综述:天然来源抗氧化剂在化妆品中的研究:提取方法、生物利用度及抗皮肤衰老应用

【字体: 时间:2025年10月25日 来源:International Journal of Cosmetic Science 2.5

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  这篇综述深入探讨了天然来源抗氧化剂在抗衰老护肤领域的生物活性、提取技术、配方策略及实际应用。文章系统分析了植物、藻类、真菌和蜂产品等来源的抗氧化剂,重点阐述了其通过清除自由基、螯合金属离子、激活细胞抗氧化通路(如Nrf2/ARE)以及调节炎症因子(如TNF-α、IL-6)等多重机制发挥抗衰老、光保护和促进伤口愈合等作用。综述还强调了超声波辅助提取(UAE)、超临界CO2萃取(SC-CO2)等绿色提取技术,以及脂质体、纳米乳等先进递送系统在提升抗氧化剂稳定性、生物利用度和皮肤渗透性方面的最新进展,并指出了光稳定性、生物利用度不一致等现存挑战及未来研究方向。

  
天然来源的抗氧化剂宝库
自然界是抗氧化剂的丰富来源,植物、藻类、真菌和蜂产品等蕴含了大量具有强大生物活性的化合物。这些天然抗氧化剂,如多酚、类黄酮、胡萝卜素和生物碱等,通过中和自由基、螯合金属离子以及激活细胞自身的抗氧化防御系统(例如Nrf2/ARE通路),在对抗皮肤氧化应激中扮演着关键角色。氧化应激是导致皮肤老化、炎症和降解性皮肤问题的主要因素,表现为皱纹、弹性丧失和色素沉着。因此,基于抗氧化剂的干预措施对于维持皮肤健康至关重要。
多样化的生物活性
天然抗氧化剂展现出广泛的生物活性,远不止于简单的自由基清除。例如,Jasminum sambac(茉莉花)细胞提取物能够通过激活Nrf2/ARE通路增强细胞的抗氧化反应。许多提取物,如来自Mucuna物种、Magnolia officinalis(厚朴)和Arbutus unedo(草莓树)的提取物,通过抑制胶原酶、弹性蛋白酶和基质金属蛋白酶(MMPs)等降解皮肤结构的酶,显示出显著的抗衰老功效。此外,一些水果和种子提取物表现出高防晒系数(SPF)值,提供光保护作用,而蘑菇提取物和精油则具有强大的抗菌活性。
提取技术的革新
高效、可持续的提取方法对于获得高活性、高稳定性的天然抗氧化剂至关重要。传统的水提、醇提方法仍在广泛应用,但新兴的绿色提取技术显示出巨大优势。超声波辅助提取(UAE)能显著提高提取效率,减少溶剂用量和提取时间。超临界CO2萃取(SC-CO2)是一种无溶剂、温度可控的方法,特别适用于提取非极性至中等极性的化合物,如精油和脂质,并能很好地保护热敏性成分。亚临界水萃取(SWE)利用高温高压下的水其介电常数降低的特性,能够提取极性较高的生物活性物质,是一种环保的选择。天然低共熔溶剂(NaDES)作为一种新型绿色溶剂,具有可生物降解、低毒性的特点,能选择性提高酚类和黄酮类化合物的提取率。发酵辅助提取则通过微生物转化,增加酚酸、黄酮等活性物质的含量,从而增强其生物活性。
先进的递送系统提升功效
许多天然抗氧化剂虽然活性很高,但存在稳定性差、水溶性低、皮肤渗透性不佳等问题,限制了其应用。纳米技术为此提供了解决方案。脂质体、纳米乳、尼奥体(niosomes)、乙体(ethosomes)等纳米递送系统能够将抗氧化剂包裹起来,保护其免于降解,并显著提高其皮肤渗透性和生物利用度。例如,槲皮素负载的混合胶束实现了高达94%的包封效率,并能在28天内保持稳定和抗氧化活性。白藜芦醇负载的脂质体和尼奥体显示出优异的皮肤滞留和渗透能力,最大化其对抗氧化损伤的保护效果。这些先进的递送系统实现了活性成分的控制释放和长效作用,克服了传统配方的局限性。
在皮肤护理中的应用与验证
天然抗氧化剂在化妆品和皮肤病学中具有广泛的应用前景。其核心作用包括:
  • 抗光老化: 许多植物提取物,如黑莓和树莓提取物,本身具有较高的SPF值,能吸收紫外线,减少UV辐射引起的氧化损伤和光老化。
  • 抗炎与修复:Bergia ammannioides提取物能显著减轻炎症,促进伤口收缩和胶原沉积,加速伤口愈合。巴西红蜂胶(BRP)能增加抗氧化酶活性,增强胶原合成,显示出强大的修复潜力。
  • 抗菌抑菌: 食用菌提取物以及牛至、 basil等植物的精油表现出对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的抑制作用,有益于皮肤健康。
  • 抑制衰老相关酶: 大量研究证实,多种天然提取物能有效抑制胶原酶、弹性蛋白酶和酪氨酸酶,从而帮助维持皮肤紧致、弹性,并改善色素沉着。
通过体外、离体(ex vivo)和体内(in vivo)研究,这些功效得到了广泛验证。例如,在细胞模型中评估自由基清除能力(如DPPH、ABTS法)、金属离子还原能力(FRAP法)以及对抗UV诱导损伤的效果;在动物模型中观察其对伤口愈合、炎症抑制和皮肤结构改善的作用。
面临的挑战与未来方向
尽管天然抗氧化剂前景广阔,但仍面临一些挑战。首先是光稳定性和化学稳定性问题,部分抗氧化剂在光照或储存条件下容易降解失活,甚至可能转化为促氧化剂,反而加剧氧化损伤。其次是生物利用度和皮肤渗透性的个体差异和配方依赖性,需要进一步优化递送系统。标准化和重现性也是关键问题,由于植物来源、生长环境、采收季节和提取工艺的差异,不同批次的产物活性成分含量可能波动,需要建立严格的质量控制标准。此外,大规模临床验证法规审批仍需加强,以提供更充分的人体功效和安全性数据。
未来研究将更侧重于协同配方的开发,将不同抗氧化剂或其他活性成分(如肽类、神经酰胺)进行复配,以产生叠加或协同效应。可持续性将是核心驱动力,包括利用农业副产品(如葡萄渣、咖啡银皮)进行升级再造,以及优化绿色提取工艺。对皮肤微生物组与抗氧化剂相互作用的研究,将有助于开发 microbiome-friendly(微生物组友好型)的护肤品。同时,结合先进材料科学和生物技术,开发更智能、更高效的递送系统,也是重要的未来方向。
总之,天然来源的抗氧化剂作为对抗皮肤衰老和环境损伤的强大武器,在科学研究和化妆品工业中正展现出巨大的潜力和价值。通过持续的技术创新和多学科交叉研究,它们有望在下一代高效、安全、可持续的护肤解决方案中扮演越来越重要的角色。
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