CN107582509A - 细菌纤维素膜的纯化方法、含有纯化细菌纤维素膜的面膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化妆品领域，具体涉及用于面膜的细菌纤维素膜的纯化方法，进一步涉及含有该纯化细菌纤维素膜的面膜及其制备方法。所述细菌纤维素膜的纯化方法包括以下步骤：S01、细菌纤维素膜原料筛选；S02、水洗预处理；S03、去除细胞内毒素；S04、脱水。所述含有细菌纤维素膜的面膜的制备方法包括以下步骤：S21、物料初级复合；S22、物料的超声复合；S23、无纺布覆盖并模切定型；S24、真空冷冻干燥。本发明通过选用优质BC面膜材料、并采用系列现代科技手段与面膜的优化制备工艺，制备出新型纳米BC面膜，有效解决了传统面膜基质材料大多功能化程度低、产品功能单一、或安全性可能对部分人群存在一定不适因素的技术问题。

Description

细菌纤维素膜的纯化方法、含有纯化细菌纤维素膜的面膜及 其制备方法

技术领域

本发明涉及化妆品领域，具体涉及用于面膜的细菌纤维素膜的纯化方法，进一步涉及含有该纯化细菌纤维素膜的面膜及其制备方法。

背景技术

面膜是被广泛使用的面部美容产品。传统的面膜是将功能成分涂布于无纺布等基材上而形成，基材本身仅起到载体的作用，对美容没有直接帮助，且持水时间短(一般在20min左右)，不能满足实际需求。现有技术也公开了采用其他基材如胶原蛋白、蚕丝、陶瓷等的面膜，一定程度上弥补了无纺布的不足，但其功能较为单一，保温能力依然有限(在添加保湿剂的情况下也在1h以内)；并且个别材料导致敏感人群产生过敏等症状，反而给使用者造成不适甚至健康损害。

细菌纤维素膜(bacterial cellulose membrane，BC膜)是近年来发展起来的新型材料，其是由可产生细菌纤维素的微生物发酵而得，经处理后可得具有纳米结构、微细纤维孔洞、高亲水能力、高机械强度以及极高生物兼容性等特性的生物纤维素膜，在工业领域过滤膜、膳食纤维以及人工皮肤、人工血管等方面具有广泛用途(CN103724650A)。现有技术公开的含有BC膜的面膜产品一般是将BC膜直接或仅经过简单的酸碱处理后作为基膜使用(CN1872022A、CN107157780A、CN106389150A)，而没有从生物医用材料的角度对BC膜原料进行必要的纯化处理。

发明内容

发明人经过研究发现，现有技术公开的细菌纤维素膜面膜易导致不期望的过敏反应，并且其负载有效成分的能力低下、保水率和保水时间不足，其原因在于：采用细菌发酵法制得的BC膜纯度不足，夹杂的细胞内毒素等杂质无法通过简单的水洗、酸碱处理等方式予以清除，并且膜的微观结构没有得到特异性改善，在有效成分负载和水分保持等方面难以提高。

在此发现的基础上，一方面，提供一种细菌纤维素膜的纯化方法，另一方面提供含有纯化的细菌纤维素膜的面膜产品，再一方面提供该面膜产品的制备方法。

一方面，提供一种细菌纤维素膜的纯化方法，所述方法包括以下步骤：

S01、对细菌纤维素膜的原料进行筛选；

S02、对S1筛选得到的细菌纤维素膜原料进行水洗预处理；

S03、去除S2预处理的细菌纤维素膜的细胞内毒素；

S04、对S03得到的细菌纤维素膜进行脱水。

保湿是所有面膜产品的第一重要功能。BC膜本身拥有非常优异的生物和理化特性，具有保湿、抗菌、美白、促进皮肤生长、止血止痛等多种功能。通过前述纯化方法，使得BC膜达到医用级标准，关键安全指标内毒素含量可以控制在≤0.2EU/ml，从而充分保障了最终产品使用过程中对人体的安全性。同时，经处理的BC膜其持水性得到进一步提高，持水量可以高达自身重量的120倍以上，在面膜中的保湿时间可以持续4～6小时，是传统无纺布保湿时间的10倍以上，也比现有其他如胶原、蚕丝材质的保湿时间要优异。

进一步地，所述步骤S1中，根据原料的颜色和尺寸对细菌纤维素膜原料进行筛选。具体步骤包括：

通过人工目测的方法，选择外观呈半透明或透明的细菌纤维素膜的步骤，要求筛选得到的细菌纤维素膜色泽光亮，剔除偏黄色或黑色原膜；

选择厚度在2～3mm之间且厚度均匀的细菌纤维素膜的步骤；具体可使用诸如千分尺等量具，选出厚度分别为2mm和3mm的BC膜样品，再用可调尺寸的机械装置自动筛选出符合标准要求的BC膜。

选出长宽均大于等于280mm的BC膜的步骤，剔除其他尺寸的原料。

所述细菌纤维素膜原料是采用木葡萄糖酸醋杆菌发酵形成的生物纤维膜，其纤维直径在10～120纳米之间，是人工合成纤维直径的1/10，纤维间孔径在60～150纳米之间，小于细菌直径200纳米，故能阻菌隔菌防止感染。

进一步地，所述步骤S2选自以下方法中的一种或两种的组合：

S02-1、用水冲洗步骤S1筛选得到的细菌纤维素膜20min-240min，冲洗的方向每3-8min顺时针方向和逆时针方向更换一次；

S02-2、将步骤S1筛选得到的细菌纤维素膜放入容器中，加入水后搅拌洗涤20-120min，每3-8min顺时针方向和逆时针方向更换一次。

所述水采用纯化水。为保障冲洗效果和节省水源，可采取至少3个罐体依次递进换洗的方法；第一个罐体冲洗5遍后可放掉，将第二罐的水换到第一罐，第三罐的水放进第二罐，第三罐放新水。

进一步地，所述步骤S3包括：

S03-1、将步骤S2处理得到细菌纤维素膜放入含有壳聚糖溶液的密闭罐体中，加热处理；

S03-2，将步骤S3-2处理得到细菌纤维素膜以水冲洗。

所述壳聚糖溶液的浓度优选20-30wt.％；所述加热处理的温度为80-100℃，时间为40-60min。冲洗所用水为纯化水，冲洗时间为10-15min。

通过步骤S3，得到医用级BC膜，关键指标细胞内毒素含量可以控制在≤0.2EU/ml，将得到的BC膜放置到洁净区内待用。

进一步地，所述步骤S4采用旋转离心脱水，转速为6000-15000rpm，离心脱水时间为15-20min。

优选通过PLC控制屏设置自动由低速到高速规律性变速旋转及正反转自动变换的旋转方式，脱水后BC膜含水量为40～60wt.％。将得到的脱水BC膜放置于洁净区内待用。对BC膜采用高速旋转法脱水工艺达到更好控制的脱水效果，能有效将脱水后BC膜含水量控制在40～60％范围，以便于复合吸收中药提取液；而且此方法还可以大批量脱水BC膜，更有利于产业化生产。

另一方面，提供一种纯化的BC膜，所述BC膜采用前述任一方法制备得到。

另一方面，提供一种含有细菌纤维素膜的面膜，所述面膜包括纯化的细菌纤维素膜、中药提取液、防腐剂和维生素E，所述纯化的细菌纤维素膜的纤维直径为10-120nm，纤维间孔径为60-150nm，细胞内毒素含量≤0.2EU/ml；所述细菌纤维素膜与中药提取液的重量比为30～40∶60～70；以细菌纤维素膜与中药提取液两者重量之和为基础，所述防腐剂的添加量为0.02wt.％，所述维生素E的添加量为0.05wt.％。

进一步地，所述纯化的细菌纤维素膜采用前述任一纯化方法制备得到。

进一步地，所述中药提取物的制备方法包括以下步骤：

S11、浸泡中药：将中药除尘、洗净后投入具有加热装置的反应罐中，加入水以淹没中药，浸泡2h；

S12、加热煎煮中药：向步骤S11的反应罐中加入水，使水面超过中药平面200mm以上，然后加热煎煮中药60min；

S13、将步骤S12反应罐中的物料转移至超声波提取装置中，超声处理30min后，过滤，得到中药提取物的溶液。

优选反应罐的罐体可以密闭，并且具有一个或多个连接到室外的泄压阀。

中药复方提取有效成分的方法与工艺采用煎煮法和超声波提取法相结合，利用超声波的机械效应和气化效应等促使中药的有效成分更好地溶解于水中，从而大大提高中药有效成分提取率，同时可以形成更细小的有效成分微粒，提升BC膜的药物复合时的吸收率及有利于使用时皮肤的更充分吸收。

另一方面，提供含有细菌纤维素膜的面膜的制备方法，包括以下步骤：

S21、物料初级复合：将纯化的细菌纤维素膜、中药提取物、柠檬酸、杀菌剂、维生素搅拌混合30min；

S22、物料的超声复合：在步骤S21的同时或者在步骤S21之后，对原料超声混合30min，得到细菌纤维素复合膜；

S23、将步骤S22得到的细菌纤维素复合膜以无纺布覆盖并模切定型；

S24、将步骤S23得到的定型面膜进行真空冷冻干燥，得到干燥的含有细菌纤维素膜的面膜。

具体而言，所述步骤S23中，采用纤薄洁净的无纺布将细菌纤维素复合膜两面覆盖，20片为一组码放整齐，然后用面膜定型设备按照人脸五官尺寸进行切片定型。

BC膜与中药配方复合采用搅拌复合法和超声波复合法相结合，可以大幅度提高BC膜与中药配方提取液之间的复合程度，同时能有效提升复合物的均匀度(整片膜药物含量误差率≤10％)和稳固性(复合后持续含量损失率≤2％)，从而更有效保障BC面膜产品的中药功效更加均匀发挥和持久作用。纳米BC膜对复合的中药功效成分或植物提取液分子具有很好的缓释功能，可以更长时间保持并发挥面膜的中药成分的特定功效。

作为优选，所述步骤S24的真空冷冻干燥的条件为，温度-5℃～-50℃，绝对气压1～20Pa。

对BC面膜成品进行真空冷冻干燥技术，使得BC面膜产品形成干膜，从而解决湿品长期存放可能会容易腐败变质的问题，也更有利于保存和运输，还可以大大节省运输成本。

进一步地，所述含有细菌纤维素膜的面膜的制备方法还包括以下步骤的一步或多步：

S25-1、对含有细菌纤维素膜的面膜进行真空包装；

S25-2、对含有细菌纤维素膜的面膜进行Co₆₀辐照灭菌，辐照剂量为20-40KGy。

对BC面膜产品进行真空包装，这可以让产品与空气隔绝，大大降低产品发生氧化变质的几率，同时可以更有利于产品的安全性和长期保存。最终BC面膜产品经过一定剂量的Co₆₀辐照灭菌，形成无菌面膜，可以有效解决对皮肤有破损或感染的使用者可能造成的外来感染的问题，从而保证产品更好的安全性。

以上一种或多种技术方案所能达到的有益效果在于：

1、通过选用优质BC面膜材料、并采用系列现代科技手段与面膜的优化制备工艺，制备出新型纳米BC面膜，有效解决了传统面膜基质材料大多功能化程度低、产品功能单一、或安全性方面可能对部分人群存在一定不适因素的技术问题。

2、利用壳聚糖溶液在特定条件下进行有效去除内毒素的方法、工艺和安全含量控制水平。

3、利用高速旋转的方法进行有效控制BC膜含水量的脱水技术及工艺。

4、利用传统中药煎煮法和现代技术超声波提取法相结合的中药有效成分复合提取技术及工艺。

5、采用将搅拌复合法和超声波精细化复合相结合的联合复合技术及工艺。

6、将真空冷冻干燥技术应用到BC面膜从而得到干膜的技术及工艺。

7、对BC面膜成品的真空包装技术，使得产品与空气隔绝，大大降低产品发生氧化变质的几率，同时可以更有利于产品的安全性和长期保存。

8、对真空包装的BC面膜产品进行辐照灭菌，在获得无菌产品的同时，避免了其他灭菌方式对面膜有效成分的破坏或导致其他不期望的负面效果的产生，保证了面膜使用的安全性。

具体实施方式

下面将结合实施例，对技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：细菌纤维素膜的纯化方法

本实施例展示细菌纤维素膜的纯化方法。

以木葡萄糖酸醋杆菌发酵形成的BC膜为原料，经检测，其纤维直径在100±10nm，纤维间孔径为80±5nm，选择外观呈半透明或透明的原料，进一步选择出其中长宽大于280mm、厚度为2.5±0.5mm的BC膜。随后将BC膜放入不锈钢罐中，按照1kg∶10L的比例加入纯化水，在搅拌下，顺时针洗涤5min、再逆时针洗涤5min，如此反复5次后将BC膜取出、沥干水分，投入25wt.％的壳聚糖溶液中，BC膜与壳聚糖溶液按照1kg∶5L的比例，在90℃下搅拌加热处理60min；取出，用纯化水冲洗10min，检测BC膜的细胞内毒素含量为0.003EU/mL。将处理后的BC膜投入双层不锈钢离心机中，10000rpm顺时针甩干5min、再逆时针甩干5min、反复2次，得到含水量在50wt.％左右的纯化BC膜。

制备例1：中药提取液的制备

按照以下配比准备原料：

当归 100g

红花 120g

桃仁 100g

赤芍 150g

珍珠粉 80g

茯苓 120g

金银花 120g

银杏叶 150g

甘草 80g

将各原料投入具有加热装置的密封不锈钢提取罐中，加入纯化水至完全浸没中药成分，并浸泡2h。随后，向提取罐中加入纯化水，使水面超过中药平面200mm以上启动加热装置，在100℃下加热处理60min后，将全部物料转移至超声波提取装置中，以200W的功率超声处理30min，过滤，得到中药提取液。

实施例2：含有纯化BC膜的面膜

按照以下比例准备原料：

实施例1制备得到的BC膜 4g

前述制备得到的中药提取液 6g

0.02wt.％浓度的布罗波尔 2mg

维生素E 5mg，

混合后，搅拌并超声波处理30min，制备得到含有BC膜的面膜产品。

实施例3：实施例2所示面膜的制备方法

按照配比，将实施例1制备得到的BC膜、实施例2制备得到的中药提取液、0.02wt.％浓度的布罗波尔、维生素E搅拌混合的同时，以200W功率超声处理。30min后，用无纺布将得到的细菌纤维素复合膜两面覆盖，20片为一组码放整齐，然后用面膜定型设备按照人脸五官尺寸进行切片定型。

将定型的面膜放入真空冷冻干燥机中，在-35℃、10Pa绝对气压的条件下真空干燥1h，得到冻干的BC面膜。使用符合聚乙烯薄膜对冻干面膜包装并抽真空、密封，再施以20KGy剂量的Co₆₀辐照灭菌，得到可以使用的BC面膜产品。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.细菌纤维素膜的纯化方法，所述方法包括以下步骤：

S01、对细菌纤维素膜原料进行筛选；

S02、对S1筛选得到的细菌纤维素膜原料进行水洗预处理；

S03、去除S2预处理的细菌纤维素膜的细胞内毒素，使细胞内毒素含量≤0.2EU/ml；

S04、对S03得到的细菌纤维素膜进行脱水。

2.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于，所述步骤S2选自以下方法中的一种或两种的组合：

S02-1、用水冲洗步骤S1筛选得到的细菌纤维素膜20min-240min，冲洗的方向每3-8min顺时针方向和逆时针方向更换一次；

S02-2、将步骤S1筛选得到的细菌纤维素膜放入容器中，加入水后搅拌洗涤20-120min，每3-8min顺时针方向和逆时针方向更换一次。

3.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S03-1、将步骤S2处理得到细菌纤维素膜放入含有壳聚糖溶液的密闭罐体中，加热处理；

S03-2，将步骤S3-2处理得到细菌纤维素膜以水冲洗；

所述壳聚糖溶液的浓度优选20-30wt.％；所述加热处理的温度为80-100℃，时间为40-60min。

4.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于，所述步骤S4采用旋转离心脱水，转速为6000-15000rpm，离心脱水时间为15-20min。

5.纯化的细菌纤维素膜，所述纯化的细菌纤维素膜采用权利要求1-4任一项所述纯化方法制备得到。

6.含有细菌纤维素膜的面膜，其特征在于，所述面膜包括纯化的细菌纤维素膜、中药提取液、防腐剂和维生素E，

所述纯化的细菌纤维素膜的纤维直径为10-120nm，纤维间孔径为60-150nm，细胞内毒素含量≤0.2EU/ml；

所述细菌纤维素膜与中药提取液的重量比为30～40∶60～70；

以细菌纤维素膜与中药提取液两者重量之和为基础，所述防腐剂的添加量为0.02wt.％，所述维生素E的添加量为0.05wt.％。

7.根据权利要求6所述的面膜，其特征在于，所述纯化的细菌纤维素膜采用权利要求1-4任一项所述的纯化方法制备得到，或者所述纯化的细菌纤维素膜是权利要求5所述的纯化的细菌纤维素膜。

8.根据权利要求6或7所述的含有细菌纤维素膜的面膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S21、物料初级复合：将纯化的细菌纤维素膜、中药提取物、柠檬酸、杀菌剂、维生素搅拌混合30min；

S22、物料的超声复合：在步骤S21的同时或者在步骤S21之后，对原料超声混合30min，得到细菌纤维素复合膜；

S23、将步骤S22得到的细菌纤维素复合膜以无纺布覆盖并模切定型；

S24、将步骤S23得到的定型面膜进行真空冷冻干燥，得到干燥的含有细菌纤维素膜的面膜。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S24的真空冷冻干燥的条件为，温度-5℃～-50℃，绝对气压1～20Pa。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括以下步骤的一步或多步：

S25-1、对含有细菌纤维素膜的面膜进行真空包装；

S25-2、对含有细菌纤维素膜的面膜进行Co₆₀辐照灭菌，辐照剂量为20～40KGy。