“三白”保湿美白凝胶的制备及其性能研究

王晓慧，孙双姣，曾立，张运良，李成舰，黄春花

(1.邵阳学院 药学院，湖南 邵阳，422000；2.湘西南中药开发利用湖南省工程研究中心，湖南 邵阳，422000)

天然植物护肤品以其作用温和、副作用小、毒性低等优点，备受消费者的青睐。《神农本草经》将白茯苓列为“上品”、白芷列为“中品”。研究证明:白芷挥发油中的双键类化合物具有抑制酪氨酸酶活性ER[1-4]。白术中的挥发油具有抑制黑色素的作用，可以预防色素在皮肤表面沉积，从而达到祛斑美白、美容养颜功效[5]。白茯苓无水乙醇提取液对酪氨酸酶的抑制率为91.7%，具有较好的防止黑色素沉积作用[3]。本研究中，提取白芷、白术、白茯苓中的美白活性成分，将其制成水溶性凝胶，考察制剂的稳定性、体外抗氧化活性、酪氨酸酶抑制活性、抗紫外线性能、保湿性能及美白效果，与对照品芦荟美白祛斑保湿凝胶进行对比评价。

1 仪器与试药

1.1 试药

白芷、白术、白茯苓(饮片，邵东廉桥药材市场，60 ℃恒温干燥后，磨粉过0.3 mm筛，备用)；芦荟美白祛斑保湿凝胶(对照品，无锡市翔之锦商贸有限公司)；DPPH 标准品(北京中科质检生物技术有限公司)；卡波姆 940(西安天正药用辅料有限公司)；三乙醇胺(西陇科学股份有限公司)；熊果苷(上海轩辕生物科技有限公司)；甲醇、乙醇(AR，天津市永大化学试剂有限公司)；其他试剂为分析纯或化妆品常用原料，水为二次去离子水。

1.2 仪器

紫外可见分光光度计(Spectrumlab752pro，上海棱光技术有限公司)，电子分析天平(CP214，奥豪斯仪器(常州)有限公司，旋转蒸发仪(RE-52系列，上海亚荣生化仪器厂)，高速多功能粉碎机(HC-800Y，武义海纳电器有限公司)，超声波清洗机(KQ-500B，昆山市超声仪器有限公司)，高速离心机(H1850，湖南湘仪实验仪器开发有限公司)，恒温磁力加热搅拌器(78HW-1，常州荣华仪器制造有限公司)。

2 方法与结果

2.1 活性物质的提取

2.1.1 白芷提取原液的制备

白芷原液参照徐广等[1]的方法，采用水蒸气蒸馏法提取。流出液甲醇溶解后加水稀释成为0.01 mL/mL的白芷原液。

2.1.2 白术、白茯苓提取原液的制备[6]

超声辅助乙醇回流提取，白术、白茯苓质量浓度均控制为1.0 g/mL。

2.2 “三白”凝胶的基础制备

参照孙淑萍[5]的方法制备。

2.3 数据处理

2.4 凝胶处方的优化

2.4.1 单因素分析

初步选定A、B、C3个影响因素六水平，以综合指数值(对DPPH自由基的去除率的50%+对酪氨酸酶活性抑制率的50%)为考察指标，单因素分析确定因素的响应值。因素-水平表见表1。各因素对综合评价值的影响结果见图1。

表1 因素-水平表(单因素分析)Table 1 Factors-level table (single factor analysis)

图1 各因素对综合指数的影响Fig.1 Influence of various factors on composite index

图1显示，白芷、白术、白茯苓提取液均在5.0 mL 达到满意综合效果，增加剂量并不增效，这说明已经达到白芷、白术、白茯苓活性成分的清除极限。表明白芷、白术、白茯苓活性成分的抗氧化活性存在饱和性。

2.4.2 正交设计试验

正交试验因素与水平见表2，试验结果见表3。数据均由SPSS 23进行统计处理，方差分析见表 4。

表2 正交设计试验因素与水平Table 2 Factors and levels (Orthogonal design experiment)

表3 正交设计L9(34)试验结果Table 3 Experimental results of orthogonal design L9(34)

通过直观分析最优处方方案为C2A3B2，其主次影响因素的顺序为C>A>B；正交设计结果与直观分析相符，主体间效应检验比较差异有统计学意义(P<0.05)。白芷提取原液体积5.0 mL、白术提取原液体积5.0 mL白茯苓提取原液体积5.0 mL时，为最优制备工艺参数。

2.4.3 验证性试验

按照C2A3B2方案，即取处方量的白芷提取原液、白术、白茯苓提取原液各5.0 mL，平行制备3份，综合指数结果见表5。

表5 验证性试验结果(n=3)Table 5 Confirmatory experimental results(n=3) %

表5显示，正交设计优化的制备工艺稳定可靠，质量可控。

2.5 “三白”保湿美白凝胶的功能性测定[7-8]

2.5.1 样品供试液的配制

分别称取“三白”凝胶、芦荟美白祛斑保湿凝胶各5 g，高速离心(10 000 r/min)后吸出上清液5 mL，蒸馏水稀释定容至100 mL。

2.5.2 对DPPH自由基的清除率测定[6]

精密移取样品供试液2 mL、质量浓度为20 μg/mL二苯基苦基苯肼(DPPH)溶液2 mL，先后加入同一具塞试管中摇匀，在暗室处、室温下静置30 min，然后在517 nm波长下测定样品的吸光度Ac。按以下公式(1)计算样品对DPPH自由基的清除率(K)

K=[1-Ai/Ac]×100%

(1)

式中：Ai为DPPH溶液和样品供试液混合液的吸光度;Ac为DPPH溶液的吸光度，并作F检验。试验结果显示：“三白”凝胶和芦荟美白祛斑保湿凝胶对DPPH自由基的清除率分别为(78.26±0.36)%和(58.69±0.18)%,两组比较，P<0.05。

2.5.3 对酪氨酸酶抑制活性测定[3]

按照表6步骤依次加入PBS(pH=6.8)、样品供试液、酪氨酸溶液(1.0 mg/mL)，35 ℃水浴10 min后加入1.0 mL的酪氨酸酶溶液，摇匀，快速转移至比色管中，于475 nm处测定吸光度A。

表6 酪氨酸酶抑制活性测定试剂使用量Table 6 Use of reagent for determination of tyrosinase inhibitory activity mL

按公式(2)计算对酪氨酸酶的抑制率(I)

(2)

式中：A1～A4为测试样组1～4号在475 nm处的吸光度值。试验结果显示：“三白”凝胶和芦荟美白祛斑保湿凝胶对酪氨酸酶活性的抑制率分别为(55.89±0.12)%和(36.77±0.26)%,两组比较，P<0.05。

“三白” 凝胶与芦荟美白祛斑保湿凝胶对DPPH自由基的清除率和对酪氨酸酶活性的抑制率比较差异均有统计学意义(均P<0.05)。

2.5.4 抗紫外线性能测定

按照QB/T 2410—1998规定的防晒霜UVB区防晒效果的评定方法[9-10]，分别称取“三白”保湿美白凝胶、市售芦荟美白祛斑保湿凝胶各2 g，均匀涂抹在3M医用透气胶带上，贴于比色皿内壁，以样品的医用透气胶带为参比，波长在280～360 nm范围内，每隔10 nm扫描一次，记录吸光度A，以吸光度平均值来判断样品在UVB区(280～320 nm)的防晒效果。结果见表7。

表7 抗紫外线性能测定结果Table 7 Measurement results of uv resistance

表7显示，“三白”凝胶与芦荟美白祛斑保湿凝胶抗紫外线性能差异有统计学意义(P<0.05)，可以用于中等紫外线照射的防护。

2.5.5 保湿率测定

室温条件下，将2.0g凝胶直接均匀涂布在医用透气胶带(模仿真人皮肤)上，精确记录质量W0。然后，将其置于相对湿度为45%和80%的干燥器内，分别于4、8、12和24h后取出透气胶带，立即精确称取各样品质量，记录为Wi，按以下公式(3)计算保湿率(φ)。结果见表8。

(3)

表8 凝胶体外保湿效果Table 8 Results of gel in vitro moisturizing experiment

表8显示，8～24h内，在相对湿度45%和80%的环境下，“三白”凝胶与芦荟美白祛斑保湿凝胶的保湿率比较差异无统计学意义(P>0.05)。

2.6 性能表征考察

2.6.1 外观性状

本品为白色凝胶，质地细腻均匀，透亮、黏稠度适宜，涂展性良好。

2.6.2pH值检测

取本品供试液，pH值测定值为6.8。

2.6.3 冷热试验

将本品封装于透明化妆品瓶中，分别置于4、25和50 ℃下，于第7、30和180天取样观察，凝胶外观无分层、结块、霉变、变色现象。

2.6.4 离心试验

将本品封装于离心试管中，2 000r/min，于5、10和15min取样观察，凝胶外观无分层、结块现象。

2.6.5 强光照射试验

将本品敞开口放在装有光照度为4 500lx日光灯的光橱内15d，第7、15天取样检测，凝胶的透明度、酸碱度、黏稠度均无变化。

2.6.6 留样观察

将样品装入包装盒内加盖密闭，于室温下放置 1个月，按质量标准检测，结果无明显变化。

3 结论

在普通凝胶制备的工艺基础上，添加白芷、白术、白茯苓美白活性提取成分，开发了一款新型的“三白”美白凝胶。经测试，凝胶质地细腻均匀、透亮、黏稠度适宜、涂展性良好。除保湿率与对照品芦荟美白祛斑保湿凝胶相似，对DPPH自由基的清除率和对酪氨酸酶活性的抑制率均较高于对照品市售芦荟保湿美白凝胶，为一款比较理想的美白保湿护肤品。