五味子在化妆品中的应用与前景

郑晓霞，赵姝婷，王荣灿，侯 微,2,3

（1中国农业科学院特产研究所，长春 130112；2吉林省中药材及饮片加工转化科技创新中心，长春 130112；3吉林省中药材种植（养殖）重点实验室，长春 130112）

0 引言

中国已成为近十年来化妆品消费增速第一的国家，统计报告表明，“初抗老”第一大消费群体已逐渐转变为越来越多的90后、95后[1]，抗衰老化妆品开发已经成为化妆品市场的迫切需求。由于自由基过剩可诱导人体皮肤发生氧化损伤引起皮肤衰老，因此具有抗氧化作用的有效成分成为抗衰老化妆品的主要原料。中药作为天然植物，由于含有多种有效成分，且副作用较小，因而受到国内外的广泛关注，越来越多中药的抗氧化成分被应用在化妆品中。

五味子Schisandra chinensis(Turcz.)Baill.是木兰科五味子属多年生落叶藤本植物，中医用其作为滋补强壮剂已有悠久历史。现代药理学研究发现，五味子有效成分如五味子酚、五味子乙素、五味子醇甲等对氧自由基引起的脂质过氧化有明显拮抗作用。五味子总木脂素能显著提高紫外线诱导的光老化细胞I型胶原蛋白分泌量，抑制基质金属蛋白酶的产生从而减少胶原蛋白分解，增加细胞内谷胱甘肽的含量，保护皮肤细胞，减少紫外线对其的伤害，可用于制备具有抗光老化效果的化妆品[2]。另外，五味子总木脂素可减轻痤疮内酸杆菌引起的炎症，抑制相关炎症因子的释放，可用于制备具有祛痘消炎效果的化妆品或外用药膏，扩大了五味子的应用范围[3]。近来，在崇尚自然的潮流趋势下，以天然植物为基源的功能性化妆品，受到消费者的青睐[4]，其抵御紫外线辐射损伤、抗氧化等护肤活性受到消费者认同。因此，以五味子抗氧化有效成分为基源的化妆品开发具有广阔的前景。本研究梳理了五味子的有效成分、对其在化妆品中的研究现状和应用前景进行了综述。以期为五味子在化妆品中的开发和利用提供理论基础和依据。

1 五味子的有效成分

临床应用已有2000多年历史的中药五味子，具有保肝降酶、止咳祛痰等功效，药用价值较高，可药食两用。经研究发现五味子中约含有425 种化合物，生物活性多样。其有效成分主要为木脂素类、多糖类、三萜类、黄酮类、有机酸类和挥发油类等[5]。现代药理学表明，五味子具有消炎、抗氧化、抗衰老、抗癌症、消除疲劳、增强机体免疫力等作用。

1.1 木脂素

木脂素类成分是五味子的活性成分，主要分布于种子中。经统计发现五味子木脂素类化合物有五味子甲素、五味子乙素、五味子丙素、五味子醇甲、五味子醇乙、五味子酯甲、五味子酯乙、五味子酯丙、五味子酚、五味子苷、巴豆酰戈米辛P、戈米辛G等[6-9]。Liu等[10]从五味子叶中分离到15种化合物，包括一种新的木脂素（五味子苷E）和一种新的萜类化合物（五味子苷A），以及9种已知木脂素和4种已知萜类化合物。

1.2 多糖类

谷艳菲等[11]用微波-超声波联用法提取五味子有效成分，经测定发现五味子提取物中含有多糖等成分，而且五味子多糖具有抗氧化能力，因此，多糖是五味子有效成分中重要的活性成分之一。五味子果肉的多糖比种子中的多糖含量高。李铂等[12]对不同成熟期五味子质量进行评价，发现随着采收时间的延迟五味子中总多糖含量逐渐降低。Chen等[13]采用热水提取、乙醇沉淀和脱蛋白的方法，分别提取了多糖类成分。与脱蛋白方法相比，乙醇沉淀中的蛋白质和糖醛含量较高，具有更强的清除自由基能力。

1.3 挥发油类

五味子挥发性成分较复杂，含有丰富的萜类和芳香族成分。王洁等[14]对五味子果肉精油和种子精油进行成分分析，从中分别鉴定出55种和45种成分，质量分数分别占精油总量的94.04%和93.39%。Teng 等[15]在对五味子挥发油的研究中发现，用蒸馏法提取五味子挥发油，其主要成分为萜类化合物，并具有一定的抗菌作用。

1.4 其他

除上述成分外，五味子中的黄酮、有机酸和三萜类等成分均发挥着重要作用（表1）。金银萍等[16]通过建立超高效液相色谱法发现五味子不同部位中总黄酮和酚酸成分含量和抗氧化活性呈显著正相关。在对五味子果实、藤茎、叶和离体微芽培养物提取物的天然酚类抗氧化活性的研究中，Szopa等[17]发现春季采集的藤茎和叶提取物的总酚含量最高。林雄平等[18]采用醇提和水提法提取南五味子根的黄酮类成分，发现南五味子根部醇提黄酮类成分的提取率大于水提。宫莉等[19]以北五味子果实为原料，优化对总黄酮的提取方法和提取工艺条件，发现超声波提取法优于微波法和热回流法，所得的五味子黄酮具有较强清除超氧阴离子自由基和羟自由基的能力。此外，五味子中还含有蛋白质、氨基酸和其他微量元素等。

表1 五味子的主要有效成分活性作用

2 五味子在化妆品中的应用

2.1 抗氧化作用

皮肤是人体的主要保护屏障，受到内在和外在因素的影响，过剩的自由基(ROS)、紫外线辐射、环境污染、干燥和冷空气等内外因素都会引起皮肤衰老和皮肤疾病的发生[20]。马莹慧等[21-22]对五味子总木脂素类成分进行纯化及抗氧化活性研究，发现北五味子总木脂素类成分的总抗氧化能力是Vc 的1/7 左右，清除超氧阴离子自由基的强度是Vc 的1/6 左右，说明其具有良好的抗氧化活性。Yan等[23]通过对大鼠皮下注射及口服五味子果实的水提物和醇提物发现，五味子有效组分增强D-gal诱导的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和总抗氧化能力(T-AOC)活性，维持血清、额叶皮质中谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)和一氧化氮(NO)的正常水平。经鉴定，该组分的化合物主要是木脂素类成分。在对五味子木脂素的研究中，Zhang等[24]提出北五味子木脂素对H2O2诱导损伤的ECV-304细胞通过降低丙二醛的含量及提高超氧化物歧化酶活性而有明显的保护作用。CHOI[25]探究了五味子甲素的抗氧化活性功效，结果表明五味子甲素有效降低了H2O2诱导的细胞毒性和DNA损伤，这与减少活性氧的积累有关。Gao等[26]研究发现五味子乙素可以显著降低炎症因素，如Cox-2，IL-6和IL-18的产生，减弱UVB辐射诱导对人皮肤角质形成细胞和皮肤成纤维细胞的损伤，并且可以显著消除UVB 辐射诱导产生的ROS。因此，五味子乙素可以有效地保护皮肤角质形成细胞免受UVB 辐射损害，并且可以通过减少ROS 的产生来减轻UVB 辐射诱导引起的炎症反应。侯微等[27]采用噻唑蓝(MTT)法测定H2O2诱导HaCat细胞氧化损伤衰老模型的细胞增殖情况，结果发现五味子甲素、乙素及丙素对H2O2造成的细胞氧化损伤均具有一定的保护作用，其中五味子乙素和丙素的效果较好。Ding等[28]发现五味子乙素有效地降低叔丁基氢过氧化物(TBHP)诱导的细胞死亡、ROS 的产生、脂质过氧化反应及DNA 损伤。五味子乙素还有效地抑制了线粒体膜电位(MMP)的改变，并在TBHP 损伤的HaCat 细胞中恢复了腺苷三磷酸(ATP)水平。邱明阳等[29]对五味子多部位的抗氧化活性及α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用进行筛选，测定出五味子总木脂素具有较优的抗氧活性及α-葡萄糖苷酶活性抑制作用。抗氧化活性和α-葡萄糖苷酶活性抑制作用与木脂素类物质的含量呈正相关。朱力杰[30]以北五味子藤茎为原料，对北五味子总三萜和木脂素的化学成分进行分析，发现北五味子总三萜和木脂素能够缓解乙醇代谢引发的脂质过氧化作用，清除氧自由基，保护肝细胞及细胞器的功能和结构；北五味子总三萜和木脂素通过调控乙醇代谢中关键酶，尤其是CYP2E1 的表达，从而减少ROS 的生成，减轻对肝脏造成的氧化损伤。

李珊珊等[31]提取北五味子的总多糖，通过离子交换层析和分子筛层析对总多糖进行分离纯化，测定发现总多糖对DPPH和羟自由基清除活性明显优于4个子级分，并且清除率随着浓度的升高而增加，具有较好的抗氧化活性。Yue等[32]采用五味子多糖处理鸡胚胎肝细胞，通过检测鸡胚胎肝细胞的活力、调亡、超氧化物歧化酶和抗氧化酶含量等指标，得出五味子多糖可以保护肝细胞免受H2O2诱导的氧化损伤。Niu等[33]从五味子提取物中分离纯化出水溶性多糖，经体内体外实验表明，水溶性多糖不仅对超氧阴离子自由基、羟自由基和DPPH 自由基有良好的清除作用，而且可以降低丙二醛含量，并增加谷胱甘肽过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性。综上所述，五味子具有较好的抗氧化作用，可以延缓氧化损伤诱导的皮肤衰老过程和治疗由氧化应激引起的皮肤疾病发作。研究表明五味子藤茎、叶、果实和种子中均含有抗氧化活性成分，且成分具有相对的稳定性和安全性。因此，以五味子为基源开发化妆品具有可行性。

2.2 抗菌消炎作用

李振等[34]研究发现南、北五味子提取物对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、沙门氏菌、枯草芽孢杆菌、铜绿假单胞菌均具有抑菌作用。林雄平等[35]将南五味子老根、幼根、老茎、幼茎、叶以乙醇为溶剂提取，其中，老根提取物和叶提取物分别对枯草芽孢杆菌和大肠杆菌的抑制效果最好。另外采用水提取法、乙醚索氏提取法分别提取南五味子果实多糖和脂溶性物质，研究结果发现南五味子果皮、果肉的脂溶性物质对金黄色葡萄球菌有抗菌作用，南五味子果皮、果肉、种子的脂溶性物质对枯草芽孢杆菌有抗菌作用[36]。Song等[37]实验结果显示18 mg/mL 五味子提取物对金黄色葡萄球菌的生长具有抑制作用。金黄色葡萄球菌的生长曲线出现了延长的滞后期和缩短的对数期，菌株的生长形态呈现皱缩和枯萎。该提取物在大麦汤体系中具有较强的抑菌活性。石亚丽[38]从常见药食两用的中草药中选取了8种植物原料，发现南烛叶、五味子醇提物对金黄色葡萄球菌的抑菌作用较强，抑菌圈直径最高达到26 mm；丁香、五味子的醇提物对毛霉的抑菌作用较强，抑菌圈直径最大超过25 mm；与其他原料相比，五味子、丁香和南烛叶的抑菌活性是较强的。Guo 等[39]研究五味子果实提取物通过降低金属蛋白酶和胶原蛋白，抑制了脂质过氧化作用，激活抗氧化防御系统，提高谷胱甘肽产量，从而显著抑制痤疮丙酸杆菌的生长，抑制了UVB 诱导的成纤维细胞的光老化。王杰等[14]比较了五味子果肉精油和种子精油的活性，发现果肉精油较种子精油有更好的体外抗氧化活性，同时它们对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、绿脓杆菌和大肠杆菌的生长均具有一定抑制作用。Cui 等[40]研究了五味子提取物(SCE)在大肠杆菌上的抗菌特性。体外抗菌试验表明，SCE 能有效抑制受试细菌的生长，在O/W乳液模型化妆品体系中，SCE 具有较强的抗菌能力。用SCE 处理的大肠杆菌的生长曲线显示出延长的滞后阶段和受限制的对数期。五味子中发现的六种二苯并环辛二烯木脂素的抗菌特性被Hakala 等[41]首次报道，在人上皮细胞感染两种相关的革兰氏阴性菌肺炎衣原体和沙眼衣原体时均表现出活性。所有6个木脂素（五味子素，五味子甲素，五味子乙素，五味子丙素，五味子醇甲，五味子醇乙）均抑制肺炎衣原体包涵体形成和感染性子代产生。但这些化合物均未显示出对产气肠杆菌，大肠杆菌，变形杆菌，铜绿假单胞菌，枯草芽孢杆菌，金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌的抑制作用，表明其抗菌作用具有选择性。Kang 等[42]研究发现五味子乙醇提取物对脂多糖刺激的巨噬细胞中促炎物质产生抑制作用。

尽管目前已显示木脂素具有抗炎作用，但尚未有其对痤疮丙酸杆菌引起的痤疮相关炎症的作用机制的研究。Guo等[43]用5、10、20 μmol/L五味子甲、乙、丙素预处理THP-1 人单核细胞，并用痤疮丙酸杆菌刺激细胞。结果显示五味子乙素和丙素以5 μmol/L的浓度抑制炎症细胞因子的释放，而五味子甲素在浓度为10 μmol/L 时才能发挥作用。五味子乙素和丙素均降低了受体基因的mRNA 表达。这些结果有助于我们理解3种木脂素对痤疮丙酸杆菌诱导的炎症的抑制作用机制，并表明五味子素可被开发为治疗痤疮的药物。通过对五味子果实提取物进行定性定量分析，通过化学染色方法观察细胞老化程度，结果表明该提取物可以显著改善痤疮丙酸杆菌刺激的THP-1 和UVB辐射的HDF细胞的炎性状态[44]。Jung等[45]在1-氟-2,4-二硝基氟苯(DNFB)诱导的接触皮炎小鼠中研究了五味子甲醇提取物(MESC)对耳厚度和重量、组织病理学变化、免疫细胞过滤和细胞因子产生的影响。MESC的局部应用有效抑制耳肿胀并抑制增生。研究结果表明MESC 的抗炎作用是通过减少TNF-α，IFN-γ，IL-6和MCP-1的产生来介导的，MESC在炎症性皮肤病的治疗中具有潜在的应用价值。目前，顺铂被广泛应用于抗肿瘤药中，但是由于其易引发肾毒性，临床应用受到限制。Li等[46]发现五味子藤茎提取物通过改善氧化应激、炎症和细胞凋亡对顺铂引起的急性肾损伤具有保护作用。Oh等[47]发现3种主要化合物枸杞素J、枸杞素N和五味子丙素可以抑制脂多糖诱导鼠巨噬细胞的炎症反应。五味子提取物在传统医学中被广泛应用于慢性炎症疾病的治疗。

综上所述，将植物有效成分开发为天然防腐剂具有天然、安全性好、无毒、抑菌抗菌效果佳及抗氧化等诸多优势。五味子中含有多种药用成分，能抑制多种病原微生物繁殖和再生，对大肠杆菌、金黄色葡萄菌和肺炎球菌有良好的抑制作用，同时，五味子中还含有对痤疮丙酸杆菌诱导的炎症的抗炎成分，因此五味子在抗菌消炎方面的效果表明其具有开发为天然防腐剂的可行性。

2.3 美白作用

皮肤中黑色素的过度产生和积累会导致色素沉着，例如雀斑和黄褐斑。皮肤美白的作用机制主要是通过在皮肤黑色素生成、代谢过程中抑制黑色素的产生。对黑色素的抑制作用可分为胞内抑制和胞外抑制。胞内抑制是指在抑制黑色素形成过程中降低酶酪氨酸酶的活性或抑制酪氨酸酶的合成，从而抑制黑色素的形成；胞外抑制是指通过抑制内皮素-1和内皮素-2来抑制黑色素的形成。戈米辛N，一种在五味子中发现的木脂素化合物，已在各种研究中显示出具有抗氧化、抗肿瘤和抗炎的活性。Chae等[48]首次报道了戈米辛N在哺乳动物细胞以及斑马鱼胚胎中具有抑制黑色素生成的作用。戈米辛N通过下调在黑色素生成中的关键蛋白的表达水平可显著降低黑色素含量，而无细胞毒性。有研究验证了PI3K/Akt 和MAPK/ERK 途径的激活可能抑制黑色素生成的作用。戈米辛N以浓度依赖性方式显著抑制黑色素合成[49]。Lee 等[49]对五味子的己烷组分进行了分离纯化，得到了β-麂皮苷、α-兰烯醇、戈米辛N、戈米辛A、五味子素等5 种主要化合物，通过测定诱导的小鼠黑素瘤细胞，发现五味子素以浓度依赖性方式显著抑制黑色素合成。Yuji等[50]从五味子藤茎中提取的丙酮，在小鼠B16 黑色素瘤F10 细胞中显示出明显抑制3-异丁基-1-甲基黄嘌呤(IBMX)刺激的黑素生成。Zhao 等[51]发现五味子甲素显著抑制了黑色素含量和酪氨酸酶(Tyr)活性，五味子甲素通过MAPK和CREB途径下调MITF和致素酶来减少黑色素。Gao 等[52]研究发现五味子苷F 可以通过诱导细胞凋亡来抑制黑色素瘤A375细胞活性，进一步的研究发现，五味子苷F可抑制过量ROS的产生。Oh等[53]研究发现五味子果实1-O-甲基果呋喃糖以浓度依赖性方式显着抑制黑色素合成和酪氨酸酶活性，并降低了致素蛋白的表达，包括微孔相关转录因子(MITF)、酪氨酸酶和酪氨酸酶相关蛋白的磷酸化。Yan等[54]从五味子中分离出的五味子乙素、脱氧五味子素、五味子丙素表现出抑制酪氨酸酶活性作用。

综上所述，五味子的美白成分主要为戈米辛N，五味子甲、乙、丙素对黑色素生成也有一定的抑制作用。因此，五味子具有开发为抗黑色素生成或皮肤美白化妆品的潜在可行性，在美白化妆品中具有广阔的应用前景。

3 五味子化妆品研究现状及前景

中药护肤美容是利用中药有效成分延缓皮肤衰老和美化皮肤。中国是最早应用天然药物护肤美容的国家之一，中药美容在中国已有2000 多年的历史，并积累了丰富的经验。中草药来源于大自然，温和纯正，毒副作用小，相对于化学成分更加安全可靠。

在化妆品中添加五味子提取物使得该化妆品能够控油抗脂，且成分天然所以副作用较小，从而使该化妆品更适用于敏感肌肤[55]。五味子提取物被应用到以天然草本提取物为主要原料的美白滋养霜中，可抑制皮肤黑色素合成和转移，在维持肌肤正常的生理代谢和机能的条件下，能达到安全有效的美白效果[56]。吴志韵等[4]实现了在提取五味子木脂素类成分的同时，提取其黄酮类成分，提高了提取效率，使五味子提取物可应用于抗氧化、抗紫外线辐射和抗衰老的个人护理品中。王发强等[57]证实了五味子中木脂素类成分是具有良好的紫外线防护功能的天然产物，其对紫外线的损害有保护功能，可作为添加剂应用在防晒护肤品中。赵鑫等[58]优化五味子总木脂素的提取方法，提取出的五味子总木脂素具有较好的抗光老化效果，且针对痤疮丙酸杆菌引起的炎症具有较好的消炎作用，可制备具有抗光老化效果或具有祛痘消炎效果的化妆品或外用药膏。周有才[59]提供了一种主要含五味子提取物的护肤品，以霍霍巴油、五味子提取物和羊毛脂为核心活性物质，能迅速渗透至肌肤深层从根本上抑制并清除各种有害肌肤健康的自由基，修复皮肤细胞DNA 损伤，恢复细胞活性，促进肌肤新陈代谢，有效修护和美白肌肤，延缓肌肤衰老。Kim 等[60]发明以燕麦、五味子、辣椒、琼脂为主要原料的润唇膏，其具有优异的抗氧化、抗炎和抗菌活性，消除了合成防腐剂引起的皮肤问题并提供防腐效果。Hwang等[61]优化完善了提取五味子固体浓缩物的方法，该方法简单，产量高，可用于食品原料和化妆品中。Sik 等[62]发明的亲水性复合剂是一种抗老化剂，包括五味子提取物等多种成分，可用作化妆品成分，具有优良的皮肤抗炎、肤抗氧化和皮肤美白效果，且有良好的吸收率，可以改善皮肤皱纹并且配方稳定。Huang等[63]制备五味子胶红酵母发酵提取物，保留了五味子的良好抑菌效果，改善了抗氧化性能并降低了刺激，有利于应用于化妆品生产加工中。

随着对五味子提取工艺及有效成分的不断深入研究，其在化妆品中的应用将越来越广泛。然而对五味子在化妆品中的具体应用中，不免有着各种各样的问题。不仅要将五味子有效成分充分利用，还要考虑到五味子产品的综合体验。五味子颜色气味成分复杂，如何将五味子活性成分与化妆品中其他成分融合起来，并达到大众可以接受的气味和色泽还需更深一步的探索。另外五味子有效成分在化妆品中的量效问题也有待进一步研究。由于五味子果实、藤茎、叶均含有丰富的活性成分，但含量存在差异，因此其在化妆品中的应用，需考虑提取部位等因素。随着人们对化学制品副作用的认识越来越深，对天然有效成分的需求就越来越迫切，更多人们开始追求含有天然成分的化妆品。本研究通过对五味子活性物质及其在化妆品中的应用进行文献检索，发现天然中药五味子满足了人们对美容护肤的需要，其抗氧化有效成分在化妆品中的应用开发具有广阔的前景，并为以五味子为主要基源的化妆品开发提供了可行性分析。