近年来，随着人们对天然、安全、环保化妆品的需求不断增加，植物提取物尤其是草本提取物在化妆品中的应用受到了广泛关注。干姜精油作为一种具有多种生物活性的天然产物，因其抗菌、抗氧化和抗炎等特性，在美容护肤领域展现出巨大潜力。然而，干姜精油存在易挥发、稳定性差等问题，限制了其在化妆品中的广泛应用。为了克服这一问题，本研究通过将干姜精油与β-环糊精复合，并利用静电纺丝技术制备了干姜精油纳米纤维面膜，旨在提高其稳定性和应用价值。

一：干姜精油的抗菌与抗衰老效果

干姜在中国传统医学中常用于皮肤护理方剂，其精油含有丰富的活性成分。研究表明，干姜精油对金黄色葡萄球菌和痤疮丙酸杆菌的最低抑菌浓度（MIC）分别为4 mg/mL和2 mg/mL，最低杀菌浓度（MBC）分别为8 mg/mL和4 mg/mL（图1）。这表明干姜精油对多种皮肤致病菌具有显著的抑制作用，尤其是对痤疮丙酸杆菌的敏感性更高。
在抗衰老方面，干姜精油对紫外线诱导的小鼠皮肤衰老具有显著的改善效果。实验中，通过皮下注射D-半乳糖和紫外线照射诱导小鼠皮肤衰老模型，结果显示，干姜精油处理组小鼠的皮肤状况明显改善，皮肤厚度显著降低，TNF-α和MMP-1的含量也显著降低。这表明干姜精油通过下调TNF-α的表达和抑制MMP-1的生成，减轻了皮肤的炎症反应，抑制了胶原蛋白的降解，从而延缓了皮肤衰老。以上发现都为干姜精油的护肤应用奠定了科学基础。

二：干姜精油与β-环糊精的包合物制备

为了提高干姜精油的稳定性和水溶性，本研究采用β-环糊精（β-CD）与干姜精油形成包合物（DGEO/βCD-IC）。通过单因素实验和正交实验优化，确定了最佳的包合条件：干姜精油与β-CD的质量比为1:4，反应温度为40℃，反应时间为60分钟。在此条件下，包合率可达84.75%，包合物产率为74.82%。
通过扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）和热重分析（TGA）等技术对包合物进行了表征。结果显示，包合物的粒径分布均匀，红外光谱中干姜精油的特征吸收峰消失，XRD图谱显示β-CD的晶体结构发生了变化，热重分析表明包合物的热稳定性显著提高。这些结果表明干姜精油与β-CD成功形成了包合物，有效提高了干姜精油的稳定性和水溶性，为后续面膜制备奠定了基础。

三：纳米纤维面膜的制备与性能

为实现干姜精油的护肤应用，研究团队采用静电纺丝技术，将干姜精油/βCD-IC与聚乙烯醇、透明质酸结合，制备出干姜精油纳米纤维面膜。静电纺丝制作纳米纤维膜的优势在于高效、环保——无需添加防腐剂或香料，且能保留成分活性。实验结果表明，干姜精油纳米纤维面膜由大量随机排列的纳米纤维组成，直径在90-110纳米之间，表面光滑，结构紧密（图3A）。
干姜精油纳米纤维面膜具有良好的亲水性和保湿效果。通过接触角测试发现，面膜的亲水性因HA的加入显著提升，具有良好的润湿性（图3C）。保湿测试结果显示，使用纳米纤维面膜后，皮肤含水量平均增加了47.82%（表1）。这主要归功于透明质酸的高亲水性，其与PVA结合后增强了面膜的保湿效果。

表1.皮肤水分含量

四：纳米纤维面膜的安全性评价

安全性是化妆品的重要指标之一。本研究通过红细胞溶血实验和鸡胚绒毛尿囊膜（CAM）实验对干姜精油纳米纤维面膜的安全性进行了评估（图3E）。红细胞溶血实验结果显示，即使在最高浓度下，纳米纤维面膜的溶血率仅为4.71%，远低于引起溶血的阈值。CAM实验结果表明，纳米纤维面膜对鸡胚血管无刺激性，无出血、凝血和溶血现象，表明其对眼睛无刺激性。

综上所述，干姜精油作为一种天然、安全的草本提取物，具有良好的抗菌、抗衰老和美白效果，通过与β-环糊精形成包合物并利用静电纺丝技术制备成纳米纤维面膜，有效提高了其稳定性和应用价值。该纳米纤维面膜具有良好的亲水性、保湿效果和安全性，为干姜精油在化妆品中的应用提供了新的思路和方法，也为天然草本提取物在美容护肤领域的开发提供了参考。

文献来源：https://doi.org/10.1038/s41598-024-84571-1