多功能苦丁茶面膜的开发及其性能研究

2019-02-26李玉萌张亦琳

陕西农业科学 2019年1期

延永，李玉萌，张亦琳，李倩

(1.商洛学院生物医药与食品工程学院，陕西商洛 726000；2.商洛学院健康管理学院，陕西商洛 726000)

面膜作为清洁、保养和营养面部肌肤的化妆品，得到越来越多人的青睐[1]。美容面膜在刚兴起的时候，人们一般采用人工合成的化学制品作为主要添加成份，但随着科学的发展，人们逐步认识到长期使用化学药品所存在的安全问题[2]。与化学药品类面膜相比，天然药物面膜不仅具有自然无毒、副作用小和安全性高等特点，而且还具备众多生理方面的功效[3]。苦丁茶(Ilex kudingcha C. J. Tseng)是冬青科植物大叶冬青的叶，主要分布在华南地区和西南地区等地，在陕西陕南地区也有广泛的种植，苦丁茶一直是中国一种传统的纯天然保健饮料佳品，茶中含有苦丁皂甙[4]、多酚类、黄酮类、咖啡碱[5]、三萜类[6]等多种功能成分，具有清热消暑、降压减肥、抑癌防癌、抗衰老、活血脉等多种功效[7]。若能将冬青苦丁茶进行深加工，提取有效活性成分，添加到面膜中，不仅增加产品附加值，还能丰富面膜类型，具有十分重要的经济价值和现实意义。

本课题基于大量调研，以苦丁茶中富含的活性物质黄酮类化合物[8]的提取物为主要有效成分，通过优化工艺，希望开发出具有抗氧化、抗衰老、抑菌、保湿活性等功效的功能性面膜，并对其性质进行研究。既能促进苦丁茶资源的开发，又能促进地方经济的繁荣，丰富了苦丁茶的深加工产品种类，增加天然药物面膜市场的产品类别，为广大消费者研制出更人性化，绿色化，大众化的保养品面膜，具有重要的社会经济价值和生态价值。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

芦丁标品(中国药品生物制品鉴定所)，试验中涉及到其他试剂均为市售AR。

微型粉碎机(FW80 天津泰斯特仪器有限公司)；超声清洗仪(KH5200E 昆山禾创超声仪器有限公司)；紫外-可见分光光度计(UV1800 日本岛津)；高速离心机(TGL-16G 上海安亭科学仪器厂)。

1.2 实验方法

1.2.1 苦丁茶中黄酮的提取称取粉碎过60目的苦丁茶粉末2.0 g，加入60%的乙醇80 mL，置于90℃恒温水浴锅中回流提取2.5 h。待体系冷却后，过滤，滤饼用60%的乙醇洗涤(10 mL*3次)，合并滤液，用旋转蒸发仪除去溶液中的乙醇，将剩余物用蒸馏水定容至25 mL，得到苦丁茶总黄酮提取液。

1.2.2 样品中总黄酮含量的测定精确称取200.0 mg芦丁标准品，用30%乙醇溶解并定容至100 mL，得到标准液。移取0.0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mL标准液于7支25 mL容量瓶中，加入浓度为5% NaNO2溶液0.7 mL，静置6 min。加入浓度为10% Al(NO3)3溶液0.7 mL，静置6 min。最后，加入浓度为4% NaOH溶液10.0 mL，混匀，用30%乙醇定容至刻度线，静置15 min后于波长510 nm处测定溶液吸光度值，以0.0 mL为空白对照，测得不同标准溶液浓度的吸光度，绘制标准曲线得到回归方程。

移取1.2.1中得到溶液1.0 mL于100 mL容量瓶中，加入5% NaNO2溶液2.8 mL，静置6 min，加入10% Al(NO3)3溶液2.8 mL，上下震荡混匀，静置6 min，再加入4% NaOH溶液40.0 mL，上下震荡混匀，用30%乙醇定容至刻度线，15 min后于510 nm波长处测定溶液吸光度。根据回归方程计算提取的黄酮浓度，再计算黄酮得率Y(%)。计算公式如下：

(公式1)

式中：Y为黄酮的提取率(%)；C为总黄酮浓度(mg·mL-1)；N为稀释倍数；V为取样量(mL)；W为粉末质量(mg)。

1.2.3 面膜的制备工艺优化准确称取适量汉生胶于少量水中，置于80～85℃恒温水浴锅中使其充分溶解，待其溶解至澄清透明状，加入羧甲基纤维素钠，搅拌使其充分溶解，当混合液温度降至40℃左右，依次加入甘油，丙二醇，并充分搅拌，最后加入黄酮提取物，尼泊金甲酯，以及少量香精，充分搅拌使其混合均匀，即得到苦丁茶面膜液。

甘油、羧甲基纤维素钠和丙二醇具有较好的保湿功能，常在面膜的制备工艺中加入这三种物质保证其保湿性能。笔者研究在保障面膜性状的前提下，以甘油、羧甲基纤维素钠和丙二醇的加入量为考虑因素，采用正交试验L9(43)，考查其在苦丁出面膜中的保湿作用，筛选出苦丁茶面膜最佳工艺配方(以所得面膜的保湿性为评价标准)。因素与水平表如下表3所示。

表1 因素与水平

a：50g 面膜中的含量。

1.2.4 保湿性实验采用医用透气胶布粘在小型玻璃板的装置模拟人体皮肤，其中胶带为0.9 cm*5.5 cm。称取适量面膜均匀涂布于装置表面，将该装置放在有CaCl2饱和溶液的干燥器中，温度保持在25℃，24 h后称量，计算保湿率W(%)。

(公式2)

式中：M1为放置前样品质量；M2为放置后样品质量。

1.2.5 DPPH自由基清除率的测定 DPPH*是一种稳定的自由基，在有机溶剂中呈紫色，并于517 nm处有强吸收。当有自由基清除剂存在时，DPPH*的单电子被分配而使其颜色变浅，在最大吸收波长处的吸光度变小，利用比色法可以检测自由基清除情况，从而评价样品的抗氧化能力[9]。

表2 抗氧化活性检测加样表

称取2,2- 二苯代苦味酰基(2,2-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH)标准品20.00 mg，无水乙醇定容至500.0 mL，得质量浓度0.04 mg·mL-1溶液。按表2在10 mL比色管中加入试剂，混匀，在室温下避光反应30 min，于分光光度计517 nm处测定各自吸光度(分别以4.0 mL蒸馏水+1.0 mL无水乙醇为空白)。DPPH自由基在波长517 nm处有强吸收峰，当有抗氧化活性物质存在时，DPPH自由基的电子与之配对致使吸收消褪，消褪程度与活性物质接受的电子数量相对应，据此依下式计算DPPH自由基清除率：

(公式3)

式中：Ai为加入样品的DPPH的吸光度，Aj为样品本身的吸光度，AO为DPPH的吸光度。

1.2.6 抑菌测试培养基的配制：将10.0 g蛋白胨，5.0 g NaCl放入烧杯中，加水1 000 mL煮沸，加入5.0 g牛肉膏，融化后，分装于锥形瓶包装好之后，高压灭菌(121 ℃)20 min，取出后，置于80 ℃水浴，备用。

采用最小抑菌浓度法(MIC)[10]，取96孔板，每一孔添加稀释后的培养基100 μL，然后向第一孔添加100 μ面膜原液，混均后吸取100 μL至第二孔中，同法依次稀释至第十一孔，第十二孔为不加抗菌皂液的对照。将稀释好的菌液在每孔中加入100 μL，此时每孔中菌液终浓度为5×105CFU·mL-1。将96孔板盖上盖子，置于37 ℃恒温培养箱中孵育16～20 h。在酶标仪中设置程序，将96板放入酶标仪中，扫描各孔600 nm处的比浊度，得出无细菌生长的孔，换算浓度，即为MIC值[11]。

1.2.7 苦丁茶面膜的性能检测主要有:

(1)性状与细腻度。取苦丁茶面膜10.0 g，置于试管中，观察有无明显颗粒析出。取苦丁茶面膜1.0 g均匀涂抹于手背，用眼睛、手等感官指标评价其细腻度。

(2)酸碱度。取苦丁茶面膜2.5 g，加入50 mL去离子水，搅拌，使其混合均匀，置于85～90℃恒温水浴锅中，使其微沸，冷却至室温，用pH计测定混悬液酸碱度。

(3)耐热实验。称取六份5.0 g苦丁茶面膜液分别置于10 mL试管中，编号为1～6，用保鲜膜密封，分别置于温度梯度为25，30，35，40，45，50℃的恒温水浴锅中，放置10 h，观察面膜性状有无明显变化。

(4)耐寒实验。称取六份5.0 g苦丁茶面膜液分别置于10 mL试管中，编号为1-6，用保鲜膜密封，分别置于温度梯度为0，-5，-10，-15，-20，-25℃的恒定温度的冰箱中。放置10 h，观察其外观性状的变化。

(5)离心实验。在室温下，取苦丁茶面膜置于4 mL离心管中，5组于离心机中，分别以2 000，3 000，4 000，5 000，6 000 rmp离心15 min，观察是否有分层现象。

(6)刺激性实验。邀请24名皮肤健康的在校大学生，男生、女生各半，分别将0.5 g面膜均

匀涂抹于左前臂柔软的皮肤表面，右臂同一部位不涂做空白对照，24 h后观察两处的皮肤现象，连续测试一周。

2 结果与讨论

2.1 苦丁茶中黄酮含量的测定

以吸光度为纵坐标，芦丁浓度为横坐标，建立芦丁标品标准曲线，如图1得出回归方程；y=6.588 7x+0.065 6，R2=0.994 9。式中y为吸光度，x为芦丁浓度(mg·mL-1)；

图1 芦丁标准曲线

由1.1.2知在510 nm处苦丁茶中黄酮提取物吸光度为0.943 5，代入回归方程中得提取物浓度为0.133 2 mg·mL-1。苦丁茶总黄酮提取液的浓度为13.32 mg·mL-1，由公式1可得黄酮得率为16.65%。

表3 正交试验结果

2.2 苦丁茶面膜工艺优化

2.2.1 苦丁茶总黄酮提取物加入量的确定通过前期研究，苦丁茶总黄酮提取物具有良好的抗氧化活性，但由于提取物是混合物，而且在面膜中的溶解度有限，当加入的提取物过多时，面膜中有明显不溶物悬浮，根据面膜的外观需要，选择加入面膜的苦丁茶总黄酮提取液为5 mL(苦丁茶总黄酮提取液的密度近似等于1 g·mL-1)适宜，换算成苦丁茶总黄酮含量为66.6 mg，配制面膜液体积为48.0 mL，面膜液中苦丁茶总黄酮含量为1.39 mg·mL-1。

2.2.2 配方优化通过正交实验对面膜的处方进行优化，结果如表3，最佳组合为A3B3C1，因此，苦丁茶面膜理论最佳配方如下：甘油7.5 g，羧甲基纤维素钠0.5 g，丙二醇0.5 g，汉生胶0.05 g，尼泊金甲酯0.01 g，苦丁茶黄酮提取物水溶液5.0 mL (总黄酮含量13.32 mg·mL-1)，香精2～3滴，加去离子水至50 g。方差分析可知：对面膜保湿性影响最显著的是甘油，其次是羧甲基纤维素钠，影响最小的是丙二醇。经验证，在最佳配方下苦丁茶面膜的保湿性达到89±1%。

表4 方差分析

表5 DPPH自由基清除作用

2.3 DPPH自由基的清除作用

由图2可知，面膜浓度为0.1 mg·mL-1时，对DPPH自由基的清除率达到51.66%，当浓度提高为0.5 mg·mL-1时，DPPH自由基的清除率为达到74.8%，结果表明面膜对DPPH自由基有良好的清除作用。

2.4 苦丁茶黄酮面膜抑菌测试

图2 面膜对DPPH自由基的清除作用

细菌名称面膜稀释倍数a5122561286432168421苦丁茶总黄酮MIC/(mg·mL-1)b金黄色葡萄球菌---------+5.02大肠杆菌---------+10.55肺炎克雷伯菌----------20.09伤寒杆菌----------20.09黑曲霉----------40.18

注：a:“+”代表有抑菌现象；“—”代表无抑菌现象。b:采用同样方法测得。

如表7所示，苦丁茶面膜原液对大肠杆菌和金黄色葡糖球菌有抑菌效果，相当于苦丁茶总黄酮的MIC均为1.39 mg·mL-1，低于苦丁茶总黄酮提取物的MIC(5.02～10.55 mg·mL-1)，造成这种结果的原因可能是面膜液中其他添加成分对这两种测试菌有抑制效果。由于面膜液中，苦丁茶总黄酮的含量有限，仅为1.39 mg·mL-1，面膜并没有对肺炎克雷伯菌、伤寒杆菌和黑曲霉表现出抑菌活性。