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化妆品原料提取四大主流技术,谁将主导未来?

原创黄药师

2023-06-01 14:52

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摘要 | 迎来“新风口”。

 

截止2023年5月22日,中国化妆品“新原料”备案数量累计达68个:2021年度6个,2022年度42个,2023年度20个。

 

其中,深圳维琪化妆品“新原料”备案数量多达7个:2022年度4个——β-丙氨酰羟脯氨酰二氨基丁酸苄胺、β-烟酰胺单核苷酸(NMN)、寡肽-215、烟酰四肽-30;截至2023年5月22日3个——咖啡酰六肽-9、乙酰基六肽-95酰胺、芋螺肽。

 

原料作为化妆品的“芯片”,是提高产品质量、提升产品功效的基础与关键,化妆品市场之争也就是原料之战。

 

强大的市场需求及“功效宣称评价”,推动化妆品原料产业发展;技术的进步,推动化妆品原料提取升级发展进程。

 

为此,头条超品研究院与大家一起探讨、分析化妆品的“芯片”——化妆品原料市场概况及化妆品原料提取技术。

 

01

化妆品原料消耗量与分类情况

 

目前,中国是全球美容与个护产品第一大生产国,世界第二大化妆品消费国。

 

随着中国化妆品市场不断扩大,原料市场的重要性也越来越凸显。欧睿数据显示,2021年国际美妆及个护原料市场消耗量达到1998万吨,同比增长1.9%。中国市场,大概占全球原料消耗量的16%,整体原料市场规模大约300亿元。

 

 

行业一般将化妆品原料分成四大类:基质、表面活性剂、性能&技术成分、活性成分,其简要情况如下:

 

1、基质:是指化妆品的主体,构成化妆品的形态,其中包括“油质、粉质、溶剂”三大类。从消耗量来看,基质成分以水为主,用量最大。

 

2、表面活性剂:是指能使目标溶液表面张力显著下降的物质,具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列。因此,在化妆品中起到清洁、润湿、乳化、分散、发泡、增溶等作用。

 

 

3、技术&性能成分:指的是对化妆品的性能和感官形态产生作用的成分,主要包括润肤剂、消泡剂、乳化剂、增稠剂、光学效果助剂等。

 

4、活性成分:指的是对人体皮肤产生作用的成分,如抗衰老、防晒(紫外线过滤剂)、美白、舒缓敏感、生发/养发/固发/去屑、保湿补水、抑汗剂、除臭剂、去角质等其他活性物。活性成分,为市场竞争焦点,研发活跃新品迭出。

 

02

化妆品原料提取四大主流技术

 

在“以人为本”大趋势、大监管下,具有争议性的“动物提取原料”技术基本处于边缘化。因此,目前中国化妆品原料生产技术主要包括四大类型:化学合成、植物提取、生物发酵、合成生物学。

 

● 化学合成

 

化学合成,这个应该是第1.0现代化妆品,主要是利用天然资源或者简单分子,通过氧化反应、还原反应、烷基化反应、酰基化反应等一系列化学反应,合成具有特殊性能或较为复杂的化合物。

 

化学合成形成的化妆品原料包括:表面活性剂、增稠剂、乳化剂、防腐剂、抗氧化剂、合成香精香料、合成着色剂,以及防晒剂和合成保湿剂等。其中,最有代表性的原料是凡士林,到现在还广泛地应用于各类保湿产品之中。

 

化学合成的原料同样能够实现天然原料的性能,并且相比之下,生产更加规范化、高效。但是,化学合成技术在生产功效活性物时存在缺陷,如合成路径长、条件复杂、环境污染大等。所以,化学合成技术当下主要用来生产一些基础的、传统的、辅助性原料。

 

● 植物提取

 

植物提取和分离精制技术,是指将天然植物中的有效成分提取出来的技术。从植物中提取的成分主要是:植物性油脂(挥发油)、黄酮类化合物、多酚类化合物、多糖类化合物等,用于美白、抗衰老、保湿、防晒和防腐等领域。

 

目前常见的“植物提取”技术有:水提法、醇提法、有机溶剂提取法、水蒸气蒸馏法等传统生产技术,以及超临界 CO2 提取技术、微波萃取技术、超声波提取技术、生物酶解技术、半仿生提取技术等现代生产技术。

 

● 超临界二氧化碳萃取(SCFE-CO2)示意图:

 

 

国际原料龙头企业以天然植物萃取技术为其核心竞争力之一。选择更有效的植物提取技术,降低环境污染程度,并实现个性化定制。国际跨国企业的产品中具有自然宣称属性的产品达到了15466 种。

 

根据《已使用化妆品原料目录(2021年版)》共收录8965种在中国境内生产销售的化妆品已使用原料及其使用信息。其中,收录了3400多种植物原料,这个数量与国际差距还是非常大的。

 

在化妆品用植物原料逐渐成为美妆市场新热点的今天,莱茵生物作为国内专研植物提取与应用领域的标杆企业牵引着众多美妆企业的目光。另外,湖南和广生物创始人曾健青博士专注“超临界流体技术研发”30多年,其团队超临界萃取的“山茶籽油”内调外养,助力打造“纯净美妆”新赛道的创新应用。

 

近几年,天然植物提取技术在“纯净美妆”趋势下成为热潮。发展到今天,全球纯净美妆市场发展得如火如荼,美国代表品牌醉象、ILIA;欧洲代表品牌REN、BYBI;日本代表品牌TATCHA;澳大利亚代表品牌sukin;中国代表品牌MCL花皙蔻(中国首个“纯净美妆”团体标准第一起草单位)。

 

● 生物发酵

 

生物发酵技术,与天然植物提取技术一样,是现阶段行业主流和热点。

 

生物发酵技术是一项运用酶工程、微生物代谢工程和生化工程的现代生物高新技术,即利用细胞的生长特性及生物催化体系,与有机物底物结合发生反应,以定向得到目标活性产物,即生物反应合成物质或细胞。发酵微生物有真菌、细菌和原生生物,其中真菌发酵包括药用真菌发酵、酵母发酵和海洋真菌发酵等。

 

目前,生物发酵主要有三种发酵形式:第一种,特殊专有菌株发酵。如,Pitera活细胞酵母精华、雅诗兰黛的双歧杆菌培育出的二裂酵母发酵产物溶胞物;第二种,采用发酵技术代替传统化学合成获得的单体活性成分。如依克多因、透明质酸钠、麦角硫因等热点功效成分; 第三种是植物发酵物。如积雪草发酵液组分,也是当前无水配方替代水的一个方向成分。

 

 

“酵时代”化妆品所使用的主体原料是发酵产物及其滤液,是可食用的谷物、花卉、汉方、水果等天然原料在干净无氧的环境下经过多达数周的缓慢发酵过程,再经现代提纯工艺浓缩而成的一种安全高效的化妆品原料。

 

微生物发酵既能合成氨基酸、有机酸、黄酮、多酚等易吸收的小分子,也能制造多糖、多肽或蛋白等具有重要功效的大分子,既能够生产具有功效作用的活性成分,也能生产表面活性剂等辅助材料。

 

生物发酵技术的优势是环保,成果上能够富集功效物质,降低毒性,甚至可以研发新功效。比较著名的SK-II神仙水的核心成分“二裂酵母发酵产物”就是典型的生物发酵技术产生的原料。

 

生物发酵原料在化妆品应用中的三大优势:一是通过发酵后的产物,分子量更小,更贴合肌肤,好吸收,从而进一步提高了产品的功效;二是发酵产物提取物在护肤上带来一种玄妙的皮肤菌群调节作用,能调节皮肤的生理活性;三是通过微生物的转化分解作用,可对潜在有害物质进行分解,以降低或者消除潜在的不安全风险。

 

国内企业中,目前华熙生物福瑞达在这方面处于“生物发酵”原料领先地位。它们是全世界透明质酸钠生产、销售“龙头企业”。另外,上海家化珀莱雅在生物发酵方面也均有专利积累。

 

目前,中国国内主打生物发酵技术的ODM代工企业有两家:一个是天津尚美,其定位为专注中草药发酵科技护肤,核心产品是“酵制油膜”;一个是美中生物,其定位为中国生物发酵纯净美肤开拓者与引领者。

 

● 合成生物学

 

合成生物学是继 DNA 双螺旋结构发现(1953 年)和人类基因组测序(2003 年) 之后的“第三次生物科学革命”。

 

合成生物学汇聚并融合了生命科学、工程学和信息科学等诸多学科,其目标是通过编写DNA来指导有机体按照设计的规范产生反应。为了实现目标,需要对生物原件进行组合装配成基因线路,设计改造基因线路来实现新的细胞或有机体按照设计的规范产生反应。

 

● “合成生物学”化妆品原料生产技术示意图

 

 

说得通俗一点,生物合成技术就是通过已知的DNA信息,通过“基因工程技术”,以“细菌”为载体(发酵工程),生产出所需要的成分的方法。合成生物学生产方式上虽然是发酵,但核心技术在于对天然微生物的有目的“基因改造”,即获得优产菌种。

 

合成生物学主要以可再生资源作为原料,包括淀粉等粮食原料、秸秆等农业废弃物以及 CO2、CH4 等含碳气体,符合可持续发展理念,且能使得原材料成本占比降低,产业链长度以及生产周期缩短。

 

合成生物学可开发的化妆品原料种类包括天然产物,如虾青素、白藜芦醇、糖苷、角鲨烯等,工业化学品包括乙醇、丁醇、甘油和有机酸等。

 

因此,合成生物学的真正价值并不在化妆品的产品开发上,而是更侧重于上游原料规模化生产,提升效率,实现产业的可持续发展等方面。要说中国美妆圈2022年什么最火,当属是合成生物技术了。

 

化妆品领域,2021年至今,无论是原料厂商、技术平台公司、还是下游的品牌厂商,都在尝试布局合成生物学。如资生堂、欧莱雅、华熙生物、贝泰妮、珀莱雅、巨子生物、美中生物、中科欣扬、态创生物等企业纷纷入局合成生物赛道,合成生物学在化妆品领域的应用迎来了一个“新风口”。

 

如华熙生物等头部企业领跑“合成生物”赛道:目前,华熙生物已经搭建合成生物学全产业链平台——合成生物学研发团队已组建完成,技术平台已搭建完成。通过合成生物技术,高纯度麦角硫因、5-ALA、维生素C葡萄糖苷、红景天苷等物质已完成发酵工艺验证;多聚寡核苷酸、NMN和人乳寡糖均已实现突破性进展,处于国际领先研发水平;依托寡糖体外酶催化合成技术,建成了全球分子量覆盖广的人体三大多糖——透明质酸、硫酸软骨素、肝素寡糖库。

 

近几年爆发的“重组胶原蛋白”,就是合成生物学这一技术应用的产物。截至目前,国内重组胶原蛋白专业皮肤护理赛道拥有不少参与者,如巨子生物、锦波生物、创健医疗、聚源生物、华熙生物、丸美生物、江苏吴中、未名拾光、美神生物等。其中,创健医疗、聚源生物主要聚焦于原料端;巨子生物、锦波生物在原料端、品牌端均有布局。

 

据行业专家介绍,未来,合成生物学在中国美妆产业的应用广泛,至少能带来以下三大方面的突破:

 

首先,合成生物可以令某些新原料“产业化”成为可能,而且将成为原料发展“引擎”,如胶原蛋白、角鲨烷、燕窝酸等原料。

 

其次,合成生物学能满足美妆企业可持续发展的需求。据了解,合成生物学能够以可再生生物资源代替不可再生化石资源,从根本上解决原料生产过程中的高污染问题。在企业的可持续发展中,合成生物学能够实现“加码助力”:一是可以让生产过程更加安全、绿色;二是能够大幅度降低生产成本,增加产品的净利润率。

 

其三,对于中国本土美妆企业来说,合成生物学或将是与国际巨头竞争的“突破口”。对整个化妆品市场,合成生物技术将带来加速功效创新、降本增效、提升可持续发展水平等深远影响。中国本土美妆企业想要与百年外资品牌竞争,合成生物赛道将会成为新的、不可多得的突围点。

 

头条超品研究院通过化妆品原料提取“四大主流技术”分析,结合行业专家说法,对四大技术结论是:

 

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,化学合成技术在化妆品领域的应用进入了阶段性衰败期。国际原料巨头将技术和专利沉淀开始向活性成分领域转移,并正在建立新的技术壁垒;

 

天然植物萃取技术和生物发酵技术,是目前原料行业生产主流技术,非常成熟,应用广泛。如华熙生物、贝泰妮、福瑞达等公司已经有一定的技术和专利积累,与国际大公司具有相当的竞争力;

 

合成生物学,是未来生产技术发展方向,但目前处于发展起步阶段,需要底层技术的突破,需要去资本“泡沫”,估计还要沉淀至少3-5年。目前主要有两大发展瓶颈:一个是产业化人才瓶颈,另一个是技术瓶颈。

 

延伸阅读:

 

● 美丽修行2019-2022年化妆品功效成分TOP30榜单(参考)

 

 

1、从“欧睿咨询2021年全球/中国化妆品主要原料消耗量”数据可知,中国市场目前“基质性原料”和“活性成分原料”的消耗占比均高于全球水平。这说明中国化妆品市场目前处于一个“两极分化”的状态。一方面,各种低科技含量的产品仍然占据大量的市场;另一方面,功能性、创新性产品的需求在爆发时增长,高于全球平均——中国美妆进入“功效评价宣称”时代,“活性成分原料”的研发竞争将加剧,消耗将快速提升。

 

2、中国企业突破现有技术壁垒,打开全新竞争赛道:中国化妆品原料企业造“芯”主要是在植物提取、生物发酵、合成生物学三大技术方面,主要是透明质酸、重组胶原蛋白、多肽等原料的研发、生产、应用。华熙生物、巨子生物、珀莱雅、贝泰妮、丸美股份等中国美妆头部企业都表现不俗。

 

特别值得一提的是华熙生物,目前已是微生物发酵技术龙头,合成生物技术先行者,其聚焦功能糖、蛋白质、多肽、氨基酸、核苷酸、天然活性化合物六大类生物活性物质的研发、生产与应用。

 

浙江湃肽、深圳维琪、深圳迪克曼等在“多肽”原料研发、生产、应用上均有不俗表现。其中,浙江湃肽是唯一一家国家级“专精特新”小巨人多肽生产高科技企业,专注药物肽、美容肽。短短几年时间,公司已携手江苏恒瑞、豪森药业、齐鲁制药、珀莱雅、丸美、百雀羚、上美集团、圣兆药物等企业、品牌,并达成战略合作。2021年初,公司还与华熙生物正式签约共建研发实验室。

 

3、国际龙头基于研发创新和配方支持,占据明显优势地位。巴斯夫 BASF、帝斯曼 DSM、德之馨 Symrise、亚仕兰 Ashland 和禾大 Croda 是 全球领先的特种化学品生产研发公司,同时也是国际化妆品原料的主要供应商。其中 BASF 产品体系齐全,覆盖基质、表活、技术&性能成分和活性成分。DSM 主要是在技术&性能 成分和活性成分,以活性成分为主。Symrise 以香气香料和活性成分为主。Ashland 覆盖 活性成分和技术性能成分,以技术&性能成分为主。Croda 覆盖表活、技术&性能成分和活 性成分,以活性成分为主。

 

4、国际美妆大牌大多拥有自己的王牌成分,并围绕该核心成分进行产品推出和品牌宣传,核心成分与品牌充分绑定,提升销量的同时还能塑造品牌形象,构筑超宽护城河。如欧莱雅集团(玻色因)、雅诗兰黛(二裂酵母)、修丽可(维生素 C)、SKII(半乳糖酵母)等。

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