一种聚氨基酸凝胶剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物高分子日化产品领域，具体涉及一种聚氨基酸凝胶剂及其制备方 法和应用。
【背景技术】
[0002] 目前市场上的面膜可总结归类为以下几个类型：水洗面膜、硬膜、软膜、膏状面膜、 敷贴式面膜等，分别有使用繁琐、具有一定危险性、对皮肤造成伤害等。现有流行的无纺布 和蚕丝面膜，精华液滴落，保湿效果较差，透气性较差等缺点。γ -聚谷氨酸和ε-聚赖氨酸是 目前仅有的两种自然存在的氨基酸均聚物，二者都是通过微生物发酵法制得的，在生物体 内能降解为氨基酸单体，被机体吸收，无毒副作用。γ-聚谷氨酸、ε-聚赖氨酸与α-环糊精相 较于传统凝胶材料优势明显，三者皆收录在2014年6月国家食品药品监督管理总局发布的 已使用化妆品原料名称目录中，生物相容性优良，不会引起机体的排斥反应。
[0003] 生物高分子在凝胶材料中的应用成为了研究热点，但水凝胶面膜的效果和制备方 法还存在一些不足。CN201310676374.0公开了一种基于γ-聚谷氨酸与ε-聚赖氨酸交联聚 合物的水凝胶，因其良好的生物相容性，可广泛应用于创伤敷料等医疗卫生用品等。但化学 交联剂的使用带来了安全隐患并破坏了 ε_聚赖氨酸的抗菌功能，该水凝胶组分单一造成功 能性、强度、韧性等方面不足，使用便利性较差等。CN201310078026.3公开了一种以聚电解 质（例如:透明质酸、聚谷氨酸、硫酸软骨素和聚赖氨酸)合成第一网络水凝胶，此水凝胶浸 泡在双键功能化聚乙二醇水溶液中一段时间后取出，进行交联得到高强度的双网络水凝 胶，可以作为组织工程/修复支架材料等，由于制备的双网络水凝胶机械强度较大，透气性 差不适合用于制作面膜敷料。CN201110000326.0公开了一种辐射交联水凝胶的制备方法， 包括:配制不同质量浓度1~10%wt的聚L-谷氨酸水溶液，通过电子束高能辐射使高分子链 间发生交联。但单一的γ-聚谷氨酸制备的水凝胶，不具备抗菌功能、剂型单一、应用领域狭 小，不符合新型零添加护肤品要求。
【发明内容】
[0004] 为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种聚氨基酸凝胶剂，通过大分 子自组装及化学交联获得膏状聚氨基酸凝胶剂，提高聚合物水凝胶的机械强度，避免聚合 过程中使用引发剂而引入的有害化学物质。
[0005] 本发明的另一目的在于提供一种聚氨基酸凝胶剂的制备方法，通过控制原料组分 的比例和自组装技术参数，获得一种对人体无任何毒副作用且生物可降解的生物高分子凝 胶剂。
[0006] 本发明的第三个目的在于提供氨基酸凝胶剂在制备面膜等护肤品中的应用。
[0007] 为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
[0008] -种聚氨基酸凝胶剂，其是用以质量百分数计的以下组分制备而成：
[0009] γ-聚谷氨酸:1%~8 %;
[0010] ε-聚赖氨酸：1 %~4%;
[0011] α-环糊精：3%_18%;
[0012] 水：70%~95%;
[0013]功能成分:佘量。
[0014] 进一步的方案中，本发明所述的聚氨基酸凝胶剂是用以质量百分数计的以下组分 制备而成：
[0015] γ-聚谷氨酸:2%~5%;
[0016] ε-聚赖氨酸:2%~4%;
[0017] α-环糊精:8%_15%;
[0018] 水：78% ~85 %;
[0019]功能成分:佘量。
[0020]进一步的方案中，本发明所述的γ-聚谷氨酸的分子量为50万~220万道尔顿；所 述ε-聚赖氨酸的分子量为2000~5500道尔顿。
[0021]进一步的方案中，本发明所述的功能成分为香蜂花叶提取物、药用婆婆纳提取物、 小分子γ-聚谷氨酸、透明质酸、五肽-1、六肽-11、维生素 C、生物糖胶-1、水解小核菌胶、欧 百里香提取物、马芷苋提取物、抗坏血酸磷酸酯钠、药用层孔菌提取物中的一种或两种以 上;每种功能添加量为0.01%-l%wt。
[0022] -种聚氨基酸凝胶剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤:将上述组分投入具 备搅拌功能的反应器中，加入少量的盐酸或氢氧化钠调节溶液的pH至3-13,搅拌15~ 60min，重复调节溶液pH，室温静置12~36h，完成大分子自组装，并形成膏体状的聚氨基酸 凝胶剂。
[0023] 本发明所述的聚氨基酸凝胶剂在制备面膜或乳液、营养霜、精华素、眼霜、护手霜、 洗发膏、护发素、防晒霜中的应用。
[0024] -种聚氨基酸水凝胶面膜其是由本发明所述的聚氨基酸凝胶剂的制成的双网络 水凝胶，所述双网络水凝胶包括至少一层由环糊精形成的自组装生物高分子水凝胶层和至 少一层由γ -聚谷氨酸和ε_聚赖氨酸形成的聚合物水凝胶层;所述功能成分分别均匀渗透 在自组装生物高分子水凝胶层和聚合物水凝胶层中。
[0025] -种制备聚氨基酸水凝胶面膜的制备方法，该方法步骤如下：
[0026] 1)将权利要求1-4任一项所述的组分投入具备搅拌功能的反应器中，加入少量的 盐酸或氢氧化钠调节溶液的pH至3-13,搅拌15~60min，重复调节溶液pH，室温静置12~ 36h，完成大分子自组装，并形成膏体状的聚氨基酸凝胶；
[0027] 2)在上述聚氨基酸凝胶剂中加入功能成分，搅拌均匀后，进行辐照，辐射剂量为5-50kGy，辐射次数为1-3次以加强凝胶剂的机械强度，得到聚氨基酸水凝胶面膜。
[0028] 1.本发明所述的聚氨基酸凝胶剂采用大分子自组装(α-环糊精）与化学交联（辐 照)两者结合的方法制备水凝胶面膜，不需要添加化学引发剂，从而避免引入有毒的化学物 质；同时大大提高水凝胶面膜的机械强度和韧性；
[0029] 2.本发明中本发明选用对人体无任何毒副作用且生物可降解的生物高分子γ-聚 谷氨酸和ε_聚赖氨酸，添加一种或几种功能性成分制备双层互穿网络水凝胶面膜，具有保 湿、美白、抗敏、祛痘、增加皮肤弹性等显著功效；
[0030] 3.本发明所述的聚氨基酸水凝胶面膜具有优异的精华液载体功能和良好的透气 性，无防腐剂，不存在无纺布或蚕丝膜布的〃反吸〃现象。
【附图说明】
[0031] 图1为本发明所述的双网络结构的聚氨基酸水凝胶面膜的结构示意图；
[0032] 图2-图4为本发明所述的聚氨基酸水凝胶面膜不同切割方式和开孔示意图；
[0033] 图5为本发明所述的聚氨基酸凝胶剂对乳液活性成份加乘效果比较结果图；
[0034] 图6为本发明所述的聚氨基酸水凝胶面膜与无纺布面膜及蚕丝面膜在使用后皮肤 水分散失比较结果；
[0035] 图7为本发明所述的聚氨基酸水凝胶面膜与无纺布面膜及蚕丝面膜在使用后皮肤 弹性测试结果；
[0036] 其中，各附图标记为:1、自组装生物高分子水凝胶层;2、聚合物水凝胶层。
【具体实施方式】
[0037] 下面结合具体的实施方式对本发明作进一步详细说明。
[0038] 本发明所述的聚氨基酸凝胶剂，其是用以质量百分数计的以下组分制备而成：
[0039] γ-聚谷氨酸：1%~8 %;
[0040] ε-聚赖氨酸:1%~4%;
[0041 ] 环糊精：3 % _18 % ;
[0042]水：70% ~95 %;
[0043]功能成分:佘量。
[0044] 进一步的方案中，本发明所述的聚氨基酸凝胶剂是用以质量百分数计的以下组分 制备而成：
[0045] γ-聚谷氨酸:2%~5%;
[0046] ε-聚赖氨酸:2%~4%;
[0047] α-环糊精:8%_15%;
[0048] 水：78% ~85 %;
[0049] 功能成分:佘量。
[0050] 进一步的方案中，本发明所述的γ-聚谷氨酸的分子量为50万~220万道尔顿；所 述ε_聚赖氨酸的分子量为2000~5500道尔顿。进一步的，所述的γ -聚谷氨酸与ε-聚赖氨酸 都是分别通过自菌株Bacillus subtilis PG_8(保藏号CGMCC Ν0.6324)和Streptomyces albulus PD-1(保藏号CCTCC N0:M2011043)微生物发酵法制备得到。在本发明中，选用γ-聚谷氨酸和ε_聚赖氨酸作为制备凝胶剂的主要成分;其中，γ -聚谷氨酸是一种水溶性多聚 氨基酸，可降解，并具有保湿、美白、抑菌等功效;快速实现深层渗透补水的同时，全面抑制 黑色素生成，淡化色斑，持续分解老化角质；而ε_聚赖氨酸是一种高吸水性聚合物，能够吸 收大量水分的同时具有抑菌功效。因此，在本发明中采用γ-聚谷氨酸和ε_聚赖氨酸为原料 制备的凝胶剂制作成面膜或其他护肤品后具有、抗敏、祛痘、增加皮肤弹性、深层滋养、持久 保湿、恢复肌肤、高效美白、改善皱纹等显著功效，并且不需要添加防腐剂，不存在无纺布或 蚕丝膜布的〃反吸〃现象。
[0051] 进一步的方案中，本发明所述的功能成分为香蜂花叶提取物、药用婆婆纳提取物、 小分子γ-聚谷氨酸、透明质酸、五肽-1、六肽-11、维生素 C、生物糖胶-1、水解小核菌胶、欧 百里香提取物、马芷苋提取物、抗坏血酸磷酸酯钠、药用层孔菌提取物中的一种或两种以 上;每种功能添加量为0.01%-l%wt。
[0052] 一种聚氨基酸凝胶剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤:将上述组分投入具 备搅拌功能的反应器中，加入少量的盐酸或氢氧化钠调节溶液的pH至3-13,搅拌15~ 60min，重复调节溶液pH，室温静置12~36h，完成大分子自组装，并形成膏体状的聚氨基酸 凝胶剂。
[0053] 本发明所述的聚氨基酸凝胶剂在制备面膜或乳液、营养霜、精华素、眼霜、护手霜、 洗发膏、护发素、防晒霜中的应用。
[0054] 如图1所示，本发明所述的聚氨基酸水凝胶面膜是由本发明所述的聚氨基酸凝胶 剂的制成的双网络水凝胶，所述双网络水凝胶包括至少一层由环糊精形成的自组装生物高 分子水凝胶层1和至少一层由Y-聚谷氨酸和ε_聚赖氨酸形成的聚合物水凝胶层2;所述功 能成分分别均匀渗透在自组装生物高分子水凝胶层1和聚合物水凝胶层2中。
[0055] -种制备聚氨基酸水凝胶面膜的制备方法，该方法步骤如下：
[0056] 1)将权利要求1-4任一项所述的组分投入具备搅拌功能的反应器中，加入少量的 盐酸或氢氧化钠调节溶液的pH至3-13,搅拌15~60min，重复调节溶液pH，室温静置12~ 36h，完成大分子自组装，并形成膏体状的聚氨基酸凝胶；
[0057] 2)在上述聚氨基酸凝胶剂中加入功能成分，搅拌均匀后，进行辐照，辐射剂量为5- 50kGy，辐射次数为1-3次以加强凝胶剂的机械强度，得到聚氨基酸水凝胶面膜。
[0058]以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中，所用的原料、试剂以及设备均可以 通过购买方式获得。
[0059] 实施例1
[0060] 一种聚氨基酸凝胶剂，按质量份数计算，其组成及用量如下： γ-聚谷氨酸 I % ( Ig ) ε-聚赖氨酸 1% (Ig) α-环糊精 3% (3g) 小分子γ-聚谷氨酸 0.3% (OJg)