尕海鹽湖純天然活性黑泥面膜的制備工藝與評價

喬麗娟，李建華，李永臻，邢江娃，沈國平，陳再昶，朱德銳

(青海大學(xué) 醫(yī)學(xué)院 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究中心，青海 西寧 810001)

面膜是美容化妝品中常用的強(qiáng)化性功效產(chǎn)品，具有清潔、護(hù)理和營養(yǎng)皮膚的功能[1]。市場面膜產(chǎn)品種類繁多，但部分面膜的功效成分涉及化學(xué)添加，具有潛在的皮膚損傷風(fēng)險，如鄰苯二甲酸鹽、對羥基苯甲酸酯和苯酚等以及重金屬離子(Pb、Hg和As等)[2]。當(dāng)前，美容制品倡導(dǎo)以天然活性功能物質(zhì)為主，泥療美容已成為當(dāng)今時尚，“礦物粘土”美容風(fēng)靡世界，如法國貴族面膜采用夢幻湖的天然黑泥制成，其功效遠(yuǎn)勝于傳統(tǒng)的面膜；又如西班牙Aneis護(hù)膚品，以機(jī)械化礦物泥為主要成分。趙連強(qiáng)等以湖北鐘祥累托石為基料，研制累托石美容保健泥面膜、泥療康復(fù)用藥物泥餅和泥浴保健用泥漿[3]；王希英等以黑龍江五大連池礦泥為基料，研制特色的礦泥營養(yǎng)乳液[4]；師曉霞利用運(yùn)城鹽池黑泥，制備含有黑泥10%～35%的面膜，具有明顯的護(hù)膚和保健功效[5]。

鹽湖黑泥、深海藻泥、火山灰泥和冰川淤泥等均屬生態(tài)性礦物泥，具有促進(jìn)皮膚新陳代謝和延緩皮膚衰老的功效[6-7]。青藏高原湖泊常沉積活性黑泥，其礦物微量元素(34種)含量高，具有潛在的應(yīng)用價值[8]。本研究以尕海黑泥為基料，輔以抗氧化、美白和保濕等天然功效成分，制備純天然黑泥面膜，并進(jìn)行酪氨酸酶抑制率、保濕率和抗氧化等性能評估，為后續(xù)產(chǎn)品的推廣和安全應(yīng)用，提供一定的技術(shù)參考。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

海藻酸丙二醇酯、聚乙烯醇、熊果苷、白藜蘆醇、生育酚均為分析純；櫻桃粉、珍珠粉、綠茶粉、乳化硅油、高嶺土(1 200目)、黃原膠、海藻糖、澳洲堅果油、甘油(≥99.5%)、十八醇(≥99%)、尼泊金甲酯(≥99%)和乙基己基甘油(≥99%)均為化妝品級；四氫嘧啶HPLC級；T-AOC總抗氧化能力測試盒；L-酪氨酸(純度≥99%)與酪氨酸酶粉末(酶活力1380 U)購自北京Solarbio公司；實驗級豚鼠,購自陜西科奧公司(動物批準(zhǔn)號SCXK(陜)2017-003)。

DHP-9162型電熱鼓風(fēng)干燥箱；A-11 basic bnalytical mil粉碎機(jī)；ALP/CL-40M高壓蒸汽滅菌鍋；JB/T-5374-1991分析天平；2004-501型超級恒溫水浴箱；Mili-Q Integral純水儀；IKA-T18型高速勻質(zhì)機(jī)；VD-850型無菌操作臺；SP-754型V1000紫外可見分光光度計;SK-IV型精密pH計。

1.2 實驗方法

1.2.1 鹽湖黑泥干粉制備 2018年7月中旬，采集柴達(dá)木地區(qū)尕海的黑泥樣本，采集深度為50 cm，檢測水體溫度為21.2～22.6 ℃，氧含量為1.54～1.58 mg/L，采集樣品立即運(yùn)回實驗室，4 ℃暗處保存。

1.2.1.1 黑泥過濾 泥漿水過篩(800目),去除泥沙等無用成份。

1.2.1.2 去鹽 燒杯中加入250 mL的泥漿水、去離子水200 mL，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?室溫)，待黑泥充分沉淀后，除去上清液，連續(xù)1～2次。

1.2.1.3 干燥 采用電熱鼓風(fēng)干燥箱將黑泥干燥至水分為35%。

1.2.1.4 粉碎及研磨 將干燥過的黑泥粉碎研磨至5 μm左右。

1.2.1.5 滅菌 采用紫外滅菌，達(dá)到化妝品衛(wèi)生規(guī)范要求。

1.2.2 面膜制備

1.2.2.1 A相的制備 稱取適量的去離子水、聚乙烯醇、甘油和海藻酸丙二醇酯，置于90 ℃超級恒溫水浴箱中攪拌至溶解。

1.2.2.2 B相的制備 稱取適量的澳洲堅果油、十八醇、生育酚和乳化硅油，置于90 ℃超級恒溫水浴箱中攪拌至溶解。

1.2.2.3 面膜制備 將B相沿玻璃棒緩慢加入A相，并沿著同一方向不斷攪拌至完全混勻，加入D相和E相成分，置于高速勻質(zhì)機(jī)乳化，轉(zhuǎn)速5 000 r/min，時間20 min。

1.2.3 工藝優(yōu)化 選擇對乳化體系穩(wěn)定性影響較大的十八醇、海藻酸丙二醇酯、甘油和聚乙烯醇4種成分，同時選擇制備工藝乳化溫度、乳化時間、攪拌速率和投料方式4個條件因素，分別進(jìn)行4因素3水平正交實驗，對成膜劑與乳化劑的配比和制備工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，并對優(yōu)選后的配方進(jìn)行黏度(細(xì)膩或柔潤)、延展性(良好)、均勻性(成膜均勻)和穩(wěn)定性考察(耐寒、耐熱穩(wěn)定、無顆粒析出)，評估值各25分，以確定最佳乳化組及工藝組，SPSS-18軟件進(jìn)行方差統(tǒng)計分析。

1.3 面膜性能評價

1.3.1 面膜功能性評價

1.3.1.1 保濕性能測定[9]采用載玻片和醫(yī)用透氣膠帶，類仿角質(zhì)層和表皮，制成2 cm×3 cm的模擬裝置，涂抹0.5 g的黑泥面膜，放入25 ℃的電熱鼓風(fēng)干燥箱中，精密稱量模擬裝置樣品放置前質(zhì)量M1和放置后質(zhì)量M2(間隔5 min/次，共4次)，計算保濕率(M2/M1×100%)。

1.3.1.2 總抗氧化能力(T-AOC)的測定 采用ABTS法[10]，按照試劑盒說明書于波長405 nm處分別測定各反應(yīng)液的吸光度值，按標(biāo)準(zhǔn)曲線所得公式T-AOC(mM)=-1.12x+1.13(式中x為樣液的吸光度值)，計算各待測樣品的總抗氧化能力。

1.3.1.3 美白性能 采用酪氨酸酶抑制活性檢測進(jìn)行[11]，檢測吸光度A475值，并計算面膜液的酪氨酸酶抑制率(I)。

I% =[1-(B1-B2)/(A1-A2)]× 100%

式中A1——空白樣板有酶體系吸光度；

A2——空白樣板無酶體系吸光度;

B1——樣品組有酶體系吸光度;

B2——樣品組無酶體系吸光度。

1.3.2 面膜毒性和刺激性實驗 皮膚毒性實驗和刺激性實驗[12]。準(zhǔn)備20只豚鼠，將豚鼠背部兩側(cè)脫毛處理后(面積4 cm×5 cm)，采用同體自身左右對比法，將脫毛皮膚劃破(以滲血為度)、消毒，左右兩側(cè)皮膚的破損程度應(yīng)一致，左側(cè)涂受試面膜，右側(cè)涂賦形劑作為空白對照組，15 min后用溫水清洗，分別于1，24，48，72，96 h后觀察涂抹皮膚變化(評價標(biāo)準(zhǔn)及評分：無反應(yīng)0、輕度1、中度2和重度3；評價指標(biāo)：紅斑、充血、水腫、出血、糜爛以及潰瘍)。

1.3.3 面膜產(chǎn)品性能評價 采取試用人群進(jìn)行調(diào)查表評價[12]。選取皮膚健康的試用志愿者40人，男女比例50%，年齡22～25歲。將適量樣品均勻涂抹于手背，15 min后溫水清洗，分別于1,12,24 h后觀察涂抹部位的皮膚變化。評價指標(biāo)包括產(chǎn)品溫和性能、去除多余油脂和死皮細(xì)胞能力、洗后的控油性能、用后膚感以及綜合評價等，采用5分值評價：較差1、差2、一般3、好4和很好5，最終結(jié)果均值統(tǒng)計分析。感官及理化指標(biāo)參考依據(jù)是《中華人民共和國輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T 2872—2017》。黑泥面膜樣品的衛(wèi)生指標(biāo)檢測委托上海英格爾檢測服務(wù)公司完成。

2 結(jié)果與討論

2.1 面膜成膜劑與乳化劑配比的正交實驗

乳化凝膠劑的配比和配伍是化妝品制備的關(guān)鍵因素，選擇適宜的乳化劑不僅有利于形成細(xì)小的顆粒，提高乳化體的穩(wěn)定性，而且可以控制乳化體的類型(即O/W型或W/O型)[13]。本研究，選取無油膩感，易涂展，質(zhì)地透明，無刺激的聚乙烯醇凝膠基質(zhì)材料，并輔以乳化性、增稠性和穩(wěn)定性優(yōu)良的新型乳化穩(wěn)定劑海藻酸丙二醇酯(PGA)和香型增稠乳劑十八醇。因素與水平見表1，結(jié)果見表2。

表1 L9(34)成膜劑與乳化劑配比正交實驗因素水平表Table 1 The orthogonal factor level table of various L9(34) film forming agents and emulsifier

表2 成膜劑與乳化劑配比正交實驗結(jié)果Table 2 Orthogonal test result for optimizing the ratio of film forming agent and emulsifier

由表2可知，最佳配比組合為A3B1C3D3，即十八醇3%，海藻酸丙二醇酯0.4%，聚乙烯醇0.8%和甘油10%?；谂浔冉M合，制備面膜的黏度、延展性、均勻性和穩(wěn)定性均為最佳。制備的基礎(chǔ)面膜香氣純正、無刺激性，具有良好的觸感，柔軟性和舒適性良好。此外，甘油成分可明顯改善基膜的脆性和硬度，易于涂抹鋪展，軟硬度及韌性良好[14]。

2.2 制備工藝條件優(yōu)化

因素與水平見表3，結(jié)果見表4。

表3 L9(34)制備工藝條件正交實驗因素水平表Table 3 The orthogonal factor level table of the conditions of L9(34) preparation process

表4 制備工藝的正交實驗結(jié)果Table 4 Orthogonal test results of mask preparation process

由表4可知，面膜的最佳工藝條件組合為A3B2C3D2，即加料方式為油水分相法，攪拌速率為5 000 r/min，乳化溫度為90 ℃以及乳化時間為20 min。

2.3 配方方案

經(jīng)正交實驗優(yōu)化最佳乳化凝膠配比和制備條件，以及對產(chǎn)品的功效和性能進(jìn)行檢測和評價，確定最佳配方，見表5，以此配方制備出的面膜各項性能穩(wěn)定，美白、保濕與抗氧化等效果最佳。

表5 鹽湖黑泥面膜配方Table 5 The formulation of the black mud mask

2.4 面膜保濕性、美白與總抗氧化能力測定

按表5制備黑泥面膜，分別進(jìn)行保濕性、美白性能和抗氧化能力檢測。通過添加純天然保濕成分四氫嘧啶0.2%、海藻糖2.9%、澳洲堅果4.1%和甘油10%。保濕性檢測結(jié)果顯示：在25 ℃時4個時間段5,10,15,20 min的保濕率分別為99.8%,99.4%,98.8%,98.6%，平均保濕率達(dá)99.2%，保濕性能良好。保濕劑是日常皮膚護(hù)理產(chǎn)品中的一個重要組分，可保持角質(zhì)層的水分，維持皮膚彈性[15]。海藻糖、四氫嘧啶和閉塞劑澳洲堅果油均是純天然多功能的保濕劑，具有極強(qiáng)的保濕作用和其他生理功效性。海藻糖對熱或酸非常穩(wěn)定，活性不受溫度或pH的影響，并與其他活性成分配伍性能好，如綠茶中的抗氧化劑茶多酚[16]。四氫嘧啶是嗜鹽或耐鹽菌胞內(nèi)合成的一類能夠抵抗外界高鹽脅迫的相容溶質(zhì)，其保濕性能優(yōu)于甘油三酯，保護(hù)肌膚免受紫外線照射，阻止皮膚皺紋的形成[17]。

酪氨酸酶活性抑制率的測試結(jié)果顯示：珍珠粉1.5%+熊果苷1.8%組對酪氨酸酶的抑制率為78.6%，均高于珍珠粉1.5%組和熊果苷1.8%組的抑制率，表明面膜的美白效果良好，尤其是兩種美白劑復(fù)配時，效果更佳。美白劑是化妝品配方中的重要功效成分之一，通過作用于皮膚黑色素合成代謝途徑的某個環(huán)節(jié)，抑制或減少黑色素積聚[18]。目前，熊果苷是臨床應(yīng)用最為廣泛的純天然、安全有效的美白劑，能有效抑制酪氨酸酶活性，且與珍珠粉等美白劑復(fù)配使用，效果更佳[16]。

本研究中，添加天然化合物3.5%白藜蘆醇、2.9%櫻桃粉(含維生素C)和4.5%綠茶粉(含茶多酚成分)，綜合測得總抗氧化能力為79.9%，表明添加了純天然抗氧化成分使面膜的抗氧化能力更強(qiáng)，可有效對抗破壞蛋白質(zhì)和導(dǎo)致皮膚衰老的自由基?？寡趸瘎┑闹饕饔脵C(jī)制是消除皮膚細(xì)胞內(nèi)源性代謝或外源性侵襲產(chǎn)生活性氧(ROS)或自由基，防止皮膚衰老[19]。白藜蘆醇是一種純天然活性的多酚化合物，已被證明具有顯著的抗腫瘤、抗氧化應(yīng)激、抗炎以及保護(hù)神經(jīng)與心血管系統(tǒng)的作用等[20]。因其具有強(qiáng)抗氧化性能，能幫助肌膚抵御紫外線侵害，減少黑斑或雀斑產(chǎn)生，靶向增強(qiáng)美白的功效，已被廣泛應(yīng)用于各類化妝品。

2.5 面膜的理化指標(biāo)及穩(wěn)定性檢測

按照最優(yōu)配方制備的黑泥面膜，感官及理化指標(biāo)測試顯示：鹽湖黑泥面膜外觀黑色、色澤亮、氣味淡雅。皮膚涂抹實驗顯示分布均勻、無顆粒感、細(xì)膩柔滑和稠度適宜。測得樣品的pH介于6.5～7.0，均呈弱酸性。面膜經(jīng)3 000 r/min離心30 min后，未出現(xiàn)油水分層現(xiàn)象；在高溫40 ℃和低溫-10 ℃條件下均未出現(xiàn)分層、析出顆?；蚱渌痪坏默F(xiàn)象；在自然光照條件下連續(xù)放置一周后未出現(xiàn)變色、變味或其他異?，F(xiàn)象。

2.6 面膜的安全性與刺激性評價

面膜的安全性與刺激性實驗結(jié)果顯示：涂受試面膜的20只豚鼠分別于1,24,48,72,96 h后試樣涂抹部位的皮膚無任何反應(yīng)，總評分為0分，表明面膜溫和不刺激，安全性良好。此外，面膜的溫和性、去除多余油脂和死皮能力、洗后的控油性能及用后膚感均值分別為4.8,4.6,4.9,4.8分。最終評價結(jié)果得分均在4.6分以上，表明大部分受試者在敷用面膜后，感覺溫和，用后皮膚舒適、清爽和水潤性良好。

2.7 衛(wèi)生指標(biāo)校驗

黑泥面膜樣品的衛(wèi)生指標(biāo)檢測由上海英格爾檢測技術(shù)服務(wù)有限公司完成，檢測結(jié)果見表6。

由表6可知，微生物總數(shù)(如細(xì)菌、霉菌和酵母菌)、代表性細(xì)菌(如糞大腸菌群、金黃色葡萄球菌和綠膿桿菌)、重金屬濃度(如砷、鉛和汞)均低于國家化妝品規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)和檢測限值，符合輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T 2872—2017，可用于后續(xù)的應(yīng)用生產(chǎn)。

表6 鹽湖黑泥面膜衛(wèi)生指標(biāo)要求及檢驗方法Table 6 Evaluation results of the black mud mask based on national health index requirements and test methods

3 結(jié)論

以純天然、富含礦物微量元素及氨基酸的鹽湖黑泥為基料，輔以多種純天然的保濕、美白、抗氧化等功效成分，合理配比乳化體系并優(yōu)選最佳制備工藝條件，以此制備出具有多效的功能性黑泥面膜。該面膜均勻凝膠狀，質(zhì)體細(xì)膩，易涂抹，無明顯顆粒感，清淡香味，具有良好的耐熱、耐寒性能，溫和不刺激，安全性良好，具有保濕、補(bǔ)水、護(hù)膚、抗氧化和美白等綜合功效。

(1)鹽湖黑泥面膜具有良好的保濕性能，25 ℃時20 min內(nèi)的平均保濕率為99.2%。

(2)酪氨酸酶活性抑制率為78.6%，減少黑色素生成，美白養(yǎng)顏的功效明顯。

(3) 面膜的總抗氧化能力為79.9%，純天然抗氧化成分可有效抵抗自由基，緩解皮膚衰老。

(4)黑泥面膜樣品的衛(wèi)生指標(biāo)均符合《輕工行業(yè)面膜標(biāo)準(zhǔn)QB/T 2872—2017》，可安全應(yīng)用和推廣。