防晒霜配方及生产技术（一）——植物原料篇

互推小编 2023-05-03

美国FDA批准的有机防晒剂有对氨基苯甲酸、二苯甲酰基甲烷和二苯酮等这些防晒剂分子结构的共同特点是都含有苯环或共轭结构。这是由于分子中苯环和共轭结构对紫外线具有很好的吸收作用。而在植物中，黄酮、苯丙素、多酚和类胡萝卜素等次级代谢产物也都具有苯环或共轭结构。因此，它们也具有明显的紫外线吸收特性，被认为是天然的防晒剂。同时，植物提取物中的防晒功效成分对紫外线引起的皮肤晒伤和光老化也有一定的保护作用。

本文根据笔者的研发实践列举了几类常用的植物原料用于防晒霜配方设计中，供交流分享。

1 黄酮

黄酮类化合物广泛存在于各种植物中。黄酮类化合物泛指两个具有酚羟基的苯环（A-与B-环）通过中央三碳原子相互连结而成的一系列化合物，其基本母核为2-苯基色原酮。黄酮类化合物结构中常连接有酚羟基、甲氧基、甲基、异戊烯基等官能团。黄酮类化合物能吸收波长200~400 nm的紫外线，特别是UVA和UVB。黄酮类化合物添加在防晒化妆品中除了吸收紫外线，也具有抗光老化和调节晒伤的信号通路等功效。

花青素属于一类特殊的黄酮类化合物，是广泛存在于植物中的水溶性天然色素。大部分的花和水果，如玫瑰、红花、葡萄、红莓和桑葚等都是因花青素而呈现各种颜色。花青素中存在酚羟基和高度的交叉共轭体系，使得其在紫外与可见光区都具有较强的吸收。

芦丁和槲皮素是植物中最常见的，也是研究最广泛的黄酮类化合物。芦丁和槲皮素分别在373和341 nm处有最大吸收峰。芦丁或槲皮素分别与二氧化钛和氧化锌联合使用具有协同增效防晒作用。芦丁和二苯甲酮的协同作用也提高了原本的防晒指数（SPF）。同时，芦丁和槲皮素也是很好的抗氧化剂。

芹菜素也具有很好的保护功效，同时也具有抗炎作用和自由基清除活性。另外，植物中的黄酮化合物如查耳酮A、白杨素、芒柄花素、鹰嘴豆芽素A和水飞蓟素等都具有很好的光防护作用。但这些黄酮类化合物都存在化学不稳定性或溶解性差等问题许多植物富含黄酮类化合物，如银杏、槐米、水飞蓟、黄芩、甘草和葛根等。

银杏提取物富含芦丁和槲皮素等黄酮类化合物。银杏提取物配方制剂能保护皮肤屏障功能不受紫外辐射的伤害，并且比绿茶提取物（茶多酚）更有效。而银杏提取物和绿茶提取物复配改善了紫外辐射皮肤产生的屏障损伤、红斑和晒伤细胞。同时，二者提取物均有很强的清除自由基活性，被广泛应用于具有抗氧化功效的天然产品中。

水飞蓟、黄芩和甘草提取物等不仅具有防晒作用，还具有很好的晒后修复和抗氧化作用，从而保护皮肤免受紫外线的损伤。巴西莓果富含花青素，其提取物的乳剂能保护皮肤免受紫外辐射引发的自由基的损害，同时也具有抗氧化作用。另外，富含花青素的草莓、血橙和蝶豆提取物通过修复DNA损伤和抗氧化来防护紫外线的伤害。

2 苯丙素

苯丙素是天然存在的一类苯环与三个直链碳连接（C6-C3基团）构成的化合物。一般具有苯酚结构，是酚性物质。在生物合成上，这类化合物多数由莽草酸通过苯丙氨酸和酪氨酸等芳香氨基酸，经脱氨、羟基化等一系列反应形成。

植物中的苯丙素类化合物主要有阿魏酸、肉桂酸、咖啡酸、迷迭香酸、绿原酸、丹参素和红景天苷等。大部分苯丙素类化合物的分子结构中都有酚羟基，使得其对紫外线具有较强的吸收。由于苯丙素的结构与酪氨酸相似，因此小分子的苯丙素类化合物也具有很好的抑制酪氨酸酶活性的作用。红景天苷是红景天的主要活性成分，具有很好的抗氧化作用和抑制酪氨酸酶活性，同时对UVB引起的氧化损伤和细胞凋亡具有保护作用，也通过靶向环氧合酶2（COX-2）减轻紫外诱导引起的皮肤炎症，并且对细胞无毒性。

阿魏酸既是一种防晒剂，同时也是一种抗氧化剂和酪氨酸酶抑制剂，在当归和川芎等中药材及咖啡和谷壳等原料中含量较高。阿魏酸可减少UVB诱导的人淋巴细胞脂质过氧化反应，抑制UVB诱导的如谷胱甘肽过氧化物酶和氧化型谷胱甘肽等产生。阿魏酸与一些防晒剂复配，既提高了SPF值和UVA-PF值，也增强了安全性木质素是苯丙素类单体的聚合物，由于含有酚羟基等具有紫外吸收的官能团，也是很好的天然防晒剂，已被广泛用于紫外防护。

木质素和其他防晒活性物具有协同增效作用，木质素/TiO2复配可以对TiO2产生的羟基自由基进行猝灭。木质素也具有抗氧化和抗菌作用。巴西棕榈树、可可、迷迭香、檄树和刺山柑提取物中的苯丙素类化合物通过吸收紫外、协同增加其他防晒剂的SPF值、抗氧化和修护晒伤（红斑）途径来抵御紫外辐射对皮肤的伤害。

3 多酚

多酚类是指一组植物中化学物质的统称，因具有多个酚基团而得名。

植物多酚也广泛存在于植物的皮、根、叶和果中。广义的植物多酚不仅包括单宁或鞣质，也包括植物中的各种小分子酚类化合物，如儿茶酚、丹酚酸、没食子酸和鞣花酸等。由于植物多酚具有多元酚结构，因此其具有很好的紫外吸收。

没食子儿茶酚，又叫表没食子儿茶素-3-没食子酸（EGCG），是绿茶提取物中的主要多酚成分。EGCG能减少UVB引起的红斑，降低UVB诱导人皮肤白细胞产生的ROS，保护皮肤免受紫外线诱导的免疫抑制，预防炎症性皮肤病、光老化和光致癌。绿茶提取物防晒霜具有减少光老化，降低UVB诱导的癌变和炎症反应，减少UVB诱导皮肤产生的炎性白细胞浸润和过氧化物酶活性，抑制UVB诱导的蛋白氧化和DNA损伤从而减少皮肤光损伤。绿茶提取物不仅可以降低UVB诱导的癌变和炎症反应，对紫外辐射诱导的皮肤氧化应激也具有极高的保护作用。

葡萄籽提取物含有EGCG、原花青素、儿茶素、表儿茶素和没食子酸等多酚类化合物，具有很好的抗氧化和抗炎等活性。添加到防晒化妆品中有助于减少其他防晒剂的添加量，降低防晒剂的潜在风险。另外，葡萄籽提取物对一些防晒剂显示出非常高的光稳定性，提高了紫外吸收的广谱性，从而增强了光防护效果。另外，葡萄籽提取物中的白藜芦醇也可显著抑制UVB辐射引起的皮肤水肿和炎症、抑制过氧化氢的产生和皮肤中脂质过氧化。

对211种中草药290~400 nm 波长的紫外吸收的筛选表明，海南大叶冬青苦丁茶的紫外线吸收能力最强，具有广谱高效的防晒作用。且苦丁茶提取物防晒乳有较好的热稳定性，同时对皮肤无刺激性。此外，藤黄、沙生蜡菊、欧洲接骨木、扁桃、何首乌和姜黄提取物通过吸收紫外线及/或抗氧化作用来抵御紫外线对皮肤的损伤。

4 类胡萝卜素

类胡萝卜素是一类重要的天然色素的总称, 普遍存在于动物、高等植物、真菌、藻类的黄色、橙红色或红色的色素之中。它是含40个碳的类异戊烯聚合物, 即四萜化合物。典型的类胡萝卜素是由8个异戊二烯单位首尾相连形成。类胡萝卜素的颜色因共轭双键的数目不同而变化。共轭双键的数目越多, 颜色越移向红色。

类胡萝卜素，主要包括番茄红素、虾青素、叶黄素和β-胡萝卜素，是广泛存在于植物中的脂溶性色素。作为潜在的光保护剂，类胡萝卜素具有很好的抗氧化活性，可防止自由基攻击不同分子而产生氧化作用，包括皮肤组织内分子。单线态氧自由基是阳光照射后在皮肤中产生的最危险的活性氧；而番茄红素具有很好的对抗单线态氧自由基的作用。

虾青素在478 nm处有较强的吸收峰，对DPPH自由基具有良好的清除能力，也是很好的天然抗氧化剂。虾青素可以干扰UVA诱导MMP-1，局部使用或/和口服可以防止和/或减少UVA相关的光老化特征，如皮肤松弛和/或皱纹。

叶黄素减少由UVB照射引起的光老化，有助于皮肤免受紫外照射引起的伤害，也可以通过抗氧化活性减少自由基对角质细胞的伤害。西印度樱桃提取物富含类胡萝卜素，其提取物制成的防晒霜有很好的UVB吸收作用，与有机防晒剂复配，可以协同保护皮肤免受紫外辐射损伤，而且也有抗氧化作用。

文章内容部分引用自《化妆品植物原料（I）——在防晒化妆品中的研究与开发》