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为解决化妆品中合成防腐剂的安全隐患,研究人员以粗马尾藻(Sargassum vulgare)提取的藻酸盐为对象,开发 topical 乳膏并评估其抗菌、抗氧化及安全性。结果显示其显著抑制S. aureus等菌生长,细胞毒性低,为天然化妆品开发提供新方向。
在化妆品行业蓬勃发展的当下,天然安全原料的需求日益迫切。传统合成防腐剂虽能抑制微生物污染,但其潜在刺激性和致敏性逐渐引发消费者担忧,开发兼具高效抗菌与生物相容性的天然替代物成为行业焦点。褐藻作为海洋生物资源的重要组成部分,其细胞壁中的藻酸盐(Alginate)因具有生物可降解性、低毒性及丰富生物活性,被视为理想的化妆品功能成分候选。然而,藻酸盐在乳膏等半固体制剂中的实际应用效果,尤其是其抗菌谱、抗氧化能力及与皮肤细胞的相容性等关键性能,尚缺乏系统评估。
为填补这一研究空白,来自相关机构的研究人员开展了以粗马尾藻(Sargassum vulgare)藻酸盐为核心的多功能乳膏开发研究,相关成果发表在《Algal Research》。该研究旨在通过多维度实验验证藻酸盐在化妆品中的应用潜力,为天然防腐体系的构建提供科学依据。
研究人员采用经典的化学提取法从粗马尾藻中分离藻酸盐,通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对其结构进行表征,确认其含有典型的羟基(O-H)、羰基(C=O)及羧基(-COOH)官能团,符合褐藻酸盐的特征结构。
抗菌活性评估
通过微量稀释法测定藻酸盐对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、大肠杆菌(Escherichia coli)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和白色念珠菌(Candida albicans)的最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)。结果显示,藻酸盐对金黄色葡萄球菌和蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)的 MIC 为 0.31 mg/mL,对铜绿假单胞菌的 MBC 低至 0.63 mg/mL,显示出广谱抗菌特性,尤其对革兰氏阳性菌抑制效果显著。
抗氧化能力分析
利用 DPPH 自由基清除和铁离子螯合实验评估抗氧化活性,藻酸盐的 IC??值分别为 13.63 mg/mL 和 0.26 mg/mL,表明其具有中等强度的自由基清除能力和高效的金属离子螯合作用,可有效抑制化妆品基质中油脂氧化及外界环境引发的皮肤氧化损伤。
乳膏制剂性能验证
微生物挑战测试显示,含藻酸盐的乳膏在第 7 天可完全清除金黄色葡萄球菌,第 28 天清除大肠杆菌,证明其在实际配方中具备持续抗菌效力。细胞毒性实验通过 L929 成纤维细胞模型评估,结果显示 1 mg/mL 浓度下细胞存活率为 56.22%,显著高于含标准防腐剂的对照组(35.85%),证实其良好的生物相容性。
作用机制探究
分子对接实验表明,藻酸盐与金黄色葡萄球菌分选酶 A(Sortase A,SrtA)的晶体结构(1T2W)结合能为 - 5.9 kcal/mol,抑制常数 47.7 μM。SrtA 是细菌将表面蛋白锚定至细胞壁的关键转肽酶,其与 LPETG 基序的相互作用是致病机制的核心环节,藻酸盐通过干扰这一过程抑制细菌毒力,揭示了其抗菌的潜在分子机制。
研究结论表明,粗马尾藻来源的藻酸盐兼具高效抗菌、抗氧化及低细胞毒性,其乳膏制剂在微生物控制和皮肤安全性方面表现优异,有望成为替代合成防腐剂的天然解决方案。该研究不仅拓展了褐藻资源在化妆品领域的应用场景,也为 “绿色化妆品” 的发展提供了新的技术路径。值得关注的是,藻酸盐的多效性使其在抗衰老、抗炎等功能性护肤品开发中具有延伸研究价值,未来可进一步探索其与其他天然活性成分的复配协同效应,推动海洋生物基化妆品的产业化进程。