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介紹

多年來，世界化妝品市場一直在不斷發展，法國憑借其所傳達的品牌形象和質量成為該領域的主要參與者[1]。盡管有這種營銷優勢，但化妝品公司必須創新，適應消費者的新期望，勢必要轉向更“天然”的化妝品[2]。消費者越來越關注他們購買產品的成分，并逐漸拒絕合成物質的添加，在他們心目中，合成成分是危害健康和污染的代名詞。為了滿足這些新興趨勢的需求，全球化妝品行業一直在尋找傳統合成成分的天然替代品，為了實現這一目標，他們傾向于使用更尊重環境的可持續工藝進行生產[3]。在這場“綠色優化”的競賽中，技術進步是一項不可否認的資產。步琦開發的設備可以在開發天然化妝品活性成分的經典過程中實現幾個階段的自動化和可持續優化(圖1)。

化妝品活性成分的研發過程

天然活性成分的開發是一個漫長而微妙的過程，通常需要幾個階段。

2.1   原料供應

這個過程的第一階段是為化妝品工業尋找有潛在價值的蔬菜原料。原料的預選是根據幾個標準進行的:創新方面(存在從該物種或相關物種開發的化妝品成分等)，立法(受保護物種，名古屋議定書等)，相應提取物的生物活性或建立可持續和有利可圖的供應鏈的可能性，嚴格來說，所有參數都是考慮到上游研發階段。篩選眾多原料是必要的，以便選擇那些可能是創新化妝品活性物質發展的起源物質。

2.2   提取預先選定的原料

篩選大量預先選定的植物必然需要進行多次提取。迄今為止最常用的提取技術是冷浸或熱浸，索氏萃取設備被廣泛使用，而且產量更高，使用該系統也更經濟和環保的。為了優化萃取步驟，可以使用步琦全頻固液萃取儀 E-800(圖2)。該技術基于索氏原理，可以在完美控制的溫度條件下進行 6 次平行萃取，從而加速萃取步驟。該系統的各種特點是可以使用具有廣泛極性的溶劑，并且通過調整液位傳感器的高度，可以根據要工作的萃取物的體積輕松調整萃取腔體的體積。由于該系統是由玻璃制成的，因此可以直觀地跟蹤提取過程(圖3)，這有利于提取后的清潔階段。加熱功率控制的精度，以及系統達到這個設定點的速度，使得溫度控制非常嚴格。

表1：黑加侖皮在熱浸過程中所使用的參數

表2：全頻固液萃取儀 E-800 參數

萃取完成后，溶劑或溶劑混合物的去除是必要的，最常用的技術是使用旋轉蒸發儀對溶劑進行真空蒸餾。高性能冷凝器的表面積更大，可以同時冷凝更多的蒸汽，因此可以在最佳蒸餾參數下實現更快的蒸餾速度。當 Rotavapor? R-300 配備 B-305 水浴鍋、F-314 冷水機、I-300 Pro 控制器、V-300 真空泵和泡沫傳感器干燥沒藥水醇提取物時，得到以下結果(表4)。

表3：沒藥提取物蒸發參數

當高性能冷凝器與沒藥的最佳溫度條件下使用時，觀察到 50mL 沒藥提取物體積的蒸發顯著節省時間。

2.3   植物化學特性和生物活性研究

這些提取物的生物活性是通過測試來評估的，通常是在體外，根據所尋求的活性類型進行選擇。美容學中最常見的測試是酶或化學還原測試，用于測量提取物的抗氧化性(鐵還原-抗氧化能力測試，ORAC [氧自由基吸收能力]抗氧化指數等)，美白(左旋多巴)，抗炎，抗透明質酸酶或抗膠原酶活性。其中有部分非常具體的測試，也可以在體外或體內模型上進行。

2.4   活性分子/活性分子家族的鑒定

一旦選定了感興趣的物質種類，下一步就是分子/活性分子家族的特征確定。在新開發的方法中，步琦開發了一種功能齊全且具有雙重功能的 C-850 快速制備系統(圖6)，其軟件界面非常容易操作。在系統內集成紫外和 LED 雙檢測器對于控制化合物的分離也是一個相當大的優勢。C-850 快速制備系統結構非常緊湊，餾分收集器是一個封閉系統，能夠節省實驗室空間，并且可以在沒有特定的工作臺的情況下使用。系統各部分方便維護也是該設備的一大優點。

這樣分離的組分可以從植物化學的角度進行表征，并可以對其生物活性進行評估。這樣就有可能確定產生活性的化合物或化合物家族。

2.5   萃取優化

鑒定活性分子家族對于優化植物的提取條件至關重要，全頻固液萃取儀 E-800 提供了同時測試不同萃取方法(包括不同溶劑)的可能性，因此通過促進萃取優化的這一階段，再次支持化妝品成分開發的選擇。隨后，通過 Rotavapor?R-300 濃縮獲得的不同提取物的化學特征和產量，允許選擇最佳提取條件。

2.6   提取物變色和/或除臭

根據所使用的原料、溶劑和/或提取條件的不同，所獲得的提取物在配制成成品時可能具有未知的顏色和/或氣味。事實上，這種成分的摻入可能會引起成品化妝品帶有強烈著色或顯著氣味，這將特別取決于配方成分的濃度。為了滿足配方研究者和最終消費者的期望，需要對提取物進行脫色和/或除臭階段。分子蒸餾或活性炭吸附等不同技術可用于此階段的脫色(圖3)和脫臭[5]。

2.7 成分配方

制備獲得的植物提取物通常呈現糊狀，無法配制，因此有必要對其進行加工。應配方研究者的要求，同時為方便將成分并入化妝品配方中，化妝品成分有液體和固體兩種形式。液體成分是通過在與化妝品配方，如乙二醇或植物油相容的溶劑中直接浸漬目標植物，或通過在適當的液體中稀釋活性提取物而獲得的。此外，固體狀態的活性成分，是通過例如干燥或霧化處理進行制備。噴霧使提取物沉積在載體材料上，如麥芽糊精，以獲得均勻、穩定的粉末，可以很容易地加入到化妝品配方中。這步處理和條件優化(圖7)可以很容易地使用小型噴霧干燥儀 S-300 進行（圖8）。霧化條件的優化使 S-300 的產量可以超過 70%，這對于工業轉換來說是非常鼓舞人心的。

結論

開發天然來源的化妝品活性成分的傳統方法不斷受到質疑，我們需要優化方法并確保其符合當前的可持續發展政策。活性物質開發階段必須適應所使用的原材料，同時支持“綠色”生態提取和研發技術，用以開發已證實活性的成分物質。在尋找優化的過程中，步琦已被證明是首選的玩家；其儀器設備可以提供更好的實驗可重復性和更高的結果精度，同時使研發者的任務更加容易，減少方法開發過程對環境的影響(節能，減少溶劑量等)。

參考文獻

1. Business France, Fiche secteur Cosmétiques 2017, 2017.

2. A. Beyer, Benchmarking Co. 2009.

3. Agrobiobase 2011.

4. H. Plainfossé, P. Burger, S. Azoulay, A. Landreau, G. Verger-Dubois, X. Fernandez, Development of a Natural Anti-Age Ingredient Based on Quercus pubescens Willd. Leaves Extract A Case Study. Cosmetics. 2018, 5,15.

5. A. Kerdudo, P. Burger, F. Merck, A. Dingas, Y. Rolland, T. Michel, X. Fernandez, Comptes Rendus Chim. 2016, 19, 1077.

6. H. Plainfossé, P. Burger, G. Verger-Dubois, X. Fernandez, Eco-conception of an anti-age ingredient based on Quercus pubescens Willd. Leaves extract. H&PC Today. 2018, 13(4).

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