正交試驗優(yōu)化一種藥用功能性口紅的研制

周國梁, 吳曉鳳, 吳月群, 王勝男, 張 元, 陳 浩

(安徽科技學院 生命與健康科學學院,安徽 鳳陽 233100)

從古代的胭脂到現(xiàn)在的口紅,女性追求美的步伐從未停止?？诩t是女性在生活中不可缺少的單品,但市面上的口紅大多含有合成色素、重金屬等有害成分。市場上多款口紅含有香精、易致敏原,而香精是多種化學成分的混合物,致敏原成分更易進入唇部皮膚深處從而產(chǎn)生刺激,導致唇炎和唇部過敏的概率增加[1-2]。種種事例表明,由于人們使用口紅的普遍性和廣泛性,口紅的安全性不容忽視。

中藥口紅不僅成分天然安全,而且具有一定的藥用功能價值,這方面的顯著優(yōu)勢也將備受關注。中藥配方口紅的主原材料以中藥提取物和食品級的純天然蜂蠟、乳化劑、甜杏仁油等為輔料,同時所選擇的中藥成分附帶藥用功能性價值,輔料成分安全、健康。中藥口紅的創(chuàng)新研制順應時代藥妝發(fā)展趨勢,因此藥用性中藥口紅具有強大的市場空間。

目前中國的藥妝市場也在迅速地發(fā)展壯大,中藥研制的藥用性配方口紅卻比較少見,基于此本試驗選用赤芍、紅花、粉葛、白芷為原料,并通過與乳化劑、蜂蠟、甜杏仁油進行正交設計,優(yōu)化配方口紅的配比,研制一種天然安全的中藥口紅,為藥用功能性口紅的進一步研究和制作提供一定借鑒與參考。

1 材料與方法

1.1 儀器

JFSD-100-11粉碎機(上海嘉定糧油儀器有限公司);FA2104B電子天平(上海市精密科學儀器有限公司);KQ-250DE型數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);TU-1950紫外分光光度計(北京普析通用儀器有限公司);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海愛朗儀器有限公司);恒溫水浴鍋(北京科偉永興儀器有限公司)。

1.2 藥品與試劑

中藥材赤芍(PaconiaeRadixRubra)、紅花(Safflower)、粉葛(PuerariaeThomsonii)、白芷(Angelicadahurica)均購于六安市丹貝爾生物科技有限公司,經(jīng)安徽科技學院中藥實驗室劉漢珍教授鑒定均為正品(批號:20210426);乳化劑(化妝品級,廣州中廣生物科技有限公司,批號:20210628);蜂蠟(化妝品級,上海九潔實業(yè)有限公司,批號:20210625);甜杏仁油(食品級,廣州鉑思琳化妝品有限公司,批號:20210702);無水乙醇為分析純;蒸餾水為試驗室自制;蘆丁標準品(中國食品藥品檢定研究院,批號:100080-202109)。

1.3 方法

1.3.1 不同赤芍質(zhì)量對口紅配方溶液提取的影響 稱取粉碎紅花、粉葛、白芷各1 g,分別添加干燥赤芍藥材粉末1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 g,置于具塞錐形瓶中,按料液比1∶15的比例,精密加入70%乙醇,搖勻,稱定質(zhì)量,在超聲溫度為55 ℃、超聲功率為120 W的條件下超聲提取30 min,濃縮至10.0 mL,冷卻后稱量,70%乙醇補重,抽濾,即得不同赤芍質(zhì)量配方口紅提取液[3]。

1.3.2 不同紅花質(zhì)量對口紅配方溶液提取的影響 稱取粉碎赤芍、粉葛、白芷各1 g,分別添加干燥紅花藥材粉末1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 g,置于具塞錐形瓶中,按料液比1∶15的比例,精密加入70%乙醇,搖勻,稱定質(zhì)量,在超聲溫度為55 ℃、超聲功率為120 W條件下超聲提取30 min,濃縮至10.0 mL,冷卻后稱量,70%乙醇補重,抽濾,得不同紅花質(zhì)量配方口紅提取液[4]。

1.3.3 不同粉葛質(zhì)量對口紅配方溶液提取的影響 稱取粉碎赤芍、紅花、白芷各1 g,分別添加干燥粉葛藥材粉末1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 g,置于具塞錐形瓶中,按料液比1∶15的比例,精密加入70%乙醇,搖勻,稱定質(zhì)量,在超聲溫度為55 ℃、超聲功率為120 W的條件下超聲提取30 min,濃縮至10.0 mL,冷卻后稱量,再用70%乙醇補重,抽濾即得不同粉葛質(zhì)量配方口紅提取液[5]。

1.3.4 不同白芷質(zhì)量對口紅配方溶液提取的影響 稱取粉碎赤芍、紅花、粉葛各1 g,分別添加干燥白芷藥材粉末1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 g,置于具塞錐形瓶中,按料液比1∶15的比例,精密加入70%乙醇,搖勻,稱定質(zhì)量,在超聲溫度為55 ℃、超聲功率為120 W的條件下超聲提取30 min,濃縮至10.0 mL,冷卻后稱量,再用70%乙醇補重,抽濾,即得不同白芷質(zhì)量配方口紅提取液[6]。

1.3.5 藥材配方考察指標 將不同組方提取溶液進行感官評價,分析不同添加量對配方的影響關系。感官評價評分標準及指標如表1所示。

表1 配方制備口紅溶液感官評價

1.3.6 口紅涂展性測定 稱取0.1 g口紅樣品,將其均勻地涂抹在質(zhì)量為100 g、直徑為2.6 cm的砝碼底部,將砝碼放在傾斜角為30°的玻璃板上端,使口紅樣品在砝碼壓力作用下在玻璃板上涂展,直至砝碼底部口紅完全涂凈為止。測量樣品的涂展距離,距離越長,涂展性越好,以此評定樣品的涂展性[7]。

1.3.7 口紅錐入度測定 采用錐入度測定法,測定以蜂蠟、羊毛脂、凡士林等為基質(zhì)制成的半固體物質(zhì)的軟硬度和黏稠度等性質(zhì)。將制備好的口紅裝滿模具,并且高出模具2 mm,避免膏體中存在氣泡。在測試溫度為(25±0.5) ℃條件下,將質(zhì)量為9.38 g 的錐體垂直固定在距離水平面6 cm處(必須保證錐體與膏體之間的距離一致),釋放錐體使其垂直落入樣品中,5 s后讀出錐體插入口紅的深度。插入的深度越深,膏體的稠度就越小;反之,稠度就越大[7]。

1.3.8 藥用口紅配方考察指標 按赤芍、紅花、粉葛、白芷藥材的原料提取液的最佳配比,固定最佳配比的藥材提取液1.0 mL作為原料。對輔料0.2、0.3、0.4、0.5 g乳化劑,0.3、0.4、0.5、0.6 g蜂蠟,0.6、0.8、1.0、1.2 g甜杏仁油進行考察,以其錐入度和涂展性為考察指標,確定藥用性口紅的最佳配方配比。藥用口紅配方綜合評分計算公式為綜合評分=錐入度×50%+涂展性×50%。藥用制備口紅配方評價評分標準及指標如表2所示。

表2 藥用制備口紅配方考察評價

2 結(jié)果與分析

2.1 藥材配方溶液總黃酮含量

2.1.1 對照品溶液配制 精密稱取干燥的蘆丁標準品2.38 mg,用70%乙醇定容,得蘆丁標準溶液。

2.1.2 線性關系考察 精密量取0.0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mL蘆丁標準溶液,分別置于10 mL量瓶中,加入5% NaNO2溶液0.4 mL,搖勻,靜置6 min,加10% Al(NO3)3溶液0.4 mL,搖勻,靜置6 min,再加入4% NaOH溶液4 mL。最后用70%乙醇定容至刻度,搖勻,放置15 min。標準溶液在510 nm處測定吸光度。以蘆丁對照品質(zhì)量濃度為橫坐標、吸光度為縱坐標繪制標準曲線,回歸方程為y=11.726 34x-0.077 16,r=0.999 5,蘆丁在10～65 μg/mL范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關系[8]。

2.1.3 樣品中總黃酮測定 將各樣品提取液混合,于510 nm處測定吸光度,計算樣品中總黃酮含量。

2.2 方法學考察

2.2.1 穩(wěn)定性考察 取同一樣品各藥材,每種藥材粉末各3 g,每種按各藥材提取液制備項的方法進行制備后,將各樣品藥材提取液混合,樣品混合溶液于510 nm處在0、3、6、12、24 h測定吸光度,計算樣品混合溶液的RSD為0.16%,表明樣品混合溶液在24 h內(nèi)保持穩(wěn)定。

2.2.2 精密度考察 將6份同一批號的樣品藥材,1份中每種藥材粉末各3 g,按各藥材提取液制備項的方法進行制備后,將各樣品藥材提取液混合,樣品混合溶液,分別重復測定6次,測定溶液黃酮的吸光度,試驗結(jié)果表明,方法的精密度良好,樣品混合溶液的RSD為1.35%(n=6)。

2.2.3 回收率考察 精密稱取4 g原料藥材粉末,每種藥材粉末各1 g,置于9個25 mL錐形瓶中,精密加入0.238 mg/mL蘆丁對照品溶液1.0、1.0、1.0、2.0、2.0、2.0、3.0、3.0、3.0 mL,作為高、中、低回收率測定用樣品,加入乙醇溶解定容至刻度,搖勻[8]。測定吸光度并計算回收率,結(jié)果平均回收率為98.20%,RSD為1.72%(n=9)。

2.3 不同藥材質(zhì)量對提取溶液感官性評價的影響

2.3.1 赤芍和紅花添加質(zhì)量對提取溶液感官性評價的影響 稱取紅花、粉葛、白芷各1 g,添加不同質(zhì)量赤芍后提取溶液,綜合評分結(jié)果見圖1。綜合得分隨著赤芍質(zhì)量的增加,綜合評分逐漸增加,當赤芍質(zhì)量增加到3 g之后,評分增加緩慢,因此確定赤芍質(zhì)量范圍為2～4 g。稱取赤芍、粉葛、白芷各1 g,添加不同質(zhì)量紅花后提取溶液,綜合得分隨著紅花質(zhì)量的增加,綜合評分逐漸增加,當紅花質(zhì)量增加到4 g之后,評分減少,因此確定紅花質(zhì)量范圍為3～5 g。

2.3.2 粉葛和白芷添加質(zhì)量對提取溶液感官性評價的影響 稱取赤芍、紅花、白芷各1 g,添加不同質(zhì)量粉葛后提取溶液,綜合評分結(jié)果見圖2。綜合得分隨著粉葛質(zhì)量的增加,綜合評分逐漸增加,當粉葛質(zhì)量增加到5 g之后,評分增加緩慢,因此確定粉葛質(zhì)量范圍為4～6 g。稱取赤芍、紅花、粉葛各1 g,添加不同質(zhì)量白芷后提取溶液,綜合得分隨著白芷質(zhì)量的增加,綜合評分逐漸增加,當白芷質(zhì)量增加到5 g之后,評分增加緩慢,因此確定白芷質(zhì)量范圍為4～6 g。

圖2 不同粉葛和白芷質(zhì)量對提取溶液感官性評價的影響Fig.2 Effects of different weight of puerariae thomsonii and angelica dahuricaon on sensory evaluation of extraction solution

2.4 藥材配方正交試驗

2.4.1 正交試驗 根據(jù)前期單因素試驗結(jié)果,分別以紅花、赤芍、白芷、粉葛提取溶液添加量為考察因素,每因素選擇3個水平,采用L9(34)進行正交試驗,如表3所示,分別按表4條件進行正交試驗,方差分析結(jié)果見表5。

表3 因素水平

表4 配方正交試驗

表5 方差分析

從表4能夠看出,赤芍、紅花、粉葛、白芷藥用性口紅的最佳配比方案為A2B3C1D3,即藥材配方的配比工藝比例為赤芍∶紅花∶粉葛∶白芷=3∶5∶4∶6。影響的主次順序為B>D>A>C,即赤芍>紅花>粉葛>白芷。

2.4.2 重復性試驗 精密稱定6份同一批樣品,按各藥材提取液制備項的方法分別制備樣品溶液,按照最佳配比將樣品溶液混合,于510 nm 處用紫外分光光度計測定吸光度。測得的樣品混合溶液中總黃酮含量的RSD為1.1%,表明方法重復性良好。

2.5 藥用口紅配方影響關系考察

按藥用口紅配方藥材原料提取液濃度的最佳配比,即赤芍∶紅花∶粉葛∶白芷=3∶5∶4∶6,固定最佳配比的藥材提取液1.0 mL作為原料。對輔料乳化劑、蜂蠟、甜杏仁油進行單因素考察,以其錐入度和涂展性為考察指標,確定藥用性口紅的最佳配方配比。

2.5.1 乳化劑的選擇 精密稱取最佳配比的1.0 mL藥材提取液、0.2 g蜂蠟、0.6 g甜杏仁油,分別置于燒杯中,加熱至60～70 ℃,通過添加不同含量的乳化劑,進行綜合評分,結(jié)果見圖3。綜合得分并不隨乳化劑的增加而增加,隨著添加量的增加,綜合評分逐漸增加,當乳化劑增加到0.3 g之后,評分開始下降,因此確定乳化劑添加輔料體積最佳范圍為0.20～0.40 g。

圖3 乳化劑對藥用口紅配方的影響Fig.3 Effects of emulsifier on formula of medicinal lipstick

2.5.2 蜂蠟的選擇 精密稱取最佳配比的1.0 mL藥材提取液、0.2 g乳化劑、0.6 g甜杏仁油,分別置于燒杯中,加熱至60～70 ℃,通過添加不同含量的蜂蠟,進行綜合評分,結(jié)果見圖4。綜合得分并不隨蜂蠟的增加而增加,開始添加綜合評分較小,隨著添加量的增加,綜合評分逐漸增加,當蜂蠟增加到0.4 g之后,評分開始下降,因此確定蜂蠟添加輔料質(zhì)量最佳范圍為0.30～0.50 g。

圖4 蜂蠟對藥用口紅配方的影響Fig.4 Effects of beewax on the formulation of medicinal lipstick

2.5.3 甜杏仁油的選擇 精密稱取最佳配比的1.0 mL藥材提取液、0.6 g乳化劑、0.2 g蜂蠟,分別置于燒杯中,加熱至60～70 ℃,通過添加不同含量的甜杏仁油,綜合評分,結(jié)果見圖5,綜合得分先隨甜杏仁油的增加而增加,隨著添加量的增加,綜合評分逐漸增加,當甜杏仁油增加到1.0 g之后,評分開始下降,因此可以確定甜杏仁油添加輔料體積最佳范圍為0.80～1.20 g。

圖5 甜杏仁油對藥用口紅配方的影響Fig.5 Effects of sweet almond oil on formula of medicinal lipstick

2.6 藥用口紅配方正交試驗

2.6.1 正交試驗 根據(jù)單因素試驗結(jié)果以乳化劑(A)、蜂蠟(B)、甜杏仁油(C)作為考察因素,每因素選擇3水平進行正交試驗,因素與水平安排見表6,分別按表7正交條件進行正交試驗,結(jié)果見表8。從表7～8可以看出,蜂蠟對藥用口紅配方工藝有顯著的影響,乳化劑、蜂蠟、甜杏仁油的最佳配比方案為B3A1C2,即在固定原料藥材提取液含量為1.0 mL的基礎上,藥用口紅配方工藝比例為乳化劑∶蜂蠟∶甜杏仁油=2∶5∶10。影響的主次順序為B>A>C,即蜂蠟>乳化劑>甜杏仁油。

表6 因素水平

表7 藥用口紅配方正交試驗

表8 方差分析

2.6.2 藥用口紅總黃酮測定 精密稱取上述配方口紅膏體,置具塞錐形瓶中,加入甲醇70 mL超聲溶解,過濾取續(xù)濾液至100 mL棕色量瓶中,加甲醇至刻度,搖勻。精密量取1 mL置10 mL量瓶中,加70%乙醇至刻度,搖勻,測定黃酮吸光度,計算藥用口紅總黃酮含量[9],藥用口紅中總黃酮含量平均為0.12 mg/g。

2.6.3 重復性試驗 按照最佳藥材配比和最佳藥用口紅配比,同一批制作樣品配方口紅膏體6份,超聲溶解得到溶液,測定黃酮吸光度,測得的樣品口紅膏體中的總黃酮含量的RSD為1.2%,表明方法重復性良好。

3 藥用口紅質(zhì)量檢測

3.1 光照試驗

將制備好的藥用性口紅置于日光及非日光直射下對口紅進行檢測,結(jié)果顯示口紅表面光滑、無氣孔及無外來雜質(zhì)[7],表明光照試驗檢測合格。

3.2 耐熱、耐寒試驗

將制備好的口紅分別置于45～50 ℃的恒溫箱和-10 ℃的恒溫箱內(nèi)24 h(溫控精度±1 ℃)后檢測,經(jīng)檢測口紅無軟化和斷裂現(xiàn)象[10],表明耐熱和耐寒試驗檢測合格。

3.3 離心試驗

將樣品離心15 min后檢測,膏體無變形、無分層[7],表明離心試驗檢測合格。

3.4 敏感性試驗

將口紅涂于肌膚上,14 d未見紅斑、潰爛、水腫等過敏現(xiàn)象[11],表明該口紅對人體無過敏及敏感性,敏感試驗檢測合格。

3.5 重金屬含量檢測

藥用性口紅產(chǎn)品中的鉛、砷、鎘、汞含量如表9所示。結(jié)果表明,均符合國家《化妝品安全技術規(guī)范》2015年版對重金屬的要求,故該藥用性口紅產(chǎn)品中的鉛、砷、鎘、汞的重金屬含量均符合要求[12],該口紅重金屬毒性檢測合格。

表9 藥用性口紅的重金屬檢測結(jié)果

4 結(jié)論與討論

本試驗設計首先考察了中藥口紅的藥材配方,并利用單因素結(jié)合正交試驗優(yōu)化中藥口紅藥材配比,得到配方藥材的最佳配比工藝比例為赤芍∶紅花∶粉葛∶白芷=3∶5∶4∶6,確定藥材配比進而保證配方藥材溶液中有效成分均一穩(wěn)定,以期發(fā)揮本試驗配方口紅的藥用功能性;通過固定提取藥材溶液,考察了制備口紅的輔料關系,并進行試驗設計與分析,得到最佳配比工藝比例為乳化劑∶蜂蠟∶甜杏仁油為2∶5∶10。通過對藥用口紅配方考察與分析,確定了藥用性口紅的配比,確保了口紅膏體的滋潤性、保濕性、涂展性及稠度,并對制備后的中藥口紅進行了光照試驗、離心試驗、敏感性試驗及重金屬毒性試驗檢測,結(jié)果質(zhì)量均符合要求。

《醫(yī)林改錯》中的方劑血府逐瘀湯具有化瘀活血、通理氣血、緩解疼痛的功效。方中主要運用赤芍,其微苦,歸肝經(jīng),具有清熱涼血、活血祛瘀的功效[13],為君藥;紅花能夠活血通經(jīng)、散瘀止痛[14],輔以君藥活血祛瘀,而白芷藥性溫,能夠活血止痛行氣[15],二者配伍能夠理氣通脈、活血止痛,共為臣藥;粉葛,味甘、辛,藥性涼,能夠活血祛瘀,通經(jīng)活絡,止痛[16],為佐藥,而用之,使血活瘀化氣行,則諸證可愈。此配伍活血與行氣相伍,祛瘀與養(yǎng)血同施,氣血并調(diào)。本配方口紅依據(jù)方劑配伍,以赤芍、紅花為君,配以粉葛、白芷組方制備具有活血化瘀、行氣活絡的藥用性口紅。

此藥用功能性口紅藥材配方研究對其原料藥材采用粉碎過篩、超聲波乙醇提取的方法,提取赤芍的提取物芍藥苷、紅花的提取物黃酮類成分、粉葛的提取物異黃酮類成分、白芷的提取物香豆素類成分。超聲波具有良好的傳質(zhì)和空化效用,能夠使溶劑分子快速滲透到組織細胞中,然后其與溶質(zhì)充分接觸,可以極大地提高藥材中有效成分的提取效率[17],減少雜質(zhì)的干擾,便于試驗分析,確保含量測定的有效準確。