仙人掌果紅色素的提取及其在護膚品中的應用

耿曉玲，陳 斌

(江陰職業技術學院 化學紡織工程系，江蘇 江陰 214433)

仙人掌果紅色素的提取及其在護膚品中的應用

耿曉玲，陳 斌

(江陰職業技術學院 化學紡織工程系，江蘇 江陰 214433)

通過正交實驗建立了仙人掌果實中色素提取的最佳工藝條件：超聲波功率為 250W，乙醇溶液為45%，提取體系的料液比為30∶1，提取時間65min。在此最佳條件下提取物得率可達到7.2%。同時設計了一款護膚霜配方，對其穩定性、安全性以及美白功效進行考察。結果表明，配制的護膚品符合行業標準，安全無毒無副作用。仙人掌果膚品對酪氨酸酶的抑制率較大。

仙人掌果色素；提取；護膚品；美白功效

仙人掌為仙人掌科，在我國主要分布于海南、廣西和廣東等地，多為野生。成熟的仙人掌果實表皮呈深紅色，去皮后果肉呈深紫紅色，安全無毒，可以直接食用或者泡水喝，馬丹雅等研究發現，仙人掌果實提取物中含有豐富的紅色素、多糖、黃酮和果膠等成分，具有清熱解毒、提高免疫力、抗腫瘤抗癌、降低血壓血糖、清除自由基等作用[1-4]。仙人掌果紅色素屬甜菜色苷類化合物，甜菜紅色素是一種研究較為成熟的天然色素，已經在糖果、冷飲、藥品糖衣的著色等進行了應用[5]，但是仙人掌果紅色素在護膚品方面的應用目前還沒有相關的報道。本實驗采用超聲波輔助法提取了仙人掌果紅色素，確定了最佳工藝條件，并將提取的色素代替人工紅色素應用于護膚品中，對仙人掌果護膚品進行了評價。

1 材料與儀器

新鮮仙人掌果購于海南三亞，野生品種;本實驗所用試劑均為分析純，購于南京化學試劑有限公司；722紫外可見分光光度計(上海棱光技術有限公司)，HH6數顯恒溫水浴鍋(上海經濟區沈蕩中新電器廠)，FA2004電子天平(塞多麗斯公司)，N&NCD/LCD超聲波破碎儀(寧波生物器材有限公司)，GLZY真空冷凍干燥箱(嘉怡上海機械設備有限公司)

2 實驗方法

2.1 仙人掌果紅色素提取工藝流程

仙人掌果實→預處理→ 超聲波輔助浸提→過濾離心→真空濃縮→待用。

將新鮮的仙人掌果實洗凈去皮去籽，在37℃下加入果膠酶水解2h(加酶量0.5%，pH值3.5)。將水解后的果渣轉入三角瓶中，用一定濃度的乙醇水溶液浸提，并輔以超聲波破碎手段，使色素不斷溶解在乙醇水溶液體系中，然后過濾，在4000r/min 條件下離心15min，取上清液在530nm下測定其吸光度。

2.2 正交實驗

在單因素實驗的基礎上，根據單因素實驗結果，選取合適的因素水平設計正交實驗，因素水平如表1所示。

表1 正交試驗因素與水平

2.3 仙人掌果護膚霜的制備

含仙人掌果色素提取物的護膚霜配方如表2。

表2 護膚霜原料配方 %

將油相加熱到75℃，加入失水山梨醇單硬脂酸酯、聚氧乙烯(n=20)失水山梨醇硬脂酸酯攪拌溶解，備用。將對去離子水中加熱至75℃，加入羥基苯甲酸丙酯、對羥基苯甲酸甲酯、甘油、硼砂攪拌均勻。調節攪拌速度1000r/min，將上述油相慢慢加入水相中，乳化時間40min，加入三乙醇胺，攪拌冷卻至45℃左右，加入仙人掌果實紅色素、香料及防腐劑，冷卻至25℃左右即得成品。

2.4 仙人掌護膚霜的基本性能檢測

參照標準QB/T 1857-2013及《化妝品衛生規范》進行護膚霜成品的基礎理化指標及穩定性、安全性檢測。

2.5 仙人掌護膚霜的功效測試

仙人掌果實具有多種生理活性，本實驗主要考察仙人掌果護膚霜成品的美白功效。護膚霜的美白功效以對酪氨酸酶(TYR)的抑制作用為考量，左旋多巴L-Dopa為底物，檢測配制的護膚霜對TYR的抑制作用，具體方法參照相關文獻的方法[6]，酪氨酸酶抑制率計算公式如下:

其中，A 是含TYR而不含抑制劑，添加底物時的吸光度；B 是含TYR而不加抑制劑，不加底物時的吸光度；C 是含TYR和酶抑制劑，加底物時的吸光度；D 是含TYR和酶抑制劑，不加底物時的吸光度。

表3 試劑用量

3 結果與分析

3.1 仙人掌果紅色素提取正交實驗結果

由正交實驗結果可知(見表 2)，極差大小順序是:B > D >A>C，即提取溶劑的濃度對提取率影響最大，而超聲功率和料液比等其他因素影響相對較小。通過極差分析計算，得到各因子的最佳組合是A2B1C3D1 ，即最佳工藝條件是:提取超聲波功率為 250W，乙醇溶液為45%，提取體系的料液比為30∶1，提取 時間65min。在此最佳條件下提取紅色素經真空濃縮后冷凍干燥，得率為 7.2% 。

表4 L9(34)正交試驗結果

3.2 仙人掌果護膚霜基本指標

3.2.1 仙人掌果護膚霜基礎理化指標

按照2.4所述相關標準進行檢測，仙人掌果實護膚霜的基礎理化指標如下表5。

表5 仙人掌果護膚霜基礎理化指標

指標名稱水包油型(O/W)感官指標外觀香氣膏體細膩,均勻一致,呈深粉紅色符合規定香型理化指標耐熱耐寒(40±1)℃保持24h,恢復室溫后應無油水分離現象。(-8±2)℃保持24h,恢復室溫后與試驗前無明顯性狀差異。

經微生物試驗檢測，本實驗配制的護膚霜中菌落總數、霉菌、金黃色葡萄球菌以及銅綠假單胞菌等均符合《化妝品衛生規范》要求，且人體斑貼試驗均無紅斑或丘疹出現。

3.2.2 仙人掌果護膚霜中紅色素穩定性

仙人掌果實紅色素添加量越大，樣品的顏色越深(見表)，當紅色素添加量超過1%時，色素顏色過濃，影響其美觀度。本實驗不再增加提取物的添加量。提取物的添加量達到 1.00%時，膏體無異味。膏體的感官指標、耐熱、耐寒和穩定性都符合行業標準。

表6 仙人掌果實紅色素添加量對樣品的顏色的影響

3.3 仙人掌果護膚霜的美白效果

當護膚霜基質中仙人掌果實紅色素提取液的添加量分別為0.20%、0.40%、0.60%、0.80%和1.0%時，觀察霜體顏色如表，測定其在一定作用時間時對TYR活性的抑制率，結果如下7。

表7 同提取物添加量處理不同時間后對TYR活性的抑制率

圖1 不同提取物添加量處理不同時間后對TYR活性的抑制率

由上圖可以看出，添加仙人掌果實紅色素后的膏體能明顯的抑制TYR的活性。隨著紅色素添加量的增加，膏體對酪氨酸酶的抑制能力也逐漸增加，并且作用時間對抑制率的影響顯著，隨著作用時間的延長，抑制率增強。當提取物的添加量為 1.00%，作用時間為12min時，對酪氨酸酶活性的抑制率達到了42.80%。

4 結論

天然活性物質的護膚品在市場越來越被人們所青睞。仙人掌果是一種營養豐富的天然果子，且為藥食同用，本實驗旨在為仙人掌果色素提取物在化妝品中進一步的開發利用提供一定的理論基礎，結論如下：

(1)天然植物中色素提取的方法很多，本研究通過正交試驗驗證，確立了一條的提取分離仙人掌果紅色素的工藝路線，具體工藝條件為：提取超聲波功率為 250W，乙醇溶液為45%，提取體系的料液比為30∶1，提取 時間65min。在此最佳條件下提取紅色素經真空濃縮后冷凍干燥，得率為 7.2% 。

(2)本實驗配制的仙人掌果護膚霜的基礎理化指標均符合國家行業標準，且具有良好的穩定性，外界溫度變化等。按照行業標準進行檢測發現護膚霜中菌落總數、霉菌、金黃色葡萄球菌以及銅綠假單胞菌等均符合《化妝品衛生規范》要求，且人體斑貼試驗均無紅斑或丘疹出現。

(3)仙人掌果色素提取液中含有大量的黃酮類物質，對酪氨酸酶的活性有比較強的抑制作用, 酪氨酸酶會顯著影響皮膚色素，通過實驗發現仙人掌果護膚霜對TYR也具有良好的抑制作用，且抑制率隨著提取物添加濃度的提高和作用時間的延長而升高，當提取物的添加量為 1.00%，作用時間為12min時，對酪氨酸酶活性的抑制率達到了42.80%。

[1] 施昌松. 天然活性化妝品的現狀與發展趨勢[J].日用化學品科學, 2012, 35(2): 1-5.

[2] 劉江琴，蔡 春，莫麗兒，等.仙人掌果紅色素含量測定及其水溶液穩定性試驗[J].廣東醫學院學報,1999,17(3):194-195.

[3] 高 潔. 仙人掌果多糖的分離純化、結構表征及生理活性研究[M].合肥:合肥工業大學,2012.

[4] 馬銀海 ，楊昌紅 .蘿卜紅色素的穩定性研究[J].食品科學 1997,18(11):34- 37.

[5] 史淑芝，蔣莉萍，高興武,等． 特用甜菜葉綠素和花青素的提取與研究[J]． 中國甜菜糖業，2007，9(3):11-14.

[6] 牛丹丹.花生殼總黃酮的制備分離及其在防曬化妝品中的應用研究[D]. 鄭州：河南大學, 2011.

(本文文獻格式：耿曉玲，陳 斌.仙人掌果紅色素的提取及其在護膚品中的應用[J].山東化工，2017，46(08)：16-18.)

Extraction of Pigment from Factus Pear Fruits and Its Application in Skin Care Products

GengXiaoling，ChenBin

(Department of Chemical and Textile Engineering,Jiangyin Polytechnic College,Jiangyin 214433,Jiangsu,China)

The orthogonal test design was applied to optimize the extraction technology of pigment from cactus pear fruit. The best extraction process condition was as follow: ultrasonic power was 250W,extraction agent was 45%( v/v)ethanol solution,material and extraction agent ratio was 30∶1( v / w)， the extraction time for 65 minutes . Under optimized conditions the extraction yield of pigment reached 7.2%.The stability , safety and whitening efficacy of the product were studied in a designed skin care formulation also.The results showed that,the skin care products were in line with the industry standard and they were safe without toxic and side effects．The skin care products had great inhibition rate of tyrosinase.

pigment of cactus pear fruit；extract；skin care product；whitening effect

2017-03-07

2016年江蘇省大學生創新項目，編號201613137014Y

耿曉玲(1981—)，女，江蘇江陰人，江陰職業技術學院化學紡織工程系講師。

TQ611

A

1008-021X(2017)08-0016-03