CN105902400B - 一种包裹生物酶的微粒及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种包裹生物酶的微粒及其制备方法和应用。包裹生物酶的微粒，包括核心、水溶性的外壳、包裹有生物酶的前脂质体，三者之间填充的填充剂。生物酶为葡聚糖酶与碱性蛋白酶的组合物；通过本发明的包裹技术，使生物酶可以稳定地存在于各种口腔护理用品，如牙膏、牙粉等产品中，本发明口腔护理产品具有分解色斑、去除牙渍、美白牙齿、清新口气的效果。

Description

一种包裹生物酶的微粒及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及口腔护理用品技术领域，特别涉及一种包裹生物酶的微粒及其制备方法和应用。

背景技术

牙齿美白已成为人类口腔健康的重要组成部分。随着人们生活水平的日益提高，人们对牙齿美白的关注也日益增强。据全球知名的调研公司——AC尼尔森的统计数据表明，我国的美白类口腔护理用品已成为第一大细分品类，市场规模超过了60亿元。

牙齿美白类产品的开发是近几年研究较多的领域。牙齿外源性色斑主要是由于饮用含色素的饮料、食用有色素的食物以及吸烟引起。美白类口腔护理用品可去除牙面上的污渍，还原牙釉质原本颜色。常用的美白牙齿作用机理主要由三种：物理美白、化学美白、生物美白。这些美白类产品包括牙膏、漱口水、牙粉、牙贴等口腔护理用品。

生物美白是利用生物酶技术，分解牙齿上有色有机基质(如蛋白质或碳水化合物)。酶是一种安全、高活性生物制剂，近年来，已被应用于许多口腔护理产品，起杀菌消炎、防龋齿、减轻牙龈出血等作用。

口腔中的牙菌斑由细菌、食物残渣构成，附着于口腔的硬组织上，是色斑与口腔疾病的重要引发因素。口腔的变形链球菌等细菌能产生葡聚糖，是一种粘性胶体物质，葡聚糖和果糖，作为基质使细菌及口腔残留物聚集起来形成牙菌斑。葡聚糖酶能分解葡聚糖，溶解菌斑，抑制菌斑形成，从而具有减少龋齿，减少色斑，美白牙齿的贡效。

专利公开号CN 101288636A中涉及了一种中草药防龋齿的双组份牙膏的制备方法。其中一种膏体含葡聚糖酶有效成分，并添加了葡聚糖酶稳定剂及其他基质组份，以保证葡聚糖酶的活性剂膏体的稳定性。生物酶稳定剂采用司盘、蛋白胨、三甲基季铵化水解胶原蛋白或F-68

专利98111713.9公布了一种含葡聚糖酶的口腔清洁剂组成物，用于治疗龋齿盒牙周炎等牙周组织损坏和炎症。

专利公开号CN1883445A公布了一种多功能彩条加酶牙膏及其制备方法，含酶膏体中含有生物酶和生物酶稳定剂。制得的牙膏具有防治龋齿、消炎杀菌、脱敏、清新口气、美白牙齿等功能。

专利申请公布号CN 103987371A公布了一种含碱性蛋白酶和选自纤维素酶、α-葡聚糖酶及其组合的第二酶的口腔护理组合物

专利申请公布号CN104666106A中公开了一种生物酶牙膏的制作工艺。其技术方案是：各原料的重量百份比为：葡聚糖酶13％、葡聚糖氧化酶15％、溶菌酶24％、蛋白酶21％、葡糖氧化酶11％、淀粉酶3％、超氧化物歧化酶4％、过氧化氢酶2％、脂肪酶3.1％、菠萝酶0.33％，混合配比制成膏状物。本发明的特点是通过溶解有害细菌的细胞壁或影响细菌代谢起到抑菌作用，从而保护牙齿，增强口腔自身的预防体系。

葡聚糖酶牙齿美白的作用机理：

牙垢(牙菌斑)主要基础物质是葡聚糖,葡聚糖酶可分解葡聚糖.葡聚糖酶的作用,在于催化分解牙菌斑的粘多糖基质,清除菌斑、消灭龋齿发生的根源。所以能有效地减少色斑在牙齿表面的残留，达到牙齿美白的效果。

碱性蛋白酶牙齿美白的作用机理：

碱性蛋白酶能分解蛋白质，因此不仅能除掉牙齿表面主要脏物的蛋白质,而且也是良好的消炎剂,对龋齿和牙周病有预防作用,对牙酿炎和牙出血有治疗效果,并有较强地去污力.

现有的牙齿美白产品往往采用物理摩擦、化学漂白的方法，其中物理摩擦有可能损伤牙釉质，导致牙齿敏感，且美白效果不显著。化学漂白的方法随时效果较好，但使用麻烦、成本较高，且对牙龈会产生刺激。

在口腔护理配方中使用酶存在若干挑战。酶通常以粉末形式购得，因为它们在液体形式中常常不稳定。在大量制造环境中使用粉末状酶是困难的，因为难以准确地测量并控制酶的量并维持安全的工作环境。此外，当加入到口腔护理组合物中时，存在配制和酶稳定性问题。口腔护理用品配方的相对复杂性是指存在有可能干扰酶的活性和稳定性的许多组分，以及酶在一些情况下可能使其他制剂组分降解。同样、温度、pH值对酶的活性也有很大的影响，会导致产品中的酶在保质期内失活，影响使用效果。最后，有些人可能对特定的酶过敏或具有其它敏感性。

酶是一种具有生物活性的物质，其活性会受到温度、pH值、金属离子及离子表面活性剂等影响而失活。

酶在口腔护理用品中很容易受到温度、配方中其他成分的影响而失去活性，特别是口腔护理用品中常用的离子表面活性剂，如月桂醇硫酸酯钠等；螯合剂，如多聚磷酸盐等；防腐剂以及香精等成分，都会导致配方中的酶失活，而降低产品的功效。

发明内容

基于此，本发明提供一种包裹生物酶的微粒及其制备方法和应用，使生物酶可以稳定地存在于各种口腔护理用品，如牙膏、牙粉等产品中，具有分解色斑、去除牙渍、美白牙齿、清新口气的效果。

本发明通过一种特殊的包裹技术，得到包裹生物酶的微粒，可以稳定存在于口腔护理用品。

本发明所涉及的生物酶组合物可稳定地存在于牙膏、牙粉等口腔护理用品中，酶的活性在保质期内保持稳定。

本发明提供一种包裹生物酶的微粒，包括核心，还包括：水溶性的外壳，包裹有生物酶的前脂质体，三者之间填充的填充剂。

所述水溶性的外壳为高粘性高分子材料。

所述生物酶为葡聚糖酶与碱性蛋白酶的组合物，葡聚糖酶与碱性蛋白酶的质量比为1:5～5:1。最优质量比为1:2～2:1；其中葡聚糖酶来源于木霉，碱性蛋白酶来源于杆菌。

所述填充剂为微晶纤维素淀粉、乳糖或微晶纤维素中的一种以上。

为防止生物酶组合物在口腔护理用品中失活，本发明通过前脂质体包裹技术，将生物酶组合物进行包裹，从而增加生物酶的稳定性，提高生物酶在产品中的活性。

本发明另一方面提供一种包裹生物酶的微粒的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备包裹生物酶的前脂质体；

(2)将包裹生物酶的前脂质体再进行包裹：

制备生物酶前脂质体的分散液；

用流化床转动切喷的方式，将生物酶前脂质体的分散液喷于核心上，再喷洒填充剂的乙醇-水分散液；

再喷洒高粘性的高分子材料的醇溶液，即得包裹生物酶的微粒。

所述制备生物酶前脂质体的分散液是将生物酶前脂质体分散在2-5倍量(v/v)的水中，搅拌分散均匀。

将生物酶前脂质体与水的分散液喷于核心上，喷完后于40-80度干燥20-30min

喷完填充剂的乙醇-水分散液后，于30-50度干燥20-40min。

喷完高粘性的高分子材料溶液后，于30-50度干燥10-20min。

所述核心为甘露醇、羟乙基纤维、淀粉或二氧化硅的粒子，粒径为1μm～100μm。

所述高粘性的高分子材料为聚乙烯吡咯烷酮、玉米淀粉、羟丙甲基纤维素或卡波姆。

所述填充剂优选微晶纤维素淀粉、乳糖或微晶纤维素中的一种以上。

所述醇溶液优选乙醇溶液。

所述制备包裹生物酶的前脂质体包括以下步骤：

(1)将载体与生物酶粉末混合均匀；

(2)将类脂与表面活性剂溶于醇中，用流化床转动切喷的方式喷于步骤(1)混合好的生物酶粉末中；干燥即得。

所述载体优选山梨醇或乳糖。

所述类脂为天然磷脂、合成磷脂或胆固醇；包括但不限于二棕榈酰磷脂酰胆碱、二棕榈酰磷脂酰乙醇胺、二硬脂酰磷脂酰胆碱。优选氢化卵磷脂、卵磷脂或磷脂酰胆碱。

所述表面活性剂优选聚乙烯吡咯烷酮。

制备包裹生物酶的前脂质体的步骤(2)所述醇优选无水乙醇。

所述生物酶优选葡聚糖酶与碱性蛋白酶的组合物，葡聚糖酶与碱性蛋白酶的质量比为1:5～5:1。最优质量比为1:2～2:1；其中葡聚糖酶来源于木霉，碱性蛋白酶来源于杆菌。

步骤(2)所述干燥是在30～70度下干燥30～90min。

另外，本发明提供了一种包裹生物酶的微粒在口腔护理用品中的应用。所述口腔护理用品包括但不限于漱口液、牙膏、牙胶、牙粉、非研磨性凝胶、木斯(mousse)、泡沫、口喷雾剂、锭剂、口含片、牙科工具(dental implement)、假牙清洁剂和宠物口腔护理产品。

其中，本发明提供一种包裹生物酶的微粒的牙膏，以重量份数计，组成如下：

保湿剂包括但不限于山梨醇、甘油、丙二醇、PEG或赤藓糖醇中的一种以上。

摩擦剂包括但不限于碳酸钙、二氧化硅、氢氧化铝、磷酸氢钙、焦磷酸钙、羟基磷灰石或磷酸三钙中的一种以上。

发泡剂包括但不限于月桂醇硫酸酯钠、月桂醇肌氨酸钠、椰油酰基牛磺酸钠、甜菜碱或月桂基笨磺酸钠中的一种以上。

增稠剂包括但不限于是羧甲基纤维素钠、黄原胶、硅酸铝镁、角叉菜胶或卡波姆中的一种以上。

矫味剂包括但不限于精油以及各种调味的醛、酯、醇和类似物质。精油的实例包括椒样薄荷、留兰香薄荷、冬青、柠檬或橙子油中的一种以上。

螯合剂包括但不限于焦磷酸四钠、三聚磷酸五钠、植酸钠或多偏磷酸钠中的一种以上。

甜味剂包括但不限于木糖醇、三氯半乳糖、甜菊糖苷、糖精钠、AK糖或安赛蜜中的一种以上。

防腐剂包括但不限于苯甲酸钠、尼泊金甲酯、尼泊金乙酯、苯甲醇或十六烷基氯化吡啶中的一种以上。

通过本技术，将生物酶包裹在前脂质体中，再将干粉状态的前脂质体包裹进粒子内核中，实现活性成分的双重包裹，粒子表面的高分子层形成一层只能允许水分子往粒子内部渗透的膜，从而在粒子吸水，前脂质体变成脂质体之后保护了脂质体，让脂质体不与体系中的其他物质接触，大幅度地提高了脂质体的稳定性。并且，粒子内部结实的填充剂，使得粒子内部的脂质体磷脂双分子层相当稳定，活性物几乎无渗漏现象出现。脂质体的特殊结构在保护活性成分不受外界物质影响的同时促进了活性成分的释放。

使用时，最外层的包裹粒子吸水后，会变软，刷牙的时候会破碎，释放出前脂质体，前脂质体遇水，前脂质体变成脂质体，是一种中间包裹着活性成分的脂质双层膜结构的微粒，进一步保护酶的活性；当脂质体释放到牙齿表面后，由于脂质体的主要成分是磷脂，是细胞膜的基本成分，因此借助脂质体的作用，使活性成分更好地与牙龈及口腔黏膜等结合，使活性成分进入牙齿内部，并提高活性成分在口腔中的保留时间，美白效果更好，进一步抑制了牙菌斑的生成。

本发明相对于现有技术所具有的的优点及有益效果。

(1)相对于市面上的美白牙膏，本发明提供了一种生物酶美白牙膏，尤其是葡聚糖酶与碱性蛋白酶的组合物，具有效果好、对牙龈、牙釉质无损伤，且具有护龈，清新口气的功效。

(2)本发明提供了一种稳定的生物酶粒子及其制备工艺，该生物酶粒子有很好的配方稳定性，最外层的包裹粒子保护了酶的活性，可以提供酶在产品中的活性。

(3)同时被包裹的前脂质体遇水，前脂质体变成脂质体，形成中间包裹着活性成分的脂质双层膜结构的微粒，进一步保护酶的活性。

(4)当脂质体释放到牙齿表面后，由于脂质体的主要成分是磷脂，是细胞膜的基本成分，因此借助脂质体的作用，使活性成分更好地与牙龈及口腔黏膜等结合，使活性成分进入牙齿内部，并提高活性成分在口腔中的保留时间，美白效果更好。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

包裹生物酶的微粒的制备工艺包括两个步骤，(1)前脂质体的制备；(2)前脂质体的包裹。

(1)本发明采用流化床包衣法制备生物酶的前脂质体。步骤如下：

将载体粉碎过筛；并与生物酶粉末按等量递加法混合均匀备用。

将类脂与聚乙烯吡咯烷酮溶于4倍量的无水乙醇中。

用流化床转动切喷的方式喷于混合好的生物酶粉末中，喷完后于50度下干燥50min，取出分筛即得。

(2)本发明采用流化床喷雾干燥技术，将含有生物酶的前脂质体进行包裹，形成包裹生物酶的微粒，步骤如下：

选取核心，取第一步制备得到的生物酶前脂质体分散在3倍量的水中，搅拌分散均匀。

用流化床转动切喷的方式，将生物酶前脂质体与水的分散液喷于核心上，喷完后于60度干燥20min；

用流化床转动切喷的方式，将填充剂的乙醇-水分散液，喷于上步骤的干燥产物中，喷完后于40度干燥30min。

将高粘性的高分子材料溶于6倍量的乙醇中，用流化床转动切喷的方式，喷于上步骤的干燥产物上，喷完后于40度干燥20min。将制得的生物酶粒子取出，用100目筛进行分筛即得。

按下表的各配方(重量份数)，按上述的制备工艺，制得包裹生物酶的微粒。

配方一得到含50％的生物酶的粒子(其中碱性蛋白酶与葡聚糖酶的质量比为1:1)，配方二得到含60％的生物酶的粒子(其中碱性蛋白酶与葡聚糖酶的质量比为2:1)。配方三得到含60％的生物酶的粒子(其中碱性蛋白酶与葡聚糖酶的质量比为1:2)。

本发明还提供了生物酶粒子在口腔组合物中的应用，以及制造口腔护理组合物的方法。

本发明所涉及的聚葡糖酶、碱性蛋白酶在口腔护理组合物中的添加量为0.02％～2％，根据生物酶在粒子中的含量，添加对应量的粒子到口腔护理组合物中。

应用实施例：

含生物酶粒子的牙膏配方，如下表所示。

采用的制备工艺如下：

1)将粉末状摩擦剂、增稠剂按配方称好，至粉料罐中搅拌均匀待用

2)将甜味剂、防腐剂和螯合剂按配方称好，在去离子水中混合搅拌均匀待用；

3)将保湿剂，按配方称好在液料罐中混合待用；

4)将香精，按配方称好，待用。

6)打开制膏机的真空系统，将真空度抽至-0.5MPa；吸入步骤2和3的物料，同时开动搅拌器，进完步骤2和3的物料后将真空度抽至-0.75MPa，抽搅10分钟。

7)导入步骤1中的物料，并保持真空度在-0.5MPa，直到将步骤1中的物料进完，抽真空至最大(-0.10MPa)，搅拌15分钟。

8)分别加天然香精、月桂醇硫酸酯钠、月桂醇肌氨酸钠、生物酶粒子，搅拌3分钟；抽真空至最大(-0.10MPa)，搅拌15分钟，得到含生物酶的牙膏。

含生物酶粒子的牙粉配方，如下表所示。

采用的制备工艺如下：

将甜味剂、防腐剂和螯合剂按配方称好，在去离子水和山梨醇中混合搅拌均匀待用；

将香精，按配方称好，待用

将摩擦剂、月桂醇硫酸酯钠、月桂醇肌氨酸钠，搅拌10min，混合均匀；

将步骤1制得的混合溶液，喷洒到粉体混合物中，搅拌3min；

将香精喷洒到粉体的混合中，搅拌3min

将生物酶粒子，加入到粉体的混合物中，搅拌15分钟，过40目筛即得。

复合生物酶在配方中的稳定性考察

按上述实施例的配方，将所制得的样品于室温下观察配方的稳定性。

本发明中，葡聚糖酶的活性检测中，以0.5％的葡萄糖溶液为底物，在50度下，测定葡聚糖酶的活力。

本发明中，采用Folin法测定碱性蛋白酶的活力。利用酪蛋白为底物，子啊40度下，测定碱性蛋白酶的活力。

本发明所涉及到酶的活力采用相对酶活力表示，其中酶活力单位是指在规定条件下(最适pH，温度，最适底物浓度，最适离子强度)，1分钟内能转化1μmol底物或催化1μmol产物形成所需的酶量为1个国际单位(IU)

利用上述方法，分别对本发明所制得的口腔护理用品中酶的活力进行检测，其中：

葡聚糖酶的相对活力随随时推移的变化如下表所示

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						起始	98	98	97	99	100
1个月	97	97	97	97	98
						2个月	96	96	96	96	96
3个月	96	95	95	95	96
						6个月	92	92	91	93	93
12个月	91	90	90	92	93
						18个月	88	89	88	90	92
24个月	86	87	85	90	91

碱性蛋白酶的相对活力随随时推移的变化如下表所示：

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						起始	96	98	97	98	99
1个月	94	96	96	96	97
						2个月	94	95	95	95	96
3个月	93	94	95	93	95
						6个月	92	90	92	92	95
12个月	88	88	89	91	94
						18个月	85	86	86	88	92
24个月	85	84	85	88	90

从上表可以看出，本发明所制得的口腔护理用品中，两种酶的在配方的稳定性很好，在2年时间内，酶的相对活性可以达到85％以上，可以保证产品在保质期内有较好的稳定性，从而保证产品功效的一致性。

功效评价

采用美国牙科协会推荐的PCR的方法，对所制得的口腔护理用品的牙齿美白效果进行评价，评价结果如下。

对照组1：采用实施例2的配方(碱性蛋白酶与葡聚糖酶的质量比为2:1)，碱性蛋白酶与葡聚糖酶的组合物直接添加，不采用前脂质体包裹的技术制备得到的牙膏。

从上表的测试结果可知，本发明采用复合生物酶组合物所制得的口腔护理用品，美白牙齿的效果好。另外由于采用脂质体包裹活性物质，因此借助脂质体的作用，使活性成分更好地与牙龈及口腔黏膜等结合，使活性成分进入牙齿内部，并提高活性成分在口腔中的保留时间，美白效果更好。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，不能理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种包裹生物酶的微粒，包括核心，其特征在于，还包括：水溶性的外壳，包裹有生物酶的前脂质体，三者之间填充的填充剂；所述水溶性的外壳为高粘性高分子材料；填充剂为乳糖；

制备所述包裹生物酶的前脂质体包括以下步骤：

(1)将载体与生物酶粉末混合均匀；

(2)将类脂与表面活性剂溶于醇中，用流化床转动切喷的方式喷于步骤(1)混合好的生物酶粉末中；干燥即得；

所述核心为甘露糖醇，所述高粘性高分子材料为玉米淀粉，所述填充剂为乳糖，所述载体为山梨醇，所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮，所述类脂为磷脂酰胆碱和胆固醇；

所述包裹生物酶的微粒按重量份数为如下配方：

2.权利要求1所述的一种包裹生物酶的微粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备包裹生物酶的前脂质体；

(2)将包裹生物酶的前脂质体再进行包裹：

制备生物酶前脂质体的分散液；

用流化床转动切喷的方式，将生物酶前脂质体的分散液喷于核心上，再喷洒填充剂的乙醇-水分散液；

再喷洒高粘性的高分子材料的醇溶液，即得包裹生物酶的微粒。

3.权利要求1所述的一种包裹生物酶的微粒在制备口腔护理用品中的应用。