鄒孝，唐加利，龔迎昆，肖昭競，馬艷，牟瓊

(1.重慶市計量質(zhì)量檢測研究院，重慶 401123；2.重慶市食品安全工程技術(shù)研究中心，重慶 401123；3.重慶大學 化學化工學院，重慶 400030)

1 美白活性成分作用機制

白種人膚色較淺，是因為他們皮膚中含有較多的褐黑色素，而黃種人皮膚中含有較多的真黑色素，使得黃種人看起來更黑一些。因此，阻斷褐黑色素以及真黑色素的形成就成為美白祛斑的有效途徑。

1.1 黑色素的形成[1-5]

紫外線、活性氧等環(huán)境甚至是某些食物都可能導致皮膚變黑，這是因為這些直接或間接地參與了黑色素生成。黑色素的形成依賴于三種酶：酪氨酸酶、多巴色素互變酶以及DHICA氧化酶。

酪氨酸在酪氨酸酶的作用下生成多巴，多巴繼續(xù)在酪氨酸酶的作用下生成多巴醌，多巴醌是形成褐黑素的前體；同時多巴醌在酪氨酸酶催化作用下生成多巴色素，接著多巴色素在多巴色素互變酶作用下，大部分生成二羥基吲哚(DHI)，小部分生成二羥基吲哚羧酸(DHICA)，二者在DHICA氧化酶作用下，生成DHI-黑色素和DHICA-黑色素兩種真黑色素。

從黑色素的形成過程中可以看到，酪氨酸是形成黑色素的主要原料，減少酪氨酸的攝入，有利于從源頭上減少黑色素的形成，同時可以發(fā)現(xiàn)，酪氨酸酶是形成黑色素的決定性酶，可以說沒有酪氨酸酶，黑色素將難以形成。因此，體內(nèi)的酪氨酸酶活力越高，含量越高，形成黑色素的可能越大。

1.2 美白祛斑機制

美白祛斑類化妝品的作用機制是干擾甚至阻斷黑色素的形成。目前有4種原理可用來解釋美白活性成分的作用機制[6]。

1.2.1 還原作用 美白活性成分直接作用于黑色素，將具有明顯黑色的黑色素加以還原，變?yōu)闊o色的還原型色素。

1.2.2 凝結(jié)作用 一般而言，蛋白質(zhì)發(fā)生凝結(jié)，會失去其本身的活性。而酪氨酸酶是一種蛋白質(zhì)，通過凝結(jié)作用，促使酪氨酸酶失活，失去催化的活性，從而使得色素細胞不能生成黑色素。酚類化合物對蛋白質(zhì)有凝結(jié)作用，苯酚、對苯二酚(氫醌)、熊果苷、曲酸及其衍生物等采用的就是這種原理。

1.2.3 嵌合作用 酪氨酸酶是一種含銅離子的酶，其中銅離子作為輔酶。嵌合作用就是作用于酪氨酸酶中的銅離子，使其發(fā)生絡(luò)合作用，從而使酶的活性降低甚至失去催化功能[7]。

1.2.4 破壞作用 通過破壞自由基，從而導致黑色素小體結(jié)構(gòu)改變，最后造成黑色素的細胞破壞。這種方法在應(yīng)用方面有一定局限性，因此在實際應(yīng)用中出現(xiàn)的很少。

2 美白活性成分的安全性[8]

根據(jù)不同的作用機制，美白活性成分一般可以分為三種：①還原劑：如維生素C、維生素E及其衍生物等；②酶抑制劑：如氫醌、熊果苷及其衍生物、曲酸及其衍生物等；③剝離劑：如果酸等。

2.1 維生素C及其衍生物

維生素C又稱抗壞血酸，自從50年代起就廣泛應(yīng)用于美白祛斑類化妝品中，是目前應(yīng)用最廣的一種美白成分添加劑。在黑色素的合成過程中，它能夠阻止多巴進一步氧化為多巴色素，并使已合成的多巴醌被還原為多巴，以致黑色素不能合成。因此，它能夠有效的美白皮膚，在一定程度上能夠去除一些斑痕。但是，由于其具有很強的還原性，在沒有保護的情況下極容易被氧化，從而失去活性，穩(wěn)定性較差。目前，大多數(shù)化妝品中添加的美白成分是維生素C的衍生物，以此來提高它的穩(wěn)定性。由于維生素C是人體所必須的一種維生素，因此在美白祛斑類化妝品中添加維生素及其衍生物的安全性較高。

2.2 氫醌

氫醌，又名對苯二酚，溶于水，并且能夠與乙醇以任意比例互溶。由于其具有較高的抗氧化性、絡(luò)合作用強而被廣泛應(yīng)用在日化方面。大多數(shù)人認為氫醌用作美白祛斑的有效成分是因為它是一種酶抑制劑，能直接作用于酪氨酸酶，使其失活，從而阻斷酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)槎喟秃投喟王倪^程，進而抑制黑色素的形成。同時也有人認為，在酪氨酸酶的催化作用下，氫醌變?yōu)?-羥基氫醌，生成的新物質(zhì)被認為是一種活性較高的黑色素抑制劑。氫醌通過抑制黑色素的形成，使得皮膚黑色素減少，皮膚趨向于淺色，同時能夠使已經(jīng)產(chǎn)生的黑色素釋放到色斑外，起到祛斑作用。由于氫醌價格便宜，并且美白祛斑效果比較明顯，其一度在美白化妝品中應(yīng)用很廣，但是研究發(fā)現(xiàn)，氫醌毒性較高，對眼睛有著嚴重傷害，與皮膚接觸可能會產(chǎn)生過敏現(xiàn)象[9]，同時，它有著高度誘發(fā)突變作用，這就意味著它有致癌后果，氫醌的過度應(yīng)用會引起黃褐病，長期使用甚至會對肝臟造成不可逆轉(zhuǎn)的影響。《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》(2002 年版) 中明確規(guī)定了在祛斑類化妝品中禁止使用氫醌[10]。

2.3 熊果苷及其衍生物

熊果苷，學名對苯二酚葡萄糖苷，從名稱上可看出其與氫醌有類似之處。能夠從植物中提取，也能通過有機合成，合成的熊果苷純度高、活性好，在化妝品添加中應(yīng)用甚廣。美白原理與氫醌類似，都是抑制酪氨酸酶的活性，減少黑色素的合成，加速黑色的分解，熊果苷在不影響細胞增殖的濃度下，可有效減少黑色素的形成，同時由于其結(jié)構(gòu)同氫醌有類似之處，其安全性也引起了研究者的關(guān)注。目前認為，熊果苷對光不穩(wěn)定，易分解，因此為了達到美白效果，在添加了熊果苷的化妝品中需添加更多的防曬物質(zhì)，過多的防曬物質(zhì)會對皮膚造成一定的損害，同時也有研究發(fā)現(xiàn)，當熊果苷的濃度達到0.5～8 nmol/L 時，反而會促進黑色素的生成。

2.4 曲酸及其衍生物

曲酸，學名5-羥基-2-羥甲基-1，4-吡喃酮，能夠從曲霉類和青霉類等絲狀真菌發(fā)酵物中提取得到，也是一種酶抑制劑。曲酸能抑制酪氨酸酶的合成，因而可以強烈抑制皮膚黑色素的形成，并且不會產(chǎn)生白斑后遺癥，所以曲酸已被配入化妝水、面膜、乳液、護膚霜中，制成能有效治療雀斑、老人斑、色素沉著、粉刺等的高檔美白化妝品。20 μg/mL濃度的曲酸就可抑制多種酪氨酸酶70%～80%的活力，在化妝品中一般添加量為0.5%～2.0%。雖然曲酸有著很強的美白祛斑功效，但是它對光對熱不穩(wěn)定，易分解，容易對皮膚產(chǎn)生刺激[11]。因此對曲酸進行酯化、烷基化得到曲酸的衍生物成了一大解決方法，并且得到的衍生物對酪氨酸酶活力表現(xiàn)出更高的抑制性。隨著對化妝品的需求越來越大，化妝品的安全性備受關(guān)注。近年來有研究發(fā)現(xiàn)，長期使用曲酸類物質(zhì)會使皮膚發(fā)生病變，而且它對染色體變異有一定影響，有致癌風險。2017年10月27日，世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構(gòu)公布的致癌物清單初步整理參考，曲酸在3類致癌物清單中。

2.5 果酸

果酸大多數(shù)從水果中提取，故稱為果酸，是一類酸的總稱。果酸可使角朊細胞粘連性減弱，使堆積在皮膚上的角質(zhì)層脫落，從而使得真皮淺層毛細血管擴張.讓皮膚顯得紅潤光亮。

高濃度果酸制劑可作剝脫劑，剝脫作用較溫和，愈后不會發(fā)生色素異常，更不會產(chǎn)生疤痕。果酸是天然的有機酸，常規(guī)劑量無全身毒副作用。但是一味的追求皮膚的紅潤光澤而加大果酸的濃度會使得表皮層嚴重脫落，從而容易引起皮膚的紅腫、過敏甚至潰爛。歐盟科學委員會已考慮嚴格限制果酸的使用量，并強制含果酸的產(chǎn)品貼上標簽。

3 美白活性成分的檢測手段

3.1 氫醌[12-13]

氫醌的檢測手段主要有色譜法、毛細管電泳法等。

李翠玲等[14]運用薄層色譜法對氫醌進行了快速檢測。其中展開劑為：三氯甲烷/丙酮(v/v=7∶3)，顯色劑為10%鐵氰化鉀水溶液和 2%三氯化鐵水溶液混合溶液(v/v=1∶1)；蘇海濤等[15]利用毛細管柱氣相色譜法檢測化妝品中的氫醌，毛細管色譜柱用的是Rtx-5型，檢測器用的是FID，以標準品的色譜峰面積進行定量分析，方法的回收率為98.4%，相對標準偏差為4.0%；朱建暉[16]采用二極管陣列檢測器高效液相色譜法檢測化妝品中的氫醌，結(jié)果表明，該方法線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)為0.999 7，氫醌回收率為94.5%～95.7%；韓康等[17]采用毛細管電泳法測定氫醌含量，檢測器為二極管陣列檢測器，電泳緩沖液為pH=9.2的硼砂，電壓為20 kV，該方法的線性范圍為0.5～100 μg/mL，氫醌的檢出限為0.5 μg/mL。

3.2 熊果苷及其衍生物[18-20]

熊果苷的檢測手段主要有薄層掃描法、毛細管電泳法、伏安法、紅外光譜法、紫外可見吸收光譜法、熒光光譜法、氣相色譜法、高效液相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜法、液相色譜-質(zhì)譜法等。目前熊果苷的檢測主要釆用高效液相色譜法，該方法靈敏度高，選擇性好，且迅速方便。隨著色譜聯(lián)用技術(shù)的發(fā)展，液質(zhì)聯(lián)用也得到了廣泛應(yīng)用。在GB/T 35954—2018 中，就采用二極管陣列檢測器高效液相色譜法測定熊果苷的含量，在添加含量0.025%～0.5%的濃度范圍內(nèi)，要求回收率在87.9%～102%之間，相對標準偏差<4%。

3.3 曲酸及其衍生物

目前，曲酸的檢測手段有分光光度法、薄層色譜法、毛細管電泳法、電化學方法、氣相色譜法、高效液相色譜法等。

曲酸能與三氯化鐵反應(yīng)生成持久的酒紅色，該顏色在稀釋倍數(shù)很大的時候仍能辨認出來。而且該有色物質(zhì)在497 nm處有最大吸收，因此在該波長下被用作曲酸的定量檢測；陳興國等[21]采用流動注射與毛細管電泳聯(lián)用體系測定了曲酸含量，方法的檢出限為1.15 mg/L，相對標準偏差<5%，回收率在93.7%～104.1%之間；錢疆等[22]采用電化學安培檢測方法測定化妝品中的曲酸，線性范圍為0.2 ng～2 μg，方法回收率為86%～91%；田富饒等[23]采用高效液相色譜法測定化妝品中的曲酸，該方法的線性范圍是3.6～72 mg/L，相關(guān)系數(shù)為0.999 9。

3.4 其他

其他活性成分如抗壞血酸磷酸酯鎂、抗壞血酸葡糖苷、煙酰胺、甘草酸二鉀、4-丁基間苯二酚等都可以采用高效液相色譜方法進行檢測。近年來，越來越趨向使用一種方式將多種美白有效成分分離開并檢測含量，如陳沛金等[24]采用高效液相色譜分析方法同時測定了化妝品中 10 種美白活性成分及2種禁用成分。該方法在 2.5～100 mg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均>0.999 0。回收率為 87%～102%，相對標準偏差均<4%。

4 結(jié)束語

隨著美白、祛斑類化妝品的大量需求，越來越多的新型的有效的活性成分將添加到化妝品中，這些活性成分在扮演著讓我們變美的角色的同時，也應(yīng)該保證對我們的健康不構(gòu)成威脅，因此需建立高效快速，高靈敏度，多組分同時提取，同步檢測分析方法，加大對化妝品中多種美白活性成分的檢測方法的研究，進而評價化妝品安全性和功效性，為美白、祛斑類化妝品的管理和質(zhì)量監(jiān)督提供技術(shù)支持。