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天然新材料:NADES定向水解,植物原料的“分子级”突破

天然新材料:NADES定向水解,植物原料的“分子级”突破
2026-10-29 15:35:39 来源:今日热点网

一、同质化的提取物,与收紧的配方要求

2025年以来,国产化妆品新原料备案明显提速,植物提取物是其中的主力。备案数量增长说明上游投入在增加,却没有改变另一个事实:多数特色植物提取物仍集中在几条相近的工艺路线上,水提、醇提、大孔树脂吸附纯化。设备型号、溶剂配比、温度与时间高度接近,产品以均总黄酮、总多酚这类总量指标标称,几乎没有太大差异。

而配方端关心的不在这。品牌方需要知道这些分子里有多少能被皮肤利用、能支撑多强的功效宣称、能否做到低致敏与无溶剂残留。同质化的提取物给不出答案,配方只能靠提高添加量换取体感,成本被推高,功效曲线却不再上升。

工艺趋同之后,特色植物的地域稀缺性被迅速摊平:原料谁都能去产地收购,醇提也找得到工厂代做。资源与工艺都不构成壁垒,剩下的竞争手段只有报价。这是中国植物原料行业长期所处的被动位置。

天然(广州)新材料研究发展有限公司(下称“天然新材料”)把研发资源集中在提取与纯化这一段。公司成立于2021年,总部位于广州黄埔,与神农架林区政府共建神农架天然美妆原料研究院,围绕特色植物做定向提取与分子形态改造。其专利低共熔(NADES)定向水解技术,是这条路线上的核心环节。

二、标称含量与实际可利用量之间,隔着一个糖基

黄酮在植物体内多以糖苷形式储存。糖基连接在苷元骨架上,增加水溶性,便于在细胞液中富集。这个结构对植物有利,对配方不利。

角质层由角质细胞与细胞间脂质构成,脂质通路是多数活性物的主要扩散路径。分子量小于500道尔顿、具备适度脂溶性的分子更容易穿透;分子量大、极性强的分子依赖载体转运,效率明显下降。黄酮糖苷携带极性糖基,分子量上升、脂溶性下降;去掉糖基的苷元,分子量小、脂溶性高,可经被动扩散进入角质层。

中国中医科学院中医药健康产业研究所李慧团队2026年发表于《Separation and Purification Technology》的研究对此有系统对比:天然植物中的黄酮多以糖苷形式存在,脂溶性差、生物利用度低,转化为苷元可显著提高其生物利用度和活性。这是行业已经形成的化学共识。

总黄酮这一指标的局限由此显现:它统计糖苷与苷元的总和,不区分两种形态的占比。两份标称相同的提取物,可被皮肤利用的部分可能相差数倍。配方师在实验室里反复调整添加量,很多时候调整的正是这个没有被告知的差值。

苷元形态的可利用性更高,行业却长期没有把苷元作为提取的目标产物,难点在转化环节的代价。

图 黄酮糖苷与黄酮苷元经角质层的通透差异(示意图)

三、绿色与效率,长期只能二选一

把糖苷转成苷元,行业沿用多年的路径分两步:有机溶剂提取,再用盐酸水解。这条路线在产业化阶段逐一显现代价。工序长,溶剂消耗大;强酸腐蚀设备,对操作人员有安全要求;水解废液处理推高合规成本;有机溶剂残留需要额外脱除,与无添加、纯净美妆的配方趋势冲突。

低共熔溶剂(Natural Deep Eutectic Solvents)提供了替代思路。它由天然分子通过氢键自组装形成,可设计、低毒、可生物降解,与超声、微波联用时,对多酚与黄酮的提取效率优于常规有机溶剂。2025年多篇综述得出相近判断:这类溶剂在可持续性与选择性上具备优势,具备工业放大前景。

公认的物理限制同样存在:氢键网络带来高黏度,传质阻力大,溶剂难以深入植物基质,提取速率与得率受限。现有研究普遍以加水、升温或调整配比降低黏度,属于操作性折中。绿色溶剂解决了安全性,没有同时解决效率;酸水解解决了转化,代价是环境与设备成本。行业需要把提取与分子转化放进同一套溶剂体系。

四、解决方案:四道工序的完美融合

天然新材料的做法是把这套体系拆成四道工序,每道工序对应一项物理或化学限制。

图 传统提取工艺的四项限制与专利技术的应对手段

绿色溶剂重构解决渗透。以天然分子自组装构建二元低共熔溶剂替代有机溶剂,引入特定无机盐体系打破氢键网络,降低体系黏度。黏度下降后,溶剂对植物细胞壁的渗透能力提升,同时为黄酮溶解提供定向的微环境。

大分子拥挤传质强化解决速率。体系内引入大分子拥挤试剂,构建仿生限域环境,借助排斥容积效应压缩可用空间,目标分子与溶剂的有效碰撞频率上升,缩短了达到提取平衡所需的时间。

原位化学转化解决分子形态。在微环境与超声协同下,提取与水解在同一体系内同步进行,黄酮糖苷键被定向断裂,大分子糖苷原位转化为小分子苷元,减少了中间转移环节的活性损失。

靶向纯化分离解决纯度与致敏。粗提液经改性壳聚糖气凝胶处理,多孔网络与表面官能团通过氢键与静电作用捕获目标成分,再经洗脱释放,杂质与致敏组分被剥离,纯度提升,刺激性风险下降。

单点执行简单,但融合起来相当困难。传质、选择性与分离精度彼此牵制,单独优化一环,另外几环往往跟着失效。神农架天然美妆原料研究院花费多年,把核心的配合体系落实,关键环节申请了发明专利,一种神农香菊黄酮类化合物及其制备方法(ZL202211569005.7)便是其中之一。

五、产业化能力,决定技术能走多远

技术能否真正派上用场,还要看产业化能力。

图 天然新材料的研发、专利、供应链与市场落地

天然新材料的原料来自自建基地。基地在神农架林区,面积超过2000亩,以仿野生方式管理,减少农药与人工干预,每批原料可回溯到地块与采收期。

以神农香菊为例。该物种仅分布于神农架海拔2000米以上区域,全草富含萜类与黄酮类物质。提取环节采用上述专利技术,第三方检测显示,所得舒缓液对透明质酸酶分解透明质酸有显著抑制作用,并能抑制TNF-α、IL-1β、IL-6的表达;控油方面,与阴性对照组相比的酶活力抑制率为21.37%。2025年4月,该提取物完成国家药监局化妆品新原料备案,备案号国妆原备字20250040,成为神农架首个完成国家级备案的特色美妆原料。

同一套工艺随后被复制到其他物种。公司已形成十余款特色原料的成分矩阵,包括神农仙藻赋活因子、神农红茶发酵液、神农百花蜜发酵液、神农七叶一枝花提取液、神农水飞蓟果提取液,以及清痘方、光盾方等复配方案。活性物结构不同,工艺参数需要重新标定,方法论的可迁移性在此时得到检验。

市场数据可以说明接受度。神农香菊相关原料已应用于380余个品类SKU,累计出货超过2000万支;神农仙藻覆盖200余个SKU,出货同样超过2000万支;神农红茶提取物覆盖100余个SKU;七叶一枝花提取液与百花蜜提取液各自超过1000万支。合作方包括植物主义、浅拾、福瑞达、仁和药业、芙清等品牌与制造企业,覆盖舒缓喷雾、氨基酸洁面、植萃洗护与婴童护理。

对原料企业而言,资源是起点,工艺才是分水岭。产地可以被复制,工艺需要时间积累。天然新材料用五年时间在神农架解决了资源问题,但研发层面须不断投入。这条路走得慢,但每往前一步,后来者的门槛就抬高一分。这既是天然新材料把研发放在提取与纯化上的原因,也是配方端挑选长期供应商时最实际的一条依据。

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责任编辑:kj005

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