一種動物黑色素的提取方法及其提取產(chǎn)物的應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種動物黑色素的提取方法，所述動物為昆蟲，且所述提取方法包括如下步驟，步驟A：以昆蟲為原料，先經(jīng)堿提取，得堿提取液；步驟B：在所述堿提取液中加入酸至pH值為1～6，得到沉淀物；步驟C：所得沉淀物用有機溶劑和水進行洗滌，并可選擇地對其進行干燥，得到黑色素粗品；步驟D：采用酶法和/或酸解法處理所述黑色素粗品，得到全部或部分脫除蛋白質(zhì)的昆蟲黑色素提取物，將其洗滌和干燥后得到所述昆蟲黑色素。本發(fā)明所得昆蟲黑色素的染發(fā)效果比合成的黑色素安全；昆蟲黑色素比植物黑色素成本低且原料來源廣泛，染色效果穩(wěn)定。
【專利說明】一種動物黑色素的提取方法及其提取產(chǎn)物的應用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種動物黑色素的提取方法及其提取產(chǎn)物的應用，具體是在其作為染發(fā)組合物時的應用。
【背景技術(shù)】
[0002]黑色素是一種生物色素，是普遍存在于生物界結(jié)構(gòu)復雜多樣的酚類或吲哚類生物大分子色素的總稱，動物、植物與原生生物基本都含有這種色素。黑色素通常是以聚合的方式存在。[0003]黑色素的來源可以是生物或化學合成，通常是酪氨酸經(jīng)過一連串化學反應所形成，例如申請?zhí)枮镃N200610075065.8，發(fā)明名稱為“酶法合成天然黑色素”的中國專利申請，公開了一種以酪氨酸、二元酚、三元酚及其衍生物為底物，在反應器中建立酶促反應系統(tǒng)，酶促合成黑色素粗品，再經(jīng)蛋白酶處理制備得到黑色素純品。但長期使用合成的黑色素會對身體造成嚴重損害。
[0004]天然黑色素分為植物來源和動物來源的黑色素，例如申請?zhí)枮?00710017344.3的中國專利申請公開了一種從杏仁皮中提取和純化黑色素的方法，該方法以杏仁皮為原料，采用堿性水溶液提取，酸水解雜質(zhì)，反復有機溶劑洗滌和反復堿溶解后酸化使之沉淀進行純化，凍結(jié)-解凍后去離子水反復洗滌除去Cl—，最后真空干燥得到杏仁皮黑色素成品。
[0005]目前，國內(nèi)外對動物黑色素的研究甚少，且大多局限在對動物黑色素物理性質(zhì)及一些抗氧化清除自由基性質(zhì)的研究。例如劉永忠等人在“酸提法提取烏骨雞黑色素的研究”[安徽農(nóng)業(yè)科學，2009，37 (31) =15256-15258] 一文中制備了一種烏骨雞黑色素；李正英等人在“蝌蚪黑色素體外抗氧化作用的研究”[食品科學，1998，8:5-7] —文中公開了一種蝌蚪黑色素，并研究了其在體外抗氧化方面的作用；張蓮姬等人在“泥鰍魚皮黑色素提取工藝的研究”[江蘇農(nóng)業(yè)科學，2009，5 =263-264] 一文中公開了一種泥鰍皮黑色素。
[0006]昆蟲是地球上最大的未被利用資源，然而針對昆蟲黑色素的研究很少，對昆蟲黑色素的應用研究報道更少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因植物來源的黑色素成本較高，價格昂貴，而且將其應用于人類頭發(fā)的染色將出現(xiàn)類似于異源排斥的效果，因而不利于被人發(fā)所吸收，著色穩(wěn)定性不理想。實有必要開發(fā)一種可應用于染發(fā)護發(fā)產(chǎn)品的既安全無毒副作用，又成本較低的黑色素。因此，本發(fā)明人首先想到將昆蟲黑色素從昆蟲中以一種適宜的方法提取出來并應用于染發(fā)護發(fā)中。
[0008]因此，本發(fā)明首先提供一種動物黑色素的提取方法，所述動物為昆蟲，且所述提取方法包括如下步驟，步驟A:以昆蟲為原料，先經(jīng)堿提取，得堿提取液；步驟B:在所述堿提取液中加入酸至PH值為I~6，得到沉淀物；步驟C:所得沉淀物用有機溶劑和水進行洗滌，并可選擇地對其進行干燥，得到黑色素粗品；步驟D:采用酶法和/或酸解法處理所述黑色素粗品，得到全部或部分脫除蛋白質(zhì)的昆蟲黑色素提取物，將其洗滌和干燥后得到所述昆蟲黑色素。
[0009]優(yōu)選在本發(fā)明上述步驟D中所述洗滌即用水將所述昆蟲黑色素提取物洗滌至近中性。另外，本發(fā)明中的步驟D除了使用【具體實施方式】中的酶法以外，還可以使用酸解法去除黑色素粗品中的全部或部分蛋白質(zhì)；具體地，在酸解法中使用比酶法中更高的酸強度。但因酸解法的蛋白質(zhì)脫除效果比酶法差，因而未將其列于【具體實施方式】中。
[0010]本發(fā)明所述昆蟲為黑色昆蟲，所述黑色昆蟲是指人肉眼看來會顯示偏黑色的昆蟲。
[0011]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明開發(fā)出一種從昆蟲中高效提取黑色素的方法，并采用紅外、紫外光譜對本發(fā)明提取得到的昆蟲黑色素進行了初步鑒定，紫外吸收光譜表明本發(fā)明所述昆蟲黑色素具有與人類頭發(fā)黑色素相應的吸收特征。紅外圖譜表明本發(fā)明所述昆蟲黑色素含有噻嗪環(huán)和吲哚環(huán)，而人類頭發(fā)黑色素同樣主要為噻嗪環(huán)和吲哚環(huán)這兩種骨架結(jié)構(gòu)。由此表明，昆蟲黑色素具有與人類頭發(fā)黑色素相似的化學結(jié)構(gòu)。因而可以將昆蟲黑色素應用于染發(fā)產(chǎn)品。本發(fā)明所得昆蟲黑色素的染發(fā)效果比合成的黑色素安全；昆蟲黑色素比植物黑色素成本低且原料來源廣泛，染色效果穩(wěn)定。
[0012]優(yōu)選本發(fā)明中所述昆蟲為蜣螂、黑螞蟻、黃褐麗金龜子、土鱉蟲、九香蟲、虻蟲、斑蝥和洋蟲中的一種或多種。更優(yōu)選所述昆蟲為蜣螂。
[0013]在一具體實例中，在用堿提取昆蟲之前，將昆蟲先經(jīng)過粉碎，例如粉碎至過20目藥典篩。在另一具體實例中也可以不經(jīng)粉碎，直接進行堿提取。
[0014]在一具體實例中，所述堿為氫氧化鈉溶液，其濃度為I~8mol/L ;堿提取步驟中的固液比(質(zhì)量/體積)為1:5~5 0 (g:ml),即昆蟲質(zhì)量為Ig時，堿的用量為5~50毫升；堿提取溫度為70~100°C ;提取時間I~12小時。在一優(yōu)選實施例中，所述堿提取的工藝條件為使用4mol/L的氫氧化鈉溶液，采用固液比為1:30 (g/ml)，提取溫度為90°C，提取時間為6h。
[0015]在一具體實例中，所述步驟B中pH值優(yōu)選為1.5~3.5，具體例如為2.0或3.0。由于昆蟲中的氨基酸主要是谷氨酸(Glu)和甘氨酸(Gly)，其等電點分別為3.22和5.97，當pH值為3.0或5.0時，黑色素提取物的產(chǎn)率大，但產(chǎn)品中雜質(zhì)含量也相應增多，這樣會降低黑色素的純度；發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)當PH值例如為2.0時，黑色素的提取率高且產(chǎn)品純度也聞。
[0016]優(yōu)選本發(fā)明方法中步驟C中所述有機溶劑為石油醚、乙酸乙酯、丙酮和乙醇中的一種或多種。在一具體實例中，步驟C中所用乙醇的質(zhì)量濃度優(yōu)選為大于70%，更優(yōu)選為無水乙醇。步驟C所獲得的黑色素粗品的分子結(jié)構(gòu)中包含有大分子的蛋白質(zhì)。通過步驟D酶法降解，使得大分子的蛋白質(zhì)可以降解為氨基酸，氨基酸易溶于水，因此可通過采用適宜的酶將黑色素分子中的蛋白質(zhì)降解為氨基酸，使其從黑色素分子中除去。這種部分或全部去掉蛋白質(zhì)的黑色素的分子量大大降低，從而可以提高其在染色或著色時的附著力，實現(xiàn)良好的染色或著色效果。在一具體實例中，所述酶法降解所采用的酶為胃蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶中的一種或多種。在一優(yōu)選實例中，使用胃蛋白酶在37°C和pH2下水解所述黑色素粗品24h，離心，傾去上清液收集沉淀即為黑色素提取物。
[0017]在一具體實例中，制備所述昆蟲黑色素提取物包含如下步驟:
[0018]A、以昆蟲為原料，用4mol/L的NaOH溶液于90°C提取6h，得堿提取液；B、將上述堿提取液pH值調(diào)至I~4，優(yōu)選為2，靜置30min后在5000rpm條件下離心得黑色沉淀；C、所得黑色沉淀依次用石油醚、乙酸乙酯、丙酮和無水乙醇中的一種或多種洗滌至洗出液接近無色后，水洗至水洗液接近無色，然后干燥得到黑色素粗品；D、黑色素粗品用胃蛋白酶或胰蛋白酶或木瓜蛋白酶在適宜環(huán)境下，例如在37°C和pH值為2下水解24h ;傾去上清液收集沉淀即得黑色素提取物。
[0019]本發(fā)明還提供一種染色組合物，其含有如上任意一項所述方法制備得到的昆蟲黑色素。優(yōu)選地，所述染色組合物中還包括殼聚糖、表面活性劑和半胱氨酸中的一種或多種。
[0020]在本發(fā)明一個【具體實施方式】中，所述染色組合物為染發(fā)劑，且所述染發(fā)劑包括如下組分，A劑:半胱氨酸類物質(zhì)I~15%，表面活性劑0.01~5%，抗氧劑0~5%，增稠劑0.5~10%，以水作為分散劑；B劑:媒染劑I~10%,表面活性劑0.01- 5%，抗氧劑0~5%，以水作為分散劑；C劑:昆蟲黑色素I~10%，抗氧劑0~5%，增稠劑0.5~10%，以水作為分散劑。在一種【具體實施方式】中，A劑中的半胱氨酸類物質(zhì)為半胱氨酸同系物、衍生物及其鹽中的一種或多種。
[0021]在本發(fā)明中，表面活性劑例如為十二烷基苯橫酸納、十二烷基橫酸納、十二烷基硫酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨，抗氧劑例如為Vc。優(yōu)選本發(fā)明的A劑和B劑中的抗氧劑均為0.2 ~2%。
[0022]在本發(fā)明另一個【具體實施方式】中，所述染色組合物為染發(fā)劑，且所述染發(fā)劑包括如下組分，A劑:媒染劑I~10%，表面活性劑0.01~5%，抗氧劑0~5%，以水作為分散劑；B劑:半胱氨酸類物質(zhì)I~15%，昆蟲黑色素I~10%，表面活性劑0.01~5%，抗氧劑0~5%，以水作為分散劑。優(yōu)選 本發(fā)明的A劑和B劑中的抗氧劑均為0.2~2%。
[0023]本發(fā)明中，所述增稠劑例如為選自羧甲基纖維素鈉、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素、羥乙基纖維素、殼聚糖和卡波姆中的一種或多種，所述媒染劑例如為選自氯化鐵、硫酸鋅、氯化錫、氯化鎂、明礬、氯化亞鐵和硫酸亞鐵中的一種或多種。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明中蜣螂黑色素樣品的紫外特征光譜圖；
[0025]圖2為本發(fā)明中蜣螂黑色素樣品的紅外特征光譜圖；
[0026]圖3為本發(fā)明中黃褐麗金龜子黑色素樣品的紅外特征光譜圖。
【具體實施方式】
[0027]為使本發(fā)明更加容易理解，下面將結(jié)合附圖及實施例來詳細說明本發(fā)明，這些實施例僅起說明性作用，其并不限制本發(fā)明的范圍。下列實施例中未提及的具體實驗方法，通常按照常規(guī)實驗方法進行。
[0028]本發(fā)明所述昆蟲黑色素是一種提取自昆蟲的含有黑色素的混合物。其中所述昆蟲的例子包括但不限于蜣螂、黑螞蟻、土鱉蟲、九香蟲、虻蟲、斑蝥或洋蟲。所述昆蟲黑色素為含有噻嗪環(huán)和吲哚環(huán)的混合型黑色素。在本發(fā)明中，未特別說明時，“％”表示質(zhì)量百分比。
[0029]實施例1
[0030]本實施例為蜣螂黑色素的制備，其具體制備步驟如下:
[0031]①以蜣螂藥渣為原料，加入濃度為4.0mol ? I/1的氫氧化鈉溶液，得到固液比為1: 30的混合物；使所述混合物在80~90°C下間歇式攪拌處理約6小時；將處理后的混合物過濾，得到堿提取液。
[0032]②在所得的堿提取液中加入一定量鹽酸將pH值調(diào)至約為2，放置約I小時，再進行固液分離，收集固體。
[0033]③所得固體依次用石油醚、無水乙醇洗滌至洗出液接近無色后，用水洗至水洗液接近無色，得到黑色素粗品。
[0034]④將步驟③所得黑色素粗品，按固液比1:100分散在水中，并調(diào)pH至1.5，加入胃蛋白酶使?jié)舛葹?% (m/v)，在37°C環(huán)境下水解24小時。再進行固液分離，收集固體，水洗至中性，冷凍干燥得蜣螂黑色素。
[0035]實施例2
[0036]本實施例為黃褐麗金龜子黑色素的制備，其具體制備步驟如下:
[0037]①以黃褐麗金龜子為原料，加入濃度為5.0mol.L-1的氫氧化鈉溶液，得到固液比為1:20的混合物；使所述混合物在70°C下間歇式攪拌處理約8小時；將處理后的混合物過濾，得到堿提取液。
[0038]②在所得堿提取液中加入一定量鹽酸將pH值調(diào)至約為3，放置約3小時，再進行固液分離，收集固體。
[0039]③所得固體依次用石油醚、無水乙醇洗滌至洗出液接近無色后，用水洗至水洗液接近無色，得到黑色素粗品。
[0040]④將步驟③所得黑色素粗品，按固液比1:100分散在水中，調(diào)pH至1.5，加入胃蛋白酶使?jié)舛葹閘%(m/v)，在37°C環(huán)境下水解24小時，進行固液分離，收集固體，水洗至中性，冷凍干燥得黃褐麗金龜子黑色素。
[0041]圖1和圖2為本發(fā)明實施例1中蜣螂黑色素樣品的紫外和紅外特征光譜圖。圖3為本發(fā)明實施例2中黃褐麗金龜子黑色素樣品的紅外特征光譜圖。
[0042]從圖1的紫外吸收光譜表明本發(fā)明所述昆蟲黑色素具有與人類頭發(fā)黑色素相應的吸收特征。從圖2和圖3的紅外圖譜表明本發(fā)明所述昆蟲黑色素與人類頭發(fā)黑色素同樣含有噻嗪環(huán)和吲哚環(huán)；且蜣螂黑色素與黃褐麗金龜子黑色素的特征基團基本相似，說明不同昆蟲黑色素的分子結(jié)構(gòu)間具有很強的相似性。
[0043]實施例3
[0044]本實施例為實施例1制備得到的蜣螂黑色素在三劑型染色組合物中的應用以及相應的染發(fā)實驗。在以下實施例3~5中的A劑、B劑和C劑均以水作為分散劑。
[0045]A劑:L_半胱氨酸10%，十二烷基苯磺酸鈉0.2%，Vc為0.5%，羧甲基纖維素鈉1% ；
[0046]B劑=FeCl3為4%，十六烷基三甲基溴化銨0.2%，Vc為0.5% ；
[0047]C劑:蜣螂黑色素5%，Vc為0.5%，羧甲基纖維素鈉1%。
[0048]將A劑用氨水調(diào)節(jié)pH至9，放入洗凈的白發(fā)，35°C浸泡25分鐘，拿出洗凈并放入B劑 (用鹽酸調(diào)至pH為5)35°C浸泡25分鐘，拿出洗凈放入C劑(用氨水調(diào)至pH為9)中并于45°C浸泡處理60分鐘后，用洗發(fā)水洗凈，白發(fā)即被染為黑色。
[0049]實施例4
[0050]本實施例為實施例2制備得到的黃褐麗金龜子黑色素在三劑型染色組合物中的應用以及相應的染發(fā)實驗。[0051]A劑:L_半胱氨酸10%，十二烷基苯磺酸鈉0.2%，Vc0.5%，羧甲基纖維素鈉1% ；
[0052]B劑:FeCl3為4%，十六烷基三甲基溴化銨0.2%，Vc0.5% ；[0053]C劑:黃褐麗金龜子黑色素5%，Vc0.5%，羧甲基纖維素鈉1%。
[0054]將A劑用氨水調(diào)節(jié)pH至9，放入洗凈的白發(fā)，35°C浸泡25分鐘，拿出洗凈并放入B劑 (用鹽酸調(diào)至pH為5)35°C浸泡25分鐘，拿出洗凈放入C劑(用氨水調(diào)至pH為9)中并于45°C浸泡處理60分鐘后，用洗發(fā)水洗凈，白發(fā)即被染為黑色。
[0055]實施例5
[0056]本實施例為實施例1制備得到的蜣螂黑色素在兩劑型染色組合物中的應用以及相應的染發(fā)實驗。
[0057]A劑:FeCl3為4%，十六烷基三甲基溴化銨0.2%，Vc0.5% ；
[0058]B劑:L_半胱氨酸10%，蜣螂黑色素5%，十二烷基苯磺酸鈉0.2%，Vc0.5%。
[0059]將洗凈的白發(fā)放入A劑(用鹽酸調(diào)至pH為4)中并于35°C浸泡40分鐘，拿出洗凈放入B劑(用氨水調(diào)至pH為9)中并于45°C浸泡處理60分鐘后，用洗發(fā)水洗凈，白發(fā)即被染為黃色。
[0060]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已已優(yōu)選實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種動物黑色素的提取方法，其特征在于，所述動物為昆蟲，且所述提取方法包括如下步驟， 步驟A:以昆蟲為原料，先經(jīng)堿提取，得堿提取液； 步驟B:在所述堿提取液中加入酸至pH值為I~6,得到沉淀物； 步驟C:所得沉淀物用有機溶劑和水進行洗滌，并可選擇地對其進行干燥，得到黑色素粗品； 步驟D:采用酶法和/或酸解法處理所述黑色素粗品，得到全部或部分脫除蛋白質(zhì)的昆蟲黑色素提取物，將其洗滌和干燥后得到所述昆蟲黑色素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述昆蟲為蜣螂、黑螞蟻、黃褐麗金龜子、土鱉蟲、九香蟲、虻蟲、斑蝥和洋蟲中的一種或多種，優(yōu)選所述昆蟲為蜣螂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述步驟B中pH值為1.5~3.5，步驟C中所述有機溶劑為石油醚、乙酸乙酯、丙酮和乙醇中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提取方法，其特征在于，步驟D中所述酶為胃蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶中的一種或多種。
5.一種染色組合物，其特征在于，所述染色組合物含有如權(quán)利要求1~4中任意一項所述方法制備得到的昆蟲黑色素。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的染色組合物，其特征在于，所述染色組合物中還包括殼聚糖、表面活性劑和半胱氨酸中的一種或多種。`
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的染色組合物，其特征在于，所述染色組合物為染發(fā)劑，且所述染發(fā)劑包括如下組分， A劑:半胱氨酸類物質(zhì)I~15%，表面活性劑0.01~5%，抗氧劑O~5%，增稠劑0.5~10%，以水作為分散劑； B劑:媒染劑I~10%，表面活性劑0.01~5%，抗氧劑O~5%，以水作為分散劑； C劑:昆蟲黑色素I~10%，抗氧劑O~5%，增稠劑0.5~10%，以水作為分散劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的染色組合物，其特征在于，A劑中的半胱氨酸類物質(zhì)為半胱氨酸同系物、衍生物及其鹽中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的染色組合物，其特征在于，A劑和B劑中的抗氧劑均為0.2~2%。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的染色組合物，其特征在于，所述染色組合物為染發(fā)劑，且所述染發(fā)劑包括如下組分， A劑:媒染劑I~10%，表面活性劑0.01~5%，抗氧劑O~5%，以水作為分散劑； B劑:半胱氨酸類物質(zhì)I~15%，昆蟲黑色素I~10%，表面活性劑0.01~5%，抗氧劑O~5%，以水作為分散劑。
【文檔編號】A61Q5/10GK103497535SQ201310470423
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】馬家驊, 譚承佳, 辛超, 葉鳳, 楊洲, 葉爽 申請人:西南科技大學, 綿陽師范學院