γ－聚谷氨酸的保湿性研究

进入冬月，严寒来到主战场，北风肆无忌惮的拍打路人的脸庞，掠过凌乱的发丝，留下的是干燥皲裂和一片绯红。此外，冬天室外干冷的空气和室内空调吹出的干燥热风，会使肌肤循环代谢机能变得迟缓，干燥的环境越发肆虐地剥夺肌肤中本就不多的水分，使得皮肤自我更新和修复功能减弱，补水保湿是护肤过程亘古不变的话题。

三十年前，福瑞达将经典保湿原料玻尿酸带入寻常百姓家。通过对生物发酵及科研创新的不断探索，福瑞达从一个研发成果，到建立一个品牌营销模式，为大众带来更多经典化妆品活性原料。新一代补水保湿原料聚谷氨酸钠以及小分子保湿原料依克多因越来越多的出现在各种品牌护肤品原料成分表中。

γ－聚谷氨酸( γ－polyglutamic acid，γ－PGA)由谷氨酸通过 γ－酰胺键结合而成。天然γ－聚谷氨酸是芽孢杆菌荚膜的成分，目前化妆品原料聚谷氨酸主要由微生物发酵合成。

γ－聚谷氨酸结构中大量游离的羧基决定其有强大的吸水性，同时其高分子属性使之在水溶液中形成三维网络结构，具有小分子保湿剂不可比拟的锁水性能。γ－聚谷氨酸良好的保湿锁水能力和生物相容性以及抑制透明质酸酶活性等功能，应用在护肤品中具有减少皮肤水分的散失，改善皮肤弹性以及美白肌肤等功效。

为探究聚谷氨酸的保湿活性，以体外重量法为衡量方法，测试γ－聚谷氨酸水溶液浓度和 pH 对其保湿性的影响。并在较低浓度下比较γ－聚谷氨酸与甘油、透明质酸水溶液的保湿性差异。

γ－聚谷氨酸浓度对保湿性的影响

实验结果显示，蒸馏水的保湿率为30. 21%，

γ－聚谷氨酸在化妆品中的使用浓度一般为0.4% ～1.0%，

本次测试中这两个浓度下样品的保湿率分别为 51. 42%和 79. 38%。

随着γ－聚谷氨酸浓度增大，溶液保湿率逐渐增加，但并不呈正比。

pH 对 γ－聚谷氨酸保湿性的影响

实验结果显示：

γ－聚谷氨酸溶液在中性和偏碱性环境下的保湿性明显优于酸性和偏酸性环境。

pH 从 4 升高到 7，γ-聚谷氨酸的保湿率呈上升趋势。

在 pH 7～ 8 的范围内 γ-聚谷氨酸保湿率变化不大，保湿效果稳定。

pH 影响 γ－聚谷氨酸保湿性的机理有如下解释：

其一，γ－聚谷氨酸水溶液在酸性条件下其侧链－COOH 解离度较低，在中性和碱性条件下解离度较大，因而水化程度较高，持水能力( 保湿性) 相应增加。其二，γ－聚谷氨酸的侧链－COOH 的解离还会影响其空间结构。γ－聚谷氨酸的二级结构组成为: α－螺旋 18. 5%，β －折叠 50. 3%，β －转角0. 5%，无规卷曲 30. 7%。

酸性条件下，未电离的侧链羧基对二级结构的分子内氢键有稳定作用，γ－聚谷氨酸容易形成 α－螺旋或β－折叠结构。在中性和碱性条件下，γ－聚谷氨酸的－COOH 的解离度增加会破坏其二级结构中氢键的稳定从而发生结构转变，使之形成无规卷曲。无规卷曲的 γ－聚谷氨酸在水溶液中更加舒展，更易形成三维网络结构的水凝胶，因而锁水能力更强。实验中还发现，随着pH 升高，γ－聚谷氨酸溶液粘稠度增加，这与其水化作用及锁水能力增强的解释相吻合。

不同保湿剂的保湿性比较

质量浓度 0.5%γ－聚谷氨酸、透明质酸和甘油

三种保湿剂在60%相对湿度下的保湿效果测试。

较低浓度的γ－聚谷氨酸、透明质酸和甘油都具有良好的保湿性能，三种保湿剂在 60%相对湿度、4 h的保湿率分别是对照组的 1.5～2.0 倍。γ－聚谷氨酸和透明质酸都属于生物大分子保湿剂，其形成的水凝胶锁水性能比小分子甘油锁水能力强。当与10%的甘油进行比较时，0.5%的γ－聚谷氨酸和透明质酸的保湿性都还有较大差距，要达到更好的保湿效果，还需提高浓度。在化妆品配方中，甘油因为价廉可以适当提高其用量达到良好的保湿效果，但对皮肤有一定刺激性，使人体产生不适感。

γ－聚谷氨酸虽然不及透明质酸的保湿效果，但其涂抹于皮肤更为舒适爽滑，且其水溶液比透明质酸粘稠度小，更易溶解和调配。另有文献中报道，聚谷氨酸可以减低透明质酸酶的活性，降低透明质酸的粘腻性。在配方搭建时，推荐聚谷氨酸与透明质酸搭配使用，发挥“1+1＞2”的保湿功效。

参考资料

【1】邓星波,邹水洋,朱丹,魏雄伟,赖旭杰.γ-聚谷氨酸的保湿性研究[J].广州化工,2019,47(06):33-35