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97.8%!中国神经酰胺源头工厂又一次突破
在生命的序章,当一个婴儿初次降临这个世界,他们被一层细腻的白色胎脂所覆盖。这层看似不起眼的保护膜,却蕴藏着生命最初的奇迹——神经酰胺。这不仅是宝宝肌肤的第一层屏障,也是他们与这个世界第一次亲密接触的秘密。
神经酰胺,这个名字来源于其在拉丁文中的描述——"cera"意为蜡,"amide"意味着酰胺,合起来便是"像蜡一般的酰胺"。这种分子的存在,仿佛是大自然赋予人类肌肤的天然护甲。而在中文中,"神经"二字的加入,是因为它们在全身的广泛分布,最早在神经系统中的发现,赋予了它们这个名字。
(图源网络:细腻健康的婴儿肌肤)
在古老的传说中,拥有健康光滑的皮肤被视为上天的赐予,而神经酰胺由于其能够修复受损的皮肤屏障,犹如上帝亲手垒砌的砖墙,有“上帝的砖块”美誉,它们默默地守护着我们的肌肤,维持着肌肤的平衡与健康。
在化妆品行业中,神经酰胺对皮肤的有益认证,源自于2014年《美国皮肤科学杂志》(JAAD):神经酰胺在皮肤中的结构、功能和重要性及其在护肤品中的治疗用途。
01结构探秘:脂肪酸与鞘氨醇的共舞
神经酰胺的结构由两个基本组件组成:脂肪酸和鞘氨醇。这两种分子的结合,就像是精心编排的舞蹈,每一个舞步都至关重要。
脂肪酸的三种变奏:脂肪酸是神经酰胺的一端,它有三种不同的形态,每种都扮演着独特的角色:
1.酯化ω-羟基脂肪酸(EO-)
2.α-羟基脂肪酸(A-)
3.非羟基脂肪酸(N-)
鞘氨醇的四种旋律:神经酰胺的另一端是鞘氨醇,它有四种不同的变体,每种都为神经酰胺的多样性和功能性做出了贡献:
1.6-羟基鞘氨醇(-H)
2.植物鞘氨醇(-P)
3.(神经)鞘氨醇(-S)
4.双羟基鞘氨醇(-DS)
当这些脂肪酸和鞘氨醇的不同变体相互结合,它们可以形成12种不同类型的神经酰胺——共同奏响了肌肤健康的交响乐。
神经酰胺也正是因为其复杂的结构,繁多的种类,长期以来,全球神经酰胺市场一直被跨国巨头垄断,特别是德国、日本、韩国等国家的企业在技术领先和市场份额方面占据了主导地位。
在中国市场,尽管护肤品消费需求旺盛,但高品质神经酰胺原料却一直依赖进口。这种现象不仅抬高了生产成本,也使得国内护肤品企业在国际市场竞争中处于劣势。
(图源网络:市面上较为热门的神经酰胺护肤品)
近年来,随着生物技术的进步和消费者对国产品牌的信任度提升,国内企业逐渐开始关注神经酰胺的自主研发与生产,试图打破这一垄断格局。
02从菌株开始的探索之旅
神经酰胺的制备方法主要分为三种:天然提取法、化学合成法和微生物发酵法。其中微生物发酵法因其高效、可持续和环保的特点,在神经酰胺的生产中越来越受到重视。
2015年,国内一家“默默无闻”的生物医药公司瞄准合成生物学赛道,选择神经酰胺国产自研进行技术攻关,后来发展成为中国神经酰胺源头工厂——重庆智合生物医药有限公司(以下简称智合生物)。
智合生物的神经酰胺研究始于原始菌株的引进,团队通过广泛的微生物资源采集,涵盖了可能富含四乙酰植物鞘氨醇(简称TAPS)菌种的生态环境,包括极端环境样本、传统发酵食品及药用植物根际土壤等。经过生物信息学分析和高通量筛选技术,最终从雨林植物的根际土壤中筛选出能够合成TAPS的候选菌株。
四乙酰植物鞘氨醇菌株对于微生物发酵法制备神经酰胺至关重要,因为在一定环境下发酵得到四乙酰植物鞘氨醇后进行去乙酰化得到的植物鞘氨醇,是神经酰胺的前体。
(目前智合生物植物鞘氨醇已获得COSMOS认证,全系列神经酰胺原粉获得 HALAL认证)
这些筛选过程如同在自然界中寻找“宝藏”,每一步都充满了未知和挑战,但也因为如此,每一次的成功筛选都令人兴奋不已。为了进一步提升菌株的产能及稳定性,智合生物进行了多轮次的定向培育,成功获得了几株产量高、遗传性状稳定的优质菌株。
03从实验室到工厂——实现国产化量产
由于植物鞘氨醇菌株不是基因工程,是从自然界筛选出来的菌株,难以采用合成的方法,制备难度极高,因此技术攻破始终在国内“卡脖子”。
智合生物耗费多年心血研究的这些菌株不仅能够在实验室条件下稳定生产TAPS,更能在工业规模的发酵生产中保持高效性,这为智合生物的大规模生产打下了坚实基础。
仅是菌株的探索、优化和验证,智合生物的初创团队便在实验室中钻研了数年,直到2018年,才完成了具有产业化价值的实验室菌种和工艺开发。
然而这对于实现神经酰胺的民族自主量产,还远远不够,从实验室到工厂的道路,智合生物又走了两年。
神经酰胺的产业化、商业化不仅需要优质的菌株用于制备高质量的植物鞘氨醇,还需要高效的脂肪链制造工艺(包括发酵提取与脂肪链自研自产),这是神经酰胺研发中提升品质与降低成本的核心。智合生物通过技术攻关,实现了全系列脂肪酸链生产规模的自产。
2019年,智合生物完成了中试放大和生产工艺验证。
2020年,在国内首家实现植物鞘氨醇及神经酰胺原粉批量生产与销售。
(智合生物植物鞘氨醇)
直到这一天,被称为“植物软黄金”的植物鞘氨醇,和当时市面上两万元每公斤的神经酰胺NP,在智合生物的自主研发和菌株优化攻破下,才真正“价格打下来了”。
04从工厂到解决方案——实现质量和纯度的跃升
智合生物在此过程中不断优化生产工艺参数,通过定向发酵技术和独特的溶剂分段萃取方式,获得了杂质含量少的发酵提取物,降低了合成后纯化的难度,提高了产品质量。生产中通过优化提取的搅拌形式,提取溶剂用量减少了20%以上;通过结晶溶剂和工艺参数的优化,收率提高了10%以上。
(智合生物质谱分析实验中心)
这种创新的生产方式使得智合生物不仅在神经酰胺的生产中实现了高效低成本的目标,更在产品质量上达到了国际领先水平。智合生物生产的神经酰胺产品,尤其是其旗舰产品神经酰胺NP1,目前商业化批次纯度已经达到97.8%,在国内外市场上具有极强的竞争力。
(智合生物神经酰胺NP1目前商业化批次纯度数据)
05自主研发——打造核心技术优势
智合生物在神经酰胺的研发过程中,始终坚持自主创新。其核心技术不仅涵盖了菌株的筛选与优化,还包括了从发酵到提取、从纯化到产品化的全链条技术,产品线也极尽丰富。
皮肤角质层中神经酰胺亚型主要为NP、NH、AH、NDS、AS、AP、NS、EOS、EOH、ADS、EOP和EODS,智合生物已经实现全部P系列产品的商业化生产。在未来的规划中,为丰富产品线,给行业提供更丰富的神经酰胺系列产品,正全力开发S和DS系列产品。
(皮肤角质层中12种不同亚型的神经酰胺)
2024年7月初,智合生物已在国内突破性得完成神经酰胺NS、AS、NDS(已使用化妆品目录备案为NG)的实验室工艺开发和样品制备,并计划于2024年9-10月进行商业化试产。
智合生物在神经酰胺原粉领域的探索和创新,不仅展示了其在菌株技术和生产工艺上的卓越能力,更为民族生物医药科技工业的崛起和发展做出了重要贡献。作为中国神经酰胺的源头工厂,智合生物以其自主研发和创新能力,推动了国内神经酰胺产业的发展,为实现神经酰胺原料自主可控的战略目标奠定了坚实的基础。
文章来源:功效护肤情报
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