植物提取物在化妝品中的應(yīng)用

繆玉蓮+張婉萍+賈紅嬌+李芳芳

隨著天然、綠色、健康安全的添加植物提取物的化妝品越來越受到人們的關(guān)注，開發(fā)植物資源活性物質(zhì)、研制純天然化妝品已成為化妝品產(chǎn)業(yè)發(fā)展最活躍的主題之一。重新開發(fā)植物資源，并不是簡單恢復(fù)歷史，而是既要秉承中國的傳統(tǒng)文化、融會(huì)中醫(yī)藥傳統(tǒng)理論，又要利用現(xiàn)代生化技術(shù)手段，開發(fā)新型植物源化妝品，為研發(fā)科學(xué)的、安全的天然日化產(chǎn)品提供綠色原料。此外，植物提取物被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品補(bǔ)充劑、功能性食品、飲料、化妝品等領(lǐng)域。

植物提取物（Plant Extracts，PE）是指以物理、化學(xué)和生物學(xué)等手段分離純化植物原料中的某一種或多種有效成分為目的而形成的以生物小分子和高分子為主體的植物產(chǎn)品。植物提取物作為活性成分配制的化妝品與傳統(tǒng)化妝品相比，具有很多優(yōu)點(diǎn)：克服了傳統(tǒng)化妝品依賴化學(xué)合成品的缺點(diǎn)，使產(chǎn)品的安全性能更高；天然組分更容易被皮膚吸收，使產(chǎn)品的作用效果更顯著；功能性更突出等。本文主要綜述了植物提取物在化妝品中的應(yīng)用，從提取植物提取物的方法、影響提取物提取率的因素以及植物提取物在化妝品中的應(yīng)用性能等幾個(gè)方面進(jìn)行了闡述。

一 植物提取物的提取方法

目前提取植物提取物常用的方法有溶劑提取法、超聲波提取法、微波提取法和酶提取法，而超臨界流體萃取法、微波輔助提取法等則作為新的提取技術(shù)被廣泛使用。

溶劑提取法

溶劑提取法是用溶劑從固體原料中提取有效成分，所用的溶劑必須具備與所提取的溶質(zhì)互溶的特性。將植物材料粉碎后，放入適合的容器內(nèi)，加入數(shù)倍量溶劑，可采用浸漬、滲漉、煎煮、回流和連續(xù)提取法進(jìn)行提取。

在溶劑提取法的提取工藝過程中，溶劑的濃度、料液比、提取溫度、提取的時(shí)間會(huì)直接影響有效成分的提取率。Cristina Juan等人通過溶劑萃取法提取大米中的赭曲霉素A，用熒光探測法和液相色譜法確定OTA的含量，研究表明在最適宜的料液比、提取溫度和提取時(shí)間的情況下，提取物OTA含量最高為4.17ng/g。Monte D. Holt等采用溶劑萃取法從生的和熟的小麥種提取烷基間苯二酚，實(shí)驗(yàn)表明采用溶劑萃取法能夠節(jié)約提取時(shí)間。

超聲波提取法

超聲波提取是利用超聲波產(chǎn)生的強(qiáng)烈振動(dòng)和空化效應(yīng)加速植物細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的釋放、擴(kuò)散并溶解進(jìn)入溶劑中，同時(shí)可以保持被提取物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和生物活性不發(fā)生變化。超聲波提取原理主要為物理過程，是近年來逐漸受到重視的一個(gè)較新的提取方法。對多數(shù)成分來說，超聲波提取方法較常規(guī)的溶劑提取能大幅地縮短提取時(shí)問，消耗溶劑少，浸出率高，因此具有較高的提取效率。

在超聲波法提取工藝過程中，溶劑的選擇和濃度、料液比、提取溫度、提取的時(shí)間會(huì)直接影響提取率。Ling Zhou等人利用超聲波提取法提取五味子，主要研究了超聲提取率的影響因素，實(shí)驗(yàn)研究得出，提取率隨著溫度的升高而升高，隨著功率的增大而增大。Hong Van Le等利用超聲波提取櫻桃中的維生素E和酚類化合物，主要比較了超聲提取法和酶提取法在提取時(shí)間、提取率上的差異，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明超聲波提取法時(shí)間上比酶提取縮短了6倍，超聲波提取的提取率是酶提取的2～3倍。鐘愛國等利用超聲波萃取鮮竹葉中葉綠素的方法，用分光光度計(jì)來定量測定所萃取的葉綠素的含量。結(jié)果表明：與常用的有機(jī)溶劑提取法相比，超聲波萃取法不僅萃取率高、速度快、效率高，而且是室溫提取，無需加熱，節(jié)約能源。

超臨界流體萃取法

超臨界流體提取（supercritical fluid extraction，SFE）是一種較新型的提取分離技術(shù)，一般采用CO2作為提取劑。超臨界流體萃取法的原理是利用超臨界流體的獨(dú)特溶解能力和物質(zhì)在超臨界流體中的溶解度對壓力溫度的變化非常敏感的特性，通過升溫降壓手段（或兩者兼用）將超臨界流體中所溶解的物質(zhì)分離出來，達(dá)到分離提純的目的，它兼有精餾和提取兩種作用，具有活性成分不易失活、產(chǎn)品質(zhì)量高、提取分離過程同步完成等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是綠色環(huán)保的高新分離技術(shù)，特別適合于不穩(wěn)定天然產(chǎn)物和生理活性物質(zhì)的分離與精制。

20世紀(jì)80年代中期，超臨界CO2提取技術(shù)逐步應(yīng)用于植物活性成分的提取分離中，是研究和應(yīng)用較為成功的一項(xiàng)新技術(shù)。Ruey Chi Hsu等以CO2和乙醇為溶劑，采用超臨界流體提取技術(shù)提取靈芝的有效成分，研究結(jié)果表明：超臨界流體提取法保證了靈芝提取物的流動(dòng)性且不受溫度的影響。Monica Waldeb ck等采用加壓流體萃取技術(shù)提取橄欖中的角鯊烯和α-生育酚兩種成分，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：溶劑為乙醇、提取溫度為190℃、提取時(shí)間為10min時(shí)，提取效果最好。YIQIANG GE等采用超臨界CO2提取技術(shù)從小麥胚芽中提取天然維生素E，主要研究了提取前處理和提取工藝條件對產(chǎn)率的影響，實(shí)驗(yàn)研究表明：當(dāng)粒子為30網(wǎng)、壓力為4000～5000psi、提取溫度為40～50℃、CO2流體流速為2.0mL/min時(shí)提取率最高。

微波輔助提取法

微波輔助提取技術(shù)（microwave assistedextraction，MAE）是利用微波能提高提取效率的一種新技術(shù)。微波輔助提取就是利用微波加熱的特性對物料中目標(biāo)成分進(jìn)行選擇性提取的方法，通過調(diào)節(jié)微波的參數(shù)，可有效加熱目標(biāo)成分，以利于目標(biāo)成分的提取與分離。微波輔助提取法提取植物的原理是植物樣品在微波場中吸收大量的能量，而周圍的溶劑則吸收較少，從而在細(xì)胞內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力，植物細(xì)胞因內(nèi)部產(chǎn)生的熱應(yīng)力而破裂，使細(xì)胞內(nèi)部的物質(zhì)直接與相對冷的提取溶劑接觸，進(jìn)而加速了目標(biāo)產(chǎn)物由細(xì)胞內(nèi)部轉(zhuǎn)移到提取溶劑中，從而強(qiáng)化了提取過程。微波輔助提取法技術(shù)原理上與浸泡和過濾一樣也使用熱能，但是提取植物提取物的速度卻要比傳統(tǒng)的方法快得多，在減少提取時(shí)間的同時(shí)避免有價(jià)值的植物提取物被破壞和降解。endprint

目前，微波輔助提取法以其快速的提取速度和較好的提取物質(zhì)量成為天然植物活性成分提取的有力工具，但微波輔助提取法是選擇性內(nèi)加熱且要求被處理的物料具有良好的吸水性，換言之待分離的產(chǎn)物所處的位置容易吸水，否則細(xì)胞難以吸收足夠的微波將自身擊破，產(chǎn)物也就難以迅速釋放出來。對于液體提取體系，要求溶劑物質(zhì)具有極性，非極性溶劑對微波的作用不敏感。Ting Zhou等采用微波輔助提取法提取藥用植物中提取的黃酮類和香豆素類化合物，通過正交實(shí)驗(yàn)研究樣品大小、料液比、提取溫度和時(shí)間對提取率的影響，實(shí)驗(yàn)研究表明：在最佳提取工藝條件下提取率為98.7%。黎海彬等用微波輔助提取法提取干羅漢果中的羅漢果皂苷，結(jié)果顯示微波輔助提取法的提取率為70.5%，比常規(guī)水提取法高45%，時(shí)間上也縮短了50%。

微波超聲波協(xié)同提取法

微波是一種非電離的電磁輻射，被輻射物質(zhì)的極性分子在微波電磁場中快速轉(zhuǎn)向及定向排列，從而產(chǎn)生撕裂和相互摩擦引起發(fā)熱，這可以保證能量的快速傳遞和充分利用，具有高效節(jié)能無工業(yè)污染等優(yōu)點(diǎn)，但微波的穿透深度有限（與其波長在同一數(shù)量級），且它在強(qiáng)化提取過程中傳質(zhì)功能并不顯著。超聲波是一種高頻機(jī)械波，具有湍動(dòng)效應(yīng)微擾效應(yīng)界面效應(yīng)和聚能效應(yīng)等，但超聲波所產(chǎn)生的熱效應(yīng)不顯著，且局限在空化泡周圍的極小范圍。將它們兩者結(jié)合起來，協(xié)同作用有利于破壁組分釋放等，即通過微波-超聲波協(xié)同強(qiáng)化提取技術(shù)可獲取一種高效價(jià)廉無污染的生物活性物質(zhì)的提取方法。HeJ T等采用微波-超聲場協(xié)同從中藥中提取水溶性生物活性成分，均取得較好的效果。羅鋒等采用微波超聲波協(xié)同提取法從甘草中提取黃酮。馬利華等研究了傳統(tǒng)蒸餾法與微波超聲波協(xié)同提取法對牛蒡中類胡蘿卜素提取率的影響，并通過正交實(shí)驗(yàn)確定最佳提取條件。白紅進(jìn)等分別以無水乙醇蒸餾水及無水乙醇-蒸餾水（體積比為1∶1） 等為溶劑，采用微波超聲波協(xié)同提取蘆薈，并采用食用油氧化穩(wěn)定性測定儀分別測定提取物對菜籽油豬油棉籽油及葵花油的抗氧化作用。

酶提取法

天然植物的細(xì)胞壁由纖維素構(gòu)成，其中植物的有效成分往往被包裹在細(xì)胞壁內(nèi)。酶提取法就是利用纖維素酶果膠酶蛋白酶等（主要是纖維素酶），破壞植物的細(xì)胞壁，以促使植物有效成分最大限度溶解分離出的一種方法。在酶提取法的提取工藝中，酶的選擇、酶濃度、pH值、酶解溫度、酶解時(shí)間都會(huì)影響植物提取物的提取率。

E. BARZANA等人采用酶提取法從萬壽菊提取類胡蘿卜素，主要研究了料液比、酶濃度、酶解時(shí)間和溫度等對提取率的影響，研究結(jié)果表明最佳提取工藝為：料液比1∶4、酶濃度0.3%、提取時(shí)間為1.5h、溫度為25℃。張小清等人采用酶提取法提取銀杏中的活性成分—黃酮，并通過正交實(shí)驗(yàn)找出酶濃度、pH值、酶解溫度和時(shí)間等影響提取率的最佳工藝條件。

二 植物提取物在化妝產(chǎn)品中的應(yīng)用性能

選擇合適的植物提取物、使用合適的植物提取物的量添加到化妝品產(chǎn)品中，才能最大地發(fā)揮其作用。植物提取物在化妝品中的作用主要有：保濕、抗衰老、祛斑、防曬、防腐等，并且植物提取物是綠色、安全的。

保濕作用

化妝品中的保濕性能主要是通過兩種方式來進(jìn)行保濕的：一種是保濕劑與水分子之間形成氫鍵的鎖水作用實(shí)現(xiàn)的；另一種是油脂在皮膚表面形成封閉薄膜。

所謂保濕化妝品，就是化妝品里面含有保濕成分，保持角質(zhì)層的含水量，以恢復(fù)皮膚的光澤和彈性。保濕化妝品根據(jù)其特征主要分為兩種：一種是在皮膚表面使用能與水分強(qiáng)力結(jié)合的保水物質(zhì)，使角質(zhì)層保濕，稱為保濕劑，如甘油；另一種是不溶于水的物質(zhì)，在皮膚表面形成一層潤滑膜，起封閉作用來防止水分流失，從而使角質(zhì)層保持一定的水分，稱為潤膚劑或調(diào)理劑，如凡士林、油類、蠟類。

植物中有相當(dāng)多的植物具有補(bǔ)水、保濕的功效，如蘆薈、海藻、橄欖、洋甘菊等都有很好的保濕效果。張琦等人通過提取蘆薈甙并對其保濕性能進(jìn)行研究：蘆薈甙具有較好的保濕吸濕性能.并與時(shí)間呈現(xiàn)一定的線性關(guān)系。蘆薈甙在高濕環(huán)境中的吸濕性能優(yōu)于在低濕環(huán)境中的保濕性能。在保濕護(hù)膚品中添加蘆薈保濕成分，無毒無害，綠色健康。

抗衰老作用

隨著年齡的增長，皮膚開始呈現(xiàn)衰老狀態(tài)，主要包括皮膚中的膠原蛋白、彈性蛋白、黏多糖等含量不同程度的降低，供應(yīng)皮膚營養(yǎng)的血管萎縮，血管壁彈性降低，皮膚表皮逐漸變薄、隆起，皮下脂肪減少，直觀表現(xiàn)為皺紋、黃褐斑及老年斑的出現(xiàn)。目前，對于人體衰老的原因前人研究總結(jié)了以下幾個(gè)方面：一是自由基的增多和衰老，自由基（free radical）是由于共價(jià)鍵均裂而產(chǎn)生的帶有不配對電子的原子或分子，具有高度的化學(xué)活性，與不飽和脂類發(fā)生過氧化生成過氧化脂質(zhì)（Lipid peroxide，LPO），其終產(chǎn)物丙二醛（malondialdehyde，MDA）能與活細(xì)胞的大部分物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致生物膜通透性降低，損傷DNA分子，使細(xì)胞死亡或發(fā)生突變。二是日光中的中波紫外線（UVB）和長波紫外線（UVA）會(huì)導(dǎo)致皮膚光老化。而紫外線輻射主要通過下列機(jī)制引起皮膚老化：①損傷DNA；②進(jìn)行膠原的交聯(lián)；③通過誘導(dǎo)抗原刺激反應(yīng)的抑制途徑而降低免疫應(yīng)答；④產(chǎn)生高度反應(yīng)的自由基與各種細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)相互作用而造成細(xì)胞和組織的損傷；⑤直接抑制表皮朗格漢氏細(xì)胞的功能，引起光免疫抑制，使皮膚的免疫功能減弱。除此之外非酶糖基化、代謝失調(diào)、基質(zhì)金屬蛋白酶衰老等也會(huì)影響肌膚衰老。

植物提取物作為天然彈性蛋白酶抑制劑是近年來研究的熱點(diǎn)，如黃芩、地榆、海巴戟種子、辣木樹、

水禾、連翹、丹參、當(dāng)歸等。LEE Jin Young等人通過研究丹參提取物對皮膚表皮的分化和水合作用，結(jié)果表明：丹參提取物（ESM）可以刺激正常人角質(zhì)細(xì)胞和AmoRe Skin中絲聚蛋白的表達(dá)，進(jìn)而可以增強(qiáng)表皮分化和水合的活性，起到抵抗衰老和保濕的功效。Toshiya Masuda等人從可食用的植物中提取有效抗自由基DPPH，并將其應(yīng)用到適合的化妝品產(chǎn)品中，有良好的效果。李小晶等人利用熱水浸漬法提取虎杖得到粗提取物，再利用聚酰胺柱層析后得到粗提取物，并進(jìn)行一系列的定性及定量分析。研究結(jié)果表明：虎杖提取物對彈性蛋白酶有一定的抑制作用，從而起到抗衰老抗皺的作用。endprint

祛斑作用

人體的膚色差異通常取決于表皮黑色素的含量與分布、真皮血液循環(huán)情況以及角質(zhì)層的厚度等。皮膚偏黑或者形成暗斑主要受黑色素大量形成后累積、皮膚氧化、角質(zhì)細(xì)胞沉積、肌膚微循環(huán)差及體內(nèi)毒素淤積等因素影響。

現(xiàn)今，主要通過影響黑色素的形成和增殖來達(dá)到祛斑的效果，一種是酪氨酸酶抑制劑。在從酪氨酸向多巴轉(zhuǎn)化和多巴向多巴醌轉(zhuǎn)化中，都是由酪氨酸酶催化進(jìn)行的，酪氨酸酶直接控制著黑色素合成的起始及速度，決定了后續(xù)步驟是否能夠進(jìn)行下去。當(dāng)各種因素作用于酪氨酸酶使其活性升高時(shí)，黑色素合成增多，當(dāng)酪氨酸酶活性被抑制時(shí)，黑色素合成減少。Brenner M等通過研究表明熊果苷能夠在不具備黑色素細(xì)胞毒性的濃度范圍內(nèi)抑制酪氨酸酶的活性，阻斷多巴的合成，從而抑制黑色素的生成。成亮，Yeon Jae Ho等人研究黑老虎根莖中的化學(xué)成分及其美白作用，同時(shí)對皮膚刺激性進(jìn)行評估。研究結(jié)果表明：分離得到的17個(gè)化合物（HLH-1～17），其中HLH-3能抑制黑色素的形成，從而達(dá)到美白的功效，同時(shí)該提取物對皮膚物刺激很低。任紅榮等人通過實(shí)驗(yàn)證明，香水蓮花醇提取物對黑色素形成具有明顯的抑制效果，將其作為一種新型的植物源美白劑配入合適的膏霜中，可制成護(hù)膚、抗衰老和祛斑的功能性化妝品。

還有一種是黑素細(xì)胞毒性劑，如從植物提取液中發(fā)現(xiàn)的內(nèi)皮素拮抗劑，能夠競爭性地抑制內(nèi)皮素與黑素細(xì)胞膜受體結(jié)合，抑制黑素細(xì)胞的分化、增殖，從而達(dá)到抑制紫外輻射引起黑色素生成的目的。Frédéric Bonté等通過細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究表明新型Brassocattleya蘭花提取物能夠有效抑制黑素細(xì)胞增殖，將其添加到合適的化妝品配方中，對皮膚增白、增亮有明顯作用。張目等提取黃芩、虎杖和地榆等中草藥提取物并進(jìn)行研究，結(jié)果表明其提取物能不同程度地抑制細(xì)胞增殖，對細(xì)胞內(nèi)酪氨酸酶活性有明顯抑制作用，能明顯減少細(xì)胞內(nèi)黑色素的含量，從而達(dá)到祛斑美白的功效。

防曬作用

一般來說，防曬化妝品中常用的防曬劑分為兩類：一類為紫外線吸收劑，是有機(jī)化合物，如酮類；另一類為紫外線屏蔽劑，即物理防曬劑，如TiO2、ZnO。但這兩類防曬劑會(huì)造成皮膚刺激、皮膚過敏及堵塞皮膚毛孔等問題。然而，很多天然植物對紫外線有良好的吸收作用，通過減輕紫外線對皮膚造成的輻射損傷，間接加強(qiáng)產(chǎn)品的防曬性能。除此之外，植物提取物中的防曬成分與傳統(tǒng)的化學(xué)和物理防曬劑相比，具有皮膚刺激小、光化學(xué)穩(wěn)定、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。鄭洪艷等選擇皮素、白藜蘆醇及熊果苷三種天然植物提取物，并通過人體試驗(yàn)對其復(fù)配防曬化妝品的安全性以及UVB和UVA防護(hù)效果進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明：部分天然植物提取物表現(xiàn)出良好的紫外線防護(hù)效果。方向等以苦蕎黃酮為原料，對黃酮的防曬性能進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn)：將黃酮應(yīng)用到實(shí)際的乳液中，與物理、化學(xué)防曬劑進(jìn)行復(fù)配，為今后植物防曬劑在化妝品中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

三 植物提取存在的問題及措施

提取工藝的控制

提取物的生產(chǎn)工藝不可能完全相同，允許形式多樣，但關(guān)鍵質(zhì)控點(diǎn)應(yīng)加以明確，如溫度、加熱時(shí)間、有效成分的轉(zhuǎn)移率等。①提取溫度。一些植物提取物中含有熱敏性成分，容易受溫度的升高而降解，有些成分則隨加熱時(shí)間長而溶出度提高，轉(zhuǎn)化為生理活性成分。②干燥時(shí)間。許多植物提取物濃縮、干燥時(shí)間較長，功效隨加熱的時(shí)間變化也會(huì)發(fā)生改變。③綜合考慮植物提取物的前處理方法。如：選取的部位進(jìn)行必要的炮制、粉碎成粗粉、浸濕等，以及各成分在植物中的分布差異等因素的影響，以增強(qiáng)功效，降低毒性，減少資源浪費(fèi)。提取方式可采取動(dòng)態(tài)提取、仿生提取、藥渣榨汁、沉淀物的離心、減壓提取、干燥、簿膜蒸發(fā)等手段，以最大限度保留有效成分。對提取工藝的先進(jìn)性、合理性判定應(yīng)與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、療效相結(jié)合。

提取物的安全標(biāo)準(zhǔn)

植物提取物的安全標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以藥材為對照，以功效為標(biāo)準(zhǔn)，通過實(shí)驗(yàn)藥效學(xué)和臨床療效來評價(jià)。植物藥提取物評價(jià)應(yīng)客觀、全面，水提、溶劑提、大孔樹脂、超臨界萃取等提取分離方法要鼓勵(lì)應(yīng)用。植物提取物的研究，首先應(yīng)立足于水提為主，對提取物的“雜質(zhì)”要認(rèn)真對待，不能簡單地采用水提醇沉等精制手段?？傊?，植物提取物的研究是一項(xiàng)系統(tǒng)、復(fù)雜工程，涉及面廣，仍有許多問題亟須解決。

植物提取物的安全性

并非天然的植物提取物就是安全的，有些植物提取物不能作為化妝品添加劑使用，化妝品衛(wèi)生規(guī)范（2007版）規(guī)定了78種禁用植物組分，如白芷、細(xì)辛和關(guān)木通等。另外，植物提取物中的重金屬農(nóng)藥殘留和溶劑殘留等也會(huì)帶來安全風(fēng)險(xiǎn)。對此，實(shí)驗(yàn)前先制定好安全有效的實(shí)驗(yàn)方法，并在提取植物提取物的過程中，保證提取工藝的各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)謹(jǐn)。相關(guān)部門也應(yīng)完善相關(guān)法律法規(guī)，讓每一個(gè)環(huán)節(jié)都能夠能到保障。endprint