白术与白芍美白面膜的制备及美白作用初步研究

2023-08-09张建国马宁珠王振霖巫婕灵齐娜

中国美容医学 2023年7期

张建国马宁珠王振霖巫婕灵齐娜

[摘要]目的：以白术、白芍为原料，制备中药美白面膜，并验证其美白功效。方法：检测白术和白芍的醇提取物吸收紫外线、抑制酪氨酸酶活性、清除超氧阴离子与1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基的能力，通过正交试验筛选制备面膜较优配方。结果：中药醇提取物清除超氧阴离子的IC50值为1 307 μg/ml；清除DPPH自由基的IC50值为2.959 μg/ml；抑制酪氨酸酶活性的IC50值为55.83 μg/ml。中药面膜的较优配方为：中药醇提取物0.15%，卡波姆1%，羧丙甲基纤维素2.25%，山梨醇8%，三乙醇胺2%。面膜稳定性良好，当面膜浓度为0.13 g/ml时，酪氨酸酶的清除高达69.53%。结论：白术、白芍中药面膜外观性状稳定，pH符合标准，且具有抗紫外、抗氧化、抑制酪氨酸酶活性能力作用，具有美白效果。

[关键词]白术；白芍；美白；中药面膜；酪氨酸酶

[中图分类号]TQ658.2 [文献标志码]A [文章编号]1008-6455（2023）07-0069-05

The Preliminary Study on Preparation and Whitening Effect of Atractylodis and Paeoniae Radix Alba Whitening Mask

ZHANG Jianguo1，MA Ningzhu1，WANG Zhenlin1，WU Jieling1，QI Na1，2

（1.Guilin Medical University，Guilin 541004，Guangxi，China; 2.Department of Pharmacy，Integrated Hospital of Traditional Chinese Medicine，Southern Medical University，Guangzhou 510315，Guangdong，China）

Abstract： Objective A new type of facial mask was prepared from Atractylodis and Paeoniae Radix Alba， and verify its whitening effect. Methods Detected the ability of Atractylodis and Paeoniae Radix Alba， which include absorbing ultraviolet light， inhibiting tyrosinase activity and scavengeing superoxide anion and DPPH free radical. Through orthogonal test， the best formula of the facial mask was screened. Results The IC50 value of alcohol extract of traditional Chinese medicine on scavenging superoxide anionis， DPPH free radical and tyrosinase is 1 307 μg/ml， 2.959 μg/ml， 55.83 μg/ml. Traditional Chinese medicine masks Optimum formula is 0.15% of Chinese medicine alcohol extract， 1% of Carbomer 940， 2.25% of carboxymethyl cellulose， 8% of sorbitol， 2% of triethanolamine. For facial mask， which has good stability， when the mask mass concentration is 0.13 g/ml， thetyrosinase removal rate is as high as 69.53%. Conclusion The facial mask of Atractylodis and Paeoniae Radix Alba is stable in appearance， the pH is up to the standard， and it has the functions of anti-ultraviolet， anti-oxidation， and inhibition of the activity of complex amino acid enzyme， and has whitening effect.

Key words： Atractylodis; Paeoniae Radix Alba; whitening; Chinese medicine mask; tyrosinase

面膜是一類比较常用的化妆品，具有保湿、美白、清洁、辅助修复受损皮肤的作用。市场上的面膜美白作用主要源于一些具有美白祛斑的化学美白剂，如氢醌乳膏是针对黄褐斑、雀斑以及老年斑等皮肤损伤留下色素沉着等疾病的治疗药物[1]，但相关研究表明氢醌类软膏或造成皮肤损伤，并且国际癌症研究机构（International agency on cancer research，IARC）对氢醌进行安全性评估，结果表示氢醌对人体多种器官组织会产生毒性[2]。与之相比，中药美白具有历史悠久、高效、安全等优点[3]。白术是历代中药世家常用美白药材，主要含挥发油、多糖、苷类、氨基酸等有效成分[4]，具有抗衰老、抗氧化作用[5-6]。白芍的成分主要包括单萜及其苷类化合物、三萜类化合物、黄酮类化合物和多糖等[7]，白芍多糖对黑色素生成限制酶-酪氨酸酶活性有抑制作用及抗氧化作用[8-9]。本文选取白术、白芍制备中药美白面膜，从抗紫外、抗氧化、抑制酪氨酸酶活性能力等方面来评估美白功效。面膜质量以感官评价为主要依据，对复方中药醇提取物应用于面膜类产品的美白效果进行了初步的研究。

1 材料和方法

1.1 实验材料和仪器：实验中药材白术、白芍购于云南绿生药业，无水乙醇（成都市科隆化学品有限公司），抗坏血酸、甲醇、壳聚糖、甘油、山梨醇、盐酸、三乙醇胺、对羟基苯甲酸乙酯（西陇化工股份有限公司），酪氨酸酶（worthington），左旋多巴（solarbio），三羟甲基氨基甲烷（国药集团化学试剂有限公司），邻苯三酚（上海楷洋生物科技有限公司），DPPH（卓阳曼林生物技术有限公司），卡波姆940（广州康乔汉普药业有限公司），羧丙甲基纤维素（安徽山河药用辅料股份有限公司），电子分析天平（赛多利斯科学有限公司），旋转蒸发器（州长城科工贸易有限公司），DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器（上海力辰西仪器科技有限公司），Infinite M200 Pro多功能酶标仪（迪肯科学有限公司），pH计（赛多利斯科学有限公司），紫外-可见分光光度计Evolution 200（赛默飞世尔科技公司），台式离心机（上海安亭科学仪器厂）。

1.2 实验方法

1.2.1 中药有效成分的提取：精确称取20.0 g中药粉末于500 ml圆底烧瓶，加入300 ml体积分数65%乙醇后200 W超声提取3 h，在70℃恒温水浴回流2.5 h，再浸泡过夜。提取混合物用纱布过滤2次，滤纸过滤6次，使用旋转蒸发仪在70℃、90 r/min、0.5 mpa条件下旋蒸浓缩至液体无醇味，最后恒温水浴浓缩至干浸膏状[10]。

1.2.2 紫外吸收的测定：紫外线中对人体皮肤造成伤害的主要是长波黑斑效应紫外线（UVA）320～400 nm和中波红斑效应紫外线（UVB）280～320 nm。将中药醇提取物用超纯水稀释成所需浓度梯度，在200～400 nm处进行波长扫描。观察其在UVA区和与UVB区吸收情况，评价中药醇提取物防晒能力[4，11]。

1.2.3 清除超氧自由基试验

1.2.3.1 邻苯三酚自氧化体系影响因素研究试验及操作：将64 ml浓度0.1 mol/L三羟甲基氨基甲烷溶液与22.9 ml浓度0.1 mol/L HCL溶液混合加水稀释至100 ml，得到pH=8.2的Trist-HCL缓冲液，浓度为0.02 mmol/L的邻苯三酚溶液使用0.1 mol/L盐酸配置。紫外分光光度计调零后精确量取6 ml Trist-HCL缓冲液、2 ml浓度为0.02 mmol/L的邻苯三酚溶液于棕色容量瓶定容，在325 nm处检测吸光度随时间变化，确定最佳反应时间[12]。

1.2.3.2 复方中药醇提取物的活性测定：以维生素C作为阳性对照，将维生素C稀释成浓度梯度，加入150μl Trist-HCL缓冲液、15μl邻苯三酚混合均匀，在确定的反应时间、波长下测得吸光度为A2。中药醇提取物稀释成相应浓度梯度，加入150μl Trist-HCL缓冲液、15μl鄰苯三酚混合均匀，在确定的反应时间、波长下测得吸光度为A1。公式计算[13]：清除率（%）=（1–A1/A2）×100%。通过比较维生素C与中药醇提取物对邻苯三酚的清除率，评价中药醇提取物的活性。

1.2.4 复方中药醇提取物抗氧化性检测：精确称取0.26 mg的DPPH，溶于无水甲醇定容至10.0 ml并超声溶解，配置成0.04 mg/ml溶液，4℃避光保存。阳性对照组维生素C稀释成浓度梯度加入100 μl的DPPH、50 μl水，避光放置60 min在517 nm处测定，得到吸光度A2。中药醇提取物稀释至所需浓度梯度，加入100μl的DPPH、50 μl水，避光放置60 min在517 nm处测定，得到吸光度A1。对DPPH的清除率的计算公式[14-15]：清除率（%）=（1-A1/A2）×100%。

1.2.5 酪氨酸酶活性抑制能力试验：40μl中药醇提取物与60μl pH为6.8的磷酸盐缓冲溶液、100 μl浓度为0.08 mg/ml左旋多巴混合点96孔板，37℃孵育10 min后加入40 μl浓度为94 U/ml酪氨酸酶反应30 min，在475 nm测量得到A1。40 μl维生素C与60 μl pH=6.8的磷酸盐缓冲溶液、100 μl浓度为0.08 mg/ml左旋多巴混合点96孔板，37℃孵育10 min后加入40 μl浓度为94 U/ml酪氨酸酶反应30 min，在475 nm测量得到A2。酪氨酸酶清除率计算公式[16-17]：清除率（%）=（1-A1/A2）×100%。

1.2.6 凝胶面膜的研制

1.2.6.1 单因素实验：①混合凝胶基质的筛选：将4%羧甲基纤维素钠、8%海藻酸钠、1%壳聚糖、1%卡波姆与2.25%羧丙甲基纤维素混合混匀得到A、B、C、D四种复合凝胶基质，观察并记录不同配方基质面膜的物理性状，结合面膜在皮肤上的涂展性、流动性、黏稠度以及保湿性确定最佳组合。②保湿剂种类的确定：重量为Mb培养皿中精密称取8%的甘油、山梨醇、尿囊素、乳糖，再次记录初始总重量M0，置于温度37℃烘箱内，隔一定时间段再次记录重量Mt，保湿率（%）=（Mt-Mb）/（M0-Mb）×100%。③凝胶基质添加量：凝胶基质按0.6%、0.8%、1%、1.2%、1.4%与羧丙甲基纤维素2.25%混合，加水至100%进行感官评分，确定最优含量。④保湿剂添加量：通过以上实验得到保湿剂种类，以3.5%、5%、6.5%、8%、9.5%添加量制备面膜，采用单因素实验方法，通过感官评价，以确定最优含量。在培养皿中放置模仿人体角质层的医用透气胶带，涂抹0.5 g面膜，按上述方法计算保湿率[20]。⑤三乙醇胺添加量的筛选：将三乙醇胺以0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%添加至配方，采用单因素实验考查记录pH，感官评分选择三乙醇胺添加量。

1.2.6.2 正交实验在单因素的水平基础上，进行L9（3）正交实验对配方进行优化，以卡波姆，山梨醇，三乙醇胺的添加量为考察因素，设计比例见表1。

1.2.6.3 面膜评价标准：使用不同比例的卡波姆940、山梨醇、三乙醇胺制备面膜后，随机选取4名健康志愿者，分别用手指摄取一定量的面膜样品均匀涂抹于手背皮肤上，志愿者根据面膜在皮肤上的黏稠度、流动性、涂展性进行综合打分，得分情况作为选择卡波姆940、山梨醇、三乙醇胺添加量的依据，满分10分。按实验方法，检测面膜抗氧化能力、抑制酪氨酸酶活性评价面膜质量，检测面膜pH值考察是否对人体有害[18-19]。

1.2.6.4 面膜的制备工艺：①A相：1%卡波姆加入适量超纯水后静置过夜，得到卡波姆溶胶；2.25%羧丙甲基纤维素加入适量温水，搅拌均匀，得到羧丙甲基纤维素溶胶。②B相：0.15%中药提取物加入水适量，搅拌充分溶解，依次加入卡波姆溶胶、羧丙甲基纤维素溶胶，搅拌均匀。B相中加入2%三乙醇胺搅拌均匀，加水得到凝胶，与8%山梨醇、适量对羟基苯甲酸乙酯、香精混合均匀，超声30 min后静置一晚消泡。

1.2.6.5 稳定性试验：取3份置于分别置于40℃、-4℃保持24 h，恢复至室温（25℃）后，与室温放置相同时间面膜比较。精确称取1.5 g面膜放于5 ml离心管置于2 500 r/min下离心30 min，观察是否有水分析出。

1.3 统计学分析：所有数据均采用GraphPad Prism 5进行作图，采用SPSS 25.0进行统计学分析，多组数据间的比较采用单因素方差分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 复方中药醇提取物的紫外吸收能力：在280～400 nm波长范围内，白术、白芍提取物对紫外光的吸收能力随着浓度的增加而升高，在UVB区（280～320 nm），相关研究表明，吸光度为在1.5～2具有高防护效果[11]。中药醇提取物1.5 mg/ml吸光度为1.72±0.18，具有良好防护效果，从经济、抗紫外效果综合考虑初步筛选中药提取物含量为1.5 mg/ml制备面膜，即为0.15%添加量。见图1。

2.2 超氧阴离子自氧化法实验结果

2.2.1 反应时间的确定：由图2可知，0～16 min随着反应进行吸光度持续变化，16～18 min时，吸光度变化趋于稳定，故选择16～18 min作为反应时间[12]。

2.2.2 复方中药醇提取物对超氧阴离子的清除能力：中药醇提取物和维生素C清除超氧负离子能力见图3。维生素C浓度279μg/ml时，邻苯三酚超氧离子清除率为99%。中药醇提取物浓度1 162μg/ml时，邻苯三酚超氧离子清除率为50%，中药醇提取物对邻苯三酚超氧离子清除率存在明显量效关系。经计算，维生素C清除超氧离子的IC50为27.2 μg/ml，中药醇提取物的IC50为1 307μg/ml，中药醇提取物具有清除超氧离子能力。维生素C的活性虽高，但其在溶液中不稳定，易受光、热、氧等因素的破坏而丧失還原能力，限制了其在化妆品中的有效利用率。

2.3 复方中药醇提取物抗氧化性检测：复方中药醇提取物抗氧化能力检测见图4。中药醇提取物浓度25μg/ml时清除率达到76%，维生素C在5μg/ml对DPPH自由基清除率达到95%。根据中药醇提取物对DPPH自由基清除率之间量效关系，增加中药醇提取物浓度可以提高对DPPH自由基清除率。经计算，中药醇提取物的IC50为2.959μg/ml，维生素C的IC50为1.733μg/ml，中药醇提取物具有一定抗氧化作用。

2.4 酪氨酸酶活性抑制实验结果：酪氨酸酶抑制率结果见图5，增加维生素C和中药醇提取物浓度，酪氨酸酶活性抑制率也增加，并且存在量效关系，中药醇提取物浓度50μg/ml时，酪氨酸酶抑制率47%；中药醇提取浓度200 μg/ml时，酪氨酸酶抑制率达73%。经计算，中药醇提取物活性的IC50为55.83μg/ml，阳性对照组维生素C的IC50为49.53 μg/ml，中药醇提取物对酪氨酸酶活性具有抑制作用[21]。

2.5 凝胶基质筛选结果：几种常用凝胶基质初步制备凝胶的性状见表2，卡波姆＋羧丙甲基纤维素（D）、羧甲基纤维素钠＋羧丙甲基纤维素（A）制备的凝胶结合表感官评价分析在均匀度、涂展性、稳定性方面比8%海藻酸钠+羧丙甲基纤维素（B）、1%壳聚糖+羧丙甲基纤维素（C）效果好，最终选用卡波姆＋羧丙甲基纤维素（D）组用作凝胶基质。

2.6 保湿剂种类筛选结果：各类保湿剂效果见图6～7，尿囊素保湿率最小，甘油、山梨醇和乳糖三者保湿率接近。30 min内，山梨醇是保湿率始终在80%以上。并且在4 h内，山梨醇的保湿性能优于甘油和尿囊素，山梨醇能够有效增加面部湿度，选择山梨醇作为本实验保湿剂。

2.7 凝胶基质添加量对面膜感官评价的影响：卡波姆含量影响凝胶粘度，延展性，从而影响面膜质量。不同含量卡波姆制备面膜的感官评分见图8，保持2.25%的羧丙甲基纤维素不变的情况下，1%的卡波姆与2.25%的羧丙甲基纤维素组合制备凝胶的评分最高，1%添加量组与其他添加量比较，差异具有统计学意义（P＜0.05），选择1%卡波姆+2.25%羧丙甲基纤维素作为凝胶基质的配方。

2.8 保湿剂添加量筛选结果：结果显示，山梨醇的保湿率与浓度正相关，在敷面膜最佳时间段20～30 min内，9.5%与8%山梨醇的保湿率几乎相同（见图9）；结合感官评价，8%的感官评分最佳，8%添加量与其他添加量比较，差异具有统计学意义（P＜0.05），综合考虑，确定面膜山梨醇添加量为8%。见图10。

2.9 三乙醇胺添加量筛选结果：三乙醇胺1.5%添加量时pH为6±1，感官评分最高，差异具有统计学意义（P＜0.05），在面膜标准pH范围。见图11。

2.10 正交实验结果：各个影响因素的主次顺序为A＞B＞C，即卡波姆940＞山梨醇＞三乙醇胺，三个因素最优水平为A2，B2，C3，最终选用卡波姆1%，山梨醇8%，三乙醇胺2%作为最优组合制备面膜。见表3。

2.11 面膜抗氧化能力验证实验结果：人体自由基氧化会导致皮肤颜色加深、衰老。中药面膜对DPPH自由基具有清除能力，并且随着浓度的增加清除能力也随之增强，当中药醇提取物最大浓度16.8 mg/ml，对DPPH清除率可达34.8%。该复方中药面膜具备一定抗氧化能力，有美白、抗衰老的功效。见图12。

2.12 面膜抑制酪氨酸酶活性实验结果：结果显示，中药面膜对酪氨酸酶抑制有明显的量效关系，在133.33 mg/ml时，面膜对酪氨酸酶抑制能力高达69.53%。该面膜可以降低黑色素的生成，具有良好的美白美容功效。见图13。

2.13 理化指标测定结果：中药面膜置于40℃、-4℃下存放24 h后恢复至室温，结果见图14A、B，未出现性状改变、分层水化现象。面膜经离心处理后（见图14C），无分层水化现象，有较好的离心稳定性。

3 讨论

本研究从传统中药材白术、白芍中提取有效成分，制备中药美白面膜，其中白术与白芍中药的提取物中的多糖、内酯、萜类、皂苷等物质可以清除自由基及抑制酪氨酸酶活性[9]，从而达到美白效果。

利用超声提取得到两种中药的提取物，通过紫外分光光度法确定了添加到面膜中含量为0.15%。中药面膜的抗氧化性及美白作用主要源于中药醇提取物，首先比较了中药醇提取物与维生素C对超氧阴离子清除作用，由于维生素C具有极强还原性，能够快速与氧化性极强的超氧阴离子反应，导致两者的IC50值相差较大。而后，比较了中药醇提取物与维生素C的DPPH自由基清除率及酪氨酸酶活性抑制能力，经计算，两者的IC50值相差不大，说明中药提取出与维生素C美白效果相当。

通过单因素实验筛选出1%的卡波姆940和2.25%的羧甲基纤维素作为凝胶基质，其差异具有统计学意义（P＜0.05）。山梨醇作为保湿剂可以滋润皮肤表面，8%和9.5%含量的山梨醇保湿率基本相同，但是8%添加量的山梨醇感官评分最佳，与9.5%含量比较具有统计学意义（P＜0.05）。三乙醇胺在面膜中调节pH，添加量为1.5%时pH适中，并且1.5%添加量的感官评分与添加量1%、2%的差异均具有统计学意义（P＜0.05）。在单因素实验基础上，通过正交实验优化了面膜配方，凝胶基质是影响面膜主要因素，其次是山梨醇，最后是三乙醇胺。粘度及保湿性是面膜对皮肤的重要指标，不仅可以增加皮肤舒适度，同时可以减少中药提取物与空气接触，防止多糖等物质氧化。2.25%羧甲基纤维素与1%的卡波姆作为凝胶基质时，制备的面膜性状良好，粘度适中，8%的山梨醇添加量使面膜在保湿性能及对皮肤舒适度上均良好，添加2%三乙醇胺将面膜PH控制在安全范围内，符合国家标准。因此，中药面膜较优配方为0.15%的中药醇提取物，1%的卡波姆940，2.25%的羧甲基纤维素，8%的山梨醇，2%的三乙醇胺。

采用DPPH清除实验验证面膜抗氧化作用，中药面膜在2～17 mg/ml浓度范围内对DPPH自由基清除效率良好，结合中药面膜对酪氨酸酶活性抑制实验，面膜基质等材料加入后不影响面膜中的中药提取物的美白效果。从中药提取物及中药面膜清除DPPH自由基及抑制酪氨酸酶活性结果上看，白术与白芍中药面膜具有抗氧化及美白功效。

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