本发明涉及一种牙膏组合物，其包含基于所述牙膏组合物的总重量0.05-5.5％的酪蛋白酸钙作为表面活性剂，其中所述牙膏组合物中基本上不含油性成分。
背景技术：
牙膏是人们的日常必需品。作为每日与口腔密切接触的产品，牙膏的安全性及其对人们健康的影响日益成为人们关注的焦点。
表面活性剂是牙膏产品中必需的组分。us4,058,595公开了牙膏中常用的表面活性剂，例如烷基芳基磺酸盐、高级烷基磺基乙酸盐、牛磺酸的高级脂肪酸酰胺、山梨醇酐单硬脂酸酯等。但这些合成的表面活性剂及其分解产物可能存在对粘膜的刺激性、皮肤的过敏性、毒性和致癌性，使得牙膏的安全性受到消费者的广泛关注。
另外，已公开在牙膏中使用蛋白成分。例如us2006/0222602a1公开了清洁牙齿的牙膏组合物，该牙膏组合物包含的钙盐成分中包含纳米颗粒和蛋白组分如大豆蛋白、酪蛋白等。该牙膏组合物还包含阴离子表面活性剂、两性离子和两性表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或这些化合物的混合物。该牙膏组合物兼具柔和处理和清洁的功效。
cn103211716b公开了利用具有表面活性性能蛋白质或蛋白质基表面活性剂作为唯一清洁洗涤成分制造牙膏的方法，其中所述具有表面活性性能蛋白质或蛋白质基表面活性剂是大豆蛋白酸钠、丝蛋白质酸钙、天然丝蛋白乳化剂或酪蛋白酸钠中的一种、两种、三种或四种。
因此，期望尽可能减少合成表面活性剂的使用但仍具有优异的包括清洁性、发泡性在内的物理性质且安全性良好的牙膏产品。
技术实现要素：
在一方面，本发明涉及一种牙膏组合物，其包含基于所述牙膏组合物总重量的约0.05-5.5％的酪蛋白酸钙，其中所述牙膏组合物中基本上不含油性成分。
在一实施方案中，牙膏组合物还包含至少一种可食用蛋白。可食用蛋白可选自大豆蛋白、乳清蛋白和蛋清蛋白。在优选的实施方案中，酪蛋白酸钙与可食用蛋白的总量为牙膏组合物的约0.05-20％。
在另一方面，本发明还涉及一种制备牙膏组合物的方法，包括在牙膏组合物中混合酪蛋白酸钙或其与可食用蛋白的混合物。
附图说明
图1：本发明的牙膏组合物及市售的牙膏组合物的形态比较。
图2：本发明的牙膏组合物与市售的牙膏组合物的发泡性能比较。
图3：本发明的牙膏组合物与市售的牙膏组合物的清洁性能比较。
具体实施方式
一般定义和术语
如果没有另行指出，在此所提及的所有出版物、专利申请、专利和其它参考文献通过援引以其全部并入本文。
除非另有定义，在此所使用的所有技术和科学术语具有本领域技术人员所通常理解的相同含义。在冲突的情况下，依照本说明书中的定义。
除非直接说明，以上标形式表示商标。
除非另有说明，所有的百分比、份数、比例等都是基于重量的。
当给出数量、浓度或其它值或参数作为范围、优选范围或优选的上限值和下限值时，应将其理解为特定公开了从任意上限范围或优选值与任意下限范围或优选值的成对数值所形成的所有范围，而无论范围是否单独地被公开。除非另有说明，当本文引用数值范围时，所述的范围是指包括其端点、以及所有该范围内的整数和分数。本发明的范围并不限制于当定义范围时所引用的特定数值。
当使用术语“约”描述数值或范围端值时，应理解所公开的内容包括所引用的特定值或端值。
如文中所使用的，术语“包括”、“包含”、“具有”或其它变型的意图是非排他性的包容。例如，包括一系列部件的组合物、过程、方法、物件或装置并不必限制于仅为这些部件，还可包括未直接列出的部件、或该组合物、过程、方法、物件或装置所固有的部件。
此外，本发明的部件或组分之前未标明个数的，表示对于部件或组分的出现(或存在)数是没有限制的。因此，应当解读为包括一个或至少一个，并且部件或组分的单数词形式也包括复数，除非该数值明显地表示单数。
本文所使用的术语“任选”或“任选地”是指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，该描述包括发生所述事件或情况和不发生所述事件或情况。例如，牙膏组合物中任选地包含调味剂，表示在牙膏组合物中可以有调味剂，也可以没有调味剂。
本文所使用的术语“基本上不含”表示，基于牙膏组合物的总重量，牙膏组合物中对应成分的含量为约1％以下，优选约0.5％以下，更优选约0.05％以下，最优选0％。
本文所使用的术语“表面活性剂”又称界面活性剂，这是一种能改变(通常降低)液体表面张力或两相间界面张力的物质。表面活性剂具有两亲性，含有亲水基团和亲油基团。亲水基团的实例包括但不限于氨基、羧基、磺酸基、羟基等，疏水基团的实例包括但不限于c8及其以上的脂肪族烷烃、烯烃、炔烃及芳香烃等。常用的表面活性剂的实例包括但不限于天然表面活性剂或其衍生物以及合成的表面活性剂。天然表面活性剂或其衍生物的实例有基于蛋白质的表面活性剂。合成的表面活性剂的实例有十二烷基苯磺酸钠、月桂酰肌氨酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱、山梨糖醇酐脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯等。在优选的实施方案中，本发明的牙膏组合物基本上不含合成的表面活性剂。
本文所使用的术语“酪蛋白酸钙”是通常从酪蛋白，例如通过酸化和/或碱化处理，并与可溶性钙盐或碱性钙反应而制备的产物，其中钙以离子的形式存在，可以与酪蛋白中的丝氨酸的磷酸残基稳定结合。酪蛋白酸钙可购自例如荷兰dmv公司。
本文所使用的术语“油性成分”指通常包含在牙膏组合物中的油性溶剂或亲油物质，例如可以通过调味剂即调味香料中呈香成分或调味香料中残留的油性萃取溶剂引入。油性成分的实例包括但不限于天然油脂、合成油脂、植物油脂、人造奶油或动物油脂，例如聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、苦茴香油、薄荷油、三醋酸甘油酯等。
牙膏组合物
酪蛋白酸钙或其与可食用蛋白的混合物在本发明的牙膏组合物中作为表面活性剂存在。基于牙膏组合物的总重量，酪蛋白酸钙的含量可以为约0.05-5.5％、约1.5-4.5％、约1-4％或约2-4％，例如约0.1％、约0.5％、约1％、约2％、约3％、约4％、约5％等。
与酪蛋白酸钙联合使用的可食用蛋白可以是动物蛋白、植物蛋白或者二者的混合物。动物蛋白的实例包括但不限于乳清蛋白、胶原蛋白、纤维蛋白、弹性蛋白、角蛋白、蛋清蛋白、胎盘蛋白、酪蛋白等。植物蛋白的实例包括但不限于小麦蛋白、大豆蛋白、米蛋白、豌豆蛋白、杏仁蛋白、花生蛋白、马铃薯蛋白、燕麦蛋白等。在优选的实施方案中，可食用蛋白包含至少一种选自以下的可食用蛋白：大豆蛋白、乳清蛋白和蛋清蛋白。大豆蛋白例如可以使用杜邦丹尼斯克公司的产品isp-672或isp-760c。乳清蛋白例如可以使用美国himlar公司的产品wpc80。蛋清蛋白例如可以使用杜邦丹尼斯克公司的产品pl25053。
在本发明的牙膏组合物中，酪蛋白酸钙与可食用蛋白的比例没有特别限制，例如可以为约1∶99-99∶1，如为约1∶1。但是，基于牙膏组合物的总重量，酪蛋白酸钙与可食用蛋白的总量为约0.05-20％，优选为约2-10％，更优选约2-5％。
基于酪蛋白酸钙或其与可食用蛋白组合的使用，本发明的牙膏组合物基本上不含上文提及的油性成分，例如天然油脂、合成油脂、植物油脂、人造奶油或动物油脂、三醋酸甘油酯等。
本发明的牙膏组合物中通常会包含增稠剂。增稠剂的使用会使得牙膏具有适当的粘度和稠度，保持良好的流动性，具备良好的稳定性；同时也会使得牙膏具备良好的触变性和水溶性、容易分散不结块、不影响牙膏的色泽。本发明的牙膏中的增稠剂可以包括羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、黄原胶、卡拉胶或其混合物，优选羧甲基纤维素钠、黄原胶或其混合物。
本发明的牙膏组合物还可以任选地包含调味剂。调味剂为改善牙膏口感的物质。牙膏中使用的调味剂主要是各种香精。牙膏香精可增强刷牙的舒适口味。依据所溶解的成分，香精包括油溶性香精和水溶性香精。优选地，香精中基本上不包含任何油性成分，例如上文提及的那些油性成分，如三醋酸甘油酯、植物油脂、人造奶油或动物油脂等。如果使用香精，则优选使用水溶性香精，以避免油性成分的引入。水溶性香精的实例包括但不限于草莓香精、柑橘类香精、香蕉香精等，更优选为草莓香精。
本发明的牙膏组合物还可以任选地包含甜味剂。甜味剂是具有甜感的可掩盖其他成分带来的不愉快感觉的物质。甜味剂包括天然甜味剂和人工合成甜味剂。天然甜味剂的实例包括但不限于甜菊苷、甘草酸二钠、木糖醇、赤藓糖醇、麦芽糖、蔗糖、甘草酸三钾、甘草酸三钠等。人工合成甜味剂的实例包括但不限于糖精钠、安赛蜜、甜蜜素、阿斯巴甜、三氯蔗糖、纽甜等。本发明优选使用天然甜味剂，优选为甜菊苷、麦芽糖或二者的混合物。
本发明的牙膏组合物还可以任选地包含磨料。磨料是一种采用摩擦的方式将牙齿表面的牙垢和牙积石清除、分散以清洁牙齿的组分。磨料的实例包括但不限于碳酸钙、二氧化硅、羟磷灰石、磷酸二钙及其混合物，优选二氧化硅。
本发明的牙膏组合物还可以任选地包含防腐剂。优选地，防腐剂为可食用的具有优良生物降解性能的防腐剂，在较为宽泛的ph范围内具有优良的抑菌效果。防腐剂的实例包括但不限于山梨酸、苯甲酸钠、尼泊金酯或前述防腐剂的任意两种或三种的混合物，优选尼泊金酯。
本发明的牙膏组合物还可以任选地包含抗氧化剂。抗氧化剂可避免或延缓牙膏组合物的氧化，提高牙膏的稳定性并有助于延长储存期。抗氧化剂的实例包括但不限于2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、生育酚、维生素c、茶多酚或其混合物，优选茶多酚。
本发明的牙膏组合物还可以任选地包含缓冲剂。缓冲剂的实例包括但不限于柠檬酸/柠檬酸盐、nahco3等。
为了适应口腔的环境，本发明的组合物的ph为约5-11，优选为约5.5-10.0。
本发明的牙膏组合物还可以任选地包含nacl。nacl可用于改善泡沫稳定性，降低表面张力，同时还具有杀菌、保湿的效果。
若需要，本发明的牙膏组合物还可以包含制备牙膏产品中常用的其他成分或添加剂，例如着色剂、脱敏剂、抗结石剂等。
牙膏组合物的理化性质可以通过稠度、粘度、粘合性、发泡性和牙膏挤出后的形态保持来评价。
牙膏稠度的测定方法可以例如采用稠度架法测试牙膏的稠度值。具体地，将牙膏壳拧到测试头上(确保牙膏挤出后呈2mm左右直径的长条状)，匀速而均匀地挤到测试架上，挤3条。计时1min，读数。3条牙膏中2条不断时的位置的读数就是该牙膏的稠度值。适合的稠度优选为6-36mm。可例如采用brookfield粘度计测定牙膏的粘度，适合的粘度优选为100-400cp。当粘度大于999cp时，不适合作为牙膏使用。
牙膏产品通常要求较低的粘合性。粘合性指类似于胶水或胶粘剂的特性即使得不能粘合的两种物质粘合在一起的性质。在本文中通过模拟刷牙的方式进行评价：将1克牙膏挤到一张5×5cm2的两张打印纸中间，涂抹均匀，室温静置5min，然后将两张纸打开，评价其粘合在一起的程度。若牙膏没有粘在另一张纸上，用“0”表示；若有1/3粘于纸的另一侧，则用“1”表示；若有1/3-2/3粘于纸的另一侧，则用“2”表示；若有＞2/3粘于纸的另一侧，则用“3”表示。只有粘合性为“0”的组合物才能作为牙膏使用。
在本文中，牙膏的发泡性采用如下方式测定：挤出一条4cm长牙膏于塑料筛网容器背面，取牙刷模拟真实的刷牙频率，反复刷1min，观察牙膏表面的起泡性，用1-10的数字评价。作为牙膏使用，发泡性优选为7-10。发泡性为0表示不能发泡。
牙膏在挤出后需要保持原有的形态基本上不坍塌，其高度不会迅速降低。在本发明中，采用1-3的数字评价，其中3为形态最优。
制备方法
本发明还涉及一种制备牙膏组合物的方法，包括在牙膏组合物中混合酪蛋白酸钙或其与可食用蛋白的混合物。
在本文中，添加酪蛋白酸钙或其与可食用蛋白的混合物的顺序没有特殊要求。例如，可以在牙膏组合物各成分的混合期间加入，只要能将其均匀混合于牙膏组合物中即可。
在一具体实施方案中，制备方法包括：
(1)将调味剂、甜味剂、缓冲剂、防腐剂、nacl分散在水中；
(2)将抗氧化剂分散在步骤(1)获得的溶液中；
(3)将酪蛋白酸钙或其与可食用蛋白的混合物分散在步骤(2)获得的溶液中；
(4)将混合的增稠剂和磨料分散在步骤(3)获得的溶液中；
(5)将(4)获得的产物脱气以获得牙膏组合物。
本发明的牙膏组合物可以适合不同的制备方法或/装置，只要将牙膏组合物的各组分充分均匀地混合。
混合可采用搅拌实现。搅拌的温度没有特别的要求，只要在该温度下各成分保持稳定状态，不会发生挥发、降解、变性、老化等即可。本领域技术人员应当理解，对于不同的成分，搅拌速率会有所不同，并且能够相应地调整。对于水溶性的小分子化合物如甜味剂、调味剂、缓冲剂、张力调节剂、防腐剂、抗氧化剂等优选轻轻搅拌以达到混合效果。
酪蛋白酸钙或其与可食用蛋白的混合物可以在制备期间的任何步骤加入。例如，在上述示例的方法中，步骤(3)的添加过程可以任选地变为在步骤(1)之后或者在步骤(4)之后进行，只要能将其与牙膏组合物中的其他成分均匀混合并分散即可。
酪蛋白酸钙或其与可食用蛋白的混合物也可以在制备期间分批加入。例如，在上述示例的方法中，可以任选地在步骤(1)、步骤(2)或步骤(4)之后分批加入酪蛋白酸钙或其与可食用蛋白的混合物。
酪蛋白酸钙或其与可食用蛋白的混合物等大分子物质的加入需要以较快的速率搅拌一定的时间。例如，可在约1000-3000rpm的速率下搅拌，优选约1500-2500rpm的速率下搅拌。搅拌时间可以为约2-10min，优选搅拌约3-6min。
增稠剂和磨料的加入有时需要更高的搅拌速度和更长的搅拌时间以达到均匀混合的效果。例如，可在约3000-5000rpm的速率下搅拌，优选约3500-4500rpm的速率下搅拌。搅拌时间可以为约5-20min，优选搅拌约8-15min。本领域技术人员可以根据实际需要常规地加以选择。
有益效果
本发明的牙膏组合物使用可食用蛋白作为表面活性剂，具有良好的清洁、发泡性能，减少甚至消除了合成的表面活性剂的使用，降低了可能存在对粘膜的刺激性、皮肤的过敏性、毒性和致癌性以及消费者对牙膏组合物涉及的安全问题的担忧，尤其是有更高安全需求的特定人群如儿童、孕妇、哺乳期妇女和追求健康生活方式的人群。
本发明的制备方法非常简单、快速、配方成本低，具有广阔的市场潜力和应用前景。
实施例
在以下实施例中，所用的成分均为市售产品。其中，酪蛋白酸钙购自荷兰dmv公司；酪蛋白(pl43117)、酪蛋白酸钠(702396)、黄原胶(dai-sh)、羧甲基纤维素钠(ih9·9h1000)、蛋清蛋白(pl25053)、麦芽糖购自杜邦丹尼斯克公司。
实施例1-4
制备方法
按照如下方法制备牙膏组合物。
(1)将麦芽糖、柠檬酸、甜菊苷、尼泊金酯、薄荷香精和nacl混合并分散在水中；
(2)将茶多酚分散在步骤(1)获得的溶液中；
(3)将酪蛋白酸钙、酪蛋白酸钠或酪蛋白加入至步骤(2)获得的溶液中，在2000rpm下搅拌5min以均匀地分散；
(4)将充分混合的黄原胶、羧甲基纤维素钠、二氧化硅加入至步骤(3)获得的溶液中，并在4000rpm下搅拌10min以充分分散；
(5)将上述步骤(4)的产品脱气。
产品的成分含量及性能参数如表1所示，其中除了表格中所列的成分之外，每种产品均包含以下成分(重量％)：
黄原胶：0.5，羧甲基纤维素钠：0.5，sio2-mii：18，80％浓度(重量/重量)的麦芽糖溶液：35，甜菊苷ra97：0.4，茶多酚：0.8，一水柠檬酸：0.2，nacl：0.8，尼泊金酯：0.2；并用蒸馏水补齐至100。
结果：
如表1所示，当使用酪蛋白酸钙作为表面活性剂时，产品具有优良的形态和优异的发泡性能。当使用酪蛋白酸钠作为表面活性剂时(对比例1-4)，粘合性均不为0，不适合作为牙膏使用。类似地，仅使用酪蛋白作为表面活性剂时(对比例5-8)，粘合性均不为0，也不适合作为牙膏使用。
另外，当产品中加入了薄荷香精(购自广州满庭芳香料有限公司，为油溶性香精)时(对比例9-20)，其无法发泡，不适合作为牙膏使用。
图1为评价实施例3和4及市售牙膏的形态的图片，可以观察到实施例3和4的产品均有良好的形态保持。
实施例5-7
根据实施例1-4的方法类似地制备牙膏组合物，各产品的成分含量(重量％)及性能参数如表2所示。
表2
注：“/”表示粘度太大无法检测
结果：
如表2所示，当酪蛋白酸钙的含量小于6％(如0.1％、1％和5％)时，对应的产品有较好的发泡性能。但是当酪蛋白酸钙的含量为6％或更高时，产品的粘度太大，无法灌装和检测。
实施例8-9
根据实施例1-4的方法类似地制备牙膏组合物，各产品的成分含量(重量％)及性能参数如表3所示。
表3
结果：
如表3所示，实施例8-9的牙膏组合物的各项指标均符合牙膏的评判标准，适合作为牙膏使用。实施例8-9所用的草莓香精(购自广州满庭芳香料有限公司)为水溶性香精。
另外，从图2可以看出相比于市售的牙膏组合物，实施例8和9的牙膏组合物发泡更为均匀，即具有更好的发泡性能。从图3可以看出，实施例8的牙膏组合物具有与市售的牙膏组合物相当的清洁性能。
本领域技术人员会清楚，可以进行本发明的许多修改和变化而不背离其精神和范围。本文所述的具体实施方案仅通过实例的方式提供，并不意味着以任何方式限制。本发明的真正范围和精神通过所附权利要求书示出，说明书和实施例仅是示例性的。