应用相容溶质四氢嘧啶制备保湿霜及其保湿效果评价

第41卷第3期
中国高原医学与生物学杂志
Vol. 41 No. 3
2020 年
CHINESE HIGH ALTITUDE MEDICINE AND BIOLOGY
2020
应用相容溶质四氢嚅唳制备保湿霜及其
保湿效果评价
** :国家自然科学基金项目⑶860030,219670⑻;青海省重点研发与转化计划项目(2O19SF121);青海省基础应用研究计划项目(2018ZJ778)漓原 特色盐湖生物资源的集成研发与转化团队计划项目(2018KYF1.2018KYY4) ； △:通信作者.硕导,qhwr2007@ 163. com 乔丽娟(1991 ~ )，女，土族，青海籍，硕士
乔丽娟，马雪丽，王泽，裴婵明，沈国平，邢江娃，朱德锐，王蝶A
(青海大学医学院，基础医学研究中心，青海西宁810001)
摘要目的应用相容溶质四氢喀啜制备保湿霜，并初步评价保湿、美白效果。

方出以天 然乳化剂为基料，通过正交实验选择乳化剂的配比和乳化制备条件，并进行保湿及美白性能检测和
评价。

结果 乳化剂的最佳配比：甘油油酸酯柠檬酸酯0.83%,鲸蜡硬脂基葡糖昔&0%,乳木果
油2.7%,甘油5.0%。

最佳制备方法为油水分相法(搅拌速率为10000r/min,乳化温度为80T,乳 化时间为20min)o 当四氢喀啜加入量为1.5%时，保湿霜的保湿率为99.6%、酪氨酸酶抑制率达
62%。

结论四氢喀啜保湿霜的制备工艺可靠、适用；保湿霜的保湿及美白效果良好。

关键词：四氢喀唉;保湿；工艺；效果；评价 中图分类号:TQ65& 29
文献标识码:A
DOI ： 10. 13452/j. cnki.jqmc. 2020. 03. 005
Preparation process and effectiveness analysis of moisturizing
cream based on compatible solute Ectoine *
QIAO Lijuan ,MA Xueli ,WANG Ze ,PEI Chanming,SHEN Guoping,XING Jiangwa,ZHU Derui ,WANG Rong A (Research Center of Basic Medical Sciences ,Medical College of Qinghai University ,Xining,810001,China)
Abstract Objective To prepare moisturizing cream using compatible solute Ectoine , and preliminary to evalu ­ate the moisture retention effect. Methods Moisture retention and skin lightening performance of the moisturizing
cream prepared with natural emulsifiers as basic material with the emulsifier proportion and emulsification conditions
optimized by orthogonal experiments were examined and evaluated. Results The optimal emulsifier ratio was deter ­mined as 0. 8% ,glyceryl oleate citrate as 8. 0% ,cetearyl glucoside as 2. 7% ,shea butter,and glycerol as 5. 0%. The best preparation method is oil-water phase method with stirring rate at 10000 r/min , emulsification temperature at
80 °C and emulsification time for 20 min. When ectoine biosynthesis content as 1.5%,the moisture retention rate of the cream was 99. 6% with tyrosinase inhibition rate of 62%. Conclusion The optimized preparation process of the
ectoine biosynthesis moisturizing cream is reliable and applicable and the cream shows good moisturizing and skin lightening effects.
Keywords : Ectoine ； moisturizing ； technology ； effectiveness ； evaluation 高原环境干燥、紫外线强,研制保湿霜对维护皮
肤健康意义非常。

皮肤保湿效果主要取决于角质层
172
的含水量，角质层含水量处于10%-30%之间时皮肤呈现健康状态。

四氢喘喘（1,4,5,6-四氢-2-甲基-4-陀睫竣酸,Ectoine）是嗜盐或耐盐菌胞内合成的一类能够抵抗外界高盐胁迫的相容溶质，能够对细胞、蛋白质和核酸提供保护作用，可作为细胞保护剂和稳定剂。

Ectoine能够聚集比0分子簇，具有重组皮肤细胞膜、保护皮肤免受紫外线伤害、抑制黑色素生成的作用。

同时,Ectoine还可保护细胞膜屏障免受表面活性剂的破坏；聚集的Ectoine-H20分子簇能在一段时间内保持相对稳定，产生长效保湿功效,功效优于甘油''2］o
本研究应用相容溶质四氢囉喘制备保湿霜，并初步评价其保湿及美白效果。

1•材料与方法
1.1实验动物、试剂与仪器
实验级豚鼠［动物批准号SCXK（陕）2019-003,购自陕西科奥生物有限公司］，动物的使用与处理经青海大学医学院实验动物伦理委员会批准。

Ec-toine（HPLC级，＞98%,购自上海泰坦科技有限公司）；电热鼓风干燥箱（DHP-9162型，上海恒科公司）；移液器和离心机（德国Eppendorf公司）；高压蒸汽灭菌锅（CL-40M,H本ALP公司）；分析天平（JB/T-5374-1991,精度0.lmg，瑞士梅特勒-托利多公司）；纯水仪（Mili-Q Integral，美国默克化工公表I 司）；高速匀质机（IKA-T18型，德国IKA公司）；无菌操作台（VD-850型,苏州净化公司）;V1000紫外可见分光光度计（SP-754型，上海天美公司）；精密pH计（SK-IV型,香港百士香公司）；皮肤水分测试仪（M17B型,深圳市美立康科技有限公司）。

1.2实验方法
1-2.1保湿霜制备
A相的制备:称取适量的去离子水、甘油、金缕梅提取液置匀质机搅拌至均匀。

B相的制备:称取适量的鲸蜡硬脂基葡糖昔、甘油油酸酯柠檬酸酯、乳木果油于80七超级恒温水浴箱中搅拌至溶解。

将B相沿玻璃棒缓慢加至A相并沿着一个方向搅拌至混匀。

待温度冷却至45T时,加入剩余成分后置高速匀质机乳化20min。

1.2.2乳化体系与工艺条件
为了确定最佳乳化体系的成分配比，在单因素试验的基础上进行正交实验。

选择对乳化体系稳定性影响较大的甘油油酸酯柠檬酸酯、鲸蜡硬脂基葡糖昔、乳木果油、甘油4种成分；同时选择对制备工艺起重要性影响的乳化温度、乳化时间、搅拌速率和投料方式4种条件因素，分别进行4因素3水平正交实验（表1~2）。

采用正交设计表L9（34）对乳化剂的配比和制备工艺条件进行甄选，并对最佳的配方体系进行外观、气味、色泽和涂展性考察，评估值各25分,以确定最佳乳化剂组成配比及工艺条件。

L,（34）乳化剂配比正交实验因素水平表
Table1The orthogonal f actor level table of various L9(34)emulsifiers 水平
因素（质量分数％）
A（甘油油酸酯柠檬酸酯）B（鲸蜡硬脂基葡糖昔）C（乳木果油）D（甘油）
10.834 2.70 4.00
2 1.676 3.10 5.00
3 2.518 3.60 6.00
表2 Table2
L9(34)制备工艺条件正交实验因素水平表
The orthogonal factor level table of the conditions of L9(34)preparation process
水平
因素
A（搅拌速率r/min）B（乳化时间/min）C（乳化温度/兀）D（加料方式）180001070混合加热
2100002080后加乳化剂3120003090油水分相
1.2.3感官及理化评价工行业标准QB/T2872-2017）进行。

皮肤毒性试验
感官及理化指标评价参考《中华人民共和国轻与刺激性试验⑶：准备20只豚鼠，将豚鼠背部两侧
173
脱毛处理后（4cmx5cm）,采用同体自身左右对比法将脱毛皮肤划破（以渗血为度）、消毒，左右两侧皮肤的破损程度相一致，左侧涂受试样品，右侧涂赋形剂作为空白对照组，15min后用温水清洗，分别于1.24、48、72h和96h时观察涂抹皮肤的变化（评价标准及评分:无反应0,轻度1,中度2,重度3；评价指标:红斑，充血，水肿，出血，糜烂，溃疡）。

人体斑贴试验评价采用《试用人群调查表》⑷：选取健康志愿者20人,男女各50%,年龄22-25岁。

用受试物原液或稀释液沾湿纱布（折叠数层，每边1cm）后紧贴于前臂内侧皮肤上，外盖一层油纸或塑料薄膜，用绷带固定。

分别于24,48h时观察涂抹部位的皮肤变化情况。

受试部位无任何反应为（-）;出现轻微瘙痒发红为（+）;出现单纯红斑、瘙痒为（土）；出现水肿性红斑、丘疹为（++）;出现显著红斑、丘疹及水疱为（+++）。

1.2.4功效性评价
体外功效测定:保湿率测定参照文献方法⑸用载玻片和医用透气胶带（类仿角质层和表皮）制成2cm x3cm的模拟装置，涂抹0.5g的样品，放入25七的电热鼓风干燥箱中。

精密称量模拟装置样品放置前质量（MJ和放置后质量（M?）,称量间隔5min,共4次，计算保湿率（M2/M i x100%）o美白性能测定采用酪氨酸酶抑制活性法检测⑷，在475nm处检测吸光度值，并计算样品液的酪氨酸酶抑制率（I）,1%=[1-（B1-B2）/（A1-A2）]x100%（其中A,为空白样板有表3
Table3酶体系吸光度、A?为空白样板无酶体系吸光度、B|为样品组有酶体系吸光度、B?为样品组无酶体系吸光度）。

人体功效评价:分别测试试用者使用前以及使用后（即时、30min、60min）的皮肤水分值，以水分值的差值大小评测产品保湿性（温度20^,相对湿度40% ~60%）。

使用产品前后皮肤水分值差别反映产品的即时补水能力,60min后的皮肤水分值反映保湿霜的持续缩水能力。

肤质改善测试:仅测试使用产品前后皮肤的含水量、含油量⑺刃。

1.3统计学方法
采用SPSS19.0统计软件处理数据，正交设计实验进行极差分析、均值分析和正交设计方差分析;皮肤水分率以均数士标准差G±s）表示，多组均数比较采用单因素方差分析，检验水准a=0.05o
2-结果
2.1乳化剂配比的正交实验
以外观、气味、色泽和涂展性为综合考察指标，设计正交实验L9（34）,j S行乳化剂配比和极差分析（表3）o结果显示极差数据R b>R c>R d>R a（因素B>C>D >A）,即鲸蜡硬脂基葡糖昔影响最大,其次是乳木果油和甘油。

甘油油酸酯柠檬酸酯的影响最小,差异性不明显。

最佳浓度配比组合为A1B3C1D2,即甘油油酸酯柠檬酸酯为0.83%、鲸蜡硬脂基葡糖昔为&0%、乳木果油为2.7%和甘油为5.0%。

基于此配比组合所制备的保湿霜稳定性最佳。

乳化剂配比正交实验结果分析
Orthogonal test results for optimizing the emulsifier ratio
试验号
因素
结果A B C D
1 2.518 2.7595.0
20.834 2.7485.0
3 1.67
4 3.6581.0
4 2.514 3.1680.5
5 1.678 3.1482.5
6 1.676 2.7684.5
70.838 3.6691.0
8 2.516 3.6485.5
90.836 3.1587.0
KI87.6782.1788.1784.33-K282.6785.6783.3387.67-K387.0089.5086.3385.33-R0.677.33 4.84 3.34-
F 6.2211.352 4.930 2.469-
P0.0200.0030.0360.140-174
2.2制备工艺条件设定
以外观、气味、色泽和涂展性为综合考察指标,设计正交实验L,（34），进行制备工艺条件选择和极差分析（表4）。

结果显示极差数据R d>R c>R a>R b （因素D>C>A>B）,即加料方式影响最大，其次是乳化温度和搅拌速度。

乳化时间的影响最小，差异性不明显。

最佳工艺条件组合为A2B2C2D3,即搅拌速率为1000（）r/min,乳化温度为80七、乳化时间为20min。

最佳制备方法为油水分相法。

表4制备工艺的正交实验结果分析
Orthogonal test results of moisturizer preparation process Table4
试验号
因素
结果A B C D
180001070混合加热72.5 2100003070油水分相94.0 3120002070后加乳化剂80.5 4120001080油水分相95.5 580002090油水分相92.5 6100001090后加乳化剂80.5 7100002080混合加热85.0 880003080混合加热83.0 9120003090后加乳化剂76.5 K182.6782.8382.3380.17-K286.5086.0087.8379.17-K384.1084.5083.1794.()0-R 3.83 3.17 5.5014.83-F9.595 6.42522.595183.238-P0.0060.0180.0000.000-2.3配方方案设定艺，确定最佳配方体系（表5）。

经正交实验甄选最佳乳化剂浓度配比与制备工
表5四氢嚅唳纯天然保湿霜配方
Table5Formula of ectoine pure natural moisturizer
相别名称质量分数（％）
去离子水74.63 A相甘油 5.00
金缕梅提取液 1.04
鲸蜡硬脂基葡糖昔8.00
B相甘油油酸酯柠檬酸酯0.83乳木果油 2.70红没药醇0.90蜂蜜 2.30
c相
烟酰胺 2.23
四氢轍定 1.50
苯氧乙醇适量
175
2.4理化及稳定性评价
按照上述配方制备保湿霜，皮肤涂抹实验显示分布均匀,pH介于5.0-6.0之间，呈弱酸性。

离心（3000r/min）30min后，未出现油水分层现象；在高温40T和低温-10T条件下均未出现分层、析出颗粒或其他不均一的现象;在自然光照条件下连续放置一周后未出现变色、变味或其他异常现象。

2.5功效性评价
设置Ectoine质量分数梯度为0%、0.5%、1%、1.5%和2%,对Ectoine浓度配比进行甄选,并计算保湿率（表6）。

本研究配方中,Ectoine的最佳比例为1.5%,保湿效果最佳（保湿率均值99.6%）o Ec-toine浓度与保湿效果分析显示，浓度低于1.5%时,保湿效果有所下降（86.9%~97.9%）,而高于1.5%后的保湿效果无显著差异（97.9%~99.6%）。

按配方制备的保湿霜的保湿效果:在25七时4个时间段（5、10、15、20min）的保湿率分别为99.9%、99.7%、99.5%.99.3%,平均保湿率达99.6%；酪氨酸酶抑制率达62.0%o使用前、后以及使用后30min及60min 皮肤水分值试验、组间方差分析结果（表7~8）显示,使用前后皮肤水分率变化明显（使用前33.25%,使用后47.67%）,平均增长率为14.42%,使用后（即时, 30min,60min）相对于使用前皮肤水分率明显提升,组间差异显著（P<0.05）,说明该保湿霜的补水能力强。

使用后30,60min的水分率分别为44.0%、43.55%,水分率无明显变化,说明该保湿霜持续补水能力较强，保湿性能良好。

表6不同质量分数四氢喘碇保湿霜的保湿率
Table6The moisture retention rate of ectoine moisturizing cream with different mass fraction Ectoine保湿率（％）
质量分数（％）5min10min15min20min平均值
0.08&587.386.485.586.9
0.596.395.293.392.594.3
1.098.798.297.697.497.9
1.599.999.799.599.399.6
2.09&59&197.797.397.9表7皮肤水分率测试及斑贴试验结果
Table7Skin moisture content test and patch test results
试验号-
皮肤含水/油量（％）
斑贴试验使用前使用后（即时）使用后30min使用后60min
131.33(38.37)45.67(24.00)45.00(23.33)45.33(23.00)-234.00(3&67)46.00(22.63)45.62(23.00)46.00(23.67)-333.67(37.00)46.00(23.30)46.00(22.64)44.67(22.67)-435.67(35.33)50.00(17.00)45.00(23.33)44.67(24.32)
534.00(3&33)50.67(16.67)44.67(23.00)45.00(24.00)-633.67(39.32)50.00(17.32)45.38(23.67)44.67(24.00)-734.33(3&32)49.33(17.65)42.67(26.67)40.64(27.67)-833.00(42.00)45.00(24.00)43.67(25.33)44.33(27.67)-934.33(3&33)47.67(19.33)41.67(27.00)41.36(27.00)-1028.33(42.00)47.00(21.00)42.33(26.10)42.00(26.00)-1134.00(3&66)46.00(22.67)45.67(23.00)46.07(23.67)-1234.67(35.33)50.00(17.00)44.00(23.43)44.60(24.33)-1332.00(42.00)46.00(24.00)43.67(25.33)41.33(27.67)-176
续表:
试验号-
皮肤含水/油量（％）
斑贴试验使用前使用后（即时）使用后30min使用后60min
1433.33(38.64)44.67(24.00)45.00(23.33)45.33(23.00)-1533.67(39.33)50.00(17.34)44.33(23.67)44.65(24.07)-1634.67(37.00)46.00(23.00)46.00(22.67)45.69(22.60)-1727.33(42.00)47.00(21.00)43.33(26.00)42.00(26.()0)-1835.33(38.33)48.33(17.67)41.67(26.63)40.67(27.67)-1933.33(38.33)48.67(19.43)42.67(27.00)41.33(27.00)-2034.33(3&53)49.33(17.67)41.67(26.67)40.67(27.67)-表8皮肤水分率的分析统计结果(x±s)
Table8Analysis results of skin moisture rate(x±s)
分组n水分率（％）使用前2033.25±2.10
使用后（即时）2047.67±1.96
*
使用后30min2044.00±1.49
*
使用后60min2043.55±2.01*
F211.284
P<0.001
*:与使用前组相比P<0.05
3.讨论
乳化剂是化妆品配方中的重要组分，不仅要具备优异的乳化性能（可使油和水形成均匀、稳定的乳化体系），而且要有有利于各组分发挥其护理性能及功效性的作用⑼。

常见的乳化剂类型主要包括脂肪醇聚氧乙烯醯系列、烷基糖昔系列、司盘吐温系列、多元醇酯型、阳离子表面活性剂以及高分子乳化剂等3O然而，上述这些乳化剂大多数为化学源或化学合成所得，并非纯天然来源。

目前，随着消费者追求天然、环保和安全的品质需求,大量的两性蛋白质、多糖、生物表面活性剂、磷脂等天然乳化剂替代合成表面活性剂，或采用植物蛋白代替动物蛋白⑴）。

本研究中，保湿霜的最佳乳化体系配比为鲸蜡硬脂基葡糖昔&0%,甘油油酸酯柠檬酸酯0.83%,乳木果油2.7%和甘油5.0%。

其中，主要乳化剂成分鲸蜡硬脂基葡糖昔属于烷基糖昔类乳化剂，由天然植物来源的脂肪醇和葡萄糖合成，具有卓越的化学稳定性和抗水解性能,与皮肤相容性良好。

同时,乳化剂成分甘油油酸酯柠檬酸酯源自棕植1油或椰子油，与人体皮肤兼容性良好,添加至乳品中可改进其延伸性，具有润滑和柔软肌肤的效果。

研究表明天然乳化剂与其他乳化剂配伍使用，可以提高天然乳化剂形成和稳定乳液的能力⑴‘。

本研究选取两种天然乳化剂（鲸蜡硬脂基葡糖昔和甘油油酸酯柠檬酸酯），采用亲水-亲油平衡值（HLB值）复配后卫】,配伍添加甘油和乳木果油，制备的乳化体系无刺激性,稳定性良好。

其次,乳木果油与乳化剂的配伍可以提高乳木果油的渗透性.使有效成分易于吸收，具有修复和保护皮肤的功能按上述乳化体系制备的保湿霜具有纯天然性,不含聚乙二醇（PEG）,安全，可生物降解，肤感水润，尤其适用于敏感性肌肤。

乳化指将两种互不相溶的液体，在强烈的搅拌下使二者分散均匀，并形成稳定的乳状液。

在化妆品研发过程中，乳化温度、乳化时间以及搅拌速度都是必须重点考虑的问题。

李珊珊等I切制备蜂王浆护肤品时选择，乳化温度为90°C、搅拌速度为4500r/min时乳化效果最佳。

梁红冬等少制备一种含香蕉皮提取物的保湿护手品时设定搅拌速率为600r/min,乳化温度为75七时乳化效果最佳。

本研究选择搅拌速率为10000r/min、乳化温度为80°C。

综上所述,本研究研制的Ectoine保湿霜制备工
177
艺可靠、适用，保湿及美白效果良好。

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修回日期2020-9-3
178。