天麻在化妆品中的应用潜力

胡 凤，陈 豪，黄榜丽，方尚莉，刘艳芳，申开泽

（1. 昭通学院农学与生命科学学院，云南昭通 657000；2. 昭通学院滇东北高原特色农业研究中心，云南昭通 657000）

天麻（Gastrodia elataBI.），兰科多年生草本寄生植物，别名赤箭、离母、定风草、神草、水洋芋等，广泛分布于中国吉林、辽宁、四川、贵州、云南、陕西、湖北、河南、西藏等地，现人工栽培较多，中国珍贵的中草药之一[1]。天麻中含有大量的酚类、多糖类、黄酮类、甾醇类、有机酸、萜类、微量元素、挥发油等成分[2-3]，其中天麻酚类及其苷类如天麻素、对羟基苯甲醇、天麻素内酯等均是其主要药理活性来源[4]。现代药理学研究表明，天麻具有抗氧化、抗衰老、抑菌抗炎、提高机体免疫力、镇痛、镇静、抗糖尿病和抗风湿等功效[5-7]。近年来，含有天然植物成分的化妆品在中高端市场越来越受欢迎，大量传统中药材原料在化妆品中得到了广泛的应用。天麻作为传统中药材，其提取物已被纳入《化妆品原料目录（2021 年版）》，但以天麻为主要功效成分的具有中高端代表性的产品鲜有上市。拟结合化妆品的常见功能声称，对天麻中主要活性成分及其作用进行系统论述，分析探究其在化妆品中的应用潜力，以为天麻化妆品的开发利用提供基础理论依据。

1 天麻的主要活性成分

1.1 天麻素

天麻素（4 - 羟甲基苯基-β-D- 吡喃葡萄糖苷）是天麻的有效单体成分之一，也是天麻提取物中含量最高的活性成分。1979 年，中国科学院昆明植物研究所最先分离提取出天麻素，紧接着又在1980 年完成了天麻素的化学合成。作为天麻中含量最高的成分，天麻素常作为评价天麻质量优劣的指标，不同的提取工艺均会影响天麻素的质量。李晨等人[8]研究发现天麻素醇提的最佳料液比为1∶16，乙醇体积分数为65%，浸提时间为1.5 h，浸提4 次，提取率达到0.983%。宫梦琪等人[9]研究发现天麻素醇提的最佳料液比为1∶15，最佳乙醇体积分数为70%，浸提2 次，提取时间为60 min，提取率达到1.417%。常用来提取天麻素的方法还有超声波浸提法[10]、复合酶提取法[11]、微波提取法[12-13]等，目前以醇提法最为常用。天麻素作为天麻中含量最高的酚类活性成分，具有抗氧化、延缓衰老、抑菌抗炎等作用，对细胞没有明显的毒副作用[14]，为天麻应用于化妆品提供了安全和功效基础。

1.2 天麻多糖

多糖为天麻的有效活性成分之一[15-16]，其含量约占天麻总成分的25%[17]。组成天麻多糖的单糖以葡萄糖为主，并含有少量的鼠李糖和甘露糖，其结构为α-d- 吡喃型葡萄糖，这是一种不含蛋白质的非淀粉多糖[18]。天麻多糖多以水提法为主，其料液比、温度、提取方法等直接影响天麻多糖的质量。国内研究者张梦娟等人[19]研究发现，当料水比为1∶37 时，于58 ℃条件下提取36 min，天麻多糖提取率可达9.49%；刘明庆等人[20]发现，借助超声波提取3 次可以显著提高天麻多糖的提取率，在温度为60 ℃，料水比为1∶40，时间为30 min 时，提取率可高达42.6%。研究发现自然界提取出的植物多糖与人体内的多糖具有相似的作用[21]，可以起到抗氧化、延缓衰老等功效；此外多糖结构含有的亲水羟基，具有良好的成膜特性、吸湿性、保湿性，常作天然护肤类化妆品生产的功效成分[22]。

1.3 黄酮类化合物

黄酮类化合物是一种多酚物质，又称黄碱素，以游离或糖苷的形式广泛存在于植物体内，花、果实、种子等部位分布较多[23]。这些化合物由两个酚羟基（环A 和环B） 通过3 个碳原子连接而成，亲本核心为2 - 苯基色原酮[24]。在提取工艺方面，张睿等人[25]总结了水提法、碱性水或碱性稀醇浸提法、有机溶剂提取法、微波提取法、超声波提取法、酶解法、大孔树脂吸附法、超滤法、超临界提法等9 种提取工艺，各种方法都有其优缺点，在提取时应综合考虑被提物性质、成本、设备等因素，选择最佳提取工艺流程。研究发现植物体内的黄酮类化合物因其结构中具有苯环和其他共轭结构的分子，能较好地吸收紫外线[26]，可以起到美白、抗氧化、防晒、抗皱纹等功效[27]。王领[28]报道黄酮类化合物主要是作为抗氧化剂、抗炎剂、美白剂运用到化妆品生产中，安全性高。占晨等人[29]报道，利用从野生植物葛根中提取出的黄酮类化合物制备处的美白霜其效果良好。据此，可挖掘天麻中的黄酮类化合物应用于天然化妆品生产。

1.4 氨基酸

氨基酸结构中含有大量亲水基团，吸湿保湿剂性能好[30]。研究发现氨基酸不仅可以缓解皱纹改善肌肤状态，还能调控肌肤幼稚平衡，保持肌肤细腻水润[31]。陈仕学等人[32]研究发现德江乌天麻和黄天麻中氨基酸含量丰富，且多数是人体必需氨基酸。据此，亦可以氨基酸为功能成分对天麻应用于化妆品进行重点挖掘。

1.5 微量元素

天麻富含锌、镁、铜、铁、锰、镍、锡等多种微量元素[33]。研究发现，微量元素在人体内含量虽然很低，约占人体总质量的万分之一，但可以为人体补充部分微量元素，对人体的健康有一定的积极作用[34-35]。早在1994 年就有研究发现微量元素可以和蛋白质、氨基酸甚至核糖核酸联合，从而应用到化妆品中[36]，当这些微量元素被配合使用时，其生物活性更高，更易被人体吸收利用[37]。吴宝媛[38]报道化妆品中的铜元素可以缓解皮肤皱纹、清除自由基、有助于延缓衰老；砷元素主要是作为防晒剂和抗氧化剂投入到化妆品生产中，但在生产过程中应注意这些元素的用量。这些研究均为天麻中微量元素用于化妆品提供了一定理论依据。

1.6 巴利森苷及其衍生物

巴利森苷及其衍生物是天麻素和柠檬酸在不同羧酸位点酯化形成的化合物，最早于1981 年由Heihachiro T 等人[39]从天麻中发现。近年来，研究人员已经从天麻中陆续分离鉴定出33 种巴利森苷化合物，包括巴利森苷A、巴利森苷B、巴利森苷C 和巴利森苷E 等[40]。药理研究表明，巴利森苷具有抗氧化以及延缓衰老[41]、治疗心肌细胞凋亡[42]、抗癫痫[43]等作用，但是否能外用于化妆品发挥其生理功能还待进一步研究。

2 天麻的功能及作用机制

2.1 抗氧化作用

2.1.1 清除自由基和脂质过氧化物

在清除自由基方面，曹韦等人[44]研究发现，在过氧化氢损伤模型构建过程中加入不同浓度的天麻素溶液均会提高机体自由基清除能力，且浓度在10 μmol/L时，天麻素对氧自由基的清除率达到80.24%。张双奇等人[45]在研究中发现，天麻多糖溶液质量浓度为3.5 mg/mL 时，DPPH 自由基和氢氧自由基的清除率分别为40.52%和36.52%。侯敏娜等人[46]在研究中发现，天麻多糖溶液质量浓度为2.6 mg/mL 时，DPPH自由基和ABTS 自由基的清除率分别为67.46%和62.34%。上述研究结果均表明天麻具有潜在的抗氧化活性。廖霞等人[47]在研究中发现在一定质量浓度范围内（0~0.5 μg/mL），乌天麻提取液浓度越高，ABTS 阳离子自由基的清除率越高，当质量浓度为0.3 μg/mL 时，清除率大于87%，之后清除率随质量浓度的增加而减弱。以上研究结果均表明天麻可以通过提高自由基清除能力来发挥其抗氧化作用。

在清除机体内脂质过氧化物方面，孔小卫等人[48]研究发现，注射天麻多糖溶液可使试验衰老小鼠体内的超氧化物歧化酶SOD、谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶活性明显升高，而丙二醛含量明显降低。李峰等人[49]研究也表明，天麻多糖注射使D- 半乳糖致衰小鼠体内的SOD、GSH-Px 活性，以及胸腺指数和脾脏指数均升高，MDA 和NO 含量均降低。谢学渊等人[50]也得到相似的试验结果。以上试验结果均表明天麻多糖可以通过降低脂质过氧化物，从而发挥抗氧化作用。

2.1.2 抑制线粒体途径中的细胞凋亡，调控衰老基因的表达

韩学超等人[51]研究发现，天麻素可以激活mPTP上游的相关调节因子，降低线粒体膜电位的下降程度，减少凋亡因子的释放量，减轻线粒体的损伤，进而对心肌细胞、心脏乃至机体发挥一定的抗氧化应激损伤保护作用。王新梅等人[52]研究发现，天麻多糖可以提高小鼠体内SOD、CAT、GSH-Px 的含量，降低MDA、8-OHDG 的含量，以及Caspase-3、mMAFbX、MURF-1 mRNA 的表达量和蛋白水平，说明天麻多糖可能通过抑制细胞凋亡、调节氧化应激和泛素蛋白酶表达水平来延缓机体衰老。Lin 等人[53]研究发现，在抗氧化应激水平下，巴利森苷可以增强酵母细胞SIR2 的基因表达水平，抑制TORC1 基因的表达；提高酵母细胞的SOD 酶活性，延长酵母细胞寿命，降低MDA 和ROS 水平，且浓度在30 μmol/L时具有显著性差异（p<0.05），试验结果表明巴利森苷既可以通过降低活性氧水平提高酵母细胞抗氧化能力，也可以通过调控酵母细胞中SIR2/ TORC1 信号通路来表征其抗衰老作用。

2.2 抑菌抗炎作用

在抗炎方面，俞江灏等人[54]研究发现，注射天麻素后患脓毒症小鼠血液及肺泡灌洗液中的IL-1β、IL-6 及TNF-α 水平均降低，表明天麻素可以抑制盲肠穿刺导致患脓毒症小鼠的肺脏炎症。秦瑞怡等人[55]研究发现，与模型组相比，不同浓度的天麻素溶液均会降低治疗组大鼠体内的炎症因子iNOS 的表达。以上研究结果均表明天麻素可以通过抑制机体内相关炎症因子的表达从而发挥抗炎的作用。在抑菌方面，刘梅等人[56]报道，天麻多糖GeB40、GeB80 对细菌、真菌均有一定的抑制作用。陈琛等人[57]报道，天麻多糖会对肺克杆菌、大肠杆菌、产酸克伯杆菌等20 株革兰氏阴性菌，金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、类肠球菌等12 株革兰氏阳性菌，以及白色念珠菌、光滑念珠菌、新型隐球菌等8 株真菌产生抑制作用。

2.3 美白作用

天麻素可以通过抑制细胞酪氨酸酶活性，从而发挥其美白作用。酪氨酸酶又称多酚氧化酶，可以调控人体黑色素的合成，具有多种生物学功能，被广泛应用于医疗、美容等行业。裴超俊[58]通过酶活性测定试验和细胞毒性试验发现当天麻素质量分数为0.1%~4.0%时，天麻素会抑制细胞酪氨酸酶的生成量，且与化妆品生产常用的酪氨酸酶抑制剂熊果苷相比，相同质量分数下，天麻素抑制效果更佳，对细胞的毒性更小；同时，低质量分数的天麻素对损伤细胞具有一定的保护作用。研究结果表明天麻素对细胞酪氨酸酶有一定的抑制作用，可以降低黑色素含量，起到美白的作用。

3 结语

近几年，“植物护肤”“极简护肤”越来越受到人们的推崇和喜爱，如卡姿兰、欧诗漫、兰蔻、植村秀、海蓝之谜、薇诺娜、自然堂等相继推出的具有天然成分和特定功效的植物护肤品就深得消费者认同。这类护肤品源自天然植物原料，安全、低刺激、小分子易吸收，具有调控肌肤水油平衡、补水、保湿、修护、美白等功效。以薇诺娜为例，马齿苋作为传统的中药材之一，具有抗菌、消炎、消敏等作用，其提取物就被作为抗炎剂、抗菌剂和抗氧化剂广泛应用于化妆品生产，因其具有温和不刺激、抗菌消炎等功效深受消费者喜爱。另外，由于植物原料成分众多，具有天然、安全、绿色等优势，《化妆品监督管理条例》还鼓励和支持现代科学技术用于研发以特色植物资源为原料的化妆品。

药理研究已初步表明，天麻中的天麻素、多糖、巴利森苷、黄酮及微量元素等具有抗氧化功效，天麻素、多糖及黄酮等具有抑菌抗炎和美白功效，氨基酸则具有补水保湿的功效，这为天麻应用于化妆品提供了初步的物质和功能基础。但现阶段人们对天麻的应用大多还停留在医学、食品加工等方面，在化妆品方面的应用还需要更多的挖掘。目前，市面上以天麻为原料的化妆品极少，仅见诗莉薇天麻洁面膏、理肤皇后天麻草本补水保湿面膜、天麻多糖润肤霜、天麻首乌洗发水等少数品类，产品品类和形式单一，缺乏以天麻提取物为核心功能原料的拳头产品[59-60]。未来应在天麻的核心功效成分、功能评价、提取工艺、产品形式、应用范围、应用方法等方面进行重点研究，为其在化妆品中的广泛应用奠定坚实基础。