CN111643452A - 一种氧化白藜芦醇纳米乳液及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于食品、医药和化妆品技术领域，具体涉及一种氧化白藜芦醇纳米乳液的制备方法及其应用，为研究一种能够提高氧化白藜芦醇溶解性、稳定性，并改善其生物利用率的方法，本发明提供了一种氧化白藜芦醇纳米乳液的制备方法，先将氧化白藜芦醇溶于食品级油相中，然后将食品用表面活性剂溶于水相中，并边搅拌边缓慢加入上述油相溶液，待完全加入后加速搅拌一段时间，最后经高压均质得到。本发明的氧化白藜芦醇纳米乳液生物利用率高，安全性好，其抗氧化活性、抑制酪氨酸酶活性以及人体美白功效均得到了很大程度的提高，应用于抗氧化、抑制酪氨酸酶以及美白护肤中，可以提高其在食品、医药、保健和化妆品领域的应用价值。

Description

一种氧化白藜芦醇纳米乳液及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于食品、医药和化妆品技术领域，具体涉及一种氧化白藜芦醇纳米乳液及其制备方法与应用。
背景技术
食品中的脂质成分易被氧化，影响食品贮存过程的稳定性，并且可能会产生有害物质危害健康。同时，发生脂质氧化作用的氧自由基生物分子如脂质、蛋白质和DNA等，如果出现过度氧化应激(活性氧和活性氮)现象，会导致多种病变，如癌症、糖尿病、高血压和动脉粥样病等。因此，越来越多的抗氧化剂被开发，用于抵御脂质氧化及清除过度的氧自由基，目前市面上存在很多合成的抗氧化剂，如丁基羟基甲苯和丁基羟基茴香醚等，虽然这些抗氧化剂具有很好的抗氧化效果，然而消费者对其安全性和毒理性非常担忧，促使食品、营养及保健品领域寻求天然的替代品。
植物中的许多天然植物化学物质由于在体内表现出很强的抗氧化能力，作为食品中的天然氧化抑制剂而备受关注。除脂质氧化外，食品在加工过程中还会发生褐变反应，褐变的主要原因是黑色素的生成和沉积，其中，酪氨酸酶(又称多酚氧化酶)是黑色素生成过程中主要的限速酶，其活性与黑色素的生成量呈正相关。酪氨酸酶的活性大小及其伴随的黑色素生成，会使食物中的谷胱甘肽水平降低、抗氧化能力下降，促使食物发生褐变。目前，应对食品褐变主要是改善催化多酚氧化酶和调节黑色素生成的初始步骤。因此，许多食品工业中采用可以降低褐变进程的天然添加剂来改变食品的氧化变质。此外，酪氨酸酶活性的提升除了会促使食物发生褐变外，还会导致黑色素过度沉积而产生各种皮肤疾病，如雀斑、黄褐斑、老年斑等，影响皮肤的美观。
氧化白藜芦醇(Oxyresveratrol，OXY)，即E-2,3’,4,5’-四羟基二苯乙烯，属多羟基二苯乙烯类天然产物，是反式二苯乙烯类天然产物白藜芦醇的2'-羟基化衍生物，主要存在于桑科、买麻藤科等植物中。近年来，发现桑树、菠萝蜜中的氧化白藜芦醇的含量较高。氧化白藜芦醇具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗高血脂以及神经保护的作用，还具有改善帕金森症等生物活性。作为白藜芦醇的同系物，氧化白藜芦醇具有更强的抗氧化性，同时还具有潜在的抑制酪氨酸酶的活性。因此，近年来，氧化白藜芦醇作为抗氧化剂、酪氨酸酶抑制剂和美白活性剂在食品、医药、保健和化妆品领域成为了研究的热点。
纳米乳液是油、水、表面活性剂、助表面活性剂混合所形成的均一乳液，粒径一般在200nm以下，可通过对载体的包裹，减少敏感活性物质的降解，并能发挥一定的缓释功效，可以改善油溶性物质在水中的溶解性，而且纳米乳液的热力学稳定性可以保护运载物质的活性不易被破坏。
氧化白藜芦醇虽然有较高的生物活性，但其水溶性极差，且光照条件下不稳定，极易代谢，生物利用率较低。因此，研究一种能够提高氧化白藜芦醇溶解性、稳定性，从而改善其生物利用率的方法，对于发挥氧化白藜芦醇的生理活性具有重要的意义。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的首要目的是提供一种氧化白藜芦醇纳米乳液。
本发明的第二个目的是提供一种氧化白藜芦醇纳米乳液的制备方法。
本发明的第三个目的是提供采用上述制备方法得到的氧化白藜芦醇纳米乳液的应用。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种氧化白藜芦醇纳米乳液，包括以下质量分数的各物质：表面活性剂1-10％、溶有氧化白藜芦醇的油相20-50％、水相30-70％。
优选的，所述表面活性剂为食品用表面活性剂；所述油相为食品级油相。
采用食品用表面活性剂和食品级油相经过一定配比后将氧化白藜芦醇制备成O/W型纳米乳液，可以提高氧化白藜芦醇在水溶液中的溶解性能和应用安全性。
本发明还提供了一种氧化白藜芦醇纳米乳液的制备方法，包括以下步骤：
S1、将氧化白藜芦醇在加热条件下溶于食品级油相中，得到溶有氧化白藜芦醇的油相；
S2、将食品用表面活性剂溶于水相中，得到溶有表面活性剂的水相；
S3、边搅拌边将步骤S1的溶有氧化白藜芦醇的油相缓慢倒入步骤S2溶有表面活性剂的水相中，完全加入后加速搅拌一定时间得到均一的乳液；
S4、步骤S3的乳液经高压均质后得到氧化白藜芦醇纳米乳液。
本发明采用食品原料来源的油脂溶解氧化白藜芦醇，通过合适的食品用表面活性剂改善其亲水性，制备O/W型乳液，提高其在水溶液中的溶解性能；具体制备方法为：先将氧化白藜芦醇溶于食品原料来源的油相(食品级油相)中得到油相溶液，然后将食品用表面活性剂溶于水相中，搅拌混匀，并边搅拌边缓慢加入上述油相溶液，待完全加入后加速搅拌一段时间，形成均一的乳液，最后通过外加高压均质使乳液粒径达到纳米级别，最终制备得到高含量的氧化白藜芦醇纳米乳液；同时，对氧化白藜芦醇乳液的抑制酪氨酸酶，抗氧化活性及美白功效进行了应用评价；评价结果表明，纳米乳液极大地提高了氧化白藜芦醇的生物利用率，并提升了其应用安全性，为氧化白藜芦醇在产品研发、应用以及推广领域奠定了技术基础。
优选的，所述氧化白藜芦醇为从菠萝蜜、桑科植物中提取的纯度高于90％的天然提取物，该提取物不仅纯度高，而且安全性好。
优选的，所述食品用表面活性剂包括但不限于卵磷脂、吐温80、吐温20、吐温60，具体的，所述食品用表面活性剂为卵磷脂或/和吐温80。
优选的，所述食品级油相包括但不限于中链甘油三酸酯、迷迭香精油、橄榄油、葡萄籽油，具体的，所述食品级油相为中链甘油三酸酯。中链甘油三酸酯具有极好的氧化稳定性、冷却稳定性以及较好的溶解性，可以极大地提高氧化白藜芦醇的溶解性、稳定性。
优选的，所述水相为去离子水或纯净水中的一种。
优选的，步骤S1所述加热在油浴下进行，温度为80-120℃，时间为5-15min。
优选的，步骤S3中边搅拌边倒入的搅拌速度为2000-5000r/min，加速搅拌的速度为10000-20000r/min，加速搅拌后，搅拌时间为5-20min，每隔1-2min暂停10s。
在搅拌状态下将溶有氧化白藜芦醇的油相慢速倒入溶有表面活性剂的水相中，可以使油水界面充分接触，使油相均匀分布于水相中，防止出现油水分层现象；倒完后进行快速搅拌，使氧化白藜芦醇、表面活性剂水相以及油相分散排布，形成粒径均匀的均一乳液，期间，每隔1-2min暂停10s，可以避免乳液由于惯性形成非稳定状态的均一乳液，使乳液粒径均匀分散性良好。
优选的，步骤S4所述高压均质的压力为500Mpa以上，高压均质3-5个循环，高压作用下的脉动作用力对乳液进行捏合，乳液粒径进一步降低，因此，经过上述搅拌和高压处理可以使氧化白藜芦醇得到充分的包裹，形成均一、稳定的乳液，从而大大提高了其生物利用率。
本发明还提供了采用上述制备方法得到的氧化白藜芦醇纳米乳液在抗氧化方面的应用。
本发明还提供了采用上述制备方法得到的氧化白藜芦醇纳米乳液在抑制酪氨酸酶中的应用。
本发明还提供了采用上述制备方法得到的氧化白藜芦醇纳米乳液在美白护肤中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种氧化白藜芦醇纳米乳液的制备方法，即先将氧化白藜芦醇溶于食品级油相中制备油相溶液，然后将食品用表面活性剂溶于水相中，搅拌混匀，并边搅拌边缓慢加入上述油相溶液，待完全加入后加速搅拌一段时间，最后经高压均质得到均一、稳定的氧化白藜芦醇纳米乳液。DPPH自由基、ABTS自由基的清除效果试验，酪氨酸酶活性抑制效果试验，人体美白功效试验以及应用安全性测试表明，本发明的氧化白藜芦醇纳米乳液的抗氧化活性、抑制酪氨酸酶活性以及人体美白功效均得到了很大程度的提高，而且对人体安全、无不良刺激；可见，纳米乳液极大地提高了氧化白藜芦醇的生物利用率，并提升了其应用安全性，应用于抗氧化、抑制酪氨酸酶以及美白护肤中，可以提高其在食品、医药、保健和化妆品领域的应用价值。
附图说明
图1为氧化白藜芦醇纳米乳液的制备工艺示意图；
图2为氧化白藜芦醇纳米乳液对DPPH自由基的清除能力示意图；
图3为氧化白藜芦醇纳米乳液对ABTS自由基的清除能力示意图；
图4为氧化白藜芦醇纳米乳液对酪氨酸酶活性的抑制效果示意图；
图5为人体皮肤黑色素测试结果；
图6不同年龄受试者的面部照片。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
下述实验例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。
实施例1氧化白藜芦醇纳米乳液(OXY-E)的制备
按质量百分数计，所述氧化白藜芦醇纳米乳液包括以下组分：
氧化白藜芦醇1％，吐温80 10％，水相40％，中链甘油三酸酯49％。
其制备方法按照图1所示的制备工艺进行，具体包括以下步骤：
(1)将氧化白藜芦醇在120℃油浴条件下加入中链甘油三酸酯中，加热10min，制备氧化白藜芦醇含量为10mg/mL的油相溶液；
(2)将吐温80溶于水相(纯净水)中，经过2000-5000r/min的速度搅拌混匀；
(3)边搅拌边将步骤(1)中的溶有氧化白藜芦醇的油相溶液缓慢加入步骤(2)溶有吐温80的水相中，完全加入后将速度升至15000r/min，搅拌10min，每隔2min暂停10s，使两相完全结合，形成均一乳液；
(4)在500Mpa以上的压力下，高压均质3个循环，得到乳白色的氧化白藜芦醇纳米乳液样品，标记为1号纳米乳液。
实施例2氧化白藜芦醇纳米乳液(OXY-E)的制备
按质量百分数计，所述氧化白藜芦醇纳米乳液包括以下组分：
氧化白藜芦醇1％，卵磷脂7％，水相50％，中链甘油三酸酯42％。
其制备方法按照图1所示的制备工艺进行，具体包括以下步骤：
(1)将氧化白藜芦醇在120℃油浴条件下加入中链甘油三酸酯中，加热10min，制备氧化白藜芦醇含量为10mg/mL的油相溶液；
(2)将卵磷脂溶于水相(纯净水)中，经过2000-5000r/min的速度搅拌混匀；
(3)边搅拌边将步骤(1)中的溶有氧化白藜芦醇的油相溶液缓慢加入步骤(2)溶有卵磷脂的水相中，完全加入后将速度升至15000r/min，搅拌10min，每隔2min暂停10s，使两相完全结合，形成均一乳液；
(4)在500Mpa以上的压力下，高压均质3个循环，得到乳白色的氧化白藜芦醇纳米乳液样品，标记为2号纳米乳液。
实验例1粒径分布测定
将1号纳米乳液和2号纳米乳液样品分别用去离子水稀释1000倍，然后采用马尔文粒度仪测定纳米乳液的粒径分布。
由表1可以看出，本发明制备得到的氧化白藜芦醇纳米乳液粒径均匀，分散性良好，粒子质量稳定，符合纳米乳液粒径的要求。
表1纳米乳液的粒径分布
组别 乳化剂(表面活性剂) 粒径 分散性 粒子质量
1号纳米乳液 吐温80 111±1.68 0.226±0.05 9.1±0.50
2号纳米乳液 卵磷脂 84±3.14 0.171±0.05 9.3±0.38
实验例2氧化白藜芦醇纳米乳液对2,2-二苯代苦味肼基自由基(DPPH)的清除效果
用甲醇将DPPH自由基配制成浓度为2×10-4mol/L的DPPH甲醇溶液，将2号纳米乳液样品溶解于水或甲醇，稀释成一系列浓度的溶液(0、10、20、30、40、50μg/mL)，分别吸取不同浓度的样品溶液100μL，加入100μL DPPH甲醇溶液，摇匀后，在室温下密闭静置30min，测定517nm处的吸光值(记为At)。同时，将100μL样品溶液和100μL样品溶液混合，测定在517nm处的吸光值(记为Ar)；再将100μL DPPH甲醇溶液和100μL DPPH甲醇溶液混合，测定在517nm处的吸光值(记为A0)；同一测定设置3个平行。根据回归方程求出清除率达50％时纳米乳液样品的浓度，即半清除率浓度IC50，DPPH自由基清除率的计算公式如下：
DPPH自由基清除率(％)＝[1-(At－Ar)/A0]×100％。
如图2的结果所示，氧化白藜芦醇乳液OXY-E对DPPH自由基的半清除率浓度IC50为26.88±1.06μg/mL，具有较好的清除DPPH自由基的能力，且随着浓度的增高，清除DPPH的能力增强，存在一定的剂量依赖效应。
实验例3氧化白藜芦醇纳米乳液对2,2’-联氮-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)自由基(ABTS)的清除效果
配制7mmol/L ABTS自由基工作液，摇匀，在室温、避光条件下静置过夜(12h)，使其形成ABTS+自由基储备液，将2号纳米乳液样品溶解于水或甲醇，稀释成一系列浓度的溶液(0、10、20、30、40、50、60μg/mL)；测定时，在96孔微量滴定板的每个孔中加入100μL ABTS工作液，再加入100μL的不同浓度的样品溶液，加入样品溶液时从低浓度开始加，同一浓度测定设置3个平行，振荡混匀，于10min后读取734nm波长下的吸光度(记为At)；以100μL样品溶液和100μL溶剂(样品溶剂)混合均匀，读取734nm波长下的吸光度(记为Ar)，同一测定设置3个平行；以100μL ABTS工作液和100μL溶剂(ABTS溶剂)混合均匀作空白吸光度(记为A0)。根据回归方程求出清除率达50％时纳米乳液样品的浓度，即半清除率浓度IC50，ABTS自由基清除率计算公式如下：
自由基清除率(％)＝[1-(At-Ar)/A0]×100。
如图3的结果所示，氧化白藜芦醇纳米乳液OXY-E对ABTS自由基的半清除率浓度IC50为19.643±0.73μg/mL，与清除DPPH能力不同，氧化白藜芦醇清除ABTS的能力强于DPPH，而且化合物本身与乳液的作用趋势呈现一致性，对于ABTS自由基的反应更灵敏，具有更好的清除效果。
实施例4氧化白藜芦醇纳米乳液对酪氨酸酶活性的抑制效果
酪氨酸酶的过量表达可导致人体黑色素沉积，产生各种皮肤疾病如雀斑、黄褐斑、老年斑，酪氨酸酶抑制剂也同样被用作食品保鲜剂等。因此，酪氨酸酶抑制剂的市场前景很大。本试验采用多巴氧化速率法，以2号纳米乳液(稀释成0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mM的溶液)为测试样品，测定氧化白藜芦醇纳米乳液对酪氨酸酶活性的抑制效果，以多巴醌的产生量来评价酪氨酸酶的活力。加入过量多巴(120μL左旋多巴)，将酶液配制不同浓度，以反应后产生的吸光值的变化，选择合适的酶活力浓度；最后以酶的浓度为横坐标，吸光值的变化量为纵坐标，分别用酶标仪在475nm处测定反应酶的活力，2min测一次，每次震荡5s，总测试时间为30min，并通过SPSS软件分析氧化白藜芦醇对酪氨酸酶的半数抑制浓度IC50值。
如图4的试验结果所示，氧化白藜芦醇纳米乳液在很低的浓度就能达到很好的抑制效果，通过SPSS软件分析得到氧化白藜芦醇对酪氨酸酶的半数抑制浓度IC50值为0.031±0.01mM。
实验例5氧化白藜芦醇纳米乳液的应用安全性测试
(1)测试方法：按照《化妆品卫生规范》(2007版)的要求进行人体皮肤斑贴实验，根据受试者的入选标准选择参加试验的人员30名，测试人群和质检员一起挑选。
皮肤斑贴实验是研究物质对皮肤是否安全的毒理实验方法之一。斑贴实验的方法为：将受试物0.025mL滴加在斑试器所附的滤纸片上，然后置于斑试器内，对照孔为空白对照(不置任何物质)，将加有受试物的斑试器用无刺激胶带贴敷于受试者的背部或前臂曲侧，用手掌轻压使之均匀地贴敷于皮肤上，持续24h。去除受试物斑试器后30min，待压痕消失后观察皮肤反应，如结果为阴性，于斑贴试验后24h和48h分别再观察一次。根据皮肤不良反应分级标准表记录反应的结果。
根据上述方法，本试验以本发明的氧化白藜芦醇纳米乳液(2号纳米乳液)作为斑贴实验的测试药物，把数层纱布折叠成一定大小(方形边长1cm，圆形直径1cm)，用测试药物沾湿纱布后采用安全的胶布或胶带紧贴于皮肤上，贴敷24h或48h后解开，除去纱布，清理敷于皮肤表面的物质，观察皮肤的局部反应。按照《化妆品卫生规范》(2007版)的要求对不良反应进行分级，详见表2。
表2皮肤不良反应分级标准
Figure BDA0002598208260000071
(2)结果判定依据(皮肤封闭型斑贴试验结果解释)：30例受试者中出现1级皮肤不良反应的人数多于5例，或2级皮肤不良反应的人数多于2例(除臭产品斑贴试验2级反应的人数多于5例)，或出现任何1例3级或3级以上皮肤不良反应时，判定受试物对人体有皮肤不良反应。
人体皮肤斑贴实验结果如表3所示，在参加受试的30人中，空白组没有出现不良反应，而纳米乳液样品组仅有3例出现1级皮肤不良反应，表明此试验条件下的纳米乳液样品对人体皮肤安全、基本无刺激。
表3人体皮肤斑贴的实验结果
Figure BDA0002598208260000072
Figure BDA0002598208260000081
实验例6氧化白藜芦醇纳米乳液人体美白功效评价试验：
(1)实验目的：评价本发明的纳米乳液在正常状况下连续使用后皮肤美白的功效。
(2)人群筛选：面部有肤色暗沉、发黄、色斑等皮肤问题；面部无激光治疗或美容手术史；试验前4周内未使用过美白类产品；无月经失调，无医学及伦理学禁忌；年龄20-50岁之间的健康中国女性35例，平均年龄34.9±11.7岁。
(3)试验方法：与广州质量监督检测研究院合作进行研究，受试者连续8周使用受试物(2号纳米乳液)，平均使用量为0.35±0.12g/人/次，分别在使用前及试用4周及8周后用MX18型皮肤黑色素和血红色素测试仪对面部皮肤黑色素进行测试，并进行VISIA面部拍照，比较使用受试物前后的结果是否有统计学差异；皮肤测试环境：温度25±2℃，相对湿度50±10％。
(4)统计方法：皮肤测试结果采用配对t检验，q＝0.05为显著差异。
如图5和图6的实验结果所示，试用4周及8周后，受试者皮肤黑色素值显著降低，在使用4周时已有明显改善，黑色素值与使用前相比降低了6％，使用8周后有极显著改善，黑色素值降低了7.4％，受试者皮肤暗沉现象明显改善，肤色变得均匀，白皙，人体美白实验的结果表明，此试验条件下的氧化白藜芦醇纳米乳液样品具有美白的功效。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种氧化白藜芦醇纳米乳液，其特征在于，包括以下质量分数的各物质：表面活性剂1-10％、溶有氧化白藜芦醇的油相20-50％、水相30-70％。
2.一种氧化白藜芦醇纳米乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将氧化白藜芦醇在加热条件下溶于食品级油相中，得到溶有氧化白藜芦醇的油相；
S2、将食品用表面活性剂溶于水相中，得到溶有表面活性剂的水相；
S3、边搅拌边将步骤S1的溶有氧化白藜芦醇的油相缓慢倒入步骤S2溶有表面活性剂的水相中，完全加入后加速搅拌一定时间得到均一的乳液；
S4、步骤S3的乳液经高压均质后得到氧化白藜芦醇纳米乳液。
3.根据权利要求2所述的一种氧化白藜芦醇纳米乳液的制备方法，其特征在于，所述食品用表面活性剂包括但不限于卵磷脂、吐温80、吐温20、吐温60。
4.根据权利要求2所述的一种氧化白藜芦醇纳米乳液的制备方法，其特征在于，所述食品级油相包括但不限于中链甘油三酸酯、迷迭香精油、橄榄油、葡萄籽油。
5.根据权利要求2所述的一种氧化白藜芦醇纳米乳液的制备方法，其特征在于，步骤S1所述加热在油浴下进行，温度为80-120℃，时间为5-15min。
6.根据权利要求2所述的一种氧化白藜芦醇纳米乳液的制备方法，其特征在于，步骤S3中边搅拌边倒入的搅拌速度为2000-5000r/min，加速搅拌的速度为10000-20000r/min，加速搅拌后，搅拌时间为5-20min，每隔1-2min暂停10s。
7.采用权利要求2-6任一项所述的制备方法得到的氧化白藜芦醇纳米乳液在抗氧化方面的应用。
8.采用权利要求2-6任一项所述的制备方法得到的氧化白藜芦醇纳米乳液在抑制酪氨酸酶中的应用。
9.采用权利要求2-6任一项所述的制备方法得到的氧化白藜芦醇纳米乳液在美白皮肤中的应用。
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