人體皮膚中的天然保濕系統主要由水、脂類、天然保濕因子（NMF）組成。脂類呈層狀填充於角質層細胞之間，主要作用是形成水屏障，防止水分丟失。大多脂類為非極性物質，可以限制水分在細胞內外及細胞間流動。與皮膚屏障功能相關的脂質包括神經鞘脂、游離膽固醇和游離脂肪酸。在有活性的表皮中磷脂含量豐富，然而由基底層向角質層分化過程中，神經醯胺、膽固醇、脂肪酸的含量逐漸增高，脂質分布也發生了變化，顆粒層中脂質聚集於板層顆粒中，顆粒層細胞轉化為角質層細胞時，這些脂質被排出並填充於細胞間隙，形成了防止水分丟失的屏障。當各種原因所致脂類缺乏時，其水屏障作用減弱，經表皮的水分丟失就會增多，出現皮膚乾燥脫屑現象。

皮膚有吸濕能力、保濕能力，因為人體內有天然保濕因子（NMF）的緣故。NMF是存在於角質層內能與水結合的一些低分子量物質的總稱，包括胺基酸、吡咯烷酮羧酸、乳酸鹽、尿素、氨、尿酸、葡糖胺、檸檬酸鹽、鈉、鉀、鈣、鎂、磷酸鹽、氯化物、糖、有機酸、脂類及其他未知的物質，占角質層細胞基質的10%。這些成分本身無保濕能力，它們在皮膚中形成鈉鹽後才具有保濕能力。NMF的這些成分與蛋白質結合，存在於角質細胞中。尤其是角質細胞的脂質與蛋白質共同構成保護NMF的細胞膜，阻止了NMF的流失，從而使角質層保持一定的含水量。如果角質層的完整性受到破壞，NMF將會損失，皮膚的保濕作用就會下降。

以給皮膚補充水分、防止乾燥為目的所使用的吸濕性高的水溶性物質稱為保濕劑。保濕劑用於模擬人體皮膚中由油、水、NMF組成的天然保濕系統，作用在於延緩水分丟失、增加真皮與表皮之間的水分滲透、為皮膚暫時提供保護、減少損傷、促進修復過程。保濕劑主要分油性保濕劑和水性保濕劑兩類。

1.水性保濕劑

（1）多元醇類

多元醇類的保濕原理，是利用結構中的羥基（—OH）抓住水分，起到保濕的作用。這一類成分可以大量地工業化製造，價格低廉，安全性卻很高。但其保濕效果較容易受環境的濕度影響，長時間的高效保濕效果不佳。常見的多元醇類有丙二醇、丙三醇、聚乙二醇、丁二醇、己二醇、木糖醇、聚丙二醇、山梨糖醇等，差別只在於黏度不同。

①丙二醇（propylene glycol 或1，2-propanediol）

丙二醇為無色透明、具有吸濕性的黏液，稍有特殊味道，無臭。溶於水、丙酮、乙酸乙酯、乙醚、乙醇和氯仿，可溶解許多精油，與石油醚、石蠟和油脂不能混溶。對光、熱穩定，低溫時更穩定。主要用作乳化製品和各種液體製品的濕潤劑和保濕劑，與甘油和山梨醇復配用作牙膏的柔軟劑和保濕劑，在染髮劑中用作調濕、均染和防凍劑。還可用做染料和精油的溶劑。15%的丙二醇有防霉作用，8%的丙二醇可增加羥基苯甲酸甲酯在含乙氧基的非離子表面活性劑中的防腐作用。

②丙三醇（glycerin 或glycerol）

丙三醇又稱甘油，是無色、無臭、有甜味、透明的黏稠液體。與水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙二醇、乙二醇單乙醚和酚等物質完全混溶，但在乙二醇單甲基丁醚中的溶解度有限。甘油幾乎不溶於高級醇、油脂、烴類化合物和氯代烴。甘油在製藥工業和香料工業中是重要的溶劑，是O/W乳化製品不可缺少的保濕劑原料，也是含粉膏體的濕潤劑，對皮膚具有柔軟潤滑的作用。它也是化妝水的重要原料，還廣泛用於牙膏、粉末製品和親水性油膏。甘油醛，價格低廉， 具有特定功效是化妝品的優質保濕劑。

③聚乙二醇（polyethyleneglycol，PEG）

根據相對分子質量的大小不同，聚乙二醇的物理形態可以從白色黏液（MW200～700）或蠟狀半固體（MW1000～2000），直至堅硬的蠟狀固體（MW3000～20000）。聚乙二醇易溶於水和一些普通的有機溶劑。液體聚乙二醇（如PEG-400）對很多藥物原料有很好的溶解能力。相對低分子質量的聚乙二醇有從大氣中吸收並保存水分的能力，並具有增塑性，可用作潤濕劑。隨著相對分子質量的升高，吸濕性急劇下降。聚乙二醇和聚乙二醇脂肪酸酯在化妝品工業中的應用很廣泛。該原料安全性好，不刺激眼睛，不會引起皮膚的刺激和過敏。

④山梨醇和POE（20）山梨醇（d-sorbitol and POE（20）sorbitol）

山梨醇是從山草莓中分離而得的，山梨醇和POE（20）山梨醇均為白色針狀結晶，無臭，有清涼、爽口的甜味。極易溶於水，微溶於冷乙醇、乙酸和二甲基甲醯胺中。從乙醇中結晶所得的山梨醇熔點為95℃，水中結晶所得的山梨醇熔點為110～120℃。化學性能穩定，具有良好的保濕性，吸濕性較甘油緩和，品味清爽芳香，可與其他保濕劑配伍，以求得協調的效果，軟化皮膚及防止水分蒸發，可增加護膚化妝品及發用化妝品對皮膚的舒適感覺。PEG（20）山梨醇是很好的保濕劑，又是一種表面活性劑，不同濃度的山梨醇溶液，對皮膚或口腔黏膜均無刺激作用，它是牙膏或嬰兒製品最理想的保濕劑。

⑤1，3-丁二醇（1，3-butanediol）

1，3-丁二醇是無色、無臭黏稠液體，與水和乙醇混溶，溶於低級醇類、酮和酯類，不溶於脂肪烴和大部分普通含氯有機溶劑。1，3-丁二醇有良好的吸濕性，同時還有一定的抗菌作用。在化妝品中主要用作保濕劑，用於化妝水、膏霜、乳液和牙膏中，還用作精油和染料的溶劑。它對皮膚和眼睛無刺激作用，對口腔黏膜無刺激性，也無害。由於常摻雜有丁四醇雜質而較少用，如能把雜質去除，就是一個優良的保濕劑，具有廣泛的應用前景。

（2）金屬-有機類

①吡咯烷酮羧酸鈉（pyrrolidone carboxyli acid-Na，PCA-Na）

吡咯烷酮-5-羧酸鈉是表皮的顆粒層絲狀聚合蛋白（filaggrin）的分解產物，是人類皮膚固有的天然保濕因子成分，含量為12.0%。角質層PCA含量減少，皮膚會變得乾燥和粗糙。PCA是真正的具生理作用的角質層柔潤劑。市售的PCA-Na是由谷氨酸製備得到的，是透明、無色、無臭的水溶液。有良好的吸濕性，其吸濕能力遠比甘油、丙二醇、山梨醇為優，只有以鹽的形式才能發揮其保濕吸濕功效。在同一濕度和濃度下，PCA-Na的黏度遠較其他保濕劑低。按其結構劃分，PCA-Na屬胺基酸鹽，多用於高檔化妝品中，需添加適量防腐劑，以防微生物污染和產品變質。主要用作保濕劑和調理劑，安全性高，對皮膚及眼黏膜幾乎沒有刺激，與其他產品具有很好的協同效果，長期保濕性較強，是真正安全的角質層柔潤劑。
 

②乳酸和乳酸鈉

乳酸是自然界中廣泛存在的有機酸，是厭氧生物新陳代謝過程的最終產物。它完全是無毒的。它是人體皮膚的天然保濕因子（NMF）中主要的水溶性酸類。市售乳酸是一種由乳酸和乳醯乳酸組成的混合物，是無色至淺黃色的糖漿狀液體。幾乎無臭或略有脂肪酸臭，呈強酸味。有α-型和β-型，通常為α-型。可與水、醇和甘油混溶，微溶於乙醚，不溶於氯仿、石油醚和二硫化碳。對光和低溫穩定，吸濕性強。乳酸和乳酸鹽對蛋白質有增塑和柔潤作用，主要用作調理劑和皮膚或頭髮的柔潤劑，調節pH的酸化劑。用於護膚的膏霜和乳液、香波和護髮製品中，也用於剃鬚製品和洗滌劑中。

（3）醯胺類

神經醯胺又稱醯基鞘胺醇，是皮膚保濕的關鍵組分，具有很強的締合水分子的能力，它通過在角質層中形成的網狀結構來維持皮膚的水分，具有防止皮膚水分丟失的作用，是角質層脂質中的主要組分，約占表皮角質層脂質含量的50%。天然神經醯胺主要由牛腦和牛脊髓中提取。合成神經醯胺是由高碳醇縮水甘油為原料合成的，已成功地實現了工業化。合成神經醯胺還可以組合到真皮的生理結構中去，並增強天然神經醯胺的功能，調節皮膚屏障作用，減少透過皮膚的水分損失，以及增進細胞黏合。與常用保溫劑甘油比較，醯胺類物質有更好的吸收和保持水分的能力，可取代其他保濕劑，主要用於高功能的護膚品，還可應用於頭髮的保護和調理方面。

神經醯胺對皮膚的作用

（4）高分子類

①膠原蛋白（collagen）

膠原蛋白又稱明膠，是以動物皮或動物骨骼為原料生產出來的高蛋白物質。由18種胺基酸組成的大分子蛋白質，分子量分布比較廣。可吸收其自身質量5～10倍的水，雖具保濕功能，但大分子的膠原蛋白不能滲入皮膚，常用作乳化劑和乳液穩定劑、增稠劑、成膜劑、潤濕劑、皮膚保護劑及抗刺激劑。

膠原蛋白對皮膚的作用

②動物水解膠原蛋白（animal hydrolysed collagen proteins）

水解膠原蛋白是將大分子的膠原蛋白以水解的方式，處理成小分子量的蛋白質，因其具有與角質蛋白相似的胺基酸結構，且結構中含有氨基、羧基和羥基等親水基，故親膚性佳，對皮膚和頭髮有較大的親和力並具有很好的保濕作用。親和作用大小隨相對分子質量的增大而增強。相對分子質量小的分子可滲入頭髮表皮，有的可透過皮質層；相對分子質量較大的分子，每個分子結合位置較多，結合力增強，親和作用增大。不刺激皮膚和眼睛，性質溫和。

③植物水解蛋白

a.燕麥水解蛋白。燕麥是一種起源於歐洲東部的天然植物，燕麥中含有12%的蛋白質以及大量的維生素A、維生素B1、維生素B2、維生素PP和維生素D，另外還含有珍貴的維生素F，能為皮膚提供所需的維生素營養成分，具有保護皮膚表面的天然油脂層，防止水分流失的作用。利用蛋白酶把燕麥麩皮中的蛋白水解為小分子肽，具有較好的保濕效果，能使皮膚具有柔軟的感覺。燕麥肽是淡黃色液體，沒有異味，固體含量為20%左右。溶於水。在化妝品中具有很好的配伍性。主要用作皮膚潤濕劑和調理劑，用於抗衰老產品中，也可用於洗髮水中。

b.玉米穀氨酸。玉米穀氨酸是由玉米蛋白控制水解製得。它具有良好的吸濕性和對皮膚和頭髮的親和作用。和其他具有黏滯性、彈性和膠黏性的蛋白不同，它能使皮膚有絲一般柔軟的感覺。玉米穀氨酸是淡綠色液體，有胺基酸特有的氣味，溶於水，吸濕性和對皮膚及頭髮的親和作用很強。在相對濕度60%時可吸收40%水分，相對濕度80%時可吸收180%水分。主要用作皮膚潤濕劑和調理劑，用於護膚和護髮產品中，也可用於洗潔劑中。對皮膚和眼睛不會引起刺激作用，可在各類化妝品中安全使用。

④絲蛋白

絲蛋白是天然蠶絲的水解產物，其基本結構單元是胺基酸，分子中含有大量的氨基、羧基、羥基等親水性基團，能夠像手一樣抓住水分子，將水束縛住。具有優異的吸濕保濕作用，是一種性能獨特的天然保濕劑。絲蛋白作為保濕劑的特點是它能提高皮膚自身的生理機能，使皮膚自有的保濕能力得到改善的同時，絲蛋白的胺基酸組成與人體皮膚中的彈性蛋白、膠原蛋白、天然保濕因子等的胺基酸組成極為相似，其滲透性能好，易被皮膚吸收，可以起到營養皮膚、延緩衰老、減少皺紋的作用。絲蛋白還能抑制酪氨酸酶的活性，減少黑色素形成，使皮膚白嫩。

（5）多糖類

①燕麥β-葡聚糖

燕麥β-葡聚糖是多糖，呈淡黃色，透明，無味的黏稠液體。燕麥中提取的β-葡聚糖的活性比酵母發酵的β-葡聚糖的活性高出近兩倍。其與水有較強的親和力，能進行高度水化作用，從而在基質間保持大量水分，其優良的保濕性能受到化妝品行業的重視，廣泛用於各種保濕霜（水）、防曬和曬後護理品、抗衰老及抗皺產品、眼霜等產品中。可顯著增加其對皮膚的保濕性，長期應用於皮膚無刺激性作用，也不阻礙皮膚的生理功能，並能保護、美化皮膚。

②海藻糖

海藻糖是一種穩定的非還原性雙糖，與膜蛋白有親和性，增加細胞的水化功能，可用作皮膚滲透劑，增強皮膚對營養成分的吸收，對皮膚乾燥引起的皮屑增多、燥熱、角質硬化治療有特效。海藻糖有較好的配伍性、相容性和穩定性，幾乎可以添加到任何化妝品中，如膏霜、乳液、面膜、精華素、粉底霜、洗髮水、護髮素、摩絲、洗面奶等，還可作為唇膏、口腔清潔劑、口腔芳香劑等的甜味劑、呈味改良劑、品質改良劑。

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透明質酸又名玻尿酸，簡稱HA，是由乙醯氨基葡萄糖醛的雙糖重複單元所組成的一種聚合物。它是人體真皮層中的重要黏液質，具有特殊的保水作用，是皮膚水嫩的重要基礎物質，也是目前發現的自然界中保濕性最好的物質，被稱為理想的天然保濕因子

透明質酸的美容效果

早期透明質酸只能從雞冠中提取，價格昂貴。20世紀70年代後期，人們開始利用微生物發酵的方法生產透明質酸，而多種文獻資料證明，無論是從雞冠中提取的、微生物發酵的，還是皮膚中固有的HA，其化學結構是完全一致的，無種屬差異性。這些優勢使HA得以在化妝品界廣泛應用。透明質酸作用於皮膚表面，大分子玻尿酸可在皮膚表面形成一層透氣的薄膜，使皮膚光滑濕潤，並可阻隔外來細菌、灰塵、紫外線的侵入，保護皮膚免受侵害；小分子玻尿酸能滲入真皮，具有輕微擴張毛細血管，增加血液循環、改善中間代謝、促進皮膚營養吸收的作用，具有較強的消皺功能，可增加皮膚彈性，延緩皮膚衰老。玻尿酸還能促進表皮細胞的增殖和分化，清除氧自由基，可預防和修復皮膚損傷。玻尿酸的水溶液具有很高的黏度，可使水相增稠；與油相乳化後的膏體均勻細膩，具有穩定乳化作用。玻尿酸是高檔化妝品最好的天然保濕成分，它相容性好，幾乎可以添加到任何美容化妝品中，廣泛用於膏霜、乳液、化妝水、精華素、洗面奶、浴液、洗髮護髮劑、摩絲、唇膏等化妝品中，一般添加量為0.05%～0.5%。

現在原料界又開發了乙醯基化透明質酸（簡稱AcHA），乃是將原來透明質酸的結構以合成的方法接上乙醯基。乙醯基為親油性的結構，可以再增強透明質酸的保水性能，使保濕效果更優異。

④葡萄糖酯（esters of glucose）

烷基糖苷（APG）是由可再生資源天然脂肪醇和葡萄糖合成的，是一種性能較全面的新型非離子表面活性劑。葡萄糖酯類保濕劑是溫和性組分，基本無毒無刺激性。具有降低配方的刺激性，增加配方的保濕效果，提高功能性產品的效能等作用，廣泛應用於各類化妝品中。

⑤甲殼素及其衍生物

甲殼素是一種聚氨基葡萄糖，廣泛存在於菌藻類和低等動物中。其生物合成量大，是一種僅次於纖維素的最豐富的生物聚合物。甲殼素經化學改性後可得到各種性能不同的多糖衍生物，與皮膚有很好的親和能力，不存在異源過敏，安全、無毒和無刺激，具有優良的生物相容性。同時，由於其結構與人體皮膚中存在的天然保濕成分透明質酸接近，因此對皮膚具有良好的保濕性與潤濕性。用於香波和護髮素中，可作為透明質酸代用品。

（6）其他類

①尿素

尿素是皮膚天然新陳代謝的產物，能軟化皮膚，其保濕效果與甘油相當，安全無刺激，除了極佳的親膚性保濕外，還有維持角質細胞正常運作的功能。

②硫酸軟骨素

硫酸軟骨素是從動物組織中提取製備的酸性黏多糖類物質，為白色或類白色粉末，具有強吸濕性和廣泛配伍性，用作化妝品營養助劑和保濕劑。

③維生素原B5（D-Panthenol）

維生素原B5（泛酸醇）是泛醇的右旋體，為無色黏稠液體，稍有特異氣味，溶於水和乙醇，不溶於油脂。因其是小分子，可以直接浸潤角質層，較易滲透入頭髮、皮膚和指甲內，以達到保濕的效果。此外，維生素原B5可增進纖維芽細胞的增生，所以有協助皮膚組織修復的功能，具有明確的護膚功效。

資料來源：壹讀 https://is.gd/HvevUC