防曬劑黃芩苷、蘆薈苷提取工藝優化

楊嬌嬌

（福州萍晴日用化妝品有限公司，福建 福州 350018）

防曬劑黃芩苷、蘆薈苷提取工藝優化

楊嬌嬌

（福州萍晴日用化妝品有限公司，福建 福州 350018）

采用酶解輔助醇提法，從天然產物黃芩、庫拉索蘆薈中提取提純對280～320nm波段紫外線有強烈吸收特性的黃芩苷、蘆薈苷等活性物質作為天然防曬劑，輔以其他防曬基質，研制出符合市場需求的天然、溫和、高效且抗敏的天然防曬霜產品，通過對提取工藝的優化，使黃芩苷提取率達9.79％，蘆薈苷達17.36％，制備的防曬霜樣品SPF值經檢測平均值可達30以上。

提取物；黃芩苷；蘆薈苷；防曬霜；醇提；酶解；防曬劑

1 前言

太陽光中的紫外線按照波長長度的不同，可以分為3個波段的紫外線：長波黑斑效應紫外線UVA（320～400nm）、中波黑斑效應紫外線UVB（280～320nm）、短紫外線（200～280nm）。陽光中紫外線對人體都存在一定的危害，但3種波段的紫外線對人體的損害程度存在很大的區別。其中對人體造成傷害可能性最小的是短波紫外，產生這種結果的原因是短波紫外大部分會被大氣層中的臭氧層吸收，到達地面強度很小[1,2]；然而陽光中中波和長波紫外線對人體的傷害卻很是嚴重，因為它們大部分都能到達地面。中波和長波紫外線均可以穿透人的皮膚，從而導致人類皮膚有關的一系列疾病，如：皮膚癌、皮膚灼傷、皮膚色度的沉淀等，同時還會引起人身體的其它不良反應：如水腫、發燒、惡心等一些伴隨癥狀。對人體傷害最大的為長波紫外線，它能夠穿透皮下組織，同時對人體的傷害具有累積性，也是極其不容易恢復的[3-5]。

紫外線對人體的傷害逐漸引起人們的關注，所以開發防御過量的UVA、UVB紫外線照射的防曬產品，使人體免受傷害，延緩皮膚衰老顯得日益重要[6]。

國內外的防曬霜的研制已有很大進展，出現了各式各樣的防曬霜，但是目前研制的大部分的防曬霜中的紫外線吸收劑均非天然提取物，對人的皮膚存在一定的刺激性，會引起敏感皮膚的過敏反應。合成的紫外線吸收劑普遍存在活性成分低、穩定性低、溶劑殘留高、致敏性高等共性問題[7]。

文章使用酶解輔助醇提法[8]，并通過單因素與多因素正交實驗進行提取工藝優化，從天然產物黃芩、庫拉索蘆薈中提取提純對280～320nm波段紫外線有強烈吸收特性的黃芩苷（Baicalin）（圖1）、蘆薈苷（圖2）等活性物質作為天然防曬劑，研制天然植物防曬霜，并測定表征其功效。

圖1

圖2

2 材料與方法

2.1 材料

黃芩、庫拉索蘆薈：北京同仁堂福建藥業連鎖有限公司福州東大藥店購買。

2.2 試劑

實驗使用的試劑及規格見表1。

2.3 儀器

實驗使用的儀器型號見表2。

表2 實驗儀器、型號及廠家一覽表

2.4 黃芩苷和蘆薈苷提取液的制備

2.4.1 黃芩提取液的制備

將黃芩藥材碾磨成300目的微小顆粒，取3g，連同一定量的復合酶置于500mL平底燒瓶中，水浴加熱回流；然后將提取液經過0.45μm的濾膜過濾，定容至100mL。取過濾液1.000mL于5mL的容量瓶中，并用甲醇定容，獲得我們所需的黃芩苷提取液的實驗液[9-10]。

2.4.2 蘆薈提取液的制備

將蘆薈藥材碾磨成300目的微小顆粒，取蘆薈細粉5g，加入復合酶置于500mL平底燒瓶中，水浴加熱回流，在不同條件下提取，考察不同提取條件的提取效果。每次提取液過濾，定容至100mL，精密量取1.000mL，水浴蒸干，用甲醇定容到5mL容量瓶中，制得各供蘆薈苷提取物的試品液。

2.5 黃芩苷和蘆薈苷含量的測定

2.5.1 黃芩苷含量的測定

以甲醇-水-磷酸（47：53：0.2）為流動相，檢測波長為280nm，流速0.8mL/min，樣品溶液過0.45μL微濾膜濾，用高效液相色譜法（HPLC）測定峰面積A，每次進樣的體積保持恒定，為10μL。實驗采用外標法測定計算不同設定條件下提取黃芩苷（Baicalin）的百分含量（即提取率）[9]。

表1 實驗材料、廠家一覽表

2.5.2 蘆薈苷含量的測定

色譜條件：以甲醇-水-冰醋酸（42：58：0.5）為流動相，檢測波長為359nm，流速1mL/min，樣品溶液過0.45uL微孔濾膜，進樣10uL，用高效液相色譜法（HPLC）測定峰面積A，外標一點法計算不同設定條件下提取蘆薈苷（Barbaloin）的百分含量（即提取率）[10-12]。

3 結果與討論

3.1 黃芩苷單因素結果與討論

3.1.1 黃芩苷（Baicalin）提取率受復合酶濃度的影響

以60％的乙醇溶液作提取液，保持提取液體積45mL，提取時間2.5h，提取溫度50℃?？疾鞆秃厦笣舛茸兓瘜S芩苷（Baicalin）提取率的影響，結果曲線見圖3。

圖3 黃芩苷（Baicalin）提取率隨復合酶濃度變化圖

由圖3可知，隨著復合酶濃度的增加，黃芩苷（Baicalin）的提取率升高，復合酶濃度45U/g時，提取率達到峰值；復合酶濃度超過45U/g時，隨著酶液濃度的增加，酶分子飽和，緩慢與底物反應，從而提取率提高不多[9]。

3.1.2 黃芩苷（Baicalin）提取率受提取溫度的影響

以60％的乙醇溶液作提取液，保持提取液體積為45mL，提取時間2.5h，復合酶濃度為45U/g。考察提取溫度變化對黃芩苷（Baicalin）提取率的影響，結果曲線見圖4。

由圖4可知，黃芩苷（Baicalin）提取率隨著溫度增加而增加，當溫度達到50℃時，黃芩苷（Baicalin）提取率達到最大，當溫度繼續增加，提取效率出現了下降的情況，分析原因，可能是溫度過高，導致酶蛋白受損，酶生物活性降低，從而使黃芩苷（Baicalin）提取率降低。

3.1.3 黃芩苷（Baicalin）提取率受提取時間的影響

復合酶濃度40U/g、以60％的乙醇溶液作提取液，加入量45mL、提取溫度50℃，考察不同提取時間對黃芩苷（Baicalin）提取率的影響變化趨勢，結果曲線見圖5。

圖4 黃芩苷（Baicalin）提取率隨提取溫度變化圖

圖5 黃芩苷（Baicalin）提取率隨提取時間變化圖

由圖5可知，黃芩苷（Baicalin）提取率在2.5小時最高，當提取時間超過2小時，其提取率增加緩慢。

3.1.4 黃芩苷提取率受濃度為60％的乙醇溶液加入量的影響

復合酶濃度45U/g、提取時間2h、提取溫度45℃，考察不同乙醇溶液添加量對黃芩苷提取率的影響，試驗結果曲線見圖6。

由圖6可知，黃芩苷（Baicalin）的含量隨乙醇溶液添加量的升高而增加，添加量為45mL時達到最高，考慮成本問題以及乙醇對皮膚有一定的刺激性，增高乙醇濃度，對后續處理工藝增加困難，故添加量為比較45mL適宜。

圖6 黃芩苷（Baicalin）提取率隨乙醇添加量變化圖

3.2 正交試驗優化黃芩苷（Baicalin）提取工藝

3.2.1 正交試驗設計和結果

根據上述單因素試驗結果，復合酶濃度、提取溫度、提取時間、60％乙醇溶液添加量對黃芩苷（Baicalin）提取率具有重要影響。試驗對提取時間、提取溫度、復合酶濃度、60％乙醇溶液添加量4個因素各取3個水平，采用L9（34）正交設計，進行試驗。各因素的水平設置見表3，試驗結果見表4。

由表5方差分析試驗結果可知，各個因素沒有顯著差異，對上述結果進行直觀分析，4因素的主次關系為：B〉C〉D〉A，由正交試驗結果，通過直觀分析和方差分析，篩選出最佳方案，即A2B2C2D3，即提取時間為2.5h，提取溫度為50 ℃，復合酶濃度為45U/g，60％乙醇溶液添加量為45mL。

3.2.2 最佳提取條件的驗證試驗

取黃芩細粉3g至1000mL的圓底燒瓶中，加入復合酶濃度45U/g，pH=4.8，60％乙醇溶液45mL，提取時間為2.5h，溫度為50℃，在最佳試驗條件下重復三次試驗，求其平均值。驗證試驗結果見表6。

表3 黃芩苷（Baicalin）提取因素水平表

表4 黃芩苷（Baicalin）提取正交試驗結果

表5 黃芩苷（Baicalin）提取的方差分析表

表6 驗證試驗結果

3.3 蘆薈苷提取工藝的優化分析

同黃芩苷的分析方法，先進行單因素分析，分別以復合酶濃度、提取溫度、提取時間、乙醇添加量等因素，再采用L9（34）正交試驗表安排實驗，以獲取最佳工藝參數。以提取液中的蘆薈苷（Barbaloin）,作為提取工藝的優化的關鍵指標，進而確定最優的工藝。

根據單因素分析、正交試驗及方差試驗得出最佳提取條件為復合酶濃度30U/g、提取溫度50℃、提取時間1h、60％乙醇溶液添加量60mL并做三組試驗驗證了結果，蘆薈苷（Barbaloin）提取率分別為：平均值為17.36％。

3.4 制備防曬劑為黃芩苷、蘆薈苷的防曬霜

3.4.1 蘆薈、黃芩提取物防曬霜配方[13]

將上述最佳提取條件提取的黃芩提取液和蘆薈提取液作為防曬霜的原料，按表7的配方量進行打樣。

3.4.2 防曬劑為蘆薈苷、黃芩苷防曬霜制備工藝

將B相物料依次加入并加熱至75～85℃，攪拌至B相物料熔化后備用；將甘油物料依次加入去離子水中，不斷攪拌下使其熔化，再依次加入黃芩提取物及蘆薈提取物；（此時溫度不宜過高）。再講上述A相溶液加入均質乳化機主鍋中不斷攪拌下，將B相溶液加入均質乳化機中，將均質乳化器打開，在轉速4000r/min，均質5～10min即可。待冷卻至45℃，加入（日用）香精，調香、調節PH后，繼續攪拌5～10min，使攪拌均勻，控制pH在4.0～8.5后，待冷卻至30～40℃膏體成型后即可出鍋[14]。

表7 蘆薈、黃芩提取物防曬霜配方

3.4.3 防曬劑為蘆薈苷、黃芩苷的防曬霜測定

將所得樣品將制備好的樣品送至有關機構檢測，所得SPF（Sun protecyion Factor）的平均值可達到30以上，其他指標均符合《化妝品安全技術規范（2015版）》的要求。在街道上做隨機測試，共做20組人體試驗——試用本產品，并記錄其給予評價。該產品評價匯總如下：覺得手感細膩，質感輕柔，防水防汗，且不油膩占90％，其5％覺得滋潤度不夠，不能滿足其皮膚需求；5％的人覺得防水防汗，但是覺得有點油膩。

4 結論

4.1 黃芩苷提取工藝參數：在復合酶濃度45U/g，60％乙醇溶液45mL，提取時間2.5h，溫度50℃的提取條件下，黃芩苷（Baicalin）的提取率平均值可達9.79％。

4.2 蘆薈苷提取工藝參數：在復合酶濃度30U/g，60％乙醇溶液60mL，提取時間定1h，溫度50℃的提取條件下，蘆薈苷（Barbaloin）提取率平均值可達17.36％。

4.3 黃芩苷、蘆薈苷作為防曬劑，防曬效果顯著，平均值可達到SPF30，具有有效阻隔和吸收紫外線的功效。

[1]陸龍驊,卞林根,逯昌貴,等.750-750S UVB輻射徑向變化特征的觀測研究[J].自然科學進展,2001,11（8）：835-839.

[2]Catchis P. Atratospheric ozone depletion and solar ultraviolet radiation on earth[J].Science,1974（184）：13-19.

[3]賴小梅.提高防曬用品SPF值及其配方的研究[J].福建輕紡,2011（5）：38-41.

[4]王白強.納米材料提高防曬用品SPF值及其配方的研究[J].化學工程與裝備,2008,37（1）：18-21.

[5]蘇華,史方超,喬立業,等.黃芩防曬提取物的制備工藝研究[J].中國藥師，2014,17（2）：210-214.

[6]王云夏.中紫外線損傷致皮膚癌變過程的光學觀察及病理特征分析[D].福州：福建師范大學,2014：14-18.

[7]董浩浩.高交換容量聚乙烯纖維的制備及黃芩苷純化的研究[D].北京：北京服裝學院,2013：31-35，65-93.

[8]鄭艷紅，常艷芬，周玉枝，秦雪梅，杜冠華.黃芩中黃芩苷提取精制工藝研究[J].山西醫科大學學報，2015,57（11）：1106-1110.

[9]王宏志.酶法提取黃芩有效成分研究[D].天津：天津大學,2007：14-66.

[10]李琪,劉超,張陽陽.酶法提取蘆薈中蒽醌類抗菌物質的研究[J].農產品加工,2013,331（10）：1-3+6.

[11]張翠利.蘆薈提取物的制備工藝及質量標準研究[D],開封：河南大學,2008：16-34.

[12]蔡華珍,王相仕,孫永康.蘆薈的酶處理制汁工藝及其對汁液品質的影響[J],飲料工業,2006，21（7）：20-22.

[13]閆世翔.化妝品的生產管理與產品質量分析[J].日用化學品科學,1999,22（S1）：182-185.

[14]章蘇寧,張健,宋曉秋,等.含蘆薈天然防曬成分防曬霜的制備及防曬效果評價[J].2010,10（2）：83-86.

10.3969/j.issn.1007-550X.2017.06.006

R284.2

A

1007-550X（2017）06-0049-06

2017-04-20

楊嬌嬌（1993-），女，福建南平人，大學本科，主要從事化妝品研發。