红缨合耳菊防晒成分的提取及其性能

徐春涛，马飞，纪红兵

（1中山职业技术学院信息工程学院，广东 中山 528404；2中山大学化学与化学工程学院，广东 广州 510275 ）

红缨合耳菊防晒成分的提取及其性能

徐春涛1，马飞2，纪红兵2

（1中山职业技术学院信息工程学院，广东 中山 528404；2中山大学化学与化学工程学院，广东 广州 510275 ）

红缨合耳菊属于西藏特有的菊科植物，具有潜在的美白及防晒效果。本文选择水、正己烷、乙醚和乙醇为溶剂，考察4种萃取溶剂提取液的紫外吸收效果，并结合最佳萃取溶剂，考察不同提取工艺对红缨合耳菊防晒成分提取率的影响。结果表明，采用超声波提取工艺，以乙醇为萃取溶剂效果最佳，整体提取率为27%。采用气质联用仪（GC-MS）对红缨合耳菊提取液成分进行分析，研究发现提取物中含有较多的共轭双键体系化合物，这些化合物分别是3-亚甲基-6-( 1-甲基乙基)环己烯、蒎烯、环己烯等，带有共轭双键体系的化合物具有较强的紫外吸收效果。将红缨合耳菊提取液制成防晒霜，发现含有质量分数2.5%的红缨合耳菊提取物防晒霜在UVB（290～320nm）段紫外线区具有很好的紫外线防护功能，平均吸光度值为1.95。

红缨合耳菊；防晒剂；防晒霜；提取物；紫外线

近年来由于臭氧层破坏，导致紫外线增加引起的皮肤变黑、红肿等一系列皮肤病[1]，使得防晒类化妆品越来越受到市场的关注。目前，市场上常用的防晒化妆品大多使用化学防晒剂，而其化学性质引起的副作用一直备受质疑[2]。因此，开发一些天然植物防晒剂不仅可以防护紫外线对皮肤的损伤，而且无毒副作用，备受消费者喜欢[3-5]。

红缨合耳菊为西藏特有的菊科植物，产于西藏东南部，当地女性将其捣碎后，直接敷在皮肤表面用于皮肤保养及紫外线防护[6]。徐学涛等[7]研究发现合耳菊提取液可以抑制络氨酸酶活性从而阻断黑色素生成。张瑞瑞等[8]结合人体试验和仪器测量的方法发现合耳菊具有美白的功效。本文通过不同的萃取溶剂和方法，对红缨合耳菊进行萃取，通过测定紫外吸收的方法确定防晒效果，并通过气质联用仪（GC-MS）初步确定其有效防晒成分；最后通过添加到化妆品中，对其防晒性能进行研究。

1 实验部分

1.1 实验原料和试剂

红缨合耳菊产自西藏林芝；无水乙醇，分析纯，广州化学试剂厂；正己烷，分析纯，天津市大茂化学试剂厂；乙酸乙酯，分析纯，天津市大茂化学试剂厂；化妆品基础配方原料，工业级，广州化学试剂厂。

1.2 实验设备

紫外分光度计，UV2450；SPF仪，SPF-290，Optometrics；气相色谱质谱联用仪，GCMSQP2010PLUS；超声波组合萃取仪，XH-300A；电子天平，SHINKO-GS；旋转蒸发仪，BUCHIROTAVAPOR R210。

1.3 实验方法

1.3.1 胶带测试方法

用3M公司生产的透气医用胶带，将其贴在1.0cm 的吸收池的侧表面上，长4.0cm。称样品8.0mg贴在吸收池表面的胶带上，涂敷均匀，放置30min，在紫外分光光度计上测其280～320nm的吸光度值[9]。

1.3.2 红缨合耳菊防晒成份提取方法

称取一定量合耳菊进行超微粉碎，采用不同工艺在常温下对合耳菊粉末进行处理。合耳菊提取率的计算公式为：提取率=(提取物质量/原料质量)×100%。

1.3.3 紫外线特征吸收研究——分光光度法

将合耳菊提取液稀释到一定浓度，采用紫外分光光度法考察提取液在200～400nm的紫外吸收效果[10]。

1.3.4 紫外线UVB段及UVA防晒功效测试方法

UVB段防晒功效采用QB/T2410—1998规定的防晒化妆品UVB区防晒效果的评价方法进行操作。UVA段按照2007版《化妆品卫生规范》中“化妆品抗UVA能力仪器测定法进行测定[11]。UVB区平均吸光度值计算公式如式(1)、式(2)。

1.3.5 防晒成分分析

针对西藏红缨合耳菊提取物具有防晒的功能，对其的成分进行分析。采用 GC-MS 的分析方法，利用数据库对成分进行比对分析，探究其中含量较高的物质，并且分析这些物质是否具有防晒的效果[12]。

2 结果与讨论

2.1 红缨合耳菊紫外线吸收效果

采用水、正己烷、乙醚和乙醇4种不同的溶剂在相同条件下对红缨合耳菊进行浸提，考察红缨合耳菊的防晒性能。将浸提液简单脱色后，稀释100倍，采用紫外分光光度计在波长200～400nm段进行扫描，图1为不同溶剂红缨合耳菊浸提液的紫外吸收曲线。通过分析，红缨合耳菊提取液在紫外UVA（320～400nm）和UVB（290～320nm）段都有较好的吸收。其中，以乙醇为溶剂，浸提液紫外吸收最高，水作为溶剂的紫外吸收最差。紫外线根据波长不同分为UVA、UVB和UVC三种，由于UVC（小于290nm）穿透力很弱，所以能够吸收UVA和UVB段紫外线，就具有防护紫外照射效果[13-14]。

图1 质量分数1%合耳菊提取液的紫外吸光度值

2.2 分离方法对红缨合尔菊提取率的影响

以乙醇为溶剂分别采用溶剂浸提法、索氏提取法[15]、超声波萃取法、微波提取法和以CO2为溶剂超临界提取法对红缨合耳菊进行提取。以红缨合耳菊提取率来考察各种方法的提取效果，其结果如图2所示，其中超声波萃取效果最好，提取率达到27%，超声处理可在短时间内对植物细胞进行破壁，使细胞内的物质更容易被提取，这是一种非常有效的方法。超临界萃取的提取率为19.8%，索氏提取法和溶剂浸提效果一般。虽然，部分文献研究中提到采用微波萃取植物功效成分是一种非常有效的方法[16]，但应用在红缨合尔菊提取实验中，微波提取率仅有6.5%。

图2 不同提取方法对红缨合耳菊提取率的影响

2.3 红缨合尔菊防晒物质成分分析

为了研究红缨合尔菊的防晒成分，对红缨合耳菊4种溶剂提取物进行GC-MS成分分析，结果如图3～图6和表1所示。经分析4种提取液中化合物成分基本相同，但相对含量有差异，其中含量较高的物质分别是保留时间为4.9min的当归酸，5.3min的α-蒎烯，6.6min的3-亚甲基-6-(1-甲基乙基)环己烯，27.7min的臭樟脑，39min的蒽类化合物，49min的叶绿醇等物质。由于这些物质是含有共轭双键的烯烃或者含有不饱和羰基的化合物，目前一般认为带有共轭体系（共轭烯烃和不饱和羰基）的化合物具有较强的紫外吸收[17]。由于上述这些化合物的存在使得红缨合尔菊提取液对紫外线具有较强的吸收[18]。

表1 红缨合耳菊防晒成分分析

图3 水为溶剂红缨合尔菊提取物的气相色谱图

图4 乙醚为溶剂红缨合尔菊提取物的气相色谱图

图6 乙醇为溶剂红缨合尔菊提取物的气相色谱图

2.4 合尔菊防晒霜功效评价

制备红缨合耳菊防晒霜，乳化配方如表2所示，按照防晒化妆品UVB区防晒效果的评价方法测定制备防晒霜在UVB（280～320nm）区的紫外吸光度值，通过对比较样品的吸光度大小评价样品对UVB段紫外吸收的防护效果，评价标准如表3所示。采用SPF-290仪对合尔菊防晒霜进行体外仪器测试[19]，从样品1到样品4，分别采用含0.5%、1.5%、2.5%和3.5%合耳菊的防晒霜进行防晒综合评价，结果随着合耳菊质量分数的增加，防晒效果也在不断增强，当合耳菊质量分数达到2.5%时，防晒霜的平均吸光度为1.95达到完全防护紫外线照射级别（表4），SPF值达到13，UVB段防晒效果达到高效防护紫外线。通过关键波长法[20]来评价长波紫外线防护水平时，发现4个样品的临界波长λC在376～378nm之间，临界波长大于370nm，属于广谱防晒效果（表5）。说明合耳菊防晒霜在长波紫外线区具有一定的紫外防护效果。

3 结论

通过考察4种不同的溶剂浸提红缨合耳菊对紫外吸收效果，发现乙醇作为溶剂得到的浸提液对紫外吸效果最高。以乙醇为溶剂考察不同的提取工艺时，超声波萃取率最大达到27%。采用气质联用仪结合数据库对红缨合尔菊提取物进行成分分析，研究发现提取物中含有较多的带共轭双键体系化合物，这些化合物分别是3-亚甲基-6-(1-甲基乙基)环己烯、蒎烯、环己烯等，带有共轭双键体系的化合物具有较强的紫外吸收效果[21]。以红缨合耳菊浸提液为原料，应用到防晒化妆品中，结果添加质量分数2.5%的红缨合尔菊制作的防晒霜在UVB段可以达到完全防护紫外线照射的效果，平均吸光度值A为1.95。通过对4种不同红缨合尔菊提取物含量的防晒霜进行测试，发现在UVA段也具有一定的防晒功能，具有广谱防晒效果。

表2 红缨合耳菊防晒霜基础配方

表3 防晒霜UVB段防晒效果评价

表4 2.5%红缨合耳菊提取物防晒霜的紫外吸收

表5 红缨合尔菊防晒效果综合评价

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Sunscreen ingredients of synotis erythopappa(Bur.et Franch)C.Jeffey et Y.L.Chen and its application in sun cream

XU Chuntao1，MA Fei2，JI Hongbing2
（1College of Information Engineering，Zhongshan Polytechnic，Zhongshan 528404，China；2School of Chemistry and Chemical Engineering，Sun Yat-sen University，Guangzhou 510275，Guangdong，China）

Synotis erythopappa（Bur.et Franch）C. Jeffeyet Y. L. Chen，as an endemic compositae in Tibete，has potential benifits in whitening and sun blocking. In this paper，four different solvents（water，hexane，aether and alcohol）were used to extract the plant，respectively. The extraction was investigated by testing actual UV absorbtion value. Using the best extract solvent，different extract technologies were used to evaluate the effectiveness of the extraction. The results showed thatethanol，as the extract solvent and combing with ultrasonic extraction technology，the exctraction rate was up to 27%. Gas chromatographymass spectrometer（GC-MS）was used to analyze the sun block components from extract solvent. It was found that 3-methylene-6-(1-methyl ethyl) cyclohexene，cyclohexene，pinene，myrcene，with conjugated double bonds could absorb ultraviolet. With the synotis erythopappa(Bur.et Franch)C.Jeffey et Y.L. Chen extract as a sunscreen ingredient，it was found sunscreen with 2.5% mass fraction of synotis erythopappa（Bur.et Franch）C. Jeffey et Y.L.Chen had very good UV protection in UVB（290—320nm）ultraviolet region，and the average absorbance value was 1.95.

synotis erythopappa（Bur.et Franch）C.Jeffey et Y.L.Chen；sunscreen；sunscreen cosmetics；extracts；ultraviolet rays

TQ658.2

A

1000–6613（2017）04–1429–05

10.16085/j.issn.1000-6613.2017.04.037

2016-09-14；修改稿日期：2016-10-25。

中山市社会公益重大专项（2016B2118）。

徐春涛（1982—），男，讲师，硕士，研究方向为精细化工。联系人：纪红兵，教授、博士生导师，研究方向为绿色化工技术。E-mail：jihb@mail.sysu.edu.cn。