桦树汁高分子溶液的制备及其美白作用的研究

徐银霜，侯振源

(哈尔滨商业大学 药学院，哈尔滨150076)

桦树汁是白桦树树干流出的汁液，无色透明或略带微黄[1-2]，具有美容美白、保湿润肤、祛斑修复等功效.我国东北有着极其丰富的桦树资源，具有很大的开发价值[3-5].黑色素是影响皮肤颜色的主要因素之一.酪氨酸酶可使酪氨酸转换为多巴醌，经过氧化形成黑色素，随着肌肤正常的新陈代谢黑色素逐步到达肌肤的表面，最后和老化的角质一起自然剥落[6-11].如果人体肌肤的代谢系统受到阻碍，会使黑色大量堆积，随着时间的推移，堆积范围逐渐扩大，进而形成黑色素块，因此抑制酪氨酸酶活性可有效抑制黑色素的合成，达到美白效果[12-15].对日用化妆品的市场调研发现，目前市面上销售的化妆品类别中，精华液的使用具有很强的实用性、方便性，所带来的经济效益性也极高，颇受消费者的欢迎.本文以桦树汁为主要原料制备高分子溶液，并对其美白效果进行研究.将桦树汁高分子溶液作为精华液，既满足了消费者使用时的便利性，又迎合市场需求，填补了目前中国市场上桦树汁精华液领域的空白，具有良好的发展前景.

1 仪器与试药

1.1 仪 器

HH-ZK2双孔智能水浴锅(腾达科学器材公司) ;Bs124s电子天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司)；ND-2智能黏度测试仪(北京金时速科学仪器有限公司) ;TU- 1810紫外可见分光光度计(上海元析通用仪器有限责任公司)

1.2 试 药

桦树汁由哈尔滨神桦汇康生物有限公司提供，人参提取物(什邡恒瑞康生物科技有限公司).透明质酸(山东福瑞达化学有限公司)，卡波姆940(廊坊聚通化工有限公司)尼泊金乙酯(四川华源盛泰有限公司)，L-酪氨酸(河北鸿韬生物科技有限公司)，酪氨酸酶(上海恒远有限公司)，生理盐水(哈尔滨三联药业股份有限公司).

2 方法与结果

2.1 桦树汁高分子溶液的制备工艺

称取处方量的透明质酸、尼泊金乙酯，人参提取物加入桦树汁中搅拌溶解，称取一定量卡波姆加入到溶液中于60 ℃下轻轻搅拌，静置6～8 h，使卡波姆充分溶胀，即得到桦树汁高分子溶液.

2.2 桦树汁高分子溶液制备工艺单因素考察

2.2.1 桦树汁体积分数的筛选

桦树汁溶液体积分数分别为100%、70%、50%、30%、10%，卡波姆质量浓度为0.5 g/mL，透明质酸质量浓度为0.015 g/mL，按照制备工艺方法配液，以黏度为指标，筛选工艺处方.由表1可知，加入30%时实验效果较好，并且随着桦树汁体积分数的减少，黏度越小.

表1 桦树汁质量浓度筛选结果

2.2.2 卡波姆质量浓度筛选

卡波姆质量浓度分别为0.4、0.45、0.5、0.55、0.6 g/mL，桦树汁体积分数为50%，透明质酸质量浓度为0.015 g/mL，按照制备工艺方法配液，以黏度为指标，筛选工艺处方.由表2可知，加入0.5 g/mL卡波姆时实验效果较好，卡波姆的质量浓度对黏度的影响较大，随着卡波姆质量浓度的增加，黏度逐渐增大.

表2 卡波姆质量浓度筛选结果

2.2.3 透明质酸质量浓度筛选

分别加入质量浓度为0.005、0.010、0.015、0.020、0.025的透明质酸，桦树汁体积分数为50%，卡波姆质量浓度为0.5 g/mL，按照制备工艺方法配液，以黏度为指标，筛选工艺处方.由表3可知，加入0.015 g/mL透明质酸时实验效果较好，透明质酸的质量浓度对黏度的影响较大，随着透明质酸质量浓度的增加，黏度逐渐增大.

表3 透明质酸质量浓度筛选结果

2.3 正交实验优化桦树汁高分子溶液制备工艺

根据单因素实验的结果，选取桦树汁体积分数、卡波姆质量浓度和透明质酸质量浓度三个因素，每个因素三个水平(见表4)按照L9(34)正交表进行试验，以黏度为指标，优化制备工艺，结果见表5、6.

表4 因素水平表

表5 正交实验数据分析表

直观分析显示，最佳工艺为A3B2C2，桦树汁体积分数为30%，卡波姆质量浓度0.5 mg/mL,透明质酸质量浓度0.015 mg/mL.对结果的影响依次为B>A>C.方差分析结果显示A、B、C均没有显著性差异.

表6 方差分析表

将优选得到的工艺，进行三批验证性实验，结果见表7，平均黏度值为32.8 mPa·s，结果较为稳定，因此确定优化后的提取工艺为：桦树汁体积分数30%、卡波姆质量浓度0.5 mg/mL和透明质酸质量浓度0.015 mg/mL.

表7 验证性实验结果

2.4 高分子溶液黏度的检测方法

取高分子溶液注入同轴圆筒旋转黏度计外筒中，将内筒浸入外筒的样品内，至规定的高度，开动机器测定样品黏度.经查阅文献可知，高分子溶液的最佳黏度值为33 mPa·s.

2.5 桦树汁高分子溶液对酪氨酸酶抑制作用研究

2.5.1 溶液的配制

精密吸取5份桦树汁高分子溶液各10 mL，分别精密加入0、2.5、10、40、90 mL pH6.8的磷酸缓冲溶液后摇匀即得100%、80%、50%、20%、10%体积分数的桦树汁高分子溶液.

精密称取维生素C乙基醚溶液250 mg，加入pH6.8的磷酸缓冲溶液定容至50 mL后摇匀即得维生素C乙基醚溶液.

2.5.2 酪氨酸酶抑制率的测定

实验分为7组，分别为维生素C乙基醚阳性对照组、生理盐水阴性对照组和100%、80%、50%、20%、10%体积分数的桦树汁高分子溶液实验组.

取A、B、C、D四只试管，分别加入0.25 mL的1 mg/mL的L-酪氨酸溶液.向A和C管中另加入0.25mL PBS溶液.向B和D管中各加入0.25 mL的待测样品.将4支试管中的溶液混匀，在37 ℃恒温水浴锅中加热10 min后，于C和D管中加入0.25 mL的0.07 mg/mL的酪氨酸酶液，A和B管加入相同体积的PBS缓冲液补足测试样体积，在将四只试管置于37 ℃水浴锅继续保温反应20 min.分别从4支试管中取上述试液加入石英比色皿中，用紫外分光光度计检测475 nm处的吸光值.按式(1)计算酪氨酸酶抑制率.各试管中的试剂加样量详见表8.结果见表9和图1.

图1 不同体积分数桦树汁高分子溶液对酪氨酸酶的抑制率

表8 各试管中的试剂加样量

表9 不同体积分数桦树汁高分子溶液对酪氨酸酶抑制作用的影响

酪氨酸酶抑制率

I=[(C-A)-(D-B)]/(C-A)×100%

(1)

由表9可知，桦树汁高分子溶液对酪氨酸酶抑制作用的起始体积分数较低，在10%时抑制率即可达到34.82%，随着体积分数的增加，抑制率增大，在50%时抑制率达到74%，与维生素C乙基醚接近，随着体积分数的进一步增加，其抑制率略有降低.实验组与生理盐水组相比有显著性差异(P<0.05)，50%、80%、100%桦树汁高分子溶液组与阳性对照组比较没有显著性差异.由此可说明高体积分数桦树汁高分子溶液对酪氨酸酶显著抑制作用，作用效果与维生素C乙基醚相当.

3 结 语

本实验采用单因素实验和正交实验对桦树汁高分子溶液的制备工艺进行优选，根据单因素实验结果选取对黏度影响较大的桦树汁、卡波姆和透明质酸质量浓度进以黏度为指标优化工艺，筛选出桦树汁高分子溶液的最佳制备工艺为：桦树汁体积分数30%，卡波姆质量浓度0.5 g/mL，透明质酸质量浓度0.015 g/mL，得到的桦树汁高分子溶液质量最优；最后进行三批平行实验进行工艺验证，平均黏度为32.8 mPa·s，证明该工艺稳定可行.

此外在实验中以L-酪氨酸为底物，采用分光光度法研究桦树汁高分子溶液对酪氨酸酶活性的抑制作用，探讨桦树汁高分子溶液的美白效果.实验结果表明，桦树汁高分子溶液对酪氨酸酶的抑制率与质量浓度相关，低质量浓度时抑制率随着桦树汁高分子溶液的增加而增加，高质量浓度时抑制率变化不大.当达到50%时，抑制率高达74%，其最大抑制率与维生素C乙基醚相当，具有显著的美白作用.