無患子皂苷在個人護(hù)理用品中的應(yīng)用研究進(jìn)展

丘桂榮 孫擁軍 林鵬 柯永杰 羅志杰 楊艷明 熊遠(yuǎn)欽

本文針對個人護(hù)理化妝品行業(yè)的熱門綠色原料——無患子皂苷，就其在個人護(hù)理化妝品的生物藥理性應(yīng)用的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展進(jìn)行了較為系統(tǒng)的文獻(xiàn)調(diào)研和綜述。為企業(yè)的后續(xù)特色發(fā)展方向把脈，找尋基礎(chǔ)理論和技術(shù)支持，以指導(dǎo)規(guī)范、安全、有效地利用無患子資源。

關(guān)鍵詞：無患子皂苷；生物藥理性；個人護(hù)理用品

無患子，又稱木患子、油患子、菩提樹，為無患子科無患子屬落葉喬木，廣泛分布于東亞至南亞多個國家，在我國主要分布于秦嶺—淮河以南低山丘陵地區(qū)。無患子是多功能樹種，以其果實和種子為原料來源的加工產(chǎn)品種類繁多，涉及日化、能源、藥材、工藝品等眾多領(lǐng)域[1]。有研究表明無患子果皮中含有大量的皂苷成分， 可作為天然表面活性物質(zhì)用于天然洗發(fā)香波及各種潔膚護(hù)膚化妝品中，特別是用于開發(fā)高端用戶所追求的全天然、綠色環(huán)保的果蔬清洗劑，是其他表面活性劑無與倫比的。無患子皂苷還具有降血壓、抗真菌、殺蟲等多種生物活性， 如 Tamura 等發(fā)現(xiàn)從無患子果皮中提取的皂苷混合物 SP- mix 有明顯的抗菌活性；Ojha 等研究表明， 相對于人工合成的非離子性清潔劑如N- 9， 無患子皂苷對乳酸桿菌的毒性低， 可用于女性私密衛(wèi)生用品[2]。據(jù)相關(guān)資料報道，無患子干果（ 肉里含有約10%（wt） 的皂苷成分[3]，含有豐富的皂苷、倍半皂苷和三萜皂苷等，是一種優(yōu)質(zhì)的天然表面活性劑。無患子提取物的泡沫性能，與最常用的表面活性劑烷基聚氧乙烯醚（OP）、十二烷基磺酸鈉（SDS），十二烷基苯磺酸鈉（ABS）、烷基醇醚硫酸鈉（AES） 的性能相當(dāng)， 但其泡沫穩(wěn)定性更好，在相同條件下， 泡沫存續(xù)時間最長[4]。

無患子提取物具有十分良好的抗細(xì)菌、抗真菌、止癢、抗腫瘤、保肝、促進(jìn)抗生素吸收和提高藥效的藥用價值，開展對無患子藥用開發(fā)的研究，形成種植—研發(fā)—生產(chǎn)為一體的產(chǎn)業(yè)鏈具有非常重要的學(xué)術(shù)與商業(yè)價值。

近年里，國內(nèi)有諸多高校、科研院所以及企業(yè)開展了無患子皂苷的提取工藝研究開發(fā)，工業(yè)化生產(chǎn)較多的是采用間歇釜式提取工藝，以乙醇或水為提取溶劑，后續(xù)施以濃縮、分離提純、噴霧干燥成粉等后處理措施。有關(guān)無患子皂苷的提取工藝有很多企業(yè)和個人申請了國家發(fā)明專利，比如本文參考文獻(xiàn)[5]。本文主要介紹無患子皂苷在個人護(hù)理領(lǐng)域的生物藥理性應(yīng)用研究，對于無患子皂苷提取工藝的介紹點到即止。

01 無患子皂苷的提取及產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)

根據(jù)外觀形態(tài)，可以將無患子皂苷（SapindusmukurossiSaponin） 產(chǎn)品分為無患子皂苷液和無患子皂苷粉兩類。無患子果皮經(jīng)粉碎、浸提、過濾、濃縮等過程得到液體狀無患子皂苷產(chǎn)品；后續(xù)對無患子皂苷提取濃縮液進(jìn)行配料混合、噴霧干燥，即可得到粉末狀的無患子皂苷產(chǎn)品。無患子皂苷是由五環(huán)三萜苷元和阿拉伯糖、鼠李糖等不同糖配體組成的混合物，結(jié)構(gòu)式如圖1 所示。

無患子皂苷產(chǎn)品在我國屬于林業(yè)副產(chǎn)，行業(yè)管理屬于國家林業(yè)和草原局，因此，其最高層次的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：LY/T 3152—2019《無患子皂苷》[6]，目前還沒有頒布國家級的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

LY/T 3152—2019 《無患子皂苷》中規(guī)定，無患子皂苷產(chǎn)品的感觀要求是，無患子皂苷液為黏稠狀褐色液體，辛辣，對鼻腔黏膜有刺激性；無患子皂苷粉則為淺黃色至棕黃色粉末狀，味苦辛辣，對鼻腔黏膜有刺激性。

對其理化指標(biāo)列示的檢測項目包括：總皂苷含量、臨界膠束濃度、水不溶物含量、pH 值、固形物含量、水分、水不溶物含量。

上述產(chǎn)品是以水做溶劑提取皂苷得到的，也有一些無患子皂苷產(chǎn)品是以乙醇或其他有機溶劑提取的，還有經(jīng)過生物發(fā)酵工藝處理獲取的。由于有機溶劑可能會引起無患子皂苷主要代表成分化學(xué)結(jié)構(gòu)的改變，這將影響到它在個人護(hù)理用品里功能的發(fā)揮和應(yīng)用，本文也將討論的對象限于水法提取和發(fā)酵液無患子皂苷產(chǎn)品。

02 無患子皂苷在個人護(hù)理用品的生物藥理性應(yīng)用

針對無患子皂苷產(chǎn)品的開發(fā)，最早看中的是它的表面活性，將其作為一種綠色、可再生、非離子性表面活性劑原料而展開的。因此，將其作為表面活性劑應(yīng)用在日化領(lǐng)域的文獻(xiàn)比比皆是。

2.1 無患子皂苷生物活性研究

為了系統(tǒng)研究無患子皂苷的生物活性，對于無患子皂苷水提取產(chǎn)品，徐圓圓[7]、沐建華[8]、唐青濤[9]、徐凱節(jié)[10]、鄧寶琴[11]、姚衛(wèi)蓉[12] 等分別開展了卓有成效的工作，得出了以下一致性的結(jié)論。無患子是一種集工業(yè)、藥用、觀賞、生態(tài)于一體的多功能綜合價值極高的經(jīng)濟樹種，在其果皮經(jīng)水提取得到的皂苷產(chǎn)品中，分離鑒定出了70 多種三萜皂苷類、倍半萜類、利膽醇苷類、黃酮類化合物。光譜分析表明，無患子中微量元素豐富，含有鐵、鋁、鈣、鎂、鋇、錳、鈦、鉛、鉻、鎳、鋁、銅、鋅、硼、鉀、鈉、磷、硅等 18 種微量元素，還有許多對人體有益的物質(zhì)，如還原糖、脂肪酸、油脂、油酸、類胡蘿素、菸酸、核黃素、蛋白質(zhì)、維生素E、維生素A、維生素B 及賴氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸、甘氨酸和組氨酸等10 多種氨基酸。

無患子具有抗菌、抗腫瘤、抗氧化、抗癲癇、保護(hù)心腦血管、保護(hù)肝臟、抗生育、殺蟲等多種生物活性和良好的非離子表面活性作用，在醫(yī)藥、食品保健、日化和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。

在日化領(lǐng)域，無患子皂苷去污能力強、性質(zhì)穩(wěn)定，對重金屬具有廣譜的洗脫作用，對鉛、汞、錳、砷、鉻等重金屬的洗脫率高達(dá)90%。其3g/L 濃度的水溶液的起泡性能穩(wěn)定，5g/L 濃度時能夠保持30min 不消退。其表面張力、臨界膠束濃度（cmc）、陽離子乳化指數(shù)（E-24） 等生物表面活性指標(biāo)均超過石油衍生物對重金屬具有廣譜洗脫作用。

具有低的cmc 及γcmc，表面活性強，泡沫穩(wěn)定且持久性好。在一定范圍內(nèi)，無患子皂苷的cmc 及γcmc 受溫度、pH 和水硬度的影響很小。

《本草綱目》記載，無患子具有清熱祛痰、消積殺蟲等作用，無患子樹的根、果可入藥，能清熱解毒，化痰止咳；花可治療眼疾；種仁可防口臭；果皮可用于治療喉痹腫痛、咳喘、食滯、白帶、疳積、瘡癬、腫毒，還可預(yù)防頭皮屑。

近年國內(nèi)外研究表明，無患子所含皂苷成分具有抑制腫瘤細(xì)胞增殖、低濃度抗幽門螺旋桿菌活性、抗皮真菌和念珠菌作用及保肝作用。在醫(yī)藥領(lǐng)域，無患子是我國的傳統(tǒng)中藥材，有清熱解毒、化痰止咳的功效，具有抗菌、抗腫瘤、保護(hù)心腦血管系統(tǒng)等多種生物活性，能有效抑制大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌、熱帶念珠菌、金枯絲核菌的生長。有報道表明，無患子皂苷發(fā)酵液對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、痤瘡丙酸桿菌和紅色毛癬菌的最低抑菌濃度（MIC） 分別為25.00、12.50、1.29mg/mL 和0.39 mg/mL。

2.2 在化妝品方面的應(yīng)用

參考文獻(xiàn)[13] 中國發(fā)明專利“人參、無患子發(fā)酵提取物及其在化妝品方面的應(yīng)用”（CN201110247430.X）， 提供了一種人參、無患子發(fā)酵提取物化妝品的生產(chǎn)方法，其特征是以人參為原料，添加無患子經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵用乙醇等溶劑提取并純化其提取液應(yīng)用到化妝品中，該化妝品可用來保濕、美白、延緩衰老、保護(hù)皮膚修護(hù)皮膚氧化損傷，人參、無患子發(fā)酵提取物提供其抗氧化和營養(yǎng)作用。與無患子皂苷在化妝品中的應(yīng)用相關(guān)的中國發(fā)明專利有近100 項，如CN201110052087.3“含天然植物提取物的化妝品及其制備方法”[14]、CN201610151419.6“植物提取物組合物及其在化妝品中的應(yīng)用以及卸妝油組合物及其制備方法”[15] 等，它們的技術(shù)原理是：黃秋葵果實提取物、葡萄籽提取物與無患子提取物的同時使用在改善皮膚皺紋、美白養(yǎng)顏、清除自由基、淡化色斑、分解黑色素方面顯示出良好的協(xié)同作用和優(yōu)異的功效，同時無患子提取物所具有的良好的抗菌防腐作用保證了本產(chǎn)品的微生物指標(biāo)符合化妝品生產(chǎn)要求。卸妝油組合物提供的植物提取物組合物兼具保濕、控油、緊致皮膚和殺菌等多種功效，并且所述植物提取物的各組分之間還具有協(xié)同的功效，使各組分的作用發(fā)揮到最大，以其為有效成分制備成的卸妝油組合物在完美卸妝的同時補水，使用后頓感水漾柔滑，牢牢鎖住肌膚天然養(yǎng)分，持久保濕，卸妝直達(dá)肌底，深層凈潔控油，使皮膚保持彈性，緊致皮膚，還具有殺菌消炎的功效，對濃妝、彩妝同樣適用。

除了專利，還有一些科技論文和書著也介紹了無患子皂苷在化妝品方面的應(yīng)用情況，如張蕾的“無患子在化妝品中的開發(fā)與應(yīng)用”[16]，指出無患子在清潔去污、抑菌、抗氧化、美白、等方面具有顯著功效，在實際應(yīng)用中具有天然安全、低刺激性的優(yōu)勢。

2.3 在洗護(hù)用品中的應(yīng)用

參考文獻(xiàn)[17] 中國發(fā)明專利“含有無患子提取物的洗護(hù)用品用組合物及其制備方法”（CN202210096344.1），它提供了含有無患子提取物的洗護(hù)用品用組合物及其制備方法，組合物包括以下質(zhì)量百分比的原料：甘油5～7wt%；無患子提取物3～7wt%；蛇床子提取物3～7wt%；苦參提取物3～7wt%；巴西香可可果提取物1～3wt%；活膚劑4～8wt%；防腐劑0.3～0.5wt%；水添加至100wt%。

該洗護(hù)用品用組合物在保障溫和效果的情況下能夠大幅提升洗護(hù)用品的抑菌殺菌效果。與無患子皂苷在洗護(hù)用品中的應(yīng)用相關(guān)的中國發(fā)明專利也有80 余項，如CN201310357401.8“一種含天然皂苷和天然增稠劑的洗發(fā)水”[18]、CN201510696106.4“一種含有天然提取物的滋養(yǎng)烏發(fā)洗發(fā)膏及其制備方法”[19]、CN201910033234.9“一種含無患子果提取物頭皮清潔組合物及其制備方法”[20]、CN202010810264.9“一種含有無患子提取物的組合物及其制備方法應(yīng)用”[21] 等，此處就不一一點評它們了。

參考文獻(xiàn)[22]“無患子在洗護(hù)用品中的應(yīng)用研究” 主要介紹了無患子的功效成分及其在洗滌用品及個人護(hù)理品中的應(yīng)用，表明無患子在清潔去污、抑菌、抗氧化、美白、抗炎等方面的顯著功效。李燕杰等人淺析研究了近30 年無患子提取物在日化領(lǐng)域的應(yīng)用情況[23]，特別指出了針對無患子提取物的安全性所進(jìn)行的測試結(jié)果，急性經(jīng)口毒性試驗、急性經(jīng)皮毒性試驗、家兔多次皮膚刺激性試驗、家兔眼刺激性試驗、豚鼠皮膚變態(tài)反應(yīng)試驗都表明，無患子提取物多次皮膚刺激表現(xiàn)為無刺激性，無皮膚變態(tài)反應(yīng)性，表明無患子具有較好的安全應(yīng)用價值。另外，無患子提取工藝的差別對其刺激及安全性表現(xiàn)影響較大，應(yīng)用不同提取及提純工藝的無患子在引起動物中毒及刺激反應(yīng)方面有所區(qū)別。

參考文獻(xiàn)[24] “工業(yè)化生產(chǎn)的無患子皂苷在洗發(fā)水中的應(yīng)用研究”，以皮膚斑貼試驗、復(fù)配功效測試、洗發(fā)香波用戶試驗評價作為考察手段和目標(biāo)，研制出合格、穩(wěn)定、用戶滿意的香波產(chǎn)品。當(dāng)無患子皂苷用量在10% 以內(nèi)，它對與非離子型表面活性劑烷基糖苷（APG） 復(fù)配后降低表面張力的效能提高14.96%，對與烷基脂肪醇磺酸鈉（AES）復(fù)配后形成膠束的能力增效28.05%。

2.4 無患子皂苷遺傳毒理性研究

無患子是一種具有兩重性的藥物，無患子皂苷具有療效的同時也具有一定毒性。急性經(jīng)皮毒性實驗結(jié)果顯示，當(dāng)無患子醇提取物以1600mg/kg 劑量喂投試驗小鼠時，在兩周內(nèi)小鼠開始出現(xiàn)不同程度中毒反應(yīng)，甚至死亡，推測皂苷類成分導(dǎo)致肝毒性損傷機制與機體氧化應(yīng)激誘導(dǎo)脂質(zhì)過氧化、組織內(nèi)巰基損耗而造成肝組織損傷有關(guān)。一定劑量的無患子提取液經(jīng)多次皮膚刺激無刺激性、無皮膚變態(tài)反應(yīng)，但對眼有輕度刺激性，經(jīng)口有一定毒性，可引起動物脹氣死亡。

張芳芳等人通過急性經(jīng)口毒性試驗、哺乳動物紅細(xì)胞微核試驗、細(xì)菌回復(fù)突變試驗和體外哺乳動物細(xì)胞染色體畸變試驗[25]，檢測無患子皂苷對原核生物和真核生物在基因水平和染色體水平的誘變性，表明無患子皂苷的雌雄小鼠急性經(jīng)口毒性LD50 均為4640mg/kg，可見流涎和黏液便等中毒體征。按原核和真核水平相結(jié)合的原則，選用了Ames 試驗、CHL 細(xì)胞染色體畸變試驗和小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核試驗這一組體內(nèi)和體外不同的檢測方法進(jìn)行短期誘變試驗，從基因突變和染色體畸變2 個終點了解無患子皂苷的致突變作用。在Ames 試驗中，無患子皂苷各劑量組無論加或不加S9 混合物，回變菌落數(shù)均未超過自然回變菌落數(shù)的2 倍。無患子皂苷各劑量在小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核試驗中的微核率與陰性對照組比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。無患子皂苷引起的CHL 細(xì)胞染色體畸變類型主要為裂隙和染色體斷裂，但是裂隙不計入總畸變頻率中，各劑量組畸變率與對照組比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗各劑量組與陰性對照組比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P ＞ 0.05）；Ames 試驗在加或不加S9 各劑量組及菌株條件下的回變菌落數(shù)均未超過自發(fā)回變菌落數(shù)（ 陰性對照） 的2 倍以上，未觀察到劑量—效應(yīng)關(guān)系；染色體畸變試驗無患子皂苷對CHL 的IC50 為75μg/mL，各劑量組與陰性對照組比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P ＞ 0.05）。在上述各試驗中，陽性對照組與陰性對照組比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P ＜0.01）。由此得出結(jié)論：在本實驗條件下，無患子皂苷不具有遺傳毒性。

03 無患子皂苷在個人護(hù)理用品中的應(yīng)用展望

無患子中皂苷成分獨特的生物活性引起了各領(lǐng)域研究者的關(guān)注和興趣。關(guān)于無患子的應(yīng)用開發(fā)剛剛開始，還有許多工作值得繼續(xù)探索，如加快無患子化學(xué)成分研究、改進(jìn)分離提取工藝，以獲得更多的有效成分；對生物活性大的無患子皂苷成分進(jìn)行結(jié)構(gòu)或生化改造，以找到活性更強、更特異的化合物；加快無患子皂苷成分的工業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用研究等。

對于無患子毒性方面的研究，有待從細(xì)胞基因及蛋白表達(dá)測定水平進(jìn)行深入探索，以期為無患子的臨床使用提供更詳盡準(zhǔn)確的理論依據(jù)，確保臨床用藥的有效性和安全性。鑒于無患子乙醇提取物對小鼠在染毒過程中活動能力變差，瞇眼、嗜睡、流涎，嚴(yán)重的則出現(xiàn)鼻子周圍抽搐，呼吸急促，躁動不安，最后呼吸衰竭死亡的案例，在開發(fā)無患子藥品或其他日化產(chǎn)品時，一定要注意用科學(xué)方法，在保留其有效成分的同時，去除或改變其有毒成分，真正達(dá)到使用有效、安全、規(guī)范的目的。

廣州市潤研基因科技有限公司、廣州市華儂化妝品股份有限公司聯(lián)合湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，將超聲輔助手段用于無患子皂苷的連續(xù)逆流水法提取，開展了一些卓有成效的研究工作[5]。開發(fā)無患子皂苷應(yīng)用于個人護(hù)理用品，推出了一系列產(chǎn)品，相應(yīng)的也申請了一系列的中國發(fā)明專利[17]，更多的專利尚處于實審階段。以滿足廣大居民對于高端、綠色、特效護(hù)理用品的需求，為推進(jìn)無患子皂苷的工業(yè)化應(yīng)用、造福民眾貢獻(xiàn)綿薄之力。