天然产物在化妆品中的应用前景和主要的关键技术问题分析

1、天然产物在化妆品中的应用前景和主要的关键技术问题分析目录1. 前言 32. 天然有机化妆品 42.1.天然有机化妆品的概念 42.2.天然化妆品的种类 42.3.有机天然产品市场 63. 天然产物的应用与主要关键技术 73.1.天然产物在化妆品中的应用 7中草药在化妆品中的应用原理 7根据皮肤生理生化特性筛选天然活性添加 83.2. 化妆品中应用的植物活性成分 9美白类植物提取物 9熊果苷 9植物类黄酮 10抗衰老类植物提取物 10原花青素 10植物多酚 11茶多酚 112.4 葡萄多酚 11苹果多酚 12保湿和修复皮肤类植物提取物 12透明质酸 13维生素 E 13促进皮肤细胞新陈代谢和防晒

2、类植物提取物 14果酸 14其他 143.3. 植物提取物的制备技术 15超临界C02萃取技术（SFE） 15微波萃取技术 15膜分离技术 15逆流提取技术工艺 164. 结语 165. 参考文献 17天然产物在化妆品中的应用前景和主要的关键技术问题分析摘要本文分析了最近国内外天然产物在化妆品的应用现状以及应用前景， 综述了化妆品的植物活性成分及提取技术 , 概括了植物提取物在化妆品 中的功效和使用方法 , 并对植物源化妆品的开发利用前景进行了展望。 关键词： 天然产物；化妆品；关键技术；发展前景1. 前言当前，在世界范围内，形成了一股回归自然、热衷使用天然材料的潮 流，天然化妆品也正是在这种

3、潮流背景下应运而生并迅速发展起来的。其 实，天然化妆品在我国有着悠久的历史早在远古时代，我国就有了高度发 达的医学、有着长期使用中草药材的宝贵经验随着历史的发展，医学、药 学、药理学有了长足的进步，逐渐积累并发展了以植物、草药、水果为主 的治疗各种皮肤病以及养肤美容的经验，有些一直延用至今。现在所指的 天然化妆品，是运用现代科学技术，对植物、矿物或动物的有效成分进行 提取，借助化妆品的基质配方，而研制成的一种新型化妆品。在这当中， 包括中草药在内的植物性成分及其提取物占有较大的比例。同时，为了使 天然化妆品具有一定的保存期，也必须添加一些低限量的防腐剂和杀菌 剂。眼下随着天然化妆品销售量的增长

4、 . 被采用的天然植物、动物和矿物 性材料不断增多，新产品也不断问世。2. 天然有机化妆品2.1. 天然有机化妆品的概念天然有机化妆品除了所含的植物成分，必须要由获得有机认证的有机 植物提取物所组成外，产品中不能添加人工香料、色素及石油化学产品等 对皮肤不利的成分，其中所添加的防腐剂及表面活性剂都须受到严格限 制，而且制造过程中，不能使用动物实验及利用放射线杀菌，其配方和工 艺非常复杂。除此之外，还要提供给消费者全成分标识及正确信息所含成 分的生物可分解性与否和包装的环保回收问题，还有厂商的社会公益及责 任等都在被规范的范围内。天然有机化妆品，倡导以尊重自然环境追求安全单纯及重视皮肤健康 的概

5、念为出发点，倡导个人健康，也十分重视地球环境的保护，不做动物 性实验和提倡公平贸易等，这些都是重点所在。天然有机化妆品的研制和 生产不过是近些年才开始的，在欧美市场得到快速成长，令传统化妆品黯 然失色，已俨然成为化妆品业界的新贵。天然有机化妆品将成为国际化妆 品追逐的一股潮流。在食品化妆品安全问题屡屡曝光的情况下，天然植物 性的原料安全开始受到越来越多消费者的关注。然而，主打天然植物有机 概念的护肤品却并未因此获得较大发展。其实绿色纯天然和有机，这些词 意味着截然不同的事物，而现实生活中，消费者并不完全清楚，经常会混 淆使用。2.2. 天然化妆品的种类天然化妆品主要有两种：一种是间接美容的，即

6、采用瓜果蔬菜的汁、 蛋清、茶油、牛奶、蜂蜜、柠檬汁、橄榄油等，加人低量的防腐剂以便于 长期保存，而不进行任何其他形式的再加工。根据材料的种类，或食用， 或药用内服。另一种是起直接美容作用的。 将植物性材料经过切细、 掏碎、 揉压、榨汁、榨油、干燥、煮沸、浸出、煎熬等物理加工，将得到的汁、 液、油等提取物，加人低限量的防腐剂，以利长期保存和使用。用这种纯 天然物质制成的材料，直接涂于面部、头部以及全身的皮肤。天然化妆品 虽然对皮肤有良好的营养作用， 但由于材料的局限，使这些化妆品的形状、 性能、贮藏、安全性等方面还存在一些美中不足。在这种情况下，生产厂 家推出了一些特殊的天然化妆品，其中最常见的

7、便是组合型和模拟型天然 化妆品。组合型天然化妆品，是在现代化妆品的基质成分中加入对人体具有保 健美容作用的天然植物、中草药、动物和矿物性有效成分的提取液而制成 的化妆品。如花粉美容蜜、当归霜、麦饭石化妆品系列、芦荟化妆品系列、 人参珍珠霜、蜂胶化妆品等。这种辅以各种有机、无机等非天然性原料， 加工成类似一般化妆品的组合型产品，可以大大地改善天然型化妆品的外 观形象、色彩、性能，并具有耐贮性好和安全性强的优点，同时也使得天 然化妆品的功效有了明显的提高。组合型天然化妆品，是护肤化妆品中很 重要的一个组成部分。模拟型天然化妆品，顾名思义，这类化妆品虽然外 貌、香型、色泽、名称、包装等都十分接近夭然

8、塑化妆品，但产品基质与 原料根本不含任何天然材料。如柠檬香脂、苹果洗面膏、果味洗发香波等。2.3. 有机天然产品市场据美国芝加哥市调公司 SymphonyIRI Group 的数据显示，截止到 2012 年 10 月 7 日的前 52 周内，在食品药品超市和大众卖场 （沃尔 玛除外），护肤品包括抗痘护理、身体抗衰老、脸部抗衰老、脸部清洁、 脸部保湿、脱毛以及褪斑 / 漂白的总销售额上升了 2.1 % ，近 23 亿美 元。单是脸部保湿一个类别的销售额就增长了 4.9 % ，为 2.66 亿美元。 但是脸部抗衰老类下跌了 1.4 % ，为 8.08 亿美元。而有机产品市场研究 机构 Organi

9、c Monitor 发布报告称， 2012 年全球天然有机美容产品销售 达到 90 亿美元 （约合 571.4 亿元人民币），亚洲市场占据 1 % 份额， 达到 11 亿美元。尽管消费者需求仍然很旺盛，但受到全球气候恶化的影 响，该类产品增长的速度有所减缓。 在这份最新的报告中， Organic Monitor 预计，2015 年，天然有机美容产品销量将达 140 亿美元 （约合 888.8 亿 元人民币）。虽然对这类产品的需求增长几乎体现在每个国家和地区，但 销售仍主要集中在欧洲和北美市场。业内有关人士表示，在中国化妆品市 场，天然有机类护肤品主要以欧美纯进口品牌为主，然而，此类品牌零售 价

10、格普遍较高，而且天然有机概念的消费者认可度还有待提高，因此，目 前需求量很低，只占化妆品市场 2 % 左右的份额。但是，随着天然有机 类化妆品全面进入化妆品销售渠道，加上欧莱雅集团和雅诗兰黛集团对有 机化妆品的关注和投入，这一市场份额将会稳步提升。目前，天然有机护肤产品在全球个人护理产品市场中占到2 % 的份额，在美国德国和奥地利等市场，天然有机护肤产品甚至达到10 %。这主要归功于消费者意识的提高和天然有机产品的密集铺货。加上油性材料 的价格越来越高，以及消费者对于安全性化妆品需求的增加，天然有机类 差异化护肤品的市场份额孕育着巨大的潜力。3. 天然产物的应用与主要关键技术3.1. 天然产物

11、在化妆品中的应用3.1.1. 中草药在化妆品中的应用原理中医认为，气血是构成人体的最基本物质，是各器官组织和经络等进 行正常生理活动的物质基础。皮肤变粗糙、皱纹、色斑、色素沉着、毅裂、 冻疮、座疮等，皆因气虚血加所致。预防和治疗原则：祛风逐湿，活血化 寂，气血双调。我们查阅了有关医籍，涉及中草药配方化妆品收有 300 多 例，经统计学处理分析，其中理气血、补气养血中药使用频率约占55%，祛风燥湿药约占 25%，清热泻火，解毒解表药约占 15%。按使用频率计， 最常用的中药依次有：白芷、白附子、获荃、川芍、细辛、杏仁、白敛、 防风、廖香、玉竹、白僵蚕、当归、白术、辛麦、桃仁、括楼根、白瓜子、 白

12、蓝等。按功效，白芷乃是阳明经祛风散湿主药，能治阳明一切头面诸疾，作 而脂疗风邪， 润泽颜色。 白附子祛风逐湿， 通阳明经之气分， 疗面上百病， 行药势。白术主风寒湿痹，生肌疗皮肤燥痒。白敛散结止痛除热，主痈肿 疽疮。白瓜子令人悦泽，好颜色。白僵蚕主皮肤诸风 . 发散诸邪热气，灭 诸疮痕痕。川芍气中血药，引药上行去面上游风，为清利目首之圣药。防 风除上焦风邪。细辛治诸风湿痹。辛麦祛风邪，润泽好颜色。桃仁通经破 疲血。当归理气养血，去肤中寒热，疗诸恶疮疡。可是，古代美容护肤化妆品所选中药，均循遵祛风逐湿 . 推之以活血化疲，养血生新之要旨23.1.2. 根据皮肤生理生化特性筛选天然活性添加皮肤的主

13、要功能是保护机体免受外界有害环境因素的伤害。为抵抗诸 如紫外线辐射伤害、干燥、潮湿、高低温、昆虫、细菌、真菌、擦伤以及 各种过敏原等伤害，皮肤组织必须保持强有力的再生能力和旺盛的新陈代 谢。皮肤的老化，主要表现为皮肤光泽、润性、弹性、滑性的减退，水分 的减少。其内因则是因透明质酸等粘多糖减少，加速胶原蛋白的交联、变 性老化，趋于不溶性 ; 胶原蛋白的合成更新减缓。除粘多搪因素外，促进 和加速胶原纤维交联变性硬化的外界因素主要有紫外线辐射伤害和空气 干燥。为保持皮肤组织青春常在和延缓皮肤衰老，护肤美容化妆品的作用 应具备： 1.防紫外线辐射伤害。 2.保湿防皮肤细胞过度失水。 3. 提供为皮 肤

14、细胞旺盛代谢所需的各种营养物质和生理活性物质。 4. 抗致病性微生物 浸染和外界过敏原物质的刺激。在使用具有上述功能的天然活性添加剂时，还必须遵循“同质相应” 的原则。例如，使用天然型复合氮基酸的营养霜或蜜，有人使用大豆蛋白 水解的复合氨基酸。天然大豆蛋白氨基酸之组分与皮肤角蛋白及胶原蛋白 氨基酸组分相异甚远。 根据同质相应的原理， 大豆蛋白氨基酸中因甘氨酸、 丙氨酸，特别是脯氨酸、经脯氨酸、径赖氮酸、脱氨酸之含量较低，被皮 肤细胞的利用率甚小，功效差。应使用毛发、蹄壳、鲜皮边角料等富角蛋 白作原料水解的复合氨基酸，以及使用胶原蛋白水解的复合氨基酸。又如现市售的珍珠霜，大多系珍珠母脱钙后壳蛋白

15、水解的复合氨基酸（含量一般在0.50.8%之间），在膏霜中仅添加 25%左右，不仅因氨基 酸组分有异而利用率低，且添加如此微量的氨基酸何以起到营养皮肤的作 用?而国外的一般游离氨基酸霜内含纯复合氨基酸量均在35%左右。3.2. 化妆品中应用的植物活性成分3.2.1. 美白类植物提取物皮肤美白的机理主要是在皮肤黑色素生成、代谢过程中抑制黑色素的 产生，黑色素的抑制机理可分为胞内抑制和胞外抑制。胞内抑制是指通过 抑制黑色素形成过程中主要限速酶酪氨酸酶的活性或者抑制酪氨酸酶的 合成， 从而抑制黑色素的形成。 胞外抑制是指通过抑制内皮素 -1 和内皮素 -2 来抑制黑色素的形成。 目前， 国内外化妆品

16、行业中应用较为广泛的植物 提取物类美白成分主要是熊果苷和植物类黄酮。3.2.1.1. 熊果苷B -熊果苷，化学名叫4-羟基苯-B -D-吡喃葡萄糖苷，是一种从植物中分离得到的天然活性物质，能迅速渗入肌肤，有效地抑制皮肤中酪氨酸 酶的活性，阻断黑色素的形成，减少细胞内黑色素的含量，减少皮肤色素 沉积，从而祛除色斑和雀斑。B-熊果苷是当今流行的最为安全有效的美白原料。因此，临床上用它来美白皮肤，淡化斑点，修护暗沉、不匀肤色 及预防雀斑的形成，甚至改善晒伤斑痕及调节色素形成的过程。3.2.1.2. 植物类黄酮黄酮类物质主要存在于植物中，具有清除皮肤中的自由基、促进新陈代谢、减少黑色素沉积、润泽肌肤等

17、作用。从甘草中提取出来的甘草黄酮在化妆品中具有多种功效。张志东等研究表明，甘草黄酮能深入皮肤内部并保持高活性，有效抑制黑色素形成过程中多种酶的活性。同时，甘草黄 酮还具有防止皮肤粗糙和抗炎作用。因此，它是一种多功能的植物美白成 分，值得进一步研究和开发。3.2.2. 抗衰老类植物提取物随着年龄的增长，皮肤开始呈现衰老状态，包括皮肤中的胶原蛋白、 弹性蛋白、黏多糖等含量不同程度的降低，供应皮肤营养的血管萎缩，血 管壁弹性降低，皮肤表皮逐渐变薄、隆起，皮下脂肪减少，皱纹、黄褐斑 及老年斑出现。产生这些现象的主要原因是自由基的增多。因此，清除体 内过多的自由基是解决皮肤衰老的重要途径。3.2.2.1

18、. 原花青素原花青素（OPC是从植物中提取出来的多酚类化合物，在葡萄籽提 取物中，OPC含量最高可达95%是国际上公认的清除人体内自由基最有 效的天然抗氧化剂，具有非常强的体内活性。实验证明，OPC的抗自由基氧化能力是维生素E的50倍，维生素C的20倍。国内外研究表明，原花 青素可以抵抗自由基、抗老化、帮助维生素C和E的吸收，降低紫外线伤害、减少黑色素沉淀，预防胶原纤维及弹性纤维的破坏，使肌肤保持应有 的弹性及张力，避免皮肤下垂及皱纹产生。原花青素的抗皱、美白、保湿 和抗辐射等功效为其在化妆品领域开辟了广阔的前景。3.2.2.2. 植物多酚又名植物单宁， 为植物体内的复杂酚类次生代谢物， 具有

19、多元酚结构。 常见的多酚包括茶多酚、葡萄多酚、果皮多酚等。它具有抗氧化、消除自 由基、促进细胞自我修复、抑制黑色素根源等作用。它还可以通过吸收紫 外线达到美白的效果，通过复配有效地吸收整个区域内的紫外光， 减少 黑色素的生成。皮肤黑化，雀斑、褐斑和老年斑都与体内酪氨酸酶和过氧 化酶的活性增高密切相关，酪氨酸酶在皮肤组织的黑色素细胞代谢中起催 化作用，引起黑色素分泌增加，过氧化酶催化脂类过氧化分解过程，而加 速皮肤老化。 植物多酚通过对酪氨酸酶和过氧化酶的抑制， 达到美白作用。3.2.2.3. 茶多酚它是一种新型天然抗氧化剂。在常温、低浓度下茶多酚具有很强的抗 氧化性，它能阻挡紫外线和清除紫外线

20、诱导的自由基，从而保护黑色素细 胞的正常功能，同时，它还可以抑制细胞中酪氨酸酶和过氧化氢酶活性， 从而减少黑色素的分泌以及脂质的过氧化作用，实现祛斑美容的功效。3.2.2.4. 2.4 葡萄多酚葡萄中提取得到的天然植物多酚类活性物质，广泛存在于葡萄的皮、 籽、果肉中。葡萄籽中的多酚含量约 5%8%葡萄多酚主要由儿茶素、表 儿茶素缩合而成低聚原花青素类物质构成。葡萄多酚具有较强的抗氧化 性，能抵抗自由基的伤害，有效延缓衰老，促进新陈代谢的作用。3.2.2.5. 苹果多酚苹果中天然存在的一类重要生物活性物质，分为酚酸及其羟基酸酯类、糖类衍生物和黄酮类化合物。可清除体内过多的有害自由基，在水相 系统

21、中抑制不饱和脂肪酸的自动氧化；防止胡萝卜素的光破坏；防止水溶 性维生素的破坏；消除超氧化自由基离子的活性。另外，苹果的成熟度不 同，各主要成分的含量也有差异。成熟苹果中的多酚主要为绿原酸、儿茶 素以及原花青素等，而未成熟苹果中则含有较多的二羟基查耳酮、黄酮醇 类化合物。3.2.3. 保湿和修复皮肤类植物提取物表皮屏障功能减弱导致皮肤干燥是皮肤衰老的重要特征。皮肤保湿是 由包覆于皮肤表面具有抑制水分蒸发功能的皮脂膜和存在于角质细胞内 的天然保湿因子两种因素共同作用的结果。胶原蛋白和弹性蛋白是组成皮 肤真皮层的两类重要蛋白，胶原蛋白能够给细胞外基质以强度和韧性，而 弹性蛋白则赋予皮肤以弹性。衰老皮

22、肤合成胶原蛋白和弹性蛋白能力下 降、胶原纤维变粗，出现异常交链，导致皮肤弹性下降，皱纹增多。因此， 解决皮肤衰老问题的一个重要途径是保湿和修复皮肤的屏障功能。抗衰老 化妆品中加入的透明质酸就是具有保湿及皮肤屏障修复功能的典型代表。3.2.3.1. 透明质酸透明质酸（HA是一种由D-N-乙酰氨基葡萄糖和 D-葡萄糖醛酸为结 构单元的高分子粘多糖。从芦荟中提取出来的透明质酸是植物性的保湿舒 缓剂。研究表明，HA分子中的羧基和其他极性基团可与水形成氢键而结合 大量水分，从而在皮肤组织中起到保水的作用， 其理论保水值高达 500ml/g 以上，在结缔组织中的实际保水值约为 80ml/g。另外，HA与硫

23、酸化粘多 糖和胶原蛋白、弹性蛋白等纤维状蛋白质共同组成含大量水分的胞外胶状 基质，成为细胞代谢的物质交换介质，这种含水的胶状基质使皮肤柔韧， 富有弹性，使肌肤光滑细嫩。HA还能促进表皮细胞的增殖和分化，预防和 修复皮肤损伤。HA还可以阻止细胞中一些酶的产生，减少自由基的形成， 在防止自由基破坏细胞结构、产生脂质过氧化和引起肌体衰老等方面起着 重要作用。3.2.3.2. 维生素 E维生素E是一种脂溶性维生素，又称生育酚，是最主要的抗氧化剂之一。小麦胚芽和稻米胚芽中的小麦胚芽油和稻米胚芽油的维生素E含量非常高，是优质润肤剂。研究表明，维生素E能稳定细胞膜的蛋白活性结构， 促进肌肉的正常发育及保持肌

24、肤的弹性，令肌肤和身体保持活力；同时维 生素 E 还能进入皮肤细胞直接帮助肌肤对抗自由基、紫外线和污染物的侵 害，防止肌肤因一些慢性或隐性的伤害而失去弹性直至老化。3.2.4. 促进皮肤细胞新陈代谢和防晒类植物提取物皮肤自然衰老的实质是皮肤细胞增殖、分化与细胞老化、凋亡之间的 平衡失调，因此促进皮肤新生细胞的增殖、老化细胞的凋亡即促进细胞新 陈代谢是解决皮肤自然衰老问题的重要 途径。另外，阳光中的紫外线也是皮肤老化的主要诱因。紫外线的照射可 引起皮肤红斑和延迟性黑色素沉着，破坏皮肤的保湿能力，使皮肤变得粗 糙，皱纹增多，因此采用含有紫外线散射剂和吸收剂的防晒化妆品也成为 保护皮肤免受紫外线损害

25、的有效手段。3.2.4.1. 果酸果酸 (AHA) 是指从天然蔬果中萃取出来的酸，它能有效渗透毛孔，控 制各种皮肤疾病，帮助表皮角化细胞的脱落，促进新细胞的产生，代谢黑 色素、改善粗糙、使皮肤有光泽，爽滑细嫩。据报道，不同浓度的果酸能 降低表皮角质细胞间的凝结力，去除老化角质，改善粗糙、暗沉、调理肤 质。但果酸也会刺激皮肤，让皮肤变薄，易受到紫外线的伤害，所以在使 用过程中要注意防晒。3.2.4.2. 其他3目前，国内外都在致力于天然防晒剂的筛选和开发。何西利等研究发 现，植物槐米的有效提取成分芦丁是一种较理想的天然防晒剂。郭玲等发 现黄芩提取液的有效成分也具有作为天然防晒剂的功能和价值。此外

26、，芦 荟、甘草、紫草、桂皮、沙棘、白芝在防晒剂中的应用也有相关报道3.3. 植物提取物的制备技术中草药和天然植物有效成分的提取分离是植物源化妆品生产过程中 最为关键的环节之一， 近年来越来越多的新技术正逐步被采用。3.3.1. 超临界 CO2 萃取技术 ( SFE)天然植物中有效成分十分复杂， 且含量较低。经典的提取工艺多为 水或其他溶剂提取， 存在工艺复杂、溶剂耗损大和能耗大等缺点， 特别 是许多有效成分易受高温分解破坏。 而利用超临界 CO2 流体萃取可在低温 条件下， 通过控制操作压力和选择夹带剂等手段调节有效成分在超临界 C02流体中的溶解度，提取效率高，残留溶剂少， 产品安全性高。作为一种新兴的物理提取方法已经是天然植物有效成分提取技术的发展趋势 之一。目前国内规模化超临界萃取装置已建立了多套，技术工艺日趋成熟， 成本不断下降，可望进入大规模工业化生产。3.3.2. 微波萃取技术微波萃取结合了传统有机溶剂萃取， 使萃取速率、萃取效率等都有 所提高， 并以其投资少、设备简单、适用范围广、选择性高、重现性好 和无污染等特点而受到重视。微波萃取技术已在黄酮类、苷类、多糖、萜 类和挥发油等天然产物提取中得到一定的应用。3.3.3. 膜分离技术膜分离技术在中药及天然植物活性成分分离提取中已经被广泛应用，可用于液体制剂的澄清、固体制剂的精制及有效部位、有效单体的分离， 具有提取