一种活性油溶花青素及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及花青素及其制备方法和应用，具体涉及一种活性油溶花青素及其制备方法和，属于花青素技术领域。

背景技术

花青素(anthocyanin)是一类水溶性天然色素，主要的生理活性功能是抗氧化能力和自由基清除能力，其抗氧化强度为维生素E的50倍、维生素C的20倍。欧洲越橘花青素含量超过0.36％，含有15种不同的花色苷成分，而普通蓝莓花青素含量约0.10％，只有1到5种花色苷，花色苷成份越多，花青素抗氧化、抗炎等作用越强，并且具有强化毛细血管、改善血液循环、预防血栓形成等作用。花青素属于天然植物色素，克服了现有化学色素对人有害的缺点，因此，越橘不仅是一种健康食品，还更适合开发护肤美容产品。

花青素极性较强，在油脂类产品中溶解度很小，在直接添加至油相体系中时易聚团、结块或沉淀，阻碍了水溶性花青素在以油和脂类为主要成分的口红、唇膏等产品中的应用。目前，有解决水溶性物质如透明质酸钠在油相体系中应用的技术，中国专利200710044082.X将透明质酸钠的水溶液包埋于油包水型的纳米颗粒中，但这种技术采用了化学合成材料作为壁材，不能被皮肤吸收利用，并且透明质酸钠总含量和包封率比较低，结构不够稳定，在应用过程中易受温度和剪切力的影响而破裂，其生物活性也受到影响，造成终端产品不稳定。诸如微囊化技术在此领域的应用，时常面临内容物包埋率低、壁材安全性差、吸收利用率低及微囊的稳定性差等问题，花青素对温度、光照和湿度都比较敏感，稳定性差。因此诸多方面都制约了水溶性物质在油相体系中的应用。

目前，对于水溶性的花青素在油相体系中的研究从未有报道，而对于其在油性产品中的应用更是少之又少。因此，亟需开发一种既能有效实现水溶性花青素均匀扩散于油相体系，又能使其保持较高生物活性的技术。

发明内容

为解决水溶性花青素无法均匀扩散至油相体系中的问题，本发明的目的在于提供一种活性油溶花青素及其制备方法和应用。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种活性油溶花青素，其特征在于，按重量份数计，由100～300份功能组分、50～150份油相组分、40～100份乳化组分和10～30份活性组分经交联包埋制备而来，其中：

前述功能组分为花青素；

前述油相组分为火麻油、玫瑰精油和山茶油中的一种或多种；

前述乳化组分为甲基葡糖倍半硬脂酸酯、脂肪酸蔗糖聚酯和椰油基葡糖苷中的一种或多种；

前述活性组分为食用真菌提取物，包括：银耳提取物、金针菇提取物和牛肝菌提取物。

前述的活性油溶花青素的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将乳化组分加热熔化，得到乳化液，保温备用，优选的，保温温度为45～60℃；

(2)将功能组分与活性组分混合均匀，加入油相组分，搅拌均质，交联包埋，得到交联物，其中，交联包埋的条件为：40～50℃超声10min，磁力搅拌30min，30MPa均质1次；

(3)将交联物与乳化液在同一温度下混合均匀，均质后冷却，得到活性油溶花青素，优选的，混合温度为45～50℃，均质条件为30MPa均质2次，冷却温度为5～10℃。

前述的活性油溶花青素在美容化妆品、乳制品和功能食品中的应用。

前述的应用，其特征在于，用前述的活性油溶花青素制备活性油溶花青素口红/唇膏，具体包括以下步骤：

(1)按重量份数计，将100～200份橄榄油、80～120份葵花籽油、70～100份白池花籽油、50～100份生姜油和10～20份芦荟油混合均匀，得到混悬液A，加热升温，保温备用，优选的，保温温度为45～60℃；

(2)按重量份数计，将40～60份白蜂蜡、50～80份黄蜂蜡和20～50份小烛树蜡混合，加热至熔化，得到混悬液B，保温备用，优选的，保温温度为45～60℃；

(3)将混悬液A与混悬液B在同一温度下混合，得到混悬液C；

(4)按重量份数计，向混悬液C中加入10～50份权利要求1前述的活性油溶花青素、5～20份天然生物活性抗菌肽、5～10份维生素D和20～50份柑橘蜜，高压均质，于真空干燥箱中减压脱气，得到混合物，其中，高压均质的条件为30MPa均质2次；

(5)将步骤(4)得到的混合物迅速灌注至口红模具中并冷却，脱模后即得活性油溶花青素口红，或者迅速灌注至唇膏罐中并冷却，得到活性油溶花青素唇膏。

本发明的有益之处在于：

(1)本发明制备得到的活性油溶花青素外观呈暗红色，透明，流动性好，易于添加至各种化妆品和功能食品的油相或无水配方中，能够迅速、均匀地在油相中分散，不易聚集沉淀，无明显颗粒感；

(2)本发明制备得到的活性油溶花青素含有食用真菌提取物，食用真菌提取物与花青素交联性好，并且具有良好的抗菌、抗氧化等特点，所以能够很好的提升花青素的稳定性；

(3)本发明提供的活性油溶花青素制备方法操作简单，易控制，制备成本低，制得的活性油溶花青素扩散均匀，活性稳定性高，有效成分花青素含量高，易与终端产品配方中的其它成分相互交融；

(4)本发明制备得到的活性油溶花青素口红/唇膏具有抗氧化和保湿滋润效果，可改善唇部皮肤细纹、硬度、光泽度，延展性高，肤感顺滑；各组分均选用天然提取成分，并使用天然生物活性抗菌肽-乳酸链球菌素，安全健康，在无需添加防腐剂的条件下仍能达到防腐抑菌和抑制病原微生物的效果。

附图说明

图1是原花青素、花青素微乳A、花青素颗粒G在4℃避光保温7d后花青素的温度稳定性图；

图2是原花青素、花青素微乳A、花青素颗粒G在25℃避光保温7d后花青素的温度稳定性图；

图3是原花青素、花青素微乳A、花青素颗粒G在60℃避光保温7d后花青素的温度稳定性图；

图4是原花青素、花青素微乳A、花青素颗粒G在25℃自然光下保存7d后花青素的光照稳定性图；

图5是不同浓度的原花青素、花青素微乳A、维生素C反应30min后清除DPPH自由基的情况图；

图6是以IC50为添加浓度反应7min内原花青素、花青素微乳A、维生素C清除DPPH自由基的情况图；

图7是涂抹活性油溶花青素口红A和市售某品牌口红以及未涂抹口红的受试者的唇部皮肤水分流失情况图；

图8是涂抹活性油溶花青素口红A和市售某品牌口红以及未涂抹口红的受试者的唇部皮肤含水量情况图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

一、活性油溶花青素的制备

实施例1

(1)按重量份数计，称取花青素100份、火麻油50份、甲基葡糖倍半硬脂酸酯40份、银耳提取物10份；

(2)将甲基葡糖倍半硬脂酸酯加热升温至45℃，使其熔化，得到乳化液，45℃保温备用；

(3)将花青素与银耳提取物混合均匀，加入火麻油，搅拌均质，交联包埋，得到交联物，其中，交联包埋的条件为：45℃超声10min，磁力搅拌30min，30MPa均质1次；

(4)将交联物与乳化液在45℃混合均匀，30MPa均质2次，于5℃冷却至常温，得到活性油溶花青素(微乳)，记为花青素微乳A。

食用真菌提取物(银耳提取物、金针菇提取物、牛肝菌提取物)，在制备活性油溶花青素的过程中，作为活性组分对功能组分花青素进行包埋，形成致密稳定的交联结构，既能促进功能组分花青素与油相和乳化组分交融，维持纳米颗粒稳定状态，又能保护功能组分花青素免受外界因素干扰，提升活性油溶花青素抗氧化、抑菌等生物活性。

经检测，食用真菌提取物与花青素交联包埋后，包埋率达到了82.7％，同样包埋条件下，使用环状糊精、阿拉伯胶等常规物质对花青素的包埋率仅为61.3％。将两种交联物分别于室内(25℃、不避光)放置14d后，检测花青素降解率分别为11.7％、28.3％。这表明：食用真菌提取物(银耳提取物、金针菇提取物、牛肝菌提取物)与花青素具有更好的交联性，交联物具有更高的稳定性。

经进一步检测，本发明制备得到的活性油溶花青素油溶性较好，并且具有较高的分散性和稳定性。

实施例2

按重量份数计，称取花青素200份、火麻油100份、甲基葡糖倍半硬脂酸酯70份、银耳提取物20份，采用与实施例1一样的方法制备得到活性油溶花青素(微乳)，记为花青素微乳B。

实施例3

按重量份数计，称取花青素300份、火麻油150份、甲基葡糖倍半硬脂酸酯100份、银耳提取物30份，采用与实施例1一样的方法制备得到活性油溶花青素(微乳)，记为花青素微乳C。

实施例4

按重量份数计，称取花青素150份、玫瑰精油80份、脂肪酸蔗糖聚酯60份、金针菇提取物10份，采用与实施例1一样的方法制备得到活性油溶花青素(微乳)，记为花青素微乳D。

实施例5

按重量份数计，称取花青素250份、山茶油120份、椰油基葡糖苷80份、牛肝菌提取物25份，采用与实施例1一样的方法制备得到活性油溶花青素(微乳)，记为花青素微乳E。

实施例6

按重量份数计，称取花青素280份、火麻油140份、脂肪酸蔗糖聚酯90份、牛肝菌提取物30份，采用与实施例1一样的方法制备得到活性油溶花青素(微乳)，记为花青素微乳F。

对比例1

与实施例1的不同之处在于：配方中不含活性组分，制备过程中无交联包埋操作步骤。

(1)按重量份数计，称取花青素100份、火麻油50份、甲基葡糖倍半硬脂酸酯40份；

(2)分别将火麻油和甲基葡糖倍半硬脂酸酯加热升温至45℃，保温备用；

(3)将火麻油和甲基葡糖倍半硬脂酸酯在45℃混合，搅拌均匀，随后加入花青素，于30MPa均质3次，得到花青素颗粒，记为花青素颗粒G。

对比例2

与实施例4的不同之处在于：配方中不含乳化组分，制备过程中无交联包埋操作步骤。

(1)按重量份数计，称取花青素150份、玫瑰精油80份、金针菇提取物10份；

(2)分别将玫瑰精油和金针菇提取物加热升温至45℃，保温备用；

(3)将玫瑰精油和金针菇提取物在45℃混合，搅拌均匀，随后加入花青素，于30MPa均质3次，得到花青素颗粒，记为花青素颗粒H。

二、活性油溶花青素的鉴定与性能研究

1、活性油溶花青素的鉴定

(1)离心实验

将实施例1至实施例6制备得到的活性油溶花青素(花青素微乳)分别放于离心管中，将对比例1和对比例2制备得到的花青素颗粒先加入到无水乙醇中制成溶液再分别放于离心管中，4000r/min离心30min，观察各离心管中是否出现分层现象。若未出现分层现象，则制备得到的是纳米颗粒；若出现分层现象，则制备得到的不是纳米颗粒或是不完全的纳米颗粒。

实验结果：

(i)实施例1至实施例6制备得到的活性油溶花青素(花青素微乳)离心后均未出现分层现象，证明实施例1至实施例6制备得到的活性油溶花青素为纳米颗粒；

(ii)对比例1和对比例2制备得到的花青素颗粒(制成溶液后)离心后均出现了轻微分层现象，并且对比例2出现的分层程度高于对比例1，证明对比例1和对比例2制备得到的花青素颗粒是不完全的纳米颗粒。

由此可见，在制备活性油溶花青素时，如果不添加活性组分或乳化组分，会影响纳米颗粒的稳定性，并且乳化组分的影响大于活性组分的影响。

(2)下达尔效应

将实施例1至实施例6制备得到的活性油溶花青素(花青素微乳)分别放于玻璃试管中，将对比例1和对比例2制备得到的花青素颗粒先加入到无水乙醇中制成溶液再分别放于玻璃试管中，暗室储藏，用直线光照射溶液，观察光散射现象。若发生光散射现象，则制备得到的不是纳米颗粒或是不完全的纳米颗粒；若未发生光散射现象，则制备得到的是纳米颗粒。

实验结果：

(i)光线透过实施例1至实施例6制备得到的活性油溶花青素(花青素微乳)后，均未发生光散射现象，证明实施例1至实施例6制备得到的是纳米颗粒；

(ii)光线透过对比例1和对比例2制备得到的花青素颗粒(制成溶液)后，均出现了光散射现象，证明对比例1和对比例2制备得到的花青素颗粒是不完全的纳米颗粒。

(3)粒径和多分散指数的确定

在25℃下，用马尔文激光散射仪测定样品(实施例1至实施例6制备得到的活性油溶花青素、对比例1和对比例2制备得到的花青素颗粒)的粒径大小以及多分散指数(PDI)。

实验结果：

表1样品的粒径大小以及多分散指数

由表1可知：

(i)实施例1至实施例6制备得到的活性油溶花青素(花青素微乳)粒径大小分布在14～24nm之间，多分散指数(PDI)较小，表明实施例1至实施例6制备得到的活性油溶花青素的粒径分布比较均匀；

(ii)对比例1和对比例2制备得到的花青素颗粒粒径大小均大于24nm，多分散指数(PDI)也较小，表明对比例1和对比例2制备得到的花青素颗粒的粒径分布比较均匀并且比实施例1至实施例6制备得到的活性油溶花青素的粒径大。

由此可见，对比例1和对比例2制备得到的花青素颗粒在粒径大小方面以及多分散指数指标方面均弱于实施例1至实施例6制备得到的活性油溶花青素。

2、活性油溶花青素的温度稳定性

取原花青素、实施例1制备得到的花青素微乳A、对比例1制备得到的花青素颗粒G，分别在4℃、25℃、60℃避光保温7d，检测花青素的温度稳定性。

检测结果见图1、图2和图3。

从图1、图2和图3可以看出：

(i)在4℃下，花青素可长时间保存，7d后花青素的保留率都保持在92％以上；

(ii)在室温25℃下，花青素的稳定性下降，其中，花青素微乳A的下降趋势最小，花青素保留率都保持在80～90％之间，未出现较大的稳定性差异；

(iii)在60℃下，花青素稳定性出现明显的变化，原花青素的保留率仅有64.8％，花青素微乳A的保留率为82.2％。

这表明：经过活性油溶处理的花青素其温度稳定性显著提高。

3、活性油溶花青素的光照稳定性

取原花青素、实施例1制备得到的花青素微乳A、对比例1制备得到的花青素颗粒G，在25℃自然光下保存7d，检测花青素的光照稳定性。

检测结果见图4。

从图4可以看出：在25℃、自然光下保存7d后，花青素微乳A的花青素保留率为72.6％，花青素颗粒G的保留率为62.5％，而原花青素的保留率降至21.4％。

对比图2和图4可知：光敏感的花青素经过活性油溶处理后，在自然光下仍可以保持较高的光照稳定性。

4、活性油溶花青素的抗氧化活性

花青素是天然的抗氧化剂，其根本是通过自由基抑制剂来达到保护机体目的。DPPH自由基、ABTS自由基和超氧阴离子等清除实验通常作为活性物质的抗氧化评价，本发明通过DPPH自由基清除效果验证活性油溶花青素的抗氧化活性。

DPPH是一种稳定的自由基，最大吸收峰在517nm。自由基清除剂可与DPPH自由基结合，结合后的物质在517nm处有最大吸收。因此可通过采用分光光度法检测吸光值的变化，进而判断出活性物质DPPH清除能为的大小。本发明以维生素C为阳性对照，检测花青素微乳A和原花青素的自由基清除率。

检测结果见图5和图6。

从图5可以看出：

(i)花青素微乳A、原花青素、维生素C清除DPPH自由基的能力随着浓度的增加而增强；

(ii)在低浓度下，维生素C的自由基清除率稍高于原花青素的自由基清除率；

(iii)在高浓度下，原花青素和花青素微乳A的自由基清除率上升缓慢，最后原花青素对自由基清除率反而略高于维生素C，而花青素微乳A对自由基清除率与维生素C基本一致。

这表明：经过活性油溶处理后的花青素其抗氧化能力未受到明显改变。

从图6可以看出：维生素C迅速达到了半数清除率，而原花青素和花青素微乳A反应缓慢，7min时才达到最大效果。

花青素微乳A反应时间较长，这是由于纳米颗粒的缓释作用引起的。因此，纳米颗粒包埋花青素对DPPH自由基清除能力的提升具有很好的促进效果。

三、活性油溶花青素的应用

本发明制备得到的活性油溶花青素，可应用于口红、唇彩、唇膏、腮红等美容化妆品以及乳制品和功能食品的油相或无水配方中。

1、活性油溶花青素口红/唇膏的制备

口红/唇膏是唇用美容化妆品的一种，具有滋润、保护嘴唇的作用，让唇部红润有光泽。当前市场上的口红/唇膏主要成分都是由油、蜡、软化剂等基质原料以及色素、表面活性剂、香料等辅助材料组成，很多制造商为里追求利益，压缩成本，采用价格低廉的劣质原料，如含铅等重金属的着色剂、工业色素、合成香精、防腐剂等，涂抹在嘴唇上的口红/唇膏会不经意间摄入体内，存在严重的安全隐患，可见口红/唇膏的安全性尤为重要。因此，亟需开发一款绿色、健康、可食用的口红/唇膏。

本发明利用前面制备得到的活性油溶花青素以及其他一些天然植物成分，制备得到了活性油溶花青素口红/唇膏，该口红/唇膏能够润滑口唇粘膜，清除自由基，改善皮肤细纹、硬度以及光滑度，对人体无毒，不产生过敏反应，使口红/唇膏产品真正做到了可食用。

该活性油溶花青素口红/唇膏的配方如下：

按重量份数计，橄榄油100～200份、葵花籽油80～120份、白池花籽油70～100份、维生素D5～10份、柑橘蜜20～50份、生姜油50～100份、白蜂蜡40～60份、黄蜂蜡50～80份、小烛树蜡20～50份、芦荟油10～20份、天然生物活性抗菌肽5～20份、活性油溶花青素10～50份。

其中，天然生物活性抗菌肽为乳酸链球菌素，乳酸链球菌素是一种多肽物质，在人体消化系统中能很快水解成氨基酸，不会改变人体肠道内正常菌群，也不会产生如其它抗菌素所出现的抗性问题，是一种高效、无毒、安全、无副作用的天然食品防腐剂。

实施例1

配方：按重量份数计，橄榄油100份、葵花籽油80份、白池花籽油70份、维生素D 5份、柑橘蜜20份、生姜油50份、白蜂蜡40份、黄蜂蜡50份、小烛树蜡20份、芦荟油10份、天然生物活性抗菌肽(乳酸链球菌素)5份，活性油溶花青素(花青素微乳A)10份。

活性油溶花青素口红的制备过程包括以下步骤：

(1)将橄榄油、葵花籽油、白池花籽油、生姜油和芦荟油混合均匀，得到混悬液A，加热升温，50℃保温备用；

(2)将白蜂蜡、黄蜂蜡和小烛树蜡混合，加热至熔化，得到混悬液B，50℃保温备用；

(3)将混悬液A与混悬液B在同一温度下混合，得到混悬液C；

(4)向混悬液C中加入活性油溶花青素、天然生物活性抗菌肽、维生素D和柑橘蜜，30MPa均质2次，于真空干燥箱中减压脱气，得到混合物；

(5)将步骤(4)得到的混合物迅速灌注至口红模具中并冷却，脱模后即得活性油溶花青素口红，记为活性油溶花青素口红A。

活性油溶花青素唇膏的制备方法与活性油溶花青素口红的制备方法基本相同，不同之处仅在于第(5)步，不使用口红模具，不需要脱模，具体的：将步骤(4)得到的混合物迅速灌注至唇膏罐中并冷却，即得到活性油溶花青素唇膏。

实施例2

配方：按重量份数计，橄榄油150份、葵花籽油100份、白池花籽油90份、维生素D 8份、柑橘蜜30份、生姜油70份、白蜂蜡50份、黄蜂蜡70份、小烛树蜡30份、芦荟油15份、天然生物活性抗菌肽(乳酸链球菌素)10份，活性油溶花青素(花青素微乳A)30份。

活性油溶花青素口红的制备过程与实施例1相同，不再赘述。制得的活性油溶花青素口红记为活性油溶花青素口红B。

实施例3

配方：按重量份数计，橄榄油200份、葵花籽油120份、白池花籽油100份、维生素D10份、柑橘蜜50份、生姜油100份、白蜂蜡60份、黄蜂蜡80份、小烛树蜡50份、芦荟油20份、天然生物活性抗菌肽(乳酸链球菌素)20份，活性油溶花青素(花青素微乳A)50份。

活性油溶花青素口红的制备过程与实施例1相同，不再赘述。制得的活性油溶花青素口红记为活性油溶花青素口红C。

2、活性油溶花青素口红的测评

(1)感官测评

选择不同年龄段的人群为鉴定组成员，保证其他条件相同，从上色度、延展性、滋润度、保湿效果四个方面对样品进行感官评分，总分10分，分为很好、比较好、可以接受、完全不能接受4个等级，分数和等级的对应情况为：

受试人共40人，分别使用实施例1制备得到的活性油溶花青素口红A、实施例2制备得到的活性油溶花青素口红B、实施例3制备得到的活性油溶花青素口红C和市售某品牌口红，使用后填写打分表，感官评分见表2。

表2感官评分

从受试人评价打分的结果来看，本发明提供的活性油溶花青素口红在涂用后颜色延展好，而且在保湿和滋润度方面均有较好的效果。

(2)保湿测评

受试人分别涂抹活性油溶花青素口红A、活性油溶花青素口红B、活性油溶花青素口红C，涂抹1h后，唇部皮肤含水量的变化和水分流失量的变化分别如下：

(i)受试人涂抹活性油溶花青素口红A1h后，唇部皮肤含水量快速提高149.1％，水分流失量降低30.7％；

(ii)受试人涂抹活性油溶花青素口红B1h后，唇部皮肤含水量快速提高135.2％，水分流失量降低42％；

(iii)受试人涂抹活性油溶花青素口红C1h后，唇部皮肤含水量快速提高146.4％，水分流失量降低35.8％。

这表明：本发明制备得到的活性油溶花青素口红具有显著的补水保湿作用。

选择不同年龄段的人群为鉴定组成员，保证其他条件相同，受试人共30人，平均分成三组，每组10人，其中，第一组受试人涂抹实施例1制备得到的活性油溶花青素口红A(实验组)，第二组受试人涂抹市售某品牌口红(对照组)，第三组受试人不涂抹口红(空白对照组)，每隔2h对受试者唇部皮肤的含水量和水分流失量进行检测。

检测结果见图7和图8。图7和图8表明：本发明制备得到的活性油溶花青素口红具有显著的补水保湿作用。

综上，本发明制备得到的活性油溶花青素易于添加至油相和无水配方中，能够迅速、均匀地在油相和无水配方中分散，不易聚集沉淀，无明显颗粒感；本发明制备得到的活性油溶花青素口红能够润滑口唇粘膜，清除活性氧自由基，改善皮肤细纹、硬度、光泽度以及光滑度，对紫外线引起的皮肤光老化具有保护作用，对人体无毒，不产生过敏反应，彻底提高口红使用时舒适程度，延长着色时间，完全满足了广大女性追求天然、健康的美容理念，适合广大女性以及孕妇日常使用。

需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。