随着经济的稳定增长,被称为“美丽经济”的中国化妆品产业已经取得了巨大发展。作为全世界最大的化妆品新兴市场,从2000年开始,中国化妆品市场已经有雅诗兰黛、欧莱雅、兰蔻、资生堂、SK-II、雅漾等多个外资品牌涌入。
目前,一些天然(或非天然)的生物活性分子在化妆品行业受到广泛关注,并作为重要的活性添加剂用于各类产品中。由于其特殊的生物学性质,糖苷类化合物一直作为化妆品行业的有效成分添加剂。作为细胞激活剂,糖苷类生物分子可以增加细胞活力和新陈代谢,增强细胞的抗氧化能力,同时具有一些医疗和保健功效。
甘油葡萄糖苷的功效
甘油葡萄糖苷(GG)是一种具有生物活性的糖苷类化合物,由一分子的甘油和葡萄糖以糖苷键的形式结合而成。作为化妆品的高效保湿剂,GG是一种分子量比透明质酸(玻尿酸)都小5000倍的新型保湿因子。理化性质研究发现,GG的甜度是蔗糖的0.55倍,具有高耐热性、低热色性、低吸湿性、高持水性以及低美拉德反应性等特点。生物学上认为,GG是微生物在胁迫条件下自发合成的一种渗透保护物质,可以保护细胞抵御高渗透压、高温、干旱以及紫外线等恶劣的环境。

研究发现,GG具有保湿、抗氧化功能,比透明质酸的锁水保湿力、修复能力更强。在一些日本的传统发酵食品(如清酒、味噌、米醂)中也发现含有活性成分GG。由于其具有低吸水性和高保湿性的特点,GG既能用于日常的肌肤护理(强效保湿、抗衰老、细胞修复),又能够用于衰老性、敏感性、湿疹性问题皮肤的修复和治疗。
甘油葡萄糖苷的应用
研究发现,GG是一种α-葡萄糖苷酶的抑制剂,有助于大分子的稳定,抑制脂肪细胞内中性脂的累积;而且还具有抗过敏及抗癌等重要生理功能。因此GG在相关领域拥有巨大的应用潜力,尤其在化妆品和医药行业。

化妆品行业:主要用于保湿、细胞修复、抗衰老。
(1) 保湿性能:GG能够保护细胞膜的稳定,锁住水分,具有与透明质酸类似的锁水力,而且其制成的化妆品肤感不粘腻。
(2) 细胞修复功能:GG能够提高细胞氧化性以及增强细胞活力,使细胞的新陈代谢明显加快,ATP增加,激活细胞再生。
(3) 抗衰老功效:GG能够加速老化细胞中I型胶原蛋白前体的生成,从而减缓纤维细胞的老化进程,提升老化细胞中胶原蛋白的生成量。
医药行业:抗红疹性能、预防龋齿、大分子稳定剂。
(1) 抗红疹性能:GG能够减轻皮肤发红(抗红疹)性能,预防紫外线的伤害。
(2) 预防龋齿:在GG存在的条件下,人唾液中的口腔细菌不会产生酸,表现出非致龋性。
(3) GG是一种大分子稳定剂,可用于蛋白质药物等的长期保存。
此外,GG还能够促进伤口愈合和组织修复。相关研究证实,GG能诱导生长因子TGF-beta1(一种已知的参与伤口愈合的细胞因子)和FGF7(一种成纤维细胞和角质细胞生长因子)的表达,从而引发真皮细胞的增殖。
甘油葡萄糖苷的生物活性
那么,为什么GG会具有如此的生物学功效呢?据研究发现,GG是神奇沙漠植物不死草(密罗木)的主要活性成分。作为一种压力防护分子,GG可以保护细胞免受高渗透压、高温、干旱以及紫外线等恶劣环境的破坏。GG能保护植物结构活性,缺水时,调节细胞内渗透压,减少水分流失,保护植物不会被完全干燥;下雨时,GG激活不死草的细胞功能,快速进行细胞修复。
据统计,GG是目前国际奢侈护肤品牌常用的精华活性成分之一。GG可以提升肌肤的保湿性、弹性及细腻性,修复受损肌肤,增强肌肤防御力,焕发青春容颜。此外,GG可以有效得激活肌肤表层的水通道蛋白(AQP3),维持细胞渗透平衡,为肌肤细胞补充必需水分。
甘油葡萄糖苷的生产
研究表明,利用微藻或蓝细菌等生物可以生产GG,从而实现从二氧化碳到GG的生物转化。然而,微藻细胞的采收、GG的萃取、纯化等仍然存在采收成本高、低收率等问题。为此,相关研究人员通过合成生物学的手段对蓝细菌进行基因工程改造,构建微生物细胞“工厂”,降低蓝细菌细胞外渗透压(低渗胁迫)方式,从而实现了胞内GG的有效释放。令人失望的是,生产过程24天,GG的产量仅为1 g/L,仍然无法满足需求。而化学合成的甘油葡萄糖苷结构与天然来源的不同,且不符合未来发展趋势。
南京先进生物技术和生命科学研究院研发的生物法制备甘油葡萄糖苷技术取得突破性进展,其生产过程仅为1天,而GG的产量大幅提高了几百倍。依托于该技术的GG生物发酵工艺,工作人员研发出含有GG的阙翡菁润补水焕肤面膜,并已进入市场推广阶段。通常,GG作为常用的化妆品活性成分之一,一般在防晒隔离霜、保湿霜、精华液、爽肤水(乳)等化妆品中添加,而技术人员直接将高浓度的GG(10%)添加于面膜中,从而加快肌肤焕新速度,改善干燥皮肤,并对皮肤进行水润修复、持续保湿。