护肤品已经成了日常生活必需品,也许你已经发现了,护肤品成分中经常看见××植物提取物,有小伙伴就说了,为何不写成标准的化学名称,如丁二醇、二氧化钛等等?今天就来和大家聊聊这个问题。
01 为什么不写化学名称?
之所以写“xx植物提取物”而非标准化学名称,主要有两个原因:
1.成分太杂,无法标注。很多人习惯了标注化学名称的写法,这是因为很多护肤品成分是用的化工生产的纯粹化学成分,所以成分单一可以标注。
但是对于植物来说,这个做不到啊,因为成分太多了。以甘草为例,光是初步鉴定已经分离到了170多种化学成分,其中包括三萜类61种、黄酮类及其衍生物106种等【1】。
如果并没有做到完全提纯出单一成分,那标注单一成分其实是违规的。
2.多成分互作是植物提取物的重要优势。植物是一种有机体,其内部各种成分并非孤立存在,而是形成了一定程度的互作,既有协同作用,也有拮抗作用,比如植物的螯合等现象就是植物的化合物能够与金属元素结合成为配合物的化学过程,类似这些相互作用也是植物提取物能够发挥作用的一个重要因素。
此外,还有个有意思的问题,就是,假定有个植物提取物被鉴定成功了,你可以想象这个表多复杂,比如我把甘草中被鉴定的黄酮类放进去就是这样子了。
如果把其他成分也写上去,那估计是一本厚厚的说明书了~
02 难道植物提取物就没有可以用化学名称表述的成分吗?
当然,你可能会说,植物提取物既然成分复杂难以单一标注,那么,能不能从植物提取物中寻找那些有效的可直接用标准化学名称表述的单一成分呢?
答案当然是可以的,比如光甘草定(Glabridin)就是这样一个典型案例,完全符合题目的要求。
首先,光甘草定是植物提取物。光甘草定是从多年生草本植物光果甘草(Glycyrrhiza glabra L.)中获得的,这是一种主要分布在我国的东北、华北和西北的植物,很早就被古人纳入到了特用植物的范围,而现代植物化学发现光果甘草中含有丰富的黄酮类、异黄酮、三萜皂苷、植物甾醇等有益成分。光甘草定就是从其中提取出来的,所以叫做光甘草定(Glabridin)。
但是光甘草定又和一般的光果甘草提取物不同,它是单一成分,而非一般提取物那种成分不明确、研究不透彻、难以衡量混合成分效果。
其次,光甘草定的化学鉴定已经完成。从光果甘草中分离出的光甘草定早已经经过了标准的化学鉴定,并且已经由美国化学会(American Chemical Society)下设的化学文摘服务社(Chemical Abstracts Service,简称CAS)分配了单独的CAS号59870-68-7,这是化学里对单一化学成分进行注册、识别区分的国际通用方式。
我们可以在上面看到关于光甘草定的相应化学信息。比如,光甘草定的分子式是C20H20O4,其分子结构是
也就是4-[(3R)-8,8-Dimethyl-3,4-dihyd。
当然,既然是成分明确的化学结构分子,那么相应的其他化学信息自然也已经被解读,包括分子量、密度、熔点、沸点等理化性质都已经被很明确的解读了。包括相应的频谱信息一样已经被揭示:
第三,光甘草定做到了99%的高纯度。相信大家都明白,纯度高往往意味着更好,但是实际上,提高纯度是一个非常困难的科技难题。这背后有诸多原因。
首先,物质的性质会影响提纯,比如物质的稳定性其实是和条件有关,条件改变就会增加提纯难度。其次,杂质的特点也会影响提纯难度,杂质含量和性质会极大的提高提纯难度。此外,提纯的方法也会影响提纯效率。
正因为如此,获得高纯度的成分往往也是对技术的极大挑战,比如大家熟悉的无水乙醇,其实纯度也达不到100%。
对于光甘草定来说,提纯一直是一个业内在攻克的难题,而每一次提纯突破都是对这种成分应用的极大助力。常规的光甘草定纯度是较低的,为了达到高纯度,国内某专利提供了一种利用熔融结晶制备高纯度光甘草定的方法,其实现路径也是较为复杂。
首先是纯化,将光甘草定粗品溶解后用大孔吸附树脂进行吸附,然后乙醇洗涤重结晶制得粗料。
接下来是加热熔融,将光甘草定粗料加入到熔融结晶器中加热化料
第三步是降温结晶,将上述步骤的光甘草定进行降温结晶。
第四步是发汗,对晶体进行发汗排除液体。
第五步是化料,再加热升温后将物料进行熔融。
你以为这就结束了?当然不是,要继续重复三-五步骤来多级结晶。
经过这种技术提纯,可以实现99%纯度的光甘草定。可能有人对这个数字不太敏感,我给大家介绍下,在化学研究里,有化学纯度一说法,某一特定化学形式存在的物质重量占该样品总重量的百分比。而一般纯度达到95%就属于纯化级别了,可以用于实验和生产中。如果纯度能够到98%,做化学实验这个级别都足够了。而光甘草定通过这种专利方法,可以实现99%,这种可以用于定性分析了,属于超高纯光甘草定,权威的SGS检测报告也支持这一点。
03 光甘草定如此高纯度有什么用?
可能有人会问,如此高纯度的光甘草定,到底有什么用?这就不得不聊一聊光甘草定这种神奇的物质了。
光甘草定是一种来自光果甘草提取的黄酮类成分之一,由于含量极低,基本上1吨光果甘草才能提取100g光甘草定。但是光甘草定的美白能力却十分优秀。研究发现,光甘草定的美白能力远超过了大家熟悉的美白成分如烟酰胺、维C等成分,不同浓度的美白成分对酪氨酸酶的抑制率的细胞试验实证显示:在低浓度时(3.125mg/L),光甘草定对酪氨酸酶的抑制作用是烟酰胺的 140 倍、熊果苷的961倍、 VC的 80倍[2,3,4]。
这种极其优秀的美白能力也使得光甘草定被誉为美白黄金。而且值得一提的是,光甘草定的美白能力可不是简单地清除黑色素,而是直接深入到皮肤中对酪氨酸酶活性产生影响,直接从源头上把黑色素的生成抑制掉【5】。
如上图所示,是光甘草定抑制可以生成黑色素的酪氨酸酶活性实验,能够显著抑制酪氨酸酶活性。
不仅如此,光甘草定还能从源头减少黑色素生成的诱因,减少刺激因子引发黑色素不断生成的状况,进一步抑制黑色素的生成、转移,实现根源性的美白效果。
而且值得一提的是,尽管光甘草定美白效果优秀,但是却不像传统美白成分那么刺激,对皮肤相当友好,这一点对于国人尤其有意义,因为相比于其他族群,我们国人的皮肤总体上角质层偏薄【6】,皮肤更敏感,易受外界刺激产生各种不良后果,所以光甘草定就更适合我们的美白需求。
正因为如此,如何让光甘草定更好地发挥效果就非常值得关注。而最简单的办法自然就是提高纯度了,纯度越高,效果越好。
一方面,光甘草定纯度越高,越可以更好地发挥其美白和舒缓镇静、减轻应激反应的效果。
另一方面,高纯度的光甘草定还可以降低杂质的影响,避免带来其他不良后果。
由此可以看出,植物提取物并不是一个绝对的不可详细注明的选项。在现代植物化学的支撑下,其实我们也可以从植物成分中获取真正有效的成分,然后将其提纯后进行应用,而且,纯度越高往往也越有利于让成分发挥更好的效果。但是,在应用上,提纯只是第一步,要想发挥更大的效果还需要更多的努力。
[1]胡金锋,沈凤嘉.甘草属植物化学成分研究概况[J].天然产物研究与开发,1996,(03):77-91.
[2]王瑞雪,赵珍,钟雁,李小迪,王志勇. 几种常用美白剂协同作用研究[J]. 日用化学工业. 2014, 44(10): 572-576.
[3]C. Pan, X. Li, Y. Zheng, Z. Zhang, Y. Li, B. Che, G. Liu, L. Zhang, C. Dong, H. A. Aisa, Z. Du and Z. Yuan, Food Science and Human Wellness, 2023, 12, 212–222.
[4]赵雅欣,高文远,张连学,等.甘草在化妆品中的应用[J].香料香精化妆品,2010,(04):45-48+40.
[5] Pan, Chunxing, Xiaoying Liu, Yating Zheng, Zejun Zhang, Yongliang Li, Biao Che, Guangrong Liu et al. "The mechanisms of melanogenesis inhibition by glabridin: molecular docking, PKA/MITF and MAPK/MITF pathways." Food Science and Human Wellness 12, no. 1 (2023): 212-222.
[6] Alaluf, Simon, Derek Atkins, Karen Barrett, Margaret Blount, Nik Carter, and Alan Heath. "光暴露部位与光保护部位表皮黑素含量及成份的种族差异." 2002 年中国化妆品学术研讨会论文集 (2002).
来源: 李雷