油菜蜂花粉面膜的制备工艺研究①

李宛蓉, 姚璐璐, 王 静

(宿州学院生工学院,安徽 宿州 234000)

0 引 言

随着生活水平的日益提高,人们对面部皮肤的护理尤为关注。面部皮肤的抗氧化、抗衰老产品有更大的市场需求,尤其是以天然提取物为原料所研制的护肤品更是受到了人们的青睐。油菜蜂花粉由蜜蜂采集油菜花的雄性生殖细胞将其收集到蜂巢中,是一种细小的颗粒状物质。现代药理表明,油菜蜂花粉具有调节神经系统、抗氧化、降血脂、提高机体免疫力等功能[1],此外,蜂花粉的美容效果明显,能够防止皮肤衰老,具有清除自由基的能力。油菜蜂花粉中的黄酮类化合物是其抗氧化活性成分。[2-3]目前国内外对油菜蜂花粉中的黄酮类化合物的研究多集中在提取方法、含量测定及生物活性等方面[4],而对蜂花粉的应用性研究相对较少,故开发油菜蜂花粉面膜具有一定的应用价值和市场前景。以油菜蜂花粉中的黄酮类物质为原料,采用响应面实验优选油菜蜂花粉的涂抹式面膜。

1 材料与方法

1.1 主要实验材料

油菜蜂花粉购自门源县昆珍土特产商贸有限公司;芦丁标准品购自广州分析测试中心科力技术开发公司;其他试剂材料均为药用级别。

1.2 主要实验仪器

SC-3612低速离心机源自安徽中科中佳科学仪器有限公司,UV-5100紫外分光光度计源自上海越平科学仪器有限公司;高剪切分散乳化机源自上海弗鲁克仪器有限公司;NDJ-8S数字显示粘度计源自上海昌吉地质仪器。

1.3 实验方法

1.3.1 油菜蜂花粉中的黄酮的提取及含量测定

称取适量油菜蜂花粉,采用夏广英[5]的方法进行提取,提取液于2000 r/min下离心10 min;上清液于60℃减压浓缩,用纯水定容于适当体积的容量瓶中备用。采用NaNO2-Al(NO3)3法测定黄酮的含量,于510 nm处测定其吸光度[6]。实验平行三次,均值代入芦丁标准曲线换算油菜蜂花粉总黄酮的浓度。

1.3.2 面膜的制备及综合评分[7]

将表1中A相、B相混合搅拌均匀后,依次加入氢化蓖麻油、油菜蜂花粉黄酮提取液、维生素B5;用三乙醇胺调节至适宜的酸碱度,除去多余气泡。

表1 油菜蜂花粉面膜基础配方表

A相 ①将烧杯洗净烘干备用;②去离子水中加入适量甘油,完全溶解后加入透明质酸钠,于高剪切分散乳化机中溶解;③加入适量卡波姆,使用高剪切分散乳化机搅拌至均匀。

B相 ④在1,2-丙二醇中加入适量尼泊金甲酯,于60℃水浴锅中溶解。

根据面膜成品性质的要求,以单因素实验筛选出面膜中最佳的卡波姆质量分数、甘油质量分数、油菜蜂花粉黄酮提取液质量分数以及三乙醇胺质量分数[8]。每组实验平行三份,以细腻度、均匀度、粘度和p H值等作为评分标准如表2。

表2 油菜蜂花粉面膜综合评分标准

综合评分=细腻度评分+均匀度评分+粘度评分+色泽评分+p H评分

1.3.3 保湿性实验

保湿性采用体外法进行评价[9]:选用适当大小的玻璃板,在上面贴一层医用透气胶带,在室内放置过夜使其质量平稳。称取适量样品,于玻璃板上的胶带表面,均匀涂抹,置于干燥器中,48 h后称重,计算面膜保湿率W(%),如式(1):

式(1)中:M1为放置前样品质量;M2为放置后样品质量。以综合评分和保湿率作为共同评价指标。

1.3.4 抗氧化活性实验[10]

a.DPPH溶液的配制

精密称取DPPH 2mg,以无水乙醇定容至100m L容量瓶中。精密移取稀释液10 m L,定容至无水乙醇50 m L容量瓶中,混合均匀,避光低温保存备用。

b.法抗氧化评价实验

称取蜂花粉面膜5 g,以50%乙醇定容至50m L容量瓶中,低温保存备用。进行DPPH法抗氧化评价实验,具体样品配置体系如表3。将反应组分充分混和均匀,其后在室温下避光反应30 min,在517nm处测其吸光值。自由基清除率=1-(A-A1)/A2

表3 抗氧化实验样品配置体系

以综合评分和自由基清除率作为共同评价指标。

1.3.5 单因素实验[11]

保持面膜中其他成分的质量分数不变,分别考察卡波姆质量分数分别为0.3%,0.4%,0.5%,0.6%,0.7%时对面膜综合评分的影响。考察甘油质量分数分别为8%,10%,12%,14%,16%时对面膜综合评分的影响。控制油菜蜂花粉黄酮类提取液质量分数分别为5%,10%,15%,20%,25%时,其他物质成分保持适量,观察其对成品抗氧化性的影响程度。分别以三乙醇胺的质量分数为0.3%,0.4%,0.5%,0.6%,0.7%,其他物质成分保持适量,制备蜂花粉面膜,考察其对综合评分的影响。

1.3.6 响应面法优化设计工艺[12]

在单因素实验的基础上,利用Design-Expert 8.0.6软件,进行响应面优化分析。选择对面膜综合评分影响较大的卡波姆、甘油、油菜蜂花粉黄酮类提取物和三乙醇胺的质量分数作为可变因素,如表4。以油菜蜂花粉面膜的综合评分、保湿率以及自由基清除率作为响应值,采用响应面法对其面膜配方进行优化。对影响面膜品质的综合评分、保湿率以及自由基清除率的3个响应值,在所有响应值中所占重要性程度进行分析并进行比例分配。

表4 响应面实验的因素与水平

最终面膜总分=综合评分×40%+保湿率×30%+自由基清除率×30%。

最后通过讨论分析得到油菜蜂花粉面膜的最佳配方。

2 结果与分析

2.1 油菜蜂花粉中黄酮含量的测定结果

芦丁标准曲线回归方程式为:y=3.2594x+0.0187(R2=0.9989)。计算得油菜蜂花粉提取液的总黄酮得率为2.58%。油菜蜂花粉总黄酮得率(g/g)=M1/M2×100%

(M1为油菜蜂花粉提取液中总黄酮的质量;M2为油菜蜂花粉原料的质量。)

2.2 单因素筛选实验结果

筛选面膜中不同质量分数的卡波姆(凝胶基质),对面膜综合评分的影响结果,如图1-A。最终得出最佳卡波姆质量分数为0.5%。筛选不同质量分数甘油(保湿剂)对面膜综合评分影响的结果如图1-B。可知当甘油的质量分数为12%时,油菜蜂花粉面膜的综合评分与保湿率最佳。筛选不同质量分数油菜蜂花粉黄酮类提取液(抗氧化剂)对面膜综合评分的影响结果,DPPH法抗氧化评价实验及综合评分分析数据如图1-C。由图1-C可知当油菜蜂花粉黄酮提取液质量分数为15%时,油菜蜂花粉面膜的综合评分和自由基清除率最高,得出最佳油菜蜂花粉黄酮类提取液质量分数分别为15%。筛选不同质量分数三乙醇胺(酸碱中和剂)对面膜综合评分的影响,结果如图1-D,三乙醇胺的质量分数为0.5%时,综合评分最高。

图1 单因素实验结果

2.3 响应面法优化面膜设计工艺结果及分析

响应面设计响应值为面膜总分,面膜总分公式计算如下,总分=综合评分×40%+保湿率×30%+自由基清除率×30%。响应面法实验设计及结果见表5,方差分析见表6。

表5 油菜蜂花粉面膜总分响应面优化试验设计及结果

表6 回归模型显著性分析结果

Design-Expert 8.0.6软件对表1中的实验结果进行拟合,得如下回归预测模型:

由表6可知,模型组F=18,p＜0.001,表明回归模型是显著的。失拟项p=0.0957＞0.05,说明该模型失拟不显著。卡波姆质量分数、甘油质量分数、油菜蜂花粉黄酮提取液质量分数、三乙醇胺质量分数对油菜蜂花粉面膜均有显著影响。由F值大小可知,4种配料对油菜蜂花粉面膜总分影响的大小顺序依次为D＞B＞A＞C,即三乙醇胺质量分数＞甘油质量分数＞卡波姆质量分数＞油菜蜂花粉黄酮提取液质量分数。各因素之间相互影响的响应曲面见图2。

图2 各因素交互作用的响应曲面图

回归模型最佳处方表明,三乙醇胺质量分数0.4%、甘油质量分数14%,油菜蜂花粉黄酮提取液质量分数10%,卡波姆质量分数0.4%时,面膜的总分为最佳。在该条件下,进行验证试验,测得油菜蜂花粉面膜总分为84.8分,与模型预测总分值相似。

实验优化了油菜蜂花粉面膜的制备工艺,在工艺优化中发现,需严格按照工艺顺序和适宜的p H值范围,否则面膜的成型性会受到严重影响。面膜成品为半固体产品,如果制备过程中p H值过大,面膜则不会成型,也进一步说明工艺对于面膜稳定性的重要性。此外,凝胶类面膜在混合实验中极容易会出现小气泡,由于粘度略高气泡不容易消去,可用小功率超声波即可除去。

3 结 语

通过单因素实验和响应面优化实验,优化出油菜蜂花粉面膜的制备工艺。实验表明,油菜蜂花粉面膜为去离子水质量分数为71.35%,甘油质量分数为14%,透明质酸钠质量分数为0.05%,卡波姆质量分数为0.4%,1,2-丙二醇质量分数为3%,尼泊金甲酯质量分数为0.2%,维生素B5质量分数为0.5%,氢化蓖麻油质量分数为0.1%,油菜蜂花粉黄酮提取液质量分数为10%,三乙醇胺质量分数为0.4%。该工艺制备的面膜,具有一定保湿和抗氧化性,质体细腻、黏度适宜、有微微的清香、使用便捷。