CN113456551A - 一种从沉香叶中提取防晒成分的方法及防晒组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从沉香叶中提取防晒成分的方法及防晒组合物。提取方法包括以下步骤：将沉香叶清洗，干燥，粉碎并过筛，获得沉香叶粉末；按料液比为1g：(30～60)ml向沉香叶粉末中加入体积比为30～60％的碱性乙醇溶液，在超声条件下进行提取，过滤；将得到的滤液减压浓缩至无醇味，即得沉香叶提取物。本发明采用碱性乙醇作为提取溶剂，并以甘氨酸‑氯化钠‑NaOH溶液为碱性缓冲溶液，原料来源稳定成本更低，提取更充分，有利于防晒成分的提取。本发明提供的防晒剂来源天然，对皮肤刺激性小、作用温和、安全性高；不仅具有良好的防晒性能，而且具有良好的美白、抗氧化等性能。
Description
技术领域
本发明属于天然产物分离技术领域，具体涉及一种从沉香叶中提取防晒成分的方法及防晒组合物。
背景技术
大气污染导致臭氧层被破坏，到达地面的紫外线辐射强度不断增加，人类面临更加严重的紫外线伤害威胁。伤害主要来自于长波紫外线(UVA，320～400nm)和中波紫外线(UVB，290～320nm)。UVB穿透皮肤的表皮层和角质层，是引起皮肤灼伤、间接色素沉积和皮肤癌的主要根源。UVA可以到达皮肤的真皮层，是引起皮肤老化的主要原因。
天然防晒剂是指从天然动植物中提取的，能有效吸收紫外线、清除自由基的活性成分。天然防晒剂不像化工合成的防晒剂如二苯甲酮衍生物、肉桂酸酯，功能较单一，甚至有潜在的风险性。天然防晒剂不仅具有良好的吸收紫外线能力，致敏率低、安全性高，对皮肤刺激性小、作用温和、大多同时具有清除氧自由基、抗菌、抗炎等作用，具有广泛的应用前景。
沉香又称为白木香[Aquilariasinensis(Lour.)Gilg]，系瑞香科沉香属植物，其含树脂的木材为著名中药沉香，具行气止痛,温中止呕，纳气平喘等功效，用于胸腹胀闷疼痛、胃寒呕吐呃逆、肾虚气逆喘急。但沉香为高大乔木，生长缓慢，结脂时间长，产生经济效益的周期很长。而且沉香只有含树脂的木材作为药用，其他部位如叶、树枝、不含树脂的木材均被作为废物处理。沉香叶作为沉香的非药用部位，每年可采摘两次，产量大，但常被作为废物处理而造成资源的浪费。沉香叶因其具有抗氧化、降血糖血脂、抗炎、平喘等众多药理作用受到学者重视。现代研究表明沉香叶的化学成分主要包括多酚类、黄酮及其苷类、二苯甲酮衍生物、丹参酮等。芒果苷是沉香叶中含量最高的多酚类物质，是一种天然的清除自由基的抗氧化剂，也是一种天然的辐射保护剂，其分子结构中的4个酚羟基具有亲电子能力，且苯环是良好的能量陷阱，所以可使生物分子受辐照引发的自由基进行一定的转移，从而保护生物分子。另外，黄酮及其苷类、二苯甲酮衍生物等也具有吸收紫外线、清除自由基、抗氧化、抗病毒等作用。
CN200710019969.3公开了一种沉香叶提取物及其医药和保健用途；CN201410803301.8公开了沉香叶提取物用作美白有效成分的用途。但沉香叶提取物用作防晒剂的用途未见报道。
发明内容
目前广泛使用的中性乙醇溶液提取法无法充分地提取出沉香叶的有效成分。为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明提供一种保持酸碱度基本稳定、使功效成分充分提取的方法，以保证在整个提取过程中，提取液的pH值变化不大，使沉香叶中的防晒成分能得到充分提取。
本发明的另一目的在于提供一种防晒组合物。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种从沉香叶中提取防晒成分的方法，包括以下步骤：
(1)将沉香叶采摘收集后清洗，干燥去除水分，粉碎并过筛，获得沉香叶粉末；
(2)按料液比为1g：(30～60)ml向沉香叶粉末中加入体积比为30～60％的碱性乙醇溶液，在超声条件下进行提取，之后过滤；将得到的滤液减压浓缩至无醇味，即得沉香叶提取物。乙醇可回收利用。
步骤(1)中所述干燥是指通过晾干或者烘干将沉香叶表面和沉香叶本身所含的水分去除，包括自然晾干或低温烘干的方式。
进一步的，步骤(1)中所述过筛是指过100目筛。
进一步的，步骤(2)中所述碱性乙醇溶液体积比为40％。
进一步的，步骤(2)中所述碱性乙醇溶液是通过无水乙醇与碱性缓冲溶液配制所得。
所述碱性缓冲溶液优选为甘氨酸-氯化钠-NaOH溶液。
进一步的，步骤(2)中所述碱性乙醇溶液pH值为11～12，优选为11.6。
进一步的，步骤(2)中所述料液比优选为1g：45mL。
进一步的，步骤(2)中所述超声的功率为48～500W，优选为60W～180W，更优选为80W；超声的频率为25～80KHz。
进一步的，步骤(2)中所述提取的温度为30～80℃，优选为30～70℃，更优选为70℃；提取的时间为30～90min/次，优选为30～70min/次，更优选为50min/次。
进一步的，步骤(2)中，在超声条件下进行提取的次数为1～3次。
进一步的，步骤(2)中所述减压浓缩的温度为60℃。
本发明方法所获得的沉香叶提取物，沉香叶提取物中所含的防晒物质根据结构可以分为多酚类、黄酮及其苷类、二苯甲酮衍生物和丹参酮类等，可应用于防晒化妆品中。
本发明还提供了一种防晒组合物，其含有本发明方法所获得的沉香叶提取物作为防晒成分，沉香叶提取物用量为0.1wt.％-25wt.％，优选用量1wt.％-10wt.％。
优选的，所述防晒组合物中还添加适合防晒化妆品使用的通用成分，如保湿剂、润肤剂、水、乳化剂等基质成分。
优选的，所述防晒组合物的剂型没有特别限制，可以为溶液、乳液、膏霜状、喷剂等。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
本发明以沉香叶作为提取防晒剂的原料，突破了原料限制，提高了沉香种植生产的经济价值，成功实现了变废为宝；本发明根据原料特性，采用乙醇作为提取溶剂，并以甘氨酸-氯化钠-NaOH溶液为碱性缓冲溶液，原料来源稳定成本更低，提取更充分，有利于防晒成分的提取。
本发明提供的防晒剂来源天然，对皮肤刺激性小、作用温和、安全性高；不仅具有良好的防晒性能，而且具有良好的美白、抗氧化等性能，满足了人们对防晒剂在安全性、绿色环保、多功效方面的诉求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。本发明涉及的原料均可从市场上直接购买。对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
为研究所述的一种从沉香叶中提取防晒成分的方法的工艺参数对提取物的防晒效果的影响，进行了下述实验：
下述实验中所述40％(体积)碱性乙醇溶液是通过无水乙醇与碱性缓冲溶液配制所得，pH值为11～12，其中的百分比是指体积百分比；所述碱性缓冲溶液为甘氨酸-氯化钠-NaOH溶液。
1)提取溶剂对提取液防晒活性的影响
将沉香叶采摘收集后，清洗，晾干或者烘干去除沉香叶中的水分，粉碎，过100目筛；准确称量4份1.0g的沉香叶粉末于100mL圆底烧瓶中，分别加入蒸馏水、40％(体积)乙醇水溶液、40％(体积)酸性乙醇溶液、40％(体积)碱性乙醇溶液各45mL，在温度为50℃、功率为120W、频率为25KHz的超声条件下超声提取50min后抽滤过滤，收集滤液，用相应的提取溶剂定容100mL。测定提取液在波长200～400nm范围的吸光度，并计算其UVC(200～290nm)、UVB(290～320nm)和UVA(320～400nm)的平均吸光度值，评价其紫外线吸收能力即防晒能力。
表1 提取溶剂的选择
从表1中可看到，本发明方法中，以沉香叶为原料，当以碱性乙醇溶液为提取剂时，提取液的吸光度在UVA区和UVB区均明显高于中性乙醇溶液和酸性乙醇溶液，说明在酸性和中性介质中，均不利于沉香叶中的多酚类和有机酸等有效成分的溶解。如提取剂碱性过强或者碱性过弱，UVA区的吸光度都有一定程度的下降。当以碱性乙醇溶液为提取剂时，碱性乙醇溶液在提取过程中碱性会逐渐变弱。
2)乙醇的体积比对沉香叶提取液防晒活性的影响
分别准确称1.00g干燥的沉香叶粉末于5个100mL的圆底烧瓶中，分别加入45mL不同体积比的碱性乙醇溶液，在功率为120W、频率为25KHz、温度为70℃超声条件下超声回流50min，抽滤，收集滤液，用相应体积比的碱性乙醇溶液定容，测定提取液在波长200～400nm范围的吸光度，并计算其UVC(200～290nm)、UVB(290～320nm)和UVA(320～400nm)的平均吸光度值，比较其紫外线吸收能力，结果见表2。
表2 碱性乙醇溶液的体积比对沉香叶提取液防晒活性的影响
由表2的结果可以看出，不同体积比的碱性乙醇溶液提取获得的沉香叶提取液的平均吸光度开始随着浓度的增加而变大，但当碱性乙醇溶液体积比超过40％后，吸光度明显下降。在碱性乙醇溶液体积比超过40％时沉香叶提取液的平均吸光度达到最大，表明用碱性乙醇溶液体积比为40％时，沉香叶中的防晒活性物能够比较充分提取，若再增加碱性乙醇溶液的体积比，提取液的平均吸光度并不增加，反而造成乙醇的浪费，因此，最适宜的碱性乙醇溶液体积比为40％。
3)料液比对沉香叶提取液防晒活性的影响
准确称取0.20g、0.40g、0.60g、0.80g、1.00g、1.20g干燥的沉香叶粉末于6个100mL的圆底烧瓶中，分别加入45mL40％(体积)碱性乙醇溶液，在功率为80W、频率为80KHz、温度为70℃超声条件下回流50min，抽滤，收集滤液，用40％(体积)碱性乙醇溶液定容，测定提取液在波长200～400nm范围的吸光度，并计算其UVC(200～290nm)、UVB(290～320nm)和UVA(320～400nm)的平均吸光度值，比较其紫外线吸收能力，结果见表3。
表3 沉香叶粉末与提取溶剂料液比对沉香叶提取液防晒活性的影响
由表3可以看出，沉香叶粉末与40％(体积)碱性乙醇溶液料液比从0.20：45(g/mL)到1.00：45(g/mL)，沉香叶提取液的平均吸光度随着浓度的增加而变大，但在料液比为1.00：45(g/mL)之后，吸光度表现下降趋势。下降不明显，但是在料液比在0.80：45(g/mL)之后，吸光度的增加液并不明显，在料液比为1.00：45(g/mL)时沉香叶提取液的平均吸光度达到最高峰，料液比为1.00：45(g/mL)时，沉香叶里的防晒活性物已经是完全提取，再增加料液比，提取液的平均吸光度并不增加，反而造成原料的浪费，因此，最佳的料液比为1.00：45(g/mL)。
4)超声时间对沉香叶提取液防晒活性的影响
按照本发明所述提取方法，用40％(体积)碱性乙醇溶液作为提取溶剂，在料液比1.00：45(g·mL-1)、提取温度70℃、超声功率为80W、频率80KHz不变的条件下，改变超声回流时间分别为30、50、70、90、110、130min，抽滤，收集滤液，用40％(体积)碱性乙醇溶液定容，测定提取液在波长200～400nm范围的吸光度，并计算其UVC(200～290nm)、UVB(290～320nm)和UVA(320～400nm)的平均吸光度值，比较其紫外线吸收能力，并选择最佳的提取时间。比较其防晒能力。结果见表4。
表4 提取时间对沉香叶提取液防晒活性的影响
由表4可以看出，沉香叶提取液对波段为UVA(320～400nm)和UVB(290～320nm)的紫外线，平均吸光度总和峰值出现在50min，提取时间超过50min后，沉香叶提取液的平均吸光度总和并没有上升反而呈现下降趋势。由此可见，并不是提取时间越长，提取的效果越好，这是由于提取时间越长，导致提取液中一些不稳定的防晒成分出现了分解，导致最后提取液的效果不理想。因此，确定50min为最佳的提取时间。
5)功率对沉香叶提取液防晒活性的影响
按照本发明所述提取方法，用40％(体积)碱性乙醇溶液作为提取溶剂，在料液比1.0：45(g·mL－1)、提取温度70℃、提取时间50min、频率80KHz不变的条件下，改变超声功率分别为60、80、100、120、140、160、180W超声回流提取，提取结束抽滤过滤，收集滤液，用40％(体积)碱性乙醇溶液定容，测定提取液在波长200～400nm范围的吸光度，并计算其UVC(200～290nm)、UVB(290～320nm)和UVA(320～400nm)的平均吸光度值，比较其紫外线吸收能力，结果见表5。
表5 提取功率对沉香叶提取液防晒活性的影响
表5可以看出，功率对沉香叶防晒成分的提取影响不大，当功率为80W时，其提取液的吸光度达到最高，当增加功率时，提取效率并没有随之增加。反而随着超声功率的增大，使溶剂快速地进入沉香叶样品中，将功效成分尽可能完全地溶于溶剂之中，得到多成分混合提取液，对防晒成分的溶出造成了影响，降低了有效防晒成分的含量。因此，超声的最佳提取功率为80W。
6)温度对提取液防晒活性的影响
按照本发明所述提取方法，用40％(体积)碱性乙醇溶液作为提取溶剂，在保持料液比1.0：45(g·mL-1)、提取时间50min、超声功率为80W、频率80KHz等条件不变的情况下，改变提取温度分别为30、40、50、60、70、80℃超声提取，提取结束抽滤过滤，收集滤液，用40％(体积)碱性乙醇溶液定容，测定提取液在波长200～400nm范围的吸光度，并计算其UVC(200～290nm)、UVB(290～320nm)和UVA(320～400nm)的平均吸光度值，比较其紫外线吸收能力，并选择最佳的提取温度。结果见表6。
表6 温度对沉香叶提取液防晒活性的影响
由表6可以看出，提取温度为80℃获得的提取液对于UVA波段范围内紫外的吸光度较好；而温度为70℃获得的提取液对于波长为UVB(290～320nm)和UVC(200～290nm)的紫外线的吸收较好。30℃和40℃获得的提取液吸光度有上升的趋势，此外，从50℃到70℃的提取液吸光度也是呈上升的趋势。总体来说，70℃的温度已经能够充分地把防晒活性物提取出来，也不会因为温度过高可能引起沉香叶中的功效物分解。因此，最适宜的提取温度为70℃。
实施例1
将沉香叶采摘收集后清洗，自然晾干，干燥后的沉香叶粉碎并过100目筛，称沉香叶粉末10g，加300ml的40％(体积)碱性乙醇溶液，超声辅助提取两次；超声条件为：超声功率120W，频率为25kHz；提取温度为70℃，提取时间为50min/次；提取完成后过滤，收集合并滤液，回收乙醇，60℃减压浓缩至无醇味得到浸膏1.83g，记为沉香叶提取物1。
实施例2
将沉香叶采摘收集后清洗，自然晾干，干燥后的沉香叶粉碎并过100目筛，称沉香叶粉末10g，加450ml的40％(体积)碱性乙醇溶液，超声辅助提取两次；超声条件为：超声功率120W，频率为25kHz；提取温度为70℃，提取时间为50min/次；提取完成后过滤，收集合并滤液，回收乙醇，60℃减压浓缩至无醇味得到浸膏2.02g，记为沉香叶提取物2。
实施例3
将沉香叶采摘收集后清洗，自然晾干，干燥后的沉香叶粉碎并过100目筛，称沉香叶粉末10g，加600ml的40％(体积)碱性乙醇溶液，超声辅助提取两次；超声条件为：超声功率120W，频率为25kHz；提取温度为70℃，提取时间为50min/次；提取完成后过滤，收集合并滤液，回收乙醇，60℃减压浓缩至无醇味得到浸膏1.96g，记为沉香叶提取物3。
实施例4
将沉香叶采摘收集后清洗，自然晾干，干燥后的沉香叶粉碎并过100目筛，称沉香叶粉末10g，加450ml的40％(体积)碱性乙醇溶液，超声辅助提取2次；超声条件为：超声功率80W，频率为25kHz；提取温度为50℃，提取时间为50min/次；提取完成后过滤，收集合并滤液，60℃减压浓缩至无醇味得到浸膏1.82g，记为沉香叶提取物4。
实施例5
将沉香叶采摘收集后清洗，自然晾干，干燥后的沉香叶粉碎并过100目筛，称沉香叶粉末10g，加450ml的40％(体积)碱性乙醇溶液，超声辅助提取2次；超声条件为：超声功率120W，频率为25kHz；提取温度为50℃，提取时间为50min/次；提取完成后过滤，收集合并滤液，回收乙醇，60℃减压浓缩至无醇味得到浸膏1.86g，记为沉香叶提取物5。
实施例6
将沉香叶采摘收集后清洗，自然晾干，干燥后的沉香叶粉碎并过100目筛，称沉香叶粉末10g，加450ml的40％(体积)碱性乙醇溶液，超声辅助提取两次；超声条件为：超声功率160W，频率为25kHz；提取温度为50℃，提取时间为70min/次；提取完成后过滤，收集合并滤液，回收乙醇，60℃减压浓缩至无醇味得到浸膏1.88g，记为沉香叶提取物6。
本发明实施例的沉香叶提取物紫外线吸收效果评价方法如下：
1、试样的配制
分别准确称取实施例中各沉香叶提取物0.05g溶于100ml无水乙醇中，配制成0.50g/L的沉香叶提取物溶液。然后配制0.50g/L的二苯酮-3(BP-3)溶液和甲氧基肉桂酸辛酯(OMC)，同时进行紫外线吸收测试，记录吸光度值，结果见表7。
表7 沉香叶提取物与其他常见防晒剂的紫外吸收效果对比
2、防晒指数SPF的测定：
防晒指数(Sun protection factor,SPF)：引起被防晒化妆品防护的皮肤产生红斑所需的MED与未被防护的皮肤产生红斑所需的MED之比，为该防晒化妆品的SPF。
根据防晒化妆品的标准配制方法，将上述实施例2制得的沉香叶提取物按照1～10％比例范围加入防晒化妆品的基料中，具体配方比例见表8。
表8 沉香叶提取物防晒霜配方
将表8中A相和B相分别加热至72～82℃，连续搅拌直至各种成分全部溶解。边搅拌边将A相加入B相，继续搅拌直至形成的乳剂冷却至室温(15～30℃)，最后得到100g防晒样品。随后按照《化妆品安全技术规范(2015版)》规定测定防晒化妆品的防晒指数SPF，结果见表9。
表9 沉香叶提取物防晒霜SPF值测试结果
3、抑制酪氨酸酶活力效果评价试验
分别准确称取实施例中各沉香叶提取物0.05g溶于100ml无水乙醇中，配制成0.50g/L的沉香叶提取物溶液。按表10准确吸取样品溶液(0.50g/L的沉香叶提取物溶液)、pH为6.86的磷酸盐缓冲溶液(PBS)和L-酪氨酸溶液，充分混合，于37℃水浴中恒温培养10min后，加入所需的L-酪氨酸酶溶液，然后在37℃水浴中反应10min，在475nm处测定吸光度。使用维生素C、熊果苷为参照物。
表10 酪氨酸酶活性抑制试验反应体系的组成
酪氨酸酶抑制率(％)＝[1-(T2-T1)/(C2-C1)]×100％，其中C1为未加样品溶液亦未加酶溶液的吸光度，C2为未加样品有加酶溶液的吸光度；T1为有加样品溶液未加酶溶液的吸光度，T2为有加样品溶液和酶溶液的吸光度。
表11沉香叶提取物酪氨酸酶抑制率测试结果
备注：同样条件下维生素C、熊果苷的酪氨酸酶抑制率分别为52.6％和61.5％。
4、超氧阴离子自由基清除效果评价试验
(1)准确称取实施例2中沉香叶提取浸膏溶于100ml无水乙醇中，分别制备成质量浓度为100、200、300、400、500mg/L的样品溶液。
(2)在10ml的比色管中分别加入4ml(0.05mol/L)pH 8.2的Tris-HCl缓冲溶液，置于25℃水浴中预热20min，然后加入不同浓度的样品溶液1ml，再加入在25℃水浴中预热20min的0.2mmol/L邻苯三酚溶液1ml，混匀后在25℃水浴中反应4min，立即用浓HCl两滴终止反应，并在325nm波长处测定吸光度(A样)。每管重复三次，取平均值。
上述过程，只用1ml的蒸馏水代替样品溶液，测定结果为原始管(A原)。每管重复三次，取平均值。
按下式计算结果：
O2 -清除率(％)＝(A原-A样)/A原×100％
超氧阴离子自由基清除效果结果如表12所示。
表12 沉香叶提取物清除超氧阴离子自由基测试结果(100％)
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种从沉香叶中提取防晒成分的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将沉香叶采摘收集后清洗，干燥，粉碎并过筛，获得沉香叶粉末；
(2)按料液比为1g：(30～60)ml向沉香叶粉末中加入体积比为30～60％的碱性乙醇溶液，在超声条件下进行提取，之后过滤；将得到的滤液减压浓缩至无醇味，即得沉香叶提取物。
2.根据权利要求1所述的一种从沉香叶中提取防晒成分的方法，其特征在于，步骤(2)中所述碱性乙醇溶液是通过无水乙醇与碱性缓冲溶液配制所得；所述碱性缓冲溶液为甘氨酸-氯化钠-NaOH溶液。
3.根据权利要求1所述的一种从沉香叶中提取防晒成分的方法，其特征在于，步骤(2)中所述碱性乙醇溶液pH值为11～12。
4.根据权利要求1所述的一种从沉香叶中提取防晒成分的方法，其特征在于，步骤(2)中所述料液比为1g：45mL；所述碱性乙醇溶液体积比为40％。
5.根据权利要求1所述的一种从沉香叶中提取防晒成分的方法，其特征在于，步骤(2)中所述超声的功率为48～500W，频率为25～80KHz；提取的温度为30～80℃，提取的时间为30～90min/次。
6.根据权利要求1所述的一种从沉香叶中提取防晒成分的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述超声的功率为60W～180W，频率为25～80KHz；提取的时间为30～70min/次，提取的温度为30～70℃。
7.根据权利要求1所述的一种从沉香叶中提取防晒成分的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述提取的时间为50min/次，提取的温度为70℃。
8.一种沉香叶中提取物，其特征在于，其由权利要求1-7任一项所述方法制得。
9.一种防晒组合物，其特征在于，所述防晒组合物含有0.1wt.％-25wt.％的权利要求8所述沉香叶提取物。
10.根据权利要求9所述的一种防晒组合物，其特征在于，所述防晒组合物含有1wt.％-10wt.％的权利要求8所述沉香叶提取物。
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