大家好，今天为大家分享一篇近期发表在
Biomacromolecules
上的文章，
Synthesis and Characterization of Superhigh Moisturizing Carboxymethyl Tamarind Xyloglucan and Its Potential Application in Cosmetics
，
这篇文章的通讯作者是北京林业大学的蒋建新。
化妆品成分中高效保湿剂的开发是一个研究重点，因为它们在维持皮肤水分平衡和延缓皮肤衰老方面发挥着重要作用。木葡聚糖有着出色的粘度、强附着力和生物相容性，但其在冷水中的低溶解度、难闻的气味和暗淡的颜色限制了其应用。木葡聚糖（
TXG
）可以通过羧甲基化转化为水溶性形式，转变为羧甲基木葡聚糖（
CMTXG
）。基于以上背景，作者分析了羧甲基化程度与
CMTXG
特性之间的关系，并系统评价了
CMTXG
作为保湿剂化妆品应用的潜力（图
1
）。
木葡聚糖首先被羧甲基化，当
NaOH
含量从
0.05 mol
增加到
0.1 mol
时，
DS
持续升高，高于
0.1 mol
后观察到的
DS
降低，归因于副反应发生，导致乙醇酸钠的形成。当氯乙酸钠（
SCA
）剂量增加时，
DS
先增加后减少，高浓度的
SCA
下产生乙醇酸和
NaCl
作为副产物。作
者进一步探究了时间和温度对
DS
的影响，最大的
DS
值（
0.83
）在
90℃
下反
应
3
小时获得。
为了进一步研究
DS
对
CMTXG
特性的影响，作者制备了低、中、高取代度的
CMTXG
（命名为
CMT-L
、
CMT-M
和
CMT-H
）用于后续研究。羧甲基化后，粒径适度减小，
随着
DS
的增加，
Zeta
电位表现出增强的绝对值。
颗粒之间的静电排斥或空间位阻可以阻止颗粒的进一步生长，从而保持较小的颗粒尺寸。因此，
CMT-M
和
CMT-H
溶液表现出优异的分散性和稳定性。羧甲基化使木葡聚糖的溶解度显著增强，当
DS
增加时，溶解度从
78.4%
增加到
96.86%
（图
2
）。
作者进一步系统研究了羧甲基化对
TXG
流变特性的影响。化妆品的流变特性至关重要，因为它们通过流动特性决定了一致性和铺展性。与
TXG
相比，所有
CMTXG
样品的粘度均显著降低，降低的粘度有助于它们对皮肤的适用性，稠度较轻的护肤霜更容易擦入皮肤。
CMT-M
与不同比例的乙醇、半乳甘露聚糖和透明质酸钠相结合的流变行为显示，这些成份之间存在显著相互作用，表现出浓度依赖性行为，证明
CMTXG
与常见的化妆品添加剂具有良好的相容性。
作者随后表征了
CMTXG
作为化妆品应用的潜力，
CMT-M
的吸湿性显著高于
TXG
，羧甲基增强亲水性，
CMTXG
对水分子表现出更大的亲和力。
CMT-M
表现出优异的长期吸湿和保湿性能。这使得
CMT-M
成为增强化妆品配方保湿功效的有前途的成分。实验结果显示，羧甲基和羟基的适当比例可以协同提高多糖的吸湿保湿性能，因此没有必要追求过高的羧甲基取代度。因此，
CMT-M
作为化妆品保湿剂的应用在未来具有取代甘油的巨大潜力。作者还表征了
CMTXG
的透明度，结果显示，羧甲基的取代增加了材料的透明度，意味着在护肤品中添加羧甲基木葡聚糖不会带来暗淡的色彩。抗氧化表征显示羧甲基取代的程度与多糖的抗氧化活性呈正相关。受污染的化妆品主要含有革兰氏阴性菌，作者以大肠杆菌为代表进行了抗菌实验。结果表明，
CMT-M
表现出显著的抑制作用。
作者使用斑马鱼胚胎评价了
CMTXG
的安全性，
CMT-M
和
TXG
处理的斑马鱼胚胎都表现出良好的心率状态。与用相同浓度的
TXG
处理的斑
马鱼相比，
CMT-M
增强了斑马鱼对长期多糖处理的耐受性。最终证明，暴露于与化妆品剂量相关的水平（
≤500 μg/mL
）的
CMT-M
不会对斑马鱼的生长发育产生不利影响。
最后，作者将
CMT-M
以特定比例添加到护肤霜中，产生乳白色外观，与对照乳霜（乳霜
1
）相比，含有
CMT-M
的乳霜（乳霜
2
、
3
和
4
）的保湿效果明显更好。含
0.75% CMT-M
（乳霜
3
）
8 h
保湿效果超过了市售护肤霜。
CMT-M
可能作为护肤化妆品的安全保湿添加剂（图
5
）。
总的来讲，
CMTXG
在结构、性能和应用方面展现出诸多优势，有望成为化妆品领域一种极具潜力的高效保湿和多功能活性成分，为化妆品行业的发展注入新的活力，推动绿色、安全、高效化妆品的研发进程。
DOI:
10.1021/acs.biomac.4c01453
Link:
https://doi.org/10.1021/acs.biomac.4c01453
