗, 發(fā)現(xiàn)其在環(huán)境相對濕度為55%和85%時放置22 h的吸濕率分別為23%和30%, 在環(huán)境相對濕度為 43%、55%和85%時放置22 h的保濕性為89%、91%和94%, 以甘油和千纖草絲瓜水作對照, 發(fā)現(xiàn)滸苔多糖的吸濕性更好, 保濕性與之類似。劉冰月等人[17]研究了羊棲菜海藻多糖的吸濕性與保濕性, 發(fā)現(xiàn)在環(huán)境相對濕度為43%和81%時放置10 h吸濕性分別為20%和30%, 以甘油、海藻酸鈉和丁二醇作對照, 發(fā)現(xiàn)羊棲菜海藻多糖的吸濕性最好。還發(fā)現(xiàn)質(zhì)量分數(shù)為1%的羊棲菜多糖溶液與質(zhì)量分數(shù)為5%的甘油溶液保濕性能相當。并通過人體實驗發(fā)現(xiàn)質(zhì)量分數(shù)為5%的羊棲菜多糖溶液可使皮膚水分含量由40%增加至49%。

2.2 抗氧化作用與機理

2.2.1 抗氧化作用

抗氧化是抗氧化自由基的簡稱, 氧化自由基主要包括超氧化物陰離子自由基、羥基自由基、氫過氧自由基、過氧化氫自由基和單線態(tài)分子氧自由基等, 它們的化學性質(zhì)比較活潑, 過量的自由基會導致肌體過氧化, 使皮膚細胞受到損壞, 真皮層變薄, 加速皮膚衰老[21-22]。海藻多糖具有清除自由基和增強抗氧化物酶活性的作用, 可以作為抗氧化劑應用在化妝品中, 避免超量自由基引起的皮膚問題。

2.2.2 抗氧化作用機理

海藻多糖的抗氧化作用機理如下: (1) 海藻多糖分子中含有的半縮醛羥基具有弱解離能, 可直接提供電子給氧化自由基[23-24], 將自由基淬滅, 以羥基自由基為例, 如圖2-Ⅰ所示。(2) 海藻多糖可通過提高抗氧化物酶如超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶等酶的活性, 發(fā)揮抗氧化作用[25-26]。

圖2 海藻多糖的抗氧化作用機理

注:Ⅰ: 海藻多糖清除自由基反應; a: 海藻多糖; b: 羥基自由基

王曄等人[27]研究了滸苔多糖的抗氧化作用, 表明1 mg/mL的滸苔多糖溶液對羥基自由基、超氧陰離子和DPPH自由基清除率為62.31%、28.74%和78.21%。Peng等人[28]對海帶多糖進行了體外抗氧化實驗, 發(fā)現(xiàn)1 mg/mL的海帶多糖溶液對超氧自由基清除率為75.20%, 3 mg/mL的海帶多糖溶液對羥基自由基清除率達到90.10%。徐曉珍[29]用動物實驗研究了海帶多糖的抗氧化作用, 每天早晚給已脫毛小鼠的背部涂抹含海帶多糖(5 g/100 g)的賦形劑各一次, 持續(xù)12個月后檢測皮膚組織中抗氧化物酶活, 結(jié)果表明海帶多糖能夠增強自然衰老皮膚抗氧化物酶的活性, 該濃度的海帶多糖可對超氧化物歧化酶活增強15.90%、對過氧化氫酶活增強18.08%、對谷胱甘肽過氧化物酶活增強20.30%。Xue等人[30]研究表明, 巖藻多糖可以增強細胞膜對超氧化物歧化酶的釋放率從而起到抗氧化作用。

2.3 美白作用及其機理

2.3.1 美白作用

白晳的肌膚是許多東方女性所追求的肌膚狀態(tài), 越來越多的消費者希望通過美白化妝品來提亮自己的膚色。人的膚色是由黑色素的含量和分布決定的[31], 黑色素由基底層的黑素細胞產(chǎn)生, 通過黑素細胞的樹突狀結(jié)構(gòu)傳遞給基底細胞, 再隨細胞上行至表皮層。酪氨酸酶是這個過程中的限速酶, 因此市面上的美白類化妝品的有效成分大多以抑制酪氨酸酶的活性為主[32]。目前已經(jīng)報道了許多天然或合成的酪氨酸酶抑制劑[33], 而在化妝品領(lǐng)域中, 天然、高效且安全的抑制劑更適用。海藻多糖具有抑制酪氨酸酶活性的作用, 且效果好、經(jīng)濟易得、安全, 可以作為美白劑應用在化妝品中。

2.3.2 美白作用機理

Kus等人[34]對酪氨酸酶進行了研究, 發(fā)現(xiàn)酪氨酸酶是一種由多個亞基組成的氧化酶, 每個亞基的結(jié)構(gòu)式如圖3a所示。海藻多糖抑制酪氨酸酶活性的作用機理有: (1) 競爭性抑制: 海藻多糖可與底物競爭酪氨酸酶的活性位點, 如可螯合活性位點上的銅離子[35], 如圖3-Ⅰ所示。(2) 非競爭性抑制: 海藻多糖可以與酶活性中心外的酪氨酸殘基結(jié)合, 使底物與酶結(jié)合后的產(chǎn)物不能進一步轉(zhuǎn)化[36], 如圖3-Ⅱ所示。(3) 混合型抑制: 一些海藻多糖既能與酶的活性位點結(jié)合, 又能與活性中心外的氨基酸殘基結(jié)合[25, 37-39]。

圖3 海藻多糖的美白作用機理

注:Ⅰ: 競爭性抑制;Ⅱ: 非競爭性抑制; a: 酪氨酸酶亞基; b: 海藻多糖; c: 海藻多糖與酪氨酸酶的Cu2+螯合; d: 海藻多糖與酪氨酸酶的組氨酸殘基結(jié)合; His: 組氨酸

鄭曦等人[36]研究了海藻酸鈉對黑色素細胞中酪氨酸酶的抑制作用, 表明該抑制作用為混合型抑制, 且多糖濃度為64 mmol/L時即可具有良好的抑制效果, 并通過毒性試驗表明海藻酸鈉對黑素細胞無毒。丁曉梅等人[40]對螺旋藻多糖進行了酪氨酸酶的抑制實驗, 其半抑制濃度為1.193 mg/mL, 并表明該抑制作用為可逆的混合型抑制。Wang等人[41]研究了巖藻依聚糖對酪氨酸酶的抑制作用, 該抑制作用也是可逆的混合型抑制, 在25 mg/mL濃度下, 巖藻依聚糖可使酪氨酸酶幾乎完全失活。

2.4 抑菌作用與機理

2.4.1 抑菌作用

化妝品因含微生物生長所需要的水和各種營養(yǎng)物質(zhì), 易導致微生物滋生。為了抑制微生物繁殖, 延長化妝品有效期, 抑菌劑的加入具有重要意義[42]。出于對傳統(tǒng)抑菌劑安全性的考慮, 許多研究者開始尋找天然抑菌活性物質(zhì)[43], 將其應用在化妝品中是化妝品綠色防腐的最新發(fā)展方向。海藻多糖具有優(yōu)良的抑菌性能, 可以作為抑菌劑應用在化妝品中。

2.4.2 抑菌作用機理

海藻多糖具有廣譜的抑菌活性, 其抑菌機理主要是借助良好的表面活性, 它可以與細菌細胞膜上蛋白受體結(jié)合, 破壞菌體膜上的磷脂、蛋白質(zhì)、脂肪酸等, 增強溶菌酶對細菌的清除力[18, 44]。陳海秀[45]對巖藻多糖進行了抑菌實驗, 表明巖藻多糖具有良好的抑菌性, 分子量在6 kDa以下的巖藻多糖在濃度為8.00 mg/mL時可抑制大腸桿菌的生長, 在濃度為6.25 mg/mL時可抑制金黃色葡萄球菌的生長。高玉杰等人[46]對滸苔多糖進行抑菌試驗, 表明經(jīng)過硒化改性后的滸苔多糖抑菌性能更好, 滸苔多糖在濃度為6.80 mg/mL時會對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的生長產(chǎn)生抑制作用, 而硒化滸苔多糖抑制這兩種細菌所需濃度僅為1.70 mg/mL。

2.5 修復皮膚屏障作用與機理

2.5.1 修復皮膚屏障作用

皮膚屏障是由人體角質(zhì)形成細胞和細胞間隙中的脂質(zhì)構(gòu)成的, 它們的有機結(jié)合使得皮膚具有生物屏障功能[47]。一方面可以防止病菌進入皮膚, 保護肌膚健康, 另一方面可以鎖住皮膚水分和油脂維持皮膚含水量。當皮膚處于不適的環(huán)境中或進行了錯誤的護理時會損傷皮膚屏障, 導致諸多皮膚病。海藻多糖具有修復皮膚屏障的作用, 可以作為皮膚屏障修復劑應用在化妝品中。

2.5.2 修復皮膚屏障作用機理

海藻多糖修復皮膚屏障的作用機理有: (1) 海藻多糖可通過誘導EPK和JNK磷酸化進而活化EPK和JNK信號通路, 促進皮膚角質(zhì)形成細胞的增殖、遷移與分化[16, 48-49], 加快皮膚創(chuàng)口的愈合從而修復皮膚屏障。(2) 海藻多糖可通過激活細胞生長因子促進人皮膚成纖維細胞增殖[18, 50-51], 使其合成和分泌的細胞外基質(zhì)如透明質(zhì)酸、膠原纖維等增多, 從而修復皮膚屏障。

王妍等人[48]研究了羊棲菜多糖對皮膚屏障的修復作用, 發(fā)現(xiàn)其在5.0 μg/mL至50 μg/mL的濃度范圍內(nèi)可促進皮膚角質(zhì)形成細胞的增殖, 濃度在2.5 μg/mL至20 μg/mL范圍內(nèi)可促進皮膚角質(zhì)形成細胞的遷移, 在50 μg/mL時可顯著促進皮膚角質(zhì)形成細胞的分化。Péterszegi等人[50]研究了巖藻多糖對人皮膚成纖維細胞增殖的影響, 發(fā)現(xiàn)巖藻多糖在濃度為1 μg/mL時, 可使成纖維細胞增殖率增加19%, 多糖濃度為10 μg/mL時, 可增加35%。

2.6 抗紫外輻射作用與機理

2.6.1 抗紫外輻射作用

紫外輻射是由太陽產(chǎn)生的, 波長為200~400 nm。過量的紫外輻射對人體皮膚具有一定的危害作用, 會損傷皮膚細胞DNA結(jié)構(gòu), 使細胞無法正常工作, 加速皮膚老化, 還會作用于黑素細胞, 使細胞處于亢奮狀態(tài), 產(chǎn)生更多的黑色素, 導致膚色變黑[52]。因此, 抗紫外輻射對保持肌膚健康有重要意義。海藻多糖具有抗紫外輻射的作用, 可作為防曬劑應用在化妝品中[20]。

2.6.2 抗紫外輻射作用機理

海藻多糖抗紫外輻射的作用機理如下: (1) 海藻多糖可以提升皮膚成纖維細胞被紫外輻射損傷后的存活率[39]。(2) 海藻多糖可以增強機體免疫力, 抵抗紫外輻射對免疫系統(tǒng)的損傷[25, 53]。(3) 海藻多糖可以調(diào)節(jié)皮膚受紫外輻射后膠原蛋白的代謝過程, 減輕紫外輻射對皮膚的損傷[39, 54]。

郭子葉[20]研究了滸苔多糖的抗紫外輻射活性, 表明0.5 mg/mL的滸苔多糖能顯著保護人皮膚成纖維細胞免受紫外線輻射的損傷, 其防輻射效果優(yōu)于部分市售防曬噴霧。葉翠芳等人[55]研究了紫菜多糖抗紫外輻射的活性, 表明在多糖濃度為3.3 μg/mL時可使紫外輻射后小鼠成纖維細胞存活率提升30%。黎靜等人[54]研究了海帶多糖的抗紫外輻射作用, 對小鼠背部皮膚進行紫外燈照射實驗, 發(fā)現(xiàn)涂抹含海帶多糖(5 mg/kg)賦形劑的小鼠背部皮膚組織中Ⅰ型膠原蛋白mRNA含量是空白組的兩倍, 表明海帶多糖可促進皮膚組織經(jīng)紫外線輻射后Ⅰ型膠原蛋白的合成。

3 展望

近年來, 世界各國化妝品有整體有兩大發(fā)展趨勢: 一是崇尚綠色自然, 力求在化妝品中使用天然原料, 二是愈加追求化妝品的功效, 使許多高活性物質(zhì)成為化妝品的主要成分。在這種趨勢下, 以海藻多糖為活性成分的化妝品勢必會顯示出強大的市場競爭力。

目前, 國內(nèi)外已有一些機構(gòu)就海藻多糖的開發(fā)應用開展了一系列研究工作, 并研發(fā)出了一些日化產(chǎn)品, 如海洋麗姿、Lamer(海藍之謎)等, 具有良好的美容功效, 受到一些消費者的喜愛。而當今化妝品市場, 海藻多糖成分的占有份額仍然很少, 海藻多糖在化妝品中的功效未被充分利用, 未來的研究工作需要進一步完善, 主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

(1) 對于化妝品, 化妝品原料的高功效性和低刺激性是消費者的追求, 因此, 海藻多糖的透皮吸收是未來關(guān)注的重點, 皮膚吸收海藻多糖的途徑和海藻多糖對皮膚的刺激性是需要研究的問題, 此外還應加強對可確保海藻多糖安全性的提取純化工藝技術(shù)的研究。

(2) 鑒于人體與體外的環(huán)境不同, 海藻多糖被皮膚吸收之后能否起到相同的藥理作用, 其有效濃度值是否會改變, 仍需進一步的研究與考證。

(3) 因不同廠家專業(yè)程度、生產(chǎn)工藝有所不同, 導致所提取海藻多糖的質(zhì)量良莠不齊, 且海藻多糖的有效成分受海藻生長地域、時期等因素的影響較大, 針對海藻多糖質(zhì)量的市場規(guī)范還有待完善, 應及時建立有效的質(zhì)量控制及評估體系。

(4) 海藻多糖在化妝品中的后續(xù)加工和儲存過程中功能活性變化的認識尚不全面, 穩(wěn)定性考察及貯存工藝的優(yōu)化也是亟需解決的問題。

[1] 劉歡, 陳勝軍, 楊賢慶. 海藻多糖的提取、分離純化與應用研究進展[J]. 食品工業(yè)科技, 2018, 39(12): 341-346. Liu Huan, Chen Shengjun, Yang Xianqing. Advances of extraction, purification and application of polysaccharides from seaweeds[J]. Science and Technology of Food Industry, 2018, 39(12): 341-346.

[2] Capon R J. Extracting value: mechanistic insights into the formation of natural product artifacts - case studies in marine natural products[J]. Natural Product Reports, 2020, 37(1): 55-79.

[3] 喻虎. 海藻多糖制備與應用研究[J]. 農(nóng)業(yè)與技術(shù), 2018, 38(20): 261. Yu Hu. Preparation and application of seaweed polysa-ccharides[J]. Agriculture and Technology, 2018, 38(20): 261.

[4] Dobrin?i?A, Balbino S, Zori? Z, et al. Advanced technologies for the extraction of marine brown algal polysaccharides[J]. Marine Drugs, 2020, 18(3): 168.

[5] Sun Y, Hou S, Song S, et al. Impact of acidic, water and alkaline extraction on structural features, antioxidant activities of Laminaria japonica polysaccharides[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2018, 112(11): 985-995.

[6] Cui Y, Liu X, Li S, et al. Extraction, characterization and biological activity of sulfated polysaccharides from seaweed Dictyopteris divaricata[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2018, 117: 256-263.

[7] 任壯. 酶解提取海帶多糖及應用研究[D]. 天津: 天津科技大學, 2017. Ren Zhuang. Enzymatic extraction of kelp polysaccharides and its application[D]. Tianjin: Tianjin University of Science and Technology, 2017.

[8] Yu P, Zhang Y. Separation and purification of Porphyra haitanensis polysaccharide and its preliminary structural characterization[J]. Separation Science & Technology, 2017, 52(11): 1835-1842.

[9] 朱劼, 任淑振, 彭江晨. 細胞凍融輔助熱水浸提螺旋藻多糖及脫蛋白工藝優(yōu)化[J]. 食品科學, 2012, 33(24): 111-116. Zhu Jie, Ren Shuzhen, Peng Jiangchen. Optimization of polysaccharide extraction from spirulina platensis by cell freeze-thaw cooperated with hot water extraction and deproteinization[J]. Food Science, 2012, 33(24): 111-116.

[10] 穆文靜, 杜玲, 栗淑媛. 螺旋藻多糖兩種脫蛋白方法的研究與比較[J]. 科技資訊, 2010, (9): 5-7. Mu Wenjing, Du Ling, Li Shuyuan. Study and comparison of two deproteinization methods of polysaccharide from spirulina platensis[J]. Technology Information, 2010, (9): 5-7.

[11] 唐志紅, 王藝, 馬紅婷, 等. 滸苔多糖脫蛋白工藝的考察[J]. 食品研究與開發(fā), 2015, 36(11): 90-93. Tang Zhihong, WangYi, Ma Hongting, et al. Investigation of deproteinized technology for polysaccharide from enteromorpha prolifera[J]. Food Research and Development, 2015, 36(11): 90-93.

[12] 劉歡. 舌狀蜈蚣藻多糖的提取, 降解及抗氧化活性研究[D]. 上海: 上海海洋大學, 2019. Liu Huan. Study on extraction, degradationand antioxidant activity of polysaccharide from grateloupia livida[D]. Shanghai: Shanghai Ocean University, 2019.

[13] 繆志剛. 草葉馬尾藻多糖的分離純化及生物活性研究[D]. 上海: 上海海洋大學, 2016. Miao Zhigang. Separation and purification of polysaccharide from the brown seaweed sargassum graminifolium and its effects on biological[D]. Shanghai: Shanghai Ocean University, 2016.

[14] Gershon S. Using subepidermal moisture level as an Iindicator of early pressure damage to local skin and tissue[J]. Advances in Skin & Wound Care, 2020, 32(3): 123-132.

[15] 許雷, 李湛, 周火蘭, 等. 酶解褐藻膠寡糖的吸濕及保濕性能研究[J]. 日用化學工業(yè), 2011, 41(1): 42-45. Xu Lei, Li Zhan, Zhou Huolan, et al. Study of hygroscopic and moisturizing performance of oligosaccharides obtained from enzymolysis of algin[J]. China Surfactant Detergent & Cosmetics, 2011, 41(1): 42-45.

[16] Berthon J Y, Nachat-Kappes R, Bey M, et al. Marine algae as attractive source to skin care[J]. Free Radical Research, 2017, 51(6): 555.

[17] 劉冰月, 劉學, 鄔鳳娟, 等. 羊棲菜巖藻多糖的提取工藝優(yōu)化及保濕性能[J]. 日用化學工業(yè), 2017, 47(7): 398-402. Liu Bingyue, Liu Xue, Wu Fengjuan, et al. Optimization of process technological conditions for obtaining fucoidan from Sargassum fusiforme and detection of its moisturizing performance[J]. China Surfactant Detergent & Cosmetics, 2017, 47(7): 398-402.

[18] Ilekuttige P S F, Kil-Nam K, Daekyung K, et al. Algal polysaccharides: potential bioactive substances for cosmeceutical applications[J]. Critical Reviews in Biotechnology, 2019, 39(1): 99-113.

[19] 石學連, 張晶晶, 宋厚芳, 等. 滸苔多糖的分級純化及保濕活性研究[J]. 海洋科學, 2010, 34(7): 81-85. Shi Xuelian, Zhan Jingjing, Song Houfang, et al. Polysaccharides from enteromorpha linza: Purification and moisture-preserving activity[J]. Marine Sciences, 2010, 34(7): 81-85.

[20] 郭子葉. 滸苔多糖化妝品開發(fā)潛力研究[D]. 上海: 上海海洋大學, 2014. Guo Ziye. Potential use of polysaccharides from ulva prolifera in cosmetic[D]. Shanghai: Shanghai Ocean University, 2014.

[21] Liu Y, Sun Y Y, Huang G L. Preparation and antioxidant activities of important traditional plant polysaccharides[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2018, 111(1): 780-786.

[22] Ssam E, Bozena M K, Ricci L G. An overview about oxidation in clinical practice of skin aging[J]. Anais Brasileiros de Dermatologia, 2017, 92(3): 367-374.

[23] 周林珠, 楊祥良, 周井炎, 等. 多糖抗氧化作用研究進展[J]. 中國生化藥物雜志, 2002, 23(4): 210-212. Zhou Linzhu, Yang Xiangliang, Zhou Jingyan, et al. Research progress on antioxidant action of polysaccharides[J]. Chinese Journal of Biochemical and Pharmaceuticals, 2002, 23(4): 210-212.

[24] Faiez H, Cédric D, Alina V U, et al. Structural characterization and antioxidant activity of water-soluble polysaccharides from the Tunisian brown seaweed Cys-toseira compressa[J]. Carbohydrate Polymers, 2018, 198(12): 589-600.

[25] Wang L, Jayawardena T U, Yang H W, et al. The potential of sulfated polysaccharides isolated from the brown seaweed ecklonia maxima in cosmetics: antioxidant, anti-melanogenesis, and photoprotective activities[J]. Antioxidants, 2020, 9(8): 724.

[26] Akbary P, Aminikhoei Z. Effect of water-soluble polysaccharide extract from the green alga ulva rigida on growth performance, antioxidant enzyme activity, and immune stimulation of grey mullet mugil cephalus[J]. Journal of Applied Phycology, 2017, 30(2): 1345-1353.

[27] 王曄, 婁永江, 龔芳芳, 等. 滸苔多糖的分離純化及其結(jié)構(gòu)和抗氧化活性研究[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2020, 46(12): 66-72. Wang Ye, Lou Yongjiang, Gong Fangfang, et al. Purification, antioxidant activity and structure of enteromorpha prolifera polysaccharides[J]. Food and Fermentation Industries, 2020, 46(12): 66-72.

[28] Peng Z, Liu M, Fang Z, et al. In vitro antioxidant effects and cytotoxicity of polysaccharides extracted from Laminaria japonica[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2012, 50(5): 1254-1259.

[29] 徐曉珍. 海帶多糖對自然衰老小鼠皮膚膠原蛋白影響的實驗研究[D]. 南寧: 廣西醫(yī)科大學, 2016. Xu Xiaozhen. The effect of laminarin polysacharide on skin collagen in natural aging mice[D]. Nanning: Guangxi Medical University, 2016.

[30] Xue C H, Fang Y, Lin H, et al. Chemical characters and antioxidative properties of sulfated polysaccharides from Laminaria japonica[J]. Journal of Applied Phycology, 2001, 13(1): 67-70.

[31] Anbar T S, Eid A A, Anbar M T. Evaluation of different factors influencing objective measurement of skin color by colorimetry[J]. Skin Research and Technology, 2019, 25(4): 512-516.

[32] Jeon N J, Kim Y S, Kim E K, et al. Inhibitory effect of carvacrol on melanin synthesis via suppression of tyrosinase expression[J]. Journal of Functional Foods, 2018, 45(3): 199-205.

[33] Samaneh Z, Asieh B, Tareq H K M, et al. A comprehensive review on tyrosinase inhibitors[J]. Journal of enzyme inhibition and medicinal chemistry, 2019, 34(1): 279-309.

[34] Kus N J, Dolinska M B, Young K L, et al. Membrane-associated human tyrosinase is an enzymatically active monomeric glycoprotein[J]. PloS One, 2018, 13(6): e198247.

[35] Vaid U, Mittal S, Babu J N. Influence of anion induced proton abstraction on Cu(II) adsorption by alginic acid[J]. Reactive & Functional Polymers, 2015, 97(5): 48-55.

[36] 鄭曦, 陳智多, 張德蒙, 等. 海藻酸鈉對酪氨酸酶的抑制作用[J]. 日用化學工業(yè), 2019, 49(6): 388-392. Zheng Xi, Chen Zhiduo, Zhang Demeng, et al. Inhibitory effect of sodium alginate on the activity of tyrosinase[J]. China Surfactant Detergent & Cosmetics, 2019, 49(6): 388-392.

[37] Chen C Y, Lin L C, Yang W F, et al. An updated organic classification of tyrosinase inhibitors on melanin biosynthesis[J]. Current Organic Chemistry, 2015, 19(1): 4-18.

[38] Thanigaimalai P, Manoj M, Vigneshwaran N, et al. Skin whitening agents: medicinal chemistry perspective of tyrosinase inhibitors[J]. Journal of Enzyme Inhibition & Medicinal Chemistry, 2017, 32(1): 403-425.

[39] Shanura Fernando I P, Asanka Sanjeewa K K, Samarakoon K W, et al. The potential of fucoidans from Chnoo-spora minima and Sargassum polycystum in cosmetics: antioxidant, anti-inflammatory, skin-whitening, and anti-wrinkle activities[J]. Journal of Applied Phycology, 2018, 30(6): 3223-3232.

[40] 丁小梅, 何善生, 王力, 等. 螺旋藻多糖對酪氨酸酶的抑制作用及抗氧化性能[J]. 中國食品學報, 2019, 10(19): 86-92. Ding Xiaomei, He Shansheng, Wang Li, et al. Antioxidant capacity and inhibitory activity of tyrosinase on polysaccharide from spirulina polysaccharide[J]. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology, 2019, 10(19): 86-92.

[41] Wang Z J, Si Y, Oh S, et al. The effect of fucoidan on tyrosinase: computational molecular dynamics integrating inhibition kinetics[J]. Journal of Biomolecular Structure & Dynamics, 2012, 30(4): 460-473.

[42] Herman, Anna. Antimicrobial ingredients as preservative booster and components of self-preserving cosmetic products[J]. Current Microbiology, 2019, 76(6): 744-754.

[43] Ko Evar Glava N, Lunder M. Preservative efficacy of selected antimicrobials of natural origin in a cosmetic emulsion[J]. International Journal of Cosmetic Science, 2018, 40(3): 276-284.

[44] Chmit M, Kanaan H, Habib J, et al. Antibacterial and antibiofilm activities of polysaccharides, essential oil, and fatty oil extracted from Laurus nobilis growing in Lebanon[J]. Asian Pacific Journal of Tropical Medicine, 2014, 7(1): 546-552.

[45] 陳海秀. 海洋硫酸多糖抗菌活性研究及在肉類保鮮中的應用[D]. 廈門: 集美大學, 2016. Chen Haixiu. Study on antimicrobial activity of marine sulfate polysaccharide and its application in meat preservation[D]. Xiamen: Jimei University, 2016.

[46] 高玉杰, 呂海濤. 滸苔多糖和硒化滸苔多糖抑菌作用研究[J]. 食品科技, 2013, 38(1): 195-198, 205. Gao Yujie, Lü Haitao. Antimibacterial activities of enteromorpha polysaccharide and selenium enteromorpha polysaccharide[J]. Food Science and Technology, 2013, 38(1): 195-198, 205.

[47] Tsakok T, Woolf R, Smith C H, et al. Atopic dermatitis: the skin barrier and beyond[J]. British Journal of Dermatology, 2019, 180(3): 464-474.

[48] 王妍. 羊棲菜多糖促進皮膚屏障功能修復的作用研究[D]. 溫州: 溫州大學, 2019. Wang Yan. Study on the effect of sargassum fusiforme polysaccharides on the repair of damaged skin barrier Function[D]. Wenzhou: Wenzhou University, 2019.

[49] Kumar S, Marrero-Berrios I, Kabat M, et al. Recent advances in the use of algal polysaccharides for skin wound healing[J]. Current Medicinal Chemistry, 2019, 25(11): 1236-1248.

[50] Péterszegi G, Isnard N, Robert A M, et al. Studies on skin aging. Preparation and properties of fucose-rich oligo- and polysaccharides. Effect on fibroblast proliferation and survival[J]. Biomedicine & Pharmacotherapy, 2003, 57(5): 187-194.

[51] Li J, Cai C, Yang C, et al. Recent advances in pharmaceutical potential of brown algal polysaccharides and their derivatives[J]. Current Pharmaceutical Design, 2019, 25(11): 1290-1311.

[52] Lucas R M, Yazar S, Young A R, et al. Human health in relation to exposure to solar ultraviolet radiation under changing stratospheric ozone and climate[J]. Photoche-mical & Photobiological Sciences, 2019, 18(2): 123-132.

[53] 張璐妮, 邵玉, 張玉影, 等. 海帶多糖防輻射作用的研究進展[J]. 吉林醫(yī)藥學院學報, 2015, 36(5): 375-377. Zhang Luni, Shao Yu, Zhang Yuying, et al. Advance in the anti-radiation effect of laminaria japonica polysaccharide[J]. Journal of Jilin Medical University, 2015, 36(5): 375-377.

[54] 黎靜, 李冠虹, 石殿春, 等. 海帶多糖對紫外線輻射小鼠皮膚膠原蛋白及微血管內(nèi)皮細胞的影響[J]. 環(huán)境與健康雜志, 2013, 30(3): 198-201.Li Jing, Li Guanhong, Shi Dianchun, et al. Effect of laminarin polysaccharide on collagen and microvascular endothelial cells of skin irradiated by ultraviolet rays[J]. Journal of Environment and Health, 2013, 30(3): 198-201.

[55] 葉翠芳, 王巧利, 劉秋英, 等. 紫菜多糖體外抗紫外線輻射活性研究[J]. 天然產(chǎn)物研究與開發(fā), 2015, 27(4): 641-644. Ye Cuifang, Wang Qiaoli, Liu Qiuying, et al. Study on the anti-ultraviolet activity of porphyra polysaccharides in vitro[J]. Natural Product Research and Development, 2015, 27(4): 641-644.

Application of seaweed polysaccharides in cosmetics

CHEN Shu-fang, LI Ming-xing, MENG Wen-ping, DAI Yu-chao, LU Jie, ZHOU Yi-yang, LI Qing-tao

(College of Light Industry and Food Engineering, Guangxi University, Nanning, Guangxi 530004, China)

Seaweed polysaccharide is a polymer with high molecular weight and is extracted from seaweed tissues, which have the characteristics of high biological activity and safety. Moreover, seaweed polysaccharide has abundant resources and enormous development potential in China. This study summarized the extraction, separation, and purification technologies of seaweed polysaccharides based on research results in recent years. The efficacy of seaweed polysaccharides in cosmetics, such as for the purpose of moisturizing, water replenishing, antioxidation, whitening, antibacterial action, repairing skin barrier, and protection from ultraviolet radiation, was discussed. Finally, this study presented the different prospects of the application of seaweed polysaccharides in cosmetics to provide reference for future research.

seaweed polysaccharide; cosmetics; efficacy; functional additives

Sep. 9, 2020

TQ658

A

1000-3096(2021)03-0143-09

10.11759/hykx20200909003

2020-09-09;

2020-11-01

廣西壯族自治區(qū)科學技術(shù)廳重大專項計劃(14122003-4)

[Major Special Project of the Department of Science and Technology of Guangxi Zhuang Autonomous Region, No. 14122003-4]

陳淑芳(1998—), 女, 河南省三門峽人, 碩士研究生, 主要從事海洋天然產(chǎn)物研究, 電話: 18638759341, E-mail: 1019429136@ qq.com; 黎慶濤 (1971—),通信作者, 男, 廣西南寧人, 博士, 副教授, 研究生導師, 主要從事天然產(chǎn)物研究, 電話: 13707886008, E-mail: lqt2222@163.com

(本文編輯: 楊 悅)