全 文 ：化 学 研 究 与 应 用 第 27 卷
第 27 卷第 3 期
2015 年 3 月
化 学 研 究 与 应 用
Chemical Ｒesearch and Application
Vol． 27，No． 3
Mar．，2015
文章编号:1004-1656(2015)03-0324-05
火棘黄酮的提取及美白功效研究
黄 荣* ，傅小红
(成都师范学院化学与生命科学学院，四川 成都 611130)
摘要:采用循环超声提取法提取火棘黄酮，通过正交试验确定其最佳工艺，用 D101 大孔树脂将其纯化，测定
了火棘黄酮的马铃薯酪氨酸酶抑制率。并制备了火棘黄酮美白霜，通过人体实验，评价其美白功效。结果表
明:火棘黄酮最佳的提取条件为乙醇体积分数为 70%，料液比(g ∶mL)为 1 ∶15，提取温度 60 ℃，提取时间为 30
min。火棘黄酮对马铃薯酪氨酸酶具有明显的抑制作用，抑制率达到 50%时火棘黄酮浓度(IC50)为 10. 36 mg·
mL－1，是熊果苷的 2 倍。火棘黄酮制成的美白霜有一定的美白能力，能显著降低皮肤黑色素含量和增加皮肤
亮度而美白皮肤。结果说明火棘黄酮具有一定的美白功效，可以作为天然的美白化妆品添加剂。
关键词:火棘黄酮;循环超声提取;马铃薯酪氨酸酶;美白
中图分类号:O629 文献标志码:A
Ｒesearch on the extraction of flavonoids from the fruits of pyracantha
fortuneana and their whitening activity
HUANG Ｒong* ，FU Xiao-Hong
(College of Chemistry and Life Science，Chengdu Normal University，Chengdu 611130，China)
Abstract:Method of ultrasonic circulation extraction was used for the extraction of flavonoids from pyracantha fortuneana fruits. The
optimal technological conditions were determined by orthogonal experiments and D101 macroporous resin was used to purify fla-
vonoids. And the inhibition rate of flavonoids from pyracantha fortuneana fruits on potato tyrosinase was also measured. Besides，the
whitening cream with flavonoids from pyracantha fortuneana fruits was prepared whose activities were evaluated by human body
tests. The results showed that the optimum extraction conditions were as follows:ethanol as solvent with volume fraction of 70%;ra-
tio of pyracantha fortuneana fruits material tosolvent(g:mL) ，1:15;extraction temperature 60 °C;ultrasonic circulation extraction
time，30 min. The activity of the potato tyrosinase was inhibited by the flavonoids from pyracantha fortuneana fruits. The concentra-
tion of flavonoids from pyracantha fortuneana fruits leading to 50% inhibition(IC50)was 10. 36 mg. mL
－1. It was about twofold more
than that of arbutin. Whitening cream with flavonoids from pyracantha fortuneana fruits had certain whitening capacity. It could re-
duce melanin content and increase brightness in the human skin significantly thus to whiten the skin. All results indicated that fla-
vonoids from pyracantha fortuneana fruits had certain whitening effect，which indicated that it could be used as a cosmetic additive
for skin whitening.
Key words:flavonoids from pyracantha fortuneana fruits;ultrasonic circulation extraction;potato tyrosinase;whitening
美白剂功效的评价方法可分为化学分析方
法、细胞生物学方法、动物实验方法和人体试验法
等，前两种方法针对美白添加剂的功效进行测定，
后两种方法对美白添加剂和美白化妆品的功效均
收稿日期:2014-12-06;修回日期:2014-12-31
联系人简介:黄荣(1964-) ，女，副教授，主要从事天然产物开发工作。E-mail:rong936407@ 163. com
第 3 期 黄 荣，等:火棘黄酮的提取及美白功效研究
可评价［1］。其中筛选美白添加剂，普遍公认的两
种评价方式是测量美白添加剂对酪氨酸酶和黑色
素 B16 细胞活性的抑制能力 IC50，而对美白效果
最有效的评价方法是通过人体试验法。
酪氨酸酶(EC 1. 14. 18. 1)广泛存在于动植物
体内及微生物中，是一种含铜离子的氧化还原酶。
它具有单酚酶和双酚酶的特性，是生物体合成黑
色素及产生色斑的关键酶［2］。通过抑制酪氨酸酶
的催化活性可以抑制黑色素的生物合成，因此，酪
氨酸酶抑制剂作为皮肤增白剂广泛应用于化妆品
和医药行业，在食品行业中也用作防褐变的保鲜
剂［3］。
火棘(Pyracantha fortuneana)为蔷薇科火棘属
植物，在我国分布甚广［4］，目前共分离得到约 30
种黄酮类化合物，其苷元主要为山奈酚、槲皮素、
柚皮素、芹菜素等，常见的糖为鼠李糖、葡萄糖、阿
拉伯糖、半乳糖，已被证实具有清除氧自由基，降
血脂，增强免疫力，增强体力和促进消化功能等作
用［5］。近年来对火棘中黄酮物质的研究多在其抗
氧化效能方面［6］。大量的研究实验表明，黄酮类
化合物抑制酪氨酸酶作用，表现出较强的美白活
性［7-8］，因此作为一种新的天然美白剂，火棘黄酮
有巨大开发潜力。
本研究以超声循环提取法从火棘果中提取黄
酮物质，确定其最佳提取工艺，用 D101 大孔树脂
纯化提取的黄酮;通过以 L-多巴为底物，从马铃薯
中提取酪氨酸酶，以熊果苷为阳性对照物，研究了
火棘黄酮对酪氨酸酶活性的影响;并由特定实验
人群组成受试群体，测试受试者使用由功效成分
火棘黄酮制成的美白霜前后皮肤颜色和黑色素含
量的变化，从而确定火棘黄酮的美白功效。为其
以后在化妆品行业的应用提供依据。
1 实验部分
1. 1 主要仪器与试剂
TU-1901 双光束紫外-可见分光光度计(北京
普析) ;PHS-3CW 数字酸度计 (上海殷特) ;
FA2204N分析天平(上海菁华公司) ;202-1A 电热
恒温干燥箱(北京中兴公司) ;HF-2B(北京弘祥隆
生物技术股份有限公司) ;皮肤黑色素和血红素测
试仪(Mexameter MX18，德国 CK 电子公司生产) ;
Lab 色差仪(Spectrophotometer CM-2600d，日本柯
尼卡生产)。
火棘果(于 9－10 月份采自四川凉山州，于 60
℃烘干，粉碎过 60 目筛) ，D101 型大孔树脂(天津
大学农药厂) ，L-多巴(Sigma 公司) ;熊果苷(北京
贝利莱斯生物化学有限公司) ;其他化学试剂均为
国产分析纯。
1. 2 火棘黄酮的制备
1. 2. 1 火棘黄酮的提取 准确称取 20. 00g 火棘
果粉末，用乙醇作溶剂，采用循环超声提取法提
取。选择乙醇体积分数(%)、料液比(g:mL)、提
取温度、提取时间为考察因素，采用 L9(3
4)组合表
进行正交试验(表 1) ，确定火棘黄酮超声循环提
取的最佳提取工艺条件。黄酮提取率 =黄酮类化
合物质量 /干物料质量×100%。
表 1 正交试验因素水平表
Tabd 1 Factors and levels of orthogonal experiment
水平
A乙醇体积
分数 /%
B提取时间 /min C提取温度 /℃ D料液比 /g:mL
1 60% 20 40 1 ∶8
2 70% 30 50 1 ∶10
3 80% 40 60 1 ∶15
1. 2. 2 火棘黄酮的纯化 按文献方法［9］:取预处
理好的 D101 大孔吸附树脂装柱，火棘果提取液以
2. 5 mL·min－1的速率上柱，用 5BV 的 70%乙醇溶
液以 2. 0 mL·min－1的速率洗脱，收集黄色流出液，
离心、浓缩、旋转蒸发、烘干得淡黄色的火棘黄酮。
1. 3 火棘提取物中黄酮含量的测定
1. 3. 1 标准曲线的绘制 精密称取 105 ℃下干
燥恒重的芦丁对照品 20 mg，用 70%的乙醇溶解，
摇匀，定容至 100 mL，作为贮备液备用。
分别精密吸取该芦丁标准液 0、1. 0、2. 0、3. 0、
4. 0、5. 0 mL 于 25 mL 的量瓶中，加入 1. 0%
A1C13 定容至刻度，摇匀，静置 30 min。于 276 nm
处测试，以吸光度值为纵坐标，浓度为横坐标绘制
校准曲线，得线性回归方程为:Y = 0. 071 2X，(r =
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化 学 研 究 与 应 用 第 27 卷
0. 999 2)。在 8－40 mg·L－1的范围内，浓度与吸光
度有良好的线性关系。
1. 3. 2 火棘黄酮的制备和测定 取处理过的火
棘果粉末样品，加入 70%乙醇溶液，用超声循环提
取法提取;D101 大孔吸附树脂纯化、离心、浓缩、
旋转蒸发、烘干。按上述标准曲线的实验步骤进
行测定。
1. 4 火棘黄酮对酪氨酸酶活性的影响
1. 4. 1 酪氨酸酶的提取及其最大吸收波长的测
定 按文献［10］加以改进，在研钵中放入 10. 0 g 切
碎的马铃薯，加入 7. 5 mL，pH=7. 2 的磷酸盐缓冲
溶液，研磨挤压，滤出提取液，离心分离，倾出上层
清液保存于冰浴或冰箱中备用。
在试管中加 pH= 6. 8 磷酸缓冲液 3 mL，再加
1. 5 mg·mL－1的 L-多巴反应液 2 mL与马铃薯研磨
液 0. 5 mL混合，30 ℃保温 10 min，在紫外-可见分
光光度计在 350 nm－600 nm 波长扫描，确定酪氨
酸酶活性最大吸收波长 λmax=477 nm。
1. 4. 2 酪氨酸酶活性抑制率的测定［8］ 在 10mL
具塞试管中按表 2 的体积依次加入 pH = 6. 8 的混
合磷酸盐缓冲液、不同浓度火棘黄酮和熊果苷溶
液，L-多巴(0. 5 mg·mL－1) ，摇匀，于 30 ℃恒温水
浴中保温 10 min，然后加入马铃薯研磨液，摇匀，
继续保温 l min，测定在 477 nm处 a、b、e和 d管的
吸光度值。
表 2 反应物质与体积
Table 2 Ｒeactive substances and volume
反应物质 a b c d
磷酸盐缓冲液 1. 0 2. 0 0. 7 1. 7
L-多巴 1. 0 － 1. 0 －
马铃薯研磨液 1. 0 1. 0 1. 0 1. 0
火棘黄酮 /熊果苷 － － 0. 3 0. 3
反应总体积 3. 0 3. 0 3. 0 3. 0
酪氨酸酶的抑制率按如下公式算出:抑制率=
［1-(ODc －ODd)/(ODa －ODb) ］× 100%;公式中，
ODa、ODb、ODc 与 ODd 表示各管吸光度。ODa 表
示不加抑制剂时，酪氨酸酶反应体系的吸光度值;
ODc 表示加了火棘黄酮或熊果苷以后，酪氨酸酶
反应体系的吸光度值;ODb 和 ODd 是没有添加 L-
多巴时的吸光度值。根据实验得出的数据，分别
作出火棘黄酮和熊果苷对马铃薯酪氨酸酶的抑制
作用曲线，并依据浓度-酶抑制率曲线估计半数抑
制浓度(IC50)的近似值。
1. 5 火棘黄酮美白霜的制备
按表 3 配方，A 相搅拌加热至 85 ℃，保温 20
min;B相搅拌加热至 90 ℃，保温 20 min;在快速搅
拌下将 A相加入 B相搅拌 10 min，在 80 ℃均质 3
min，冷却至 70 ℃加人已分散均匀的 C 相搅拌均
质 1 min，冷却至 55 ℃加入 D、E、F相搅拌均匀，冷
却至 40 ℃出料，即得美白霜待测样品。将配方 D
相中的火棘黄酮以去离子水代替，按照相同的方
法制得美白霜对照样品。
表 3 火棘黄酮美白霜配方
Table 3 Formulation of whitening cream with flavonoids from pyracantha fortuneana fruits
物相 原料序号 原料标准中文名称 INCI名称 含量(%)
A 1 聚甘油-3甲基葡糖二硬脂酸酯
POLYGLYCEＲYL-3
METHYLGLUCOSE DISTEAＲATE
3. 0
A 2 甘油硬脂酸酯 GLYCEＲYL STEAＲATE 2. 0
A 3 鲸蜡硬脂醇 CETEAＲYL ALCOHOL 2. 0
A 4 聚二甲基硅氧烷 DIMETHICONE 2. 0
A 5 辛酸 /癸酸甘油三酯 CAPＲYLIC /CAPＲIC TＲIGLYCEＲIDE 3. 0
A 6 矿油 MINEＲAL OIL 3. 0
A 7 a-生育酚 1. 0
B 8 水 WATEＲ 53. 3
B 9 泛醇 PANTHENOL 2. 0
B 10 甘油 GLTCEＲIN 3. 0
B 11 丁二醇 BUTANEDIOL 5. 0
C 12 水 WATEＲ 10. 0
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第 3 期 黄 荣，等:火棘黄酮的提取及美白功效研究
C 13 黄原胶 XANTHAN GUM 0. 2
D 14 火棘黄酮 - 2. 0
D 15 水 WATEＲ 5. 0
E 16 苯氧乙醇 PHENOXYETHANOL 0. 5
F 17 (日用)香精 FＲAGＲANCE 适量
1. 6 人体皮肤美白效果测试
以皮肤健康的学生志愿者左、右前臂内侧 4. 0
cm×4. 0 cm区域为受试部位，一侧涂抹美白霜待
测样品，另一侧涂抹对照样品。每天早、晚各使用
1 次，实验期间，受试者在实验部位不能涂抹任何
化妆品，受试者在连续使用化妆品后第 14 天、第
28 天、第 42 天、第 56 天和 70 天，受试者将涂抹部
位洗净，测试受试者使用由功效成分火棘黄酮制
成的美白霜前后皮肤颜色和黑色素含量的变化，
从而确定火棘黄酮的美白功效。
皮肤黑色素含量变化值按下式计算:黑色素
含量变化值=涂抹样品后测得的皮肤黑色素含量 /
涂抹样品后测得的皮肤黑色素含量×100%。
2 结果与讨论
2. 1 火棘黄酮的提取
采用 L9(34)正交设计方案，得到的实验结果
如表 4 所示。
表 4 正交试验结果
Table 4 Ｒesults of orthogonal test
试验号 A B C D
黄酮提
取率 /%
1 1 1 1 1 9. 71
2 1 2 2 2 10. 28
3 1 3 3 3 11. 23
4 2 1 2 3 13. 01
5 2 2 3 1 11. 92
6 2 3 1 2 12. 06
7 3 1 3 2 11. 28
8 3 2 1 3 12. 12
9 3 3 2 1 10. 98
K1 10. 74 11. 33 11. 30 10. 87 －
K2 12. 33 11. 44 11. 42 11. 21 －
K3 11. 46 11. 42 11. 80 12. 12 －
Ｒ 1. 59 0. 11 0. 50 1. 25 －
通过表 4 中每个因素 K 值的大小可知，各因
素对黄酮提取率的影响程度依次为:乙醇浓度＞料
液比＞提取温度＞提取时间;超声波辅助提取火棘
果中黄酮的最佳工艺为 A2B2C3D3，即，以体积分
数为 70%乙醇为提取剂，以 1 ∶15(g ∶mL)的料液
比，在 60 ℃的提取温度下超声提取 30 min。
2. 2 火棘黄酮对酪氨酸酶活性的影响
将火棘黄酮和熊果苷配成浓度分别为 5mg·
mL－1、10 mg·mL－1、20 mg·mL－1、30 mg·mL－1、40 mg
·mL－1、50 mg·mL－1、60 mg·mL－1、70 mg·mL－1的溶
液。测定其对酪氨酸酶抑制率，结果见图 1。
图 1 火棘黄酮和熊果苷对马铃薯酪氨酸酶的抑制作用
Fig. 1 Inhibition effects of flavonoids from pyracantha
fortuneana fruits and arbutin on the activity of potato tyrosinase
从图 1 可知，火棘黄酮对马铃薯酪氨酸酶有
抑制作用，相对抑制率随着火棘提取物质量浓度
的增大而增大，根据浓度-酶抑制率曲线算出火棘
黄酮酪氨酸酶的半抑制物浓度 IC50 值 10. 36 mg·
mL－1，熊果苷酪氨酸酶的半抑制物浓度 IC50 值
20. 00mg. mL－1，说明对酪氨酸酶的抑制作用比熊
果苷强 2 倍。
2. 3 人体皮肤美白效果
2. 3. 1 皮肤黑色素含量的变化 黑色素含量值
越大，说明皮肤越黑;反之，皮肤越白。
图 2 皮肤黑色素含量的变化
Fig. 2 Melamin content change in the skin
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化 学 研 究 与 应 用 第 27 卷
人体皮肤黑色素含量结果见图 2，涂抹对照样
品后，皮肤中黑色素含量略有降低，但无时间变化
趋势;与对照样品相比，美白霜能明显降低皮肤黑
色素含量，并且随着使用时间的延长，黑色素含量
逐步降低。说明添加火棘黄酮的美白霜具有降低
皮肤黑色素含量，美白皮肤的功效。
2. 3. 2 色差变化 皮肤色差变化用 L 量度，L 表
征皮肤亮度，其值越大，颜色越偏向白色。
图 3 皮肤亮度(L)变化
Fig. 3 Brightness change in the skin
人体皮肤色差变化结果见图 3，涂抹对照样品
后，皮肤中亮度有一定提升，但变化趋势不大;与
对照样品相比，美白霜能明显提升皮肤亮度，并且
随着使用时间的延长，皮肤亮度逐步升高。说明
添加火棘黄酮的美白霜具有提升皮肤亮度，美白
皮肤的功效。
3 结 论
通过正交试验可知影响火棘黄酮的提取因素
的大小顺序为:乙醇浓度＞料液比＞提取温度＞提取
时间，得到火棘黄酮的最佳提取条件为:用体积分
数为 70%乙醇为提取剂，以 1 ∶15(g ∶mL)的料液
比，在 60℃的提取温度下超声提取 30 min。
火棘黄酮对马铃薯酪氨酸酶具有明显的抑制
作用，抑制率达到 50%时火棘黄酮浓度(IC50)为
10. 36 mg·mL－1，是熊果苷的 2 倍。
火棘黄酮制成的美白霜具有较好的抑制黑色
素能力和增加皮肤亮度能力，具有一定的美白效
果。可作为天然的美白化妆品添加剂。
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(责任编辑 罗 娟)
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