美白活性成分

草的活性成分及其在化妆品中的应用甘

介绍了甘草中有美白和防晒效能的活性成分:甘草素、甘草苷、异甘草素、异甘草苷、光甘草定、光甘草素、甘草酸和甘草甜素;概括了甘草活性成分的美白和防晒机理;探讨了化妆品中应用甘草的现状和前景;指出了甘草活性成分在化妆品中应用的发展方向。

关键词:化妆品添加剂;甘草;应用

甘草的主要化学成分是三萜类和黄酮类化合物,还有少量生物碱、木质素、香豆素和多种氨基酸。三萜类化合物已鉴定到61种,其中苷元45个;黄酮类及其衍生物分离得到106个,其中苷元73个[1]。

随着对甘草化学成分的深入研究,人们发现甘草提取物,特别是甘草中的黄酮对人体的皮肤有较好的美白和防护作用,且安全、温和、能有效清除氧自由基。因而,甘草在化妆品中的应用越来越受到重视。

1甘草活性成分的美白、防晒机理

甘草活性成分的美白作用主要是通过抑制酪氨酸酶和多巴色素互变酶(TRP-2)的活性,阻碍5,6-二羟基吲哚(DHI)的聚合,以此来阻止黑色素的形成,从而达到美白皮肤的效果。

甘草活性成分中,有防晒效能的成分一般为黄酮化合物。由于甘草黄酮类化合物分子结构的共轭性,对紫外光和可见光都显示强烈的吸收。吸收了高能量紫外线的分子,从基态跃迁到激活态,然后再从激活态回到基态,释放出无害低能射线。

2甘草中有美白、防晒效能的活性成分

(1)甘草素和甘草苷(甘草素的葡萄糖苷)[2]属二氢黄酮类,是甘草(G1uralensis)和光甘草(G1glabra)根茎中的药效成分,总黄酮含量约占3%,其中以甘草苷含量最高。甘草素为白色针状结晶,难溶于水,能溶于乙醚,紫外吸收特征峰波长[3]为276nm、312nm。甘草苷为白色粒状结晶,能溶于甲醇、乙醇和乙酸乙酯,紫外吸收特征峰波长为249nm。甘草素有抗氧、抗过敏、抗霉菌、防止皮肤老化和有效清除超氧离子[4]等作用。甘草苷有抗炎、抗皮肤肿瘤和有效祛除皮肤色斑[5]的作用。甘草素和甘草苷都能有效降低酪氨酸酶的活性,20μg/mg的甘草苷即可减慢皮肤中黑色素的形成,如与其他类型增白剂配合(如曲酸),美白效果更明显,用量为0.06%～6%。它们的结构式如下:

由于甘草素为油溶性的美白剂,其美白效果优于水溶性的熊果苷,IC50为0184mg/mL,最大抑制率为62.2%,熊果苷最大抑制率为60.9%[6]。

(2)异甘草素和异甘草苷(异甘草素的葡萄糖苷)[2]属查尔酮类(结构式如下)。

异甘草素为黄色针状结晶,难溶于水,溶于极性小的溶剂,如乙醚、氯仿等;异甘草苷为黄色粒状结晶,溶于乙酸乙酯、甲醇和乙醇等极性较大的溶剂。异甘草素的紫外吸收特征峰波长为367nm[3]。

异甘草素有抑制单氨氧化酶、抑制醛糖还原酶、清除自由基、抗氧和防治艾滋病病毒等作用。异甘草素和异甘草苷都能较好抑制酪氨酸酶活性,0.01μmol/L的异甘草素即可抑制黑色素的形成,在美白化妆品中用量为1%。

油溶性的异甘草素的美白效果远好于水溶性的熊果苷,IC50为0.45mg/mL,最大抑制率为98.8%[6]。

(3)光甘草定和光甘草素[2]:分别属于异黄烷类和异黄烯类,同为豆科植物光甘草根的主要有效成分(结构式如下)。光甘草定为无色粉末,光甘草素为淡黄色粉末,它们都不溶于水,可溶于甲醇、乙醇和乙醚。光甘草素的紫外吸收特征波长为324nm,吸光系数为20900。

光甘草定(素)有强烈的抗菌、防止紫外线引起的发炎、色素沉着和皮肤粗糙[7,8]等作用,光甘草素还能有效清除超氧离子、抑制由过氧化氢引起的溶血作用[4]。两者都能显著抑制酪氨酸酶活性,在美白化妆品中用量01001%～011%,无副作用。曾有一种用光甘草制成的含光甘草定10%和光甘草素3%的制剂[9]。经测定,该制剂对酪氨酸酶活性50%抑制时的用量是0.002mg,而曲酸对酪氨酸酶活性50%抑制时的用量是0.05mg,Vc则是0.16mg。

(4)甘草酸和甘草甜素属皂苷类,甘草酸(结构式见下)又称甘草皂苷,是甘草的主要成分,由甘草次酸及2分子葡萄糖醛酸所组成。甘草皂苷可能以钾盐或钙盐形式存在于甘草中[10]。乌拉尔甘草、胀果甘草、光果甘草、黄甘草和粗毛甘草均含有甘草皂苷,而云南甘草、刺果甘草、圆果甘草中甘草皂苷未被检出。甘草皂苷的含量随品种产地而变动,大体在5%～11%,而乌拉尔甘草的甘草皂苷含量最高可达6%～14%[10,11]。甘草酸具有抗炎、抗氧、抑菌、治疗创伤[12]、有效清除超氧离子和羟基自由基、显著抑制脂质体过氧化物[13]的作用。甘草酸在化妆品中有广泛的配伍性,常与其他活性剂共用,可加速皮肤对它们的吸收而增效,可用于防晒、增白、调理、止痒和生发护发等[2]。

甘草甜素是用甘草酸制成的易溶盐(通常为铵盐、钠盐或钾盐),具有高甜度、低热能,起泡性和溶血作用很低,安全无毒和较强的医疗保健功效。在化妆品中,可制成护肤霜、祛斑霜、高级珍珠膏等,既有美容护肤作用,又能治疗皮肤病等[11]。

3化妆品中应用甘草的现状

市场调查[14]发现,与1998年的情况相比,目前许多美白、祛斑产品中都添加了天然美白成分,其中使用最多的天然成分是甘草提取物与胎盘提取液。如妮维雅美白防护日霜中加有甘草精华;羽西天然润白膏配方中加有甘草精华、葡萄籽提取液、桑树根及天然水藻;雅芳美白系列产品中也含有甘草提取物、胎盘素;迪奥(上海)生产的美白护肤露中同时加入了维生素C,熊果苷和甘草酸盐3种美白成分。天津奥利天然化妆品有限公司生产的瑞草植物润白营养霜含有甘草提取物。还有夏奈尔、悦儿U1V1White、CD美白专业护肤、嘉娜宝艾丽美白、高丝精纯美白露、美爽爽皙嫩白保养、资生堂UVwhite、资生堂怀洁皙嫩白露、雅芳美白系列和羽西天然润白霜等美白产品均使用了甘草提取物或甘草黄酮[15]。

不过,目前所使用的甘草提取物多为甘草粗提物,并不完全是甘草中具有美白、防晒效能的纯活性成分。如有的是把甘草的乙醇提取物直接用于化妆品中,用量1%[16];也有的把甘草的乙醇提取物溶于水后,用正丁醇萃取,把正丁醇萃取物用于化妆品,用量为3%[17]。

文献[18]用10g甘草,以50%乙醇溶液于50℃的温水中浸提12h,取浸膏配成1mg/mL的溶液,测得其对酪氨酸酶的抑制率为-9415%,即这种粗提物对酪氨酸酶活性没有抑制作用,相反有促进作用。

前文[6]研究也发现,甘草经浸提及萃取分离后得到的几种物质中,有的对酪氨酸酶活性有抑制作用,有的没有抑制作用,甚至有促进作用。只有当对酪氨酸酶活性没有抑制作用的组分被分离掉后,才会有显著的美白效果。因此,把甘草粗提物直接添加到化妆品中,美白效果不可能会显著,有时甚至会产生副作用。加大用量有时虽能达到一定的效果,但由于甘草粗提物的颜色较深,加大用量将影响化妆品的外观。

4甘草在化妆品中的应用前景

2000年2月罗氏公司曾对全球美白产品进行了市场调查,在调查的91个产品中,欧洲占42%,亚洲占28%,南非占20%,拉丁美洲占10%。调查结果显示:目前,应用比较普遍的美白活性成分是氢醌、维生素C及其衍生物、甘草提取物和紫外线吸收剂等。而中国市场上极具潜力的美白剂包括烟酰胺、内皮素拮抗剂和甘草提取物等[15]。因此,甘草提取物是目前在化妆品中使用较多的天然活性成分之一,有着广阔的应用前景。

基于甘草在化妆品中的应用及研究现状,作者认为下列方面应当是关注的焦点:

(1)把甘草中的活性成分用于化妆品,而不是粗提物。甘草粗提物添加到化妆品中存在许多不利因素,因而要提高该类化妆品的效果,先得提高化妆品原料的质量,即添加到化妆品中的原料应是甘草中有活性的成分,而不应是甘草粗提物。

(2)化学合成以降低成本。由于甘草中美白、防晒效能的成分含量较低,所以,从甘草中提取这些有效成分的成本相当高。另外,甘草是荒漠地区固沙性能很强的沙生植被,过度采挖,势必破坏自然界的生态平衡。为了能够应用这些高活性的皮肤美白防晒剂,应探讨如何用廉价的化工原料,进行化学合成,以扩大应用,降低成本,减少人类对大自然的依赖。

5结束语

甘草既是一种好的药用性植物,又是一种好的美白、防晒剂原料。其提取物不仅有较好的