CN108323531A - 一种含有植物抑菌多肽的功能组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含有植物抑菌多肽的功能组合物及其制备方法和应用，该组合物包括如下组分：芽孢杆菌发酵产物、明串球菌/萝卜根发酵产物滤液、辛酰羟肟酸和1,2‑己二醇。将抗菌肽与多元醇根据其不同的抗菌谱配伍作为抑菌组分使用，替代或部分替代传统化学合成防腐剂的使用，可完全支持无添加传统防腐剂概念的无防腐体系，其性质温和，无刺激、无毒副作用、更低的过敏性，帮助维持肌肤生态的健康与平衡，从而提高了生物制剂的安全性。抑菌组分与绝大多数物料兼容性很好，并且其抑菌能力不受其他物料的影响，不会影响制剂的稳定性，同时在滋润感、舒适度和肌肤亮度方面带来更好的体验感。

Description

一种含有植物抑菌多肽的功能组合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及防腐技术领域，特别涉及一种含有植物抑菌多肽的功能组合物及其制备方法和应用。
背景技术
生物制剂在存储或使用过程中，其中的一些组分，如脂类、烃、水溶性高聚物等有机组分能够为微生物的生长提供丰富的营养，这会使产品受微生物污染而腐败变质的风险增加。此外，微生物还可能产生毒素，而使用者轻则皮肤过敏，严重的话还可能导致皮肤感染。因此，为了防止产品被微生物污染一般会添加一定量的防腐剂。传统的防腐剂主要可以分为如下几类：(1)甲醛及甲醛释放体：该类防腐剂亲水性好、杀菌效率高而且价格低廉，但甲醛对人体危害较大，有潜在的致癌性。(2)布罗波尔：布罗波尔与微生物细胞结构中的巯基基团相互作用，同时形成氧自由基杀菌，是一种广谱、高效的防腐剂，但易形成致癌物亚硝胺。(3)有机卤素：缺点是潜在的致敏性。(4)尼泊金酯类：国内外使用最多、较安全、低刺激、低毒性的防腐剂产品，但近几年的研究则表明，尼泊金酯具有潜在的雌激素活性，能引起精子活力降低、导致不孕，还可能对人体造成一些潜在的危害，其安全性有待重新评价，而2014年欧盟在法规中已明确禁止了尼泊金酯类防腐剂在产品中的使用。
现有的化学合成成分的防腐剂在抑制包括细菌、真菌等微生物繁殖的同时，同样会带来一系列的负面作用：刺激使用者的皮肤(尤其是敏感人群的过敏体质)，降低配方中部分活性成分的效用，影响整体配方的稳定性等，更严重的可能会对人体健康造成极大的损害。据报道：全球有40％-70％的人有敏感性肌肤倾向，而长期使用含有防腐剂、香料、色素和矿物油的护肤品容易导致皮肤出现红斑、脱皮、丘疹和瘙痒等敏感现象。因此，随着崇尚自然的消费理念逐步得到人们认可，对化学合成成分防腐剂的抵触，天然防腐剂成为了研究的热点。
天然防腐剂是指来自天然植物、动物或微生物的提取物或分泌物，这些提取物或分泌物不属于法律法规所规定的防腐剂，具有抑菌功能，能起到防腐的作用，而且安全性好，毒副作用小。因此，国内外的专家学者纷纷尝试从不同的动植物中提取抑菌物质，经人工提取或者加工成为防腐剂。
20多年前，Dr.Straetmens公司推出了以辛甘醇为品名的原料，这是首批用于替代防腐剂的多效组合物成分之一。传统防腐剂替代成分还有戊二醇、银盐(柠檬酸盐，银包覆TiO2)、乳过氧化物酶/葡糖氧化酶、十一碳稀酰甘氨酸、对茴香酸、苯丙醇、辛甘醇、甘油辛酸酯等。有些产品中已采用这些非传统的防腐剂。
现有技术中，大多以单一的植物精油类防腐、多种果蔬等植物混合物防腐为主，但这些防腐剂在加入产品时还应考虑到它能否在新体系中有良好的稳定性和长效性，而目前对天然防腐组合物的应用研究比较单一，导致其防腐效用、稳定性不足，甚至给消费者带来不好的体验感。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有良好的防腐效果、稳定性和长效性的含有植物抑菌多肽的功能组合物及其制备方法和应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种含有植物抑菌多肽的功能组合物，包括以下重量百分比的组分：
上述含有植物抑菌多肽的功能组合物的制备方法，将芽孢杆菌发酵产物、明串球菌/萝卜根发酵产物滤液、辛酰羟肟酸和1,2-己二醇在低于38℃时混合搅拌均匀。
优选地，一种含有植物抑菌多肽的功能组合物，按重量百分比还包括以下组分：
A相物料：
B相物料：
丁二醇 1-13％，
透明质酸钠 0.01-1％，
聚谷氨酸钠 0.05-0.9％；
C相物料：
上述组分的百分比为各组分占组合物总重量的百分比。
如上所述的一种含有植物抑菌多肽的功能组合物的制备方法，包括以下步骤：
取B相物料中的透明质酸钠、聚谷氨酸钠用丁二醇分散至无结块，待用；
取A相物料搅拌加热后保温；
所述A相物料冷却后加入所述B相物料，搅拌均匀形成溶液一；
所述溶液一冷却后加入C相物料，搅拌均匀形成溶液二；
所述溶液二冷却后加入前述含有植物抑菌多肽的功能组合物或根据前述制备方法制得的含有植物抑菌多肽的功能组合物，搅拌均匀。
优选地，A相物料搅拌加热到90℃，保温。
优选地，A相物料冷却至60℃时加入B相物料。
优选地，溶液一冷却至50℃时加入所述C相物料。
优选地，溶液二冷却至38℃时加入前述含有植物抑菌多肽的功能组合物或根据前述方法制得的含有植物抑菌多肽的功能组合物。
前述含有植物抑菌多肽的功能组合物在生物制剂中的应用。
优选地，所述生物制剂的剂型包括水剂、乳剂、膏剂、油剂、块状产品、悬浮状产品、表面活性剂溶剂类产品、凝胶类产品、气溶胶产品、锭状产品。
本发明的有益效果是：
明串球菌/萝卜根发酵产物滤液中的明串球菌是兼性厌氧性细菌，属于一种益生菌，其广泛分布于植物、乳制品和其他食品中，对动物、植物都不致病，是一种能够能有效地杀死或抑制引起护肤品腐败变性的革兰氏阳性菌。而明串球菌/萝卜根发酵产物滤液是一种通过明串球菌发酵萝卜，再从细菌中分离出来的一类具有抗微生物作用的抗菌肽。所谓抗菌肽(Antimicrobial peptides,AMPs)广义上是指生物防御系统中产生的，具有抵御外界微生物侵害，清除体内突变细胞的一类带正电荷的两亲性小分子。抗菌肽具有很强的抗菌能力，对皮肤无刺激性，无耐药性，有组织修复作用。除了已证实的抑菌功能，抗菌肽被发现具有皮肤保湿的特性，加入到产品中，形成无防腐体系。
芽孢杆菌发酵产物能够作用于细菌或真菌的细胞膜以及膜上形成跨膜的离子通道，破坏膜的完整性并产生穿孔现象，造成细胞内容物溢出胞外而死亡，抑制有害菌。
辛酰羟肟酸可通过多种方式达到防腐效果。首先，作为未解离的有机酸，亲和微生物细胞膜改变胞内体系pH，起到抑菌效果。其次，辛酰羟肟酸具有类似中等碳链长度的端基二醇结构，能够破坏微生物细胞膜。再次，作为一种螯合剂，其与微生物分泌的嗜铁素，竞争螯合铁离子，导致微生物细胞难以获得生长所需的铁离子，进而起到抑菌的作用。
1,2-己二醇具有二醇类的优异的保湿性能，除此之外，还其具有较高的抗菌活性，对细菌、酵母菌都有广谱杀菌的作用。同时其显示了与其他抗菌物质优异的复配性，有助于降低整体抗菌剂使用量，提升产品的安全性，减少消费者对抗菌剂的敏感度。
本发明中将抗菌肽与多元醇根据其不同的抗菌谱配伍作为防腐组分使用，替代或部分替代传统化学合成防腐剂的使用，可完全支持无添加传统防腐剂概念的无防腐体系，其性质温和，无刺激、无毒副作用、更低的过敏性，帮助维持肌肤生态的健康与平衡，从而提高了生物制剂的安全性。抑菌组分与绝大多数物料兼容性很好，并且其抑菌能力不受其他物料的影响，不会影响制剂的稳定性，同时在滋润感、舒适度和肌肤亮度方面带来更好的体验感。
具体实施方式
实施例1
一种含有植物抑菌多肽的功能组合物，原料总量为100公斤，其中包括，
A相物料：EDTA二钠0.1公斤、甘油15公斤、丙二醇10公斤和去离子水；
B相物料：丁二醇13公斤、透明质酸钠1公斤、聚谷氨酸钠0.9公斤；
C相物料：白芨(Bletillastriata)根提取物10公斤、甜菜碱6公斤、β-葡聚糖0.3公斤、龙舌兰(Agave americana)叶提取物2公斤、麒麟竭(Daemonoropsdraco)提取物2公斤、白藜芦醇0.5公斤、四氢甲基嘧啶羧酸0.6公斤、密罗木(Myrothamnusflabellifolia)叶/茎提取物8公斤、莲(Nelumbonucifera)叶提取物5公斤、寡肽-1 0.01公斤；
D相物料：芽孢杆菌发酵产物5公斤、明串球菌/萝卜根发酵产物滤液5公斤、辛酰羟肟酸1公斤、1,2-己二醇1公斤。余量为去离子水。
实施例2
一种含有植物抑菌多肽的功能组合物，原料总量为100公斤，其中包括，
A相物料：EDTA二钠0.05公斤、甘油10公斤、丙二醇8公斤和去离子水；
B相物料：丁二醇8公斤、透明质酸钠0.5公斤、聚谷氨酸钠0.5公斤；
C相物料：白芨(Bletillastriata)根提取物3公斤、甜菜碱3公斤、β-葡聚糖0.1公斤、龙舌兰(Agave americana)叶提取物1公斤、麒麟竭(Daemonoropsdraco)提取物1公斤、白藜芦醇0.3公斤、四氢甲基嘧啶羧酸0.2公斤、密罗木(Myrothamnusflabellifolia)叶/茎提取物6公斤、莲(Nelumbonucifera)叶提取物3.5公斤、寡肽-1 0.005公斤；
D相物料：芽孢杆菌发酵产物2公斤、明串球菌/萝卜根发酵产物滤液2.5公斤、辛酰羟肟酸0.5公斤、1,2-己二醇0.08公斤。余量为去离子水。
实施例3
一种含有植物抑菌多肽的功能组合物，原料总量为1000公斤，其中包括，
A相物料：EDTA二钠0.4公斤、甘油60公斤、丙二醇60公斤和去离子水；
B相物料：丁二醇60公斤、透明质酸钠3.6公斤、聚谷氨酸钠2.4公斤；
C相物料：白芨(Bletillastriata)根提取物20公斤、甜菜碱10公斤、β-葡聚糖0.5公斤、龙舌兰(Agave americana)叶提取物2公斤、麒麟竭(Daemonoropsdraco)提取物3公斤、白藜芦醇0.1公斤、四氢甲基嘧啶羧酸1公斤、密罗木(Myrothamnusflabellifolia)叶/茎提取物40公斤、莲(Nelumbonucifera)叶提取物20公斤、寡肽-1 0.01公斤；
D相物料：芽孢杆菌发酵产物10公斤、明串球菌/萝卜根发酵产物滤液25公斤、辛酰羟肟酸5公斤、1,2-己二醇0.5公斤。余量为去离子水。
实施例4
一种含有植物抑菌多肽的功能组合物，原料总量为1000公斤，其中包括，
A相物料：EDTA二钠0.4公斤、甘油60公斤、丙二醇60公斤和去离子水；
B相物料：丁二醇60公斤、透明质酸钠3.6公斤、聚谷氨酸钠2.4公斤；
C相物料：白芨(Bletillastriata)根提取物20公斤、甜菜碱10公斤、β-葡聚糖0.5公斤、龙舌兰(Agave americana)叶提取物2公斤、麒麟竭(Daemonoropsdraco)提取物3公斤、白藜芦醇0.1公斤、四氢甲基嘧啶羧酸1公斤、密罗木(Myrothamnusflabellifolia)叶/茎提取物40公斤、莲(Nelumbonucifera)叶提取物20公斤、寡肽-1 0.01公斤；
D相物料：芽孢杆菌发酵产物5公斤、明串球菌/萝卜根发酵产物滤液10公斤、辛酰羟肟酸1公斤、1,2-己二醇0.5公斤。余量为去离子水。
实施例5
实施例3中的含有植物抑菌多肽的功能组合物的制备步骤如下：
(1)将3.6公斤的透明质酸钠和2.4公斤的聚谷氨酸钠用60公斤的丁二醇分散至无结块，待用；
(2)将0.4公斤的EDTA二钠、60公斤的甘油、60公斤的丙二醇和一定量去离子水投入水相锅中，搅拌加热到90℃，保温30min；
(3)待锅中温度冷却到60℃时，将步骤1中已经分散好的B相物料加入，搅拌20min至混合均匀；
(4)待锅中温度冷却到50℃时，依次加入20公斤的白芨(Bletillastriata)根提取物、10公斤的甜菜碱、0.5公斤的β-葡聚糖、2公斤的龙舌兰(Agave americana)叶提取物、3公斤的麒麟竭(Daemonoropsdraco)提取物、0.1公斤的白藜芦醇、1公斤的四氢甲基嘧啶羧酸、40公斤的密罗木(Myrothamnusflabellifolia)叶/茎提取物、20公斤的莲(Nelumbonucifera)叶提取物、0.01公斤的寡肽-1，搅拌30min至混合均匀；
(5)待锅中温度冷却到38℃时，加入10公斤的芽孢杆菌发酵产物、25公斤的明串球菌/萝卜根发酵产物滤液、5公斤的辛酰羟肟酸、0.5公斤的1,2-己二醇，搅拌10min至混合均匀；
(6)检测感官理化指标，合格后出料。
实施例6
本实施例5制得的产品的使用实例如下：
案例1：肖某，女，用含传统化学防腐剂的生物制剂后，皮肤会出现粉刺。停用恢复后，改用本发明实施例5制得的产品，连续使用1个月，皮肤不会出现任何不良反应，而且皮肤更加水润。
案例2：王某，女，属于敏感肌肤，用含传统化学防腐剂的生物制剂后，皮肤会红肿、发痒，用本发明实施例5制得的产品，连续使用1个月，皮肤无任何不良反应，并且皮肤没以前那么容易敏感了。
案例3：潘某，女，连续使用本发明实施例5制得的产品1个月，皮肤无任何不良反应，色泽也有了明显改善，更加均匀、明亮。
实施例7
以30名年龄在20-40岁皮肤无异常的健康男女志愿者为受试对象，取30mg的实施例1、2、3的样品置于斑试器内作为实验组的样品1、2、3，对照组是将样品3的D相改成化学防腐剂(羟基苯甲酸甲酯+羟基苯甲酸丙酯+咪唑烷基脲)，其他组分不变的样品4。立即将置有样品的斑试器用无刺激胶带贴敷，从下部开始纵向贴于受试者前臂曲侧，同时用手掌逐个轻压药室以驱除空气，并使试验物均匀分布于皮肤上，持续24h。试验部位做好标记，以便观察。去除受试物斑试器后30min，待压痕消失后观察皮肤反应。如结果为阴性(-)，于斑帖试验后24h和48h分别再观察一次。鉴定以表1为标准进行。
表1：皮肤刺激反应评分情况表
注：30例受试者中出现1级皮肤不良反应的人数多于5例，或2级皮肤不良反应的人数多于2例(除臭产品斑帖试验2级皮肤不良反应的人数多于5例)，或出现任何1例3级或3级以上皮肤不良反应时，判定受试物对人体有皮肤不良反应。封闭性斑帖试验结果如表2所示。
表2：封闭性斑帖试验结果
上述试验表明：本发明提供的含有植物抑菌多肽的功能组合物几乎对皮肤无任何刺激，而对照组中使用的化学防腐剂对皮肤有严重的刺激作用。说明采用本发明的含有植物抑菌多肽的功能组合物制备的生物制剂比用普通防腐剂制备的生物制剂刺激性小，更为安全。
实施例8
防腐挑战评价实验
1.实验菌株
细菌：铜绿假单胞菌(Pseudomonas aerugimosa)ATCC9027
大肠埃希氏菌(Escherichia coli)ATCC8739
金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)ATCC6358
洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderiacepacial)ATCC25416
日沟维肠杆菌(Enterobactergergoviae)ATCC33028
变质样分离菌
霉菌：白假丝酵母(Candida albicans)ATCC10231
黑曲霉(Aspergillus niger)ATCC16404
平滑正青霉(Eupenicilliumlevitum)ATCC10464
2.实验菌株的接种方式和数量
(1)接种方式：采用混合接种。因为自然界的微生物有混生杂居的特点，所以混合接种符合实际污染的情况。
(2)接种的数量：将各菌种接种于合适的培养基中，于37℃(细菌)和28℃(霉菌)培养箱中培养。细菌培养48小时，霉菌培养72小时后，挑选典型的菌落于灭菌的液体培养基中制成一定浓度的细菌和霉菌混合悬液，置于冰箱冷藏备用。细菌：每克悬液含菌量为1×106CFU/g或CFU/ml；霉菌为每克悬液含菌量为1×105CFU/g或CFU/ml。
3.微生物挑战实验
另称取实施例1-3的组合物样品各100克，加入灭菌的容器内，加入混合细菌和霉菌悬液，充分混匀。每克样品含细菌量为5.3×106CFU/g或CFU/ml；含霉菌量为4.5×105CFU/g或CFU/ml。然后置于28℃下。在接菌的0、3、7、14、21、28天取样分析：准确称取10克样品，加到含有玻璃小球和90ml灭菌生理盐水的锥形瓶内，充分震荡混匀，此悬液为1：10稀释液，然后再用生理盐水按1：10依次稀释。细菌37℃下培养48小时；霉菌28℃下培养72小时，按平板倾注法计数样品中含菌量。
4.评价方法
在28天样品中含细菌或霉菌在10CFU/g-100CFU/g(CFU/ml)，表明该样品的防腐体系对微生物有较强的抑杀效果，通过挑战试验，在第7天下降到1000CFU/g(CFU/ml)以下视为勉强通过，其它视为不通过。在接种的0、3、7、14、21和28天取样检测，其结果如表3。
表3：样品挑战试验结果表
上述试验表明：本发明含有植物抑菌多肽的功能组合物制作的产品均为防腐挑战实验结果合格，具有较强的抑菌能力。
实施例9
稳定性实验
各取30g实施例3的样品装入4个50mL的透明留样瓶中，一个放入45℃的恒温培养箱中，一个放入-15℃的恒温冰箱中，另一个放在窗台日光照射。对照组为室温样品。
表4：样品稳定性实验结果表
上述实验表明：本发明含有植物抑菌多肽的功能组合物制作的产品稳定性实验结果合格，不影响生物制剂的物理化学稳定性。
综上所述，本发明提供的含有植物抑菌多肽的功能组合物具有优秀的抗细菌和霉菌的作用，其抗菌谱范围广，且该含有植物抑菌多肽的功能组合物还不影响生物制剂的物理化学稳定性，对皮肤也没有刺激作用，可安全应用于水剂、乳剂、膏剂、油剂、块状产品、悬浮状产品、表面活性剂溶剂类产品、凝胶类产品、气溶胶产品、锭状产品等不同剂型的绿色生物制剂中。
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，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种含有植物抑菌多肽的功能组合物，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：
2.权利要求1所述的含有植物抑菌多肽的功能组合物的制备方法，其特征在于，将所述芽孢杆菌发酵产物、所述明串球菌/萝卜根发酵产物滤液、所述辛酰羟肟酸和所述1,2-己二醇在低于38℃时混合搅拌均匀。
3.根据权利要求1所述的含有植物抑菌多肽的功能组合物，其特征在于，还包括以下重量百分比的组分：
A相物料：
B相物料：
丁二醇 1-13％，
透明质酸钠 0.01-1％，
聚谷氨酸钠 0.05-0.9％；
C相物料：
上述组分的百分比为各组分占组合物总重量的百分比。
4.权利要求3所述的一种含有植物抑菌多肽的功能组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
取所述B相物料中的透明质酸钠、聚谷氨酸钠用丁二醇分散至无结块，待用；
取所述A相物料搅拌加热后保温；
所述A相物料冷却后加入所述B相物料，搅拌均匀形成溶液一；
所述溶液一冷却后加入所述C相物料，搅拌均匀形成溶液二；
所述溶液二冷却后加入权利要求1所述的含有植物抑菌多肽的功能组合物或根据权利要求2制得的含有植物抑菌多肽的功能组合物，搅拌均匀。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述A相物料搅拌加热到90℃，保温。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述A相物料冷却至60℃时加入所述B相物料。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述溶液一冷却至50℃时加入所述C相物料。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述溶液二冷却至38℃时加入权利要求1所述的含有植物抑菌多肽的功能组合物或根据权利要求2制得的含有植物抑菌多肽的功能组合物。
9.权利要求1或3所述的含有植物抑菌多肽的功能组合物在生物制剂中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述生物制剂的剂型包括水剂、乳剂、膏剂、油剂、块状产品、悬浮状产品、表面活性剂溶剂类产品、凝胶类产品、气溶胶产品、锭状产品。
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