CN116983229B - 一种i型胶原蛋白组合物的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种I型胶原蛋白组合物的制备方法及其应用，包括以下步骤：将阴离子聚合物加入到多元醇和水中搅拌混合直至完全溶解，调节pH至6～8，然后再加入I型胶原蛋白进行络合反应，即得到所述I型胶原蛋白的组合物。本发明制备的络合物克服了胶原蛋白与阴离子聚合物不配伍的缺点，同时完整的保留了胶原蛋白本身优异的性能，并且其络合反应工艺简单，所得产品为均一、稳定的粘稠液体或胶状物，长期储存不会出现分层、沉淀等现象，保质期可达1～3年，在化妆品，医疗器械等领域具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及高分子化合物的制备工艺，尤其涉及一种I型胶原蛋白组合物的制备方法及其应用。
背景技术
胶原蛋白是人体中含量最多的蛋白质，约占人体蛋白总量的30-40%。作为一种生物高分子纤维蛋白，胶原蛋白是发现最早、含量最丰富的一类细胞外基质蛋白，广泛地存在于人与动物皮肤、肌肉、骨骼及内脏中，对维护细胞、组织和器官的正常生理功能和修复损伤有重要作用。胶原蛋白的分子结构呈现三股螺旋，由三条多肽相互缠绕构成，三螺旋结构为胶原蛋白活性机理所在。由于胶原蛋白具有高效的生物活性，而被广泛的应用于医药、食品、化妆品中。
在过去的几十年里，随着制药和食品工业对新型功能性成分的需求不断增加，人们对蛋白质复合物的兴趣越来越大。例如，将蛋白质与多糖复合以提高蛋白质的热稳定性或胃肠消化稳定性。然而，三螺旋结构的活性胶原蛋白由于其分子量大，并且胶原蛋白分子通常带正电荷，具有聚阳离子的性质，与化妆品及医疗器械领域常用的阴离子聚合物原料配伍性较差，活性胶原蛋白与常用的原料（如黄原胶、透明质酸钠、海藻酸钠）直接进行配伍后，容易出现析出变性等情况，从而限制了胶原的应用。
CN116217707A公开了一种通过聚合物缔合相分离作用沉淀II型胶原蛋白的方法，该方法通过酶解得到II型胶原蛋白酶解液，配制阴离子多糖溶液，并将多糖溶液和酶解液的pH调节至酸性，将多糖溶液加入酶解液中，搅拌均匀；静置，离心取沉淀，冷冻干燥，粉碎，得到II型胶原蛋白粉末，该发明的阴离子多糖包括果胶、硫酸软骨素、硫酸葡聚糖、海藻酸钠等。
CN116019736A公开了一种适用于化妆品的I型胶原蛋白肽-海藻酸钠复合物的规模化制备方法，该方法以鱼鳞I型胶原蛋白肽与海藻酸钠为原料，通过醛胺缩合反应一步到位快速制备I型胶原蛋白肽-海藻酸钠复合物初液，再利用连续流离心协同超滤膜分离技术在常温下对其分离纯化，得到含量≥95％的I型胶原蛋白肽-海藻酸钠复合物溶液，最后利用喷雾干燥技术快速干燥形成复合物粉状物。
上述公开发明中，为了改善胶原蛋白的复配性能，通常需要对胶原蛋白进行改性，然而胶原蛋白在改性的过程中会对其三螺旋结构有一定程度的破坏。另外，改性胶原的工艺复杂，而且成本较高。因此，通过改性来改善胶原蛋白的复配性能在应用上受到了一定的限制。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的至少一个不足，提供一种I型胶原蛋白组合物的制备方法及其应用。
本发明所采取的技术方案是：
本发明提供一种I型胶原蛋白组合物的制备方法，包括以下步骤：
1） 将阴离子聚合物加入到多元醇和水中搅拌混合直至完全溶解，调节pH至6～8，得到阴离子聚合物复合液，所述阴离子聚合物选自聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚丙烯酸改性产物中的至少一种；
2） 向步骤1）的阴离子聚合物复合液中加入I型胶原蛋白进行络合反应，即得到所述I型胶原蛋白的组合物。
在一些实例中，所述I型胶原蛋白组合物的动力黏度为6000～70000mPa·s。
在一些实例中，所述多元醇选自丙二醇、丙三醇、丁二醇，戊二醇，己二醇中的至少一种。
在一些实例中，所述I型胶原蛋白与阴离子聚合物的质量比为1：(0.5～500)。
在一些实例中，所述I型胶原蛋白与阴离子聚合物的质量比为1：(0.5～3)。
在一些实例中，所述络合反应的温度为20～35℃。
在一些实例中，所述多元醇含量为胶原蛋白的组合物质量的0.1%～30%。
在一些实例中，所述多元醇含量为胶原蛋白的组合物质量的14%～16%。
在一些实例中，所述阴离子聚合物的重均分子量为1000～500000。
另外一个方面，本发明提供一种护肤品，包括前述的制备方法制备得到的I型胶原蛋白组合物。
本发明的有益效果是：
本发明通过对原料的筛选，得到了制备工艺简单，性能稳定的络合物。制备的络合物能与较多的其他阴离子原料进行复配，克服了胶原蛋白与阴离子聚合物不配伍的缺点，同时完整的保留了胶原蛋白本身优异的性能，并且其络合反应工艺简单，便于规模化的生产和应用。
本发明的方法制备得到的组合物具有一定的粘度，能很好的与其他原料进行配伍，并且所得产品为均一、稳定的粘稠液体或胶状物，该产品长期储存不会出现分层、沉淀等现象，保质期可达1～3年，在化妆品，医疗器械等领域具有良好的应用前景。
附图说明
图1是实施例1～5制备得到的I型胶原蛋白组合物的圆二色谱图，实施例1～5分别对应图中的1～5号标签，牛I型为牛I型胶原蛋白对照品。
图2是实施例1～5制备得到的I型胶原蛋白组合物的电泳图，实施例1～5分别对应图中的1～5号标签，牛I型为牛I型胶原蛋白对照品，Marker为分子量标准品。
图3是实施例1～5制备得到的I型胶原蛋白组合物的澄清度图，实施例1～5分别对应图中的1～5号标签，空白标签为去离子水对照组。
图4是对比例1～5制备得到的I型胶原蛋白组合物的澄清度图，对比例1～5分别对应图中的1～5号标签，空白标签为去离子水对照组。
具体实施方式
一种I型胶原蛋白组合物的制备方法，包括以下步骤：
1） 将阴离子聚合物加入到多元醇和水中搅拌混合直至完全溶解，调节pH至6～8，得到阴离子聚合物复合液；
2） 向步骤1）的阴离子聚合物复合液中加入胶原蛋白进行络合反应，即得到所述I型胶原蛋白的组合物；
其中，所述I型胶原蛋白为I型胶原蛋白。
I型胶原蛋白可以是各种来源的I型胶原蛋白，可以是生物技术提取的胶原蛋白，或是经过化学提取方法提取的胶原蛋白，可以是从鱼、猪、牛等动物原料提取得到。
在一些实例中，所述I型胶原蛋白组合物的动力黏度为6000～70000 mPa·s。具体的黏度可以通过调节I型胶原蛋白、阴离子聚合物和多元醇的量进行相应的调整，满足不同产品应用的需要。
在一些实例中，所述阴离子聚合物选自聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚丙烯酸改性产物中的至少一种。
多元醇可以更好地稳定组合物，种类没有特殊的要求。在一些实例中，所述多元醇选自丙二醇、丙三醇、丁二醇，戊二醇，己二醇中的至少一种。这些多元醇来源广泛，成本低廉，安全性好。
在一些实例中，所述I型胶原蛋白与阴离子聚合物的质量比为1：(0.3～2500)。
在一些实例中，所述I型胶原蛋白与阴离子聚合物的质量比为1：(0.5～3)。这种混合比，更有利于得到稳定的I型胶原蛋白组合物，所得产品为均一、稳定的粘稠液体或胶状物，该产品长期储存不会出现分层、沉淀等现象。
在一些实例中，所述络合反应的温度为20～35℃。这样可以避免温度过高导致的I型胶原蛋白变性。
多元醇的用量可以根据组合物的具体应用领域不同而进行相应的调整，以可以稳定组合物为宜。在一些实例中，所述多元醇含量为胶原蛋白的组合物质量的0.1%～30%。
在一些实例中，所述多元醇含量为胶原蛋白的组合物质量的14%～16%。这一范围下，有利于得到更为稳定的组合物。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同方案。
下述实例中，所用的各成分均从市场上购买得到。所用I型胶原蛋白为广州创尔生物技术股份有限公司生产。
下述实例中，如无特别说明，所示百分含量均为重量百分含量。
下述实例中，产品动力黏度使用旋转式粘度计在20～25℃下测得，产品的pH值使用pH计在20～25℃下测得。
实施例1
本实施例的I型胶原蛋白组合物的制备方法，包括以下步骤：
1）准确称量阴离子聚合物粉末(聚丙烯酸钠接枝淀粉)0.2g，丁二醇10g，戊二醇5g，将聚合物粉末、丁二醇、戊二醇加入烧杯中搅拌分散均匀，然后加入20g去离子水，搅拌混合30min，pH调整至7左右，形成均匀透明的粘稠状凝胶；
2）向步骤1）的粘稠状凝胶中加入胶原蛋白液（浓度4mg/ml）50g，并使用去离子水，将产品的总重量补齐至100g，25℃下搅拌混合30min，形成均匀透明或半透明的粘稠液体。
该实施例制备得到的I型胶原蛋白组合物测得动力黏度约为20000mPa·s，pH值约为6.4，该粘液体即为含胶原蛋白的组合物，放置6个月未见分层或产生絮状物，并且产品中胶原的活性保持完好。对含胶原蛋白的组合物进行测试，来确定I型胶原的特征，证明仍保留I型胶原的活性，圆二色谱测试、电泳测试、澄清度图谱见图1～3中的1号。
实施例2
本实施例与实施例1的制备步骤的区别在于，本实施例采用的阴离子聚合物粉末为聚丙烯酸0.2g，其余步骤均与实施例1相同。
该实施例制备得到的I型胶原蛋白组合物测得动力黏度约为10000mPa·s，pH值约为5.8，该粘液体即为含胶原蛋白的组合物，放置6个月未见分层或产生絮状物。对含胶原蛋白的组合物进行测试，来确定I型胶原的特征，证明仍保留I型胶原的活性，圆二色谱测试、电泳测试、澄清度图谱见图1～3中的2号。
实施例3
本实施例与实施例1的制备步骤的区别在于，本实施例采用的阴离子聚合物粉末为聚丙烯酸钠0.3g，其余步骤均与实施例1相同。
该实施例制备得到的I型胶原蛋白组合物测得动力黏度约为40000mPa·s，pH值约为6.5，该粘液体即为含胶原蛋白的组合物，放置6个月未见分层或产生絮状物。对含胶原蛋白的组合物进行测试，来确定I型胶原的特征，证明仍保留I型胶原的活性，圆二色谱测试、电泳测试、澄清度图谱见图1～3中的3号。
实施例4
本实施例与实施例1的制备步骤的区别在于，本实施例采用的阴离子聚合物粉末为聚丙烯酸钠0.1g，其余步骤均与实施例1相同。
该实施例制备得到的I型胶原蛋白组合物测得动力黏度约为8000mPa·s，pH值约为7.1，该粘液体即为含胶原蛋白的组合物，放置6个月未见分层或产生絮状物。对含胶原蛋白的组合物进行测试，来确定I型胶原的特征，证明仍保留I型胶原的活性，圆二色谱测试、电泳测试、澄清度图谱见图1～3中的4号。
实施例5
本实施例与实施例1的制备步骤的区别在于，本实施例采用的阴离子聚合物粉末为聚丙烯酸钠0.3g和聚丙烯酸0.1g的混合物，其余步骤均与实施例1相同。
该实施例制备得到的I型胶原蛋白组合物测得动力黏度约为60000mPa·s，pH值约为6.4，该粘液体即为含胶原蛋白的组合物，放置6个月未见分层或产生絮状物。对含胶原蛋白的组合物进行测试，来确定I型胶原的特征，证明仍保留I型胶原的活性，圆二色谱测试、电泳测试、澄清度图谱见图1～3中的5号。
对比例1
本实施例与实施例1的制备步骤的区别在于，本实施例采用的阴离子聚合物粉末为黄原胶0.2g，其余步骤均与实施例1相同。
该实施例制备得到的I型胶原蛋白组合物测得动力黏度约为5000mPa·s，pH值约为5.9，该组合物放置24小时产生大量絮状物，其澄清度图谱见图4中的1号。
对比例2
本实施例与实施例1的制备步骤的区别在于，本实施例采用的阴离子聚合物粉末为聚丙烯酸0.2g，步骤1的粘稠状凝胶的pH调整至5.5左右，其余步骤均与实施例1相同。
该实施例制备得到的I型胶原蛋白组合物测得动力黏度约为2000mPa·s，pH值约为4.8，该组合物放置24小时产生大量絮状物，其澄清度图谱见图4中的2号。
对比例3
本实施例与实施例1的制备步骤的区别在于，本实施例采用的阴离子聚合物粉末为透明质酸钠0.3g，其余步骤均与实施例1相同。
该实施例制备得到的I型胶原蛋白组合物测得动力黏度约为1000mPa·s，pH值约为6.0，该组合物放置24小时产生大量絮状物，其澄清度图谱见图4中的3号。
对比例4
本实施例与实施例1的制备步骤的区别在于，本实施例采用的阴离子聚合物粉末为海藻酸钠 0.2g，其余步骤均与实施例1相同。
该实施例制备得到的I型胶原蛋白组合物测得动力黏度约为300mPa·s，pH值约为6.2，该组合物放置1个月后分层，其澄清度图谱见图4中的4号。
对比例5
本实施例与实施例1的制备步骤的区别在于，本实施例采用的阴离子聚合物粉末为聚丙烯酸0.05g的混合物，其余步骤均与实施例1相同。
该实施例制备得到的I型胶原蛋白组合物测得动力黏度约为300mPa·s，pH值约为6.2，该组合物放置1个月后分层，其澄清度图谱见图4中的5号。
以上是对本发明所作的进一步详细说明，不可视为对本发明的具体实施的局限。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的简单推演或替换，都在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种I型胶原蛋白粘稠液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1） 将阴离子聚合物加入到多元醇和水中搅拌混合直至完全溶解，调节pH至6～8，得到阴离子聚合物复合液，所述阴离子聚合物选自聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚丙烯酸改性产物中的至少一种；
2） 向步骤1）的阴离子聚合物复合液中加入I型胶原蛋白进行络合反应，所述络合反应的温度为20～35℃，即得到所述I型胶原蛋白粘稠液；
所述I型胶原蛋白与阴离子聚合物的质量比为1：(0.5～500)，所述多元醇选自丙二醇、丙三醇、丁二醇，戊二醇，己二醇中的至少一种，所述多元醇含量为胶原蛋白粘稠液质量的0.1%～30%。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述I型胶原蛋白粘稠液的动力黏度为6000～70000mPa·s。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述I型胶原蛋白与阴离子聚合物的质量比为1：(0.5～3)。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多元醇含量为胶原蛋白粘稠液质量的14%～16%。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述阴离子聚合物的重均分子量为1000～500000。
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