一种基于漆蜡复合白木香油制备漆蜡基纳米银微乳液的方法与流程

本发明涉及生物化工技术领域，特别涉及一种基于漆蜡复合白木香油制备漆蜡基纳米银微乳液的方法。

背景技术：

白木香是热带及亚热带常绿乔木，为我国特有的珍贵药用植物，是国产沉香的唯一植物资源。主要分布于我国广东、广西、福建、台湾等地，其中最多分布在海南。白木香在受到外界刺激(酸、碱、盐、微生物)时才会诱导防御性反应从而产生树脂，包被心材，进而形成沉香。沉香产生后会形成倍半萜类、2-(2-苯乙基)色酮类及其衍生物、芳香族类、脂肪酸类等化学成分，除此之外还有一些二萜、三萜及甾醇类成分。白木香油主要由白木香挥发性组成与脂溶性成分，挥发性成分包括γ-依兰油烯(γ-muurolene)、α-依兰油烯(α-muurolene)、4，7-二甲基-1-异丙基-1，2，4a，5，6，8a-六氢萘、δ-杜松烯(δ-cadinene)、τ-依兰油醇(τ-muurolol)、α-杜松醇(α-cadinol)、1，6-二甲基-4-异丙基萘，等。脂溶性成分包括苄基丙酮、α-檀香醇、沉香螺旋醇、苍术醇、马兜铃烯、愈创烯、α-桉叶油醇、木香醇、γ-蛇床烯、白木香醛、棕榈酸、硬脂酸、6，7-二甲氧基-2-(2-苯乙基)色酮。白木香油具用抗菌、抗病毒、改善心脑血管疾病，广泛用于医药和日化。

我国盛产乌桕，年产乌桕籽10～15万t，乌桕蜡3～5万t。现在仅有很少一部分被用作食用，大部分可用于制造护肤油，肥皂，蜡纸，固体酒精和高级香料，是一种良好的化工原料。乌桕蜡主要是棕榈酸和油酸的甘油酯，脂肪酸组成中通常含棕榈酸65％左右，含油酸32％左右。漆蜡来自漆籽外果皮膜蜡质层，漆蜡化学组成由90％～95％三甘油酯、3％～15％游离脂肪酸及1％～2％游离脂肪醇组成，其中结合脂肪酸由70％～75％棕榈酸、3％～5％硬脂酸、15％～35％油酸及2％～5％二元脂肪酸组成。在我国部分地方一直有食用和药用的习惯，由于炒菜、煎炸食物及制作漆蜡酒、漆蜡茶，对皮肤没有过敏和毒副作用，还可以防治胃病和止血，是产妇和手术者的绝好营养品。

但是乌桕蜡与漆蜡的组成相似，含有棕榈酸65％左右和含油酸32％左右，由于不饱和脂肪酸的存在，造成熔点较低，酸值碘值较高，性能不稳定，容易被氧化，无法满足高档化妆品生产需求。如何提高乌桕蜡与漆蜡的软化点，加氢是可行的技术方案。同时利用乌桕蜡与漆蜡中棕榈酸生物转化加工漆蜡基脂肪酸蔗糖脂、漆蜡基棕榈酸异丙酯等，在国际上应用十分广泛，广泛应用于制药及化妆品工业中。主要作为添加剂和增溶剂使用。棕榈酸异丙酯性能稳定，不宜氧化产生异味。在护肤及化妆品中是优良的皮肤柔润剂，可使肌肤柔软嫩滑，无油腻感。其对皮肤渗透性好，可作为睫毛膏中色素的良好溶剂，常用于护肤霜、发油、眼影、口红、睫毛膏等配方中。漆蜡有良好的弹性和柔软性，可被广泛的应用于涂料、日用化妆品、电子技术、纺织印染、高级化妆品、医药等行业。并且乌桕蜡的价格低于漆蜡，将乌桕蜡与漆蜡复配，可制备低成本高性能的新型木蜡。

熊果苷，又名熊果甙、熊果素、熊果叶甙、熊果酚甙或杨梅甙，因其最早来源于天然绿色植物，是一个集“绿色”、“安全”和“高效”概念于一体的皮肤美白活性物质。它能够迅速渗入肌肤，在不影响皮肤细胞增殖浓度的同时，有效地抑制皮肤中酪氨酸酶的活性，阻断黑色素的形成，通过自身与酪氨酸酶的结合，加速黑色素的分解与排泄，从而减少皮肤色素沉积，祛除色斑和雀斑。还有润肤、愈创、杀菌和协同抗炎等作用。是目前国外流行的最安全有效的美白原料之一，也是二十一世纪最具竞争力的皮肤美白祛斑活性剂。

目前市场上以日本木蜡为代表的高性能漆蜡，应用市场十分紧俏，它的价格是其他生物蜡的5-8倍。而我国目前的漆蜡加工技术落后，加工所得产品熔点低、色泽深、酸值高、韧性差，制备的仍是低端的粗产品，限制了在电子产品，油墨材料，润滑剂及光亮剂等领域的应用，缺乏高附加值的漆蜡精细品。通过加氢技术，可以提高天然植物蜡的性能，提升熔点，降低酸值碘值。

微乳液是一种自发形成，热力学稳定的透明液体，它易于保存，易于制备，工艺过程简单。微乳液应用范围广，应用领域在不断的拓宽。例如微乳透皮给药系统，有较低的表面张力，可以提高对难溶性药物的增容作用，增加角质层脂质的双层流动性，使微乳更易于透过角质层被人体吸收，从而达到更佳良好的药用效果。

技术实现要素：

针对白木香油、乌桕蜡与漆蜡、熊果苷和漆蜡基棕榈酸异丙酯的特性，解决高档化妆品应用中愈创杀菌、美白祛斑和雀斑及柔软渗透性等技术问题，为实现本发明目的，通过加氢、酶催化和复配技术，开发一种基于漆蜡复合白木香油制备漆蜡基纳米银微乳液。

本发明采用的技术方案为：

第一步，漆蜡基复合蜡制备

取漆蜡和乌桕蜡按质量百分比40～70∶30～60置于反应器中升温至110℃，搅拌均匀，加入0.1～1％钯碳催化剂，再通入氢气反应，反应温度110～160℃，氢气压力0.1～0.5mpa，反应时间40～150min，反应结束至常压，趁热熔状态加入2％400目活性炭脱色20～60min，再经过5～20μm滤布过滤，冷却至固体状，得到漆蜡基复合蜡；

第二步，漆蜡基复合蜡酯交换

取漆蜡基复合蜡和异丙醇按质量百分比10～30∶70～95置于反应器中升温至80℃，搅拌均匀，再降温至50～60℃得到均匀的漆蜡溶液，加入脂肪酶，脂肪酶与漆蜡溶液质量比为为3～10∶1000，磁力振荡速率150～1000r/min，反应时间10～72h，反应结束后，过滤脂肪酶，用热水洗涤，静置分层。将上层产物收集后减压蒸馏除去异丙醇溶剂，得到漆蜡基复合蜡异丙酯黄色油状液体，酯化度大于90％，黏度为10～15mpa·s，折光率为1.420～1.440，酯化度大于90％；

第三步，漆蜡基白木香油复合蜡纳米银乳液制备

漆蜡基复合蜡异丙酯、白木香油、壳聚糖乳化剂、纳米银液体和去离子水按质量百分比例5～15∶1～5∶0.1～5∶0.1～5∶80～95置于反应容器中，加热至70℃以上，搅拌30～60min，搅拌转速3000～5000rpm/min，得到漆蜡基复合蜡纳米银乳液，乳液粒径150～400nm，离心稳定性和贮存稳定性达到1级；

第四步，熊果苷微乳液制备

将熊果苷溶于45℃去离子水中，加0.1～0.5％亚硫酸氢钠、0.1～0.5％维生素c和维生素e氧化剂，配制成0.5～5％熊果苷溶液，再加入含10～20％橄榄油，3～5％蓖麻油聚氧乙烯醚(el-40)和1～3％司班80，加热至60～70℃，搅拌30～60min，搅拌转速3000～5000rpm/min，得到w/o型熊果苷微乳液，乳液粒径150～400nm，离心稳定性和贮存稳定性达到1级；

第五步，w/o型熊果苷漆蜡基复合蜡纳米银乳液制备

漆蜡基复合蜡纳米银乳液与熊果苷微乳液按质量百分比例1∶1～5置于反应容器中，加热至70℃以上，加入1～3％司班80，搅拌30～60min，搅拌转速3000～5000rpm/min，得到w/o型熊果苷漆蜡基复合蜡纳米银乳液，乳液粒径150～400nm，离心稳定性和贮存稳定性达到1级。

本发明采用乌桕蜡和漆蜡为原料，乌桕籽脱皮经正己烷萃取或压榨得到的固态油脂，经脱溶脱色冷冻精制的乌桕蜡，由55％～65％棕榈酸，25％～40％油酸和亚油酸组成，熔点40℃～45℃，皂化值190～220mgkoh/g，酸值50～60mgkoh/g，针入度(25℃(1/10mm)120～125。漆籽经过压榨或溶剂提取的粗制漆蜡，再经物理吸附脱色和真空脱臭后得到的精制漆蜡，由65％～75％棕榈酸，15％～25％油酸和亚油酸组成，熔点大于52℃，白度大于85，酸值小于15，皂化值大于200，日本二元酸大于3.0％，针入度(25℃(1/10mm)40～50。

为了克服乌桕蜡与漆蜡熔点较低，酸值碘值高，性能不稳定，容易被氧化，本发明采用催化加氢，加入0.1～1％钯碳催化剂，优选0.1～0.5％，氢气压力0.1～0.5mpa，优选氢气压力0.3mp，反应温度110～160℃，优选150℃，反应时间40～150min，反应结束至常压，趁热熔状态加入2％400目活性炭脱色20～60min，再经过5～20μm滤布过滤，得到的漆蜡基复合蜡由65％～75％棕榈酸，20％～35％硬脂酸，0.5％～5％油酸和亚油酸组成，熔点大于52℃，白度大于90，针入度(25℃(1/10mm)20～30。本发明优化在钯碳催化剂用量0.5％，氢气压力0.3mpa，反应时间2h，反应温度150℃，500r/min的条件下，将精制漆蜡与乌桕蜡按1∶2，1∶1，2∶1进行复配加氢。在优化的条件下反应后的漆蜡中硬脂酸的相对含量达到了23.89％，油酸亚油酸含量仅有0.77％，熔点由48.6℃上升到了53.6℃，硬度与针入度提高，漆蜡的品质有明显的改善，复配后的新型漆蜡的硬脂酸含量也提高到了17.48％，棕榈酸相对达到75.95％，其性能与日本白蜡完全一致。对比如表1。

表1漆蜡复配蜡和日本白蜡的物化性能对比

为了改善漆蜡在护肤及化妆品中柔润剂和渗透性，本发明采用酶催化酯交换制备漆蜡基异丙酯，酯交换脂肪酶为诺维信435脂肪酶、脂肪酶a和脂肪酶b中一种，优选诺维信435脂肪酶，脂肪酶与漆蜡溶液质量比为为3～10∶1000，优选0.5％，磁力振荡速率150～1000r/min，优选150～400r/min，反应时间10～72h，优选48～72h，得到漆蜡基复合蜡异丙酯黄色油状液体，黏度为10～15mpa·s，折光率为1.420～1.440，酯化度大于90％。为了增加白木香油菌与香气，本发明采用亚临界萃取制备白木香油，将白木块粉放入亚临界萃取，提取媒介丁烷，提取温度30℃～50℃，萃取压力0.6mpa～1.5mpa，萃取时间0.5～2小时，萃取二次，合并萃取相，得到白木香油软膏，将软膏全部倒入搅拌器中，加入乙醇溶液，固液比(kg/l)1∶10～30，在温度70℃以上搅拌1～2h，再降温至-15℃～0℃静置3～6h，过滤，清液回收乙醇，得到淡黄色白木香油，相对密度(20℃/20℃)0.912～0.938，折光指数(20℃)1.415～1.419，旋光度(20℃)0.05～0.07。

为了制备稳定性能好的漆蜡基白木香油复合蜡纳米银乳液，本发明加入壳聚糖和乳化剂，壳聚糖和乳化剂加入量0.1～5％，选择的乳化剂为吐温60、吐温80、司班80中的一种或几种，优选另外壳聚糖和漆蜡基复合蜡异丙酯具有分散增稠乳化功能，如表2。从离心稳定性、贮存稳定性以及稀释稳定性综合比较。本发明选择壳聚糖和司班80对漆蜡的乳化效果好，离心稳定性和15d贮存稳定性达到1级，稀释稳定性也为最佳。

表2不同乳化剂类型对漆蜡乳液性能的影响

为了改善美白和抗氧化性能，本发明以橄榄油为基质油相，橄榄油加入量为10～20％，采用熊果苷与维生素复配，优选0.1～0.5％维生素c和维生素e氧化剂，采用蓖麻油聚氧乙烯醚(el-40)和司班乳化剂制备w/o型熊果苷微乳液，乳化剂用量3～10％，搅拌30～60min优选60min，搅拌转速3000～5000rpm/min，优选5000rpm/min，乳液粒径150～400nm，离心稳定性和15d贮存稳定性达到1级.

为了进一步改善抑菌性能，本发明引入纳米银液体与熊果苷微乳液复配。纳米银溶液(nanosilver)银粒径在10～20纳米，固含量3～5％，密度1.40±0.5g/ml，ph值6.0～8.0，优选银粒径20纳米，固含量5％。在1～3％司班80乳化下，搅拌30～60min优选60min，搅拌转速3000～5000rpm/min，优选5000rpm/min，得到w/o型熊果苷漆蜡基复合蜡纳米银乳液，乳液粒径150～400nm，离心稳定性和15d贮存稳定性达到1级。

本发明的漆蜡基复合蜡纳米银乳液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌、白色念珠菌和枯草芽孢杆菌具有较好的抑制活性，抑菌圈直径为8.9～15.4mm，如对大肠杆菌的抑菌圈直径为10.4mm，mic和mbc值为0.6mg/ml和1.2mg/ml，对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径为12.0mm，mic和mbc值为0.8mg/ml和1.5mg/ml，对肺炎克雷伯氏菌的抑菌圏直径14.7mm，mic和mbc值为0.8mg/ml和1.6mg/ml，对白色念珠菌的抑菌圏直径16.8mm，mic和mbc值为1.7mg/ml和3.2mg/ml；对枯草芽孢杆菌抑菌圏直径16.5mm，mic和mbc值为0.4mg/ml和1.4mg/ml。本发明的乳液对抑制酪氨酸酶活性进行评价，当乳液固含物浓度在在1～50μg/ml，通过紫外色谱检测多巴色素的生成量，对酪氨酸酶抑制率为65～100％，其ic50值为2.0～5μg/ml。

本发明的有益效果是：

利用白木香油、乌桕蜡与漆蜡、熊果苷和漆蜡基棕榈酸异丙酯的特性，通过加氢、酶催化和复配乳化技术，发明的熊果苷漆蜡基复合蜡纳米银乳液，不仅复配漆蜡针入度和饱合度提高，而且离心稳定性和15d贮存稳定性达到1级，具有明显的愈创杀菌、抑制酪氨酸酶美白祛斑和柔软渗透性，拓展了漆蜡的用途。

附图说明

图1.精制漆蜡(a)与乌桕蜡复配后氢化蜡(b)气相色谱图。

实施例1：精制漆蜡的制备

取1kg日本野漆树漆籽皮，加入正己烷5l，85℃回流提取1小时，提取三次，合并提取液，回收溶剂，浓缩物加入1％活性炭和2％酸性白土，脱色温度85～100℃，优选95℃。脱色时间0.5～2h，优选1h。脱色后真空脱臭，脱臭温度120～140℃，优选135℃，脱臭时间0.5～2h，脱臭真空度200～600mmhg，优选600mmhg，得到的精制漆蜡。产品收率35％，漆蜡熔点52.6℃，白度90，酸值15.2，过氧化值9.3，碘值7.8，日本二元酸3.8％。

实施例2：漆蜡与乌桕蜡复配加氢

取0.5kg漆蜡和乌桕蜡，按质量百分比40～70∶30～60，优选漆蜡与乌桕蜡质量比例进行复配，置于反应器中升温至110℃，搅拌均匀，加入0.5％钯碳催化剂，再通入氢气反应，氢气压力0.1～0.5mpa，，优选氢气压力0.3mp，反应温度150℃，反应时间40～150min，反应结束至常压，趁热熔状态加入2％400目活性炭脱色20～60min，再经过5～20μm滤布过滤，冷却至固体状，得到漆蜡基复合蜡，由65％～75％棕榈酸，20％～35％硬脂酸，0.5％～5％油酸和亚油酸组成，熔点大于52℃，白度大于90，针入度(25℃(1/10mm)20～30。将精制漆蜡与乌桕蜡按1∶2，1∶1，2∶1进行复配加氢。在优化的条件下复配加氢蜡性能如表3。

表3漆蜡和乌桕蜡复配加氢后脂肪酸相对含量

实施例3：漆蜡基复合蜡酯交换

取漆蜡基复合蜡和异丙醇按质量百分比10～30∶70～95，优选1∶3～5，置于反应器中升温至80℃，搅拌均匀，再降温至50℃得到均匀的漆蜡溶液，加入脂肪酶，脂肪酶为诺维信435脂肪酶、胰脂肪酶、脂肪酶a和脂肪酶b中一种，优选诺维信435脂肪酶。脂肪酶与漆蜡溶液质量比为为3～10∶1000，优选0.5％，磁力振荡速率150～1000r/min，优选400r/min，反应时间10～72h优选72h，反应结束后，过滤脂肪酶，用热水洗涤，静置分层。将上层产物收集后减压蒸馏除去异丙醇溶剂，得到漆蜡基复合蜡异丙酯黄色油状液体，黏度为13.5mpa·s，折光率为1.430。将其进行gc-ms检测，生成的复合蜡异丙酯92.7％其中棕榈酸异丙酯75.6％，油酸异丙酯1.4％，硬脂酸异丙酯占17.6％，亚油酸异丙酯占0.8％。

实施例4：白木香油制备

将白木块粉500g放入亚临界萃取装置，提取媒介丁烷，提取温度30℃～50℃，优选45℃，萃取压力0.6mpa～1.5mpa，优选1.0mpa，萃取时间1.5小时，萃取二次，合并萃取相，得到白木香油软膏，将软膏全部倒入搅拌器中，加入乙醇溶液，固液比(kg/l)1∶10～30，优选1∶16，在温度70℃搅拌1h，再降温至0℃，静置6h，过滤，清液回收乙醇，得到淡黄色白木香油，相对密度(20℃/20℃)0.912-0.938，折光指数(20℃)1.415～1.419，旋光度(20℃)0.05-0.07。

实施例5：漆蜡基白木香油复合蜡纳米银乳液制备

漆蜡基复合蜡异丙酯、白木香油、壳聚糖乳化剂、纳米银液体和去离子水按质量百分比例5～15∶1～5∶0.1～5∶0.1～5∶80～95置于反应容器中，其中壳聚糖乳化剂选择在壳聚糖中加入吐温60、吐温80、司班80中的一种或几种，优选加入司班80，壳聚糖和司班80加入量0.1～5％，优选2％壳聚糖和3％司班80，加热至75℃，搅拌60min，搅拌转速4500rpm/min，得到漆蜡基复合蜡纳米银乳液，乳液粒径380nm，离心稳定性和15d贮存稳定性达到1级。

实施例6：熊果苷微乳液制备

将熊果苷溶于45℃去离子水中，加0.3％亚硫酸氢钠、0.2％维生素c和0.3％维生素e氧化剂，配制成0.5～5％熊果苷溶液，再加入15％橄榄油，5％蓖麻油聚氧乙烯醚(el-40)和3％司班80，加热至80℃，搅拌60min，搅拌转速4000rpm/min，得到w/o型熊果苷微乳液，乳液粒径280nm，离心稳定性和15d贮存稳定性达到1级。

实施例7：熊果苷漆蜡基复合蜡纳米银乳液制备

取漆蜡基复合蜡纳米银乳液与熊果苷微乳液按质量百分比例1∶1～5，优选1∶3置于反应容器中，加热至85℃，加入2％司班80，搅拌60min，搅拌转速4500rpm/min，得到w/o型熊果苷漆蜡基复合蜡纳米银乳液，乳液粒径385nm，离心稳定性和15d贮存稳定性达到1级。进行抑菌和抑制酪氨酸酶活性进行评价，漆蜡基复合蜡纳米银乳液对大肠杆菌的抑菌圈直径为10.4mm，mic和mbc值为0.6mg/ml和1.2mg/ml，对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径为12.0mm，mic和mbc值为0.8mg/ml和1.5mg/ml，对肺炎克雷伯氏菌的抑菌圏直径14.7mm，mic和mbc值为0.8mg/ml和1.6mg/ml，对白色念珠菌的抑菌圏直径16.8mm，mic和mbc值为1.7mg/ml和3.2mg/ml；对枯草芽孢杆菌抑菌圏直径16.5mm，mic和mbc值为0.4mg/ml和1.4mg/ml。当乳液固含物浓度在在1～50μg/ml，通过紫外色谱检测多巴色素的生成量，对酪氨酸酶抑制率为65～100％，其ic50值为2.0～5μg/ml。