在丝绸产业中，蚕茧里的丝胶蛋白以往常被当作无用的副产物丢弃。但近年来，科研人员发现它具有众多独特性能，在多个领域展现出巨大应用潜力，尤其是化妆品领域。今天，我们就来深入了解一篇关于丝胶蛋白在化妆品应用方面的研究论文，看看它究竟有何神奇之处。

一：变“废”为宝

蚕丝素占家蚕丝蛋白产量的 25 - 30%，与丝素蛋白并存，传统上是丝绸工业副产品，脱胶时释放的含蚕丝素的水常被丢弃。但因其具有生物相容性、抗炎、抗氧化等多种生物物理特性，在生物医学领域及纺织品、化妆品包装等方面均有应用。它是有效保湿剂，有优异的成膜能力，具有护肤、抗氧化、促进皮肤再生和胶原蛋白生成等作用，适合作敏感肌肤和抗衰老护肤品的理想成分。

蚕丝素是亲水性蛋白质，有随机卷曲和 β - 折叠结构，它在 50°C 以上的温度下可溶于水，在较低温度下形成凝胶。蚕丝素富含羟基、羧基和极性氨基酸，其氨基酸组成以丝氨酸为主，还包括 17 种其他氨基酸，其溶解度和分子量受提取方法等因素影响。

二：核心发现速览

本文主要探索丝素蛋白在可持续和可生物降解化妆品配方中的潜力。研究人员采用高温高压自压锅脱胶法提取丝素蛋白，并通过喷雾干燥将其制成稳定粉末。通过分子量分布分析，发现提取的丝素蛋白分子量主要分布在10–40 kDa。静电纺丝处理后的丝素蛋白β-折叠含量增加。为了增强机械强度和稳定性，研究人员将静电纺丝丝素蛋白与明胶混合，制备出适合化妆品应用的坚固薄膜。这些薄膜被开发成眼部护理贴片，旨在提供保湿、弹性化和抚平效果。在20名受试者中进行的功效评估显示，使用贴片后皮肤弹性增加了35.1%，粗糙度（Ra参数（平均粗糙度）：−30.7%，Rz参数（平均最大粗糙度）：−26.6%）显著降低，但皮肤水分保持能力有所下降。这一结果表明，在保湿性能上存在优化空间，但丝素蛋白基纳米纤维薄膜在提升皮肤弹性和抚平效果方面具有显著潜力。

三：层层深入探索

（一）丝胶的提取与表征

研究人员选用新鲜蚕茧，采用高温高压釜脱胶法提取丝胶。具体步骤为：将 15g 蚕茧放入 600mL 蒸馏水中，在 121°C、15psi 条件下高压处理 60min，再过滤、透析去除杂质，最后喷雾干燥得到丝胶粉末（HTHP SP）。为确定丝胶分子量分布，研究人员运用 SDS - PAGE 和质谱技术。SDS - PAGE 分析显示，早期洗脱组分（1A 和 1B）有清晰蛋白条带，1A 条带在 10 - 37kDa，1B 在 10 - 25kDa 且 25 - 37kDa 有弥散条带；质谱分析证实主要蛋白成分为丝胶 1，各洗脱组分都有，且有少量其他蛋白杂质。

运用 ATR - FTIR、CD 和 SEC 技术对丝胶结构进行表征。ATR - FTIR 光谱表明，HTHP 丝胶粉末主要是无序结构，有少量 β - 片层；SEC 分析得到三种丝胶成分（23.8kDa、12.8kDa 和 9.5kDa）；CD 光谱与 ATR - FTIR 结果一致，进一步确认丝胶以无序结构为主（见图 1）。

图 2. HTHP 丝素粉的光谱表征。（A）HTHP 粉在酰胺 I 带的 FTIR 吸收光谱（上面板）和二阶导数（下面板）。主要成分的峰位已标出。（B）HTHP 丝素的 SEC 色谱图。HTHP 粉在 PBS（2 mg/mL）中重新悬浮，澄清的上清液使用 Superdex 10/200 柱进行分析。多高斯去卷积突出了三种丝素群体：HTHP SP-23（红色）、HTHP SP-12（蓝色）和 HTHP SP-9（品红色）。收集相应的 SEC 组分并进行分析。（C）来自（B）面板 SEC 组分的远紫外 CD 光谱。（D）来自（B）面板 SEC 组分的 FTIR 吸收光谱（下面板）和二阶导数（上面板）。在（C，D）中，光谱在最小-最大归一化后呈现，以便更好地比较。相对较高的噪声是由于 SEC 组分中蛋白质浓度不理想。

（二）静电纺丝及薄膜制备

研究人员探索丝胶静电纺丝的最佳条件，发现 12wt% 丝胶溶液能形成光滑连续纤维。在此基础上，将丝胶与明胶按 1:1 比例混合，制备不同条件下的丝胶 - 明胶静电纺丝样品（SGES - 1 至 SGES - 4）。

通过 ATR - FTIR 光谱分析发现，丝胶 - 明胶静电纺丝样品有典型蛋白峰和残留 TFA 峰，β - 片层含量在不同样品中有差异，SGES - 1 最高（33%）。SEM 图像显示，不同样品纤维形态和直径不同，SGES - 3 纤维最均匀，综合性能最佳，因此被选为眼贴制备材料（见图 2，见图3）。

图 2. 在 12 wt%恒定浓度下，不同收集距离和流速制备的电纺丝蛋白纤维的扫描电子显微镜图像：(A) 10 cm，1 mL/h，(B) 15 cm，0.8 mL/h，(C) 15 cm，1 mL/h，和(D) 20 cm，1 mL/h。

 

图 3. (A) 激光切割丝素-明胶静电纺纳米纤维薄膜成眼周轮廓形状。 (B) 由丝素-明胶静电纺纳米纤维薄膜制备的激光切割眼周轮廓贴片。 (C) 将眼周轮廓贴片应用于模特的面部。

（三）化妆品性能评估

研究人员招募 20 名女性志愿者，用 SGES - 3 眼贴进行临床实验，评估眼贴对皮肤水化、弹性和粗糙度的影响。结果显示，使用眼贴 30min 后，皮肤水化水平有所下降；皮肤弹性方面，R₀（皮肤延展性）参数变化不明显，R 2 （总弹性）参数显著提高，提升 35.1%，表明眼贴能增强皮肤总体弹性；皮肤粗糙度明显降低，Ra（平均粗糙度）降低 30.7%，Rz（平均最大粗糙度）参数降低 26.6%，3D 表面表征直观展示了皮肤粗糙度的改善（见表1，表2）。

表 1. 基线（T 0 ）和 30 分钟（T 30 min ）时皮肤水分和生物力学参数的平均值、标准偏差和统计分析，包括：（A）皮肤水分，（B）R 0 参数（皮肤伸展性），（C）R 2 参数（总弹性），（D）R a 参数（平均粗糙度），和（E）R z 参数（平均最大粗糙度）。

表3. 每个受试者在T0和T30min下的表面粗糙度值（Ra和R z）

四：发现与展望

本文优化了丝胶提取方法，得到特定分子量分布的丝胶，其主要成分分子量在 10 - 40kDa，适合化妆品应用。研究首次详细分析不同条件下丝胶的二级结构变化，发现静电纺丝可增加 β - 片层含量，提升结构稳定性，为丝胶在化妆品中的应用提供了结构基础。

将丝胶与明胶混合制成静电纺丝薄膜，改善了丝胶机械性能，使其能制成眼贴。眼贴在提升皮肤弹性和光滑度方面效果显著，为化妆品开发提供了新的材料组合和应用思路。未来研究可从减少 TFA 残留、调整薄膜成分入手，优化眼贴保湿性能，同时保持其提升弹性和光滑度的优势。丝胶在化妆品领域具有潜力，有望开发出更多高效天然护肤产品。

查阅链接：https://doi.org/10.3390/molecules30030715