CN109260071B - 一种全天然酶发酵黑色染发剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全天然酶发酵黑色染发剂的制备方法，步骤如下：步骤1，采用黑豆制备酪氨酸酶液；步骤2，制备酪胺底物溶液；步骤3，制备生物发酵体系中的黑色素前体；步骤4，在步骤3制备的黑色素前体中加入助剂与媒染剂，制成染发剂。本发明利用了纯天然黑豆和食品级的酪胺为原料，采用绿色生物发酵的方法，成功制备具有染黑效果的全天然黑色染发剂。有效克服了化学合成染发剂中含有氨水、过氧化氢、对苯二胺及其衍生物，对人体有害的成分的使用；克服了天然染发剂中色素提取困难的问题，适于在市场上大范围推广。

Description

一种全天然酶发酵黑色染发剂的制备方法
技术领域
本发明属于一种染发剂制备方法技术领域，具体涉及一种全天然酶发酵黑色染发剂的制备方法。
背景技术
目前,市场上出售的染发剂多为化学合成染发剂，随着人们对健康重视程度的不断提高,化学合成的染发剂中含有的致癌及强致敏化学染色成分(如苯二胺类、氨基酚等物质)和一些有害成分(如过氧化氢、氨水等),已越来越多地受到人们的关注。为此，人们试图寻求天然无害、更加安全的染发材料。
目前已知有利用的植物色素染发剂,虽然取得了一定的成绩,但仍然存在很多问题,这类产品仍无法避免在染发剂中添加酚类及过氧化氢等有害物质，而且缺乏成熟的色素提炼技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种全天然酶发酵黑色染发剂的制备方法，制备出的染发剂不含有过氧化氢和对苯二胺及其衍生物，具有对皮肤无刺激无致敏作用，安全性高的特点。
本发明所采用的技术方案是，一种全天然酶发酵黑色染发剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，采用黑豆制备酪氨酸酶液；
步骤2，制备酪胺底物溶液；
步骤3，制备生物发酵体系中的黑色素前体；
步骤4，在步骤3制备的黑色素前体中加入助剂与媒染剂，制成染发剂。
本发明的特点还在于，
步骤4助剂与媒染剂的质量比为1:4。
步骤1具体为：
将黑豆与pH为7-8的磷酸盐缓冲液混合，黑豆与磷酸盐缓冲液的的比例为10g：20-50ml，然后在25-40℃下超声提取2.5-3.5h，得到提取液；
将提取液在3000r下离心4-6min后取上清液，在上清液中加入质量浓度为55％的硫酸铵静置3h，然后继续在4000r下离心10min并倒掉上清液，再加入pH为7-8的磷酸缓冲液震荡，即得到酪氨酸酶液；
步骤2具体为：将酪胺溶于pH为7-8的磷酸缓冲液中，制备出浓度为 0.01g/mL～0.05g/mL的酪胺底物溶液。
步骤3具体为，将步骤1制备的酪氨酸酶液与步骤2制备的酪胺底物溶液按照1:1～5体积比混合反应，得到黑色素前体物质，
混合反应条件为：使用磷酸缓冲液调节pH为6.5～7.5、反应温度为36～39℃的条件下反应50分钟。
步骤4助剂种类为L-半胱氨酸、抗坏血酸、十六烷基三甲基溴化胺、异辛醇聚氧乙烯醚、三乙醇胺、硫酸亚铁中的一种或多种。
步骤4媒染剂为硫酸亚铁，十六烷基三甲基溴化胺，磷酸盐缓冲液中的一种。
本发明的有益效果是：
(1)本发明利用了纯天然黑豆和食品级的酪胺为原料，采用绿色生物发酵的方法，成功制备具有染黑效果的全天然黑色染发剂。
(2)本发明有效克服了化学合成染发剂中含有氨水、过氧化氢、对苯二胺及其衍生物，对人体有害的成分的使用；克服了天然染发剂中色素提取困难的问题。
附图说明
图1是本发明染色后的毛发的水洗度测试图；
图2为本发明制得的染发剂用于小鼠染色后效果图；
图3为商用染发剂用于小鼠染色后效果图；
图4为本发明制得的染发剂用于人类毛发染色后效果图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明所采用的技术方案是，全天然酶发酵黑色染发剂的制备，具体按照以下步骤实施：
步骤1，采用黑豆制备酪氨酸酶液；
将黑豆与pH为7-8的磷酸盐缓冲液混合，黑豆与磷酸盐缓冲液的的比例为10g：20-50ml，然后在25-40℃下超声提取2.5-3.5h，得到提取液；
将提取液在3000r下离心4-6min后取上清液，在上清液中加入质量浓度为55％的硫酸铵静置3h，然后继续在4000r下离心10min并倒掉上清液，再加入pH为7-8的磷酸缓冲液震荡，即得到酪氨酸酶液；
步骤2，制备酪胺底物溶液
将酪胺溶于pH为7-8的磷酸缓冲液中，制备出浓度为 0.01g/mL～0.05g/mL的酪胺底物溶液；
步骤3，制备生物发酵体系中的黑色素前体
将步骤1制备的酪氨酸酶液与步骤2制备的酪胺底物溶液按照1:1～5体积比混合反应，混合反应条件为：使用磷酸缓冲液调节pH为6.5～7.5、反应温度为36～39℃的条件下反应50分钟，得到黑色素前体物质；
步骤4，在步骤3制备的黑色素前体中加入助剂与媒染剂，助剂与媒染剂的质量比为1:4，制成染发剂。
助剂种类为L-半胱氨酸、抗坏血酸、十六烷基三甲基溴化胺、异辛醇聚氧乙烯醚、三乙醇胺、硫酸亚铁中的一种或多种。
媒染剂为硫酸亚铁，十六烷基三甲基溴化胺，磷酸盐缓冲液中的一种。
实施例1
步骤1，采用黑豆制备酪氨酸酶液；
将黑豆与pH为7的磷酸盐缓冲液混合，黑豆与磷酸盐缓冲液的的比例为10g：20ml，然后在25℃下超声提取2.5h，得到提取液；
将提取液在3000r下离心4min后取上清液，在上清液中加入质量浓度为55％的硫酸铵静置3h，然后继续在4000r下离心10min并倒掉上清液，再加入pH为7的磷酸缓冲液震荡，即得到酪氨酸酶液；
步骤2，制备酪胺底物溶液
将酪胺溶于pH为7的磷酸缓冲液中，制备出浓度为0.01g/mL的酪胺底物溶液；
步骤3，制备生物发酵体系中的黑色素前体
将步骤1制备的酪氨酸酶液与步骤2制备的酪胺底物溶液按照1:1体积比混合反应，混合反应条件为：使用磷酸缓冲液调节pH为6.5、反应温度为 36℃的条件下反应50分钟，得到黑色素前体物质；
步骤4，在步骤3制备的黑色素前体中加入L-半胱氨酸与十六烷基三甲基溴化胺，L-半胱氨酸与十六烷基三甲基溴化胺的质量比为1:4，制成染发剂。
实施例2
步骤1，采用黑豆制备酪氨酸酶液；
将黑豆与pH为7.5的磷酸盐缓冲液混合，黑豆与磷酸盐缓冲液的的比例为10g：40ml，然后在30℃下超声提取3h，得到提取液；
将提取液在3000r下离心5min后取上清液，在上清液中加入质量浓度为55％的硫酸铵静置3h，然后继续在4000r下离心10min并倒掉上清液，再加入pH为7.5的磷酸缓冲液震荡，即得到酪氨酸酶液；
步骤2，制备酪胺底物溶液
将酪胺溶于pH为7.5的磷酸缓冲液中，制备出浓度为0.03g/mL的酪胺底物溶液；
步骤3，制备生物发酵体系中的黑色素前体
将步骤1制备的酪氨酸酶液与步骤2制备的酪胺底物溶液按照1:3体积比混合反应，混合反应条件为：使用磷酸缓冲液调节pH为7、反应温度为 37℃的条件下反应50分钟，得到黑色素前体物质；
步骤4，在步骤3制备的黑色素前体中加入三乙醇胺与硫酸亚铁，三乙醇胺与硫酸亚铁的质量比为1:4，制成染发剂。
实施例3
步骤1，采用黑豆制备酪氨酸酶液；
将黑豆与pH为8的磷酸盐缓冲液混合，黑豆与磷酸盐缓冲液的的比例为10g：50ml，然后在40℃下超声提取3.5h，得到提取液；
将提取液在3000r下离心6min后取上清液，在上清液中加入质量浓度为55％的硫酸铵静置3h，然后继续在4000r下离心10min并倒掉上清液，再加入pH为8的磷酸缓冲液震荡，即得到酪氨酸酶液；
步骤2，制备酪胺底物溶液
将酪胺溶于pH为8的磷酸缓冲液中，制备出浓度为0.05g/mL的酪胺底物溶液；
步骤3，制备生物发酵体系中的黑色素前体
将步骤1制备的酪氨酸酶液与步骤2制备的酪胺底物溶液按照1:5体积比混合反应，混合反应条件为：使用磷酸缓冲液调节pH为7.5、反应温度为 39℃的条件下反应50分钟，得到黑色素前体物质；
步骤4，在步骤3制备的黑色素前体中加入抗坏血酸、异辛醇聚氧乙烯醚和磷酸盐缓冲液，抗坏血酸与异辛醇聚氧乙烯醚总质量与磷酸盐缓冲液的质量比为1:4，制成染发剂。
实施例4
步骤1，采用黑豆制备酪氨酸酶液；
将黑豆与pH为7.5的磷酸盐缓冲液混合，黑豆与磷酸盐缓冲液的的比例为10g：35ml，然后在35℃下超声提取3h，得到提取液；
将提取液在3000r下离心4min后取上清液，在上清液中加入质量浓度为55％的硫酸铵静置3h，然后继续在4000r下离心10min并倒掉上清液，再加入pH为7.5的磷酸缓冲液震荡，即得到酪氨酸酶液；
步骤2，制备酪胺底物溶液
将酪胺溶于pH为7.5的磷酸缓冲液中，制备出浓度为0.04g/mL的酪胺底物溶液；
步骤3，制备生物发酵体系中的黑色素前体
将步骤1制备的酪氨酸酶液与步骤2制备的酪胺底物溶液按照1:5体积比混合反应，混合反应条件为：使用磷酸缓冲液调节pH为7.5、反应温度为 36℃的条件下反应50分钟，得到黑色素前体物质；
步骤4，在步骤3制备的黑色素前体中加入硫酸亚铁与十六烷基三甲基溴化胺，硫酸亚铁与十六烷基三甲基溴化胺的质量比为1:4，制成染发剂。
本发明通过提取天然黑豆中的酶液,将酪胺通过生物转化合成黑色素前体物质，制备具有巨大推广应用价值的天然酶发酵的染发剂以黑色素前体物质为原料，制备出的染发剂不含有过氧化氢和对苯二胺及其衍生物，具有对皮肤无刺激无致敏作用，安全性高，并保持自然黑的染发特点。
申请人实施例3为基础，分别考察了黑豆的料液比对酪氨酸酶活性的影响、酪胺底物浓度对染发效果的影响、酪氨酸酶液与酪胺底物的体积比对染色效果的影响，经研究发现，
1.黑豆的料液比对酪氨酸酶的影响
在其他条件不变的情况下，考察了黑豆料液比为1：1～5提取液制备的酪氨酸酶的活性影响，实验结果表明：黑豆的料液比为1：4是提取酪氨酸酶较佳的料液比；
2.酪胺底物浓度对染发效果的影响
在其他条件不变的情况下，考察了浓度为0.01g/mL～0.05g/mL的酪胺溶液为底物对染发效果的影响，结果表明，0.03g/mL的酪胺溶液为底物染发效果最佳；
3.酪氨酸酶液与酪胺底物的体积比对染色效果的影响
在其他条件不变的情况下，考察了酪氨酸酶液与酪胺底物的体积比 1:1～1:5的条件下对染发效果的影响，结果表明：体积比在1:3的条件下随着体积比的增加，染色效果变好，但随着体积比的近一步增加，染色效果无较为明显的变化，所以选定酪氨酸酶液与酪胺底物的最佳体积比为1：3。
为证明本申请制备的全天然酶发酵黑色染发剂的染色效果好，申请人选择用白色清洗干净的小鼠毛进行染色实验，采用本发明的实施例4方法制备出的黑色染发剂对小鼠进行染色，观察染色情况与商用染色剂染色过后的小鼠毛作对比，其效果如下：
由图2和图3可以看出，本申请所制备的全天然酶发酵黑色染发剂的染色效果明显，并与现有商用染发剂比较染色效果更加接近人体正常毛发颜色，说明本发明的全天然酶发酵黑色染发剂具有较好的染色效果。
为了进一步验证本申请，对染色鼠毛进行耐日光度和水洗度测试，从图1可以看出，收集水洗过后的洗液进行紫外测试，结果显示其吸光度在下降，说明水洗出的物质越来越少，黑色素前体物质进入到了毛发内部并且留在毛发内部；同时对暴晒后的毛发色泽变化不大，说明染色稳定性较好。
为了更进一步说明全天然酶发酵黑色染发剂的染黑效果，如图4所示为人类毛发染色后效果，从图4中可以看到人类毛发染黑效果良好，说明本申请所制得天然染发剂染黑效果较好。

Claims (3)

1.一种全天然酶发酵黑色染发剂的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，采用黑豆制备酪氨酸酶液；
将黑豆与pH为7-8的磷酸盐缓冲液混合，所述黑豆与磷酸盐缓冲液的的比例为10g：20-50ml，然后在25-40℃下超声提取2.5-3.5h，得到提取液；
将所述提取液在3000r下离心4-6min后取上清液，在上清液中加入质量浓度为55％的硫酸铵静置3h，然后继续在4000r下离心10min并倒掉上清液，再加入pH为7-8的磷酸缓冲液震荡，即得到酪氨酸酶液；
步骤2，制备酪胺底物溶液；
将酪胺溶于pH为7-8的磷酸缓冲液中，制备出浓度为0.01g/mL～0.05g/mL的酪胺底物溶液
步骤3，制备生物发酵体系中的黑色素前体；
将步骤1制备的酪氨酸酶液与步骤2制备的酪胺底物溶液按照1:1～5体积比混合反应，得到黑色素前体物质；使用磷酸缓冲液调节pH为6.5～7.5、反应温度为36～39℃的条件下反应50分钟；
步骤4，在步骤3制备的黑色素前体中加入助剂与媒染剂，制成染发剂，所述助剂与媒染剂的质量比为1:4。
2.根据权利要求1所述的一种全天然酶发酵黑色染发剂的制备方法，其特征在于，步骤4所述助剂种类为L-半胱氨酸、抗坏血酸、十六烷基三甲基溴化胺、异辛醇聚氧乙烯醚、三乙醇胺、硫酸亚铁中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种全天然酶发酵黑色染发剂的制备方法，其特征在于，步骤4所述媒染剂为硫酸亚铁，十六烷基三甲基溴化胺，磷酸盐缓冲液中的一种。
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