CN103190454A - 一种化妆品的新型生物防腐剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种化妆品的新型生物防腐剂制备方法，其特征是把壳聚糖、ε-聚赖氨酸、葡萄柚种子提取物三种组分，通过一定的组分的配方设计，有机的配置成具有在各种条件下使用达到广谱的杀菌作用化妆品防腐剂。

Description

一种化妆品的新型生物防腐剂

技术领域

本发明涉及一种化妆品的新型生物防腐剂，特别是涉及一种化妆品的新型生物防腐剂制备方法。 

背景技术

化妆品生产、流通及消费者使用过程中，防腐是产品质量保证需要解决的课题。化妆品大都属于非一次性使用完的产品，产品在消费者首次使用后直至产品被使用完过程中的防腐尤其关键。化妆品的防腐方法包括各种物理或化学方法，如加热灭菌、辐射灭菌(紫外线、X射线和γ射线等)、以及采用咪唑烷基脲、对羟基苯甲酸酯等化学防腐剂。这些方法可以保证生产、流通及消费者使用过程不受细菌、霉菌污染。这些物理方法往往也存在使用限制及成本过高等缺点，如加热灭菌法不能用于低温工艺的化妆品生产，γ射线灭菌法设备要求高。化学防腐剂是产品使用过程中防腐的主要方法，也是化妆品安全性的主要影响方面，化妆品存在的刺激性、过敏性主导因素是化学防腐剂。 

近年人们对化妆品的安全性的关心不断提高，对天然、健康的追求也在加深。目前，国外有机化妆品受到越来越多的欢迎也说明化妆品的天然安全性的趋势。适用于化妆品的天然防腐剂成为世界研究热点。 

南京农业大学的陆兆新等发明了一种可作为化妆品防腐剂的链霉菌抗菌产物，专利号200710132680.2，该发明是以弗氏链霉菌GB-2代谢产物作抗菌物质，对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌等11株革兰氏阳性菌，大肠杆菌、荧光假单胞菌、普通变形杆菌、苍白杆菌等4株革兰氏阴性菌及啤酒酵母、米曲霉、扩展青 霉、黄曲霉、烟霉、黑曲霉、桔青霉、白地霉、毛霉、少根根霉、扣类拟内孢霉、犁头霉、点表霉、番茄灰霉、黄色镰刀霉、小麦赤霉病菌、香蕉炭疽病菌、棉花枯萎病菌稻瘟病菌等19株真菌。 

这种链霉菌抗菌产物作为化妆品防腐剂仍然存在一些缺点。链霉菌抗菌产物抗菌普窄，对肉毒杆菌、破伤风杆菌、布鲁氏杆菌、幽门螺杆菌等抗菌效果不明显。链霉菌抗菌产物的活性受温度限制，在温度37℃以下其活性最大，随温度升高，活性迅速降低。温度达60℃以上时，链霉菌抗菌产物的抗菌效果已不明显 

近年来，人们对壳聚糖、ε-聚赖氨酸、葡萄柚种子提取物都有研究。如矢屿瑞夫等人将壳聚糖、葡萄柚种子提取物与1，5-D-脱水果糖伍配作食品防腐剂(专利号01804376.3)；境功将ε-聚赖氨酸与蒜要素混合作食品防腐剂(专利号93109734.7)；张忠泽等人以壳聚糖单组分作食品防腐剂(专利号00123064.6)。 

综上所述，上述三种均在这些专利中被应用于防腐中，有的单独使用，有的两种配合在一起使用，都在不同的领域中能起到一定的效果，但对于广谱杀菌和各种条件下使用时其效果具有一定的局限性。 

发明内容

本发明目的解决现有技术的局限性，提出一种同时使用壳聚糖、ε-聚赖氨酸、葡萄柚种子提取物三种组分，用此配置的化妆品防腐剂的具有在各种条件下使用女工时达到广谱的杀菌作用。 

本发明提供一种新型生物防腐剂及其制备方法，此防腐剂可作为化 妆品、食品防腐剂。 

具体技术方案如下 

本发明所提供的生物防腐剂，每100g含有如下组分： 

壳聚糖              0.05-10g； 

ε-聚赖氨酸：       0.05-8g； 

葡萄柚种子提取物    0.02-10g； 

柠檬酸              调节PH至6.8-7.2； 

加去离子水至100g。 

本发明中，壳聚糖及ε-聚赖氨酸起到主要杀菌、抗菌作用；葡萄柚种子提取物起抗干扰作用，同时具有促进活性作用；柠檬酸用于调节酸碱度。 

壳聚糖是从低等生物菌类，藻类的细胞，节支动物虾、蟹、昆虫的外壳，软体动物(如鱿鱼、乌贼)的内壳和软骨，高等植物的细胞壁等提取的甲壳素经脱乙酰基而得到的一种天然阳离子多糖。具可降解性、良好的成膜性、良好的生物相容性和抗肿瘤等优异性能，对革兰阴性菌、革兰阳性菌和真菌具有广泛抗菌作用。 

ε-聚赖氨酸是一种天然微生物代谢产品，由人体必需氨基酸赖氨酸残基通过α-羟基和ε-氨基形成酰胺键连接而成的均聚物，有25～35个赖氨酸单体。ε-聚赖氨酸抗菌谱广，对革兰氏阳性和革兰氏阴性菌、酵母、霉菌、病毒等都有明显的抑制和杀灭作用。对其他天然防腐剂不易抑制的革兰氏阴性菌大肠杆菌、沙门氏菌抑菌效果非常好，且对耐热性芽孢杆菌、 一些病毒、噬菌体等也有抑制作用，对细菌的最小抑制浓度均在100mg/L左右，但对酵母菌、霉菌的抑菌浓度要求比较高。ε-聚赖氨酸能在人体内分解为赖氨酸，可完全被人体消化吸收，而赖氨酸是人体必需8种氨基酸之一，允许在食品中强化使用。ε-聚赖氨酸不但没有毒副作用，且可作为一种赖氨酸来源。 

葡萄柚种子提取物(Grapefruit Seed Extract，缩写GSE)是一种高效无毒的广谱抗菌剂。具有以下特性： 

第1、广谱抗菌。GSE具有令人惊奇的抗微生物能力，抗菌的种类范围很广，对于多种具有不同吸收光谱的微生物，都具有杀灭或抑菌作用，即抗菌谱带很宽广。已经试验证实的各种有害细菌种类包括伤寒沙门氏菌、大肠杆菌等40余种革兰氏阴性细菌，枯草杆菌、破伤风杆菌、葡萄球菌和链球菌等30余种革兰氏阳性细菌。真菌与酵母菌，包括白色念珠菌、黑曲霉菌、烟曲霉菌、角膜蛋白菌、絮状表皮癣菌、须发癣菌和酿酒酵母菌等。病毒，包括甲型单纯性疮疹病毒，A2型流感病毒、艾滋病病毒和人体免疫缺陷病毒等。寄生虫，包括溶组织阿米巴和肠贾第虫等。 

第2、强力高效。经过多次重复的对病原体微生物“最低抑菌浓度”(MIC)试验证明，GSE具有很强的抗菌效力，即令是在很稀释的剂量下，这种高效性能也能表现出来。例如对上述各种病原体的最低抑菌浓度，仅在ppm-200ppm，即2/百万至2/万之间。与同类其它抗菌化合物比较，GSE的抗菌效力约高10至100倍。 

第3、安全无毒。1995年7月，美国加州贝克利Northview Pacific实验室发表了一份关于GSE急性毒理学的研究报告，认为每公斤体重摄入量 超过5000mg是安全的。也就是说，一个体重为60公斤的人每日服下300,000mgGSE，在理论上说是安全的，而这是一个异常巨大的剂量，因为正常情况下药物的摄入量，每日不超过1000mg。这项急性经口毒性试验后来被许多实验室重复做过，而每次重复的结果都是相同的，即GSE的半致死量(LD50)均大于5000ng/kg(体重)。而漫性经口毒性试验(对试验动物持续喂食，然后对其后代进行24个月的观察研究)结果表明，GSE的LD50为2500mg/kg(田鼠和豚鼠)。根据化学物质毒性分级标准，GSE属实际无毒类。 

第4、对有益微生物无副作用。当大剂量使用GSE时，很有可能会使某些有益细菌遭致损害，例如存在于人体消化道和泌尿生殖道内的乳酸杆菌和双歧杆菌。但是，通常推荐使用的GSE剂量，不会产生这样的副作用。事实上，GSE反而可以通过抑制病原微生物来促进有益细菌的生长，因为这两类细菌的生长是相互竞争的，竞争营养物质和空间位置。 

第5、来源于自然资源。抗微生物制剂有两大类，一类是天然产物，来源于自然资源；另一类是人工技术合成的产品，来源于石油和煤焦油等工业原料。人们已经普遍认识到，天然产物肯定优于人工合成产品。的确如此，医药中几乎所有的抗生素都是微生物的代谢产物，也就是说抗生素都来源于自然。例如青霉素来源于面包霉菌。GSE是从天然植物原料中提取的，属于植物类天然产物。 

第6、无刺激或过敏反应。许多年以来，由处方药物致死的第一位原因是过敏反应休克(剧烈的反应导致血液循环衰竭)，而过敏原往往是青霉素及其同类抗生素。由处方药抗微生物制剂引起的过敏反应，尽管一般不 那么剧烈，但发生过敏的情况是如此类似，以致使许多病人不得不节制正常剂量，或者改变使用不同种类的抗微生物制剂。即使经常使用GSE，也极少会产生有效的过敏反应。不过，由于GSE是强酸性的，它可以使本来已有炎症的胃肠内壁，产生疼痛。表皮毒理试验结果表明，1％或2％浓度的GSE对人体皮肤无刺激或过敏反应，3％浓度的GSE对容易过敏者，会产生轻度刺激。 

第7、具有可生物降解性能。1994年8月31日，美国华盛顿Redmond生物学研究实验室确认了GSE具有可生物降解的性能。其研究工作是依据“鉴定有机物厌氧菌生物降解潜力的标准测试方法”进行的。观察发现，GSE在前四周内对厌氧菌分解有机物产生二氧化碳有抑制作用。至第八周末时，气体产生的量即达到理论上的最高值。这表明，按照普遍认可的传统方法检测，GSE具有可生物降解性。因而，他们得出结论，依据它的有机分子结构，GSE对环境不会造成威胁。 

第8、与其它天然药物可兼容。有着5000多年历史的中国传统中医药学已经确证，中药复方常常比草药单方更有利于治疗。含有GSE的至少75个不同的中药复方处方至今都仍然是行之有效的。这些事实证明了，GSE具有增效功能的优势。 

根据上述方案可以取得的有益效果是： 

1、本发明首次提供一种将壳聚糖、ε-聚赖氨酸、葡萄柚种子提取物伍配作化妆品防腐剂。 

2、本发明提供的生物防腐剂具有非常广的抗菌谱。对包括伤寒沙门氏菌、大肠杆菌、痢疾志贺氏菌、布鲁氏杆菌、克霓白氏肺炎 菌和霍乱弧菌等40余种革兰氏阴性细菌，枯草杆菌、肉毒杆菌、破伤风杆菌、结核杆菌、葡萄球菌和链球菌等30余种革兰氏阳性细菌，其它比较特殊的细菌还有沙眼衣菌、幽门螺杆菌和空肠曲畸菌等。真菌与酵母菌，包括白色念珠菌、黑曲霉菌、烟曲霉菌、角膜蛋白菌、絮状表皮癣菌、须发癣菌和酿酒酵母菌等。所采用以壳聚糖、ε-聚赖氨酸、葡萄柚种子提取物(GSE)为主要有效成分的生物防腐剂克服了上述链霉菌抗菌产物的缺点。其具有的抗菌谱带非常广，可杀灭或抑制40余种革兰氏阴性细菌，30余种革兰氏阳性细菌和沙眼衣菌、幽门螺杆菌和空肠曲畸菌、o-157大肠杆菌等特殊细菌。这种生物防腐剂在温度120℃时仍然具有很好的抗菌作用。其还具有的特征在于中性(PH6.8-7.2)、无色、无味、无使用禁区、可直接作用于黏膜。 

3、天然来源，无刺激、无毒副作用；无色无味，无使用禁区；温度120℃时仍然具有很好的抗菌作用；与天然药物良好兼容；具有生物可降解性等特点。 

具体实施方式

本发明之一种新型生物防腐剂，按重量比例，包括0.05-10％的壳聚糖、0.05-8％的ε聚赖氨酸、0.02-10％葡萄柚种子提取物、柠檬酸和去离子水。原料来源： 

水容性壳聚糖：购于浙江金壳生物化学有限公司 

ε-聚赖氨酸：购于长春大成实业集团 

去离子水：采用离子交换法、反渗透法、超滤法等非热处理制备 原料制备： 

葡萄柚种子提取物：所述葡萄柚种子提取物通过一般超临界CO2萃取装置，采用超临界CO2萃取法获取。 

通过一般超临界CO2萃取装置获取所述葡萄柚种子提取物时，包括步骤： 

a、将葡萄柚种子粉碎过60目筛，烘干至水分含量为10％； 

b、将超临界CO2萃取装置的萃取压力设置为15MPa，温度为38℃，流量20-30kg/h； 

c、然后进行一级分离，进行一级分离时分离温度45℃，分离压力35-40MPa； 

d、然后进行二级分离，进行二级分离时分离温度35℃，分离压力30-35MPa； 

e、萃取时间60分钟，收集萃取液，即得葡萄柚种子提取物。所述壳聚糖最佳比例为2.5％ 

所述葡萄柚种子提取物的最佳比例为0.4％。 

所述ε聚赖氨酸为氨基酸的聚合物，其最佳比例为0.3％。 

所述柠檬酸用于调节所述生物防腐剂PH值，使生物防腐剂PH最终在 6.8-7.2。 

为解决本发明所述技术问题，还可以通过采用以下技术方案来实现，提出一种制取所述新型生物防腐剂的方法，包括步骤： 

A、按重量比例，选取0.05-10％的壳聚糖、0.05-8％的ε聚赖氨酸、0.02-10％葡萄柚种子提取物、10-15％去离子水； 

B、将上述四种成分在混合釜中充分混合，得生物防腐剂原液； 

C、将上述步骤B中所得的生物防腐剂原液中添加柠檬酸，使其PH值为6.8-7.2 

D、再将上述步骤C中所得到的液体中加入去离子水，从而最终得到所述生物防腐剂。 

上述步骤B中，壳聚糖、ε聚赖氨酸、葡萄柚种子提取物和去离子水在混合釜中以180R/分转速充分混合。 

下面以一个具体的实施例说明该生物防腐剂的制备过程： 

1、用下面方法制备葡萄柚种子提取物； 

通过一般超临界CO2萃取装置获取所述葡萄柚种子提取物时，包括步骤： 

a、将葡萄柚种子粉碎过60目筛，烘干至水分含量为10％； 

b、将超临界CO2萃取装置的萃取压力设置为15MPa，温度为38℃，流量 20-30kg/h； 

c、然后进行一级分离，进行一级分离时分离温度45℃，分离压力35-40MPa； 

d、然后进行二级分离，进行二级分离时分离温度35℃，分离压力30-35MPa； 

e、萃取时间60分钟，收集萃取液，即得葡萄柚种子提取物。 

2、以配置本生物防腐菌剂100g为例，按重量比例，取上述制备的葡萄柚种子提取物：0.4％，即0.4g； 

3、按重量比例，取壳聚糖：2.5％，即2.5g； 

4、按重量比例，取ε-聚赖氨酸：0.3％，即0.3g； 

5、按重量比例，取去离子水：10％，即10g； 

6、将上述壳聚糖、ε聚赖氨酸、葡萄柚种子提取物和去离子水在混合釜中充分混合搅拌混合，在搅拌状态下，添加柠檬酸调，使溶液PH至6.8-7.2； 

7、将6中所获取的溶液加去离子水至100g，即获得本生物防腐剂； 

上述方法制备的生物防腐剂具有杀菌谱广，可杀灭大肠杆菌、葡萄球菌等40余种革兰氏阴性细菌和白色念珠菌等30余种革兰氏阳性细菌；来源于天然， 无毒副作用；天然保湿等功效。不仅可以作为化妆品中的安全的防腐剂，而且在防腐的同时还可以起到保湿作用。 

将上述方法制取的生物防腐剂进行微生物防腐体系挑战性试验，试验以第12代金黄色葡萄球菌、粪大肠杆菌、铜绿色假单胞菌，第8代白色念珠菌及第6代黑曲霉作为接种细菌。生物防腐剂的添加量为50％，接种细菌总体浓度2.2×10⁸cfu/ml，接种真菌总体浓度5.18×10⁷cfu/ml，经28天观察，第7天始至第28天细菌、真菌浓度都小于10cfu/ml。该生物防腐剂通过微生物防腐体系挑战性试验，完全可作为防腐剂起到防腐作用。 

下面以上述方法制取的生物防腐剂作为防腐剂制备面膜说明其在化妆品的应用实例： 

按重量比，选取上述生物防腐剂在面膜配方中的比例为50％。 

A、按面膜配方先将除生物防腐剂成分外的其他成分按工艺配制好； 

B、步骤A在200R/min的搅拌下，温度40℃以下，缓慢、连续加入生物防腐剂； 

C、充分搅拌后静置30分钟； 

D、灌装、包装 

最后说明，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范 围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。 

Claims (5)

1.一种化妆品的新型生物防腐剂制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a，配置防腐剂，其配方是：每100g含有如下组分：

壳聚糖              0.05-10g；

ε-聚赖氨酸：       0.05-8g；

葡萄柚种子提取物    0.02-10g；

柠檬酸              调节PH至6.8-7.2；

去离子水            配置到100g。

b，进行混合配置，壳聚糖、ε聚赖氨酸、葡萄柚种子提取物、柠檬酸

和去离子水在混合釜中以一定转速充分混合。

2.如权利要求书1所述的化妆品的新型生物防腐剂制备方法，其特征在于：在所述的步骤a中，壳聚糖是为脱乙酰化95％食品级壳聚糖。

3.如权利要求书1所述的化妆品的新型生物防腐剂制备方法，其特征在于：在所述的步骤a中，ε-聚赖氨酸是为纯度99.8％食品级，分子量介于3600～4200之间。

4.如权利要求书1所述的化妆品的新型生物防腐剂制备方法，其特征在于：在所述的步骤a中，葡萄柚种子提取物是以超临界CO₂萃取法获取，纯度为95％～98％。

5.如权利要求书1所述的化妆品的新型生物防腐剂制备方法，其特征在于：在所述的步骤b中，搅拌速度是180R/min到200R/min。