白芷美白防晒霜的制备*

肖梦媛，黄 杰，文艳霞，翁德会

(武汉华夏理工学院化学与制药工程学院，湖北 武汉 430223)

近年来，随着生活水平的提高，越来越多人的注重自己的皮肤，白嫩的皮肤是女性们一直追求的，因此有关美白的护肤品大力发展起来。白芷是伞形科多年生草本植物白芷Angelicadahurica(Fisch.ex Hoffm) Benth.et Hook.k.f．或杭白芷Angelicadahurica(Fisch.ex Hoffm) Benth.et Hook.f.var. formosana (Boiss) Shan et Yuan的干燥根，能“长肌肤，润泽，可作面脂”，自古以来为美白第一品。据统计，古书中美容护肤方中使用频次最高的就是白芷。其美白护肤功效值得肯定。

1 实验仪器、试剂与样品

实验仪器：双光束紫外可见分光光度计、恒温水浴锅、粉碎机、医用离心机、磁力搅拌器等。

试剂：硬脂酸、羊毛脂、蜂蜡、白油、十六醇、Span-60、单硬脂酸甘油酯、Tween-80、甘油等。

实验材料：白芷是购于湖北南漳县中药材公司，产地为湖北南漳，经鉴定为伞形科植物白芷的根。

2 白芷美白液的美白和抗氧化实验

2.1 供试品溶液制备

将白芷粉碎，称取10 g放入圆底烧瓶中，加入200 mL 50%乙醇回流3 h，抽滤，将滤液收集在圆底烧瓶中，回收乙醇浓缩至精膏，计算收率，加入50%乙醇定容至100 mL，配成0.1 g/mL生药母液浓度，贮藏，备用。

浓缩后的精膏有2.292 g，回收率为22.92%。

2.2 DPPH清除能力的测定[1]

精密称取20 mg DPPH放入小烧杯中搅拌溶解,定容至250 mL摇匀避光保存。将对照品维生素C和白芷乙醇提取物分别配成浓度分别为1 mg/mL、5 mg/mL、10 mg/mL、15 mg/mL、20 mg/mL作为供试品溶液。加入4 mL DPPH溶液和4 mL的50%乙醇于一号试管中，盖上橡皮塞，混匀静置30 min；加入4 mL DPPH溶液和4 mL供试品溶液于二号试管中，盖上橡皮塞，混匀静置30 min；加入4 mL供试品溶液和4 mL的50%乙醇溶液于三号试管中，盖上橡皮塞，混匀静置30 min后；在517 nm波长处测定吸光度。按下式计算DPPH的清除率(P)：

DPPH自由基清除率P=[1-(Ai-Aj)/Ac]×100%

(1)

式中：Ac为DPPH溶液与50%乙醇混合液的吸光度;Ai为DPPH溶液与供试品溶液混合液的浓度吸光度;Aj为供试品溶液与50%乙醇混合液的吸光度。加样量及计算结果如表1、表2所示。

表1 Vc浓度的变化对清除率的影响Table 1 Influence of changes in Vc concentration on clearance rate

表2 白芷美白液浓度的变化对清除率的影响Table 2 Influence of whitening solution concentration of Angelica dahurica on clearance rate

由图1可以看出，维生素C的清除率随着浓度的增大而增大，在浓度为10 mg/mL后呈稳定增长趋势；白芷美白液随浓度的增大清除率增大，但在浓度达到10 mg/mL后呈平缓趋势。在同等浓度下维生素C的清除率高于白芷美白液的,但在浓度较小时白芷美白液与维生素C的清除率接近，在浓度增大时，两者的清除率相差增大，说明白芷有一定的抗氧化活性，其抗氧化活性低于维生素C。

图1 浓度的变化对清除率的影响Fig.1 Influence of concentration change on clearance rate

2.3 白芷美白液对酪氨酸酶抑制作用的测定[2-4]

2.3.1 溶液的配制

精密称取0.03 g酪氨酸，用蒸馏水溶解，放入超声波中超声5 min使之全部溶解，定容至100 mL，配成0.03%的酪氨酸溶液；将25 kU的酪氨酸酶溶于50 mL磷酸缓冲盐溶液中，配成500 U/mL的酪氨酸酶溶液。把配制成浓度分别为1 mg/mL、5 mg/mL、10 mg/mL、15 mg/mL、20 mg/mL的白芷美白液作为供试品溶液浓度。

2.3.2 抑制作用的测定

处理组：用移液管取2 mL的白芷美白液，加入1.8 mL的PBS溶液和2 mL的酪氨酸溶液放置于试管中混合，盖好橡皮塞，放入37 ℃恒温水浴锅中10 min，再加入0.2 mL的酪氨酸酶，摇匀后，放入水浴锅中继续水浴25 min，在475 nm波长处测吸光度，记为B。

空白组：用移液管取2 mL的白芷美白液，加入1.8 mL的PBS溶液和2 mL的酪氨酸溶液放置于试管中混合，盖好橡皮塞，放入37 ℃恒温水浴锅中10 min，再加入0.2 mL的PBS溶液，摇匀后，放入水浴锅中继续水浴25 min，在475 nm波长处测吸光度，记为B0。

对照组：用移液管取2 mL的50%乙醇，加入1.8 mL的PBS溶液和2 mL的酪氨酸溶液放置于试管中混合，盖好橡皮塞，放入37 ℃恒温水浴锅中10 min，再加入0.2 mL的酪氨酸酶，摇匀后，放入水浴锅中继续水浴25 min，在475 nm波长处测吸光度，记为A。

总空白组：用移液管取2 mL的50%乙醇，加入1.8 mL的PBS溶液和2 mL的酪氨酸溶液放置于试管中混合，盖好橡皮塞，放入37 ℃恒温水浴锅中10 min，再加入0.2 mL的酪氨酸酶，摇匀后，放入水浴锅中继续水浴25 min，在475 nm波长处测吸光度，记为A0。

(2)

表3 不同浓度下的抑制率Table 3 Inhibition rates at different concentrations

由图2可以看出，抑制率随浓度的增大先增大后不变，在浓度为10 mg/mL后抑制率趋于平缓，白芷美白液在1～20 mg/mL浓度范围内，抑制率能达到60%，说明白芷有较好的美白能力。

图2 不同浓度下的抑制率Fig.2 Inhibition rates at different concentrations

3 白芷美白防晒霜的工艺研究

3.1 产品性质

目前市面上的防晒产品的主要类型有防晒油、防晒水和乳化体型防晒用品。其中乳化体型防晒用化妆品是将护肤作用和防晒作用两者结合起来的一种防晒用品。从使用效果来看，它既能保持一定的油润性，又不会感到过分油腻，是一类比较受欢迎的防晒化妆品。因此，其配方结构可以在乳化体配方的基础上添加防晒剂，制得油包水或水包油型乳化体防晒用品。

3.2 防晒霜配方及制备[5]

油相配方：硬脂酸1 g，羊毛脂1 g，蜂蜡1 g，白油 1.5 g，十六醇1 g，凡士林0.5 g，Span-60 0.25 g，单硬脂酸甘油酯0.25 g。

水相配方：Tween-80 1 g，甘油1.5 g，丙二醇0.5 g，水37 g。

防晒剂：氧化锌 2 g。

制备方法：

将油相原料和亲油性乳化剂放入干燥洁净的100 mL烧杯中，在电炉上搅拌加热至80～90 ℃，直至全部熔化混合均匀， 油相加热的温度不能超过100 ℃，否则做出的防晒霜颜色会变黄。维持灭菌20 min；

将水相原料和亲水性乳化剂放入另一洁净的100 mL烧杯中，在电炉上搅拌加热至85～95 ℃，直至混合均匀，维持灭菌20 min；

将水相放在磁力搅拌器上，当温度80℃时，把混合好的油相以连续滴状的速度加入水相中，在80 ℃下搅拌乳化20 min，加入防晒剂氧化锌，搅拌均匀后，自然冷却成膏。

3.3 讨 论

制备防晒霜是先将油相加热至80～90 ℃溶解和灭菌，水相加热至85～95 ℃混合以及灭菌，待温度降到一定时再将油相加入水相中乳化，乳化前的条件步骤都一致，但乳化过程中的温度、搅拌速度、保温时间和白芷加入量都对霜有较大的影响。

(1)乳化温度对防晒霜影响

按配方称取原料，将油相和水相分别在90 ℃和95 ℃下加热溶解，待温度分别降到50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃时开始乳化，在同一搅拌速度下搅拌乳化20 min，加入防晒剂氧化锌后搅拌均匀，自然冷却成膏。取出一部门防晒霜平均放在放入离心试管中，将离心式管对称放在离心机中，盖紧盖子，在2500 r/min下离心30 min，观察现象。乳化温度对防晒霜影响见表4。

表4 乳化温度对防晒霜的影响Table 4 Influence of emulsion temperature on sunscreen lotion

由表4可以看出，乳化温度为50 ℃时，防晒霜中颗粒分离分布不均匀，并且有油水分层现象，乳化效果不好；乳化温度为90 ℃时，防晒霜稠度大，不易擦匀，因为温度过高会蒸发一部分水分，而且温度过高原料也会分解变质，在80 ℃下乳化制成的防晒霜颗粒分布均匀，细腻，性质也比较稳定，因此乳化温度为80 ℃为宜。

(2)搅拌速度对防晒霜的影响

油相和水相灭菌后，待温度降至80 ℃时乳化，将搅拌速度分别调为600 r/min、800 r/min、1000 r/min、1200 r/min，搅拌乳化20 min，加入防晒剂氧化锌，搅拌均匀，自然冷却成膏，取出一部分防晒霜放入离心试管中，在2500 r/min下离心30 min，观察现象。搅拌速度对防晒霜的影响见表5。

表5 搅拌速度对防晒霜的影响Table 5 Effects of agitation speed on sunscreen lotion

由表5可以看出，搅拌速度过低乳液颗粒不均匀；而且做离心实验发现防晒霜油水分离。速度过高会在乳化时引起液体飞溅。搅拌速度为1200 r/min时，液体飞溅，浪费材料，搅拌速度为600 r/min时，速度过慢，有油水分层现象，防晒霜稳定性不好，防晒霜乳化效果不好，搅拌速度为1000 r/min时，防晒霜中的颗粒分布很均匀，比较细腻，也无油水分层现象，稳定性也较好，因此选择搅拌速度为1000 r/min。

(3)乳化时间对防晒霜的影响

先分别将油相和水相加热至一定温度混合和灭菌，待温度降至80 ℃时，开始乳化，搅拌速度都调至1000 r/min，搅拌乳化时间分别为5 min、10 min、20 min、30 min，加入氧化锌，搅拌均匀，自然冷却成膏，取出一部分防晒霜放入离心式管中，在2500 r/min下离心30 min，观察现象，乳化时间对防晒霜的影响见表6。

表6 乳化时间对防晒霜的影响Table 6 Influence of emulsifying time on sunscreen lotion

由表6可以看出乳化时间短，各组分之间没混匀，离心后防晒霜出现分层现象，说明性能不稳定。因为时间过短，各组分之间没充分乳化，油水成分没混匀，只有达到一定时间后乳化完全的防晒霜稳定性较好。但乳化时间过长会损失水分，使防晒霜固化，擦在皮肤上有油腻感。

(4)白芷加入量对产品性能的影响

将不同量的白芷加入水相中，油相和水相分别加热至一定的温度混合和灭菌，温度降至80 ℃时开始乳化，搅拌速度均调至1000 r/min，乳化20 min，加入氧化锌，搅拌均匀，自然冷却成霜，取出一部分观察实验现象，白芷加入量对防晒霜的影响见表7。

表7 白芷加入量对防晒霜的影响Table 7 Effects of the dosage of Angelica dahurica on sunscreen lotion

由表7和图3可以看出，随着白芷加入量的增加，防晒霜的颜色逐渐加深，白芷的量加到2%时，油水不层，性质不稳定，综合考虑，w(白芷)=1%时比较合适，能保证防晒霜的稳定，同时防晒霜的颜色也较好。

图3 不同白芷加入量防晒霜颜色变化Fig.3 Sunscreen color changes with different amounts of Angelica dahurica added

3.4 小 结

配方中的硬脂酸和蜂蜡起润滑肌肤的作用，羊毛脂与凡士林联用，可以促进凡士林的吸水性和穿透性，白油有保湿的作用，十六醇作为基质，Span-60和单硬脂酸甘油酯作为油性乳化剂，Tween-80作为水相乳化剂，乳化剂使油水两相混合，甘油作保湿剂，丙二醇有保湿仿防腐的作用，使用去离子水能保证防晒霜的稳定性。通过实验得出当搅拌速度为1000 r/min，乳化温度为80 ℃，乳化时间为20 min，白芷含量为1%时可制得稳定性较好，颜色也较好的白芷美白防晒霜。影响防晒霜性质有很多因素，油相乳化剂和水相乳化剂的比例对防晒霜有一定影响，防晒霜配方中的药品有pH呈碱性，用量的改变会引起pH的变化，要满足外用乳剂pH小于8.3的要求，有些防晒霜中添加的防腐剂，防晒剂的性质会影响防晒霜的性质和保质期。实验是将油性缓慢加入水相中，制成O/W型防晒霜能与皮肤有更好的亲和性。

4 白芷美白防晒霜的制备及检测[6]

4.1 防晒霜的制备

油相配方：硬脂酸1 g，羊毛脂1 g，蜂蜡1 g，白油1.5 g，十六醇1 g，凡士林0.5 g，Span-60 0.25 g，单硬脂酸甘油酯 0.25 g。

水相配方：Tween-80 1 g，甘油1.5 g，丙二醇0.5 g，白芷美白液37 g。

防晒剂：氧化锌 2 g。

在搅拌条件下将油相加热至85 ℃，维持灭菌20 min，将水相加热至95 ℃，维持灭菌20 min，当油相和水相混合均匀后，先将水相放在磁力搅拌器上，开动加热搅拌器将温度控制在80 ℃，控制搅拌速率为1000 r/min，当温度降至80 ℃时，缓慢加入油相，乳化20 min加入氧化锌和1%的白芷搅拌均匀，自然冷却成膏。

4.2 防晒霜的检测

(1)性状与细腻度

防晒霜为浅黄色，取出一部分涂布在手上，分布均匀，稠度适宜。

(2) 酸碱度测定

称取5 g防晒霜，加入100 mL的蒸馏水，在电炉上加热至微沸，搅匀均匀后自然冷却，离心，测得pH小于7，符合外用乳剂pH小于8.3的要求。

(3) 稳定性检测

一种方法是取出一部分防晒霜放入试管中，用保鲜膜封口，在水浴锅上经50 ℃加热5 h，再放入2 ℃的冰箱中冷藏24 h，恢复至室温，没有出现油水分离的现象，另一种方法是取一部分防晒霜平均放入两支离心试管中，将试管对称放置，在2500 r/min下离心30 min，防晒霜没出现油水分离现象，说明防晒霜的稳定性较好。

(4) 清除能力的测定

精密称取5 g白芷美白防晒霜放入烧杯中，加入50 mL乙醇超声提取1 h，使防晒霜破乳，离心，将上清液放入洁净的锥形瓶中备用，用移液管精密取4 mL DPPH溶液和4 mL的50%乙醇放入1号试管，取4 mL DPPH溶液和4 mL白芷美白液放入2号试管中，取4 mL白芷美白液和4 mL的50%乙醇放入3号试管中，三支试管分别盖上橡皮塞，混匀避光静置30 min，在517 nm波长处测吸光度。1号、2号、3号试管的吸光度分别记为Ac、Ai、Aj，见表8。

表8 清除率吸光度Table 8 Absorbance of clearance rate

由式(1)计算得清除率为40.60%。

(5)酪氨酸酶抑制作用的测定

处理组：用移液管取2 mL的白芷美白液，加入1.8 mL的PBS溶液和2 mL的酪氨酸溶液放置于试管中混合，盖好橡皮塞，放入37 ℃恒温水浴锅中10 min，再加入0.2 mL的酪氨酸酶，摇匀后，放入水浴锅中继续水浴25 min，在475 nm波长处测吸光度，记为B。

空白组：用移液管取2 mL的白芷美白液，加入1.8 mL的PBS溶液和2 mL的酪氨酸溶液放置于试管中混合，盖好橡皮塞，放入37 ℃恒温水浴锅中10 min，再加入0.2 mL的PBS溶液，摇匀后，放入水浴锅中继续水浴25 min，在475 nm波长处测吸光度，记为B0。

对照组：用移液管取2 mL的50%乙醇，加入1.8 mL的PBS溶液和2 mL的酪氨酸溶液放置于试管中混合，盖好橡皮塞，放入37 ℃恒温水浴锅中10 min，再加入0.2 mL的酪氨酸酶，摇匀后，放入水浴锅中继续水浴25 min，在475 nm波长处测吸光度，记为A。

总空白组：用移液管取2 mL的50%乙醇，加入1.8 mL的PBS溶液和2 mL的酪氨酸溶液放置于试管中混合，盖好橡皮塞，放入37 ℃恒温水浴锅中10 min，再加入0.2 mL的酪氨酸酶，摇匀后，放入水浴锅中继续水浴25 min，在475 nm波长处测吸光度，记为A0，见表9。

表9 抑制率吸光度Table 9 Absorbance of inhibition rate

由式(2)计算的抑制率为33.33%。

4.3 小 结

在搅拌速度为1000 r/min，乳化温度为80℃，乳化时间为20 min，白芷含量为1%下制备得的防晒霜，颜色为浅黄色，取出一部分防晒霜涂在手上，分布均匀，无油腻感，测得的pH值小于7，性状和pH值均符合要求，做离心实验也没出现油水分层现象，说明制备的防晒霜稳定性好，自由基清除实验测得清除率为40.60%，酪氨酸酶抑制实验测得抑制率为33.33%，说明当搅拌速度为1000 r/min，乳化温度为80 ℃，乳化时间为20 min，白芷含量为1%时可制得膏体性状稳定，颜色也较好的白芷美白防晒霜，并且防晒霜中有一定的抗氧化能力和美白功效。

5 结 论

本实验以白芷为原料，采用50%乙醇回流的方法提取有效成分，制备成白芷美白液通过DPPH自由基清除实验[7]测得随着白芷美白液浓度的增大，自由基的清除率增大，在浓度达到10 mg/mL后呈平缓趋势。在浓度为20 mg/mL时清除率能达到57.17%，实验表明在同等浓度下维生素C的清除率高于白芷美白液的，但在浓度较小时白芷美白液与维生素C的清除率接近，当浓度增大时，两者的清除率相差增大，说明白芷有一定的抗氧化活性，但其抗氧化活性在高浓度时低于维生素C。测定对酪氨酸酶抑制作用时抑制率随浓度的增大先增大后不变，在浓度为10 mg/mL后抑制率趋于平缓，白芷美白液在1～20 mg/mL浓度范围内，抑制率能达到60%，说明白芷有较好的美白能力。设置单因素实验得出制备白芷美白防晒霜的工艺条件，当搅拌速度为1000 r/min，乳化温度为80 ℃，乳化时间为20 min，白芷含量为1%时可制得药理性能较好，膏体性状稳定，颜色也较好的白芷美白防晒霜。实验为白芷美白防晒霜的制备提供了一定的技术支撑。但由于时间精力有限，相关研究尚处于基础阶段，其作用部位、浓度的变化、发挥效能过程和临床应用等都有待更深入的研究。