功能性化妆品原料—透明质酸

透明质酸[1]是由美国Meyer等于1934年首先从牛眼玻璃体中分离得到的一种以乙酰氨基葡萄糖与葡萄糖醛酸双糖单元交替连接而成的直链酸性黏多糖。HA普遍存在于人和动物的皮肤、血清、组织细胞间液中，具独特的皮肤保湿、营养、抗衰老、稳定乳化、抗菌消炎、促进伤口愈合及药物载体等特殊功能，是一种在日化、医药、生化与保健食品等领域内用途极为广泛、性能优良的功能性生化物质[2/3]。

早先，由于HA 多以动物组织器官为原料而制得，生产程序复杂，产量低，成本高，因而售价昂贵，故其应用范围仅局限于医药和生化领域。随着微生物发酵法制备HA 技术的迅速发展，产量日益增加，其应用范围也逐步在日化、保健食品等领域内随之扩大。20世纪80年代，HA 就以其优异保湿、营养皮肤等特殊性能受到了国际化妆品界的广泛关注[3]。此后，以HA 为特殊功能原料的系列化妆品相继问世，如日本资生堂公司“BH一24”精华素系列；美国露华浓的“MOON DROPSR’’保湿润肤系列；美国宝莲公司的保温唇膏；巴黎娇兰公司的“Hydmbel—la”润肤露产品。近年来，国内一些知名化妆品公司也陆续开发出以HA 为特色的化妆品系列，如永芳、丽花丝宝、绿丹兰和自然美[4-5]以及青岛华元公司的海丽·尼克HA 护肤养颜化妆品系列，充分显示出HA作为一种新兴功能性化妆品原料的强劲发展势头。

1 透明质酸的特性

1．1 透明质酸的理化特性

HA 的基本化学结构的是 一D—N一乙酰氨基葡萄糖和 一D一葡萄糖醛酸为结构单元，并以 一1，4一糖苷键交替链接成的一种直链式高分子酸性黏多糖化合物 3’6 J，为白色粉末，无特殊异味，相对分子质量一般为0．8×lo6～2．0×lo6，旋光度：一74o(25℃ ，0．025％水中)。能缓慢但最终完全溶于水，形成黏稠、微乳白色或无色溶液，难溶于有机溶剂。HA 的配伍性强，相容性好，几乎可以添加到任何含水的化妆品基质中。通常，化妆品级HA 产品的葡萄糖醛酸质量分数／>42％，蛋白质质量分数≤0．1％，干燥失重≤10％，0．1％水溶液的pH值为6．0～7．5，灼烧残渣<20％。在化妆品生产过程中，常用到HA 的钠盐或钾盐。HA 钠盐为白色纤维或粉状，有微弱香气，能缓慢溶于水形成微乳白色或无色高黏稠状液体，也能溶解于氯化钠溶液，几乎不溶于有机溶剂。HA钠盐的盐质量分数通常不低于98％，干燥失重≤10％，0．2％水溶液的pH值为5．5～7．5，灼烧残渣<20％ ，动力学黏度为8 Pa·s(30℃)[2]。

配制HA 水溶液时，应先将HA 松散、缓慢撒入水面上，稍加搅拌，使其充分溶胀后再进行间歇式搅拌下溶解。也可先用体积分数为75％乙醇将HA 浸透后，再缓慢加水，间歇式搅拌，以增加其溶解速度，待乙醇挥尽后即可使用。所用水应是软水或无离子水，以免影响溶液的澄清度。生产化妆品时，应待基质温度降至60℃以下后，再加入HA 水溶液，以免引起HA 形成凝块或降解。另外，固体HA 应低温、干燥和避光贮存。HA 水溶液最好临用前配制，且一次用完，如长期存放，应加入适量防腐剂，以防变质[2l。

1．2 透明质酸的生物特性

机体内HA 的生物合成部位主要是在成纤维细胞或其他细胞的胞浆膜及表皮角朊细胞等[7]。体内HA的合成速度很快，并迅速排出胞外或被降解。其合成一般受体内激素、年龄和环境等因素影响。HA 由HA 酶降解，该酶由多种细胞产生，降解过程中，首先将HA 降解成50个～60个双糖单位、相对分子质量为20 000的中等分子，再由其他酶进一步将其降解为寡糖。血浆中HA的生物半衰期为2．5 min～5．5 min。尿中排出量仅为其总清除率的1％ 以下[8]。

HA 作为人体皮肤、组织细胞等固有必需的生物活性物质，一般对人皮肤无刺激性，对眼睛无任何刺激性和光毒性反应。给动物注射适量HA 后研究发现[2]，HA 本身并不是抗原体，所以在体内一般不会产生过敏反应及其他毒副作用，使用安全。

2 透明质酸的制备

目前，常用HA 的制备工艺主要有以下两种。

(1)动物组织提取法：此法是最早采用的HA 生产法，以人脐带、鸡冠、哺乳动物血清、牛眼玻璃体、鲨鱼皮及鲸鱼软骨等为原料[2'5]，用适量丙酮或乙醇浸泡过夜，过滤，对原料脱脂、脱水。风干后，将原料改用蒸馏水浸泡一定时间，过滤。滤液分别用氯化钠溶液和氯仿处理，之后加入胰蛋白酶于50℃左右保温酶解一定时间，精制去除蛋白质、小分子肽、氨基酸、核酸及其他多糖类杂质[6]。混合液经离子交换树脂脱无机离子后得精制HA 。该工艺原料来源局限性大，产品提取率极低，仅为1％左右[3]，工艺程序复杂，生产成本高，不宜进行工业化生产。

(2)微生物发酵法：该法是近年来兴起的一种HA 制备新工艺，是以葡萄糖作碳源，蛋白胨为氮源及其他营养物质组成培养基，接种菌种(一般多选用链球菌属类菌种)后，于特定条件下培养发酵48 h。发酵结束后，过滤，精制除去菌丝体蛋白、核酸、有机酸及链球菌代谢生成的其他复杂产物等杂质。再经乙醇沉淀、纯化等程序即能得到高纯度HA 产品[3．6]。该工艺特点是不受原料资源限制，操作简便，无需复杂纯化过程，产率较高，还能按实际需要来设定产品的分子质量，并可进行大批量工业化生产，生产成本较低，是今后生产HA 的主要发展方向。