化妆品中芦荟苷的测定及其稳定性的研究

张 强 ，崔 君 ，顾 华 ，余肖峰 ，单晓锋 ，朱 鸽

（1.国土资源部上海资源环境监督检测中心，上海 200072；2.上海市地质调查研究院，上海 200072）

芦荟苷作为芦荟中的主要蒽醌成分，由于其具有杀菌、保湿、防晒、抗氧化、祛斑等功效［1-3］，芦荟在化妆品中的应用十分广泛。但芦荟苷不稳定，一定条件下可氧化降解为芦荟大黄素等多种成分［4,5］，武婷婷［6］和虞成华等［7］在对7种和50余种标明含芦荟的化妆品样品的检测分析中，也均未检出芦荟苷，仅在部分样品中检出了少量的芦荟大黄素和大黄酚。目前，对芦荟苷相关的研究主要在其功效、提取工艺和成分研究等方面［8-10］，鲜有人研究其稳定性和在芦荟化妆品中的含量。为了保证芦荟化妆品及一些功能性产品的质量及有效性，本文重点考察温度、pH值、提取溶剂以及共存金属离子等条件对芦荟提取液中芦荟苷稳定性的影响，并测定芦荟化妆品中芦荟苷的含量，旨在为芦荟化妆品中芦荟苷成分的相关研究提供依据。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

Agilent 1260型高效液相色谱仪（配备DAD检测器及色谱工作站），美国Agilent公司；iCAP Q型电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS），赛默飞世尔科技有限公司；Ulupure超纯水机，成都超纯科技公司。

芦荟苷A、大黄酚，w＞95%，上海阿拉丁生化科技公司；芦荟苷B，w＞95%，鼎瑞化工（上海）公司；芦荟大黄素，w＞95%，上海泰坦科技公司；甲醇和乙腈，HPLC级，美国Fisher公司；各金属离子标准物质，国家标准物质研究中心；芦荟粉末样品，市售；化妆品样品，上海某超市；其他试剂均为分析纯；实验用水由ULUPURE超纯水机现制。

1.2 标准溶液的配制及样品前处理

1.2.1 蒽醌标准溶液和金属离子标准溶液的配制

准确称取4种蒽醌化合物标准品各50 mg于100 mL容量瓶中，用甲醇溶解并定容，配制成500 mg/L的蒽醌化合物混合标准储备溶液，于4 ℃冰箱储存。根据需要，逐级稀释成一系列适当质量浓度的混合标准工作溶液。

准确移取一定体积的10 mg/L的铁、硼、锰、钴、镍、铬、镉、铜、铅、砷及钼元素的混合标准溶液，根据需要，用3% HCl稀释配制成一系列适当质量浓度的混合标准工作溶液。

1.2.2 样品预处理

芦荟粉提取液：准确称取芦荟粉末样品1.0 g （精确至0.1 mg）于50 mL离心管中，加入40 mL去离子水（或80%的乙醇），充分振荡混合均匀后，于30 ℃下超声提取20 min。混合液以3 000 r/min离心10 min，收集上层清液。现制现用。

化妆品的消解：准确称取化妆品样品0.2～0.5 g于聚四氟乙烯消解罐中，加入10 mL硝酸、2 mL高氯酸，摇匀，加盖静置过夜后将烧杯置于电热板上，120 ℃下加热1 h （期间摇匀2～3次），然后升温至200 ℃蒸至小体积，取下冷却，加入2 mL硝酸，于220 ℃下去盖加热，待白烟冒尽后取下冷却，用8 mL 15%的硝酸将消解后的样品转移至25 mL具塞比色管中，去离子水定容。经4.5 μm水相滤膜过滤，待ICP-MS检测用。每个样品平行消解2份，同时做试剂空白。

1.3 仪器工作条件

HPLC检测条件：色谱柱：Agilent ZORBAX Eclipse XDB-C18柱（150 mm×4.6 mm，5 μm）；柱温：25 ℃；进样量：10 μL；检测波长：356 nm。流动相：A：甲醇；B：乙腈；C：0.05%磷酸水溶液。梯度洗脱程序：0 min，30% A+20% B+50% C，保持2 min；7 min，60% A+20% B+20% C；14 min，80% A+20% B。流动相流速：1.0 mL/min。

ICP-MS工作条件：等离子体功率1.6 kW；载气流量0.9 L/min；冷却气体流量14 L/min；辅助气体流量0.8 L/min；矩管水平位置0.6 mm；矩管垂直位置1.8 mm；采样深度5.0 mm；雾化室压力285 kPa；雾化室流量1.06 L/min；每点滞留时间20 ms。

2 结果与讨论

2.1 标准曲线和检出限

取适量的4种蒽醌物质的混合标准溶液，用甲醇稀释配制混合标准系列工作溶液，按1.3条件进行HPLC-DAD测定。如表1所示，4种蒽醌类物质在0.5～50 mg/L范围内线性关系较好，相关系数≥0.999 9，仪器检出限（S/N=3）为8.8～32 μg/L，具有较高的灵敏度。

表 1 4种蒽醌类化合物的线性方程和仪器检出限Tab.1 Linear equations and LODs of 4 anthraquinones

2.2 准确度和精密度

方法的准确度用样品的标准加入回收率评价。取一定量的市售芦荟粉末样品进行3个水平的目标物加标回收试验，按照优化后的前处理条件制备供试溶液，并按1.3的色谱条件测定，每个水平平行测定6次。加标回收率和相对标准偏差计算结果见表2。结果显示，4种芦荟蒽醌物质的平均加标回收率为94.70%～112.2%，RSD≤3.7%。表明方法具有良好的准确度与精密度。

表 2 4种蒽醌类化合物的加标回收率和精密度（n=6）Tab.2 Recoveries of standard addition and RSD of 4 anthraquinones（n=6）

4种蒽醌类化合物标准色谱图见图1。

2.3 芦荟苷稳定性影响因素研究

2.3.1 温度对芦荟苷转化的影响

为保护芦荟中功能性成分的活性，在芦荟化妆品的生产中加入芦荟成分的温度需严格控制［11］：制备芦荟护肤美容液和芦荟化妆水时，芦荟成分可在室温下加入；制备芦荟露时，芦荟成分约在35 ℃时加入；制备芦荟美容乳液时，在45～50 ℃加入芦荟成分。因此实验分别研究了4，30，40，50和60 ℃下芦荟水提溶液中芦荟苷的降解转化。鉴于同分异构体芦荟苷A与B可相互转化，此处的芦荟苷指芦荟苷总量，包括芦荟苷A和B，下同。

实验验证了芦荟粉水提溶液在4，30，40，50和60 ℃下0～120 h芦荟苷的转化率。可得出以下结论：芦荟苷的稳定性随温度的升高降低，温度越高，芦荟苷降解越快。30 ℃下放置5 d，芦荟苷的转化率为18%；40 ℃下放置5 d，芦荟苷转化率为50%；60 ℃时，26 h芦荟苷几乎完全降解；而低温下芦荟苷基本稳定，4 ℃下保存5 d，芦荟苷的转化率仅为2%。

2.3.2 pH对芦荟苷转化的影响

QB/T 1857—2013、QB/T 1645—2004和QB/T 1974—2004等标准规定与肌肤直接接触的日化产品的pH值大多介于4.0～9.0之间。考虑到实验所用色谱柱的适用pH范围为2～9，最终选择在pH=3～8.5范围内探究芦荟苷的转化情况。

实验测试了芦荟粉水提溶液在pH分别为3.0，4.9，6.6，7.5和8.5条件下芦荟苷的稳定性。结果显示，芦荟苷在酸性条件下稳定性较好，当pH=3.0时，5 d芦荟苷的转化率约为6%；而未调节pH值的芦荟粉水提溶液（pH=4.9），5 d芦荟苷的转化率为18%左右。但芦荟苷在碱性的环境下转化速率大大加快，pH=8.5时，芦荟苷转化率为92%左右，表明碱性条件有利于芦荟苷的降解。

2.3.3 提取剂对芦荟苷转化的影响

在芦荟活性成分的提取加工中，一般使用较为安全的水、乙醇等溶剂作为提取剂，因此实验分别采用水和80%乙醇作为芦荟粉样品中蒽醌成分的提取溶剂，研究了提取液中芦荟苷的稳定性。

实验结果表明，在30 ℃和pH=3.0条件下，3 h后，芦荟粉水提取液中芦荟苷转化率约为96%；而此时，芦荟粉80%乙醇提取溶液中的芦荟苷转化率约为32%，结果表明，芦荟苷在乙醇溶剂中的稳定性比在水中好。

2.3.4 共存金属离子对芦荟苷转化的影响

为了满足化妆品某些特殊功能的需求，化妆品中常会添加一定量的砷、铅、汞等无机元素。而含芦荟成分的化妆品除应含有芦荟的主要元素成分如钙、钾、钠、镁外，还会含有锰、锌、铜、铁、钡等微量元素以及植物纤维生长必需的元素硼。因此，采用ICP-MS法建立线性方程测定了芦荟化妆品中常见的金属元素（表3），并选择Fe，Mn，Cr，Cu，Pb及As 6种元素作为探究对芦荟苷稳定性的影响元素。

表 3 化妆品中金属离子的检测结果Tab.3 Detection results of metal ions in cosmetics

在30 ℃和pH=3.0条件下，质量浓度为100 mg/L的Fe3+，Mn2+，Cr3+，Cu2+，Pb2+及As3+对芦荟粉水提液中芦荟苷转化率影响的实验结果表明：Cr3+和As3+共存时，芦荟苷的降解曲线与对照组降解曲线基本吻合，说明Cr3+和As3+对芦荟苷的转化几乎没有影响；金属离子Fe3+，Mn2+和Cu2+共存时，芦荟苷的转化率有所上升，其中Mn2+对芦荟苷的影响最大，表明Fe3+，Mn2+和Cu2+能够促进芦荟苷转化；共存Pb2+的降解曲线表明，其对芦荟苷的转化有一定抑制作用。

2.4 芦荟化妆品样品的测定

随机选取7种市售的标明添加芦荟成分的化妆品样品，包括爽肤水、乳液、面霜、护手霜、防晒霜、芦荟凝胶，结果显示，抽检的7种市售芦荟化妆品样品中均未检出芦荟苷成分；仅1件乳液中含有芦荟大黄素和大黄酚，其含量分别为4.85和3.22 μg/g；1件爽肤水中含有大黄酚，其含量为5.97 μg/g。两件阳性化妆品样品的色谱图如图2所示。

3 结论

芦荟苷在水中、高温及碱性条件下稳定性差，极易水解成芦荟大黄素、大黄酚等产物。Fe3+，Mn2+和Cu2+的共存对芦荟苷的降解转化有一定促进作用，而Pb2+则对芦荟苷的转化有一定抑制作用。芦荟苷在芦荟化妆品中可能水解，若以芦荟苷作为芦荟产品的功效成分，在芦荟产品的生产及储存过程中可选择低温、酸性和乙醇介质，以最大限度保持芦荟苷的活性；反之若需去除芦荟产品中的芦荟苷，可选择在高温、碱性和水介质条件下，以减小芦荟苷带来的不良反应。