耿立冬 刘南岑 马业萍 杨倩
油橄榄叶是油橄榄加工过程中的副产物,其提取物中富含多酚类物质,包括低分子量单宁、黄酮类和环烯醚萜类等。油橄榄叶提取物具有抗氧化、抗炎、抑菌、美白等多种功效。被广泛应用于各类型化妆品中。本文对油橄榄叶提取物的提取和纯化方法以及在化妆品中复配应用的专利技术进行了阐述,以期为油橄榄叶提取物在化妆品领域的进一步开发提供参考。
关键词:油橄榄叶;化妆品;舒缓;抗炎;抑菌;美白
油橄榄(Olea europaea L.) 为木本油料兼果用植物,可以生长几百年。最早起源于公元前5000 年前的小亚细亚,而后传播至希腊以及地中海沿岸国家。目前主要生长在南北纬23.5°~ 40°的亚热带范围内。世界上现有2000 多个油橄榄品种,主要栽培品种有320 种左右[1]。油橄榄加工后得到的橄榄油富含多种营养成分,是广受赞誉的健康油脂。油橄榄叶通常被认为是油橄榄加工过程中的废弃物,早期,油橄榄叶被地中海地区居民用作治疗疟疾、发热等疾病的药物[2]。近年来的研究表明,油橄榄叶中含有丰富的多酚类物质,包括低分子量单宁、黄酮类和环烯醚萜类等,在医药、化妆品领域具有良好的应用价值。
Part 1
油橄榄叶提取物相关专利概况
本文以“油橄榄叶” 为关键词,结合相关分类号,对油橄榄叶在化妆品领域的中外文专利进行了检索,经初步浏览筛选,确定用于数据分析的涉及油橄榄叶提取物在化妆品中应用技术的专利文件(数据截止到2022 年12 月31 日)。以这些专利文献作为研究基础,采用incoPat 专利检索分析平台进行了数据标引与分析。
1. 油橄榄叶提取物在化妆品领域的专利申请趋势
最早将油橄榄叶提取物用于化妆品中的专利申请人为日本MARUZEN PHARMA 公司,该成分可用于改善皮肤变黑和老化。如图1所示,2012 年之前,关于油橄榄叶的化妆品68 ChinaCosmetics专利申请数量一直较为平稳,维持在较低的数量水平,申请人主要以日、欧企业为主。自2013 年开始,该领域专利申请数量呈现出逐年增长态势,这可能与油橄榄叶精华类产品的上市以及热销有关,更多申请人针对油橄榄叶的提纯方法、新用途和复配进行了进一步研究。中国申请人在2010 年左右开始涉及对油橄榄叶在化妆品中的应用,并在2015年左右开始大量增长,在申请数量上占据主要地位,显示出较高的研发热情。2022 年申请量出现“井喷”,同时由于发明专利申请最长为18 个月公开,因此存在2022 年6 月后的部分专利申请还未公开的情况。考虑到专利数据公开的滞后性,其实际申请热度可能處于更高的增长状态,预计未来还存在一定发展潜力。
2 . 油橄榄叶提取物在化妆品领域的专利申请人情况分析
本文对油橄榄叶化妆品专利申请量排名前10 名的申请人进行了统计(参见图2)。排名前10 的申请人发明专利申请总量占总数量的18% 左右,各申请人的申请量差异不是很大,总体集中度低,申请人较为分散。申请人类型主要为企业,可见该领域的创新主体以化妆品企业为主,创新成果主要以商业应用为主,各企业之间是主要竞争对手。申请人地域分布上,中国申请数量已经占据绝对优势,可见中国化妆品公司对于油橄榄叶提取物目前具有较高的研发热情。
3. 橄榄叶提取物在化妆品领域的用途专利分析
油橄榄叶提取物的主要功效体现在舒缓、抗氧化、美白、修复、降低敏感和抗皱方面。从图3 可以看出,近些年来,油橄榄叶提取物在舒缓、抗氧化、修复、降低敏感性等方面的技术研究明显增加。
4. 橄榄叶提取物在化妆品领域的专利技术类型分析
根据对涉及油橄榄叶提取物在化妆品领域的专利申请类型进行分析(参见图4),其在组合复配方面的研究占据较高比例,其次为提取工艺和方法的研究,涉及新用途的专利数量较少。这与植物提取物的特点也是相吻合的。涉及化妆品领域应用的具体用途是相对有限的,而植物提取物成分复杂,提取纯化过程涉及的方法和参数等多种因素均对提取物的纯度和应用等具有重要影响,因此不断优化制备工艺也是本领域的普遍技术追求。另外,由于不同原料之间复配可能产生更好的协同效果或新的应用,因此针对组分复配的技术研究一直是热点。
Part 2
油橄榄叶的成分及功效
橄榄苦苷是油橄榄叶提取物中含量最高的酚类化合物之一,是一种重要的苯酚类裂环环烯醚帖苷化合物,具有优异的抗氧化能力[3]。能够诱导内皮祖细胞中的Nrf2 转录因子,从而增加细胞中的HO-1 水平,保护内皮祖细胞免受氧化应激,并提高血管再生能力[4]。对急性UVB 照射小鼠表皮和细胞外基质(ECM) 的厚度、黑色素颗粒面积以及Ki-67 和8-OHdG 阳性细胞数量的增加有显著抑制作用[5]。同时对于UVB 诱导的红斑,橄榄苦苷也有一定的抑制作用,被用于修复紫外线损伤的化妆品中[6]。
此外,羟基酪醇和木犀草素等多酚类物质也是油橄榄叶中的主要活性成分[7]。羟基酪醇为多酚类化合物,是橄榄苦苷的主要降解产物,在油橄榄叶中主要以酯的形式存在。具有良好的抗氧化活性,能够减少自由基的产生。清除DPPH 自由基的能力甚至超过了VC[8]。对油橄榄叶酚类化合物抗氧化ABTS 能力的测试结果显示木樨草素的抗氧化能力优于油橄榄叶粗提取物以及橄榄苦苷[9]。
这些活性成分均可以有效的降低炎症因子的表达,同时激活巨噬细胞[10]。含有橄榄苦苷和羟基酪醇的油橄榄叶提取物能够减轻小鼠爪子水肿,抑制促炎细胞因子的形成,且安全性良好[11]。目前被广泛应用于多条护肤赛道,被称为“抗炎天花板”,在舒缓肌肤、强化皮肤屏障、抗炎、祛痘、修红和美白产品中均有应用。
Part 3
油橄榄叶的提取和纯化技术
油橄榄叶中酚类成分显著的药理作用及其在化妆品中应用的巨大潜力使得油橄榄叶活性成分的提取和纯化工艺研究成为热点领域。酚类化合物含有的芳环结构和羟基取代基,使其易溶于甲醇、乙醇等极性较大的有机溶剂,因此提取过程中采用水或有机溶剂作为提取溶剂。
日本DHC 公司采用30% ~ 60% 乙醇水溶液对油橄榄叶进行提取,采用HP-20 色谱柱纯化,收集50% ~ 60% 乙醇洗脱液,冷冻干燥后得到油橄榄叶提取物。该提取物在皮肤保湿、祛皱、祛斑方面具有优异效果。安全性实验显示皮肤刺激性低,没有引起光毒性和光致敏性[12](参见图5)。
Phyto-C 也是较早将油橄榄叶提取物用于化妆品领域的公司,其产品中使用的油橄榄叶提取物采用SKINCEUTICALS INC 的专利技术(US6743449B2)。先前的橄榄叶提取物通常使用水性色谱纯化获得,由于水性提取物中存在的残留降解酶,会导致水性提取物中橄榄苦苷含量较低。因此,改进的油橄榄叶提取技术在提取前先进行橄榄酶灭活处理,而后采用非水性有机溶剂进行连续萃取。具体步骤包括:在抗酶化合物0.25%的MgSO4 的存在下,将橄榄叶真空干燥,研磨成细粉;煮沸使植物酶失活;在低温下用酸处理植物原料;使用氯仿为提取溶剂,在70℃下连续萃取48 ~ 72 小时以获得第一糊剂;蒸馏除去溶剂后悬浮于水中煮沸约2 小时,过滤浓缩后得第二糊剂;将第二糊剂与1 份醇溶剂与1 份活化的食品级木炭混合,煮沸2 小时,过滤浓缩得最终提取物。该方法制备获得的油橄榄叶提取物中含有6% ~ 10% 的高含量橄榄苦苷[6](参见图6)。
由于油橄榄叶提取物在改善肌肤屏障、消炎抗菌方面具有优异效果,化妆品市场对于于橄榄叶提取物的需求日益增长。国内也有越来越多的研发主体开始关注油橄榄叶提取纯化技术。上海相宜本草化妆品股份有限公司使用新采摘的橄榄叶为原料,采用含有二氧化氯的水溶液对橄榄叶进行清洗、杀菌,干燥后粉碎,以水溶液为提取溶剂在高温下进行提取,将提取物经过玻璃色谱柱层析纯化,低浓度乙醇水作为洗脱液洗脱,浓缩得到油橄榄叶提取物,提取物中总多酚的含量可以达到90%、羟基酪醇的含量50%、总苷含量5%[13](参见图7)。
上海科黛生物科技有限公司和深圳市萱嘉生物科技有限公司利用天然深共熔溶剂(NADES 溶剂)(苦参碱、泛醇摩尔比1:1)辅助超声从油橄榄叶中提取羟基酪醇和橄榄苦苷,再通过酶解及大孔吸附树脂纯化得到得到超分子油橄榄叶组合物。NADES 溶剂能够加速溶解油橄榄叶细胞的细胞壁,促使油橄榄叶中的羟基酪醇和橄榄苦苷高效流出,且NADES 溶剂本身具有一定的舒缓和抑菌功效,与目标活性成分形成一种新的多元的超分子结构体系,进而实现活性成分的高效萃取。所得到的超分子油橄榄组合物中羟基酪醇产率高达131.94mg/g,橄榄苦苷产率达8.82mg/g。申请人将该方法制备得到的油橄榄叶提取物应用到护肤化妆品——毕生之研五环修护调理精华液中,该产品具有保湿、修护、舒缓、控油等功效[14](参见图8)。
Part 4
油橄榄叶提取物在化妆品中的复配使用
1. 晒伤后修复
Skinceutical Inc 在专利中除了提供了油橄榄叶的非水萃取方法,还将油橄榄提取进行了复配,20 %L- 抗坏血酸、1% 的α- 生育酚、1%的视黄醇和1% 的油橄榄叶提取物组合能够提供优异的的抗氧化性和光保护作用。与对照相比,完整配方提供了7 倍的保护。不含视黄醇或橄榄提取物的组保护作用降低至5 倍,不含α- 生育酚的组保护作用降低至4 倍。组合物中L- 抗坏血酸的浓度能够保持皮肤中L-抗坏血酸的最大水平,为皮肤提供持续保持L-抗坏血酸的储库。复配后的组合物能够显著皮肤UVR 损伤后的特征性晒伤细胞[6]。
2. 痤疮、抗炎、舒缓
Sederma 将含有齐墩果酸的油橄榄叶提取物与去甲二氢愈创木酸的落叶松提取物进行复配,用于治疗痤疮症状、皮脂过多以及预防易发痤疮的皮肤症状。单独使用去甲二氢愈创木酸对5α- 还原酶没有抑制活性,单独使用0.1% 齐墩果酸对酶5α- 还原酶的抑制活性为56%,二者合用具有协同作用,对酶5α- 还原酶的抑制活性达到68% 具有强的抑制活性。在体外抗炎作用方面,单独使用其墩果酸没有活性,单独使用0.01% 的去甲二氢愈创木酸即有显著的抗炎作用,二者合用时分别观察到90% 抑制(HF) 和87% 抑制(HK)的抑制效果。在对痤疮棒杆菌的抗菌作用上,齐墩果酸对痤疮丙酸杆菌和乙酸钙不动杆菌发挥选择性抗微生物活性。去甲二氢愈创木酸对乙酸钙不动杆菌(A.calcoaceticus) 和人鏈球菌(S.hominis) 具有选择性抗微生物活性[15]。
华熙生物科技股份有限公司的专利技术,将橄榄叶提取物与依克多因组合使用,仅使用0.05wt%的依克多因时,ROS 抑制率为10%,仅使用2wt%的橄榄叶提取物时,ROS抑制率为10%,二者组合使用时ROS 抑制率达到了22%,显示出协同作用。可以用于抗氧化的化妆品中[16]。在抗炎效果方面,当用PMA 和LPS 进行炎症诱导时,单独添加依克多因、橄榄叶提取物的实验组对炎症因子IL6具有较好的抑制效果,说明依克多因、橄榄叶提取物具有较好的抗炎效果。当在特定比例下对依克多因、橄榄叶提取物进行组合复配时,结果发现依克多因和橄榄叶提取物的组合物对IL6 的抑制效果明显高于单独添加,并且具有统计学差异。因此可以认为二者合用具有协同效果[17]。
上海科黛生物科技有限公司将番红花提取物、柑橘果提取物、油橄榄叶提取物以重量比1︰(1.1 ~ 1.8)︰(1.1 ~ 1.5)进行复配,具有减缓痤疮丙酸杆菌生长的作用,最低抑菌浓度为6.25%。在SLS( 十二烷基硫酸钠) 诱导的皮肤屏障损伤实验中,上述组合物的使用可以一定程度上减少SLS 诱导的皮肤红斑。在抗炎功效方面,浓度为0.625%~ 40%的复配组合物对TNF- α、IL- 6、PGE-2 的抑制率均达到90%以上,特别是对于PGE-2,浓度为0.039%的抗炎舒缓组合物即可实现97.38%的抑制率,剂量依赖性明显,与模型组相比具有显著差异,显示出所述抗炎舒缓组合物对THP-1 细胞受刺激后的T NF- α、IL- 6 、PGE- 2 炎症因子表达量具有显著的抑制效果,具有肌肤舒缓功效。可以用制备抗炎舒缓的化妆品[18]。
Part 5
结语
由于近些年气候、环境、社会问题等因素的影响,敏感肌肤人群数量不断增加。市场对于舒缓、抗炎、修复肌肤屏障类产品的需求也急速增加。由于近些年人们崇尚和回归自然的需求不断增加,因此与合成化学产品相比,消费者对于天然提取物产品更加偏爱。油橄榄叶提取物基于自身强大的抗炎、抑菌和肌肤修复效果,目前已经被广泛应用于针对敏感肌肤的舒缓、痤疮防治和控油的化妆品中,市场反应良好,热度持续攀升,已经成分舒缓化妆品领域的爆款成分。但同时我们应该注意:由于油橄榄叶中的酚类化合物结构及生理活性不同,现有提取纯化技术仍存在纯度低、有机溶剂使用过多等问题,如何快速、稳定及更为环保的提取纯化技术仍今后的研究重点。针对不同活性成分对油橄榄叶提取物的提取和纯化工艺进行优化、对于不同功效需求将提取物与其它成分复配使用、具体作用机理、足够的安全性评估等也是油橄榄叶提取物应用过程中的重要问题。相信随着研究工作的不断推进,油橄榄叶提取物能更广泛用于舒缓等功效化妆品中,潜在市场十分广阔,具有良好的社会效益。
作者介绍
耿立冬,刘南岑,杨 倩:国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心,北京,100160;
马业萍:国家知识产权局专利局,北京,100088。
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