陳燕飛，尹詩(shī)欣，楊家臣，劉燕霞

（韶關(guān)學(xué)院 英東生物與農(nóng)業(yè)學(xué)院，廣東 韶關(guān) 512005）

美容化妝品現(xiàn)已成為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵?，為解決化妝品中各種增塑劑、成膜劑、防腐劑、著色劑等［1］添加劑所引發(fā)的過(guò)敏或接觸性皮炎、孕婦流產(chǎn)或胎兒畸形，甚至致癌等危害，各種新型增塑劑、天然防腐劑等無(wú)害替代物［2-3］紛紛推陳出新，但目前化妝品中的色素成分依然以焦油系等合成色素為主［4］，成為了化妝品開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的一大難題.

紫甘藍(lán)又稱(chēng)紫包菜、紫圓白菜，屬十字花科，在我國(guó)大部分地區(qū)均有種植.研究表明紫甘藍(lán)葉片中色素含量豐富，提取出來(lái)的色素為花色素苷［5］，俗稱(chēng)紫甘藍(lán)色素，其純品呈深紫色粉末，價(jià)值很高.紫甘藍(lán)色素屬于有機(jī)弱酸/弱堿，在不同pH 環(huán)境下有4 種形式，即查爾酮、無(wú)色的醇型假堿、藍(lán)色的醌型堿和紅色的黃徉鹽陽(yáng)離子［6］，它們之間存在著平衡反應(yīng)，因此紫甘藍(lán)色素存在著可變色的特點(diǎn).近年來(lái)，人們還在關(guān)注紫甘藍(lán)色素提取方法的改良和抗氧化性的研究［7-8］.

對(duì)于紫甘藍(lán)色素的應(yīng)用以往多見(jiàn)用于果蔬雞尾酒的色彩調(diào)配［9］，而在其它色素產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)利用上卻未受到人們的重視，在化妝品中的應(yīng)用更是微乎其微.為了給人們帶來(lái)天然的色素原料，同時(shí)提高紫甘藍(lán)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，本文選用高效無(wú)添加的方法對(duì)紫甘藍(lán)色素進(jìn)行提取，研究其變色規(guī)律及其抗氧化性后，利用紫甘藍(lán)色素和有機(jī)綠色的原料，制作出可食用的指甲油和口紅.

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紫甘藍(lán)（品種：早紅，市售），吉利?。ㄊ秤妹髂z粉），白酒（度數(shù)：62%Vol.），蜂蜜（種類(lèi)：百花蜜），碳酸氫鈉（食品級(jí)），橄欖油（酸度≤0.5%），蜂蠟（白顆粒狀），合成小燭樹(shù)蠟（國(guó)產(chǎn)），食用香精（純香型），維生素E（濃度：0.164 g/粒），氨水溶液1 mol/L，乙酸溶液1 mol/L，鹽酸溶液1 mol/L，氫氧化鈉溶液1 mol/L，乙醇 -水楊酸溶液9 mmol/L，過(guò)氧化氫溶液8 mmol/L，硫酸亞鐵溶液9 mmol/L；指甲油瓶和口紅模具均為市售普通材料.

1.2 儀器與設(shè)備

分光光度計(jì)（752 型，上海），恒溫水浴鍋（HH-6 型，江蘇金壇），電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（DHG101-2，浙江上虞），旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（RE-52 系列，上海），榨汁機(jī)（MJ-BL25B3，廣東佛山），微波爐（P70D20L-DE，廣東），冰箱（BCD-206L3CT，合肥），pH 計(jì)（PHS-2C，上海）.

1.3 方法與步驟

1.3.1 提取紫甘藍(lán)色素

將新鮮的紫甘藍(lán)去除舊葉干葉，洗凈晾干，取250 g，記為M1.切片后粉碎，分別采用以稀鹽酸、乙酸、乙醇、蒸餾水為浸提劑，按液固比2∶1 加入燒瓶中，600 W 微波輻射3 min 或者水浴加熱2 h（由于對(duì)稀鹽酸、乙酸、乙醇進(jìn)行微波加入存在安全隱患，故選擇水浴加熱的方式，而蒸餾水使用水浴方式的加熱效果極不明顯，因此采用微波方式加熱），然后抽濾兩次，將濾液放于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中濃縮，最后將濃縮液加熱蒸干，得到紫甘藍(lán)色素干品，稱(chēng)其質(zhì)量M2.取0.1 g 色素干品，加蒸餾水?dāng)嚢枞芙猓ㄈ葜?00 mL 容量瓶，即得1 mg/mL 的紫甘藍(lán)色素溶液（用來(lái)研究其變色規(guī)律及其抗氧化性）.根據(jù)以下公式計(jì)算紫甘藍(lán)色素的提取率：

式中，M1為新鮮紫甘藍(lán)的質(zhì)量，M2為紫甘藍(lán)色素干品的質(zhì)量.

1.3.2 測(cè)定紫甘藍(lán)色素的變色規(guī)律

取14 個(gè)相同規(guī)格的小燒杯，依次貼上pH1～pH14 的標(biāo)簽，按照標(biāo)簽標(biāo)示的值，用1 mol/L 氨水溶液，1 mol/L 乙酸溶液，1 mol/L 鹽酸溶液，1 mol/L 氫氧化鈉溶液來(lái)制備pH1～pH14 的14 種pH 環(huán)境條件，然后向每個(gè)小燒杯中滴入3 滴紫甘藍(lán)色素溶液，觀(guān)察并記錄其顏色.

1.3.3 測(cè)定紫甘藍(lán)色素清除自由基能力

采用Fenton 原理［8］測(cè)定自由基清除效果，其反應(yīng)式為H2O2+Fe2+=HO·+OH-+Fe3+，羥自由基（HO·）又與水楊酸反應(yīng)產(chǎn)生2，3-二羥基苯甲酸，在530 nm 處有特殊吸收峰.若加入紫甘藍(lán)色素溶液，則會(huì)降低有色化合物的生成，引起吸光度的變化.將提取的紫甘藍(lán)色素溶液選取了1、1.5、2.0、2.5、3.0 mL 共5 個(gè)用量分別標(biāo)注為序號(hào)1～5，設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組，依據(jù)原理測(cè)定清除羥自由基的反應(yīng)體系：1 mL 水楊酸-乙醇、1 mLFeSO4，在實(shí)驗(yàn)組加入1 mLH2O2，對(duì)照組則相應(yīng)加入1 mL H2O，最后用H2O 補(bǔ)足到12 mL.空白管不加入色素溶液，吸光值標(biāo)記為A1，對(duì)照組5 個(gè)樣品分別標(biāo)記為“A2-1”、“A2-2”、“A2-3”、“A2-4”、“A2-5”，實(shí)驗(yàn)組5 個(gè)樣品吸光值分別標(biāo)記為“A3-1”、“A3-2”、“A3-3”、“A3-4”、“A3-5”.根據(jù)下式計(jì)算羥自由基的清除率：

式中，A1為空白對(duì)照液的吸光度，A2為不加顯色劑H2O2樣品溶液的本底吸光度，A3為加入樣品溶液后的吸光度.

1.3.4 制作天然綠色化妝品

可食用指甲油.指甲油主要含增塑劑、成膜劑、樹(shù)脂、著色劑等成分［10］.經(jīng)過(guò)改良，本文選取吉利丁、蜂蜜、高度白酒、紫甘藍(lán)色素等可食用的天然材料進(jìn)行制作.

稱(chēng)取6 g 吉利丁和24 g 白酒，常溫下浸泡5 min 后80 ℃恒溫水浴鍋加熱，攪拌至完全溶解，立即加入（經(jīng)食用酸/堿調(diào)成不同色澤的）紫甘藍(lán)色素和6 g 蜂蜜，攪拌均勻冷卻后灌裝到指甲油瓶，即完成指甲油的制作.

可食用口紅.口紅主要包括油、蠟、軟化劑、防腐劑、抗氧化劑、色素、香精等成分［11］.本文選取橄欖油、蜂蠟、樹(shù)臘、食用香精、紫甘藍(lán)色素等天然材料制作可食用口紅.

稱(chēng)取5 g 橄欖油與（經(jīng)食用酸/堿調(diào)成不同色澤的）紫甘藍(lán)色素混合，研磨15 min，再加入蜂蠟1.8 g、樹(shù)蠟0.2 g，加熱融化后放入1 滴食用香精和0.164 g 維生素E，將溶液快速倒入組裝好的模具，冷凍20 min后插入口紅管中，即完成口紅的制作.

2 結(jié)果與分析

2.1 紫甘藍(lán)色素為水溶性色素

預(yù)實(shí)驗(yàn)中分別采用稀鹽酸、乙酸、乙醇、蒸餾水作為浸提劑進(jìn)行紫甘藍(lán)色素的提取.計(jì)算提取率后發(fā)現(xiàn)，乙酸、乙醇提取法的提取率較低，且需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能獲得紫甘藍(lán)色素濃縮液；“水-微波提取法”和鹽酸提取法的提取率都較高，其中，“水-微波提取法”能在最短的時(shí)間內(nèi)獲得紫甘藍(lán)色素的濃縮液，因而選擇成分最天然無(wú)害的“水-微波提取法”對(duì)紫甘藍(lán)色素進(jìn)行提取，見(jiàn)表2.

表2 不同方法提取紫甘藍(lán)色素

2.2 紫甘藍(lán)色素在不同pH 環(huán)境下顯現(xiàn)不同色系

實(shí)驗(yàn)室常用的石蕊指示劑在不同酸堿的環(huán)境下只有3 種顏色變化，即pH＜5 時(shí)呈紅色，pH5～8 時(shí)呈紫色，pH＞8 時(shí)呈藍(lán)色，而紫甘藍(lán)色素具有更靈敏的變色特性，紫甘藍(lán)色素在不同pH 環(huán)境下有11 種不同色系，pH1、pH2、pH3～4、pH5、pH6、pH7、pH8、pH9、pH10、pH11～12、pH13～14 分別為深紅、粉紅、粉紫、紫色、藍(lán)紫、淡藍(lán)、深藍(lán)、藍(lán)綠、淡黃、黃色、深黃，顏色變化較豐富，再加上其可食用的優(yōu)勢(shì)，更便于測(cè)定日用品，甚至是食品的pH 值范圍.

2.3 天然高效的自由基清除劑

2.3.1 自由基的危害

自由基是生物體新陳代謝過(guò)程中產(chǎn)生的一類(lèi)可單獨(dú)存在、具有高度氧化活性且?guī)в? 個(gè)或幾個(gè)不配對(duì)電子的分子或原子.在正常情況下，體內(nèi)自由基的產(chǎn)生和清除處于動(dòng)態(tài)平衡之中，但若自由基產(chǎn)生過(guò)多或清除過(guò)慢，它會(huì)對(duì)生物體產(chǎn)生一系列危害，如損傷碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂類(lèi)、核酸等，加快機(jī)體的衰老過(guò)程并誘發(fā)癌癥、心血管疾病等諸多疾?。?2］.

2.3.2 紫甘藍(lán)色素濃度與羥自由基清除率呈正相關(guān)

HO·是活性氧中最活潑的自由基，也是毒性最大的自由基［13］，其清除率是反映藥物抗氧化作用的重要指標(biāo).在一定范圍內(nèi)，隨著紫甘藍(lán)色素濃度增加，羥自由基清除效果也逐漸增強(qiáng)（見(jiàn)表3），因此紫甘藍(lán)色素具有較強(qiáng)的抗氧化性.

表3 清除自由基能力

2.4 天然化妝品色素

利用紫甘藍(lán)色素制作的指甲油（如圖1）和口紅（如圖2）.經(jīng)過(guò)對(duì)各種制作成分的改良，指甲油和口紅不但具符合大眾審美的彩妝效果，所使用的包括色素在內(nèi)的原料，都是目前最無(wú)害的成分，因此都屬于可食用級(jí)別，而且，還可依照消費(fèi)者喜好來(lái)調(diào)節(jié)色彩明度，是對(duì)紫甘藍(lán)色素應(yīng)用的極好示范.

圖1 可食用指甲油

圖2 可食用口紅

3 討論

3.1 無(wú)害高效的“水-微波提取法”

本文在查閱相關(guān)資料［5-8］后，選用了鹽酸、乙酸、乙醇、蒸餾水等4 種試劑作為浸提劑，嘗試從新鮮紫甘藍(lán)葉片中進(jìn)行紫甘藍(lán)色素的提取，旨在對(duì)比其提取率以作為最終提取方法選擇的依據(jù).

根據(jù)提取結(jié)果，鹽酸提取法的提取率雖然略高于“水-微波提取法”，但是它不但引入了鹽酸這一不安全的成分，而且獲取濃縮液的時(shí)間也長(zhǎng)于“水-微波提取法”，為了使所提取的色素更適于人體使用，本文選用最高效且無(wú)添加的“水-微波提取法”進(jìn)行紫甘藍(lán)色素的提取.對(duì)所提取的色素進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)其不但成分純天然，而且性質(zhì)穩(wěn)定，非常適和進(jìn)一步進(jìn)行化妝品的制作.

3.2 紫甘藍(lán)色素具有多種色系、抗氧化等功效

根據(jù)紫甘藍(lán)色素在不同pH 環(huán)境下呈現(xiàn)不同色系的顯色規(guī)律，可根據(jù)需要，通過(guò)食用酸或堿可調(diào)節(jié)其顯色，以制作迎合更多不同人群需求的各類(lèi)化妝品有著廣闊的產(chǎn)品適用范圍.其隨pH 的改變所發(fā)生的顏色變化精確且易于觀(guān)察，還可開(kāi)發(fā)為新型環(huán)保指示劑.紫甘藍(lán)色素不但色彩豐富，還富含抗氧化類(lèi)物質(zhì)，較低的濃度也可達(dá)到較高效的自由基清除效果，因而紫甘藍(lán)色素是一種前景十分可觀(guān)的天然抗氧化劑.

3.3 化妝產(chǎn)品的使用與評(píng)價(jià)

經(jīng)改良制作的指甲油相對(duì)于普通溶劑型指甲油而言［10］，具有較好的撕拉性，不但便于更換指甲油以搭配美妝造型，而且由于其成分天然且具有抗氧化特性，不會(huì)導(dǎo)致指甲蓋會(huì)發(fā)黃的現(xiàn)象.自制的口紅相比于市面上的口紅更便于卸妝，殘留少或無(wú)殘留［11］，成分純天然，甚至完全可以省去卸妝的環(huán)節(jié)，不干燥、保濕效果好.

3.4 紫甘藍(lán)色素可用于研發(fā)各類(lèi)天然產(chǎn)品

紫甘藍(lán)色素相對(duì)于其它人工色素而言，具有較強(qiáng)的抗氧化能力，相對(duì)于其它可應(yīng)用于美容化妝品著色的天然色素而言［14］，可以有規(guī)律地對(duì)其進(jìn)行顏色調(diào)節(jié)，而且色澤鮮艷，可作為一種天然色素，添加到指甲油、口紅、唇釉、胭脂、眼影等化妝品中，使人們美得更健康、自然.

紫甘藍(lán)色素更可以應(yīng)用于食品、藥品、兒童玩具（如彩泥）等領(lǐng)域中，進(jìn)一步加大可食用色素的使用與研發(fā)，生產(chǎn)一系列天然綠色產(chǎn)品，是一種極具開(kāi)發(fā)潛力、具有極好發(fā)展遠(yuǎn)景和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的天然色素.