金属离子对α-熊果苷美白效果影响研究

成绩：

江西科技师范大学毕业设计（论文）

题目（中文）：金属离子对α-熊果苷美白效果的影响研究（外文）：The Research of Metal Ions Effect

on The Whitening of Alpha Arbutin 院（系）：化学化工学院

专业：应用化学

学生姓名：许苗

学号：20110556

指导教师：徐莱

2015年5月2日

目录

1引言 (1)

2熊果苷简介 (1)

2.1熊果苷结构 (1)

2.2α-熊果苷的理化性质和生理功能 (2)

3酪氨酸酶及酪氨酸酶抑制剂 (3)

3.1酪氨酸酶的简介 (3)

3.2酪氨酸酶的结构与性质、功能 (3)

3.3酪氨酸酶对黑色素合成的调节 (4)

3.4酪氨酸酶抑制剂 (5)

3.4.1酶抑制剂分类 (5)

3.4.2酪氨酸抑制剂的来源 (5)

4α-熊果苷对酪氨酸酶的抑制作用 (5)

5金属离子（镁、铜）对α-熊果苷美白功效的影响 (6)

6金属离子对α-熊果苷美白效果的实验研究 (7)

6.1实验方法理论依据 (7)

6.2实验仪器和药品 (7)

6.3实验步骤 (8)

6.3.1金属离子溶液的配制 (8)

6.3.2磷酸缓冲溶液（PBS）的配制 (8)

6.3.3L-酪氨酸溶液和酪氨酸酶溶液的配制 (8)

6.3.4α-熊果苷溶液的配制 (8)

6.3.5金属离子对α-熊果苷美白效果的影响实验 (8)

6.3.6吸光度的测定（分光光度法） (9)

6.4结果与讨论 (9)

7结语 (11)

参考文献 (11)

金属离子对α-熊果苷美白效果的影响研究

摘要：目的：研究基质原料中金属离子对α-熊果苷的美白功效的影响。方法：采用分光光度法，通过测量吸光度的大小来算抑制率，再通过抑制率的大小来看金属离子对熊果苷的美白效果影响。结果：铜离子与α-熊果苷共存时会抑制熊果苷的美白作用，镁离子对熊果苷的美白影响作用不大。结论：含α-熊果苷的化妆品不宜有铜离子共存。

关键词：α-熊果苷，美白功效，金属离子，酪氨酸酶，抑制率

1引言

熊果苷是人黑色素细胞中酪氨酸酶的抑制剂，所以作为美白剂添加至美白类化妆品中起到美白功效，因而熊果苷是目前国内外常用于美白化妆品中的主要原料。其中α-熊果苷和β-熊果苷均可在化妆品中作为美白添加剂，它们在化妆品中能起到很好的美白作用。研究表明[1]α-熊果苷的美白效果优于β-熊果苷的美白效果，并且α-熊果苷的使用安全性也优于β-熊果苷。随着研究深入，α-熊果苷将来会具有更广阔的应用前景。所以本文重点研究α-熊果苷的美白功效影响。

α-熊果苷的美白效果是体现在其抑制酪氨酸酶的催化作用上，而酪氨酸酶分子中本身就含有金属铜离子，当化妆品中添加金属离子后，金属离子会对酶促反应产生一定的影响，进而影响α-熊果苷美白效果。本文主要是研究金属离子对α-熊果苷美白效果的影响，这对α-熊果苷在美白效果的研究有促进作用，为日后研究更为安全高效的美白添加剂做基奠。

2熊果苷简介

2.1熊果苷结构

熊果苷，化学名称为对羟基苯-β-D-吡喃葡萄糖苷，物理性质是一种白色针状结晶物质，具有易溶于热水、甲醇、乙醇及丙二醇、丙三醇的水溶液，不溶于乙醚、氯仿、石油醚的特点等。熔点:198—201℃,在酸性条件下不稳定,易被水解。熊果苷属于氢醌葡萄糖苷类化合物，即氢醌的葡萄糖基化衍生物，有两种差向异构体，即：α-熊果苷（α-arbutin）和β-熊果苷（β-arbutin）。二者为立体异构体，分子结构如图1。

图1α﹣熊果苷和β﹣熊果苷结构比较

α-熊果苷和β-熊果苷均可在化妆品中作为美白添加剂，它们都在化妆品中起到很好的美白作用。但有研究表明[1-3]α-熊果苷在比较低的浓度下即可抑制酪氨酸酶的活性，其对酪氨酸酶的抑制作用优于β熊果苷。α-熊果苷的美白功效是其同分异构体β-熊果苷的10倍左右。同时也有研究表明α-熊果苷的安全性也远远优于β-熊果苷。有报道称：β-熊果苷在较强的酸碱性及较高的温度下易分解产生对苯二酚(即氢醌)[4]，虽然对苯二酚具有抑制黑色素形成的作用，能有效治疗色素障碍性皮肤病，但其稳定性差且为有毒物质，见光易被氧化成棕褐色，易引起皮肤过敏性反应。所以α-熊果苷作为安全高效的美白添加剂具有十分广阔的应用前景。

2.2α-熊果苷的理化性质和生理功能

α-熊果苷(α－arbutin)，学名4-羟基苯基-α-吡喃葡萄糖苷，分子式：C12h16O7，分子结构图(图1)，熔点：195-196℃，可以从植物细胞中获取或者通过微生物发酵方法生产制得。

熊果苷最初可应用于药物中，具有抗炎、抑菌、镇咳、祛痰、平喘的作用，故临床应用广泛。含熊果苷的药物常用于治疗气管炎、感染性泌尿系统疾病、皮肤病、过敏及炎症性疾病[5]。熊果苷除了具有多种药理作用外,还是人体黑色素细胞中酪氨酸酶的抑制剂，原因是熊果苷分子中具有两种结构性功能基团：其一：酚基。酚基有对黑色素合成酶的抑制作用，能有效地抑制皮肤中的生物酪氨酸酶(tyrosinase)活性,阻断黑色素的形成。所以熊果苷能减少皮肤色素沉积，祛除色斑和雀斑，作为美白剂添加至美白类化妆品中可起到美白功效；其二：葡萄糖残基，葡萄糖残基有亲水性，可以在一定程度上起到保湿美白的作用。故而熊果苷是目前国内外常用于美白化妆品中的主要原料。

3酪氨酸酶及酪氨酸酶抑制剂

3.1酪氨酸酶的简介

酪氨酸酶，英文名是tyrosinase（简称TYR）是一种含铜的多酚氧化还原酶，是生物体合成黑色素等色素的关键酶抑制其活力即可抑制黑色素的生成。广泛分布于微生物、动植物及人体中。富含酪氨酸酶的食物有鲐鲅鱼、蓝圆参、竹荚鱼、金枪鱼、带鱼、鲈鱼、鳓鱼、黄花鱼、鲭鱼、鲤鱼、鲍鱼。茶叶、白酒、水果酒、啤酒、陈醋、大酱、腐乳、臭豆腐、松花蛋等。

3.2酪氨酸酶的结构与性质、功能

图2酪氨酸酶活性中心的双核铜中心结构

酪氨酸酶是一种含铜氧化酶，又称多酚氧化酶。在酪氨酸酶的结构中含有双核铜活化位点（见图2），每个亚基中有2个金属铜离子（分别表示为A、B铜离子），A、B两个铜离子又分别和蛋白质里的组氨酸（简写为His）的残基氮原子形成三个配位键。另外两个外源氧原子又以过氧键的形式和A、B铜离子分别形成两个配位键，并可用作A、B两个铜离子的桥联配体[3]。至此，两个铜离子分别形成正四棱锥的构型，3d9的电子构象，又因外源氧的桥接形成了酪氨酸酶的催化氧化反应活性中心[6]。

因为酪氨酸酶与黑色素的形成有关，所以还密切影响着某些色素障碍性皮肤病的发生与治疗，例如白化病、皮肤色素沉着过多症、恶性黑色素肿瘤等。

3.3酪氨酸酶对黑色素合成的调节

酪氨酸酶同时具备单酚脱氢酶以及双酚加氧酶的双重催化特性[7]。在酶促反应中酪氨酸酶以氧化态（Eoxy）、还原态（Emet）、和脱氧态（Edeoxy）三种形式存在，其中氧化态酶可以与单酚（P）或者二酚（Q）结合作用底物，得到