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天然产物中防晒成分提取及其稳定性研究进展

2018-03-31展俊岭高子怡皇甫阳鑫赵二劳

山东化工 2018年13期
关键词:芦荟黄芩溶剂

展俊岭,高子怡,皇甫阳鑫,赵二劳

(忻州师范学院 化学系,山西 忻州 034000)

随着人们对防晒化妆品需求的增加,以及对合成防晒化妆品潜在危害认识的提升,研究制备天然防晒化妆品日益受到人们的关注,使用天然化妆品成为人们健康生活的基本需求。因此,研究开发天然产物中防晒成分,并应用于防晒化妆品中具有重要的实际意义。目前,我国关于天然产物中防晒成分已进行了不少研究[1-3],取得了一定成果。本文综述我国天然产物中防晒成分提取及其稳定性研究进展,为天然产物中防晒成分的进一步研究提供参考。

1 防晒成分提取方法

目前,国内有关天然产物中防晒成分的提取研究主要有:溶剂提取、超声辅助提取、微波辅助提取、酶解法以及超高压提取法,且以溶剂提取和超声辅助提取研究应用较多。

1.1 溶剂提取

溶剂提取是依据天然产物中各种成分在不同溶剂中溶解性不同,选用对防晒成分溶解度大,而对其它成分溶解度小的溶剂,将防晒成分从原料中溶解出来[4]。朱俐俐等[5]研究了黄香楝树中防晒成分的乙醇加热回流提取,通过正交试验优化的最佳提取条件为:乙醇浓度85%,料液比1∶5 (g/mL),回流温度50℃,提取90min。该工艺条件下,浓度为33.3μg/mL的黄香楝树防晒成分在UVB段平均吸光度达到0.896。甘亮等[6]研究发现无水乙醇可提取出汉麻粉中防晒成分(主要吸收波长在200~350nm),确定的较佳提取条件为:水浴温度55℃、料液比1∶6.7 (g/mL),提取时间1 h。李红双等[7]研究了绿茶、槐米、黄芩等多种天然产物中防晒成分的乙醇提取,确定的最佳提取条件:乙醇浓度60%、提取温度70℃、提取时间2h。该条件下,所提防晒成分在紫外区都有较强吸收。周辰等[8]分别研究了槐米、黄芩和芦荟中防晒成分芦丁、黄芩甙和芦荟甙的提取,确定的槐米中芦丁较佳提取条件为:料液比1∶5 (g/mL),在pH值为8的碱性石灰水中煮沸10min,用浓盐酸调pH值为4,充分静置后干燥,芦丁收率15%;黄芩中黄芩甙的较佳提取条件为:料液比1∶10 (g/mL),80℃热水中提取40min,黄芩甙产率4%。而芦荟中芦荟甙用甲醇回流提取,产率为2.5%。另外,吴珊等[9]研究发现葛仙米水提物的防晒能力强于乙醇提取物。溶剂提取天然产物中防晒成分具有设备简单、容易操作,成本低、产量大等优点,不足是提取时间长,所提防晒成分杂质多。

1.2 超声辅助提取

超声辅助提取是利用超声波产生的强烈振动、空化和搅拌等效应,使物料细胞壁破裂,促进溶剂和有效成分双向传递,加速有效成分溶出[10]。史方超等[11]研究了槐米中防晒成分芦丁超声辅助提取,采用正交试验优化的最佳提取条件为:乙醇浓度70%,料液比1∶30 (g/mL),超声温度65℃,超声时间30min,所提防晒成分在紫外各区间均具有较强吸收,即具有广谱防晒能力。王雪梅等[12]研究了黄蜀葵花中防晒成分超声辅助提取,确定的较佳提取条件:乙醇浓度60%,料液比1∶50 (g/mL),在50℃提取20min。此条件下防晒成分提取率高达36.2%。郭飞燕等[13]研究了菠萝叶中防晒成分超声辅助提取,确定的最佳提取工艺:丙酮为溶剂,料液比0.1200∶25(g/mL),超声功率144W,温度50℃,提取时间90min,该条件下菠萝叶中防晒成分提取效果最佳。高子怡等[14]采用单因素逐项优化法,研究了黄柏中防晒成分超声辅助提取,得到的最佳提取条件为:乙醇浓度60%,料液比1∶60(g/mL),超声功率240W,提取时间40min。此条件下黄柏防晒成分的平均紫外吸光度值为0.543。另外,王燕华等[15]、白建华等[16]以及洪湘琼等[17]分别研究山茱萸、虎杖以及芦荟中防晒成分超声辅助提取,发现这些天然产物中防晒成分,都具有较强的紫外吸收能力。超声辅助提取省时、高效、节能、污染少,是一种理想的天然防晒成分提取方法。

1.3 微波辅助提取

微波辅助提取是利用不同成分物质吸收微波能的能力不同,使植物细胞被选择性加热,导致细胞壁破裂,提高溶剂穿透力,从而加快活性成分的溶出[10]。刘培等[18]研究了微藻中防晒成分微波辅助提取,通过正交试验优化的最佳提取工艺:以质量比1∶2的水与丙二醇溶液为提取剂,料液比1∶20 (g/mL),先搅拌浸泡24h,在微波功率300W、温度100℃下,提取10min。该条件下,所提微藻防晒成分的防晒效果最好。赵强等[19]研究了微波辅助提取黄连中防晒成分,发现以50%乙醇为溶剂效果好于以水为溶剂,所提防晒成分的防晒能力较强,且具有广谱防晒作用。微波辅助提取无污染、提取效率高,特别是提取时间短、节约能源,具有较高的经济价值。

1.4 酶解提取

酶解提取是利用酶的专一性特点,能有效分解植物细胞壁,减少传质阻力,促进有效成分溶出[20]。杨娇娇[21]分别研究了黄芩和库拉索芦荟中防晒成分黄芩苷和芦荟苷的酶解提取,通过正交试验优化的黄芩中防晒成分黄芩苷提取条件为:乙醇浓度60%,料液比1∶15 (g/mL),复合酶(果胶酶与纤维素酶)浓度45U/g,酶解温度50℃,酶解时间2.5h。该条件下,黄芩中防晒成分黄芩苷提取率为9.79%。库拉索芦荟中防晒成分芦荟苷的提取条件为:料液比1∶12 (g/mL),复合酶(果胶酶与纤维素酶)浓度30U/g,乙醇浓度60%,酶解温度50℃,酶解时间1.0h。该条件下,库拉索芦荟中防晒成分芦荟苷提取率为17.36%。因酶解提取相对成本较高,不适宜工业化生产。

1.5 超高压提取

超高压提取是在常温下,对原料与溶剂的混合液施加100MPa以上的静压力,导致原料细胞壁、细胞膜改变,溶剂可快速进入原料细胞,促使有效成分快速溶出[22]。侯丽丽[23]研究了槐花中防晒成分黄酮常温超高压提取,由正交试验优化的最优工艺条件为:70%乙醇为溶剂,料液比1∶80(g/mL),浸泡1h后,在压力400MPa下,提取2.0min。该工艺条件下,槐花中防晒成分黄酮提取率为10.14%。超高压提取具有提取时间短、能耗低、提取温度低、可防止热敏性成分失活、绿色环保,是一种极具发展潜力的天然产物中防晒成分提取新技术。

2 防晒成分的稳定性

防晒成分的稳定性,主要以温度、光照和放置时间对其紫外吸收的影响为评价指标。郭飞燕等[13]考察了菠萝叶中所提防晒成分的稳定性,发现该防晒成分在-10℃~40℃的不同温度下保温4 h,其紫外吸光度值保留率基本不变;在白炽灯下放置15 d,其紫外吸光度值保留率变化不明显;在避光条件下放置15 d,其紫外吸光度值保留率基本不变;在室温32℃的自然环境下放置15 d,其紫外吸光度值保留率相对稳定。表明菠萝叶防晒成分稳定性良好。郭青枝等[24]对吴茱萸中防晒成分在光照(0~10 h)、温度(0~40℃)下进行稳定性测定,发现其紫外吸收保留率基本不变,稳定性良好。周辰等[8]分别研究了槐米、黄芩和芦荟中防晒成分的稳定性,发现在不同环境条件下,随着时间延长紫外吸收保留率虽有所变化,但变化趋势缓慢,认为它们基本稳定。另外,赵强等[19]研究了黄连防晒成分、王春晓等[25]研究了芒果叶防晒成分、王燕华等[15]研究了山茱萸防晒成分以及姚培正等[26]研究了槐米、黄芩和芦荟中防晒成分的稳定性,发现在实验条件下,光照、温度和放置时间均对它们的紫外吸收保留率影响不大,表明它们均具有相对稳定性。综上可见,这些天然产物中的防晒成分均具有相对的稳定性,都可作为防晒成分应用于防晒产品中。

3 展望

利用天然产物中防晒成分制备天然防晒化妆品应用于人们日常生活中,符合人们回归自然、绿色防晒的健康生活需求。目前我国学者对天然产物中防晒成分的提取及其稳定性已进行了不少研究,取得了一定成果。但由于我国天然产物资源的丰富性、复杂性,需研究的空间还很大,且当前有关天然产物防晒成分研究深度不够,需研究的内容还很多。所以,今后天然产物防晒成分研究方向:一是应该扩大对天然产物研究范围,继续筛选含有丰富防晒成分的植物资源;二是要研究天然产物防晒成分的纯化工艺,进而厘清防晒成分与防晒功能的结构与功效关系、明了防晒机理,为天然产物防晒成分在防晒化妆品中的应用提供理论基础。由此,相信不久的将来,诸多具有良好防晒功能的天然防晒化妆品定会进入人们的日常生活中,在人们健康生活中发挥积极作用。

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