樺樹汁高分子溶液的制備及其美白作用的研究

徐銀霜，侯振源

(哈爾濱商業(yè)大學 藥學院，哈爾濱150076)

樺樹汁是白樺樹樹干流出的汁液，無色透明或略帶微黃[1-2]，具有美容美白、保濕潤膚、祛斑修復等功效.我國東北有著極其豐富的樺樹資源，具有很大的開發(fā)價值[3-5].黑色素是影響皮膚顏色的主要因素之一.酪氨酸酶可使酪氨酸轉換為多巴醌，經(jīng)過氧化形成黑色素，隨著肌膚正常的新陳代謝黑色素逐步到達肌膚的表面，最后和老化的角質一起自然剝落[6-11].如果人體肌膚的代謝系統(tǒng)受到阻礙，會使黑色大量堆積，隨著時間的推移，堆積范圍逐漸擴大，進而形成黑色素塊，因此抑制酪氨酸酶活性可有效抑制黑色素的合成，達到美白效果[12-15].對日用化妝品的市場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前市面上銷售的化妝品類別中，精華液的使用具有很強的實用性、方便性，所帶來的經(jīng)濟效益性也極高，頗受消費者的歡迎.本文以樺樹汁為主要原料制備高分子溶液，并對其美白效果進行研究.將樺樹汁高分子溶液作為精華液，既滿足了消費者使用時的便利性，又迎合市場需求，填補了目前中國市場上樺樹汁精華液領域的空白，具有良好的發(fā)展前景.

1 儀器與試藥

1.1 儀 器

HH-ZK2雙孔智能水浴鍋(騰達科學器材公司) ;Bs124s電子天平(北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司)；ND-2智能黏度測試儀(北京金時速科學儀器有限公司) ;TU- 1810紫外可見分光光度計(上海元析通用儀器有限責任公司)

1.2 試 藥

樺樹汁由哈爾濱神樺匯康生物有限公司提供，人參提取物(什邡恒瑞康生物科技有限公司).透明質酸(山東福瑞達化學有限公司)，卡波姆940(廊坊聚通化工有限公司)尼泊金乙酯(四川華源盛泰有限公司)，L-酪氨酸(河北鴻韜生物科技有限公司)，酪氨酸酶(上海恒遠有限公司)，生理鹽水(哈爾濱三聯(lián)藥業(yè)股份有限公司).

2 方法與結果

2.1 樺樹汁高分子溶液的制備工藝

稱取處方量的透明質酸、尼泊金乙酯，人參提取物加入樺樹汁中攪拌溶解，稱取一定量卡波姆加入到溶液中于60 ℃下輕輕攪拌，靜置6～8 h，使卡波姆充分溶脹，即得到樺樹汁高分子溶液.

2.2 樺樹汁高分子溶液制備工藝單因素考察

2.2.1 樺樹汁體積分數(shù)的篩選

樺樹汁溶液體積分數(shù)分別為100%、70%、50%、30%、10%，卡波姆質量濃度為0.5 g/mL，透明質酸質量濃度為0.015 g/mL，按照制備工藝方法配液，以黏度為指標，篩選工藝處方.由表1可知，加入30%時實驗效果較好，并且隨著樺樹汁體積分數(shù)的減少，黏度越小.

表1 樺樹汁質量濃度篩選結果

2.2.2 卡波姆質量濃度篩選

卡波姆質量濃度分別為0.4、0.45、0.5、0.55、0.6 g/mL，樺樹汁體積分數(shù)為50%，透明質酸質量濃度為0.015 g/mL，按照制備工藝方法配液，以黏度為指標，篩選工藝處方.由表2可知，加入0.5 g/mL卡波姆時實驗效果較好，卡波姆的質量濃度對黏度的影響較大，隨著卡波姆質量濃度的增加，黏度逐漸增大.

表2 卡波姆質量濃度篩選結果

2.2.3 透明質酸質量濃度篩選

分別加入質量濃度為0.005、0.010、0.015、0.020、0.025的透明質酸，樺樹汁體積分數(shù)為50%，卡波姆質量濃度為0.5 g/mL，按照制備工藝方法配液，以黏度為指標，篩選工藝處方.由表3可知，加入0.015 g/mL透明質酸時實驗效果較好，透明質酸的質量濃度對黏度的影響較大，隨著透明質酸質量濃度的增加，黏度逐漸增大.

表3 透明質酸質量濃度篩選結果

2.3 正交實驗優(yōu)化樺樹汁高分子溶液制備工藝

根據(jù)單因素實驗的結果，選取樺樹汁體積分數(shù)、卡波姆質量濃度和透明質酸質量濃度三個因素，每個因素三個水平(見表4)按照L9(34)正交表進行試驗，以黏度為指標，優(yōu)化制備工藝，結果見表5、6.

表4 因素水平表

表5 正交實驗數(shù)據(jù)分析表

直觀分析顯示，最佳工藝為A3B2C2，樺樹汁體積分數(shù)為30%，卡波姆質量濃度0.5 mg/mL,透明質酸質量濃度0.015 mg/mL.對結果的影響依次為B>A>C.方差分析結果顯示A、B、C均沒有顯著性差異.

表6 方差分析表

將優(yōu)選得到的工藝，進行三批驗證性實驗，結果見表7，平均黏度值為32.8 mPa·s，結果較為穩(wěn)定，因此確定優(yōu)化后的提取工藝為：樺樹汁體積分數(shù)30%、卡波姆質量濃度0.5 mg/mL和透明質酸質量濃度0.015 mg/mL.

表7 驗證性實驗結果

2.4 高分子溶液黏度的檢測方法

取高分子溶液注入同軸圓筒旋轉黏度計外筒中，將內(nèi)筒浸入外筒的樣品內(nèi)，至規(guī)定的高度，開動機器測定樣品黏度.經(jīng)查閱文獻可知，高分子溶液的最佳黏度值為33 mPa·s.

2.5 樺樹汁高分子溶液對酪氨酸酶抑制作用研究

2.5.1 溶液的配制

精密吸取5份樺樹汁高分子溶液各10 mL，分別精密加入0、2.5、10、40、90 mL pH6.8的磷酸緩沖溶液后搖勻即得100%、80%、50%、20%、10%體積分數(shù)的樺樹汁高分子溶液.

精密稱取維生素C乙基醚溶液250 mg，加入pH6.8的磷酸緩沖溶液定容至50 mL后搖勻即得維生素C乙基醚溶液.

2.5.2 酪氨酸酶抑制率的測定

實驗分為7組，分別為維生素C乙基醚陽性對照組、生理鹽水陰性對照組和100%、80%、50%、20%、10%體積分數(shù)的樺樹汁高分子溶液實驗組.

取A、B、C、D四只試管，分別加入0.25 mL的1 mg/mL的L-酪氨酸溶液.向A和C管中另加入0.25mL PBS溶液.向B和D管中各加入0.25 mL的待測樣品.將4支試管中的溶液混勻，在37 ℃恒溫水浴鍋中加熱10 min后，于C和D管中加入0.25 mL的0.07 mg/mL的酪氨酸酶液，A和B管加入相同體積的PBS緩沖液補足測試樣體積，在將四只試管置于37 ℃水浴鍋繼續(xù)保溫反應20 min.分別從4支試管中取上述試液加入石英比色皿中，用紫外分光光度計檢測475 nm處的吸光值.按式(1)計算酪氨酸酶抑制率.各試管中的試劑加樣量詳見表8.結果見表9和圖1.

圖1 不同體積分數(shù)樺樹汁高分子溶液對酪氨酸酶的抑制率

表8 各試管中的試劑加樣量

表9 不同體積分數(shù)樺樹汁高分子溶液對酪氨酸酶抑制作用的影響

酪氨酸酶抑制率

I=[(C-A)-(D-B)]/(C-A)×100%

(1)

由表9可知，樺樹汁高分子溶液對酪氨酸酶抑制作用的起始體積分數(shù)較低，在10%時抑制率即可達到34.82%，隨著體積分數(shù)的增加，抑制率增大，在50%時抑制率達到74%，與維生素C乙基醚接近，隨著體積分數(shù)的進一步增加，其抑制率略有降低.實驗組與生理鹽水組相比有顯著性差異(P<0.05)，50%、80%、100%樺樹汁高分子溶液組與陽性對照組比較沒有顯著性差異.由此可說明高體積分數(shù)樺樹汁高分子溶液對酪氨酸酶顯著抑制作用，作用效果與維生素C乙基醚相當.

3 結 語

本實驗采用單因素實驗和正交實驗對樺樹汁高分子溶液的制備工藝進行優(yōu)選，根據(jù)單因素實驗結果選取對黏度影響較大的樺樹汁、卡波姆和透明質酸質量濃度進以黏度為指標優(yōu)化工藝，篩選出樺樹汁高分子溶液的最佳制備工藝為：樺樹汁體積分數(shù)30%，卡波姆質量濃度0.5 g/mL，透明質酸質量濃度0.015 g/mL，得到的樺樹汁高分子溶液質量最優(yōu)；最后進行三批平行實驗進行工藝驗證，平均黏度為32.8 mPa·s，證明該工藝穩(wěn)定可行.

此外在實驗中以L-酪氨酸為底物，采用分光光度法研究樺樹汁高分子溶液對酪氨酸酶活性的抑制作用，探討樺樹汁高分子溶液的美白效果.實驗結果表明，樺樹汁高分子溶液對酪氨酸酶的抑制率與質量濃度相關，低質量濃度時抑制率隨著樺樹汁高分子溶液的增加而增加，高質量濃度時抑制率變化不大.當達到50%時，抑制率高達74%，其最大抑制率與維生素C乙基醚相當，具有顯著的美白作用.