白芷美白防曬霜的制備*

肖夢媛，黃 杰，文艷霞，翁德會

(武漢華夏理工學(xué)院化學(xué)與制藥工程學(xué)院，湖北 武漢 430223)

近年來，隨著生活水平的提高，越來越多人的注重自己的皮膚，白嫩的皮膚是女性們一直追求的，因此有關(guān)美白的護膚品大力發(fā)展起來。白芷是傘形科多年生草本植物白芷Angelicadahurica(Fisch.ex Hoffm) Benth.et Hook.k.f．或杭白芷Angelicadahurica(Fisch.ex Hoffm) Benth.et Hook.f.var. formosana (Boiss) Shan et Yuan的干燥根，能“長肌膚，潤澤，可作面脂”，自古以來為美白第一品。據(jù)統(tǒng)計，古書中美容護膚方中使用頻次最高的就是白芷。其美白護膚功效值得肯定。

1 實驗儀器、試劑與樣品

實驗儀器：雙光束紫外可見分光光度計、恒溫水浴鍋、粉碎機、醫(yī)用離心機、磁力攪拌器等。

試劑：硬脂酸、羊毛脂、蜂蠟、白油、十六醇、Span-60、單硬脂酸甘油酯、Tween-80、甘油等。

實驗材料：白芷是購于湖北南漳縣中藥材公司，產(chǎn)地為湖北南漳，經(jīng)鑒定為傘形科植物白芷的根。

2 白芷美白液的美白和抗氧化實驗

2.1 供試品溶液制備

將白芷粉碎，稱取10 g放入圓底燒瓶中，加入200 mL 50%乙醇回流3 h，抽濾，將濾液收集在圓底燒瓶中，回收乙醇濃縮至精膏，計算收率，加入50%乙醇定容至100 mL，配成0.1 g/mL生藥母液濃度，貯藏，備用。

濃縮后的精膏有2.292 g，回收率為22.92%。

2.2 DPPH清除能力的測定[1]

精密稱取20 mg DPPH放入小燒杯中攪拌溶解,定容至250 mL搖勻避光保存。將對照品維生素C和白芷乙醇提取物分別配成濃度分別為1 mg/mL、5 mg/mL、10 mg/mL、15 mg/mL、20 mg/mL作為供試品溶液。加入4 mL DPPH溶液和4 mL的50%乙醇于一號試管中，蓋上橡皮塞，混勻靜置30 min；加入4 mL DPPH溶液和4 mL供試品溶液于二號試管中，蓋上橡皮塞，混勻靜置30 min；加入4 mL供試品溶液和4 mL的50%乙醇溶液于三號試管中，蓋上橡皮塞，混勻靜置30 min后；在517 nm波長處測定吸光度。按下式計算DPPH的清除率(P)：

DPPH自由基清除率P=[1-(Ai-Aj)/Ac]×100%

(1)

式中：Ac為DPPH溶液與50%乙醇混合液的吸光度;Ai為DPPH溶液與供試品溶液混合液的濃度吸光度;Aj為供試品溶液與50%乙醇混合液的吸光度。加樣量及計算結(jié)果如表1、表2所示。

表1 Vc濃度的變化對清除率的影響Table 1 Influence of changes in Vc concentration on clearance rate

表2 白芷美白液濃度的變化對清除率的影響Table 2 Influence of whitening solution concentration of Angelica dahurica on clearance rate

由圖1可以看出，維生素C的清除率隨著濃度的增大而增大，在濃度為10 mg/mL后呈穩(wěn)定增長趨勢；白芷美白液隨濃度的增大清除率增大，但在濃度達到10 mg/mL后呈平緩趨勢。在同等濃度下維生素C的清除率高于白芷美白液的,但在濃度較小時白芷美白液與維生素C的清除率接近，在濃度增大時，兩者的清除率相差增大，說明白芷有一定的抗氧化活性，其抗氧化活性低于維生素C。

圖1 濃度的變化對清除率的影響Fig.1 Influence of concentration change on clearance rate

2.3 白芷美白液對酪氨酸酶抑制作用的測定[2-4]

2.3.1 溶液的配制

精密稱取0.03 g酪氨酸，用蒸餾水溶解，放入超聲波中超聲5 min使之全部溶解，定容至100 mL，配成0.03%的酪氨酸溶液；將25 kU的酪氨酸酶溶于50 mL磷酸緩沖鹽溶液中，配成500 U/mL的酪氨酸酶溶液。把配制成濃度分別為1 mg/mL、5 mg/mL、10 mg/mL、15 mg/mL、20 mg/mL的白芷美白液作為供試品溶液濃度。

2.3.2 抑制作用的測定

處理組：用移液管取2 mL的白芷美白液，加入1.8 mL的PBS溶液和2 mL的酪氨酸溶液放置于試管中混合，蓋好橡皮塞，放入37 ℃恒溫水浴鍋中10 min，再加入0.2 mL的酪氨酸酶，搖勻后，放入水浴鍋中繼續(xù)水浴25 min，在475 nm波長處測吸光度，記為B。

空白組：用移液管取2 mL的白芷美白液，加入1.8 mL的PBS溶液和2 mL的酪氨酸溶液放置于試管中混合，蓋好橡皮塞，放入37 ℃恒溫水浴鍋中10 min，再加入0.2 mL的PBS溶液，搖勻后，放入水浴鍋中繼續(xù)水浴25 min，在475 nm波長處測吸光度，記為B0。

對照組：用移液管取2 mL的50%乙醇，加入1.8 mL的PBS溶液和2 mL的酪氨酸溶液放置于試管中混合，蓋好橡皮塞，放入37 ℃恒溫水浴鍋中10 min，再加入0.2 mL的酪氨酸酶，搖勻后，放入水浴鍋中繼續(xù)水浴25 min，在475 nm波長處測吸光度，記為A。

總空白組：用移液管取2 mL的50%乙醇，加入1.8 mL的PBS溶液和2 mL的酪氨酸溶液放置于試管中混合，蓋好橡皮塞，放入37 ℃恒溫水浴鍋中10 min，再加入0.2 mL的酪氨酸酶，搖勻后，放入水浴鍋中繼續(xù)水浴25 min，在475 nm波長處測吸光度，記為A0。

(2)

表3 不同濃度下的抑制率Table 3 Inhibition rates at different concentrations

由圖2可以看出，抑制率隨濃度的增大先增大后不變，在濃度為10 mg/mL后抑制率趨于平緩，白芷美白液在1～20 mg/mL濃度范圍內(nèi)，抑制率能達到60%，說明白芷有較好的美白能力。

圖2 不同濃度下的抑制率Fig.2 Inhibition rates at different concentrations

3 白芷美白防曬霜的工藝研究

3.1 產(chǎn)品性質(zhì)

目前市面上的防曬產(chǎn)品的主要類型有防曬油、防曬水和乳化體型防曬用品。其中乳化體型防曬用化妝品是將護膚作用和防曬作用兩者結(jié)合起來的一種防曬用品。從使用效果來看，它既能保持一定的油潤性，又不會感到過分油膩，是一類比較受歡迎的防曬化妝品。因此，其配方結(jié)構(gòu)可以在乳化體配方的基礎(chǔ)上添加防曬劑，制得油包水或水包油型乳化體防曬用品。

3.2 防曬霜配方及制備[5]

油相配方：硬脂酸1 g，羊毛脂1 g，蜂蠟1 g，白油 1.5 g，十六醇1 g，凡士林0.5 g，Span-60 0.25 g，單硬脂酸甘油酯0.25 g。

水相配方：Tween-80 1 g，甘油1.5 g，丙二醇0.5 g，水37 g。

防曬劑：氧化鋅 2 g。

制備方法：

將油相原料和親油性乳化劑放入干燥潔凈的100 mL燒杯中，在電爐上攪拌加熱至80～90 ℃，直至全部熔化混合均勻， 油相加熱的溫度不能超過100 ℃，否則做出的防曬霜顏色會變黃。維持滅菌20 min；

將水相原料和親水性乳化劑放入另一潔凈的100 mL燒杯中，在電爐上攪拌加熱至85～95 ℃，直至混合均勻，維持滅菌20 min；

將水相放在磁力攪拌器上，當(dāng)溫度80℃時，把混合好的油相以連續(xù)滴狀的速度加入水相中，在80 ℃下攪拌乳化20 min，加入防曬劑氧化鋅，攪拌均勻后，自然冷卻成膏。

3.3 討 論

制備防曬霜是先將油相加熱至80～90 ℃溶解和滅菌，水相加熱至85～95 ℃混合以及滅菌，待溫度降到一定時再將油相加入水相中乳化，乳化前的條件步驟都一致，但乳化過程中的溫度、攪拌速度、保溫時間和白芷加入量都對霜有較大的影響。

(1)乳化溫度對防曬霜影響

按配方稱取原料，將油相和水相分別在90 ℃和95 ℃下加熱溶解，待溫度分別降到50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃時開始乳化，在同一攪拌速度下攪拌乳化20 min，加入防曬劑氧化鋅后攪拌均勻，自然冷卻成膏。取出一部門防曬霜平均放在放入離心試管中，將離心式管對稱放在離心機中，蓋緊蓋子，在2500 r/min下離心30 min，觀察現(xiàn)象。乳化溫度對防曬霜影響見表4。

表4 乳化溫度對防曬霜的影響Table 4 Influence of emulsion temperature on sunscreen lotion

由表4可以看出，乳化溫度為50 ℃時，防曬霜中顆粒分離分布不均勻，并且有油水分層現(xiàn)象，乳化效果不好；乳化溫度為90 ℃時，防曬霜稠度大，不易擦勻，因為溫度過高會蒸發(fā)一部分水分，而且溫度過高原料也會分解變質(zhì)，在80 ℃下乳化制成的防曬霜顆粒分布均勻，細膩，性質(zhì)也比較穩(wěn)定，因此乳化溫度為80 ℃為宜。

(2)攪拌速度對防曬霜的影響

油相和水相滅菌后，待溫度降至80 ℃時乳化，將攪拌速度分別調(diào)為600 r/min、800 r/min、1000 r/min、1200 r/min，攪拌乳化20 min，加入防曬劑氧化鋅，攪拌均勻，自然冷卻成膏，取出一部分防曬霜放入離心試管中，在2500 r/min下離心30 min，觀察現(xiàn)象。攪拌速度對防曬霜的影響見表5。

表5 攪拌速度對防曬霜的影響Table 5 Effects of agitation speed on sunscreen lotion

由表5可以看出，攪拌速度過低乳液顆粒不均勻；而且做離心實驗發(fā)現(xiàn)防曬霜油水分離。速度過高會在乳化時引起液體飛濺。攪拌速度為1200 r/min時，液體飛濺，浪費材料，攪拌速度為600 r/min時，速度過慢，有油水分層現(xiàn)象，防曬霜穩(wěn)定性不好，防曬霜乳化效果不好，攪拌速度為1000 r/min時，防曬霜中的顆粒分布很均勻，比較細膩，也無油水分層現(xiàn)象，穩(wěn)定性也較好，因此選擇攪拌速度為1000 r/min。

(3)乳化時間對防曬霜的影響

先分別將油相和水相加熱至一定溫度混合和滅菌，待溫度降至80 ℃時，開始乳化，攪拌速度都調(diào)至1000 r/min，攪拌乳化時間分別為5 min、10 min、20 min、30 min，加入氧化鋅，攪拌均勻，自然冷卻成膏，取出一部分防曬霜放入離心式管中，在2500 r/min下離心30 min，觀察現(xiàn)象，乳化時間對防曬霜的影響見表6。

表6 乳化時間對防曬霜的影響Table 6 Influence of emulsifying time on sunscreen lotion

由表6可以看出乳化時間短，各組分之間沒混勻，離心后防曬霜出現(xiàn)分層現(xiàn)象，說明性能不穩(wěn)定。因為時間過短，各組分之間沒充分乳化，油水成分沒混勻，只有達到一定時間后乳化完全的防曬霜穩(wěn)定性較好。但乳化時間過長會損失水分，使防曬霜固化，擦在皮膚上有油膩感。

(4)白芷加入量對產(chǎn)品性能的影響

將不同量的白芷加入水相中，油相和水相分別加熱至一定的溫度混合和滅菌，溫度降至80 ℃時開始乳化，攪拌速度均調(diào)至1000 r/min，乳化20 min，加入氧化鋅，攪拌均勻，自然冷卻成霜，取出一部分觀察實驗現(xiàn)象，白芷加入量對防曬霜的影響見表7。

表7 白芷加入量對防曬霜的影響Table 7 Effects of the dosage of Angelica dahurica on sunscreen lotion

由表7和圖3可以看出，隨著白芷加入量的增加，防曬霜的顏色逐漸加深，白芷的量加到2%時，油水不層，性質(zhì)不穩(wěn)定，綜合考慮，w(白芷)=1%時比較合適，能保證防曬霜的穩(wěn)定，同時防曬霜的顏色也較好。

圖3 不同白芷加入量防曬霜顏色變化Fig.3 Sunscreen color changes with different amounts of Angelica dahurica added

3.4 小 結(jié)

配方中的硬脂酸和蜂蠟起潤滑肌膚的作用，羊毛脂與凡士林聯(lián)用，可以促進凡士林的吸水性和穿透性，白油有保濕的作用，十六醇作為基質(zhì)，Span-60和單硬脂酸甘油酯作為油性乳化劑，Tween-80作為水相乳化劑，乳化劑使油水兩相混合，甘油作保濕劑，丙二醇有保濕仿防腐的作用，使用去離子水能保證防曬霜的穩(wěn)定性。通過實驗得出當(dāng)攪拌速度為1000 r/min，乳化溫度為80 ℃，乳化時間為20 min，白芷含量為1%時可制得穩(wěn)定性較好，顏色也較好的白芷美白防曬霜。影響防曬霜性質(zhì)有很多因素，油相乳化劑和水相乳化劑的比例對防曬霜有一定影響，防曬霜配方中的藥品有pH呈堿性，用量的改變會引起pH的變化，要滿足外用乳劑pH小于8.3的要求，有些防曬霜中添加的防腐劑，防曬劑的性質(zhì)會影響防曬霜的性質(zhì)和保質(zhì)期。實驗是將油性緩慢加入水相中，制成O/W型防曬霜能與皮膚有更好的親和性。

4 白芷美白防曬霜的制備及檢測[6]

4.1 防曬霜的制備

油相配方：硬脂酸1 g，羊毛脂1 g，蜂蠟1 g，白油1.5 g，十六醇1 g，凡士林0.5 g，Span-60 0.25 g，單硬脂酸甘油酯 0.25 g。

水相配方：Tween-80 1 g，甘油1.5 g，丙二醇0.5 g，白芷美白液37 g。

防曬劑：氧化鋅 2 g。

在攪拌條件下將油相加熱至85 ℃，維持滅菌20 min，將水相加熱至95 ℃，維持滅菌20 min，當(dāng)油相和水相混合均勻后，先將水相放在磁力攪拌器上，開動加熱攪拌器將溫度控制在80 ℃，控制攪拌速率為1000 r/min，當(dāng)溫度降至80 ℃時，緩慢加入油相，乳化20 min加入氧化鋅和1%的白芷攪拌均勻，自然冷卻成膏。

4.2 防曬霜的檢測

(1)性狀與細膩度

防曬霜為淺黃色，取出一部分涂布在手上，分布均勻，稠度適宜。

(2) 酸堿度測定

稱取5 g防曬霜，加入100 mL的蒸餾水，在電爐上加熱至微沸，攪勻均勻后自然冷卻，離心，測得pH小于7，符合外用乳劑pH小于8.3的要求。

(3) 穩(wěn)定性檢測

一種方法是取出一部分防曬霜放入試管中，用保鮮膜封口，在水浴鍋上經(jīng)50 ℃加熱5 h，再放入2 ℃的冰箱中冷藏24 h，恢復(fù)至室溫，沒有出現(xiàn)油水分離的現(xiàn)象，另一種方法是取一部分防曬霜平均放入兩支離心試管中，將試管對稱放置，在2500 r/min下離心30 min，防曬霜沒出現(xiàn)油水分離現(xiàn)象，說明防曬霜的穩(wěn)定性較好。

(4) 清除能力的測定

精密稱取5 g白芷美白防曬霜放入燒杯中，加入50 mL乙醇超聲提取1 h，使防曬霜破乳，離心，將上清液放入潔凈的錐形瓶中備用，用移液管精密取4 mL DPPH溶液和4 mL的50%乙醇放入1號試管，取4 mL DPPH溶液和4 mL白芷美白液放入2號試管中，取4 mL白芷美白液和4 mL的50%乙醇放入3號試管中，三支試管分別蓋上橡皮塞，混勻避光靜置30 min，在517 nm波長處測吸光度。1號、2號、3號試管的吸光度分別記為Ac、Ai、Aj，見表8。

表8 清除率吸光度Table 8 Absorbance of clearance rate

由式(1)計算得清除率為40.60%。

(5)酪氨酸酶抑制作用的測定

處理組：用移液管取2 mL的白芷美白液，加入1.8 mL的PBS溶液和2 mL的酪氨酸溶液放置于試管中混合，蓋好橡皮塞，放入37 ℃恒溫水浴鍋中10 min，再加入0.2 mL的酪氨酸酶，搖勻后，放入水浴鍋中繼續(xù)水浴25 min，在475 nm波長處測吸光度，記為B。

空白組：用移液管取2 mL的白芷美白液，加入1.8 mL的PBS溶液和2 mL的酪氨酸溶液放置于試管中混合，蓋好橡皮塞，放入37 ℃恒溫水浴鍋中10 min，再加入0.2 mL的PBS溶液，搖勻后，放入水浴鍋中繼續(xù)水浴25 min，在475 nm波長處測吸光度，記為B0。

對照組：用移液管取2 mL的50%乙醇，加入1.8 mL的PBS溶液和2 mL的酪氨酸溶液放置于試管中混合，蓋好橡皮塞，放入37 ℃恒溫水浴鍋中10 min，再加入0.2 mL的酪氨酸酶，搖勻后，放入水浴鍋中繼續(xù)水浴25 min，在475 nm波長處測吸光度，記為A。

總空白組：用移液管取2 mL的50%乙醇，加入1.8 mL的PBS溶液和2 mL的酪氨酸溶液放置于試管中混合，蓋好橡皮塞，放入37 ℃恒溫水浴鍋中10 min，再加入0.2 mL的酪氨酸酶，搖勻后，放入水浴鍋中繼續(xù)水浴25 min，在475 nm波長處測吸光度，記為A0，見表9。

表9 抑制率吸光度Table 9 Absorbance of inhibition rate

由式(2)計算的抑制率為33.33%。

4.3 小 結(jié)

在攪拌速度為1000 r/min，乳化溫度為80℃，乳化時間為20 min，白芷含量為1%下制備得的防曬霜，顏色為淺黃色，取出一部分防曬霜涂在手上，分布均勻，無油膩感，測得的pH值小于7，性狀和pH值均符合要求，做離心實驗也沒出現(xiàn)油水分層現(xiàn)象，說明制備的防曬霜穩(wěn)定性好，自由基清除實驗測得清除率為40.60%，酪氨酸酶抑制實驗測得抑制率為33.33%，說明當(dāng)攪拌速度為1000 r/min，乳化溫度為80 ℃，乳化時間為20 min，白芷含量為1%時可制得膏體性狀穩(wěn)定，顏色也較好的白芷美白防曬霜，并且防曬霜中有一定的抗氧化能力和美白功效。

5 結(jié) 論

本實驗以白芷為原料，采用50%乙醇回流的方法提取有效成分，制備成白芷美白液通過DPPH自由基清除實驗[7]測得隨著白芷美白液濃度的增大，自由基的清除率增大，在濃度達到10 mg/mL后呈平緩趨勢。在濃度為20 mg/mL時清除率能達到57.17%，實驗表明在同等濃度下維生素C的清除率高于白芷美白液的，但在濃度較小時白芷美白液與維生素C的清除率接近，當(dāng)濃度增大時，兩者的清除率相差增大，說明白芷有一定的抗氧化活性，但其抗氧化活性在高濃度時低于維生素C。測定對酪氨酸酶抑制作用時抑制率隨濃度的增大先增大后不變，在濃度為10 mg/mL后抑制率趨于平緩，白芷美白液在1～20 mg/mL濃度范圍內(nèi)，抑制率能達到60%，說明白芷有較好的美白能力。設(shè)置單因素實驗得出制備白芷美白防曬霜的工藝條件，當(dāng)攪拌速度為1000 r/min，乳化溫度為80 ℃，乳化時間為20 min，白芷含量為1%時可制得藥理性能較好，膏體性狀穩(wěn)定，顏色也較好的白芷美白防曬霜。實驗為白芷美白防曬霜的制備提供了一定的技術(shù)支撐。但由于時間精力有限，相關(guān)研究尚處于基礎(chǔ)階段，其作用部位、濃度的變化、發(fā)揮效能過程和臨床應(yīng)用等都有待更深入的研究。