CN116769859A - 一种鱼源胶原蛋白肽及护发产品和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水产品加工和日化领域，公开了一种鱼源胶原蛋白肽的提取方法，包括如下步骤：(1)清洁的原料鱼鱼皮用水在85‑95℃下恒温浸提2.5‑8h；(2)加入鱼皮质量0.5％‑2％复合蛋白酶，在52‑60℃、中性条件下酶解1‑4h；(3)灭酶冷却，取上清液脱色过滤。所制备的鱼源胶原蛋白肽对头发的吸附性很好，能够渗入受损头发内部，与头发角蛋白发生作用，修复和改善头发角蛋白；活性更高，能扩散到头发皮层，帮助减少头发损伤。这种蛋白肽可增加头发中蛋白质含量和氨基酸含量、提高头发角蛋白二级结构中α‑构象含量，因此可用于制备具有修复受损发质功能的洗发或护发产品。

Description

一种鱼源胶原蛋白肽及护发产品和应用

技术领域

本发明涉及水产品加工利用和日用品领域，具体为鱼源胶原蛋白肽的提取、应用以及使用该胶原蛋白肽的洗发或护发产品。

背景技术

胶原蛋白肽具有良好的抗氧化性和保湿性，因此在美容保健方面得到了广泛的实验研究。

传统的护发方法主要是利用洗发液、发胶、摩丝或喷雾对头发进行简单的物理修补护理，且目前使用的大多数护发配方是由阳离子聚电解质和表面活性剂发生作用形成的超分子复合物，但头发纤维角质层阻止了护发产品的成分穿透，使大多数配方中只有少量的化合物能够沉积在头发纤维表面，且这些残留在角质层表面的成分并不能很好的修复受损头发。

胶原蛋白多肽作为天然可降解聚合物，具有生物活性高、生物相容性好、抗氧化性强、降解速度适宜等优势，并且易加工生产，是目前理想的生物医学材料之一。研究发现，优质可溶性胶原蛋白分解物对毛发和皮肤有保护作用，毛发对胶原蛋白肽具有选择性的吸附作用，吸附于毛发表面，对头发的表皮层起到保护作用，因而胶原蛋白适用于护发品和化妆品的原料。

例如，刘寒等以黑线鳕和狭鳕的鱼皮为原料，提取酸溶胶原蛋白及其水解物，通过研究其对头发拉伸强度和拉伸率的影响发现，低分子量胶原蛋白水解物处理后的头发在强度和拉伸度方面有明显的改善，可能是这些小分子水解物改善了头发纤维蛋白组分的晶型和排列有序程度。Alina等利用胶原蛋白肽、壳聚糖和透明质酸为原料合成一种聚合物并用其处理毛发，可吸附于头发表面；处理后头发的杨氏模量和断裂力等力学性能参数及毛干厚度、体积均有所增加。

护发产品对头发的保护包括吸附吸收。吸附是指吸附在头发表面，对头发的表皮层有保护作用；吸收是指渗入角质层，对头发内部起到修护作用。但目前胶原蛋白主要还是起到吸附作用，而未能渗入角质层被吸收，对头发内部起到修护作用。

近年来虽有一些学者研究了蛋白质水解产物的护发作用，但对头发的修复改善作用评价通常仅是将这些物质添加到头发的洗护配方中，测定头发力学性能、简单表征外貌形态结构。这些指标虽能在一定程度上反映蛋白肽对受损头发的修复作用，但对受损头发的深层修复效果未能充分实现，更鲜有利用鱼源胶原蛋白肽作为修复受损毛发功能成分的护发产品。

有鉴于此，需要提供一种能够深层修复受损头发的胶原蛋白肽护发产品，特提出本发明。

发明内容

本发明旨在提供一种鱼源胶原蛋白肽的提取工艺。

本发明还提供了上述鱼源胶原蛋白肽的应用以及含有该成分的护发产品。

胶原蛋白肽的制备方法，步骤包括：

(1)原料鱼清洗后取鱼皮，用水在85-95℃下恒温浸提2.5-8h；

(2)加入鱼皮质量0.5％-2％复合蛋白酶，在52-60℃、中性条件下酶解1-4h；

(3)灭酶冷却，取上清液脱色过滤。

步骤(1)中，鱼皮与水的质量比为1：2-4，优选为1：3。

步骤(1)中，所述的鱼皮为河鲀鱼鱼皮。

步骤(2)中，在pH＝7.0的条件下酶解。

步骤(2)中，所述的复合蛋白酶为Protomex，与鱼皮的用量比为0.5-3AU/100g，优选为1.5AU/100g。

步骤(3)中，用活性炭脱色，活性炭与上清液用量比为8-15g/L。脱色过滤后的上清液浓缩干燥得到鱼胶原蛋白肽。优选的，采用冻干法。

上述鱼胶原蛋白肽可用于制备修复受损发质的护发产品。

上述鱼胶原蛋白肽用于制备增加头发中蛋白质含量和氨基酸含量、提高头发角蛋白二级结构中α-构象含量的洗发或护发产品。

所述的洗发或护发产品中，鱼胶原蛋白肽的含量为0.1wt％～5wt％，优选为0.5wt％-2wt％。

优选的，所述的护发产品为护发素，其主要成分包括：阳离子表面活性剂7％～8％，螯合剂0.1％～0.2％，增稠剂3％～4％，香精0.2％～0.3％，防腐剂0.2％～0.3％，柠檬酸0.3％～0.4％，鱼胶原蛋白肽0.5％～2％。

优选的，还含有着色剂0.2％～0.3％，余量为水。

优选的，所述的阳离子表面活性剂为鲸蜡硬脂基三甲基氯化铵，二十二烷基三甲基氯化铵中的一种或组合；所述的螯合剂为EDTA二钠；所述的增稠剂为鲸蜡硬脂醇；所述的香精为：Cl12490，Cl11680中的一种或组合；所述的防腐剂为：甲基氯异噻唑啉酮，甲基异噻唑啉酮中的一种或组合。

这种鱼源胶原蛋白肽对头发的吸附很好，能够有效增加不健康头发中的蛋白质、氨基酸含量。且经过含上述胶原蛋白肽护发产品处理后，头发角蛋白二级结构中α-构象(特别是α-螺旋结构)百分比含量上升，β-构象百分比含量下降，两者的占比均逐渐趋向健康头发，使角蛋白结构完整性和稳定性得到修复改善。

本发明的胶原蛋白肽洗发和护发产品能对头发起到保护作用的原理是，低分子量蛋白肽能穿透角质层渗入头发内部，逐渐被吸收，对避免头发遭受到化学和机械损伤有一定的作用；较高分子量的蛋白肽则具有较好的成膜性能，能提高头发纤维的光泽度和弹性，还能使头发易于成型。

本发明的有益效果在于：

(1)采用热水抽提法结合复合蛋白酶酶解法对原料鱼进行综合靶向提取，精细化分离制备具有优势特性的鱼胶原蛋白肽，并用于洗发或护发产品；成分天然，天然的小分子蛋白肽注入护发产品，具有低抗原性、低过敏性和使用安全等特点；

(2)本发明的胶原蛋白肽及护发产品对头发的吸附性很好，因蛋白质和多肽的化学成分有大量的结合位点，使它们与头发角蛋白有很高的化学亲和力；而且低分子量的多肽更易被吸收，能够渗入受损头发内部，与头发角蛋白发生作用，修复和改善头发角蛋白；因此活性更高，能扩散到头发皮层，帮助减少头发损伤；

(3)本发明的胶原蛋白肽对头发具有良好的生物相容性，具有平滑、光泽、柔软、弹性和保护作用，使用该蛋白肽护发产品能有效增加不健康头发中的蛋白质、氨基酸含量，且角蛋白二级结构中α-构象(特别是α-螺旋结构)百分比含量上升，β-构象百分比含量下降，占比均逐渐趋向健康头发，使角蛋白结构完整性和稳定性得到修复改善。

附图说明

图1为健康头发(0号)、未经过处理的受损不健康头发(1号)、用未添加胶原蛋白肽护发素处理的受损不健康头发(2号)以及用添加胶原蛋白肽护发素处理的受损不健康头发(3号)市售小麦蛋白护发素处理(4号)横截面的原位红外透射成像图

图2为健康头发、未经过处理的受损不健康头发、用未添加胶原蛋白肽护发素处理的受损不健康头发、用添加胶原蛋白肽护发素处理的受损不健康头发以及用含小麦蛋白护发素处理的受损不健康头发的原始红外光谱图。

图3为健康头发、未经过处理的受损不健康头发、用未添加胶原蛋白肽护发素处理的受损不健康头发、用添加胶原蛋白肽护发素处理的受损不健康头发以及用含小麦蛋白护发素处理的受损不健康头发的显微观察图像。

具体实施方式

实施例1胶原蛋白肽的制备(1)

取10g河鲀鱼皮解冻，清洗干净沥干后置于50mL烧杯中，按鱼皮：水＝1:3(w/w)加入蒸馏水进行90℃水浴恒温浸提3h。

以加酶量1.0％(以河鲀鱼鱼皮质量计)加入复合蛋白酶Protomex(购自诺维信(中国)生物技术有限公司，酶活力1.5AU/g，经解淀粉芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌发酵获得)，在温度55℃，pH 7.0的条件下进行120rpm水浴振荡酶解2h，酶解结束后95℃水浴恒温灭酶15min。灭酶完成后，酶解液冷却至室温后，以8000r/min在4℃下离心15min。收集上清液于50mL烧杯中，以活性炭添加量12g/L(以上清液体积计)，将上清液60℃水浴脱色30min，过滤即得河鲀鱼鱼皮胶原蛋白肽酶解液，最后将胶原蛋白肽酶解液真空冷冻干燥，得到胶原蛋白肽粉。

酶解液用超滤法分离，有10000-3000Da，3000-1000Da，＜1000Da三个分子量段。

所获得的鱼皮胶原蛋白肽理化指标如表1所示。

表1鱼皮胶原蛋白肽理化指标评价

实施例2胶原蛋白肽的制备(2)

(1)取5g鲐鱼鱼头解冻，清洗干净沥干后置于50mL烧杯中，按鱼头：水＝1:3(w/w)加入蒸馏水进行90℃水浴恒温浸提3h；

(2)以加酶量0.5％(以鲐鱼鱼头质量计)加入复合蛋白酶，在温度55℃，pH 7.0的条件下进行120rpm水浴振荡酶解2h；

(3)酶解结束后95℃水浴恒温灭酶15min。灭酶完成酶解液冷却至室温后，以8000r/min在4℃下离心15min。收集上清液于50mL烧杯中，以活性炭添加量10g/L(以上清液体积计)，将上清液60℃水浴脱色30min，过滤即得鲐鱼鱼头胶原蛋白肽酶解液，最后将胶原蛋白肽酶解液真空冷冻干燥，得到胶原蛋白肽粉。

酶解液用超滤法分离，有10000-3000Da、3000-1000Da和＜1000Da三个分子量段。

实施例3护发素的制备(1)

步骤1，加入65份的水，搅拌，缓慢加入7份阳离子表面活性剂鲸蜡硬脂基三甲基氯化铵，分散至无颗粒搅拌至均匀。

步骤2，取0.2份螯合剂EDTA二钠、3份增稠剂鲸蜡硬脂醇，加热至55～65℃，搅拌溶解，于其中加入经步骤1处理得到的溶液，搅拌均匀，加热至65～70℃，保温搅拌0.5～1h。

步骤3，经步骤2处理的溶液中加入0.3份香精Cl12490、0.2份防腐剂甲基异噻唑啉酮和0.3份着色剂和0.3份柠檬酸，搅拌至均匀后，加入0.5份实施例1的胶原蛋白肽粉，用水补足100份，磁力搅拌机以高速搅拌30min至均匀，即得。以上均为质量份。

空白对照护发素，不加入胶原蛋白肽，用水补足100份。

实施例4胶原蛋白肽在护发素的应用配方(2)

制备方法同实施例3，配比为：水60份，阳离子表面活性剂鲸蜡硬脂基三甲基氯化铵8份，螯合剂EDTA二钠0.2份，增稠剂鲸蜡硬脂醇3份，防腐剂甲基氯异噻唑啉酮0.3份，香精Cl11680 0.3份，着色剂0.3份，柠檬酸0.4份，实施例1的胶原蛋白肽粉1份，用水补足100份。以上均为质量份。

空白对照护发素，不加入胶原蛋白肽，用水补足100份。

实施例5

取实施例4制备的含胶原蛋白肽护发素及空白护发素，对受损头发分别进行浸泡处理1h，以健康头发和受损未处理的头发做对照，对发样进行原位红外成像实验，红外透射成像图如图1所示。

受损的头发发样采集自男性脱发患者；健康头发发样来源于头发状况健康、无任何前额发际线衰退迹象的志愿者；所有提供头发样本的志愿者均为20-40岁的男性，头发取自头顶且未经过任何头发美容处理，如漂、染、烫等。

原位红外成像的蛋白质成分分布图显示，受损头发用实施例3的含1％胶原蛋白肽护发素处理后，毛发横截面均呈现出蛋白类物质的红外强吸收，其结果最接近健康头发，截面边缘更平滑，发芯处蛋白类物质变均匀。说明鱼皮胶原蛋白肽对头发具有良好的生物相容性，由内而外深层修护头发。

实施例6

取实施例4制备的含胶原蛋白肽护发素及空白护发素、市售含小麦蛋白的护发素对受损头发分别进行浸泡处理1h，根据红外光谱透射成像图，对蛋白质物质的波数段进行提取查看其在头发横截面中的分布情况，结果如图2。

从图2看，头发纤维的光谱图具备典型的蛋白质红外特征吸收峰，酰胺I带(1662-1658cm-1)和酰胺II带(1650-1648cm-1)即表征了头发纤维中蛋白质成分。结果显示，相较于健康头发，不健康头发未处理前酰胺I带(1662-1658cm-1)和酰胺II带(1650-1648cm-1)波数段峰值明显更高，用本发明护发素处理后的受损头发，红外谱图显示酰胺I带和酰胺II带波数段峰值发生了明显的变化，即蛋白质高波数段逐渐移向低波数段，并红移接近健康头发蛋白质波数值。其发质状况与健康头发最为接近。

与市售小麦蛋白护发素的红外光谱对比可看出，受损头发用含有河鲀鱼鱼皮胶原蛋白肽护发素处理后，蛋白质高波数段逐渐移向低波数段，并红移接近健康头发蛋白质波数值，效果明显更优。

结果证明，使用该蛋白肽护发产品能有效增加不健康头发的蛋白质、氨基酸含量，且角蛋白二级结构中α-构象(特别是α-螺旋结构)百分比含量上升，β-构象百分比含量下降，占比均逐渐趋向健康头发，使角蛋白结构完整性和稳定性得到修复改善。

因此可以证实该鱼皮胶原蛋白肽护发素并不是仅仅吸附在头发表面对其形貌结构进行修复改善，而是能够渗透进入头发纤维内部，且对受损头发的蛋白质(角蛋白)有非常大的影响。

经过上述处理的头发外观如图3所示。从图3结果分析可见，健康头发边缘平滑且富有光泽；不健康的受损头发边缘毛躁且无光泽。

受损头发用三种护发素处理后，发质均有改善；用添加河鲀鱼鱼皮胶原蛋白护发素处理的受损头发，不论从边缘光滑度还是表面光泽度看都具有最佳的修复效果。

实施例7

用实施例2鲐鱼胶原蛋白肽代替实施例1的河鲀鱼胶原蛋白肽，采用实施例4的配方制备护发素，对不健康头发进行修复后。不同鱼源蛋白肽对不健康头发的修复效果对比如表2、表3。

表2不同鱼源胶原蛋白肽处理不健康头发蛋白质二级结构的百分比含量(％)

不健康头发的修复表现为蛋白质二级结构β构象向α构象转变；河鲀鱼鱼皮胶原蛋白肽处理后的不健康头发α-构象(α-螺旋、无规则卷曲)百分比含量增多，如表2。

表3不同鱼源胶原蛋白肽对头发α-螺旋峰的影响含量(％)

微纤维中α-螺旋蛋白物质的结构完整性决定了α-螺旋吸收峰的面积大小。⊿H值的降低是因为α-螺旋结构的完整性遭到破坏，头发纤维经修复后⊿H值向健康头发靠近，如表3。

由此可见，河鲀鱼来源的胶原蛋白肽对头发的吸附很好，能够有效增加不健康头发中的蛋白质、氨基酸含量。且经过含上述胶原蛋白肽护发产品处理后，头发角蛋白二级结构中α-构象(特别是α-螺旋结构)百分比含量上升，β-构象百分比含量下降，两者的占比均逐渐趋向健康头发，使角蛋白结构完整性和稳定性得到修复改善。

上述结果证明该鱼皮胶原蛋白肽护发素对头发的吸附性很好，且对头发具有良好的生物相容性，具有平滑、光泽、柔软、弹性和保护作用。

用实施例3护发素对受损头发进行处理，效果与实施例5-7相似，都能够对受损头发有很好的修复作用。说明河鲀鱼鱼皮的胶原蛋白肽吸附性好，对头发具有良好的生物相容性，具有平滑、光泽、柔软、弹性和保护作用，不仅能够吸附在头发表面对其形貌结构进行修复改善，而且能够渗透进入头发纤维内部，且对受损头发的蛋白质(角蛋白)修复有非常大的影响。

Claims (10)

1.一种鱼源胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)原料鱼清洗后取鱼皮，用水在85-95℃下恒温浸提2.5-8h，

(2)加入鱼皮质量0.5％-2％复合蛋白酶，在52-60℃、中性条件下酶解1-4h；

(3)灭酶冷却，取上清液脱色过滤。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，鱼皮与水的质量比为1：2-4。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的鱼皮为河鲀鱼鱼皮。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，在pH＝7.0的条件下酶解。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的复合蛋白酶为Protomex。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，脱色过滤后的上清液浓缩干燥得到鱼胶原蛋白肽。

7.一种鱼源胶原蛋白肽，其特征在于，由权利要求1-6任一项所述的制备方法制备。

8.权利要求7所述鱼源胶原蛋白肽用于制备具有修复受损发质功能的洗发或护发产品。

9.权利要求7所述鱼源胶原蛋白肽用于制备增加头发中蛋白质含量和氨基酸含量、提高头发角蛋白二级结构中α-构象含量的洗发或护发产品。

10.一种用于修复受损发质的洗发或护发产品，其特征在于，含有权利要求7所述鱼源胶原蛋白肽。