化妝品中美白活性成分檢測(cè)方法研究進(jìn)展

鄒孝，唐加利，龔迎昆，肖昭競(jìng)，馬艷，牟瓊

(1.重慶市計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)研究院，重慶 401123；2.重慶市食品安全工程技術(shù)研究中心，重慶 401123；3.重慶大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，重慶 400030)

1 美白活性成分作用機(jī)制

白種人膚色較淺，是因?yàn)樗麄兤つw中含有較多的褐黑色素，而黃種人皮膚中含有較多的真黑色素，使得黃種人看起來(lái)更黑一些。因此，阻斷褐黑色素以及真黑色素的形成就成為美白祛斑的有效途徑。

1.1 黑色素的形成[1-5]

紫外線、活性氧等環(huán)境甚至是某些食物都可能導(dǎo)致皮膚變黑，這是因?yàn)檫@些直接或間接地參與了黑色素生成。黑色素的形成依賴于三種酶：酪氨酸酶、多巴色素互變酶以及DHICA氧化酶。

酪氨酸在酪氨酸酶的作用下生成多巴，多巴繼續(xù)在酪氨酸酶的作用下生成多巴醌，多巴醌是形成褐黑素的前體；同時(shí)多巴醌在酪氨酸酶催化作用下生成多巴色素，接著多巴色素在多巴色素互變酶作用下，大部分生成二羥基吲哚(DHI)，小部分生成二羥基吲哚羧酸(DHICA)，二者在DHICA氧化酶作用下，生成DHI-黑色素和DHICA-黑色素兩種真黑色素。

從黑色素的形成過(guò)程中可以看到，酪氨酸是形成黑色素的主要原料，減少酪氨酸的攝入，有利于從源頭上減少黑色素的形成，同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，酪氨酸酶是形成黑色素的決定性酶，可以說(shuō)沒(méi)有酪氨酸酶，黑色素將難以形成。因此，體內(nèi)的酪氨酸酶活力越高，含量越高，形成黑色素的可能越大。

1.2 美白祛斑機(jī)制

美白祛斑類化妝品的作用機(jī)制是干擾甚至阻斷黑色素的形成。目前有4種原理可用來(lái)解釋美白活性成分的作用機(jī)制[6]。

1.2.1 還原作用 美白活性成分直接作用于黑色素，將具有明顯黑色的黑色素加以還原，變?yōu)闊o(wú)色的還原型色素。

1.2.2 凝結(jié)作用 一般而言，蛋白質(zhì)發(fā)生凝結(jié)，會(huì)失去其本身的活性。而酪氨酸酶是一種蛋白質(zhì)，通過(guò)凝結(jié)作用，促使酪氨酸酶失活，失去催化的活性，從而使得色素細(xì)胞不能生成黑色素。酚類化合物對(duì)蛋白質(zhì)有凝結(jié)作用，苯酚、對(duì)苯二酚(氫醌)、熊果苷、曲酸及其衍生物等采用的就是這種原理。

1.2.3 嵌合作用 酪氨酸酶是一種含銅離子的酶，其中銅離子作為輔酶。嵌合作用就是作用于酪氨酸酶中的銅離子，使其發(fā)生絡(luò)合作用，從而使酶的活性降低甚至失去催化功能[7]。

1.2.4 破壞作用 通過(guò)破壞自由基，從而導(dǎo)致黑色素小體結(jié)構(gòu)改變，最后造成黑色素的細(xì)胞破壞。這種方法在應(yīng)用方面有一定局限性，因此在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的很少。

2 美白活性成分的安全性[8]

根據(jù)不同的作用機(jī)制，美白活性成分一般可以分為三種：①還原劑：如維生素C、維生素E及其衍生物等；②酶抑制劑：如氫醌、熊果苷及其衍生物、曲酸及其衍生物等；③剝離劑：如果酸等。

2.1 維生素C及其衍生物

維生素C又稱抗壞血酸，自從50年代起就廣泛應(yīng)用于美白祛斑類化妝品中，是目前應(yīng)用最廣的一種美白成分添加劑。在黑色素的合成過(guò)程中，它能夠阻止多巴進(jìn)一步氧化為多巴色素，并使已合成的多巴醌被還原為多巴，以致黑色素不能合成。因此，它能夠有效的美白皮膚，在一定程度上能夠去除一些斑痕。但是，由于其具有很強(qiáng)的還原性，在沒(méi)有保護(hù)的情況下極容易被氧化，從而失去活性，穩(wěn)定性較差。目前，大多數(shù)化妝品中添加的美白成分是維生素C的衍生物，以此來(lái)提高它的穩(wěn)定性。由于維生素C是人體所必須的一種維生素，因此在美白祛斑類化妝品中添加維生素及其衍生物的安全性較高。

2.2 氫醌

氫醌，又名對(duì)苯二酚，溶于水，并且能夠與乙醇以任意比例互溶。由于其具有較高的抗氧化性、絡(luò)合作用強(qiáng)而被廣泛應(yīng)用在日化方面。大多數(shù)人認(rèn)為氫醌用作美白祛斑的有效成分是因?yàn)樗且环N酶抑制劑，能直接作用于酪氨酸酶，使其失活，從而阻斷酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)槎喟秃投喟王倪^(guò)程，進(jìn)而抑制黑色素的形成。同時(shí)也有人認(rèn)為，在酪氨酸酶的催化作用下，氫醌變?yōu)?-羥基氫醌，生成的新物質(zhì)被認(rèn)為是一種活性較高的黑色素抑制劑。氫醌通過(guò)抑制黑色素的形成，使得皮膚黑色素減少，皮膚趨向于淺色，同時(shí)能夠使已經(jīng)產(chǎn)生的黑色素釋放到色斑外，起到祛斑作用。由于氫醌價(jià)格便宜，并且美白祛斑效果比較明顯，其一度在美白化妝品中應(yīng)用很廣，但是研究發(fā)現(xiàn)，氫醌毒性較高，對(duì)眼睛有著嚴(yán)重傷害，與皮膚接觸可能會(huì)產(chǎn)生過(guò)敏現(xiàn)象[9]，同時(shí)，它有著高度誘發(fā)突變作用，這就意味著它有致癌后果，氫醌的過(guò)度應(yīng)用會(huì)引起黃褐病，長(zhǎng)期使用甚至?xí)?duì)肝臟造成不可逆轉(zhuǎn)的影響。《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》(2002 年版) 中明確規(guī)定了在祛斑類化妝品中禁止使用氫醌[10]。

2.3 熊果苷及其衍生物

熊果苷，學(xué)名對(duì)苯二酚葡萄糖苷，從名稱上可看出其與氫醌有類似之處。能夠從植物中提取，也能通過(guò)有機(jī)合成，合成的熊果苷純度高、活性好，在化妝品添加中應(yīng)用甚廣。美白原理與氫醌類似，都是抑制酪氨酸酶的活性，減少黑色素的合成，加速黑色的分解，熊果苷在不影響細(xì)胞增殖的濃度下，可有效減少黑色素的形成，同時(shí)由于其結(jié)構(gòu)同氫醌有類似之處，其安全性也引起了研究者的關(guān)注。目前認(rèn)為，熊果苷對(duì)光不穩(wěn)定，易分解，因此為了達(dá)到美白效果，在添加了熊果苷的化妝品中需添加更多的防曬物質(zhì)，過(guò)多的防曬物質(zhì)會(huì)對(duì)皮膚造成一定的損害，同時(shí)也有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)熊果苷的濃度達(dá)到0.5～8 nmol/L 時(shí)，反而會(huì)促進(jìn)黑色素的生成。

2.4 曲酸及其衍生物

曲酸，學(xué)名5-羥基-2-羥甲基-1，4-吡喃酮，能夠從曲霉類和青霉類等絲狀真菌發(fā)酵物中提取得到，也是一種酶抑制劑。曲酸能抑制酪氨酸酶的合成，因而可以強(qiáng)烈抑制皮膚黑色素的形成，并且不會(huì)產(chǎn)生白斑后遺癥，所以曲酸已被配入化妝水、面膜、乳液、護(hù)膚霜中，制成能有效治療雀斑、老人斑、色素沉著、粉刺等的高檔美白化妝品。20 μg/mL濃度的曲酸就可抑制多種酪氨酸酶70%～80%的活力，在化妝品中一般添加量為0.5%～2.0%。雖然曲酸有著很強(qiáng)的美白祛斑功效，但是它對(duì)光對(duì)熱不穩(wěn)定，易分解，容易對(duì)皮膚產(chǎn)生刺激[11]。因此對(duì)曲酸進(jìn)行酯化、烷基化得到曲酸的衍生物成了一大解決方法，并且得到的衍生物對(duì)酪氨酸酶活力表現(xiàn)出更高的抑制性。隨著對(duì)化妝品的需求越來(lái)越大，化妝品的安全性備受關(guān)注。近年來(lái)有研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期使用曲酸類物質(zhì)會(huì)使皮膚發(fā)生病變，而且它對(duì)染色體變異有一定影響，有致癌風(fēng)險(xiǎn)。2017年10月27日，世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布的致癌物清單初步整理參考，曲酸在3類致癌物清單中。

2.5 果酸

果酸大多數(shù)從水果中提取，故稱為果酸，是一類酸的總稱。果酸可使角朊細(xì)胞粘連性減弱，使堆積在皮膚上的角質(zhì)層脫落，從而使得真皮淺層毛細(xì)血管擴(kuò)張.讓皮膚顯得紅潤(rùn)光亮。

高濃度果酸制劑可作剝脫劑，剝脫作用較溫和，愈后不會(huì)發(fā)生色素異常，更不會(huì)產(chǎn)生疤痕。果酸是天然的有機(jī)酸，常規(guī)劑量無(wú)全身毒副作用。但是一味的追求皮膚的紅潤(rùn)光澤而加大果酸的濃度會(huì)使得表皮層嚴(yán)重脫落，從而容易引起皮膚的紅腫、過(guò)敏甚至潰爛。歐盟科學(xué)委員會(huì)已考慮嚴(yán)格限制果酸的使用量，并強(qiáng)制含果酸的產(chǎn)品貼上標(biāo)簽。

3 美白活性成分的檢測(cè)手段

3.1 氫醌[12-13]

氫醌的檢測(cè)手段主要有色譜法、毛細(xì)管電泳法等。

李翠玲等[14]運(yùn)用薄層色譜法對(duì)氫醌進(jìn)行了快速檢測(cè)。其中展開劑為：三氯甲烷/丙酮(v/v=7∶3)，顯色劑為10%鐵氰化鉀水溶液和 2%三氯化鐵水溶液混合溶液(v/v=1∶1)；蘇海濤等[15]利用毛細(xì)管柱氣相色譜法檢測(cè)化妝品中的氫醌，毛細(xì)管色譜柱用的是Rtx-5型，檢測(cè)器用的是FID，以標(biāo)準(zhǔn)品的色譜峰面積進(jìn)行定量分析，方法的回收率為98.4%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.0%；朱建暉[16]采用二極管陣列檢測(cè)器高效液相色譜法檢測(cè)化妝品中的氫醌，結(jié)果表明，該方法線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)為0.999 7，氫醌回收率為94.5%～95.7%；韓康等[17]采用毛細(xì)管電泳法測(cè)定氫醌含量，檢測(cè)器為二極管陣列檢測(cè)器，電泳緩沖液為pH=9.2的硼砂，電壓為20 kV，該方法的線性范圍為0.5～100 μg/mL，氫醌的檢出限為0.5 μg/mL。

3.2 熊果苷及其衍生物[18-20]

熊果苷的檢測(cè)手段主要有薄層掃描法、毛細(xì)管電泳法、伏安法、紅外光譜法、紫外可見吸收光譜法、熒光光譜法、氣相色譜法、高效液相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜法、液相色譜-質(zhì)譜法等。目前熊果苷的檢測(cè)主要釆用高效液相色譜法，該方法靈敏度高，選擇性好，且迅速方便。隨著色譜聯(lián)用技術(shù)的發(fā)展，液質(zhì)聯(lián)用也得到了廣泛應(yīng)用。在GB/T 35954—2018 中，就采用二極管陣列檢測(cè)器高效液相色譜法測(cè)定熊果苷的含量，在添加含量0.025%～0.5%的濃度范圍內(nèi)，要求回收率在87.9%～102%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差<4%。

3.3 曲酸及其衍生物

目前，曲酸的檢測(cè)手段有分光光度法、薄層色譜法、毛細(xì)管電泳法、電化學(xué)方法、氣相色譜法、高效液相色譜法等。

曲酸能與三氯化鐵反應(yīng)生成持久的酒紅色，該顏色在稀釋倍數(shù)很大的時(shí)候仍能辨認(rèn)出來(lái)。而且該有色物質(zhì)在497 nm處有最大吸收，因此在該波長(zhǎng)下被用作曲酸的定量檢測(cè)；陳興國(guó)等[21]采用流動(dòng)注射與毛細(xì)管電泳聯(lián)用體系測(cè)定了曲酸含量，方法的檢出限為1.15 mg/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差<5%，回收率在93.7%～104.1%之間；錢疆等[22]采用電化學(xué)安培檢測(cè)方法測(cè)定化妝品中的曲酸，線性范圍為0.2 ng～2 μg，方法回收率為86%～91%；田富饒等[23]采用高效液相色譜法測(cè)定化妝品中的曲酸，該方法的線性范圍是3.6～72 mg/L，相關(guān)系數(shù)為0.999 9。

3.4 其他

其他活性成分如抗壞血酸磷酸酯鎂、抗壞血酸葡糖苷、煙酰胺、甘草酸二鉀、4-丁基間苯二酚等都可以采用高效液相色譜方法進(jìn)行檢測(cè)。近年來(lái)，越來(lái)越趨向使用一種方式將多種美白有效成分分離開并檢測(cè)含量，如陳沛金等[24]采用高效液相色譜分析方法同時(shí)測(cè)定了化妝品中 10 種美白活性成分及2種禁用成分。該方法在 2.5～100 mg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均>0.999 0。回收率為 87%～102%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均<4%。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著美白、祛斑類化妝品的大量需求，越來(lái)越多的新型的有效的活性成分將添加到化妝品中，這些活性成分在扮演著讓我們變美的角色的同時(shí)，也應(yīng)該保證對(duì)我們的健康不構(gòu)成威脅，因此需建立高效快速，高靈敏度，多組分同時(shí)提取，同步檢測(cè)分析方法，加大對(duì)化妝品中多種美白活性成分的檢測(cè)方法的研究，進(jìn)而評(píng)價(jià)化妝品安全性和功效性，為美白、祛斑類化妝品的管理和質(zhì)量監(jiān)督提供技術(shù)支持。