凤仙花抑菌唇膏制作及其性能评价

刘 莹，林 梅，张文佩，占小萍

（贵阳学院 食品与制药工程学院，贵州 贵阳 550005）

目前大部分唇膏的功效仅局限于保湿、滋润和美观，未见具有抑菌的功效，所添加的色素也多为化学合成或矿物质色素，长期使用对人体健康会造成影响［1］。凤仙花（Impatiens balsamina L.）为凤仙花科凤仙花属的一年生草本植物［2］，也称指甲花、金童花、女儿花、金凤花，是一种民间的传统用药，其全草临床应用十分广泛［3］。凤仙花的花可入药，其干燥花味甘、微苦、性温，归肾经，具有活血通经、利尿止痛的作用［4-5］，凤仙花色素是一种天然色素，在食品、医疗、护肤品和化妆品方面有广泛应用。米尔班古丽·阿卜杜如苏力等［6］以凤仙花为实验材料，采用滤纸片法，以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和变形杆菌为供试菌，测定凤仙花色素的体外抑菌作用，结果表明凤仙花色素在一定浓度下对上述四种供试菌均具有抑制作用，且抑菌活性随着色素浓度增大而增强。因此，本文以凤仙花为原料，采用纯水浸提法提取色素，并使用大孔树脂对色素进行纯化，用此色素制备凤仙花唇膏，探索了色素最佳提取及唇膏制备工艺，后对唇膏的性能进行评价，最后考察了凤仙花唇膏对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌作用，为天然抑菌唇膏的开发提供依据。

1 材料与仪器

1.1 材料

供试凤仙花样品于2020 年7 月采自云南，经贵阳学院食品与制药工程学院药学教研室鉴定为凤仙花科凤仙花属草本植物凤仙花。

1.2 试剂

化妆品级别白蜂蜡、棕榈蜡、凡士林、维生素E、甜杏仁油均购于淘宝网珍麦彤旗舰店；无水乙醇、盐酸、氢氧化钠、琼脂培养基均为分析纯，天津市富宇精细化工有限公司。

1.3 菌种

供试菌种为大肠杆菌（Escherichia coli）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus -aureus），均购于上海鲁微科技有限公司。

1.4 仪器

MA110 型电子天平（上海良平仪器仪表有限公司）；WGL-230B 型电热恒温鼓风干燥箱（天津市泰斯特仪器有限公司）；UV 2550 型紫外-可见分光光度计（岛津正业管理有限公司）；AA605112型四孔电热恒温水浴锅（上海梅香仪器有限公司）；TD4 型离心机（湖南赫西仪器装备有限公司）；RE-52A 旋转蒸发仪、SHB-Ⅲ循环水真空泵（上海亚荣生化仪器厂）；pH 计（贵阳学通仪器仪表有限公司）；SW-CJ-IFD 型单人单面净化工作台（苏州净化设备有限公司）；YXQGO2 型高压灭菌锅（上海医疗仪器设备厂）；SPX-150B Ⅲ型电热恒温培养箱（天津市斯泰仪器有限公司）。

2 方法

2.1 样品预处理

将凤仙花除杂洗净，阴凉处自然风干，即可。

2.2 凤仙花色素的水浸提法单因素试验［7］

为了确定凤仙花色素最佳水浸提法条件，分别考察了时间、温度、pH 值对浸提率的影响。

2.2.1 时间对凤仙花色素提取的影响

取3 份5.0 g 的凤仙花分别放入具塞锥形瓶中，各加50 mL 蒸馏水，在30℃下浸提凤仙花1、2、3 h，抽滤，在270 nm 处测定吸光度值，计算色素浸提率。

2.2.2 温度对凤仙花色素提取的影响

取3份5.0 g的凤仙花分别放入具塞锥形瓶中，各加50 mL 蒸馏水，在30、45、60 ℃下浸提1 h，抽滤，在270 nm 处测定吸光度值，计算色素浸提率。

2.2.3 pH 值对凤仙花色素提取的影响

取3 份5.0 g 凤仙花分别放入锥形瓶中，用浓盐酸调节蒸馏水的pH 值为1、3、5，各取50 mL 蒸馏水放入锥形瓶中，在30℃下浸提凤仙花1 h，抽滤，在270 nm 处测定吸光度值，计算色素浸提率。

2.3 色素提取正交试验设计

在单因素试验的基础上，选取提取温度（A）、pH（B）、提取时间（C）3 个因素，进行三因素三水平正交试验设计。

表1 凤仙花色素提取正交实验设计

2.4 色素的精制

440 g 凤仙花原料采用最佳水浸提工艺得到的色素液加水稀释1000 mL，以一定的速度通过D101 大孔树脂，色素被完全吸附后，依次用30%和50%乙醇解吸附，直到大孔树脂无颜色。合并解析液，浓缩干燥得到凤仙花色素粉末。

2.5 唇膏的制作

将唇膏管、模具等容器洗净干燥后，使用75%乙醇消毒待用。称取白蜂蜡、甜杏仁油、棕榈蜡、凡士林于烧杯中研磨均匀，置于恒温水浴中，隔水溶解后，将温度降至50℃，加入凤仙花色素粉末，混合均匀，在加入维生素E 和适量乳化剂，充分搅拌均匀后，倒入已消毒的空唇膏管中，冷却后即得唇膏。

表2 唇膏配方

2.6 唇膏的性能评价［8-9］

2.6.1 唇膏外观和色泽的测定

参考国标 GB/T 26513—2011《润唇膏》中的要求，膏体必须细腻光滑、无肉眼可见的杂质，具有稳定成型的外观和鲜艳的色泽。

2.6.2 唇膏涂展性的测定

准备一个长的玻璃板，倾斜约30°，称取成品润唇膏1.0 g 均匀地涂抹在直径为2.6 cm、重量为100 g 的砝码底部；将砝码放在玻璃板顶端，在砝码的重力作用下使润唇膏在玻璃板上缓慢涂展，当砝码底部的润唇膏全部涂展在玻璃板上时实验完成。涂展距离越长，唇膏的涂展性就越好。

2.6.3 唇膏保湿性能测定

采用经典的体外重量法，选择大小适宜的玻璃皿，称取一定量的样品放于玻璃皿上，放进恒温鼓风干燥箱6 h 后再称重，计算保湿率。

计算公式为：保湿率%=M2×100 %/M1

其中：M1—放置前产品与表面皿的重量

M2—放置后产品与表面皿的重量

2.6.4 唇膏耐寒和耐热测定

耐热试验：将唇膏旋出全部膏体，竖直放于（45±1）℃恒温鼓风干燥箱内24 h 后取出，观察是否弯曲软化。如果没有出现弯曲软化现象，等待恢复至室温后，取唇膏试样少许涂抹在手背上，观察其是否能正常使用。

耐寒试验：提前把冰箱温度调节到（-5℃±1）℃，将唇膏放在冰箱内24 h 取出，恢复室温后观察有无裂纹，等恢复到室温后，取唇膏少量涂抹在手背上，观察其能否正常使用。

2.6.5 唇膏离心试验

取少量唇膏成品置于离心机内，调节至8000 r/min、25℃离心15 min，观察膏体是否形状完整、有无水油分离的现象。

2.7 唇膏的抑菌作用研究

将金黄色葡萄球菌和大肠杆菌接种到营养琼脂培养基上，35℃～37℃活化培养18～24 h，用接种环挑少许菌体放入装有10 mL 无菌水的试管中，置于摇床中培养24 h。将菌液浓度稀释至1×106cfu·mL-1，置于摇床中培养24 h。采用平板涂布法吸取200μL 菌液涂在制作好的平板培养基上，用涂布器涂匀。称取0.5 g 凤仙花唇膏隔水融化，以不加凤仙花色素的唇膏作为对照组，将无菌滤纸片浸入唇膏液中，完全浸透后，取出滤纸片放在涂布菌的平板上，放置在 37℃恒温培养箱中培养 24 h 后测量每组的抑菌圈直径，作三组平行试验。

3 结果与分析

3.1 时间对凤仙花色素提取的影响

图1 提取时间对凤仙花色素提取的影响

3.2 温度对凤仙花色素提取的影响

图2 温度对凤仙花色素提取的影响

3.3 pH 对凤仙花色素提取的影响

图3 pH 对凤仙花色素提取的影响

3.4 色素提取正交试验结果

在单因素试验的基础上，选取提取温度（A）、pH（B）、提取时间（C）3 个因素，进行L9（33）试验，结果如表3。

表3 凤仙花色素水浸提正交实验表

从表3 的结果看出：温度对于凤仙花色素提取的影响因素较大，并得出凤仙花色素水浸提的最佳提取条件为：提取温度为60℃，pH 值为1，提取时间为3 h，计算出色素浸提率为37%。

3.5 色素的精制

采用水浸提法提取的凤仙花色素，通过大孔树脂进行分离纯化后，440 g 干燥凤仙花最终得到干燥色素粉末2.1 g。

3.6 唇膏的性能评价

3.6.1 唇膏外观和色泽的测定

唇膏成品在自然光下观察到表面无气泡和肉眼可见的杂质，膏体细腻，光泽度好，颜色均匀，符合国标香味，无油脂气味。配方中凤仙花色素粉末不仅具有抑菌作用，还能提供唇膏的色彩。凤仙花色素添加量对唇膏色泽影响见表4，从结果可看出，添加0.50 g 凤仙花色素制作唇膏，可涂抹出颜色。

表4 凤仙花色素粉末用量对唇膏色彩的影响

3.6.2 唇膏涂展性的测定

从表5 结果，可知9 种唇膏配方制成的成品唇膏的涂展距离都较长，均具有良好的涂展性。

表5 凤仙花抑菌唇膏涂展性试验结果

3.6.3 唇膏保湿性能测定

根据公式（1）计算唇膏保湿率。放置前唇膏与表面皿的重量M1：42.3322 g，放置后唇膏与表面皿的重量M2：41.7013 g。由此可以得出唇膏的保湿率为98%，结果表明：自制的凤仙花唇膏保湿效果较好。

3.6.4 唇膏耐寒和耐热测定

由表6 可知，唇膏配方中，蜡质是维持膏体形状的主要成分，蜡质含量越高则唇膏越易成型，但蜡质含量高，容易导致唇膏变硬，在低温下冷冻，恢复室温后，唇膏易开裂，影响正常使用；油类物质是唇膏滋润度的主要来源，油类含量高，唇膏滋润性好，但加热后，膏体容易软塌，弯曲，影响膏体使用。由试验结果看，凤仙花唇膏的最佳配方为白蜂蜡4 g，凡士林5.0 g，甜杏仁油3.0 mL，棕榈蜡0.01 g。

表6 凤仙花抑菌唇膏耐寒、耐热试验结果

3.6.5 唇膏离心试验

取少量唇膏成品置于离心机内，调节至8000 r/min、25℃离心15 min，膏体形状完整，未出现水油分离的现象。

3.7 唇膏的抑菌作用研究

由表7 所示，凤仙花唇膏对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌圈直径都为1 cm，表明凤仙花有色唇膏对这两种细菌均具有抑制作用，且对大肠杆菌的抑菌效果更佳。

表7 各唇膏对不同细菌的抑菌圈直径（cm）

4 结果与讨论

本实验利用正交实验法确定了纯水浸提法提取凤仙花中的色素的提取工艺，结果表明：色素水溶性好，最佳条件为浸提时间3 h，溶液pH=1，提取温度为60℃，在此条件下凤仙花色素浸提率为37%，并且将色素粗提液以一定的流速通过D101 大孔树脂，得到较纯净的色素。后按照白蜂蜡4 g，凡士林5 g，甜杏仁油3 mL，棕榈蜡0.01 g，色素添加量0.5 g 的配比制成色彩鲜艳，成型性、保湿性、涂展性、耐热耐寒性能优良的唇膏，并且抑菌试验结果表明，自制的凤仙花唇膏对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌均具有抑制作用。本研究不仅可为凤仙花抑菌唇膏的工业生产提供实验数据参考，同时也为凤仙花植物的开发和利用提供新的思路。