兩種短指軟珊瑚提取物在化妝品開發(fā)中的應(yīng)用潛力初探

齊宇軒，林雪柯，王沛政，徐云升，3，李衛(wèi)東，3

（1.廈門大學海洋與地球?qū)W院海洋生物制備技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實驗室，福建 廈門361102；2.海南熱帶海洋學院，海南 三亞572022；3.海南省海洋食品工程技術(shù)研究中心，海南 三亞572022）

隨著人們生活水平的改善，市場對化妝品的需求量和功效的多樣性隨之提升，化妝品中的活性成分也趨多樣化，人工合成物質(zhì)和天然提取物質(zhì)都有被應(yīng)用于化妝品中。近年來，生物來源的天然活性物質(zhì)在化妝品中的需求量大幅增加［1-2］。海洋生物因高度的物種多樣性及所含豐富的次級代謝產(chǎn)物，在化妝品開發(fā)領(lǐng)域也受到關(guān)注。許多海洋生物來源的物質(zhì)已被發(fā)現(xiàn)具防曬、美白、抗氧化、抗炎、抗過敏、抗衰老等活性，顯示出在化妝品中的應(yīng)用潛力。據(jù)報道，從海洋褐藻中提取出了防曬和抗氧化效果顯著的根皮苷和巖藻糖，紅藻來源的卡拉膠和類菌孢素氨基酸以及1種綠藻提取物顯示出較好的抗氧化活性。此外，從牡蠣、貽貝等貝類中也提取出了具有良好抗氧化活性的多肽。甲殼動物來源的甲殼素和殼聚糖，在護膚領(lǐng)域已有應(yīng)用。其他海洋動物如鯊魚中的角鯊烯能夠起到皮膚潤滑的作用，鯨蠟具有護膚效果，海龜油對皮膚有收斂和潤滑作用，已在化妝品中投入使用［3-5］?？梢?，海洋生物源活性物質(zhì)在化妝品中具有較大的開發(fā)應(yīng)用價值，開展相關(guān)研究對于推動海洋生物資源高值化利用和化妝品行業(yè)發(fā)展都具重要意義。

軟珊瑚屬于珊瑚蟲綱的軟珊瑚目，是一類重要的海洋底棲生物。目前已有多篇文獻報道從軟珊瑚中發(fā)現(xiàn)抗菌、抗腫瘤、抗病毒等活性的天然產(chǎn)物［6-7］，表明軟珊瑚中含有許多生物活性物質(zhì)，在醫(yī)藥領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力［8］。但當前從化妝品開發(fā)的角度研究軟珊瑚來源物質(zhì)的相關(guān)活性罕見報道。Chau等（2011）和Zhang等（2006）發(fā)現(xiàn)軟珊瑚的乙酸乙酯提取物的95%提取部分表現(xiàn)出顯著的抗菌活性，以藥物開發(fā)為出發(fā)點，從軟珊瑚中分離得到了具有抗氧化活性的化合物［9-10］；蘇鏡娛等（1989）為了探尋神經(jīng)酰胺的更多生物來源同時摸索高效的分離神經(jīng)酰胺的方法，從幼純短指軟珊瑚（Sinularia numerosa）、螺旋短指軟珊瑚（Sinularia gyrosa）中分離得到具有保護角質(zhì)層水分作用的神經(jīng)酰胺［11］，雖然上述研究的出發(fā)點和初衷并非是探討軟珊瑚及其來源物質(zhì)在化妝品領(lǐng)域的應(yīng)用，但其結(jié)果顯示了軟珊瑚來源物質(zhì)在該領(lǐng)域的開發(fā)潛力。

本研究對來自南海海域的2種軟珊瑚進行物質(zhì)提取，分別檢測提取物的防曬、美白和抗氧化活性，以期為研發(fā)新型海洋源化妝品奠定重要基礎(chǔ)，并為開發(fā)軟珊瑚活性物質(zhì)的新用途提供參考資料。

1 材料與方法

1.1 材料

2種軟珊瑚Sinularia compacta和Sinularia wanannensis采集自中國海南省三亞市西島海域（18°13′50.6″N，109°23′08.5″E），運回實驗室后于-80℃冰箱進行冷凍，然后放置于冷凍干燥機中凍干，研磨成粉，-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 主要儀器設(shè)備

設(shè)備有：FD-1D-80冷凍干燥機（中國北京博醫(yī)康實驗儀器有限公司），R-3 Rotavapor旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（瑞士BUCHI公司），低溫冷卻液循環(huán)泵（鄭州長城科工貿(mào)有限公司），Infinite M200 Pro酶標儀（美國Tecan公司）。

1.3 實驗方法

1.3.1 軟珊瑚甲醇提取物的制備 S.compacta干重1 847 g，加入甲醇進行提取，固液質(zhì)量比為1∶8，提取時間為72 h，期間搖晃混勻數(shù)次，過濾獲得提取液，重復以上過程共提取3次，合并提取液，在30℃下進行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除甲醇，獲得提取物70 g。S.wanannensis干重2 574 g，以上述相同步驟獲得其甲醇提取物130 g。

1.3.2 軟珊瑚甲醇提取物的抗氧化活性檢測 本研究采用常用的抗氧化活性檢測方法DPPH（1，1-二苯基-2-三硝基苯肼）法［12］。將2種軟珊瑚提取物以DMSO（二甲基亞砜）溶解，檢測濃度均為0.1、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 mg/cm3。稱取5.9 mg的DPPH試劑溶解于80%的乙醇并稀釋100倍得到0.15 mmol/dm3DPPH醇溶液，將50 mm3提取物的DMSO溶液加入50 mm3DPPH醇溶液，即為待測樣品組；陰性對照組為50 mm3DMSO+50 mm3DPPH醇溶液；為排除提取物溶液的顏色干擾，同時設(shè)置色素樣品空白組：50 mm3提取物溶液+50 mm380%乙醇；陽性對照使用維生素C。避光反應(yīng)30 min后，檢測λ=517 nm處的吸光度值，以清除率表征清除自由基的能力，清除率計算公式如下：

式（1、2）中CC為提取物的清除率，CV為維生素C的清除率，As為待測樣品在λ=517 nm下檢測的吸光值；A0為陰性對照組在λ=517 nm下檢測的吸光值；Ap為色素樣品空白組在λ=517 nm下檢測的吸光值。

1.3.3 軟珊瑚甲醇提取物的防曬活性檢測 將2種軟珊瑚提取物以DMSO溶解，設(shè)置濃度梯度為1.0、2.0、5.0、10.0 mg/cm3，分別吸取各溶液200 mm3于96孔板中，在280～400 nm區(qū)間對溶液進行全波長掃描（間隔為10 nm），物質(zhì)對不同波長的光的吸收效果即可反映所測物質(zhì)的防曬效果。陽性對照為當前常用的3種防曬物質(zhì)熊果苷、蘆丁和二苯甲酮，濃度同樣設(shè)為1.0、2.0、5.0、10.0 mg/cm3。

1.3.4 軟珊瑚甲醇提取物的美白活性檢測 本研究采用酪氨酸酶抑制實驗檢測提取物的美白活性［13］。酪氨酸酶用水溶解稀釋至濃度為250 U；以含3%DMSO的水溶液溶解軟珊瑚提取物，配制為10 mg/cm3的溶液，以相同方法配制10 mg/cm3的曲酸和氫醌為陽性對照物，以2 mmol/dm3的左旋酪氨酸（L-Tyr）為反應(yīng)底物。檢測時，設(shè)置4組反應(yīng)體系，分別為：第1組120 mm30.01 mol/dm3PBS溶液+50 mm3底物+30 mm3酪氨酸酶；第2組150 mm30.01 mol/dm3PBS溶液+50 mm3底物；第3組70 mm3待測樣+50 mm3PBS溶液+50 mm3底物+30 mm3酪氨酸酶；第4組70 mm3待測樣+80 mm3PBS溶液+50 mm3底物。待測樣為軟珊瑚提取物溶液或陽性對照物溶液。上述反應(yīng)體系在37℃避光反應(yīng)30 min后，取出測定λ=475 nm處的吸光度值，以如下公式計算軟珊瑚提取物對酪氨酸酶的抑制率（%）：

式（3）中Ic為提取物對酪氨酸酶的抑制率，A1為第1組樣品在λ=475 nm處的吸光度值；A2為第2組樣品在λ=475 nm處的吸光度值；A3為第3組樣品在λ=475 nm處的吸光度值；A4為第4組樣品在λ=475 nm處的吸光度值。

1.4 實驗數(shù)據(jù)的處理

應(yīng)用GraphPad Prism 6軟件進行實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理和作圖，并采用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件中的單因素方差分析（one way ANOVA）比較實驗數(shù)據(jù)的顯著性差異。

2 結(jié)果與討論

2.1 軟珊瑚提取物的防曬活性

2種軟珊瑚提取物在不同濃度下的防曬活性以其對各波段紫外線的吸收率表征，結(jié)果如圖1所示。S.compacta提取物在1.0 mg/cm3濃度下即表現(xiàn)出對280～340 nm波長范圍的紫外線有良好的吸收效果，隨濃度增加，S.compacta提取物不僅對紫外線吸收的效果更明顯，而且光吸收波段也隨之擴大，在5.0 mg/cm3時對280～400 nm波長范圍的紫外線均有良好吸收，濃度達10.0 mg/cm3時對各波段紫外線的吸收率幾乎達100%，顯示出優(yōu)異的防曬活性。S.wanannensis提取物在不同濃度下對各波段紫外線的吸收率變化趨勢類似于S.compacta提取物，但其防曬活性要稍低。相較熊果苷（對290～310 nm波長范圍的紫外線有良好吸收），S.compacta和S.wanannensis提取物在5.0 mg/cm3時即可達到與熊果苷相當?shù)姆罆窕钚?，而且更?yōu)于熊果苷的是這兩種提取物對320 nm以上波長的紫外線也有吸收效果。相較二苯甲酮，S.compacta和S.wanannensis提取物（尤其是S.compacta提取物）在5.0、10.0 mg/cm3時與二苯甲酮防曬活性很接近，對280～380 nm波長范圍的紫外線均具較好吸收，但二苯甲酮對390 nm以上波長的紫外線基本無吸收，S.compacta和S.wanannensis提取物則顯示出比二苯甲酮更寬的光吸收波段。相較蘆?。▽?80～400 nm波長范圍的紫外線均具較高吸收），S.compacta和S.wanannensis提取物在1.0～5.0 mg/cm3時的防曬活性低于蘆丁，但在10.0 mg/cm3時S.compacta提取物對各波段紫外線的吸收率與蘆丁相差很小，基本相當。總體上，S.compacta和S.wanannensis提取物具較高的防紫外曬傷活性。

圖1 2種軟珊瑚提取物在不同濃度下對紫外線的吸收Fig.1 UV absorption of two soft coral extracts at different concentrations

2.2 軟珊瑚提取物的美白活性

從圖2可看出，S.compacta和S.wanannensis提取物對酪氨酸酶活性均有一定的抑制作用，在10.0 mg/cm3濃度下抑制率在20%～30%，兩者相互間無顯著性差異。陽性對照曲酸和氫醌的抑制率較高，顯著于S.compacta和S.wanannensis提取物組。雖然S.compacta和S.wanannensis提取物對酪氨酸酶的抑制活性低于曲酸和氫醌，但這2種提取物中有可能含有具較高美白活性的化合物，有待將來進一步純化研發(fā)。

圖2 2種軟珊瑚提取物對酪氨酸酶的抑制活性Fig.2 Inhibitory activities of two soft coral extracts on tyrosinase

2.3 軟珊瑚提取物的抗氧化活性

從圖3可見，S.compacta和S.wanannensis提取物具清除氧自由基能力，且其活性隨濃度的升高而升高，呈現(xiàn)出一定的劑量依賴性。在0.1、0.5 mg/cm3濃度下，S.compacta和S.wanannensis提取物的抗氧化活性顯著低于陽性對照V c。但隨著濃度升高，在1.0～10.0 mg/cm3濃度下S.compacta和S.wanannensis提取物的抗氧化活性與Vc相當，甚至在10.0 mg/cm3時，S.wanannensis提取物的抗氧化活性顯著高于相同濃度的Vc?？傮w上，S.compacta和S.wanannensis提取物均顯示出優(yōu)異的抗氧化活性。

2.4 討論

目前關(guān)于珊瑚來源的活性天然產(chǎn)物已有許多研究報道，但它們在化妝品應(yīng)用方面的研發(fā)很少。有報道從1種柳珊瑚Pseudopterogorgia elisabethae中提取出了二萜糖苷類物質(zhì)pseudopterosins，除了有抗炎活性之外，還可以有效地防止陽光對皮膚的傷害，已被應(yīng)用到化妝品中［4］。本研究對我國南海的2種軟珊瑚進行提取及活性檢測，發(fā)現(xiàn)其提取物具優(yōu)異的防曬和抗氧化活性，為從軟珊瑚中開發(fā)護膚物質(zhì)奠定重要基礎(chǔ)。

圖3 2種軟珊瑚提取物的抗氧化活性Fig.3 Antioxidant activities of two soft coral extracts

過量的陽光暴露會對皮膚造成多種傷害，包括摧毀皮膚彈力纖維、加速皮膚老化、引起黑色素沉淀、誘發(fā)皮膚癌等，陽光中的紫外線在其中起到重要作用［14］。紫外線主要由UVA（315～400 nm）、UVB（280～315 nm）和UVC（100～280 nm）組成，UVC穿透能力很弱基本上在臭氧層被吸收殆盡對人類影響甚微，UVA和UVB則能夠到達地球表面。UVA已知可對DNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等造成不同程度的損害；UVB雖然對人類合成維生素D有重要的作用，但過量的UVB是造成皮膚癌的主要因素［15］，因此化妝品中若含有吸收紫外線的物質(zhì)能夠有效地保護皮膚。目前海洋源防曬活性物質(zhì)研究較多的是類菌孢素氨基酸（MAAs），MAAs主要發(fā)現(xiàn)于藻類中［4］，對310～360 nm之間的紫外線具較強的吸收特性，被認為在藻類等生物中起到減少有害紫外輻射的功能。本研究的2種軟珊瑚來自熱帶海域的淺水區(qū)，陽光充沛，軟珊瑚在長期進化過程中也有可能發(fā)展出避免紫外損傷的物質(zhì)。我們發(fā)現(xiàn)S.compacta和S.wanannensis提取物在5 mg/cm3以上時對280～400 nm波長范圍的紫外線均有良好吸收，表明軟珊瑚中可能存在防紫外機制，且在仿生新型紫外防護用品方面具開發(fā)潛力。

美白功能也是化妝品深受關(guān)注的一個特性。目前化妝品中常用人工合成的美白活性物質(zhì)，但人工合成的酪氨酸酶抑制劑往往有一定的毒副作用［16］，因此天然來源的酪氨酸酶抑制劑更受青睞。本研究發(fā)現(xiàn)S.compacta和S.wanannensis提取物對酪氨酸酶的活性有抑制活性，雖然其抑制活性低于曲酸和氫醌，但也表明這兩種軟珊瑚提取物中含有美白活性物質(zhì)，有待將來進一步研發(fā)。

化妝品中的抗氧化活性物質(zhì)能延緩皮膚衰老，抗氧化物質(zhì)的添加對完善化妝品功效非常重要［5］。此外，因人體體內(nèi)自由基具強氧化性，被認為跟慢性疾病及衰老效應(yīng)等有關(guān)，抗氧化活性物質(zhì)在藥品和保健品領(lǐng)域也有應(yīng)用前景。關(guān)于短指軟珊瑚中的抗氧化活性物質(zhì)研究，Zhang等（2006）從1種短指軟珊瑚Sinularia sp.中提取出2個有顯著抗氧化活性的倍半萜類物質(zhì)［10］；Nguyen等（2015）從S.maxima中分離得到8個抗氧化活性的二萜類物質(zhì)［17］。本研究也發(fā)現(xiàn)2種短指軟珊瑚的S.compacta和S.wanannensis提取物具高效抗氧化活性，在化妝品甚至藥品和保健品方面都有開發(fā)潛力。

本研究首次探討了軟珊瑚源活性物質(zhì)在化妝品開發(fā)方面的應(yīng)用，證明了2種軟珊瑚提取物具有突出的防曬和抗氧化活性，與當前商業(yè)常用的防曬和抗氧化物質(zhì)效能相當，表明這兩種提取物在開發(fā)具有防曬和抗氧化功效的海洋源化妝品方面有較大潛力。目前人們對軟珊瑚的人工培養(yǎng)技術(shù)已有開展研究，有望為活性物質(zhì)解決來源量的問題［18］。并且珊瑚的共附生微生物往往與珊瑚具備相同或類似的次級代謝產(chǎn)物，可通過微生物規(guī)?；l(fā)酵技術(shù)獲得足夠物質(zhì)。對軟珊瑚源活性物質(zhì)在化妝品應(yīng)用方面的研究將有利于推動海洋生物資源的開發(fā)利用。

3 結(jié)論

本研究發(fā)現(xiàn)2種短指軟珊瑚S.compacta和S.wanannensis的甲醇提取物對紫外線具較強的吸收特性，并能抑制酪氨酸酶的活性，也有優(yōu)異的清除自由基能力，顯示出防紫外、美白和抗氧化的活性，表明這2種短指軟珊瑚的提取物在化妝品開發(fā)中具應(yīng)用潛力。