全链路高效美白组合物的功效评价

赵冰怡 杨洪芹 王晓芝 张玉银 丛 琳 唐嘉雯 李雪竹

1.上海新高姿化妆品有限公司，广东广州，510000；

2.广州澳希亚实业有限公司，广东广州，510000

美白化妆品的配方设计核心关键点是美白的作用和效果，这就需要考虑配方使用的原料种类及配比问题。美白化妆品经过多年的研究发展，从最初的简单物理遮盖增白到单一的美白活性物成分美白，再到多靶点多路径的协同作用，每一阶段的发展都是技术革新。随着国家法规部门对美白祛斑类特殊用途化妆品的监管力度不断加强[1]，以及消费者对自然美、营养肌和健康白的崇尚，使用不同美白机制的成分协同作用，探索和开发新型美白化妆品，实现化妆品全链路的美白功效，是美白产品的主流趋势。

1 黑色素的生成及代谢

人体皮肤的颜色主要取决于皮肤中黑色素的含量和分布状态。黑色素可分为碱性难溶的真黑色素和碱性易溶的褐黑色素，真黑色素是皮肤显黑的主要原因。黑色素细胞可同时生成真黑色素和褐黑色素，但一个黑色素单元仅存在一个合成路径。黑色素形成的生物学过程十分复杂，在黑色素细胞的黑素小体内完成，见图1[2]。当肌肤受到紫外线辐射时，激发表皮中的角质细胞释放炎症因子IL-1α等，同时产生大量的活性氧（ROS）导致DNA损伤[3]，激活静止状态的黑色素细胞，促使黑色素细胞增殖，并以酪氨酸为底物经过一系列酶促反应生成黑色素。黑色素生成以后先后经黑色素细胞内转移和黑色素细胞与角质细胞间的转移，逐步迁移至皮肤表面，再由自身新陈代谢脱落，见图2。此外，炎症路径形成的前列腺素、血栓素和白三烯等炎症介质通过刺激黑素细胞和一些免疫细胞的活性，导致黑素持续合成增加，转移至邻近的角质细胞，血管扩张，肌肤泛红变黑，进一步导致表皮色素沉着。图1为图2中黑色素细胞内发生的一系列酶促反应的详细展示。通过抑制图1中关键路径的酶活性，或是通过竞争性抑制反应，或者促进褐黑色素的生成，或减缓外界的炎症损伤刺激都可以减少黑色素的合成。

图1 真黑色素和褐黑色素的合成路径[1]

图2 皮肤变黑的过程

2 美白机制及全链路美白组合物

皮肤美白的作用机制主要是围绕黑色素的产生、转移及代谢进行的。美白活性组合物通过抑制黑色素生成及转移、促进黑色素代谢剥脱和调控生成黑色素关键路径过程中的各个环节达到美白效果[4-5]。

美白剂种类较多，实验拟从清除氧自由基、缓解炎症因子释放、抑制络氨酸酶活性、抑制黑色素生成、抑制黑色素的转移、降低色素沉积程度、加速皮肤代谢更新等方面考虑美白组合物功效成分，具体见表1。

表1 全链路美白组合物

3 实验材料及方法

3.1 仪器及原料

紫外日光模拟仪（601-300，美国Solar Light，EWISH-YQSB-144）：各项性能指标符合测定规范要求；皮肤色度仪（CM26D，日本KONICA MINOLTA，EWISH-YQSB-143）：测量皮肤L*a*b*颜色空间数据来表征人体皮肤颜色参数个体类型角（individual type angle，ITA°）；皮肤黑素检测仪（Mexameter MX 18，德国Courage＆Khazaka，EWISH-YQSB-137）：测量皮肤的黑素指数（melanin index，MI）。

烟酰胺，购于帝斯曼营养产品有限公司；凝血酸，购于湖南衡众药业有限公司。Alwhite Complex，INCI名称为：丁二醇、水、熊果苷、柠檬酸、亚硫酸钠、水解欧洲李（Prunus domestica）、乙酰酪氨酸、草莓虎耳草（Saxifraga sarmentosa）提取物、牡丹（Paeonia suffruticosa）根提取物、氨基丙醇抗坏血酸磷酸酯、黄芩（Scutellaria baicalensis）根提取物、谷胱甘肽；MandarinClear，INCI名称为：丁二醇、水、柑橘（Citrus reticulata）果皮提取物；Dragon Fruit Liquid B，INCI名称为：丁二醇、水、量天尺（Hylocereus undatus）果提取物；均购于ICHIMARU PHARCOS CO.,LTD；熊果苷，购于现代百朗德生物科技（江苏）有限公司；羟乙基哌嗪乙烷磺酸，购于聚和国际股份有限公司。其余均为常规试剂和配方原料。

3.2 实验产品

全链路美白霜的配方见表2，配置方法按照常规膏霜制备即可。本配方的涉及的全链路的美白机制如下：①以牡丹根提取物、黄岑根提取物抑制过度日晒皮肤释放的炎症因子，草莓虎耳草提取物可以修护已被损伤的DNA，同时辅以氨基丙醇抗坏血酸磷酸酯等物质的抗氧化功效，可以最大限度地对黑色素细胞的激活，对黑色素的生成从防御启动因子上加以限制。②黄岑根提取物、凝血酸、熊果苷等可抑制黑色素小体内酪氨酸酶的活性，抑制以酪氨酸为底物合成黑色素的酶促反应发生；乙酰酪氨酸是一种黑色素形成拮抗剂，它以酪氨酸的类似物形式与酪氨酸竞争酪氨酸酶，即以竞争性抑制的酶促反应路径生成未知的黃色物质取代黑色素的合成；一个黑色素小体内只存在一种黑色素合成的路径，谷胱甘肽可促进以不显黑的褐黑色素路径生成，代替真黑色素合成，使皮肤不显黑。对黑色素从表达合生上加以抑制或转化，是最有效的抑制方法。③烟酰胺具有抑制黑色素从黑色素细胞转运至角质层细胞的能力；量天尺果提取物可抑制搬运黑色素的驱动蛋白活力，降低黑色素向角质细胞的转运效率；水解欧洲李抑制角质细胞吞并黑色素。对黑色素从三种转运、传递路径上进行抑制和阻碍。④柑橘果皮提取物、羟乙基哌嗪乙烷磺酸等促进角质细胞更新脱落，提升角质层细胞活力，提高功效成分吸收能力，有利于沉积在肌肤表层的黑色素剥脱和代谢。

表2 全链路美白霜配方

综上，配方采用全链路高效美白组合物构建了一款美白霜，美白机制涉及黑色素合成的启动、表达、转运、代谢等各个阶段。

阴性对照：黑化区空白对照。

阳性对照：7%抗坏血酸（维生素C）制品，按《化妆品安全技术规范》（201版）国家药品监督管理局2021年第17号通告附录Ⅰ配方制备。

3.3 稳定性测试方法

制得样品在45 ℃、5 ℃、-15 ℃、冷热循环条件下连续存放3个月观察样品是否有变色或其他异常现象；在自然光照射条件下连续放置3个月，观察样品是否有变色或其他异常现象。

3.4 美白祛斑功效测试实验方法

采用紫外线诱导人体皮肤黑化模型祛斑美白功效测试法，简述如下。

3.4.1 受试对象

完成测试有效受试者共12人，其中男性4人，女性8人，年龄21～60岁，平均年龄39.83±12.35岁，符合受试者志愿入选和排除标准。

3.4.2 紫外线黑化模型建立

首先测试入组的合格受试者受试部位（背部）的最小红斑量（minimal erythema dose，MED），然后在受试部位选定3个面积在9 cm2的试验区，分别为试验产品区、阴性对照区和阳性对照区，每个试验区之间的间隔1.0 cm，并在每个试验区内选定面积不小于0.5 cm2的黑化测试区，用紫外线日光模拟仪按0.75倍MED剂量每天照射1次，连续照射4天。

3.4.3 肤色评测

照射结束后第5天，对各黑化测试区进行产品使用前的肤色视觉评估、皮肤色度仪和皮肤黑素检测仪的测试。以皮肤色度仪测试的L*a*b*颜色空间数值计算ITA°值，计算公式如下：

在涂抹试验物后每隔1周对各黑化测试区皮肤颜色进行视觉评估和仪器检测，并记录。

3.4.4 试验物涂抹

根据随机表在试验区按照（2.00±0.05）mg/cm2的用量涂抹试验物（阴性对照区不涂抹任何产品）。产品使用频率为每天2次，连续涂抹试验物4周。

3.4.5 美白功效评判依据

阳性对照使用前后与阴性对照相比显著改善皮肤黑化（P＜0.05），则证明试验有效，否则试验失败；经统计学处理，涂抹试验产品前后任一时间点肤色视觉评分差值或ITA°或MI差值与阴性空白对照相比有显著改善时（P＜0.05），且经回归分析整体判断试验产品与阴性空白对照相比皮肤黑化显著改善时。

3.5 消费者感官评价问卷调查

3.5.1 调查对象

志愿者人数34人，男性0人，女性34人；最小年龄27岁，最大年龄50岁；平均年龄38.80±6.81岁。

3.5.2 调研方法

研究者按照随机派发产品，详细告知受试者使用方法和注意事项，受试者在研究者的指导下使用产品。使用2周、4周、8周后分别进行回访问卷调查。受试者根据使用测试产品使用后的主观感受对测试产品进行评价。

4 结果与分析

4.1 稳定性测试

样品在45 ℃、5 ℃、-15 ℃、冷热循环条件下连续放置3个月均未出现分层、析出现象，在自然光照条件下连续放置3个月，有轻微的淡黄色，说明样品的稳定性良好。

4.2 美白功效测试实验

由专业的皮肤科医生对使用前后皮肤肤色等级进行评分，评分差值结果见表3，肤色等级评分回归系数结果见表4。阴性对照与试验产品对比以便说明确实是由变量因素引起的，而不是由于皮肤自身的代谢更新；阳性对照使用前后与阴性对照相比显著改善皮肤黑化（P＜0.05），证明试验有效。3周结束后试验产品区域和阳性对照区域分别出现显著性差异，4周实验结束时，阴性对照区的肤色差值为-1，阳性对照区的肤色差值为-2且有显著性差异，试验产品区的肤色对照为-1.5且有显著性差异，说明试验产品可以改变肤色。

表3 产品使用前后各测试区视觉肤色等级评分差值结果（中位数）

表4 视觉肤色等级评分回归系数（斜率k值）结果

利用皮肤色度仪收集皮肤图像，通过图像分析软件分析皮肤颜色，包括L*值、b*值和ITA°值。皮肤L*值越大，表示皮肤亮度越好；皮肤b*值越小，表示皮肤泛黄程度越低；皮肤ITA°值越高，表示皮肤白皙度越高，皮肤越白。产品使用前后皮肤ITA°差值结果见表5，皮肤ITA°值回归系数见表6。4周实验结束时，阴性对照区域皮肤ITA°差值为4.61±4.58，阳性对照区域皮肤ITA°差值为7.61±3.14，试验产品区域皮肤ITA°差值为7.39±3.08，试验产品区域与阳性对照区域差值接近，说明试验产品可以提高皮肤白皙度，使皮肤变白。

表5 产品使用前后皮肤ITA°差值结果（均值±标准差）

表6 皮肤ITA°值回归系数（斜率k值）结果

皮肤黑素检测仪基于光谱吸收的原理，通过测量特定波长的光照在皮肤上后的反射量来确定皮肤中的黑色素含量，因此MI数值越小，表明黑色素含量越低。产品使用前后皮肤MI差值见表7，皮肤MI值回归系数见表8。3周结束时阴性对照区域和阳性对照区域分别出现显著性差异；4周实验结束时，阴性对照区域皮肤MI差值为-25.11±23.54，阳性对照区域皮肤MI差值为-54.03±24.19，且有显著性差异，试验产品区域皮肤M I 差值为-45.69±20.70，且有显著性差异，试验产品区域皮肤黑色素含量显著降低，说明试验产品可以降低皮肤中黑色素的含量，从而美白肌肤。

表7 产品使用前后皮肤MI差值（均值±标准差）

表8 皮肤MI值回归系数（斜率k值）结果

综上，根据化妆品祛斑美白功效测试结果说明试验产品全链路美白霜具有祛斑美白功效。

4.3 消费者感官评价问卷调查

依照评分标准，34名志愿者在使用测试产品2周、4周、8周后，对测试产品的使用感受和功效进行评价。

志愿者使用试验产品2周后在效果上认可度比较好，见图3。100%的受试者认为皮肤变水润、柔软；超过90%的受试者认为使用产品后气色看上去变好了；超过80%的受试者认为使用产品后皮肤看上去有光泽、不那么暗黄、肤色更均匀；超过70%的受试者认为使用产品后肌肤看上去有提亮、皮肤焕亮光彩；超过60%的受试者认为色斑/痘印被明显淡化、皮肤更干净、色斑/瑕疵的数量减少。

图3 志愿者使用2周后自评感受

志愿者在使用试验产品4周后在效果上认可度较高，见图4。100%的受试者认为使用产品后皮肤变水润、柔软；超过80%的受试者认为使用产品后皮肤看上去有光泽、有提亮、不那么暗黄了、皮肤焕亮光彩；超过70%的受试者认为使用产品后色斑/痘印被明显淡化了、皮肤更干净、色斑/瑕疵的数量减少；91.18%的受试者对“肤色看上去更均匀了”感到满意；97.06%的受试者对“整体面部气色看上去变好了”感到满意。

图4 志愿者使用4周后自评感受

志愿者使用试验产品8周后在效果上整体认可度进一步提升，见图5。仍有约100%受试者认为使用产品后皮肤变水润或柔软；超过90%的受试者认为使用产品后肤色更均匀、面部气色变好；超过85%的受试者认为使用产品后皮肤有光泽、有提亮、看上去不那么暗黄、更焕亮光彩；超过70%的受试者认为使用产品后色斑/痘印被明显淡化、皮肤看上去更干净、色斑/瑕疵的数量减少。

图5 志愿者使用8周后自评感受

从8周消费者试用感官评价调研数据来看，34名受试者的皮肤有变得水润柔软、有光泽、更加明亮匀净、痘印变淡的整体趋势。其中2名受试者使用产品后面部有较为明显的变白，见图6。表明设计的这款全链路美白组合物，通过层层黑色素阻击，减少了黑色的分泌和沉淀，促进肌肤新陈代谢，具有明显改善肤色、美白肌肤的作用。

图6 2名受试者使用产品后的面部变化

5 结论

全链路的美白组合物，通过抗氧化、缓解炎症因子释放、抑制络氨酸酶活性、减少黑色素生成、抑制黑色素的转移、降低色素沉积程度、加速皮肤新陈代谢等路径，实现黑色素层层阻击。临床测试结果表明：使用含该美白组合物的膏霜4周后可明显改善肤色；试验产品区域皮肤ITA°差值为7.39±3.08，试验产品区域与阳性对照区域差值接近，皮肤白皙度提升；试验产品区域皮肤MI差值为-45.69±20.70且有显著性差异，试验产品区域皮肤黑色素含量降低。消费者感官评价问卷调查显示34名志愿者的皮肤有水润柔软、光泽焕亮、白皙匀净、痘印变淡的变化趋势。组合物具有明显的美白效果，显效周期为4周。