化妆品中植物蛋白的应用5

1、化妆品中植物蛋白的应用生化系精细化工专业G08-1 叶冬冬摘要：简要介绍了植物和植物蛋白在化妆品中的应用，重点介绍了几种植物蛋白的成分及其在化妆品中的功效，并对植物蛋白类化妆品的开发利用前景进行了展 望。关键词：植物蛋白化妆品 应用植物应用于化妆品已经有悠久的历史。早在三四千年前，我国古代人民就开始使用植物（包括中草药、 天然药物）作为美容护肤用的化妆品。在国外 ，利用 植物美容护肤健身也有较早的历史。据印度古书记载，西德哈医药系统中记录了许多对头发、 皮肤有护理作用的植物。近年来，随着人民生活水平的提高和对 自身健康的需求，各种化妆品越来越受到重视。动物蛋白在化妆品中的应用已有 很长的历史，

2、但近年来受保护动物权益运动的影响，其在化妆品中的应用日趋减 少,人们纷纷把目光转向物蛋白。由于植物蛋白品种多（尤其是转基因技术使品种更多），其活性成分功效好、副作用小，所以以植物蛋白为主的天然美容产品越来越多受到消费者的青睐。蛋白质是人体重要的组成物质，如肌肤、毛发、指甲及多种器官均是由蛋白质组成的。蛋白质还维持着生命的活动。因而，它在现今化妆品中的应用十分广泛。蛋白质的营养价值不仅取决于其含量，也取决于其中8种必需氨基酸是否丰富和均衡。蛋白质是皮肤等组织的重要成分，能促进生长发育，修复组织,补充新陈代谢。胶原蛋白是人体结缔组织的重要组成成分，具有活性和生物功能的胶原蛋白能主动参与细胞的迁移、

3、分化和增殖代谢，具有联结、营养、支持和保护的作用。人体皮肤中含有大量的胶原蛋白和粘多糖，有很 强的亲水性，可保持大量水分，使皮肤湿润、 细嫩、维持皮肤的弹性和韧性。 蛋白质参与皮肤等组织的新陈代谢，角质层的脱落会损失蛋白质 ，需要及时补充。缺少蛋白质的肌肤会老化失去弹性 ，出现皱纹、 褐斑、干燥、粗糙等。植 物蛋白在化妆品中的应用较动物蛋白和胶原蛋白晚。植物蛋白对皮肤和头皮的亲 合力好，可提高皮肤保湿性能，赋予血管和筋腱弹性，其成膜性也较好，是表 皮、真皮形成膜的主要成份。同时它也提高了化妆品的调理性。植物蛋白含人体 8种必需氨基酸（这些氨基酸人体自身不能合成），根据水解程度不同，可成为皮肤

4、滋润营养剂。植物蛋白衍生物也可改变皮肤或头发的触感，增加润滑性，改善蛋白的溶解性，并提高调理作用的持久性。水解植物蛋白一般为透明琥珀色液体，气味淡，具有很好的成膜性能，对皮肤有亲合力，用后感觉舒服。如国外已生产 含胶体燕麦蛋白的洗面奶，由于胶体燕麦蛋白含有植物蛋白和脂质，有止痒、润 滑、保湿、 抗过敏的作用，深受使用者的青睐。应用于化妆品中的植物蛋白一般 为两种，即植物蛋白的水解物和水解物的衍生物。水解蛋白质可以通过酶水解或 酸水解等不同方法加工而成，植物蛋白的衍生物一般是通过化学改性，在蛋白质链或末端引入其他基团制备而成。水解植物蛋白（多肽）的相对分子质量大约在1 00030 000 Da具

5、有较好的生理活性，易被人体所吸收。许多天然植物活性蛋白 对皮肤和头发有很高的亲和性，易被吸收，可以提高皮肤的保湿性能，赋予血 管和筋腱弹性，具有营养、成膜、防止老化和促进再生的作用。1.几种植物蛋白简介现今，应用于化妆品中的植物蛋白种类很多以水解蛋白为例就有水解大豆 蛋白、水解小麦蛋白、水解金豌豆蛋白和水解杏仁蛋白等多种蛋白应用的实例，除此外还有包括醇溶蛋白、改性蛋白等一大批蛋白，在此不能一一叙述。以下以几种植物蛋白为例简要介绍一下植物蛋白在化妆品中的应用。1. 1大豆蛋白大豆蛋白是一类功能性和生物活性很强的蛋白。众所周知大豆蛋白典型的功 能有凝胶性、 起泡性、 乳化性及充当表面活性剂的作用，

6、这些特性是日用化妆 品行业非常重视的性质。由于大豆蛋白的高营养性，它不仅对体内营养是很大的补充，对于皮肤及头发也有相当优良的滋养作用。我国是大豆主产国之一 ，大豆 蛋白的提取工艺更是早已成熟，而且从价格角度出发，对于高附加值的化妆品行 业，大豆蛋白做原料是相当合理的。大豆蛋白主要分为大豆肽、大豆水解蛋白及大豆改性蛋白。1. 1. 1 大豆肽大豆肽是由大豆蛋白质经酶解获得的通常由36个氨基酸组成的低肽混合物,分子量分布在300700Da的范围内。大豆肽有良好的p H特性，在等电点 大豆肽有良附近仍保持较高的溶解度。由于人的皮肤适应微酸性的环境，所以许多化妆品添加了诸如果酸类的酸性物质，对于此类化

7、妆品，大豆肽的添加不致引起沉淀，并能够较好地发挥它应有的作用。大豆肽有很强的吸湿性和保湿性。这种 特性使大豆肽可用作毛发、皮肤的保湿剂，大豆肽的这种性能比原先在化妆品领 域中广泛应用的胶原肽、牛奶肽有更好的效果。大豆肽中含有丰富的氨基酸，可与毛发中的二硫键作用，因而对毛发有保护作用，可改善发质，有助于毛发损伤 的修复。另一方面，大豆中谷氨酸含量丰富，占总氨基酸量的18 %左右，故谷氨 酸富集的肽（分子量在150lOOODa）可加速细胞生长，因而应用于洗发剂中可 加速毛囊和头发的生长。1. 1.2大豆水解蛋白大豆蛋白水解物的主要成分是多肽和氨基酸的混合物。大豆蛋白在微生物酶的作用下，大分子蛋白断

8、裂成小分子肽，随着肽键的断裂，2COO H、2N H2的增 加，其亲水性增加，故水解后，蛋白溶解度显著上升。而且当水解度较高时，大豆水解蛋白的溶解度在相当宽的pH范围不内受影响。水解得到的大量氨基酸、小 肽等，可以与金属元素在一定条件下形成复合氨基酸络合物，可作为化妆品添加剂。大豆水解蛋白用于头发，有很好的光泽效果和高效的保护作用，使头发免受环境条件和化学因素基酸，特别是含硫氨基酸，以及二价阳离子成分。因此水解 蛋白的阴离子成分能够有效地通过阳离子桥吸附在头发上，一旦吸附以后，水解蛋白中的含硫氨基酸可以和不同破坏剂作用达到保护头发的目的。据报道，大豆水解蛋白的功能性还表现在作为头发染色前的预处

9、理剂，这种预处理剂能够达到快速染色、 均匀色素、 减少染色时的头发损伤的作用；蛋白酶水解的大豆蛋白提 取物还可用于粗糙皮肤修复型化妆品，其活性成分分子量 < 10000Da大豆蛋白经过水解后，随着分子量的降低和部分基团的暴露，它的功能性得到大大的提高，所以大豆蛋白通过特定的水解，其产品就可用作特定需要的化妆品添加剂。大豆蛋白经酶水解后的产物具有一定的抗氧化能力，其中酸性蛋白酶水解的产物抗氧化能力最强。所以经过一定处理的大豆分离蛋白对于制备具有抗氧化性的化 妆品将是很好的添加成分。1. 1. 3大豆改性蛋白大豆蛋白虽然是一种优质蛋白，但由于制备过程中的变性和聚集作用使蛋白 质的许多性质受到

10、限制，尤其是溶解性的降低。良好的水溶性是乳化性、 起泡性、 粘稠性的基础，因此提高溶解性是发挥大豆蛋白机能的前提条件。为了得到高品 质的化妆品添加剂，对大豆蛋白进行改性往往能获得更好的效果。大豆改性蛋白 是在大豆蛋白的基础上提高了它的功能性质。除了常见的性质之外，酰化的大豆肽及它们的盐具有良好的保湿性、软化性及头发的保护性，并赋予头发以光泽。有报道将大豆分离蛋白（SPI）,木瓜蛋白改性得到的大豆水解物 A （SPHA）和木瓜 蛋白酶与蛋白酶共同改性得到的水解物B分别用于三种去污剂（SDS SLS、DSLSS）中，并对它们的效果进行了比较，发现应用了大豆蛋白或大豆改性蛋白去部 分取代去污剂的产品

11、不仅仍保持着良好的起泡性而且还大大提高了乳化能力。1.2 燕麦蛋白目前，对燕麦的开发主要集中在食品方面，其在化妆品方面的开发与应用研究较少。国外已经有这方面的研究，并且已经有相关的燕麦蛋白类化妆品上市，价格昂贵。例如雅姿公司推出的燕麦蛋白精华是将燕麦中的蛋白水解，使其断裂成分子量相对较小的蛋白质碎片，从而更利于肌肤吸收，促进肌肤新陈代谢。此 外，目前一般以燕麦麸作为原料，廉价易得,可以大大降低产品成本。物资源研究 和开发重点实验室的冯明珠等人以燕麦麸为原料研究燕麦蛋白在化妆品中的应 用。这也弥补国内在此方面的空白。其结果如下：1.2. 1凯氏定氮法采用凯氏定氮法测定不同颗粒大小的燕麦麸中蛋白质

12、的含量，从中筛选出蛋白质含量最高的粒度区间作为后续实验的材料。采用GB法测定所选燕麦麸中各基本成分的含量。实验结果表明:4060目大小的燕麦麸中蛋白质含量最高,为19. 42 % , 其中的粗脂肪含量为10.57 % ,淀粉含量为49. 54 % ,水分含量为7. 74 % , 灰分含量为3. 40 % ,其它为9.33 %。燕麦麸中的燕麦蛋白质含量高,营养价 值好,是优质的蛋白质，可作为保健食品进一步研究开发，也可作为天然的化妆品功效添加剂进一步研究开发，其功效主要表现在滋润、柔软、平滑肌肤的作 用，温和无刺激。1.2. 2其他方法实验采用Osboren法进行燕麦蛋白质分类；用Bradfor

13、d法测定各分类蛋白质 的含量,计算其在燕麦蛋白质中所占的比例；用SDS2PAGE电泳法测定各燕麦分类 蛋白的分子量及亚基分布范围；用GB法水解燕麦清蛋白并测定其中18种水解氨 基酸的含量和比例。实验结果表明：燕麦蛋白质中的燕麦清蛋白含量最咼，占蛋白总量的63. 40 %,燕麦球蛋白、 谷蛋白次之,分别占15 . 18唏口 13. 24 %，燕麦醇溶蛋白含量最少，只占8. 18 %。 SDS2PA GE电泳图谱显示:Osboren分类后的各种蛋白质亚基位于小分子量范围，均小于53kD ;燕麦清蛋白亚基分子量分布广泛，燕麦醇溶蛋白亚基分子量分布范 围较小；燕麦清蛋白、球蛋白及谷蛋白中相同亚基较多，

14、而醇溶蛋白亚基较少，且大多介于24kD36kD之间；小分子量的蛋白质易于渗透,有利于皮肤吸收利用，促进皮肤新陈代谢；高分子量的水解蛋白成膜性好，可改善皮肤滑感。18种 水解氨基酸测试结果显示：燕麦清蛋白中的氨基酸总量为 0. 5435g/ 100g , 必需 氨基酸总量为1981g/ 100g ,占总氨基酸含量的36. 45 %谷氨酸含量最高,占18. 23 %必需氨基酸中的苯丙氨酸、亮氨酸和异亮氨酸含量较高,分别占8. 22 %、7. 12唏口 5. 30 %氨基酸成分分析结果表明燕麦清蛋白中氨基酸含量丰富均衡,且必需氨基酸比重较高，营养价值较高，是一优质的营养蛋白质。水溶性燕麦清 蛋白和氨

15、基酸作为锁住皮肤水分的重要媒介，具有显著的营养滋润和保湿功效， 尤其适用于干性皮肤的人.1.3 小麦蛋白小麦蛋白近几年来，受市场不断增长势头的驱动，小麦蛋白正在继大豆蛋白 之后成为颇具开发潜力的一类植物蛋白增值产品，小麦蛋白（俗称谷朊粉）是小麦淀粉生产的副产物,其蛋白质含量高达72 %85 %。小麦蛋白可再分为麦胶蛋白 和麦谷蛋白，前者含谷氨酸40 %以上，不溶于水、 无水乙醇及其他中性溶剂，而 溶于60 %80 %勺酒精水溶液中，经热也不凝结；后者含有赖氨酸，不溶于水及中 性溶剂，而溶于稀酸或稀碱中。化妆品中用的麦蛋白是两种蛋白质的混合物，即所谓面筋蛋白质。麦蛋白中酸性氨基酸（如谷氨酸）含量

16、最高，占40 % ,中性氨基 酸占9 %,羟基氨基酸占4 %,碱性氨基酸占4 %。小麦蛋白在化妆品中的功效主要有以下几方面：1）吸附于头发受损部分，修复受损发质；2）显著增强头发纤维的 拉力和弹性；3）平滑头发，增加头发光泽；4）提高泡沫稳定性，改善泡沫结构；5） 对皮肤有强的亲和性，能在皮肤上形成一层光亮平滑的保护膜；6）增强皮肤对化学物品和外界环境侵扰的抵抗力；7）减低表面活性剂对皮肤的刺激性；8）减低油性 配方中的油腻感觉。小麦蛋白不溶于水，直接在化妆品中应用的是其部分水解物, 可用酶或酸进行水解，相对分子质量分为1000 Da左右和（23） x 104Da两种。 相对分子质量1000

17、Da的小麦蛋白水解物易被毛发吸收，因为毛发中也含有胱氨 酸,在烫发剂中加入，小麦蛋白铺展成保护丝，成型保留时间长；相对分子质量 （23） x 104Da的小麦蛋白水解物吸湿性和保湿性强,易于成膜,常用作护肤品中润湿剂，或作为营养型助剂；小麦蛋白有良好的起泡力，浓度1.8 %时即达 最高，以后浓度增大变化很小，有在洗面奶中加入来起泡和稳定泡沫的报道；乳状液稳定性好，特别是小麦蛋白与非离子型表面活性剂配合使用时的时候。例如 莱蒂菲秘托化妆品小麦蛋白润发乳，头发易吸收，且效果持久稳定。实现发丝修 复、平衡和养护的效果。目前小麦蛋白的用途非常广泛，比如香波、护发素、润 发素、洗面奶、沐浴露、护肤品等产

18、品中都有它的影子。1.4 大麦蛋大麦蛋白质占带皮大麦总重量的 8 %13 % ,主要成分为醇溶性蛋白和谷蛋白， 其中醇溶蛋白占总蛋白质的 35 %45 % ,谷蛋白约占大麦蛋白质含量的 35 % 43 %。除此两种蛋白外，大麦中还含有清蛋白和球蛋白。大麦中 ，能溶解于乙醇 的蛋白质叫做大麦胶蛋白，大麦胶蛋白的氨基酸组成不如小麦谷蛋白和小麦胶蛋 白丰富，其中苏氨酸、 赖氨酸、 缬氨酸、亮氨酸、 酪氨酸、天门冬氨酸的含 量都很低，所以大麦蛋白是一种不完全蛋白质。但大麦蛋白质含量比小麦、 玉米、 大米等略高一些，由于含量高，可以弥补质的不足。大麦蛋白对于细胞组成的修 复和再生相当重要，能迅速地吸收进

19、入血液循环，并可支持细胞正常运作。当大 麦加入到化妆品中，可以起到保湿、滋养、滋润皮肤的功效。水解大麦蛋白中富含多种天然滋养丝滑成份，能起到营养、 保护皮肤的功效。同时将水解大麦蛋白 加入睫毛膏中可以起到使睫毛更为柔软、强韧而美丽的作用。在护发方面，大麦蛋白更可强化并顺滑头发，为秀发带来丝般柔软、健康和更易打理作用。1.5玉米蛋白玉米是我国重要农作物之一，玉米中主要的蛋白质是玉米胶蛋白和谷蛋白，并含有少量的玉米球蛋白和白蛋白。就氨基酸组成而言，玉米蛋白质的氨基酸构成很不平衡，其严重缺乏赖氨酸，同时色氨酸和蛋氨酸也较少，而亮氨酸含量极高，支链氨基酸和中性氨基酸含量均相对高，是植物蛋白中颇少见的特

20、色组成。亮氨酸在调节氨基酸与蛋白质代谢方面起重要作用，亮氨酸的代谢产物A2酮异己酸也具有调节蛋白质代谢的作用，支链氨基酸的生理功能是近年来临床应用研 究的热门课题。以前这是玉米蛋白利用的限制因素，但近来却成为深层次加工的依据。玉米胶蛋白,与其他的醇溶蛋白最大的区别在于它极易溶于90 %93 %的乙醇中，也称玉米醇溶蛋白。玉米胶蛋白中含有大量的谷氨酸和亮氨酸，但赖氨酸和甘氨酸含量较低，有些类似于麦胶蛋白。玉米谷蛋白占玉米全部蛋白质的 40 % 左右，但氨基酸组成与玉米胶蛋白不同。目前玉米蛋白应用到化妆品中研究较多 的是玉米醇溶蛋白。玉米醇溶蛋白具有良好的成膜性、保湿性(即持水性)及抗氧化性等优良

21、的特性，使得玉米醇溶蛋白可以当作保湿剂添加到化妆品中，是一种理想的天然保湿剂；皮肤老化表现在皮肤弹性下降、松驰、 粗糙、皱纹、 老年 斑等现象，从生理上看，主要涉及皮肤蛋白质和结缔组织的交联和降解两类反 应，活性氧自由基是交联的一个主要因素，抗氧化剂通过消除自由基可以起抗皱作用；玉米醇溶蛋白酶解后生成的多肽物质具有抗氧化性，以玉米醇溶蛋白制成的保湿面膜，它能清除自由基，保持皮肤的水分，可有效降低体内胆固醇，促 进细胞更新，有利于去除老化角质，使黯沉肤色明亮富有弹性，并让肌肤对于保 养品的吸收力加强。另外，因玉米醇溶蛋白易形成皮膜，可以制成包装材料，现 已应用到化妆品包装材料。CARGOt妆品在

22、纽约推出PlantLove( TM) 口红,就是 一款使用玉米塑料包装的可完全降解的产品，既环保又卫生。.6 其他蛋白除以上几种蛋白应用较广外，另外一些植物蛋白也在化妆品中发挥着功效，现以以下三种蛋白为例简要介绍。伸展蛋白：是一种植物初生胞壁的结构性蛋白，可经诱导产生糖蛋白。例如胡萝卜根的愈伤组织中含有大量的伸展蛋白，其中蛋白部分羟脯氨酸的含量是第7页共10页42. 1 %（摩尔比）,丝氨酸的含量约为羟脯氨酸的四分之一 （12. 8 %）,这种 特殊的氨基酸比例显示伸展蛋白有多个 Ser2Hyp2Hyp2Hyp2Hyp五肽结构的肽链。 严格说来，伸展蛋白为一种植物激素，促进细胞壁膜的生成，在护

23、肤品中可增强 皮肤表面组织的活性，有紧肤效应，同时具有润肤和柔滑皮肤的功效，具有显著 调理效用。植物体糖蛋白：人体细胞间基质均是由此物质等构成，起着肌肤的保水 与润湿作用，这种蛋白还有着生物催化和激素的作用。是化妆品用良好的润湿剂 和营养剂，并有护发或生发的功能。例如中药红花的花瓣中有糖蛋白，是细胞壁的组成成分，其在乙醇、矿物质中都能溶解，为天然的抗氧化剂，对不饱和键的 保护作用更好，使用安全，可作为合成抗氧化剂B HT、BHA的代用品用于唇膏。 椰子汁植物蛋白：鲜椰汁蕴含大量植物蛋白以及 17种人体所需的氨基酸和锌、 钙、铁等微量元素，是迄今为止世界上氨基酸含量最高的天然植物，其所含的维 生

24、素E能保持细胞的再生活力，丰富的锌可促进细胞的新陈代谢，全面深层调理 面部皮肤生理状况，使面部皮肤变得粉嫩红润、细腻柔滑，长期使用效果更佳。总结目前，植物蛋白开发成化妆品有很多优势，这主要是由植物资源的独特优势决定的，概括起来主要有以下五点：第一，天然化妆品有着巨大的国际国内市场需求，目前崇尚绿色、回归自然已成为化妆品产业的发展趋势。开发植物资源活性物质、研制纯天然化妆品已成为化妆品产业发展最活跃的主题之一；第二，我国医学宝库中积累了丰富的临 床经验，对植物的应用范围、 用量、药效、配伍、副作用和安全性等方面都 有很多验证，这些珍贵的数据有利于开发功效好的植物资源和植物蛋白资源；第三，植物蛋白

25、具有副作用小、安全性高的特点，同时具备原料价格比较低廉、制取方法简单、经济可行性高的优点。第四，近年来由于国外疯牛病等动物疾病威胁，动物源水解蛋白屡受质疑，安全性难以保证；并且由于受保护动物权益运动 的影响，动物源蛋白应用受到了限制，为植物蛋白发展创造了条件；第五，我国 幅员辽阔，地跨热带、亚热带和温带，不同的土壤、气候等自然条件适宜于多 种类型的植物生长，丰富的植物资源为植物蛋白提供了可靠的来源，也是为天然化妆品的开发提供了优越的自然资源条件。所以根据我国的国情，在化妆品中进一步加强植物蛋白资源的应用开发工作，既有丰富的植物资源和国内外数年研究、应用历史可供借鉴，又有巨大的国内外市场，其发展

26、前景十分广阔。虽 第8页共10页然植物蛋白开发有很多优势，但也存在着一些不足：一方面，植物蛋白是比较理 想的乳化剂，而且还是优良的保湿剂、软化剂。但有报道指出植物蛋白乳化稳定性稍差，易使化妆品内残存不溶性蛋白另一方面，虽然我们已经了解到植物蛋 白在化妆品中有很多优势，但具体应用的种类还很少，许多只停留在科研上，转 化到实际生产中的也不完全，而且对具体活性成分的研究也不透彻，也就是对植物蛋白的应用和开发的深度和广度还不够，还需要各方人员的进一步努力。随着技术的发展、科技的进步、研究的深入以及绿色资源的普及，相信不久的将来植物蛋白能发挥更大的作用，在化妆品行业中拥有广泛的应用前景。参考文献1 黄清俊化妆品植物资源的开发与利用J . 江西林业科 技,1999 ,2 :24228.2 张卫明，马世宏.植物源化妆品的开发利用研究进展J