申婧翔，史莉莉，田候汝，鄭 超

(1 長(zhǎng)治學(xué)院化學(xué)系，山西 長(zhǎng)治 046000；2 海南師范大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，海南 海口 571158)

近年來(lái)，越來(lái)越多的消費(fèi)者希望出現(xiàn)一系列集美白、防曬、保濕多重功效于一體的天然護(hù)膚化妝品，對(duì)化妝品的質(zhì)量和安全性也提出了更高的要求。美白效果的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)抑制酪氨酸酶的活性來(lái)達(dá)到的，存在于皮膚基底層色素細(xì)胞中的酪氨酸酶受到紫外線照射時(shí)，逐步氧化聚合形成黑色素，并導(dǎo)致皮膚出現(xiàn)色斑和膚色不均[1]。而防曬的首要目的是保護(hù)人體健康，當(dāng)過(guò)量的紫外線照射人體皮膚時(shí)，會(huì)引起一系列的光化學(xué)反應(yīng)，較高能級(jí)的光子流可使細(xì)胞內(nèi)的核蛋白和一些酶發(fā)生變性[2]，嚴(yán)重?fù)p傷人體的皮膚、眼睛以及免疫系統(tǒng)；紫外線照射6～8 h后會(huì)出現(xiàn)皮膚干痛、皮膚皺縮甚至起泡脫落的現(xiàn)象[3]。若要使皮膚保持光滑、柔軟和富有彈性，肌膚含水量需在10%～20%范圍內(nèi)，這可避免皮膚出現(xiàn)一系列如干燥、干裂、皸裂、老化等的皮膚問(wèn)題[4-5]。研究發(fā)現(xiàn)在護(hù)膚品中添加各種天然提取物，具有對(duì)皮膚作用溫和、刺激性小、安全性高、療效顯著等特點(diǎn)[6]。所以，研制具有美白、防曬、保濕多重功效的天然化妝品是當(dāng)今化妝品行業(yè)的必然發(fā)展趨勢(shì)。

1 實(shí)驗(yàn)原理

1.1 美白實(shí)驗(yàn)

在一定時(shí)間內(nèi)，生成的黑色素越少，表明對(duì)酪氨酸酶活性的抑制越好，美白效果也越好，用抑制率=[1-(T2-T1)/(C2-C1)]×100%[7-8]表達(dá)這一結(jié)果。C1為酪氨酸酶提取液與緩沖溶液混合后的吸光度，C2為加入L-酪氨酸后生成的黑色素的吸光度值，C2-C1為以C1為參比測(cè)C2的吸光度。T1表示加入緩沖溶液、酪氨酸酶提取液與樣品的吸光度值，T2是加入樣品后，在樣品抑制后生成的黑色素的吸光度值，T2-T1為經(jīng)過(guò)樣品抑制后黑色素的吸光度值。

1.2 防曬實(shí)驗(yàn)

1.2.1 分段法比較植物提取物的防曬效果

日光中的紫外線可分為長(zhǎng)波紫外線UVA(320～400 nm)，中波紫外線UVB(290～320 nm)和短波紫外線UVC(200～290 nm)。通過(guò)測(cè)定樣品分別在UVA、UVB、UVC三個(gè)波段的吸光度值及在每個(gè)波段的平均值，比較樣品的防曬效果。

1.2.2 整體法比較植物提取物的防曬效果

整體比較法是指在特定波長(zhǎng)下測(cè)定樣品的透光率，并由太陽(yáng)光譜強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)計(jì)算出樣品的SPF值[9]，SPF值計(jì)算的數(shù)據(jù)模型如下[10-11]：

其中E(λ)S(λ)為太陽(yáng)光譜中紫外線的紅斑發(fā)生幾率；T為樣品在一定波長(zhǎng)下的透光率。引起紅斑的紫外線主要集中區(qū)的波長(zhǎng)段為290～350 nm，因此，主要選取295 nm、305 nm、315 nm、325 nm、335 nm、345 nm 6個(gè)波段，并依據(jù)該數(shù)學(xué)模型對(duì)樣品的防曬效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，SPF值越大說(shuō)明防曬效果就越好。

1.3 保濕實(shí)驗(yàn)

一定時(shí)間內(nèi)失水率越小，則保濕效果越好[12]。選用8 cm×8 cm的玻璃板在烘箱中烘至恒重，并在上面貼上一層醫(yī)用透氣膠帶后準(zhǔn)確稱重，其質(zhì)量記為M1。將樣品配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的水溶液，并用移液槍移取100 μL均勻涂在透氣膠帶上準(zhǔn)確稱重，其質(zhì)量記為M2，放進(jìn)相對(duì)濕度為42%的恒溫箱中烘12 h后取出稱重，記為M3，計(jì)算樣品的失水率:

失水率=(M2-M3)/(M2-M1)×100%

2 實(shí) 驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)材料、試劑和儀器

新鮮土豆，采購(gòu)于博源超市。

磷酸氫二鈉(分析純)，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司；磷酸二氫鉀(分析純)，北京紅墨化工廠；L-酪氨酸，上海邁瑞爾化學(xué)技術(shù)有限公司；無(wú)水乙醇(分析純)，天津奧普升化工有限公司；石油醚(分析純)，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司；二甲基亞砜(分析純)，天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司；蘆薈(粗)；制何首烏(粗)；三七莖葉(粗)。

TU-1900雙光束紫外可見分光光度計(jì)，上海菁海儀器有限公司；FA2004W電子天平，上海菁海儀器有限公司；SHZ-D低速離心機(jī)，鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；電熱套，鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；移液槍(100 μL)，Eppendorf Research公司；PTHW型恒溫干燥箱，北京中興偉業(yè)儀器有限公司；10 mL、25 mL、500 mL容量瓶；索氏提取器(標(biāo)準(zhǔn)摩口)，上海菁海儀器有限公司；燒杯；玻璃棒；移液管(10 mL)。

2.2 溶液的配制

磷酸緩沖溶液(pH=6.86)：準(zhǔn)確稱取磷酸二氫鉀3.3979 g和磷酸氫二鈉3.5479 g溶于蒸餾水，并用蒸餾水定容至1000 mL容量瓶中，搖勻。

L-酪氨酸溶液：準(zhǔn)確稱取L-酪氨酸0.0271 g，用磷酸緩沖溶液定容至500 mL容量瓶中，搖勻。

酪氨酸酶溶液：稱取20.01 g在空氣中未氧化新鮮土豆于粉碎機(jī)中，加入80 mL緩沖溶液粉碎1.5 min，將液體倒入離心管中離心5 min，轉(zhuǎn)速4000 rap/min，取上清液。

5 mg/mL樣品儲(chǔ)備液：分別準(zhǔn)確稱取蘆薈純化物、三七莖葉純化物和制何首烏純化物0.125 g，用DMSO定容至25 mL比色管，搖勻，得到濃度為5 mg/mL的樣品儲(chǔ)備液。

樣品溶液：分別準(zhǔn)確移取蘆薈、三七莖葉、制何首烏儲(chǔ)備液1.00 mL、1.20 mL、1.60 mL、2.00 mL，用磷酸緩沖溶液定容至10 mL容量瓶，搖勻，得到濃度依次為0.5 mg/mL、0.6 mg/mL、0.8 mg/mL和1.0 mg/mL的待測(cè)樣品溶液。

3 結(jié)果與討論

3.1 三種植物提取物的純化和檢測(cè)

3.1.1 三種植物提取物的純化

分別準(zhǔn)確稱取蘆薈、三七莖葉和制何首烏的質(zhì)量為3.0114 g、9.9872 g和4.0493 g，濾紙包住放入索氏提取器中，并分別加入90 mL無(wú)水乙醇、90 mL無(wú)水乙醇和90 mL H2O，加熱回流2 h后進(jìn)行蒸餾，待圓底燒瓶中剩余10～15 mL時(shí)停止蒸餾，并進(jìn)行蒸發(fā)得到相應(yīng)的產(chǎn)物，三者的產(chǎn)率分別為12.2%、8.90%和25.09%。

3.1.2 三種植物提取物的檢測(cè)

圖1 蘆薈純化檢測(cè)

圖2 三七莖葉純化檢測(cè)

圖3 制何首烏純化檢測(cè)

分別準(zhǔn)確稱取三種植物粗粉及其純化物0.01 g，定容于25 mL 的DMSO溶劑中，并以DMSO為參比液，分別測(cè)定它們?cè)?00～400 nm波段的吸收曲線。將三種植物粗粉與其純化物的吸收曲線進(jìn)行對(duì)比，如圖1，圖2，圖3所示。經(jīng)過(guò)比較發(fā)現(xiàn)所得的純化物即為該植物的提取物。

3.2 三種純化物美白性能的研究

表1 體系的組成和溶液加入量

按表1加入相應(yīng)量的各種溶液，并在10 ℃下反應(yīng)10 min之后，分別以體系C1、T1為參比溶液，測(cè)得體系C2、T2在UVA、UVB和UVC三個(gè)波段的吸光度值，并計(jì)算不同濃度下各種純化物的抑制率。所得結(jié)果如表2所示。由表2可知，濃度為0.6 mg/mL的三七莖葉純化物在UVA、UVB、UVC三個(gè)波段對(duì)酪氨酸酶的抑制率均為最大，表明其美白效果最好。

表2 不同濃度的樣品在不同波段對(duì)酪氨酸酶的抑制率

3.3 三種純化物防曬性能的研究

3.3.1 分段比較法研究三種純化物的防曬性能

表3 吸光度的平均值

分別準(zhǔn)確稱取蘆薈純化物、三七莖葉純化物和制何首烏純化物0.0099 g、0.0100 g、0.0101 g，用DMSO溶解，定容至25 mL 比色管中，以DMSO為參比，測(cè)出各物質(zhì)在UVA、UVB和UVC波段的吸光度平均值。結(jié)果如表3所示。由表3可知，蘆薈純化物在UVA、UVB、UVC三個(gè)波段平均吸光度值為最大，這說(shuō)明蘆薈純化物吸收紫外線的能力最好。

3.3.2 整體比較法研究三種純化物的防曬性能

選用分段比較法中的樣品溶液，分別測(cè)定295 nm、305 nm、315 nm、325 nm、335 nm、345 nm 6個(gè)波段的吸光度值，依據(jù)SPF值的數(shù)學(xué)模型對(duì)樣品的防曬效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果如表4所示。由表4可知，在295 nm、305 nm、315 nm、325 nm、335 nm、345 nm 6個(gè)波段的吸光度值均為最大，其SPF值也為最大，這說(shuō)明蘆薈純化物吸收紫外線的能力最好。

表4 不同波長(zhǎng)下的吸光度值

3.4 三種純化物保濕性能的研究

分別準(zhǔn)確稱取三七莖葉純化物0.0500 g、制何首烏純化物0.0480 g、蘆薈純化物0.0510 g，用1.00 mL蒸餾水溶解得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的水溶液，搖勻待用。根據(jù)上述保濕實(shí)驗(yàn)原理操作，分別稱得M1，M2，M3的質(zhì)量，并根據(jù)公式計(jì)算失水率大小，結(jié)果如表5所示。由表5可知，失水率最低的物質(zhì)是制何首烏純化物，失水率為92.6%，這說(shuō)明制何首烏純化物的保濕效果最好。

表5 各樣品的失水量和失水率

4 結(jié) 論

通過(guò)探究三種純化物在不同濃度下對(duì)酪氨酸酶的抑制率，比較發(fā)現(xiàn)當(dāng)三種純化物的濃度為0.6 mg/mL時(shí)，三七莖葉純化物的抑制率達(dá)到最大為88.1%，其次分別為蘆薈純化物和制何首烏純化物；通過(guò)分段法和整體法比較了三種純化物的防曬性能，防曬性能最好的為蘆薈純化物，其次分別為三七莖葉純化物和制何首烏純化物；通過(guò)計(jì)算失水率的保濕實(shí)驗(yàn)比較發(fā)現(xiàn)保濕效果最好的樣品為制何首烏純化物，其次分別為三七莖葉純化物和蘆薈純化物；經(jīng)綜合比較具有美白、防曬、保濕三重功效較好的物質(zhì)是三七莖葉純化物。