CN110693772B - 一种应用于化妆品的海藻抗炎提取物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新的海藻抗炎提取物的制备方法，提高小分子海带提取物中岩藻聚糖硫酸酯的透皮效果，从而有助于其在抗炎类化妆品中的应用。发明包括如下步骤：(1)水提法提取海带粗多糖；(2)高压脉冲电场处理步骤(1)获得的海带粗多糖溶液；(3)步骤(2)获得的粗多糖用过氧化氢法裂解；(4)通过滤膜处理，脱除杂质并保留所需的分子量范围。本发明通过对富含岩藻聚糖硫酸酯的海带水提取物进行特定的高压脉冲电场处理，有效提高了其裂解产物中岩藻聚糖硫酸酯的透皮效果，解决了传统小分子海带提取物透皮效果不理想的问题。本发明不使用促炎、对皮肤有不良影响的透皮促进剂，使化妆品成分更加安全。

Description

一种应用于化妆品的海藻抗炎提取物的制备方法
技术领域
本发明涉及一种应用于化妆品的海藻抗炎提取物的制备方法。
背景技术
岩藻聚糖硫酸酯是一种高附加值海藻硫酸多糖，具有多种生物活性，在医药、化妆品领域的应用前景广阔。研究表明，岩藻聚糖硫酸酯具有显著的抗炎功效，在洗手凝胶、个人护理用品、炎症皮肤专用化妆品、敏感皮肤专用化妆品方面具有开发潜力。然而其在化妆品领域并未得到广泛应用。
岩藻聚糖硫酸酯纯品的获得通常需要复杂的纯化工艺，生产成本昂贵且在纯化过程中难以避免有机试剂的使用，影响了成分的安全性且提高了将过敏物质引入体系的风险。
岩藻聚糖硫酸酯主要提取自海带，海带廉价易得，热水抽提即可将大部分岩藻聚糖硫酸酯提取；然而海带水提物中还含有大量的杂质，其中包括复杂的多糖组分。将海带水提物直接应用于化妆品原料，其透皮效果不理想，从而影响其抗炎作用，影响其在以抗炎为功效的化妆品中的应用。
透皮吸收问题一直是化妆品有效性评价的前提。抗炎类化妆品对透皮性能要求相对较高，但现有技术通常通过加入促透剂的方式来增进透皮性能。然而透皮剂通常为有机酸或表面活性剂，均不利用炎症的康复，甚至属于促炎物质，不适合抗炎类化妆品使用。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，本发明提供了一种新的海藻抗炎提取物的制备方法，提高小分子海带提取物中岩藻聚糖硫酸酯的透皮效果，从而有助于其在抗炎类化妆品中的应用。
一种应用于化妆品的海藻抗炎提取物的制备方法，包括如下步骤：
(1)水提法提取海带粗多糖；
(2)高压脉冲电场处理步骤(1)获得的海带粗多糖溶液；所述高压脉冲电场处理的工作条件为：电场强度10-20kV/cm，脉冲频率50-150Hz，脉冲时间为80-160μs。
(3)步骤(2)获得的粗多糖用过氧化氢法裂解；
(4)通过滤膜处理，脱除杂质并保留所需的分子量范围。
高压脉冲电场(PEF)是以高电压,短脉冲及温和的温度等条件处理液态食品的非热加工技术，最早应用于果蔬的非热加工领域，近年来成为液态食品加工的研究热点。高压脉冲电场条件下，水会发生轻微的电离，影响体系内大分子的带电情况，进而影响构象。然而，除了杀菌与提高提取率方面，其他应用的机理均不明确；其应用范围也很有限。本发明使用该方法处理海带粗多糖，意外地促进了其裂解物中岩藻聚糖硫酸酯的透皮效果，从而促进了抗炎活性物质岩藻聚糖硫酸酯的透皮吸收。
需要注意的是，步骤(1)中，提取海带粗多糖的海带原料必须事先脱盐。
步骤(2)中高压脉冲电场装置可选择流动型。通过各参数和处置室体积来计算料液的处置流速。
优选的，步骤(1)的工作条件为：80-200目的海带干粉加水浸泡，海带干粉与水的质量比为1:20-1:50，浸泡10-24h；浸泡完成后，将反应体系于45-90℃水浴浸提2-24h,离心，取上清，得海带粗多糖溶液。所述的海带干粉为经过脱盐处理的海带制得，其中可溶性盐含量低于2％。所述脱盐处理可为清水冲洗脱盐。
需要注意的是，100℃以上的高压浸提法能小幅度提高得率并产生一定的裂解效果，但经高压脉冲电场处理后其透皮效果改善情况不明显。
优选的，对步骤(1)获得的海带提取液进行脱色处理，优选为大孔树脂脱色，也可使用活性炭脱色。
优选的，步骤(2)进行之前，将海带粗多糖溶液的温度调整为35-45℃。
通常而言，高压脉冲电场属于非热加工技术，一般应用于常温条件，很少讨论反应的温度对作用效果的影响。本发明发现，适宜的温度可带来更好的裂解物透皮效果，其适宜温度范围略高于常温。
优选的，步骤(3)的工作条件为将步骤(2)获得的海带粗多糖溶液浓缩并干燥，得粗多糖粉；使用过氧化氢裂解法，反应体系中粗多糖粉用量1wt％-3wt％，过氧化氢用量为1wt％-2.5wt％，余量为水，反应温度为60-80℃，反应时间为70-180mi n。
所述的浓缩可以为旋转蒸发浓缩或真空浓缩，所述干燥可以是冷冻干燥或喷雾干燥。
优选的，步骤(4)的技术手段可以是超滤，也可以是透析。滤膜可仅脱除小分子和盐，也可通过两次以上过滤获得目标分子量范围的物质。脱盐与小分子的滤膜的截留分子量优选为1-3kDa。
超滤后，将所得料液干燥，得干粉。干燥方式可以是冷冻干燥或喷雾干燥。
优选的，将通过上述方法制得的海带提取物干粉与海茸寡糖配伍，混合均匀，海带提取物与海茸寡糖的质量比为20:1-40:1。
其中，海茸寡糖为干粉，是通过水提法提取海茸多糖，并将海茸寡糖通过过氧化氢法进行裂解并干燥获得的，其分子量在500Da以下。
本发明的实验结果表明，海茸寡糖是有效的岩藻聚糖硫酸酯促透剂，且海茸寡糖具有保湿、抗氧化功效，避免了有机酸类、表活类促透剂对炎症的进一步恶化。
所述的过氧化氢裂解法为反应体系中海茸多糖1.5wt％-3wt％,过氧化氢2.5wt％-5wt％，余量为水，50-80℃裂解60-150min，超滤，得500Da以下的海茸寡糖。
本发明具有如下有益效果：
本发明通过对富含岩藻聚糖硫酸酯的海带水提取物进行特定的高压脉冲电场处理，有效提高了其裂解产物中岩藻聚糖硫酸酯的透皮效果，解决了传统小分子海带提取物透皮效果不理想的问题。本发明不需对岩藻聚糖硫酸酯进行分离纯化，降低了生产成本且不需使用有机试剂，有利于岩藻聚糖硫酸酯在化妆品、洗护用品中的应用。本发明还将其与海茸寡糖配伍，实验证实海茸寡糖是有效的透皮促进剂。本发明不使用促炎、对皮肤有不良影响的透皮促进剂，使化妆品成分更加安全。
附图说明
图1为透皮吸收实验装置示意图；
图2为实施例2、实验例1、实验例2单位面积累积透过量随时间变化曲线图；
图3为实验例3、实施例1、实施例2、实施例3单位面积累积透过量随时间变化曲线图；
图1中：1、供给池；2、取样口；3、接受池；4、搅拌子。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例中所用的物料均为市售普通物料。
实施例1
一种应用于化妆品的海藻抗炎提取物的制备方法，包括如下步骤：
(1)水提法提取海带粗多糖：100目的脱盐海带干粉加水浸泡，海带干粉与水的质量比为1:30，浸泡16h；浸泡完成后，将反应体系于70℃热水浸提10h,离心，得海带粗多糖溶液；将海带粗多糖溶液使用大孔阴离子树脂进行脱色处理，大孔树脂与粗多糖溶液质量比为1:200，45℃下搅拌脱色1h。
(2)高压脉冲电场处理：将步骤(1)获得的海带粗多糖溶液的温度调整为40±1℃，并将其通入高压脉冲电场处置室；高压脉冲电场处理的工作条件为：电场强度15kV/cm，脉冲频率80Hz，脉冲时间为120μs，脉冲宽度为5μs，脉冲波形为衰减波。
(3)过氧化氢法裂解：将步骤(2)获得的海带粗多糖溶液旋转蒸发浓缩并干燥，得粗多糖粉；反应体系中粗多糖粉用量1.8wt％，过氧化氢用量为2wt％，余量为水；反应温度为70℃，反应时间为120mi n。
(4)超滤：将步骤(3)获得的裂解液通入超滤装置，使用截留分子量为10kDa的滤膜脱除大分子，保留流出物；再将流出物通过截留分子量为1kDa的滤膜脱除小分子物质和残余的盐分。
(5)干燥：将步骤(4)获得的滤液真空冷冻干燥。
实施例2
一种应用于化妆品的海藻抗炎提取物的制备方法，包括如下步骤：
(1)水提法提取海带粗多糖：100目的脱盐海带干粉加水浸泡，海带干粉与水的质量比为1:30，浸泡16h；浸泡完成后，将反应体系于70℃热水浸提10h,离心，得海带粗多糖溶液；将海带粗多糖溶液使用大孔阴离子树脂进行脱色处理，大孔树脂与粗多糖溶液质量比为1:200，45℃下搅拌脱色1h。
(2)高压脉冲电场处理：将步骤(1)获得的海带粗多糖溶液的温度调整为40±1℃，并将其通入高压脉冲电场处置室；高压脉冲电场处理的工作条件为：电场强度15kV/cm，脉冲频率80Hz，脉冲时间为120μs，脉冲宽度为5μs，脉冲波形为衰减波。
(3)过氧化氢法裂解：将步骤(2)获得的海带粗多糖溶液旋转蒸发浓缩并干燥，得粗多糖粉；反应体系中粗多糖粉用量1.8wt％，过氧化氢用量为2wt％，余量为水；反应温度为70℃，反应时间为120mi n。
(4)超滤：将步骤(3)获得的裂解液通入超滤装置，使用截留分子量为10kDa的滤膜脱除大分子，保留流出物；再将流出物通过截留分子量为2kDa的滤膜脱除小分子物质和残余的盐分。
(5)干燥：将步骤(4)获得的滤液真空冷冻干燥。
实施例3
一种应用于化妆品的海藻抗炎提取物的制备方法，包括如下步骤：
(1)水提法提取海带粗多糖：100目的脱盐海带干粉加水浸泡，海带干粉与水的质量比为1:30，浸泡16h；浸泡完成后，将反应体系于70℃热水浸提10h,离心，得海带粗多糖溶液；将海带粗多糖溶液使用大孔阴离子树脂进行脱色处理，大孔树脂与粗多糖溶液质量比为1:200，45℃下搅拌脱色1h。
(2)高压脉冲电场处理：将步骤(1)获得的海带粗多糖溶液的温度调整为40±1℃，并将其加入高压脉冲电场处置室；高压脉冲电场处理的工作条件为：电场强度15kV/cm，脉冲频率80Hz，脉冲时间为120μs，脉冲宽度为5μs，脉冲波形为衰减波。
(3)过氧化氢法裂解：将步骤(2)获得的海带粗多糖溶液旋转蒸发浓缩并干燥，得粗多糖粉；反应体系中粗多糖粉用量1.8wt％，过氧化氢用量为2wt％，余量为水；反应温度为70℃，反应时间为120mi n。
(4)超滤：将步骤(3)获得的裂解液通入超滤装置，使用截留分子量为10kDa的滤膜脱除大分子，保留流出物；再将流出物通过截留分子量为2kDa的滤膜脱除小分子物质和残余的盐分。
(5)干燥：将步骤(4)获得的滤液真空冷冻干燥。
(6)配伍：将步骤(5)获得的海带提取物冻干粉与海茸寡糖按照质量比1:30均匀混合；所述海茸寡糖分子量为500Da以下。
实施例4
一种应用于化妆品的海藻抗炎提取物的制备方法，包括如下步骤：
(1)水提法提取海带粗多糖：80目的脱盐海带干粉加水浸泡，海带干粉与水的质量比为1:20，浸泡24h；浸泡完成后，将反应体系于45℃热水浸提24h,离心，得海带粗多糖溶液；将海带粗多糖溶液使用大孔阴离子树脂进行脱色处理，大孔树脂与粗多糖溶液质量比为1:200，45℃下搅拌脱色1h。
(2)高压脉冲电场处理：将步骤(1)获得的海带粗多糖溶液的温度调整为36±1℃，并将其加入高压脉冲电场处置室；高压脉冲电场处理的工作条件为：电场强度20kV/cm，脉冲频率150Hz，脉冲时间为160μs，脉冲宽度为5μs，脉冲波形为衰减波。
(3)过氧化氢法裂解：将步骤(2)获得的海带粗多糖溶液旋转蒸发浓缩并干燥，得粗多糖粉；反应体系中粗多糖粉用量3wt％，过氧化氢用量为2.5wt％，余量为水；反应温度为80℃，反应时间为70mi n。
(4)超滤：将步骤(3)获得的裂解液通入超滤装置，使用截留分子量为20kDa的滤膜脱除大分子，保留流出物；再将流出物通过截留分子量为3kDa的滤膜脱除小分子物质和残余的盐分。
(5)干燥：将步骤(4)获得的滤液真空冷冻干燥。
(6)配伍：将步骤(5)获得的海带提取物冻干粉与海茸寡糖按照质量比1:20均匀混合；所述海茸寡糖分子量为500Da以下。
实施例5
一种应用于化妆品的海藻抗炎提取物的制备方法，包括如下步骤：
(1)水提法提取海带粗多糖：200目的脱盐海带干粉加水浸泡，海带干粉与水的质量比为1:50，浸泡10h；浸泡完成后，将反应体系于90℃热水浸提2h,离心，得海带粗多糖溶液；将海带粗多糖溶液使用大孔阴离子树脂进行脱色处理，大孔树脂与粗多糖溶液质量比为1:200，45℃下搅拌脱色1h。
(2)高压脉冲电场处理：将步骤(1)获得的海带粗多糖溶液的温度调整为44±1℃，并将其加入高压脉冲电场处置室；高压脉冲电场处理的工作条件为：电场强度10kV/cm，脉冲频率50Hz，脉冲时间为80μs，脉冲宽度为5μs，脉冲波形为衰减波。
(3)过氧化氢法裂解：将步骤(2)获得的海带粗多糖溶液旋转蒸发浓缩并干燥，得粗多糖粉；反应体系中粗多糖粉用量1wt％，过氧化氢用量为1wt％，余量为水；反应温度为60℃，反应时间为180mi n。
(4)超滤：将步骤(3)获得的裂解液通入超滤装置，使用截留分子量为10kDa的滤膜脱除大分子，保留流出物；再将流出物通过截留分子量为1kDa的滤膜脱除小分子物质和残余的盐分。
(5)干燥：将步骤(4)获得的滤液真空冷冻干燥。
(6)配伍：将步骤(5)获得的海带提取物冻干粉与海茸寡糖按照质量比1:50均匀混合；所述海茸寡糖分子量为500Da以下。
实验例
实验例1
除不进行步骤(2)高压脉冲电场处理外，其他工作条件均与实施例2相同
实验例2
一种应用于化妆品的海藻抗炎提取物的制备方法，包括如下步骤：
(1)水提法提取海带粗多糖：工作条件与实施例2相同。
(2)过氧化氢法裂解：将步骤(1)获得的海带粗多糖溶液旋转蒸发浓缩并干燥，得粗多糖粉；裂解工作条件与实施例2相同。
(3)使用步骤(2)获得的海带裂解液进行高压脉冲电场处理，工作条件与实施例2相同。
超滤与干燥的工作条件与实施例2相同。
实验例3
除不进行步骤(4)中2kDa的滤膜处理外，其他工作条件与实施例2相同。
实验1：对比实施例2、实验例1、实验例2的透皮吸收性能
透皮吸收性能测定方法如下：
实验中取雌性昆明小鼠皮肤给予不同的试样，通过透皮吸收仪分别考察时间对不同试样透皮吸收率的影响。
具体为：将小鼠皮肤固定在供给池与接受池之间，皮肤表层向上。采用改良Franz扩散池，以含0.5％叠氮化钠的生理盐水为接受液，在32℃，600r/min转速的条件下进行透皮实验。透皮面积为1.77cm2，接受液体积为6mL，透皮装置如图1所示。
选取各分子量样品为实验对象，将各组样品用接受液配制成10g/L的溶液，取1mL加入供给池，在2h、4h、6h、8h、10h、24h后取接受液1mL并用新鲜接受液补足。以L-岩藻糖为标准品，用Dische法测定接受液中岩藻糖的含量，并按以下公式计算单位面积累计透过量，进而分析时间、分子量及浓度对透皮吸收性的影响。
Figure BDA0002269523350000101
Figure BDA0002269523350000102
Qn：t时间样品的单位面积累计透过量(μg/cm2)；A：渗透面积(1.77cm2)；Cn：t时间浓度测定值；Ci：t时间之前浓度测定值；V：接受液总体积(12mL)；V0：取样体积(1mL)；J：透皮速率常数。作Qn对t作曲线得回归方程，此方程斜率即为透皮速率常数。
实验结果见图1,考察了各样品在浓度为10g/L时透皮吸收24h的单位面积累积透过量。由图1可见，高压脉冲电场处理裂解前的海带水提物，可有效提高其透皮性能。在裂解前进行高压脉冲电场处理是必要的，实验例2为裂解后进行高压脉冲电场处理，对透皮性没有明显的影响。
通过实验1证明，本发明的技术方案可不使用有害透皮剂、不需要分离纯化即提高海带提取物的透皮性能。
正常完整的皮肤屏障可吸收15kDa以下的物质，但正常皮肤屏障或多或少有不同程度肉眼难以辨别的损伤，40kDa以下的物质都有被皮肤吸收的可能。分子量在500Da以下时，可无阻碍顺畅吸收；500Da以上时，吸收速度受到很多条件制约，比如剂型、极性、构象、电荷、皮肤状态等；透皮途径也包括多种，如细胞间渗透、细胞内渗透、毛孔渗透等，机理复杂，尚不完全清楚。
实验2：对比实验例3、实施例1、实施例2、实施例3的透皮吸收性能，并计算实验例3、实施例1、实施例2的产率。透皮吸收性能测试方法同实验1。
Figure BDA0002269523350000111
其中，实验例3、实施例1、实施例2的区别仅在于实验例3未进行小分子成分脱除处理，实施例1脱除了1kDa以下的小分子，实施例2脱除了2kDa以下的小分子。
透皮性能见图3，产率见表1。
表1实验例3、实施例1、实施例2产率表
名称 实验例3 实施例1 实施例2
产率 4.7％ 3.8％ 3.2％
由图3可见，脱除小分子杂质后，岩藻聚糖硫酸酯的透皮性能在4h以内变慢，但随着时间的延长，透皮性能超过未脱除杂质的实验例1，这可能与盐分的存在影响了后续的透皮吸收有关。加入海茸寡糖后，岩藻聚糖硫酸酯的透皮性能改善明显，尤其是在2h的时候，透皮效率比未加入海茸寡糖的实施例1的改善尤为明显。其机理可能是海茸寡糖分子量较小，能迅速透皮吸收，且具有优秀的保湿效果，有效改善了皮肤的吸收条件，从而显著提高了透皮性能。然而，海茸寡糖与岩藻聚糖硫酸酯属于同类物质，添加有效范围较窄，超出用量范围会降低岩藻聚糖硫酸酯的透皮率，对大分子岩藻聚糖硫酸酯促透效果不明显。
从实验2可见，海茸寡糖是岩藻聚糖硫酸酯的有效透皮促进剂，且成分安全。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种应用于化妆品的海藻抗炎提取物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）水提法提取海带粗多糖；其中，海带原料经过脱盐处理;
（2）高压脉冲电场处理步骤（1）获得的海带粗多糖溶液；所述高压脉冲电场处理的工作条件为：电场强度10-20kV/cm，脉冲频率50-150Hz，脉冲时间为80-160μs，脉冲宽度为5-10μs；
（3）步对骤（2）获得的粗多糖用过氧化氢法裂解；
（4）将步骤（3）获得的裂解液进行滤膜处理；所述的滤膜处理为超滤，包括使用截留分子量为1-3kDa的滤膜进行过滤。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）的工作条件为：80-200目的海带干粉加水浸泡，海带干粉与水的质量比为1:20-1:50，浸泡10-24h；浸泡完成后，将反应体系于45-90℃水浴浸提2-24h,离心，得海带粗多糖溶液。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中海带粗多糖溶液的温度为35-45℃。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）的工作条件为将步骤（2）获得的海带粗多糖溶液浓缩并干燥，得粗多糖粉；使用过氧化氢裂解法，反应体系中粗多糖粉用量1 wt%-3wt%，过氧化氢用量为0.5 wt%-1.5wt%，余量为水；反应温度为60-80℃，反应时间为70-180min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括将步骤（4）获得的产物与海茸寡糖进行配伍。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述海茸寡糖分子量为500Da以下。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）获得的产物制备成干粉，与海茸寡糖干粉的质量比为20:1-40:1。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述海茸寡糖为海茸多糖通过过氧化氢裂解法制得。
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