植物提取物在化妆品中的应用及展望
2016-03-14许宝宁
王 莹,董 怡,许宝宁
(陕西理工学院化学与环境科学学院,陕西 汉中 723000)
植物提取物在化妆品中的应用及展望
王莹,董怡,许宝宁
(陕西理工学院化学与环境科学学院,陕西 汉中723000)
摘要:介绍了化妆品中植物提取物的组成、功效及其应用,并指出了植物提取物的优点及其发展前景。
关键词:植物提取物;化学组成;功效;化妆品;研究进展
植物提取物[1](Pl antExt ract s,PE)是指以物理、化学和生物学等手段分离、纯化植物原料中的某一种或多种有效成分为目的,而形成的以生物小分子和高分子为主体的植物产品。目前,它广泛应用于天然药物制剂、保健食品、化妆品等领域。近年来,随着生活质量的提高和保健意识的不断增强,以及人们崇尚和回归自然需求的增加,越来越多的化妆品被研发出来,尤其是副作用小、毒害少的植物提取物化妆品越来越受到人们的青睐。现在研究报道较多的天然植物提取物主要有皂甙、生物碱、多糖、茶多酚、黄酮类、挥发油等,其功效成分及相关作用机理已逐渐被人们发现并证实,在防晒、美白、抗衰老、杀菌等方面疗效显著,因此将植物提取物的有效成分充分应用于化妆品行业中,将是今后研究的热点话题。
1 植物提取物的主要化学组成[2]
植物提取物包括黄酮、多酚、萜类等几百种,其相对分子质量较低,从几百到几千,具有一定的极性,可溶于许多有机溶剂中。根据5-碳构架(异戊二烯)的数量不同,植物提取物可分为萜和酚两种类型,萜又可分为单萜、倍半萜和二萜,分别含有2、3和4个异戊间二烯单元。根据环状结构、二键和氧的立体化学结构,可再细分萜的衍生物,估计有1000多种单萜和3000多种半萜。酚是由具有3碳侧链的6碳芳香环组成,仅存在50多种。植物提取物中含有丰富而复杂的有机成分,其中多数有机成分具有抗菌、抑菌、抗氧化、双向调节机体免疫功能等生物活性。
2 常用植物提取物在化妆品中的应用功能
植物提取物按其功能可分为美白类植物提取物、抗衰老类植物提取物、保湿及修复类植物提取物、防晒类植物提取物等。下面主要根据其功能在不同植物提取物中的应用作一概述,旨在为植物提取物在化妆品中的应用提供理论参考。
2.1美白类植物提取物
2.1.1甘草提取物
甘草[3]系豆科多年生草本植物,主要分布于新疆、内蒙古、宁夏、甘肃、陕西、山西、河北省的北部,辽宁、吉林、黑龙江省的西部,中心区在新疆的塔里木河流域和内蒙古的西鄂尔多斯高原[4]。
甘草含有多种化学成分[5],主要成分有甘草甜素、甘草次酸、甘草甙、异甘草甙、新甘草甙、新异甘草甙、甘草素、异甘草素以及甘草西定、甘草醇、异甘草醇、7-甲基香豆精、伞形花内酯等数十种化合物。甘草提取物有美白和防晒作用,其甘草甙和甘草素美白效果显著,美白作用主要是通过抑制酪氨酸酶和多巴色素互变酶(TRP-2)的活性、阻碍5,6—二羟基吲哚(DH l)的聚合,来阻止黑色素的形成,从而达到美白皮肤的效果。黄伟[6]分别用甘草提取物美白膏和SOD霜治疗黄褐斑患者,通过观察和对比,他用统计学的方法分析了治疗结果,结果显示,治疗后两组之间比较差异有统计学意义,并且通过两组临床疗效相比,甘草提取物美白膏能明显提高综合疗效,从此可以得出甘草提取物美白膏能明显地减少色斑面积,对治疗黄褐斑也有明显的治疗效果。
现在市场上销售的芙尔蔓甘草精舒缓柔敏系列和自然堂双重美白亮润防护乳等商品都添加了甘草提取物。甘草提取物中有美白效果的含量很少,而且甘草植被有很强的固沙性能,所以如何研究仿生合成,以降低成本,将是今后研究的方向。
2.1.2熊果提取物
熊果[7]是杜鹃花科熊果属的一种植物,主要分布在北欧、西欧和北美的加拿大一带。
熊果叶[8]含熊果苷、熊果素、熊果酸等。熊果苷美白效果显著,它能够迅速渗入皮肤,在不影响皮肤细胞增殖浓度的前提下,能有效地抑制皮肤中酪氨酸酶的活性,以阻断黑色素的形成,它是通过自身与酪氨酸酶的结合,加速黑色素的分解与排泄,从而来减少皮肤色素沉积,祛除色斑和雀斑。然而熊果苷对黑色素细胞却不产生毒害性、刺激性、致敏性等副作用,同时还有润肤、愈创、杀菌和协同抗炎等作用。熊果苷是目前国外流行的美白原料之一。
近年来,国际上已有多个国家将熊果苷应用到化妆品中,起到美白的效果,如日本的国际知名品牌资生堂等。国内也有很多化妆品添加熊果苷,如丁家宜品牌化妆品等。熊果苷也有抗炎、抑菌、镇咳、抗氧化等作用,深受人们欢迎。但是从植物提取物中获取熊果苷,成本较高,现在市场用植物组织培养获得熊果苷,其效率要高得多。
2.1.3桑葚提取物[9]
桑葚是桑科桑属多年生木本植物桑树的果实,生于丘陵、山坡、村旁、田野等处,多为人工栽培。
桑葚提取物也称桑葚红色素,它含有丰富的活性蛋白、维生素A、B1、B2、PP及C、氨基酸、苹果酸、琥珀酸、酒石酸、胡萝卜素、矿物质钙、磷、铁、铜、锌等成分,主要成分为花色苷。营养成分是葡萄的4倍,苹果的5~6倍,具有多种功效,被医学界誉为“二十一世纪的最佳保健果品”。桑葚有改善皮肤的血液供应,营养肌肤,使皮肤白嫩及乌发等作用,并能延缓衰老。吴娅楠[10]在桑树美白活性的研究进展一文中指出,体外实验表明,桑葚色素有一定的抗氧化清除自由基作用,桑葚色素提取液可以抑制脂质过氧化,对·H、DPPH·和ARTS均有不同程度的清除效果,且抗氧化能力呈现浓度效应。桑葚是中老年人健体美颜、抗衰老的佳果与良药,常吃桑椹能显著提高人体免疫力,具有延缓衰老、美容养颜的功效。
桑葚多糖能够清除自由基,阻断自由基反应链,具有一定的抗氧化及防衰老作用[11],以致深受欢迎。现在市场上销售的雅诗兰黛希思黎抗皱活肤亮肌精华液等商品都添加了桑葚提取物。而且我国历代的中医本草,公认桑葚有补肝益肾、滋阴养血、黑发明目、祛斑延年的功效。但是桑葚成熟后不易贮藏,所以如何保持其新鲜度,来提高桑葚的经济价值和社会价值是个有待解决的问题。
2.2抗衰老类植物提取物[12]
2.2.1葡萄籽提取物
葡萄籽来源于葡萄科葡萄成熟果实榨汁后的干燥残渣中分筛出的种子,资源分布于全国各地。
葡萄籽[13]提取物主要有原花青素、葡萄籽油、白藜芦醇、维生素、单宁等,这些成分均具有美容保健作用。原花青素具有强抗氧化能力,它的抗氧化效果是VE的50倍,VC的20倍,葡萄籽原花青素提取物在人体内有85%的生物利用率。原花青素可以抑制由紫外线照射皮肤而引起的过氧化物的生成;还可抑制美拉德反应,抑制脂褐素和老年斑的形成;也可抑制酪氨酸酶的活性,它将黑色素的邻苯二醌结构还原成酚型结构,使色素褪色。所以原花青素具有改善皮肤炎症、防止黑化、增白皮肤、抗老化的作用。
葡萄籽油含有VE的质量分数也很高,它可达360μg/g。而VE能够加快清除受损细胞和衰老细胞,保护再生细胞和新生细胞,保持水分,以至于能延缓皮肤衰老。马玲等[14]在葡萄籽油抗氧化作用实验研究中也表明,葡萄籽油具有一定的抗氧化作用和延缓衰老的作用。现在市场上销售的法国Caudal i e泰奥菲/欧缇丽葡萄活性精华爽肤水等商品都添加了葡萄籽提取物。
葡萄籽提取物资源丰富,它不仅有皮肤美容和保健作用,而且具有抗氧化、清除自由基的作用,防治心血管疾病、抗癌、抗肿瘤作用,抗辐射作用,细胞保护作用,促进伤口愈合及组织修复活性作用。
2.2.2茶叶提取物
茶叶泛指可用于泡茶的常绿灌木茶树的叶子,以及用这些叶子泡制的饮料,后来引申为用植物的花、叶、种子、根泡制的草本茶,如“菊花茶”等;用各种药材泡制的“凉茶”等,在中国文学中亦称雷芽。茶叶主要产于热带和亚热带地区(我国主产长江以南各地)。
茶叶提取物[15]主要化学成分为茶多酚。茶多酚又名茶单宁,是茶叶中所含的一种多羟基酚类化合物的总称,简称为TP。其主要成分为儿茶素类(黄烷醉类)、黄酮、黄酮醇类、花青素类、酚酸、缩酚酸类及聚合酚类等。在常温、低浓度下,茶多酚具有很强的抗氧化性,它是一种天然的抗氧化剂,能够阻挡紫外线和清除紫外线诱导的自由基,从而保护黑色素细胞的正常功能。同时,它还可以抑制细胞中酪氨酸酶和过氧化氢酶活性,从而减少黑色素的分泌以及脂质的过氧化作用,实现祛斑美容的功效。研究表明,茶多酚的抗氧化性明显优于维生素E,且对维生素C、E有增效效应。王文渊等[16]在茶多酚的超滤分离及其化妆品的应用中,用人体皮肤试验来测定茶多酚的抗氧化能力,以抗坏血酸作阳性对照,来测定茶多酚清除DPPH·和羟自由基的能力,结果表明,清除率随受试液质量浓度的增加而增强,从而表明茶多酚具有很强的抗氧化能力。现在市场上销售的绿茶洁肤面膜(雅芳Avon)等商品都添加了茶叶提取物。
茶叶提取物也有保健功能,主要表现在降血脂作用、抗氧化作用、抑制肿瘤作用、提高机体免疫力等,而且也在食品工业中得到广泛应用。
2.2.3红景天提取物
红景天,别名蔷薇红景天,扫罗玛布尔(藏名)等,为多年生草本植物,分布于[17]东亚、中亚、西伯利亚以及北美地区,生长在海拔1800~2500米高寒无污染地带。
红景天提取物的主要化学成分为红景天甙和黄酮类化合物。红景天甙不但能显著增强肌肤抗电离辐射能力,而且可防止各种射线(α、β、γ)辐射对脂质和细胞膜的损伤,改善心肺机能,抗疲劳,保护机体免疫系统,发挥抗衰老作用。黄酮类化合物具有超强的超氧化歧化酶(SOD)活性和清除自由基作用,可修复受损肌肤,抗脂质氧化和抗衰老。赵进等[18]在红景天活性成分的提取工艺及其美容功效研究中,通过与阳性物质对照比较,检验了提取液的功效,证明红景天提取物具有体外抗氧化和抑制酪氨酸酶的能力,可作为延缓衰老和美白化妆品的添加剂。现在市场上销售的藏妆堂红景天净白祛皱软膜等商品都添加了红景天提取物。
红景天也有药用价值,主要包括抗衰老作用、抗缺氧作用、双向调节作用、抗疲劳作用、抗辐射作用及抗肿瘤作用。
2.3保湿及修复类植物提取物
2.3.1仙人掌提取物
仙人掌是仙人掌属的一种植物,主要分布在美国南部及东南部沿海地区、西印度群岛、百慕大群岛和南美洲北部、中国南方及东南亚等热带、亚热带地区的干旱地区。
仙人掌提取物主要化学成分为氨基酸、超氧化物歧化酶、维生素C和多糖等。丰富的维生素C具有清除和抑制自由基的能力,蕴含高效美白保湿因子,锁住水分,维护肌肤的健康、净白,非常适宜在美容化妆品中应用。马世宏等[19]在仙人掌提取物的化妆品应用中,采用体外法和体内法两种方法来检测保湿功效。通过计算保湿率,结果表明,添加有海藻糖、甘油的仙人掌粉水提取液质量分数为20%时,保湿效果是最好的。仙人掌提取物能够为肌肤提供持久的保湿度,那是因为仙人掌具有超强的保水成分,能使水分长时间渗入在肌肤中,增强肌肤保水能力和水嫩状态。现在市场上销售的雅诗兰黛水润全效多元保湿霜等商品都添加了仙人掌提取物。
仙人掌提取物的应用前景很广泛,而且具有减肥、降血糖、抑菌、消炎的功效。
2.3.2人参果提取物
人参果原名为香瓜茄,又名长寿果、凤果、艳果,属茄科类多年生双子叶草本植物,原产南美的安第北麓。
人参果提取物富含氨基酸、维生素C、微量元素、皂甙和超氧化物歧化酶SOD等。张智萍等[20]在人参果提取物的美白保湿功效及安全性研究中,以人参果为研究对象,以志愿者的皮肤为实验对象,以非创伤性在体实验法测皮肤的水分含量、黑色素及血红素含量的变化,目测法评价使用含人参果提取物乳液的美白保湿功效。结果显示:在涂抹8 h后,使用人参果提取物乳液的皮肤具有很好的保湿效果,与甘油、透明质酸组相比之下,具有显著性差异(P<0.05)。实验还表明,人参果提取物还具有一定的美白作用,从而更加说明人参果提取物具有较好的保湿和美白效果。它增加了皮肤自身的水合作用并且加强肌肤的自我修复能力。现在市场上销售的SH ANGEN尚恩人参果婴童保湿霜等商品都添加了人参果提取物。
“人参果”曾被医学界称之为“生命之火”、“抗癌之王”,因此人参果提取物也有抗癌、抗衰老、降血压、降血糖、消炎、补钙等功能。
2.3.3石榴提取物
石榴属乔木或灌木,单叶,通常对生或簇生,无托叶。石榴原产于阿富汗、伊朗等地。国内普遍引种,其中陕西临潼石榴和安徽怀远石榴以其品种优良而久负盛名。
石榴提取物的主要化学成分为花青素、石榴多酚、鞣花酸、维生素C等。现代医学研究发现,石榴中含有大量的石榴多酚和花青素,抗氧化性高出绿茶3倍,更是维生素C的20倍,能有效中和自由基,促进新陈代谢,排出毒素。石榴多酚[21]有超强的保湿效果,它的分子结构中具有大量的酚羟基,它的亲水性不但很强,而且还能与多糖、多元醇、脂质、蛋白质和多肽等形成保湿性更强的复合物。此外,由于透明质酸是人体最主要的天然保湿成分,所以它还能通过抑制透明质酸酶的活性达到深层保湿的效果,从而减缓透明质酸的分解速度,达到保湿的效果。
石榴提取物在化妆品领域内具有广阔的应用前景,已经生产出红石榴饱和纯露、红石榴水果面膜等水果护肤产品。已经开发出的护肤产品的品牌既有国际品牌雅诗兰黛,瑞士天然护理品牌M AGIC CARE魔法护理,也有合资品牌相宜本草。
2.4防晒类植物提取物[22]
2.4.1芳樟叶提取物
芳樟是属于樟科的常绿性乔木,常见于低海拔的山地。
芳樟树中提取出芳樟叶浸膏、樟木脂素(二甲基马太树脂酚)、樟叶黄酮、黄酮苷元、樟多酚、樟叶多糖、花青素等。林翔云等[23]将芳樟叶浸膏依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇、无水乙醇、水提取,得到五个组分的紫外吸收光谱图。结果表明,樟木脂素、樟叶黄酮、黄酮苷元、花青素、樟多酚的紫外最大吸收波长都在210~400 nm之间,能大量吸收太阳光里对人体最有害的UVA I、UVA II和UVB。因此可用樟木脂素、樟叶黄酮、黄酮苷元、樟多酚配制出对人体更安全、无害的“全天然”防晒剂,以减少人工合成防晒剂对皮肤造成的伤害。现在市场上销售的娇妍修护隔离霜等商品都添加了芳樟叶提取物。
芳樟叶提取物中的樟多酚也具有抗氧化、防衰老、清除自由基、防紫外线辐射及防晒、抑菌等功效,而且具有健美皮肤、延缓皮肤衰老的生理功能,其应用前景很广。
2.4.2芦荟提取物
芦荟属通称芦荟,为百合科多年生常绿草本植物,原产于地中海、非洲。
芦荟提取物[24]除含99%以上的水份外,其它主要成分是芦荟素、蒽醌、肉桂酸酯及香豆酸酯、多糖、蛋白质和活性酶、游离氨基酸,以及几十种微量元素等。天然蒽醌甙或蒽醌的衍生物、肉桂酸酯及香豆酸酯等成分对UVA和UVB均有一定的吸收作用,防止皮肤因长时间接触阳光而被紫外线伤害,而且芦荟胶中的黏多糖、芦荟素等成分可以有效屏蔽和隔离紫外线,因它会在皮肤的表面形成一层无形的薄膜,也可以显著抑制酪氨酸酶活性和黑色素的合成。章苏宁[25]在芦荟防晒霜的制备及防晒效果研究中,采用紫外光谱对防晒霜的UVB区防晒效果进行了评价。结果发现,芦荟具有一定的防晒作用。当芦荟防晒霜中的芦荟提取物含量为0.5%时,防晒效果最小。现在市场上销售的史努比芦荟美白防晒霜等商品都添加了芦荟提取物。
芦荟提取物不仅在化妆品行业应用广泛,而且在医药、保健、饮食等方面也得到了发展。
2.4.3其他
植物防晒剂的化学成分主要是黄酮类、蒽醌类及植物多酚类,国内外都在致力于天然防晒剂的筛选和开发。甘草、紫草、桂皮、沙棘、白芝在防晒剂[26]中的应用已经有了相关报道。
3 前景展望
随着现在生活节奏的加快,更多的人生活在充满辐射的环境中,而人们的皮肤也逐渐衰老,植物提取物研制而成的化妆品具有抗衰老、美白嫩肤的作用,这种化妆品已经成为消费者所信赖的产品。植物提取物主要以植物活性成分的应用作为基础,而与传统意义上的化妆品相比较,植物提取物制成的化妆品更容易被皮肤有效地吸收,也不会在体内产生沉积。这类化妆品针对性强,长时间使用也不会产生副作用。所以,植物提取物在化妆品行业的市场前景有不断增加的趋势,而且它也是受到大众追求的潮流。但是近年来也有不少关于化妆品不良反应的报道,关于化妆品的安全性问题也引起了广泛的关注,所以国内外也都开始加大对植物提取物在化妆品应用方面的研发力度,不断研发出植物中的有效成分并加以利用。从这方面看,植物提取物在化妆品方面的应用前景非常广阔,当然这类化妆品也不是绝对的安全,在使用时还是要针对自己的肤质来进行有针对性的选择使用。
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doi:10.13752/j.issn.1007-2217.2016.02.004
收稿日期:2016-01-07