五味子在化妝品中的應用與前景

鄭曉霞，趙姝婷，王榮燦，侯 微,2,3

（1中國農業(yè)科學院特產研究所，長春 130112；2吉林省中藥材及飲片加工轉化科技創(chuàng)新中心，長春 130112；3吉林省中藥材種植（養(yǎng)殖）重點實驗室，長春 130112）

0 引言

中國已成為近十年來化妝品消費增速第一的國家，統(tǒng)計報告表明，“初抗老”第一大消費群體已逐漸轉變?yōu)樵絹碓蕉嗟?0后、95后[1]，抗衰老化妝品開發(fā)已經成為化妝品市場的迫切需求。由于自由基過剩可誘導人體皮膚發(fā)生氧化損傷引起皮膚衰老，因此具有抗氧化作用的有效成分成為抗衰老化妝品的主要原料。中藥作為天然植物，由于含有多種有效成分，且副作用較小，因而受到國內外的廣泛關注，越來越多中藥的抗氧化成分被應用在化妝品中。

五味子Schisandra chinensis(Turcz.)Baill.是木蘭科五味子屬多年生落葉藤本植物，中醫(yī)用其作為滋補強壯劑已有悠久歷史?，F代藥理學研究發(fā)現，五味子有效成分如五味子酚、五味子乙素、五味子醇甲等對氧自由基引起的脂質過氧化有明顯拮抗作用。五味子總木脂素能顯著提高紫外線誘導的光老化細胞I型膠原蛋白分泌量，抑制基質金屬蛋白酶的產生從而減少膠原蛋白分解，增加細胞內谷胱甘肽的含量，保護皮膚細胞，減少紫外線對其的傷害，可用于制備具有抗光老化效果的化妝品[2]。另外，五味子總木脂素可減輕痤瘡內酸桿菌引起的炎癥，抑制相關炎癥因子的釋放，可用于制備具有祛痘消炎效果的化妝品或外用藥膏，擴大了五味子的應用范圍[3]。近來，在崇尚自然的潮流趨勢下，以天然植物為基源的功能性化妝品，受到消費者的青睞[4]，其抵御紫外線輻射損傷、抗氧化等護膚活性受到消費者認同。因此，以五味子抗氧化有效成分為基源的化妝品開發(fā)具有廣闊的前景。本研究梳理了五味子的有效成分、對其在化妝品中的研究現狀和應用前景進行了綜述。以期為五味子在化妝品中的開發(fā)和利用提供理論基礎和依據。

1 五味子的有效成分

臨床應用已有2000多年歷史的中藥五味子，具有保肝降酶、止咳祛痰等功效，藥用價值較高，可藥食兩用。經研究發(fā)現五味子中約含有425 種化合物，生物活性多樣。其有效成分主要為木脂素類、多糖類、三萜類、黃酮類、有機酸類和揮發(fā)油類等[5]?，F代藥理學表明，五味子具有消炎、抗氧化、抗衰老、抗癌癥、消除疲勞、增強機體免疫力等作用。

1.1 木脂素

木脂素類成分是五味子的活性成分，主要分布于種子中。經統(tǒng)計發(fā)現五味子木脂素類化合物有五味子甲素、五味子乙素、五味子丙素、五味子醇甲、五味子醇乙、五味子酯甲、五味子酯乙、五味子酯丙、五味子酚、五味子苷、巴豆酰戈米辛P、戈米辛G等[6-9]。Liu等[10]從五味子葉中分離到15種化合物，包括一種新的木脂素（五味子苷E）和一種新的萜類化合物（五味子苷A），以及9種已知木脂素和4種已知萜類化合物。

1.2 多糖類

谷艷菲等[11]用微波-超聲波聯用法提取五味子有效成分，經測定發(fā)現五味子提取物中含有多糖等成分，而且五味子多糖具有抗氧化能力，因此，多糖是五味子有效成分中重要的活性成分之一。五味子果肉的多糖比種子中的多糖含量高。李鉑等[12]對不同成熟期五味子質量進行評價，發(fā)現隨著采收時間的延遲五味子中總多糖含量逐漸降低。Chen等[13]采用熱水提取、乙醇沉淀和脫蛋白的方法，分別提取了多糖類成分。與脫蛋白方法相比，乙醇沉淀中的蛋白質和糖醛含量較高，具有更強的清除自由基能力。

1.3 揮發(fā)油類

五味子揮發(fā)性成分較復雜，含有豐富的萜類和芳香族成分。王潔等[14]對五味子果肉精油和種子精油進行成分分析，從中分別鑒定出55種和45種成分，質量分數分別占精油總量的94.04%和93.39%。Teng 等[15]在對五味子揮發(fā)油的研究中發(fā)現，用蒸餾法提取五味子揮發(fā)油，其主要成分為萜類化合物，并具有一定的抗菌作用。

1.4 其他

除上述成分外，五味子中的黃酮、有機酸和三萜類等成分均發(fā)揮著重要作用（表1）。金銀萍等[16]通過建立超高效液相色譜法發(fā)現五味子不同部位中總黃酮和酚酸成分含量和抗氧化活性呈顯著正相關。在對五味子果實、藤莖、葉和離體微芽培養(yǎng)物提取物的天然酚類抗氧化活性的研究中，Szopa等[17]發(fā)現春季采集的藤莖和葉提取物的總酚含量最高。林雄平等[18]采用醇提和水提法提取南五味子根的黃酮類成分，發(fā)現南五味子根部醇提黃酮類成分的提取率大于水提。宮莉等[19]以北五味子果實為原料，優(yōu)化對總黃酮的提取方法和提取工藝條件，發(fā)現超聲波提取法優(yōu)于微波法和熱回流法，所得的五味子黃酮具有較強清除超氧陰離子自由基和羥自由基的能力。此外，五味子中還含有蛋白質、氨基酸和其他微量元素等。

表1 五味子的主要有效成分活性作用

2 五味子在化妝品中的應用

2.1 抗氧化作用

皮膚是人體的主要保護屏障，受到內在和外在因素的影響，過剩的自由基(ROS)、紫外線輻射、環(huán)境污染、干燥和冷空氣等內外因素都會引起皮膚衰老和皮膚疾病的發(fā)生[20]。馬瑩慧等[21-22]對五味子總木脂素類成分進行純化及抗氧化活性研究，發(fā)現北五味子總木脂素類成分的總抗氧化能力是Vc 的1/7 左右，清除超氧陰離子自由基的強度是Vc 的1/6 左右，說明其具有良好的抗氧化活性。Yan等[23]通過對大鼠皮下注射及口服五味子果實的水提物和醇提物發(fā)現，五味子有效組分增強D-gal誘導的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和總抗氧化能力(T-AOC)活性，維持血清、額葉皮質中谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)和一氧化氮(NO)的正常水平。經鑒定，該組分的化合物主要是木脂素類成分。在對五味子木脂素的研究中，Zhang等[24]提出北五味子木脂素對H2O2誘導損傷的ECV-304細胞通過降低丙二醛的含量及提高超氧化物歧化酶活性而有明顯的保護作用。CHOI[25]探究了五味子甲素的抗氧化活性功效，結果表明五味子甲素有效降低了H2O2誘導的細胞毒性和DNA損傷，這與減少活性氧的積累有關。Gao等[26]研究發(fā)現五味子乙素可以顯著降低炎癥因素，如Cox-2，IL-6和IL-18的產生，減弱UVB輻射誘導對人皮膚角質形成細胞和皮膚成纖維細胞的損傷，并且可以顯著消除UVB 輻射誘導產生的ROS。因此，五味子乙素可以有效地保護皮膚角質形成細胞免受UVB 輻射損害，并且可以通過減少ROS 的產生來減輕UVB 輻射誘導引起的炎癥反應。侯微等[27]采用噻唑藍(MTT)法測定H2O2誘導HaCat細胞氧化損傷衰老模型的細胞增殖情況，結果發(fā)現五味子甲素、乙素及丙素對H2O2造成的細胞氧化損傷均具有一定的保護作用，其中五味子乙素和丙素的效果較好。Ding等[28]發(fā)現五味子乙素有效地降低叔丁基氫過氧化物(TBHP)誘導的細胞死亡、ROS 的產生、脂質過氧化反應及DNA 損傷。五味子乙素還有效地抑制了線粒體膜電位(MMP)的改變，并在TBHP 損傷的HaCat 細胞中恢復了腺苷三磷酸(ATP)水平。邱明陽等[29]對五味子多部位的抗氧化活性及α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用進行篩選，測定出五味子總木脂素具有較優(yōu)的抗氧活性及α-葡萄糖苷酶活性抑制作用?？寡趸钚院挺?葡萄糖苷酶活性抑制作用與木脂素類物質的含量呈正相關。朱力杰[30]以北五味子藤莖為原料，對北五味子總三萜和木脂素的化學成分進行分析，發(fā)現北五味子總三萜和木脂素能夠緩解乙醇代謝引發(fā)的脂質過氧化作用，清除氧自由基，保護肝細胞及細胞器的功能和結構；北五味子總三萜和木脂素通過調控乙醇代謝中關鍵酶，尤其是CYP2E1 的表達，從而減少ROS 的生成，減輕對肝臟造成的氧化損傷。

李珊珊等[31]提取北五味子的總多糖，通過離子交換層析和分子篩層析對總多糖進行分離純化，測定發(fā)現總多糖對DPPH和羥自由基清除活性明顯優(yōu)于4個子級分，并且清除率隨著濃度的升高而增加，具有較好的抗氧化活性。Yue等[32]采用五味子多糖處理雞胚胎肝細胞，通過檢測雞胚胎肝細胞的活力、調亡、超氧化物歧化酶和抗氧化酶含量等指標，得出五味子多糖可以保護肝細胞免受H2O2誘導的氧化損傷。Niu等[33]從五味子提取物中分離純化出水溶性多糖，經體內體外實驗表明，水溶性多糖不僅對超氧陰離子自由基、羥自由基和DPPH 自由基有良好的清除作用，而且可以降低丙二醛含量，并增加谷胱甘肽過氧化物酶和超氧化物歧化酶活性。綜上所述，五味子具有較好的抗氧化作用，可以延緩氧化損傷誘導的皮膚衰老過程和治療由氧化應激引起的皮膚疾病發(fā)作。研究表明五味子藤莖、葉、果實和種子中均含有抗氧化活性成分，且成分具有相對的穩(wěn)定性和安全性。因此，以五味子為基源開發(fā)化妝品具有可行性。

2.2 抗菌消炎作用

李振等[34]研究發(fā)現南、北五味子提取物對金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌、沙門氏菌、枯草芽孢桿菌、銅綠假單胞菌均具有抑菌作用。林雄平等[35]將南五味子老根、幼根、老莖、幼莖、葉以乙醇為溶劑提取，其中，老根提取物和葉提取物分別對枯草芽孢桿菌和大腸桿菌的抑制效果最好。另外采用水提取法、乙醚索氏提取法分別提取南五味子果實多糖和脂溶性物質，研究結果發(fā)現南五味子果皮、果肉的脂溶性物質對金黃色葡萄球菌有抗菌作用，南五味子果皮、果肉、種子的脂溶性物質對枯草芽孢桿菌有抗菌作用[36]。Song等[37]實驗結果顯示18 mg/mL 五味子提取物對金黃色葡萄球菌的生長具有抑制作用。金黃色葡萄球菌的生長曲線出現了延長的滯后期和縮短的對數期，菌株的生長形態(tài)呈現皺縮和枯萎。該提取物在大麥湯體系中具有較強的抑菌活性。石亞麗[38]從常見藥食兩用的中草藥中選取了8種植物原料，發(fā)現南燭葉、五味子醇提物對金黃色葡萄球菌的抑菌作用較強，抑菌圈直徑最高達到26 mm；丁香、五味子的醇提物對毛霉的抑菌作用較強，抑菌圈直徑最大超過25 mm；與其他原料相比，五味子、丁香和南燭葉的抑菌活性是較強的。Guo 等[39]研究五味子果實提取物通過降低金屬蛋白酶和膠原蛋白，抑制了脂質過氧化作用，激活抗氧化防御系統(tǒng)，提高谷胱甘肽產量，從而顯著抑制痤瘡丙酸桿菌的生長，抑制了UVB 誘導的成纖維細胞的光老化。王杰等[14]比較了五味子果肉精油和種子精油的活性，發(fā)現果肉精油較種子精油有更好的體外抗氧化活性，同時它們對金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、綠膿桿菌和大腸桿菌的生長均具有一定抑制作用。Cui 等[40]研究了五味子提取物(SCE)在大腸桿菌上的抗菌特性。體外抗菌試驗表明，SCE 能有效抑制受試細菌的生長，在O/W乳液模型化妝品體系中，SCE 具有較強的抗菌能力。用SCE 處理的大腸桿菌的生長曲線顯示出延長的滯后階段和受限制的對數期。五味子中發(fā)現的六種二苯并環(huán)辛二烯木脂素的抗菌特性被Hakala 等[41]首次報道，在人上皮細胞感染兩種相關的革蘭氏陰性菌肺炎衣原體和沙眼衣原體時均表現出活性。所有6個木脂素（五味子素，五味子甲素，五味子乙素，五味子丙素，五味子醇甲，五味子醇乙）均抑制肺炎衣原體包涵體形成和感染性子代產生。但這些化合物均未顯示出對產氣腸桿菌，大腸桿菌，變形桿菌，銅綠假單胞菌，枯草芽孢桿菌，金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌的抑制作用，表明其抗菌作用具有選擇性。Kang 等[42]研究發(fā)現五味子乙醇提取物對脂多糖刺激的巨噬細胞中促炎物質產生抑制作用。

盡管目前已顯示木脂素具有抗炎作用，但尚未有其對痤瘡丙酸桿菌引起的痤瘡相關炎癥的作用機制的研究。Guo等[43]用5、10、20 μmol/L五味子甲、乙、丙素預處理THP-1 人單核細胞，并用痤瘡丙酸桿菌刺激細胞。結果顯示五味子乙素和丙素以5 μmol/L的濃度抑制炎癥細胞因子的釋放，而五味子甲素在濃度為10 μmol/L 時才能發(fā)揮作用。五味子乙素和丙素均降低了受體基因的mRNA 表達。這些結果有助于我們理解3種木脂素對痤瘡丙酸桿菌誘導的炎癥的抑制作用機制，并表明五味子素可被開發(fā)為治療痤瘡的藥物。通過對五味子果實提取物進行定性定量分析，通過化學染色方法觀察細胞老化程度，結果表明該提取物可以顯著改善痤瘡丙酸桿菌刺激的THP-1 和UVB輻射的HDF細胞的炎性狀態(tài)[44]。Jung等[45]在1-氟-2,4-二硝基氟苯(DNFB)誘導的接觸皮炎小鼠中研究了五味子甲醇提取物(MESC)對耳厚度和重量、組織病理學變化、免疫細胞過濾和細胞因子產生的影響。MESC的局部應用有效抑制耳腫脹并抑制增生。研究結果表明MESC 的抗炎作用是通過減少TNF-α，IFN-γ，IL-6和MCP-1的產生來介導的，MESC在炎癥性皮膚病的治療中具有潛在的應用價值。目前，順鉑被廣泛應用于抗腫瘤藥中，但是由于其易引發(fā)腎毒性，臨床應用受到限制。Li等[46]發(fā)現五味子藤莖提取物通過改善氧化應激、炎癥和細胞凋亡對順鉑引起的急性腎損傷具有保護作用。Oh等[47]發(fā)現3種主要化合物枸杞素J、枸杞素N和五味子丙素可以抑制脂多糖誘導鼠巨噬細胞的炎癥反應。五味子提取物在傳統(tǒng)醫(yī)學中被廣泛應用于慢性炎癥疾病的治療。

綜上所述，將植物有效成分開發(fā)為天然防腐劑具有天然、安全性好、無毒、抑菌抗菌效果佳及抗氧化等諸多優(yōu)勢。五味子中含有多種藥用成分，能抑制多種病原微生物繁殖和再生，對大腸桿菌、金黃色葡萄菌和肺炎球菌有良好的抑制作用，同時，五味子中還含有對痤瘡丙酸桿菌誘導的炎癥的抗炎成分，因此五味子在抗菌消炎方面的效果表明其具有開發(fā)為天然防腐劑的可行性。

2.3 美白作用

皮膚中黑色素的過度產生和積累會導致色素沉著，例如雀斑和黃褐斑。皮膚美白的作用機制主要是通過在皮膚黑色素生成、代謝過程中抑制黑色素的產生。對黑色素的抑制作用可分為胞內抑制和胞外抑制。胞內抑制是指在抑制黑色素形成過程中降低酶酪氨酸酶的活性或抑制酪氨酸酶的合成，從而抑制黑色素的形成；胞外抑制是指通過抑制內皮素-1和內皮素-2來抑制黑色素的形成。戈米辛N，一種在五味子中發(fā)現的木脂素化合物，已在各種研究中顯示出具有抗氧化、抗腫瘤和抗炎的活性。Chae等[48]首次報道了戈米辛N在哺乳動物細胞以及斑馬魚胚胎中具有抑制黑色素生成的作用。戈米辛N通過下調在黑色素生成中的關鍵蛋白的表達水平可顯著降低黑色素含量，而無細胞毒性。有研究驗證了PI3K/Akt 和MAPK/ERK 途徑的激活可能抑制黑色素生成的作用。戈米辛N以濃度依賴性方式顯著抑制黑色素合成[49]。Lee 等[49]對五味子的己烷組分進行了分離純化，得到了β-麂皮苷、α-蘭烯醇、戈米辛N、戈米辛A、五味子素等5 種主要化合物，通過測定誘導的小鼠黑素瘤細胞，發(fā)現五味子素以濃度依賴性方式顯著抑制黑色素合成。Yuji等[50]從五味子藤莖中提取的丙酮，在小鼠B16 黑色素瘤F10 細胞中顯示出明顯抑制3-異丁基-1-甲基黃嘌呤(IBMX)刺激的黑素生成。Zhao 等[51]發(fā)現五味子甲素顯著抑制了黑色素含量和酪氨酸酶(Tyr)活性，五味子甲素通過MAPK和CREB途徑下調MITF和致素酶來減少黑色素。Gao 等[52]研究發(fā)現五味子苷F 可以通過誘導細胞凋亡來抑制黑色素瘤A375細胞活性，進一步的研究發(fā)現，五味子苷F可抑制過量ROS的產生。Oh等[53]研究發(fā)現五味子果實1-O-甲基果呋喃糖以濃度依賴性方式顯著抑制黑色素合成和酪氨酸酶活性，并降低了致素蛋白的表達，包括微孔相關轉錄因子(MITF)、酪氨酸酶和酪氨酸酶相關蛋白的磷酸化。Yan等[54]從五味子中分離出的五味子乙素、脫氧五味子素、五味子丙素表現出抑制酪氨酸酶活性作用。

綜上所述，五味子的美白成分主要為戈米辛N，五味子甲、乙、丙素對黑色素生成也有一定的抑制作用。因此，五味子具有開發(fā)為抗黑色素生成或皮膚美白化妝品的潛在可行性，在美白化妝品中具有廣闊的應用前景。

3 五味子化妝品研究現狀及前景

中藥護膚美容是利用中藥有效成分延緩皮膚衰老和美化皮膚。中國是最早應用天然藥物護膚美容的國家之一，中藥美容在中國已有2000 多年的歷史，并積累了豐富的經驗。中草藥來源于大自然，溫和純正，毒副作用小，相對于化學成分更加安全可靠。

在化妝品中添加五味子提取物使得該化妝品能夠控油抗脂，且成分天然所以副作用較小，從而使該化妝品更適用于敏感肌膚[55]。五味子提取物被應用到以天然草本提取物為主要原料的美白滋養(yǎng)霜中，可抑制皮膚黑色素合成和轉移，在維持肌膚正常的生理代謝和機能的條件下，能達到安全有效的美白效果[56]。吳志韻等[4]實現了在提取五味子木脂素類成分的同時，提取其黃酮類成分，提高了提取效率，使五味子提取物可應用于抗氧化、抗紫外線輻射和抗衰老的個人護理品中。王發(fā)強等[57]證實了五味子中木脂素類成分是具有良好的紫外線防護功能的天然產物，其對紫外線的損害有保護功能，可作為添加劑應用在防曬護膚品中。趙鑫等[58]優(yōu)化五味子總木脂素的提取方法，提取出的五味子總木脂素具有較好的抗光老化效果，且針對痤瘡丙酸桿菌引起的炎癥具有較好的消炎作用，可制備具有抗光老化效果或具有祛痘消炎效果的化妝品或外用藥膏。周有才[59]提供了一種主要含五味子提取物的護膚品，以霍霍巴油、五味子提取物和羊毛脂為核心活性物質，能迅速滲透至肌膚深層從根本上抑制并清除各種有害肌膚健康的自由基，修復皮膚細胞DNA 損傷，恢復細胞活性，促進肌膚新陳代謝，有效修護和美白肌膚，延緩肌膚衰老。Kim 等[60]發(fā)明以燕麥、五味子、辣椒、瓊脂為主要原料的潤唇膏，其具有優(yōu)異的抗氧化、抗炎和抗菌活性，消除了合成防腐劑引起的皮膚問題并提供防腐效果。Hwang等[61]優(yōu)化完善了提取五味子固體濃縮物的方法，該方法簡單，產量高，可用于食品原料和化妝品中。Sik 等[62]發(fā)明的親水性復合劑是一種抗老化劑，包括五味子提取物等多種成分，可用作化妝品成分，具有優(yōu)良的皮膚抗炎、膚抗氧化和皮膚美白效果，且有良好的吸收率，可以改善皮膚皺紋并且配方穩(wěn)定。Huang等[63]制備五味子膠紅酵母發(fā)酵提取物，保留了五味子的良好抑菌效果，改善了抗氧化性能并降低了刺激，有利于應用于化妝品生產加工中。

隨著對五味子提取工藝及有效成分的不斷深入研究，其在化妝品中的應用將越來越廣泛。然而對五味子在化妝品中的具體應用中，不免有著各種各樣的問題。不僅要將五味子有效成分充分利用，還要考慮到五味子產品的綜合體驗。五味子顏色氣味成分復雜，如何將五味子活性成分與化妝品中其他成分融合起來，并達到大眾可以接受的氣味和色澤還需更深一步的探索。另外五味子有效成分在化妝品中的量效問題也有待進一步研究。由于五味子果實、藤莖、葉均含有豐富的活性成分，但含量存在差異，因此其在化妝品中的應用，需考慮提取部位等因素。隨著人們對化學制品副作用的認識越來越深，對天然有效成分的需求就越來越迫切，更多人們開始追求含有天然成分的化妝品。本研究通過對五味子活性物質及其在化妝品中的應用進行文獻檢索，發(fā)現天然中藥五味子滿足了人們對美容護膚的需要，其抗氧化有效成分在化妝品中的應用開發(fā)具有廣闊的前景，并為以五味子為主要基源的化妝品開發(fā)提供了可行性分析。