茶子油面霜制备及其祛痤疮功效评价
2021-02-22程金生曾雪琪陈妍霏万维宏柯锦滢
程金生,曾雪琪,陈妍霏,万维宏,柯锦滢
(1.韶关学院英东食品学院,广东 韶关 512005;2.嘉应学院医学院,广东 梅州 514031)
油茶(Camellia oleiferaAbel.)是中国特有的经济效益和生态效益俱佳的木本油料树种,享有“长寿油”“油中之王”“东方橄榄油”等美誉[1]。目前中国是全球油茶树分布最广的区域,国家发改委、财政部、国家林业局出台的《全国油茶产业发展规划(2009—2020年)》明确表示要把油茶产业培育成兴林富民的支柱产业[2]。
油茶果实果皮较厚,包裹的油茶子呈球形、桃形和不规则形状,油茶子油简称茶油,是从油茶成熟种子中提取的纯天然植物油[3],色泽浅黄或金黄,品质纯净,澄清透明,主要由油酸、亚油酸和少量的饱和脂肪酸组成,其中单不饱和脂肪酸——油酸的含量超过橄榄油,油酸与人体皮肤脂成分接近,易于被皮肤吸收,对皮肤具有保水、润肤、护肤及杀菌作用。茶油中维生素E含量也非常丰富,高达669.25 μg/g,比一般植物油含量高[4]。研究发现,茶油中富含油酸、茶多酚和维生素E,有很强的渗透性,与皮肤的亲和性好,不容易氧化变质,无毒,是化妆品用的植物油之一[5]。据茶油抗紫外辐射研究发现,茶油在310 nm波长处有较强的紫外吸收能力,不会使表皮细胞的蛋白质变性,是一种天然的防晒用品,而且其维生素E的含量高于橄榄油,素有“东方橄榄油”之称,具有抗衰老、抗氧化功能[6]。
目前,国内茶油主要用于食用方面,茶油尤其以茶子毛油为原料的化妆品深加工产品或相关研究较少。而天然茶油中的独特天然活性成分比市场上出售的许多化妆品更天然、亲近皮肤,因此将茶油应用于化妆品方面具有一定的可行性,应用价值高[7,8],有望延长茶子毛油产业链,提高附加值。本研究以粤北地区丰富的茶子毛油为研究对象,以精制后的茶油为主要成分研究面霜的制备方法,并评价其祛痤疮功效。
1 材料与方法
1.1 主要材料与试剂
茶子毛油,购自深圳未名湖科技有限公司;柠檬酸(分析纯),购自天津市科密欧化学试剂有限公司;去离子水,由河南新源科技有限公司提供;活性白土、活性炭,购自天津市登科化学试剂有限公司;十六醇,购自天津市科密欧化学试剂有限公司;丙三醇(分析纯),购自天津市科密欧化学试剂有限公司;三乙醇胺、卵磷脂(分析纯),购自乔科化学东莞有限公司;透明质酸、蜂蜡、EDTA-二钠(分析纯),购自天津市科密欧化学试剂有限公司;凯松KN-15B,购自中化化工有限责任公司;金黄色葡萄球菌151014,粤江食药监械。
1.2 主要仪器
HH-6型数显恒温水浴锅(常州金坛宏华仪器厂)、DZF-6050型真空干燥箱(上海合恒仪器设备有限公司)、TG16-WS型离心机(湘潭湘仪仪器有限公司)、BSC-1100ⅡA2-X型 BioBace生物安全柜(济南乐瑞医疗器械有限公司)、DHP-9082型电热恒温培养箱(上海一恒科学仪器有限公司)、YXQ-LS-70A型立式压力蒸汽灭菌锅(上海博迅医疗生物仪器股份有限公司)、JCS-300型电子天平(常州市双固顿达机电科技有限公司)。
1.3 方法
1.3.1 茶子毛油精制 通过试验研究,确定化妆品用茶油的最佳精炼工艺为:采用中高温水化和柠檬酸脱胶工艺,水化温度为60℃,柠檬酸首次加入量为油重的3%,持续升温水化,待油温至95℃时,加入油重4%的柠檬酸和与油温相近的热水,待油中产生颗粒后静置分层,上层即为脱胶油;选择碱炼工艺,将毛油加热到75~85℃,加入8%~10%同温度的软水,充分混合,离心分离水相和油相,重复2次洗涤后,将油在0.1 MPa的真空、温度90~95℃条件下干燥20 min,待油温降至50℃以下时取出,即得碱炼脱酸油,脱酸后酸价为0.24,达到国家一级茶油标准[9-11]。采用常压吸附脱色工艺,活性白土和活性炭的用量各占茶油质量的3%,用量通过脱色正交试验确定,在120℃下脱色30 min;在0.1 MPa下,140℃时通入少量水蒸气,升温至240℃脱臭2 h;采用传统分提工艺,-5℃下冷冻48 h后离心分离,分离出上层液即为最终产品[5,12]。
1.3.2 精制茶子毛油的GC-MS分析 色谱柱为HP-5弹性石英毛细管柱(25 m×0.25 mm×0.33μm);升温程序为初始温度100℃,以3℃/min升至240℃;汽化温度为 240℃;进样量为 1.0 μL;溶剂延迟时间为 3 min;载气流量(He)为 2 mL/min;分流比为20∶1。离子源为电子轰击(EI);离子源温度为200℃;电子能量为 70 eV;发射电流为 34.6 μA;电子倍增器电压为1 200 V;接口温度为240℃;质量扫描范围为m/z20~500 amu。
1.3.3 面霜的制备方法 将备用的油相基底的精制茶油、蜂蜡、十六醇、卵磷脂混合,溶解于精制茶油中,以3~8℃/min的升温速度将其加热至70~90℃,进行混溶,成为油相基底初料,备用。将备用的水相基底料的一半加入到备用的油相基底初料中,搅拌、乳化、均质5 min,得水油混合料,备用;将备用的油相基底原料与2%透明质酸混合后,以5℃/min的升温速度将其加热至80℃,进行混溶,接着与备用的水相基底料的另一半混合,在50 r/min的转速下搅拌、乳化、均质5 min,得油水混合料,备用;将备用的水油混合料与油水混合料混匀后,搅拌冷却至常温,即成茶油面霜。
1.3.4 面霜的抗炎试验 国内外对茶油在皮肤科的临床应用和试验研究较少,但在临床应用中观察到其具有良好的抗炎作用。寻常痤疮是青少年面部最常见的皮肤病,是一种毛囊皮脂腺的慢性炎症,由于皮脂腺管与毛孔的阻塞,使皮脂外流不畅所致。引起毛囊孔阻塞的原因有几个方面,一方面是肌肤类型为油性,此种人分泌油脂易阻塞毛囊口;另一方面青春期男性雄性激素分泌增多,这种激素可以促进皮脂腺细胞的增长,使得皮脂腺分泌皮脂的作用加强,因此皮脂增多。此外,人的皮肤上还存在一些寄生菌,当皮肤皮脂增多时,这些菌如痤疮棒状杆菌、卵圆形糠秕孢子菌、金黄色葡萄球菌释放出溶解皮脂的脂酶,使脂转变成游离脂肪酸,这些酸性的产物引起毛囊及毛囊周围发生炎症,引起痤疮皮损。本试验以金黄色葡萄球菌为抗炎试验对象作对照试验,所用试药为制得的茶油面霜以及市面上具有消炎祛痘作用的Lionpair狮王祛痘膏,其中的主要抗炎祛痤疮成分为皮考布洛芬[13-16]。
1.3.5 护肤试验 选取2所不同高校的72位平均年龄为21±1岁的志愿者作为试验对象,其中男性36位,女性36位。将72位志愿者随机分为试验组和对照组,试验组和对照组人数均为36人。临床轻重分级采用pillsbury分类法:①Ⅰ度(轻度),黑头粉刺散发及多发,炎症皮疹散发;②Ⅱ度(中度),Ⅰ度+潜在性脓疱,炎症性皮疹数增加,局限于面部;③Ⅲ度(重度),Ⅱ度+深在炎症性皮疹,发生于面部、颈部、胸背部;④Ⅳ度(重度聚合性),Ⅳ度+囊肿,易形成疤痕,上半身多见。对照组常规护理:皮肤清洁、干燥,避免摩擦,避免日光暴晒,有痒感时不用手挠抓,不用刺激性强的洗涤品,忌辛辣和刺激性食物,多吃新鲜蔬菜和水果,对照组不使用含祛痘消炎成分的护肤品,护理周期28 d;试验组除常规护理外,添加使用茶油面霜这一步骤,护理周期28 d,在护理周期内,每2周观察一次直至护理周期结束,以初次未使用面霜时皮损程度与护理周期结束最后一次观察的皮损程度做比较[17]。
试验对象的皮肤评定标准按卫生部皮肤药物临床研究进行疗效分级判定:①痊愈为皮损全部消退>90%;②显效为皮损消退60%~89%;③有效为皮损消退20%~59%;④无效为皮损消退<20%。痊愈加显效合并计算为有效率。本次试验志愿者中,男性志愿者轻度痤疮20例,中度痤疮16例;女性志愿者轻度痤疮10例,中度痤疮26例。经统计学处理,试验组和对照组的性别年龄和病程分级具有统计学意义(P<0.05)。
2 结果与分析
2.1 茶子毛油精制前后对比
茶子毛油精制前后对比如图1所示,精制前的茶子毛油(图1左)颜色为黄色,液体较为浑浊;精制后的茶子毛油(图1右)颜色接近无色,液体较精制前更澄清。
图1 茶子毛油精制前(左)后(右)对比
2.2 精制茶子毛油的GC-MS结果
精制茶子毛油经气相色谱质谱联用仪(GCMS)进行成分分析,分析结果见图2,经过对比NIST图谱库后,得到精制后茶子毛油的主要成分(表1)。结果表明,精制茶子毛油主要含有油酸、油酸酯、角鲨烯等成分,其中顺式油酸在精制茶子毛油中含量最高,为74.05%,具有抗炎症、抗氧化功效,且可以作为自由基攻击的标靶,减轻或者修复脂质过氧化反应对细胞膜不饱和脂肪酸的损伤;角鲨烯成分具有保湿、抗自由基、消炎杀菌的作用,在精制茶子毛油中含量为0.84%。茶油按上述工艺精炼后,最终得到的精制茶油主要指标为:相对密度0.910 6(20/4℃)、含水量 0.03%、酸价 0.20、碘价 78.4,在 0℃保持澄清200 h以上,油酸含量81.91%,已经达到化妆品用油的标准。
图2 精制茶子毛油GC-MS分析
表1 精制茶子毛油的主要成分
2.3 面霜的制备
制备茶油面霜所用的主要原料有精制茶油、十六醇、丙三醇、去离子水。通过试验,得出最佳配比为去离子水∶丙三醇∶十六醇∶精制茶油=25∶5∶5∶3。其中,去离子水、丙三醇、三乙醇胺为水相,油相基底的原料为精制茶油、蜂蜡、十六醇、卵磷脂混合,溶解于茶油中,以 3~8℃/min的升温速度将其加热至70~90℃,进行混溶,成为油相基底初料,水相基底料的50%加入到备用的油相基底初料中,搅拌、乳化、均质5 min,得水油混合料,将水油混合料与油水混合料混匀后,搅拌冷却至常温,即成面霜。综合面霜志愿者试验和抗痤疮功效验证试验,获得最优化配方为去离子水50 g、精制茶油6 g、丙三醇10 g、十六醇 10 g、三乙醇胺 0.5 g、卵磷脂 1 g、蜂蜡 1 g、EDTA-二钠 0.2 g、凯松 5 d、透明质酸 1.5 g。
2.4 面霜的祛痤疮功效评价研究
2.4.1 面霜的抗炎试验 面霜抗炎试验中药液抑菌的试验结果见表2。由表2可知,所制得的面霜抑菌圈大小与具有抗炎祛痘作用的药膏抑菌圈大小相近,所制得的茶油面霜具有一定的抑菌效果。
表2 药液抑菌的试验结果
2.4.2 皮肤反应 试验组与对照组疗效比较见表3。由表3可知,试验组痊愈及显效共计28例,有效率为77.78%(痊愈加显效合并计算为有效率);对照组痊愈及显效共计4例,有效率为11.11%。2组的差异经统计学分析具有统计学意义(P<0.001)。表3的痊愈率对比数据也可以直观地观察到本研究所制备的抗痤疮面霜具有较好的抗痤疮功效。试验组所有被测36个样本中,痊愈人数达13人,占比高达36.11%。而对照组痊愈人数只有1人(占比仅为2.78%),应可视为自然痊愈。
表3 试验组与对照组疗效比较(n=36)
3 小结与讨论
根据茶子毛油精制的试验结果可得,经脱胶、脱酸、脱色、脱臭、分提等工艺精制后的茶子毛油各项指标均符合化妆品用油标准。经过相关试验,得出最佳脱色方案为各占毛油重3%的活性白土与活性炭混合脱色。在脱色过程中用玻璃棒不断搅拌,以达到最佳脱色效果。在毛油真空脱臭过程中,因为真空脱臭所需温度为240℃,为防止毛油爆沸喷溅,在真空脱臭前需事先干燥毛油,以防毛油爆沸喷溅造成油分损失。本研究通过试验得出茶子面霜的最佳配方,所制得的面霜符合相关检测标准,对面霜的抗炎祛痘效果经面霜抗炎试验和护肤试验可得,所制得的面霜具有良好的抗炎作用,具有较好的应用前景,也可以较好地延长油茶产业链。