全鏈路高效美白組合物的功效評(píng)價(jià)

趙冰怡 楊洪芹 王曉芝 張玉銀 叢 琳 唐嘉雯 李雪竹

1.上海新高姿化妝品有限公司，廣東廣州，510000；

2.廣州澳希亞實(shí)業(yè)有限公司，廣東廣州，510000

美白化妝品的配方設(shè)計(jì)核心關(guān)鍵點(diǎn)是美白的作用和效果，這就需要考慮配方使用的原料種類(lèi)及配比問(wèn)題。美白化妝品經(jīng)過(guò)多年的研究發(fā)展，從最初的簡(jiǎn)單物理遮蓋增白到單一的美白活性物成分美白，再到多靶點(diǎn)多路徑的協(xié)同作用，每一階段的發(fā)展都是技術(shù)革新。隨著國(guó)家法規(guī)部門(mén)對(duì)美白祛斑類(lèi)特殊用途化妝品的監(jiān)管力度不斷加強(qiáng)[1]，以及消費(fèi)者對(duì)自然美、營(yíng)養(yǎng)肌和健康白的崇尚，使用不同美白機(jī)制的成分協(xié)同作用，探索和開(kāi)發(fā)新型美白化妝品，實(shí)現(xiàn)化妝品全鏈路的美白功效，是美白產(chǎn)品的主流趨勢(shì)。

1 黑色素的生成及代謝

人體皮膚的顏色主要取決于皮膚中黑色素的含量和分布狀態(tài)。黑色素可分為堿性難溶的真黑色素和堿性易溶的褐黑色素，真黑色素是皮膚顯黑的主要原因。黑色素細(xì)胞可同時(shí)生成真黑色素和褐黑色素，但一個(gè)黑色素單元僅存在一個(gè)合成路徑。黑色素形成的生物學(xué)過(guò)程十分復(fù)雜，在黑色素細(xì)胞的黑素小體內(nèi)完成，見(jiàn)圖1[2]。當(dāng)肌膚受到紫外線(xiàn)輻射時(shí)，激發(fā)表皮中的角質(zhì)細(xì)胞釋放炎癥因子IL-1α等，同時(shí)產(chǎn)生大量的活性氧（ROS）導(dǎo)致DNA損傷[3]，激活靜止?fàn)顟B(tài)的黑色素細(xì)胞，促使黑色素細(xì)胞增殖，并以酪氨酸為底物經(jīng)過(guò)一系列酶促反應(yīng)生成黑色素。黑色素生成以后先后經(jīng)黑色素細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移和黑色素細(xì)胞與角質(zhì)細(xì)胞間的轉(zhuǎn)移，逐步遷移至皮膚表面，再由自身新陳代謝脫落，見(jiàn)圖2。此外，炎癥路徑形成的前列腺素、血栓素和白三烯等炎癥介質(zhì)通過(guò)刺激黑素細(xì)胞和一些免疫細(xì)胞的活性，導(dǎo)致黑素持續(xù)合成增加，轉(zhuǎn)移至鄰近的角質(zhì)細(xì)胞，血管擴(kuò)張，肌膚泛紅變黑，進(jìn)一步導(dǎo)致表皮色素沉著。圖1為圖2中黑色素細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的一系列酶促反應(yīng)的詳細(xì)展示。通過(guò)抑制圖1中關(guān)鍵路徑的酶活性，或是通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性抑制反應(yīng)，或者促進(jìn)褐黑色素的生成，或減緩?fù)饨绲难装Y損傷刺激都可以減少黑色素的合成。

圖1 真黑色素和褐黑色素的合成路徑[1]

圖2 皮膚變黑的過(guò)程

2 美白機(jī)制及全鏈路美白組合物

皮膚美白的作用機(jī)制主要是圍繞黑色素的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)移及代謝進(jìn)行的。美白活性組合物通過(guò)抑制黑色素生成及轉(zhuǎn)移、促進(jìn)黑色素代謝剝脫和調(diào)控生成黑色素關(guān)鍵路徑過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)達(dá)到美白效果[4-5]。

美白劑種類(lèi)較多，實(shí)驗(yàn)擬從清除氧自由基、緩解炎癥因子釋放、抑制絡(luò)氨酸酶活性、抑制黑色素生成、抑制黑色素的轉(zhuǎn)移、降低色素沉積程度、加速皮膚代謝更新等方面考慮美白組合物功效成分，具體見(jiàn)表1。

表1 全鏈路美白組合物

3 實(shí)驗(yàn)材料及方法

3.1 儀器及原料

紫外日光模擬儀（601-300，美國(guó)Solar Light，EWISH-YQSB-144）：各項(xiàng)性能指標(biāo)符合測(cè)定規(guī)范要求；皮膚色度儀（CM26D，日本KONICA MINOLTA，EWISH-YQSB-143）：測(cè)量皮膚L*a*b*顏色空間數(shù)據(jù)來(lái)表征人體皮膚顏色參數(shù)個(gè)體類(lèi)型角（individual type angle，ITA°）；皮膚黑素檢測(cè)儀（Mexameter MX 18，德國(guó)Courage＆Khazaka，EWISH-YQSB-137）：測(cè)量皮膚的黑素指數(shù)（melanin index，MI）。

煙酰胺，購(gòu)于帝斯曼營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品有限公司；凝血酸，購(gòu)于湖南衡眾藥業(yè)有限公司。Alwhite Complex，INCI名稱(chēng)為：丁二醇、水、熊果苷、檸檬酸、亞硫酸鈉、水解歐洲李（Prunus domestica）、乙酰酪氨酸、草莓虎耳草（Saxifraga sarmentosa）提取物、牡丹（Paeonia suffruticosa）根提取物、氨基丙醇抗壞血酸磷酸酯、黃芩（Scutellaria baicalensis）根提取物、谷胱甘肽；MandarinClear，INCI名稱(chēng)為：丁二醇、水、柑橘（Citrus reticulata）果皮提取物；Dragon Fruit Liquid B，INCI名稱(chēng)為：丁二醇、水、量天尺（Hylocereus undatus）果提取物；均購(gòu)于ICHIMARU PHARCOS CO.,LTD；熊果苷，購(gòu)于現(xiàn)代百朗德生物科技（江蘇）有限公司；羥乙基哌嗪乙烷磺酸，購(gòu)于聚和國(guó)際股份有限公司。其余均為常規(guī)試劑和配方原料。

3.2 實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品

全鏈路美白霜的配方見(jiàn)表2，配置方法按照常規(guī)膏霜制備即可。本配方的涉及的全鏈路的美白機(jī)制如下：①以牡丹根提取物、黃岑根提取物抑制過(guò)度日曬皮膚釋放的炎癥因子，草莓虎耳草提取物可以修護(hù)已被損傷的DNA，同時(shí)輔以氨基丙醇抗壞血酸磷酸酯等物質(zhì)的抗氧化功效，可以最大限度地對(duì)黑色素細(xì)胞的激活，對(duì)黑色素的生成從防御啟動(dòng)因子上加以限制。②黃岑根提取物、凝血酸、熊果苷等可抑制黑色素小體內(nèi)酪氨酸酶的活性，抑制以酪氨酸為底物合成黑色素的酶促反應(yīng)發(fā)生；乙酰酪氨酸是一種黑色素形成拮抗劑，它以酪氨酸的類(lèi)似物形式與酪氨酸競(jìng)爭(zhēng)酪氨酸酶，即以競(jìng)爭(zhēng)性抑制的酶促反應(yīng)路徑生成未知的黃色物質(zhì)取代黑色素的合成；一個(gè)黑色素小體內(nèi)只存在一種黑色素合成的路徑，谷胱甘肽可促進(jìn)以不顯黑的褐黑色素路徑生成，代替真黑色素合成，使皮膚不顯黑。對(duì)黑色素從表達(dá)合生上加以抑制或轉(zhuǎn)化，是最有效的抑制方法。③煙酰胺具有抑制黑色素從黑色素細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)至角質(zhì)層細(xì)胞的能力；量天尺果提取物可抑制搬運(yùn)黑色素的驅(qū)動(dòng)蛋白活力，降低黑色素向角質(zhì)細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)效率；水解歐洲李抑制角質(zhì)細(xì)胞吞并黑色素。對(duì)黑色素從三種轉(zhuǎn)運(yùn)、傳遞路徑上進(jìn)行抑制和阻礙。④柑橘果皮提取物、羥乙基哌嗪乙烷磺酸等促進(jìn)角質(zhì)細(xì)胞更新脫落，提升角質(zhì)層細(xì)胞活力，提高功效成分吸收能力，有利于沉積在肌膚表層的黑色素剝脫和代謝。

表2 全鏈路美白霜配方

綜上，配方采用全鏈路高效美白組合物構(gòu)建了一款美白霜，美白機(jī)制涉及黑色素合成的啟動(dòng)、表達(dá)、轉(zhuǎn)運(yùn)、代謝等各個(gè)階段。

陰性對(duì)照：黑化區(qū)空白對(duì)照。

陽(yáng)性對(duì)照：7%抗壞血酸（維生素C）制品，按《化妝品安全技術(shù)規(guī)范》（201版）國(guó)家藥品監(jiān)督管理局2021年第17號(hào)通告附錄Ⅰ配方制備。

3.3 穩(wěn)定性測(cè)試方法

制得樣品在45 ℃、5 ℃、-15 ℃、冷熱循環(huán)條件下連續(xù)存放3個(gè)月觀(guān)察樣品是否有變色或其他異?，F(xiàn)象；在自然光照射條件下連續(xù)放置3個(gè)月，觀(guān)察樣品是否有變色或其他異?，F(xiàn)象。

3.4 美白祛斑功效測(cè)試實(shí)驗(yàn)方法

采用紫外線(xiàn)誘導(dǎo)人體皮膚黑化模型祛斑美白功效測(cè)試法，簡(jiǎn)述如下。

3.4.1 受試對(duì)象

完成測(cè)試有效受試者共12人，其中男性4人，女性8人，年齡21～60歲，平均年齡39.83±12.35歲，符合受試者志愿入選和排除標(biāo)準(zhǔn)。

3.4.2 紫外線(xiàn)黑化模型建立

首先測(cè)試入組的合格受試者受試部位（背部）的最小紅斑量（minimal erythema dose，MED），然后在受試部位選定3個(gè)面積在9 cm2的試驗(yàn)區(qū)，分別為試驗(yàn)產(chǎn)品區(qū)、陰性對(duì)照區(qū)和陽(yáng)性對(duì)照區(qū)，每個(gè)試驗(yàn)區(qū)之間的間隔1.0 cm，并在每個(gè)試驗(yàn)區(qū)內(nèi)選定面積不小于0.5 cm2的黑化測(cè)試區(qū)，用紫外線(xiàn)日光模擬儀按0.75倍MED劑量每天照射1次，連續(xù)照射4天。

3.4.3 膚色評(píng)測(cè)

照射結(jié)束后第5天，對(duì)各黑化測(cè)試區(qū)進(jìn)行產(chǎn)品使用前的膚色視覺(jué)評(píng)估、皮膚色度儀和皮膚黑素檢測(cè)儀的測(cè)試。以皮膚色度儀測(cè)試的L*a*b*顏色空間數(shù)值計(jì)算ITA°值，計(jì)算公式如下：

在涂抹試驗(yàn)物后每隔1周對(duì)各黑化測(cè)試區(qū)皮膚顏色進(jìn)行視覺(jué)評(píng)估和儀器檢測(cè)，并記錄。

3.4.4 試驗(yàn)物涂抹

根據(jù)隨機(jī)表在試驗(yàn)區(qū)按照（2.00±0.05）mg/cm2的用量涂抹試驗(yàn)物（陰性對(duì)照區(qū)不涂抹任何產(chǎn)品）。產(chǎn)品使用頻率為每天2次，連續(xù)涂抹試驗(yàn)物4周。

3.4.5 美白功效評(píng)判依據(jù)

陽(yáng)性對(duì)照使用前后與陰性對(duì)照相比顯著改善皮膚黑化（P＜0.05），則證明試驗(yàn)有效，否則試驗(yàn)失?。唤?jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，涂抹試驗(yàn)產(chǎn)品前后任一時(shí)間點(diǎn)膚色視覺(jué)評(píng)分差值或ITA°或MI差值與陰性空白對(duì)照相比有顯著改善時(shí)（P＜0.05），且經(jīng)回歸分析整體判斷試驗(yàn)產(chǎn)品與陰性空白對(duì)照相比皮膚黑化顯著改善時(shí)。

3.5 消費(fèi)者感官評(píng)價(jià)問(wèn)卷調(diào)查

3.5.1 調(diào)查對(duì)象

志愿者人數(shù)34人，男性0人，女性34人；最小年齡27歲，最大年齡50歲；平均年齡38.80±6.81歲。

3.5.2 調(diào)研方法

研究者按照隨機(jī)派發(fā)產(chǎn)品，詳細(xì)告知受試者使用方法和注意事項(xiàng)，受試者在研究者的指導(dǎo)下使用產(chǎn)品。使用2周、4周、8周后分別進(jìn)行回訪(fǎng)問(wèn)卷調(diào)查。受試者根據(jù)使用測(cè)試產(chǎn)品使用后的主觀(guān)感受對(duì)測(cè)試產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4 結(jié)果與分析

4.1 穩(wěn)定性測(cè)試

樣品在45 ℃、5 ℃、-15 ℃、冷熱循環(huán)條件下連續(xù)放置3個(gè)月均未出現(xiàn)分層、析出現(xiàn)象，在自然光照條件下連續(xù)放置3個(gè)月，有輕微的淡黃色，說(shuō)明樣品的穩(wěn)定性良好。

4.2 美白功效測(cè)試實(shí)驗(yàn)

由專(zhuān)業(yè)的皮膚科醫(yī)生對(duì)使用前后皮膚膚色等級(jí)進(jìn)行評(píng)分，評(píng)分差值結(jié)果見(jiàn)表3，膚色等級(jí)評(píng)分回歸系數(shù)結(jié)果見(jiàn)表4。陰性對(duì)照與試驗(yàn)產(chǎn)品對(duì)比以便說(shuō)明確實(shí)是由變量因素引起的，而不是由于皮膚自身的代謝更新；陽(yáng)性對(duì)照使用前后與陰性對(duì)照相比顯著改善皮膚黑化（P＜0.05），證明試驗(yàn)有效。3周結(jié)束后試驗(yàn)產(chǎn)品區(qū)域和陽(yáng)性對(duì)照區(qū)域分別出現(xiàn)顯著性差異，4周實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，陰性對(duì)照區(qū)的膚色差值為-1，陽(yáng)性對(duì)照區(qū)的膚色差值為-2且有顯著性差異，試驗(yàn)產(chǎn)品區(qū)的膚色對(duì)照為-1.5且有顯著性差異，說(shuō)明試驗(yàn)產(chǎn)品可以改變膚色。

表3 產(chǎn)品使用前后各測(cè)試區(qū)視覺(jué)膚色等級(jí)評(píng)分差值結(jié)果（中位數(shù)）

表4 視覺(jué)膚色等級(jí)評(píng)分回歸系數(shù)（斜率k值）結(jié)果

利用皮膚色度儀收集皮膚圖像，通過(guò)圖像分析軟件分析皮膚顏色，包括L*值、b*值和ITA°值。皮膚L*值越大，表示皮膚亮度越好；皮膚b*值越小，表示皮膚泛黃程度越低；皮膚ITA°值越高，表示皮膚白皙度越高，皮膚越白。產(chǎn)品使用前后皮膚ITA°差值結(jié)果見(jiàn)表5，皮膚ITA°值回歸系數(shù)見(jiàn)表6。4周實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，陰性對(duì)照區(qū)域皮膚ITA°差值為4.61±4.58，陽(yáng)性對(duì)照區(qū)域皮膚ITA°差值為7.61±3.14，試驗(yàn)產(chǎn)品區(qū)域皮膚ITA°差值為7.39±3.08，試驗(yàn)產(chǎn)品區(qū)域與陽(yáng)性對(duì)照區(qū)域差值接近，說(shuō)明試驗(yàn)產(chǎn)品可以提高皮膚白皙度，使皮膚變白。

表5 產(chǎn)品使用前后皮膚ITA°差值結(jié)果（均值±標(biāo)準(zhǔn)差）

表6 皮膚ITA°值回歸系數(shù)（斜率k值）結(jié)果

皮膚黑素檢測(cè)儀基于光譜吸收的原理，通過(guò)測(cè)量特定波長(zhǎng)的光照在皮膚上后的反射量來(lái)確定皮膚中的黑色素含量，因此MI數(shù)值越小，表明黑色素含量越低。產(chǎn)品使用前后皮膚MI差值見(jiàn)表7，皮膚MI值回歸系數(shù)見(jiàn)表8。3周結(jié)束時(shí)陰性對(duì)照區(qū)域和陽(yáng)性對(duì)照區(qū)域分別出現(xiàn)顯著性差異；4周實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，陰性對(duì)照區(qū)域皮膚MI差值為-25.11±23.54，陽(yáng)性對(duì)照區(qū)域皮膚MI差值為-54.03±24.19，且有顯著性差異，試驗(yàn)產(chǎn)品區(qū)域皮膚M I 差值為-45.69±20.70，且有顯著性差異，試驗(yàn)產(chǎn)品區(qū)域皮膚黑色素含量顯著降低，說(shuō)明試驗(yàn)產(chǎn)品可以降低皮膚中黑色素的含量，從而美白肌膚。

表7 產(chǎn)品使用前后皮膚MI差值（均值±標(biāo)準(zhǔn)差）

表8 皮膚MI值回歸系數(shù)（斜率k值）結(jié)果

綜上，根據(jù)化妝品祛斑美白功效測(cè)試結(jié)果說(shuō)明試驗(yàn)產(chǎn)品全鏈路美白霜具有祛斑美白功效。

4.3 消費(fèi)者感官評(píng)價(jià)問(wèn)卷調(diào)查

依照評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，34名志愿者在使用測(cè)試產(chǎn)品2周、4周、8周后，對(duì)測(cè)試產(chǎn)品的使用感受和功效進(jìn)行評(píng)價(jià)。

志愿者使用試驗(yàn)產(chǎn)品2周后在效果上認(rèn)可度比較好，見(jiàn)圖3。100%的受試者認(rèn)為皮膚變水潤(rùn)、柔軟；超過(guò)90%的受試者認(rèn)為使用產(chǎn)品后氣色看上去變好了；超過(guò)80%的受試者認(rèn)為使用產(chǎn)品后皮膚看上去有光澤、不那么暗黃、膚色更均勻；超過(guò)70%的受試者認(rèn)為使用產(chǎn)品后肌膚看上去有提亮、皮膚煥亮光彩；超過(guò)60%的受試者認(rèn)為色斑/痘印被明顯淡化、皮膚更干凈、色斑/瑕疵的數(shù)量減少。

圖3 志愿者使用2周后自評(píng)感受

志愿者在使用試驗(yàn)產(chǎn)品4周后在效果上認(rèn)可度較高，見(jiàn)圖4。100%的受試者認(rèn)為使用產(chǎn)品后皮膚變水潤(rùn)、柔軟；超過(guò)80%的受試者認(rèn)為使用產(chǎn)品后皮膚看上去有光澤、有提亮、不那么暗黃了、皮膚煥亮光彩；超過(guò)70%的受試者認(rèn)為使用產(chǎn)品后色斑/痘印被明顯淡化了、皮膚更干凈、色斑/瑕疵的數(shù)量減少；91.18%的受試者對(duì)“膚色看上去更均勻了”感到滿(mǎn)意；97.06%的受試者對(duì)“整體面部氣色看上去變好了”感到滿(mǎn)意。

圖4 志愿者使用4周后自評(píng)感受

志愿者使用試驗(yàn)產(chǎn)品8周后在效果上整體認(rèn)可度進(jìn)一步提升，見(jiàn)圖5。仍有約100%受試者認(rèn)為使用產(chǎn)品后皮膚變水潤(rùn)或柔軟；超過(guò)90%的受試者認(rèn)為使用產(chǎn)品后膚色更均勻、面部氣色變好；超過(guò)85%的受試者認(rèn)為使用產(chǎn)品后皮膚有光澤、有提亮、看上去不那么暗黃、更煥亮光彩；超過(guò)70%的受試者認(rèn)為使用產(chǎn)品后色斑/痘印被明顯淡化、皮膚看上去更干凈、色斑/瑕疵的數(shù)量減少。

圖5 志愿者使用8周后自評(píng)感受

從8周消費(fèi)者試用感官評(píng)價(jià)調(diào)研數(shù)據(jù)來(lái)看，34名受試者的皮膚有變得水潤(rùn)柔軟、有光澤、更加明亮勻凈、痘印變淡的整體趨勢(shì)。其中2名受試者使用產(chǎn)品后面部有較為明顯的變白，見(jiàn)圖6。表明設(shè)計(jì)的這款全鏈路美白組合物，通過(guò)層層黑色素阻擊，減少了黑色的分泌和沉淀，促進(jìn)肌膚新陳代謝，具有明顯改善膚色、美白肌膚的作用。

圖6 2名受試者使用產(chǎn)品后的面部變化

5 結(jié)論

全鏈路的美白組合物，通過(guò)抗氧化、緩解炎癥因子釋放、抑制絡(luò)氨酸酶活性、減少黑色素生成、抑制黑色素的轉(zhuǎn)移、降低色素沉積程度、加速皮膚新陳代謝等路徑，實(shí)現(xiàn)黑色素層層阻擊。臨床測(cè)試結(jié)果表明：使用含該美白組合物的膏霜4周后可明顯改善膚色；試驗(yàn)產(chǎn)品區(qū)域皮膚ITA°差值為7.39±3.08，試驗(yàn)產(chǎn)品區(qū)域與陽(yáng)性對(duì)照區(qū)域差值接近，皮膚白皙度提升；試驗(yàn)產(chǎn)品區(qū)域皮膚MI差值為-45.69±20.70且有顯著性差異，試驗(yàn)產(chǎn)品區(qū)域皮膚黑色素含量降低。消費(fèi)者感官評(píng)價(jià)問(wèn)卷調(diào)查顯示34名志愿者的皮膚有水潤(rùn)柔軟、光澤煥亮、白皙?jiǎng)騼?、痘印變淡的變化趨?shì)。組合物具有明顯的美白效果，顯效周期為4周。