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丝素蛋白在化妆品领域的应用
随着人们生活水平的日益提高，化妆品已成为人们不可或缺的生活用品，而且人们对化妆品的要求逐渐趋向于天然、低碳、环保、营养、低刺激或无刺激性等。基于此，丝素蛋白及其衍生物在化妆品中的应用日益受到广泛关注。
近年来，国货护肤不断推出各类新的护肤成分，美白成分如烟酰胺、熊果苷等，修护成分如积雪草、神经酰胺等。丝素蛋白是目前化妆品中最好的原材料之一，其无毒副作用、与人体亲和性好、对皮肤无刺激、无过敏反应。早在明代，李时珍在其医学巨著《本草纲目》中就有记载，天然蚕丝可以使皮肤变美，消除黑斑，还能治疗化脓性皮肤病[1]。
一、丝素蛋白来源及组成
蚕丝是人类最早利用的天然动物纤维之一，根据食物来源的不同，蚕丝可以分类为桑蚕丝、柞蚕丝、蓖麻蚕丝、马桑蚕丝、天蚕丝等，应用最广泛的是桑蚕丝。蚕丝由2根丝素纤维和包裹在外围的丝胶组成，由外部的丝胶和内部的丝素两种蛋白质成分构成，其中丝素蛋白含量较多，约占蚕丝总质量的70%。丝胶蛋白约占蚕丝总质量的25%，主要起到保护和粘结作用，另剩余约有5%的蜡质及脂肪、无机盐、色素等杂质。
图1 丝素蛋白分子结构[2]
丝素蛋白是一种由重链、轻链、P25糖蛋白组合成的复合体，不同品种家蚕分泌的蚕丝其成分略不同，重链和轻链通过二硫键形成亚单位，P25糖蛋白通过非共价键与亚单位结合，使复合体正确折叠。构成结晶区的主要是侧链短、分子质量小的氨基酸，如甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸，这种独特的微细结构赋予丝素蛋白乳液的细腻手感和柔和光泽[3]。
二、丝素蛋白在化妆品中的功效
（一）保湿性
人体皮肤含水量一般为10%～20%，此时可使皮肤张弛而富有弹性，呈现健康水嫩状态。角质层的含水量是皮肤健康与否的一项重要指标，而角质层中的含水量一般取决于皮肤中天然保湿因子的含量，天然保湿因子的40%由各种氨基酸组成。丝素蛋白含有多种极性氨基酸残基，这种残基本身就是一种有效的天然保湿因子。研究表明，丝素蛋白具有良好的吸湿保湿性能，且能在皮肤表面自然成膜，防止水分过度蒸发，起到调节体表小空间湿润度的功效，使皮肤含水量保持在一个最佳状态。
浙江我武生物科技股份有限公司研发出大小分子相结合的丝素蛋白溶液，大分子丝素蛋白能够停留肌肤表面，形成一层“锁水保湿网”，有效锁水的同时，防止肌肤内部水分流失；小分子丝素蛋白能够渗透肌肤，给肌肤补充水分。该丝素蛋白溶液作为保湿剂被添加到丝铠护手霜、保湿霜、儿童倍润霜、身体乳等护肤产品中。
图2 丝铠丝素蛋白保湿霜
（二）美白防晒
紫外辐射是皮肤光老化的主要元凶，皮肤长期暴露在这样的环境之中，极有可能导致严重损伤，甚至引发皮肤癌等问题。丝素蛋白中酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸能够有效吸收紫外辐射和抑制酪氨酸酶的活性，可作为优异的天然防晒成分[4]。丝素蛋白的酶解产物丝素肽也具有防晒功能，丝素肽中的乙胺酸能与紫外线进行光化反应，可有效阻挡紫外线对人体的伤害[5]。实验表明，当丝素肽的质量分数为25%的时候，对紫外线的吸收率可高达70%[6]。因此，蚕丝蛋白有望全部或部分代替钛白粉及氧化锌粉体在防晒化妆品中的使用，使产品在增强防晒效果的同时，还具有色调柔和自然、触感柔滑等特点。
（三）护发功能
丝素蛋白是一种具有多种活性功能的动物提取物，科学研究发现，将其应用至护发产品中，在对头部皮肤进行滋养和促进血液循环的同时，也在头发表面形成一层保护层。此外，丝素蛋白可从根本上填充头发受损处流失的蛋白质，修复发质，使头发呈现健康状态。研究发现，与其它护发成分相比，丝素蛋白的营养功效可使其对头发毛鳞片、烫染损伤发质、毛躁以及分叉等问题进行有效修复，从而使发质富有光泽[7]。有许多学者将蚕丝蛋白作为添加剂应用于洗发水中，发现可起到防脱固、滋养发、控油柔、提升发质丝滑感和弹性[8]等作用，并对人体皮肤、眼睛均无刺激、无副作用，具有较强的生物安全性。广州美高药业有限公司、广州正昊医药生物科技有限公司等均将水解蚕丝作为一种护发成分加入洗发水、护发乳等产品中使用。
图3 淳养丝素蛋白护发产品
（四）抗衰老功能
皮肤的衰老是由于成纤维细胞合成胶原蛋白减少，角蛋白细胞、噬黑色素细胞活性降低，使得皮肤粗糙、松弛、有色斑。对此，通常化妆品的达成此功效的方法有：直接添加胶原蛋白肽；刺激成纤维细胞增殖；增强细胞活性；防止胶原蛋白交联。研究表明，丝素蛋白膜能够促进角质形成细胞和成纤维细胞的增殖，其降解产物也能修复皮肤组织，安全无毒，生物相容性良好[9]。
图4 丝素蛋白改善和延缓皮肤衰老[10]
丝素蛋白可通过促进皮肤代谢、修复角质层，从而增加皮肤弹性、防止皱纹的形成，延缓皮肤衰老[10]。但目前大多数仍处于实验研究阶段，与之有关的抗衰产品并不多，可能因为丝素蛋白是大分子物质，尽管有一定效果，但大分子人体较难吸收，导致效果不是特别明显。因此，今后的研究应该是对蚕丝蛋白使用相应物化方法处理，使其分解为人体易于吸收的小分子，并在此基础上，研发创新出更多的相关产品。
三、丝素蛋白在化妆品领域的应用前景
丝素蛋白富含多种生物活性物质和独特的二级结构，利于保持皮肤细胞活性，延缓衰老。蚕丝蛋白为纤维蛋白，早期的蚕丝蛋白化妆品的分子质量太大（10～100 kD），限制了蚕丝蛋白的功效发挥。分子质量在1000～5000 D的动物蛋白能被皮肤利用，而太大或太小都不易被皮肤、毛发吸收。分子质量400～2500 D的水解丝素肽，既能保留蚕丝蛋白的优良品质，又亲水、易乳化，使皮肤、毛发保持光泽，通常以丝素蛋白粉的形式添加入化妆品中，涉及粉底、防晒、润肤、祛斑的美白霜和面膜、洗护产品等[11]。
丝素蛋白凭借优异的力学性质，可以再生被加工成微球、微胶囊、多孔膜、水凝胶、纳米纤维、微针等形式，这是充分丝素蛋白优点，开拓新型蚕丝化妆品的良好方式。苏州大学的卢神州教授在长期研究蚕丝的基础上发明了丝素蛋白缓释微针，将美容药物注入微针的空腔，再缓慢注入真皮层，刺激小，皮肤吸收好，并且适用于临床给药[12]。近年来丝素蛋白水凝胶也颇受追捧，相对其他材料的高分子水凝胶，丝素蛋白水凝胶安全无毒，具有良好的生物相容性。而丝素蛋白水凝胶能够载药并透皮给药的研究思路为新型丝素蛋白化妆品开发提供了新方向。
丝素蛋白不仅具有生物功能多样性，而且亲肤性好，细胞毒性小。经过处理后的丝素蛋白纤维、丝素蛋白粉、丝素蛋白膜、丝素肽都能成为化妆品的优质原料。进一步研究丝素蛋白的结构与功能，了解其医用分子作用机制，对丝素蛋白在化妆品行业的应用及新型丝素蛋白化妆品的开发具有重要意义。
参考文献
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[12] Cao J, Liu Y, Qi Z, et al. Sustained release of insulin from silk microneedles[J]. Journal of Drug Delivery Science and Technology, 2022, 74: 103611.
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