基于復方紫蘇的一款抗氧化凝膠面膜的制備

李則慧，譚申宇，張永萍，徐劍，朱月，汪祖華

(貴州中醫藥大學，貴州 貴陽 550000)

0 引言

從古至今，中醫藥作為中華民族文化的瑰寶，不僅在治病防病有著舉足輕重的貢獻，在美容方面也有著廣泛地運用[1]。近些年隨著對中醫藥的研究與開發以及社會生活水平的提高，人們愈來愈重視安全有效的美容方式，具有抗氧化效果的中草藥天然成分亦成為美容產品開發的熱點[2]。外用中藥面膜具有使用方便、安全有效、毒副作用的優勢[3]。傳統中藥紫蘇(Perilla frutescens)中成分迷迭香酸、黃酮類化合物、花青素、苷類物質等具有顯著的抗氧化活性[4]。中藥黃精(Polygonatum sibiricum)中的主要成分黃精多糖也有明顯的抗氧化性[5]。截止目前，尚未發現利用黃精和紫蘇這2 種中藥制成的面膜。本文以中醫藥理論為指導，在遵循中醫辨證論治的創新病因學說基礎上充分借鑒現代醫學的方法及手段，以紫蘇與黃精的水提物為主要功效性成分，然后與適當的輔料和基質制備一種可水洗的復方凝膠面膜，并對其進行保濕、抗氧化性能等質量評價[18]。

1 實驗儀器與材料

1.1 實驗儀器

PH 計測試儀(PHS-25，上海儀電科學儀器股份有限公司)，紫外可見光光度計(UV-5900 上海元析儀器有限公司)，電熱恒溫干燥箱(HPD-101-3A，常州市華普達教學儀器有限公司)，超聲波清洗器(SK8-210-HP，上?？茖С晝x器有限公司)，數顯恒溫水浴鍋(DRRH-S4，上海雙捷實驗設備有限公司)，電子天平(FA2-204-N，上海菁海儀器有限公司)(換一個其他天平)，數顯旋轉粘度計(NDJ-9S，上海平軒科學儀器有限公司)，電動離心機(80-2，常州金壇良友儀器有限公司)。

1.2 實驗材料

紫蘇粉(陜西森弗天然制品有限公司)，黃精粉(陜西森弗天然制品有限公司)，黃連粉(陜西森弗天然制品有限公司)(純度多少？不清楚的聯系譚申宇，然后與在審的專利核對一下)，五氧化二磷，1，1-二苯基-2 苦基肼(DPPH 上海金穗生物科技有限公司)，海藻酸鈉(Sodium alginate，SA，國藥集團化學試劑有限公司)，羧甲基纖維素Ⅲ(Carboxymethyl cellulose III，Aladdin Industrial Co.，USA)，丙三醇(Glycerol，重慶川東化工有限公司)，醫用級油性氮酮(Azone，浙江省天洪生物技術有限公司)，吐溫-80(Tween-80，Aladdin Industrial Co.，USA)，氫化蓖麻油(PEG-60 凱碼生化天津有限公司)，尼泊金乙酯(Ethyl p-Hydrobenzoate，薩恩化學技術有限公司)，本試驗其他所用試劑均為分析純，實驗用水均為純凈水。

2 實驗方法

2.1 空白基質的制備

凝膠劑無油膩感，易于涂展，易于洗除，貼合度好、穩定且釋藥快、不容易過敏，環保安全等優點[6]。參考凝膠面膜[7-13]的原料和配方技術的研究，確定面膜基質的初步配方，如表1。

表1 面膜基質初步配方

2.2 中藥水提液的制備

2.2.1 紫蘇水提液的制備

取0.5 g 紫蘇粉充分溶解于5mL 蒸餾水中，攪拌或超聲5min，即得濃度為0.1g/mL 的紫蘇水提液。

2.2.2 黃精水提液的制備

同2.2.1 方法制備濃度為0.1g/mL 的黃精水提液。

2.2.3 黃連水提液的制備

同2.2.1 方法制備濃度為0.1g/mL 的黃連水提液。

2.2.4 DPPH 自由基清除法篩選藥物用量配比

抗氧化作為評價該凝膠面膜的重要指標之一，以清除DPPH 自由基試驗的方法，初步設計了五個不同中藥用量的配方進行抗氧化試驗，來篩選面膜中藥物的最佳復配比例[14-17]，見表2。

表2 不同處方用量配比

2.2.5 DPPH 自由基清除試驗：

精密稱取DPPH4.7mg，在水浴超聲下溶解在無水乙醇中定容至10mL，4℃下避光密封保存，備用；分別取0.5mL 0.1g/mL 的各處方水提液，各加入4mLDPPH 溶液(120μmol/L)，靜置30min后，在517nm 波長下使用紫外分光光度計測定其吸光度值，每組平行測定三次。最后，按照公式(1-1)計算其清除率。

清除率%=[A 對照-(A 樣品-A 空白)]/A 對照×100%(1-1)

式中：A 對照為DPPH 的吸光度；A 樣品為加入樣品的DPPH 的吸光度；A 空白為樣品自身的吸光度。

2.3 單因素試驗

對面膜基質：羧甲基纖維素Ⅲ、海藻酸鈉、甘油、氫化蓖麻油、尼泊金乙酯、氮酮、吐溫-80 的用量進行單因素試驗優化。

2.3.1 羧甲基纖維素Ⅲ的用量考察

以羧甲基纖維素Ⅲ的使用量為變量(1.5g、2.0g、2.5 g)，平行制備三組復方紫蘇凝膠面膜。分別對10 名受試志愿者的手臂內側同一區域進行涂抹，涂抹面積約為 3 cm2，樣品間隔 4 cm2，每種配方涂抹4 次，根據表3 的評分標準，以視覺和感官為評價指標對不同配方凝膠基質面膜進行評分，其中綜合評分=各項指標得分總和，考察羧甲基纖維素Ⅲ的使用量對凝膠面膜各項指標的影響。

表3 復方紫蘇凝膠面膜使用感評分標準

2.3.2 海藻酸鈉的用量考察

以海藻酸鈉的使用量為變量(0.5g、1.0g、1.5g)，平行制備三組復方紫蘇凝膠面膜，。分別對10 名受試志愿者的手臂內側同一區域進行涂抹，涂抹面積約為 3 cm2，樣品間隔 4 cm2，每種配方涂抹4 次，根據表3 的評分標準，以視覺和感官為評價指標對不同配方凝膠基質面膜進行評分，其中綜合評分=各項指標得分總和，考察海藻酸鈉的使用量對凝膠面膜各項指標的影響。

2.3.3 甘油的用量考察

以甘油的使用量為變量(4.0g、7.0g、10.0g)，平行制備三組復方紫蘇凝膠面膜，。以保濕率為評價指標，取0.5g 涂布在3M 醫用膠布上置于氯化鈣干燥器中，干燥12 小時，測定保濕率(%)，以此考察甘油用量對凝膠面膜保濕效果的影響。

2.3.4 氫化蓖麻油的用量考察

以氫化蓖麻油的使用量為變量(1.0g、2.0g、3.0g)，平行制備三組復方紫蘇凝膠面膜，。按照評分標準表4 進行綜合評分，綜合評分等于各項指標得分總和，考察氫化蓖麻油的使用量對凝膠面膜制備的影響。

表4 氫化蓖麻油考察標準

2.4 正交優化試驗

根據單因素試驗結果，采用L9(34)正交試驗設計篩選和優化面膜基質的配方，以凝膠面膜的使用感為評價標準(表3)，綜合評分優選出最佳處方，綜合評分等于各項指標得分總和。試驗因素與水平見表5。

表5 正交試驗因素與水平

2.5 驗證實驗

根據正交試驗中優選出的面膜最佳處方配比，將其平行制備3 份，按照表3 評分標準來進行綜合評分，綜合評分=各項指標得分總和。

2.6 抗氧化試驗

2.6.1 DPPH 自由基清除試驗

將空白基質與低、中和高濃度的凝膠面膜配成溶液，吸取1mL 樣品于試管中，再加入120μmol/L DPPH-乙醇溶液，充分搖勻，在517nm 波長處使用紫外分光光度計測定其吸光度，其中，開始反應前15min，每隔1min 測一次，后每隔5min 測定一次，每組平行測定三次，共測定35min。按下式(1-2)計算其對DPPH-自由基清除率：

清除率/%=[A2-(A1-A3)]/A2*100% (1-2)

式中，A1:1mL 面膜溶液+2mL DPPH-乙醇溶液的吸光度；

A2:1mL 蒸餾水+2mL DPPH-乙醇溶液的吸光度；

A3:1mL 面膜溶液+2mL 無水乙醇溶液的吸光度；

空白基質(陰性對照)：1mL 面膜溶液+2mL DPPH-乙醇溶液；

空白比色皿：1mL 蒸餾水+2mL 無水乙醇；

對照組：1mL 面膜溶液+2mL DPPH-乙醇溶液。

2.6.2 蘋果氧化試驗

蘋果經削皮或被切開后，切口由于發生氧化變顏色的現象稱為酶促褐變，，即日常生活中常見的蘋果被氧化現象，這主要是由于蘋果中的多酚氧化酶(PPO)將酚類底物氧化為醌類，醌聚合成為褐色素而引起組織褐變。

為更直觀的研究研究復方紫蘇凝膠面膜的抗氧化性能，本實驗巧妙設計了一個抗蘋果氧化實驗，即將新鮮蘋果切成大小、厚度均一的切片，通過給蘋果“敷面膜”的方法，以未處理的蘋果為空白對照，以珀萊雅海洋活能面膜泥為陽性對照，進一步評估面膜的抗氧化性能。試驗設計見表6。

表6 蘋果氧化試驗設計

每組平行制備三份，置于空氣中6h 后用清水洗凈觀察。

2.7 質量評價(理化檢測)

以優選處方平行制備3 份面膜各150 mL，進行相關理化檢測。

2.7.1 外觀性狀與細膩度

取成品 5g，置于試管中，觀察其外觀性狀；取成品適量，涂布于受試志愿者手背上，通過使用感評分標準(表3)評價其細膩度。

2.7.2 酸堿度

取成品 2.5g，溶于50mL 蒸餾水中，在80℃下恒溫孵育30min，后冷卻至室溫，測定 pH 值。

2.7.3 粘度測定

平行取3 份優選處方下制備好的復方紫蘇凝膠面膜各100mg，根據2020 版《中國藥典》(四部)通則0633 的方法，于室溫下使用轉子型旋轉粘度計(4 號轉子，轉速6.0r/min)測定凝膠面膜的粘度。

2.7.4 體外保濕實驗

為模擬人體皮膚，本實驗選用在一層3M 醫用透氣膠帶來制作模擬裝置。然后，稱取0.5 g 面膜涂布于模擬裝置表面，放置在室溫下，12h 后稱量，計算保濕率。

保濕率(%)=M2/M1×100%

式中：M2 為放置12h 后樣品的質量(g)；

M1 為放置前樣品的質量(g)。

2.7.5 耐高溫、低溫實驗

取紫蘇復方面膜70g 裝入離心管中，分別置于100℃的恒溫水浴鍋、-5 和-10℃的冰箱中，連續孵育24 h，再恢復至室溫，觀察其與試驗前的差異。

2.7.6 離心實驗

在室溫下，取紫蘇復方面膜70g 裝入 100 mL 的離心管中，編號為1、2、3、4、5，分別置于離心機中以1000、2000、3000、4000 和5000 rpm/10 min 的速度離心，觀察樣品有無水分析出。

2.8 安全性評價及試用調查

2.8.1 安全性

招募10 名受試志愿者(無皮膚病及化妝品過敏史的18-25 周歲女性)對面膜進行安全性評價。受試者每 2d 使用一次(晚間潔面后使用)，每次15 min，試用時間為10 d。每2d 回訪受試者的皮膚反應，以表7 的評分標準對面膜進行安全性評價。

表7 安全評分標準性

2.8.2 試用調查

對面膜進行安全性測試后，讓受試者根據表8 中的評分標準對試用效果進行評分，并以各項目的平均值來評價最終試用效果。

表8 試用效果評分標準

(1-5 分依次為很差、差、一般、好、很好。)

3 結果與分析

3.1 藥物配方及用量配比的篩選

如圖1 所示，與空白基質相比，各配方的DPP H 自由基清除率都高于空白基質。當與不同用量藥物復配后，其抗氧化作用具有一定的協同效果，其中處方(3) 紫蘇與黃精以1:1 的比例復配后對DPPH 自由基清除效果最佳，清除率達到93.03%，所以本文選用紫蘇：黃精(1:1) 作為面膜的中藥配方。

圖1 不同配方水提液DPPH 清除率%

3.2 單因素實驗

圖2 表明，甲基纖維素Ⅲ用量為2.5g、藻酸鈉用量為1.5g、甘油用量為10.0g 時面膜分值最高，且面膜呈棕色半透明膠狀，保濕效果較好，粘度適中，性狀良好。

圖2 單因素試驗結果

3.3 正交實驗

正交實驗結果如表9 所示，各因素R 極差結果為A＞C＞D＞B，說明因素A 對試驗結果影響最大，因素C 次之，因素B 影響最??；K 值結果顯示，最佳因素水平為A2B3C2D2，即基質處方為甲基纖維素Ⅲ 1.5g、海藻酸鈉3g、甘油7g 以及氫化蓖麻油2g。

表9 L9(34) 實驗結果

3.4 驗證實驗

驗證結果見表10，結果顯示，即 A2B3C2D2，且面膜呈棕色半透明膠狀，外觀狀態良好。

表10 最佳工藝驗證試驗結果

3.5 抗氧化實驗

3.5.1 DPPH 自由基清除試驗

由圖3 可知，復方紫蘇凝膠面膜對DPPH 自由基的清除率與其其藥物提取物的濃度呈一定的劑量關系，且隨著濃度的增加，清除率也逐漸增大。與空白對照組相比，復方紫蘇凝膠面膜具有較好的抗氧化能力，且其藥物提取物濃度越高抗氧化能力越好。此外，結果也顯示本研究所制備的復方紫蘇凝膠面膜的抗氧化能力明顯優于陽性對照組珀萊雅海洋活能面膜。

圖3 復方紫蘇凝膠面膜高、中、低濃度對DPPH 清除率的測定

3.5.2 蘋果氧化程度

從圖4 和圖5 中可得出以下結果：

圖4 蘋果氧化實驗6h 前

圖5 蘋果氧化實驗 6h 后

空白組：肉眼明顯觀察到蘋果被氧化程度較深，整個切片變為褐色，且蘋果切片水分變少；

空白基質組：肉眼明顯可見蘋果切片變成褐色，但仍保留大量水分；

低濃度組：蘋果切片仍保持約80%-95%的新鮮程度；

中濃度組；蘋果切片仍保持約80%-95%的新鮮程度；

高濃度組：蘋果切片仍保持約80%-95%的新鮮程度；

對照組：對照組不易清洗，蘋果切片被輕微染色，蘋果切片稍稍氧化，水分有流失。

由此分析，未敷面膜的蘋果切片，在短時間容易失水、氧化，變得不新鮮，容易發生酶促褐變；敷了不含藥物提取物的空白基質的蘋果切片，在短時間內會跟未敷面膜的蘋果切片一樣發生明顯的酶促褐變現象；短時間內，低、中、高不同濃度的復方紫蘇凝膠面膜都能使蘋果切片保持新鮮，不被氧化；與對照組相比，復方紫蘇凝膠面膜易清洗，不染色、掉色，具有相似程度或略優于對照組的抗氧化性，肉眼觀察可知，對比例的保濕鎖水能力較弱。

綜上，使用時間較長時，就抗氧化和抗衰老功效而言，復方紫蘇凝膠面膜優于對照組，本次實驗制備的復方紫蘇凝膠面膜具備一定的抗氧化能力。

3.6 質量評價結果

從圖6 和表11 中可知，所制得的紫蘇復方凝膠面膜為棕色、分布均勻、易于清洗，涂抹皮膚后無顆粒感、細膩柔滑、清爽濕潤，樣品的pH 為7，適合皮膚。面膜耐熱耐寒性能穩定；離心試驗均無分層現象，符合《中國藥典》(2020)版對凝膠面膜穩定性的規定。

表11 質量評價結果

圖6 體外保濕結果

3.7 安全性及試用效果

如圖7、圖8 所示，在皮膚安全性試驗中，受試者在試用過程中面部均未出現紅斑及水腫現象，表明該面膜安全可靠.在面膜的試用效果評價中，各項指標評分均在4 分以上，表明面膜的試用效果良好。

圖7 面膜展涂手背效果

圖8 面膜展涂手腕效果

4 小結

4.1 面膜的最佳方及制備工藝

面膜的最佳配方如表12 所示。最終制備工藝為：準確稱取羧甲基纖維素Ⅲ、海藻酸鈉，加入120mL 蒸餾水，在98℃磁力攪拌器中加熱溶解；取甘油和氫化蓖麻油置于燒杯中，攪拌均勻，放置過夜消泡，得到空白基質；加入紫蘇提取物與黃精提取物，攪拌均勻，加入油性氮酮和吐溫-80，攪拌均勻，用蒸餾水定容到150mL，得到復方紫蘇凝膠面膜。

表12 復方紫蘇凝膠面膜的最佳配方

4.2 結論

試驗表明，以紫蘇和黃精復配為藥物活性成分，以羧甲基纖維素Ⅲ、海藻酸鈉為基質主成分，加以保濕劑甘油、防腐劑尼泊金乙酯、促滲劑氮酮及增溶劑吐溫-80 制備凝膠水洗面膜，所得面膜均勻細膩、水潤有光澤、觸感潤滑且粘度適中，容易水洗，皮膚舒適性和涂展性好，有一定保濕抗氧化功能，原料少，制備工藝簡單，安全環保，為紫蘇、黃精在中藥護膚品的開發與利用提供了一定的參考價值。