美妆原料研发及生产技术有哪些？

医药&化学等技术融合&创新，赋能美妆原料研发。

1.不同领域技术交叉融合，为成分功效带来增益

多学科间技术交叉融合，为成分功效带来增益。随着科学技术不断发展，各学科之间 交叉融合，越来越多前沿技术被应用于化妆品行业，如最初应用于医药领域的载体体系、 药物制剂和包裹缓释技术等，起到保护和运输活性物的作用，实现增强活性物稳定性、降 低活性物刺激性以及提高皮肤吸收率等目的；化学领域的超分子技术可解决化妆品中功效 成分的应用痛点、提生物利用率、安全性等。

纳米载体技术：提升吸收效率，增强靶向性、缓释控释，提高溶解性、稳定性

纳米载体技术是将物质载负于纳米载体中用于体内输送的技术。最初应用于医药领域 运用于纳米药物的新制剂的研究开发，将药物载负于粒径为 10~1000nm 的纳米载体中进 行体内输送，可有效增加药物透过生物膜的能力，改变药物的体内分布，调节药物的释放 速度，改善难溶药物的溶解性和水分散性，显著提高药物的生物利用度。与传统药物制剂 比较，纳米药物呈现出许多新的药效学、代谢动力学特征，如血液长循环、靶向性、缓控 释性、高生物黏附、及可多药物共输送等特性。

纳米载体技术用于化妆品领域以提升成分吸收效率，增强靶向性、缓释控释性能，提 高溶解性、稳定性。1986 年，Christian Dior 上市了全世界第 1 个应用脂质体技术化妆品 （Capture），开启纳米载体技术在化妆品中的研究和应用。纳米载体可有效促进化妆品功 效成分的透皮吸收，显著增加化妆品功效成分在护肤靶部位的储留，使功效成分进入护肤 作用靶部位、靶细胞；纳米载体具有良好的缓释、控释性能，可以在皮肤组织中发挥储库 的作用，持续释放功效成分，实现长效护肤功效，纳米载体能够有效改善难溶化妆品功效 成分的溶解性和水分散性；有效提高光敏感、热敏感功效成分的稳定性。 同时，化妆品需要多种功效成分发挥协同作用，特殊设计的纳米载体可以同时负载多 种不同理化性质和作用机制的功效成分，通过纳米载体的经皮共输送，实现多效、多靶点 护肤功效成分的协同增效。

超分子技术：提高利用率、吸收率，提升稳定性、安全性，助力规模化生产

超分子化学是研究两种以上的化学物种通过分子间力相互作用缔结而成的具有特定 结构和功能的超分子体系的科学。相比分子化学基于共价键存在，超分子化学的存在则基 于分子间作用力，比如氢键作用、静电作用、疏水作用、π-π键作用等，即两个或两个以 上的分子以非共价键弱相互作用力形成复杂、有序且具有特定功能的分子聚集体。

超分子技术在化妆品领域的应用主要集中于五个子技术，分别是超分子共晶/离子盐技 术、超分子微囊包裹技术、超分子生物催化技术、超分子活性提取分离技术及超分子协同促渗技术： 1）超分子共晶/离子盐技术：通过量子化学模拟、高通量筛选、Gaussian 优化、 KingDraw、FTIR、核磁等验证测试，得到具有优异三维晶体结构、高稳定性、高纯度、 低杂质的共晶产品。可有效解决化妆品中功效成分的应用痛点，提高功效成分的生物利用 率及安全性。 超分子微囊包裹、超分子生物催化、超分子活性提取分离及超分子协同促渗四项技术 依托超分子溶剂发挥作用。超分子溶剂是由多个组分通过氢键连接成的稳定有序的混合物， 呈液体状态，具有较低的熔点，优异的生物相容性，主要包括天然深共熔溶剂（NADES）、 天然离子液体（ILs）、低转变温度混合物（LTTM）等。

2）超分子微囊包裹技术：用超分子溶剂做 ATI 活性物超分子的微囊包裹，可有效提 高活性物的溶解度、透皮吸收率、成分稳定性，降低活性物的刺激性和毒副作用。 3）超分子生物催化技术：超分子溶剂体系下，酶表现出更高的活性、选择性及稳定 性，以基因工程菌作为催化载体实现活性物规模化生产。 4）超分子活性提取分离技术：用超分子溶剂作为功效萃取溶剂性能稳定，活性成分 的溶解性增强，可有效解决传统植萃低效、高成本等问题。 5）超分子协同促渗技术：经超分子溶剂包裹活性物，实现细胞及皮肤组织无损促渗、 促吸收，提升活性成分的渗透效果和驻留时间，可有效解决传统大分子渗透能力差、体内 亲水性强、生物利用率低等问题。

杉海创新（原萱嘉生物）是国内领先的，以超分子改性技术为核心的上游原料生产企 业，依靠超分子共晶/离子盐技术开发出共晶原料——超分子甜菜碱水杨酸共晶（萱痘清）， 该原料同时拥有甜菜碱和水杨酸两种前驱体的功效，且作用效果“1+1>2”，据杉海创新数 据，萱痘清的祛痘消炎效果达-46.52%，远高于甜菜碱水杨酸物理混合的-20.50%；此外， 萱痘清还成功降低了水杨酸的刺激性，显著提高溶解性，解决了传统水杨酸因刺激性强、 溶解性差，导致敏感肌人群无法使用，化妆品成分应用受限的问题。目前，该成分已被广 泛应用于多个品牌产品，如华熙生物米蓓尔的轻龄紧致焕肤精粹水、樊文花的多肽紧致精 华液等。

2.生产制备技术发展，助力成分的研发

目前原料生产技术主要包括四大类型: 动植物提取技术、化学合成技术、生物发酵技 术和合成生物技术；其中化学合成技术偏传统，主要应用于辅助类原料和部分防晒剂、保 湿剂的生产；天然植物提取技术、生物发酵技术和合成生物技术是目前行业主流，且合成 生物技术也是未来生产技术的发展方向。

植物提取技术：获取天然特色植物活性成分，优质功效解决相应皮肤问题

植物提取以植物为原料，获取其有效活性成分。植物提取技术是以植物为原料，按照 对提取的最终产品的用途的需要，经过物理、化学提取分离过程，定向获取和浓集植物中 的某一种或多种有效成分，而不改变其有效成分结构。传统的提取方法有水提法、醇提法、 有机溶剂提取法、水蒸气蒸馏法等，新兴的提取方法有超临界 CO2 提取技术、微波萃取 技术、超声波提取技术、生物酶解技术、半仿生提取技术等。 植物提取物具备优质功效，市场应用广泛。天然特色植物活性成分往往具有优质的美 白、抗衰老、保湿、防晒等功效，如马齿苋中含有黄酮成分、生物碱、萜类化合物、有机 酸、多糖等，具有抗衰老、抗炎、抗菌以及促进伤口愈合等作用；红景天提取物含有红景 天甙和黄酮类化合物，具有修复受损肌肤、抗衰老、体外抗氧化和抑制酪氨酸酶的能力等。 近年来“Clean Beauty（纯净护肤）”理念兴起，也为天然植物提取提供了新的发展机遇。

贝泰妮植物提取技术储备丰富，依托云南特色植物，筛选提取特色专属成分。贝泰妮 持续从超过 6500 种的云南特色植物中筛选出能够解决相应皮肤问题的活性成分，同时努 力推动植物原料标准制定。目前已形成云南地区马齿苋、青刺果、云南山茶、云南重楼等 特色植物提取物的专属核心成分，已拥有植物提取相关专利 24 项。 此外，上海家化拥有植物提取相关专利 14 项，主要积累在多种中药提取物、植物果 油和植物籽油、青蒿提取物鱼、艾叶提取物、人参提取物等方面；珀莱雅拥有植物提取相 关专利 10 项，主要在番石榴叶、松籽油、油茶饼粕提取物，红参提取物等成分方面；华 熙生物和鲁商发展植物提取类专利相对较少。

“植物提取+X”，技术优化升级，成分功效提升

1）“植提提取+超分子”：①植物中很多活性成分不是单纯的完全溶于水相或是脂相， 超分子溶剂具有水油双亲的优异性质，可以针对性地与植物活性成分互溶；②超分子溶剂 可以溶解细胞壁上的纤维素，有效破壁有利于活性成分的淌出。 选择性提取功效全成分，显著提升提取效率。杉海创新依靠超分子溶剂植物提取技术 能够实现植物功效全成分的选择性提取，且显著提高成分提取效率，实现植物提取的靶向 提取、工艺简化、低成本、高效率及高稳定性等。公司利用超分子溶剂提取黄连中生物碱 提取效率达到水提的 20 倍，醇类溶剂数倍。

2）“植物提取+植物愈伤组织”：植物细胞会产生愈伤组织，或具有形成完整成熟植株 遗传能力的植物干细胞，具有显著的增殖能力和高分化潜能，允许从单个植物愈伤组织生 长出新的植株。①愈伤组织中代谢物与培养条件有关，根据培养条件的不同，植物愈伤组 织会具有高含量的酚类物质、糖、脂类、蛋白质、甚至独特的高活性化合物，以改善皮肤 状态。②植物细胞培养可在不依赖气候、土壤的条件中独立繁殖，成本更低、产能更高， 且体外培养的植物细胞生长迅速，能够在短时间内积累大量均匀的生物量，实现对于稀有 和濒危植物的批量生产。 因此，相比于传统植物提取物，愈伤组织可以取自珍稀植物，使得成分具有故事性； 愈伤组织可以获得特定的组织成分，使得成分更具精准性；在培养过程中通过模拟应激条 件，可以获得更多的活性物质或功效性更强的活性成分。未名拾光依靠植物细胞培养创造 苹果果实细胞培养物提取物、葡萄果细胞提取物、无花果果/叶提取物等多款高功效创新原 料成分。

合成生物技术：实现产品的精准化设计与高效合成，拓展应用领域

合成生物学技术以“基因调控，工程设计”为核心，用于产品的精准化设计与高效合 成，致力于实现人类对可持续发展工业模式的期待。目前以合成生物学的科学理念为指导， 对生命体进行不断改造与优化，以实现细胞工厂定向合成蛋白，结合理性设计的材料模块， 赋予蛋白质在生产过程的智能可控以及性能的更新升级是当下研究的热点。

我国合成生物起步相对较晚，但发展迅速，且在应用领域具有明显优势。据《合成生 物学专利态势分析》（吴晓燕）数据，对不同国家/地区受理专利数量进行统计分析，美国、 俄罗斯和韩国的相关专利数量呈现稳定发展态势，波动较小；而中国从 1999 年的 36 项专 利一路高速增长，目前已经遥遥领先于其他国家。从各国专利类型分布方面看，截至 2019 年 10 月，中国供给用于应用类合成生物学专利 8019 项，位列各国首位，数量超剩余九国 的数量之和，我国在合成生物的应用层面更具优势。

目前，合成生物技术已经被广泛应用于多款化妆品原料的开发生产中，以期实现原料 的低成本、规模化制备，拓展应用领域：

重组胶原蛋白

胶原蛋白具有优异的支撑、修复、美白、保湿等性能，主要分为动物源胶原蛋白和重 组胶原蛋白。重组胶原蛋白由于制备成本相对低、培养周期短、易于产业化、生物相容性 高、低免疫原性等优势，成为各家公司争相布局的赛道。 市场玩家众多，各具优势。市场中重组胶原蛋白的主要制备厂商有巨子生物、锦波生 物、华熙生物、丸美股份、创建医疗、聚源生物、惠康生物和肽源生物等，产品表达体系 主要为大肠杆菌和毕赤酵母，生产的产品类型以Ⅰ型胶原蛋白、Ⅲ型胶原蛋白为主。从产 品设计技术看，巨子生物拥有专研 Human-like 重组胶原蛋白仿生组合技术，包含了四种 不同的重组胶原蛋白；丸美股份利用 C-PRO 扣环技术实现“I 型+III 型胶原蛋白”的结构 加固。

国内重组胶原蛋白公司产能各异，生产技术均处于持续优化通道中，未来技术突破有 望带来成本降低，进一步扩大重组胶原蛋白应用场景，拉动需求形成良性产业循环。产能 方面，巨子生物重组胶原蛋白产能 10.88 吨，2021 年 6 月公司计划扩建现有的重组胶原 蛋白发酵车间，预计将重组胶原蛋白产能扩至 212.5 吨；聚源生物重组胶原蛋白产能约 20 吨，2023 年 2 月公司位于浙江诸暨的重组胶原蛋白工厂试生产成功，量产后可年产重组 胶原蛋白纯品 20 吨；创建医疗完成 30 吨超大规模发酵技术的开发工作，医用级原料产能 可达近 5 吨；华熙生物预计于 2023 年底在天津工厂形成 1 吨级中试生产线。