胶原在化妆品中的应用

胶原蛋白在化妆品中的应用

1. 胶原蛋白的概况

胶原蛋白是由动物的成纤细胞合成的一种生物高分子，是一种白色、不透明、无支链的纤维型蛋白质，它是动物肌腱、韧带、软骨、皮肤及其他结蹄组织中的主要纤维成分，是哺乳动物体内含量最丰富、分布最广的一种蛋白质。它具有支撑器官和保护肌体的功能，也是组成细胞间质的最重要的功能蛋白质。

2. 胶原的结构

胶原蛋白的种类很多，尽管各种胶原蛋白的结构差异很大，但它们具有共同的特征：都是由3条α肽链以右手螺旋方式形成蛋白质，每一个α肽链在分子结构上都是由重复出现的Gly-X-Y肽段构成左手螺旋，3条链在氨基酸残基的相互作用下，以同一轴为中心，以右手螺旋方式形成稳定的三股螺旋结构。

这些结构特征决定了胶原蛋白具有独特的纤维状结构及良好的生物相容性、可降解性和低抗原性等生物活性，将其改性处理后，可广泛应用于组织材料、医学材料、化妆品、食品涂层包装材料等方面。

3. 胶原的制备

3.1 传统提取法

3.1.1 酸法水解：利用盐酸等强酸作用皮块，根据酸浓度、水解温度、水解时间等条件的不同，可以得到平均分子量不等的胶原水解物，甚至彻底水解得混合氨基酸，而且在水解过程中色氨酸全部被破坏，丝氨酸和酪氨酸部分破坏，分子量呈连续分布。

3.1.2 碱法水解：该方法不仅使含羟基、巯基的氨基酸全部被破坏，且产物发生消旋作用，生产周期较长，污染严重，耗水量大，分子量呈连续分布。

3.1.3 酶法水解：蛋白酶水解胶原作用条件温和，所需设备简单，反应速率很快，提取的水解胶原蛋白纯度高，水溶性好，理化性质稳定。且由于蛋白酶对胶原的作用一般具有选择性，因此最后的产品分子量不是连续分布的，同时还可以大大减少环境污染。

3.2 化学合成法：利用该法合成的胶原蛋白不具有生物活性结构，但是技术较为复杂，成本较高。

3.3 基因工程法：基因工程法制备胶原可以充分利用胶原蛋白的优良性能，避免动物来源的病毒高风险，选用各种宿主细胞生产重组人胶原蛋白，其成品具有安全性好，重现性好和质量稳定等优点。

4. 胶原蛋白应用于化妆品中的特性

4.1 营养性：胶原可以补充皮肤层所需的养分，补充对人体有益的氨基酸，使皮肤中的胶原蛋白活性增加，保持角质层水分以及纤维结构的完整性，改善皮肤细胞生存环境和促进皮肤皮肤组织的新陈代谢，增强循环，达到滋润皮肤、延缓衰老、美容、消皱、养发的目的。4.2 修复性：胶原蛋白和周围组织的亲和性好，从而具有修复组织的功能。

4.3 保湿性：天然保湿因子是保持皮肤水分的重要物质，其主要成分是甘氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、天门冬氨酸和丝氨酸等游离的氨基酸。在水解胶原蛋白中，胶原分子外侧亲水基团羧基和羟基等的大量存在，使胶原分子极易与水形成氢键，故胶原蛋白及多肽具有良好的保水保湿性能。

4.4 配伍性：胶原蛋白可以起到调节并稳定pH、稳定泡沫、乳化胶体的作用，同时，作为

一种功能性成分在化妆品中可以减轻各种表面活性剂、酸、碱等刺激性物质对毛发、皮肤的损害。

4.5 亲和性：胶原蛋白对皮肤和头发表面的蛋白质分子有较大的亲和力，胶原蛋白主要通过物理吸附与皮肤和头发结合，耐漂洗处理。亲和力作用大小随相对分子质量增大而增强，相对分子质量较大的分子，结合位置较多，结合力增强，亲和力增大。这些分子可以渗入皮肤表层和头发，甚至皮质层，达到营养皮肤的作用。

4.6 防皱：胶原蛋白与皮肤角质层结构的相似性决定了其与皮肤具有良好的相容性、亲和力和渗透性，能渗透入皮肤表皮层，被皮肤充分吸收，并在皮肤表面形成一层极薄的膜层，从而使皮肤丰满、皱纹舒展，同时提高皮肤密度，产生张力，具有抗皱作用。

4.7 美白：胶原蛋白中的酪氨酸残基与皮肤中的酪氨酸竞争，与酪氨酸酶的活性中心结合，从而抑制酪氨酸酶催化皮肤中的酪氨酸转化为多巴，组织皮肤中黑色素的形成，达到美白的作用。

5. 胶原在化妆品中的应用

胶原蛋白与人体皮肤胶原的结构相似，分子中富含大量氨基酸和亲水基，具有一定的表面活性和很好的相容性，将其作为活性物质用于化妆品中时，后者可以扩散到皮肤的深层，补充人体皮肤所需的氨基酸，使皮肤中的胶原蛋白活性增强，保持角质层水分以及纤维结构的完整性，促进皮肤组织的新陈代谢，对皮肤产生良好的滋润保湿、消皱美容作用，而且可以阻止皮肤中的酪氨酸转化为黑色素的作用。胶原主要用以一下三种化妆品中：

5.1 胶原在护肤品中的应用

胶原蛋白是皮肤组织的主要蛋白质成分，胶原是由成纤维细胞合成的，随着年龄的增加，成纤维细胞的合成能力下降，若皮肤中缺乏胶原蛋白，胶原纤维就会发生联固化，使细胞间黏多糖减少，皮肤就会失去柔软、弹性和光泽，发生一系列老化现象。

由于胶原及其水解物与人皮肤胶原的结构相似，相容性好，可以扩散到皮肤的深层，对人的皮肤有很好的营养作用，且胶原蛋白分子外侧存在大量的羧基和羟基，同时存在大量的甘氨酸等天然保湿因子，能提高组织细胞的贮水能力，使皮肤保湿；许多种胶原蛋白多肽与皮肤细胞的生长、分化、分裂、增殖和迁移有关，能提供皮肤的养分，延缓皮肤衰老，促进皮肤创面修复。

5.2 胶原在护发素中的应用

头发的健康关键在于头发的基础头皮皮下组织的营养，位于真皮层的胶原蛋白是表皮层及表皮附属物的营养供应站。头发本体和皮肤一样，也都由胶原蛋白组成。胶原蛋白主要控制着头发的弹性和湿润度。而毛鳞片是一种十分脆弱的组织，摩擦受热就会磨损，内层的胶原蛋白就会受到刺激而分解。人体缺乏胶原蛋白时，头发会干燥分叉，而且容易断裂。胶原蛋白可以起到调节并稳定pH、稳定泡沫、乳化胶体的作用。同时，作为一种功能性成分在洗发护发品中可以减轻各种表面活性剂、酸、碱等刺激性物质对毛发、皮肤的损害。胶原蛋白对皮肤和头发表面的蛋白质分子有较大的亲和力，它主要通过物理吸附与皮肤和头发结合，耐漂洗处理，这些分子可以渗透入皮肤和头发，达到营养头发的作用。

5.3 胶原在美容品中的应用

胶原蛋白与肌肉生长有着密切关系，对于处于生长阶段的青少年来说，补充胶原蛋白能够促进生长激素的分泌以及肌肉生长。而对于想保持体形的成年人，塑造结实健美的肌肉也需要补充胶原蛋白。

6. 胶原应用与化妆品中的基本要求

皮肤的表层是一层非常致密的组织结构，只能让水、电解质及结构简单的小分子物质通