本發明涉及薄荷素油制備,具體涉及具有良好成膜性的薄荷素油及其制備方法。
背景技術:
1、薄荷素油作為一種從天然薄荷中提取的揮發性萜類化合物,因其有特殊的清涼香氣,被廣泛應用于食品、化妝品、醫療等行業,薄荷素油的主要成分為薄荷醇和薄荷酮,具有抗菌、抗炎、鎮痛及清涼舒緩作用,但是薄荷醇易揮發,這使得薄荷素油的清涼時間較短,并且不易存放。
2、然而,現有技術中薄荷素油的成膜性存在一定缺陷:
3、首先,普通殼聚糖分子量較低且pva聚合度適配性不足,導致復合膜機械強度下降,難以滿足緩釋所需的穩定性要求,大大縮短了清涼時長;
4、其次,抗菌活性受限于ph條件和溶解性,對微生物污染的抑制效率較低,而親水性不足可能導致膜層不均勻,且在潮濕環境中易溶脹降解,影響長期穩定性;
5、此外,普通殼聚糖缺乏電荷修飾,無法通過電荷屏障抑制氧氣滲透,加速油脂氧化酸敗,極大的縮短清涼時長,而季銨鹽殼聚糖通過引入陽離子基團可顯著提升抗菌性和成膜性,并且季銨鹽殼聚糖的溶解性和電荷密度可被維生素c優化,促進其與不同聚合度pva的分子鏈交聯,增強復合膜阻隔性能,提升膜的抗氧化性和清涼時長。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供具有良好成膜性的薄荷素油及其制備方法,用于解決現有技術中薄荷素油的抗菌性能、成膜時間和清涼時間有待進一步提高的技術問題。
2、本發明的目的可以通過以下技術方案實現:具有良好成膜性的薄荷素油,包括按重量份計的以下組成:l-薄荷醇40-60份、d-薄荷醇5-15份、乙酸薄荷酯5-15份、薄荷酮10-20份、胡薄荷酮2-8份、β-石竹烯3-8份和成膜劑復合物30-50份;
3、所述成膜劑復合物包括按重量份計的以下組成:聚乙烯醇復合物70-85份、甘油25-40份和維生素c1-5份;
4、所述聚乙烯醇復合物由改性pva05-88、pva17-88、pva124和辛醇-3按用量比為3g:1g:3g:15ml組成。
5、進一步的,改性pva05-88由以下步驟制備得到:
6、a1、將2,3-環氧丙基三甲基氯化銨水溶液加入到盛有殼聚糖醋酸溶液的燒瓶中,燒瓶溫度升高至50-60℃,攪拌1-2h,后處理得到改性殼聚糖;
7、改性殼聚糖的合成機理為:
8、反應過程中,將2,3-環氧丙基三甲基氯化銨水溶液加入殼聚糖醋酸溶液中,2,3-環氧丙基三甲基氯化銨中的環氧基團與殼聚糖的氨基發生親核開環反應,打開環氧環并生成具有陽離子季銨鹽和醚鍵的改性殼聚糖。
9、a2、將pva05-88、環氧氯丙烷和四丁基溴化銨混合攪拌,燒瓶溫度升高至65-75℃,保溫反應40-60min,向燒瓶中加入氫氧化鈉,保溫反應160-200min,后處理,得到環氧pva05-88;
10、環氧pva05-88的合成機理為:
11、反應過程中,環氧氯丙烷中的環氧基團與pva分子中的羥基發生親核開環反應,將環氧基團引入pva分子鏈中,形成環氧pva,四丁基溴化銨作為相轉移催化劑,增強環氧氯丙烷的親電性,促進環氧氯丙烷與pva的反應,最終得到改性后的環氧pva05-88。
12、a3、將環氧pva05-88和改性殼聚糖加入到燒瓶中,燒瓶溫度升高至70-80℃,攪拌3-4h,得到改性pva05-88。
13、改性pva05-88的合成機理為:
14、反應過程中,環氧pva05-88中的環氧基團與改性殼聚糖中的氨基發生親核開環反應,形成新的共價鍵,將殼聚糖季銨鹽引入pva05-88分子中。
15、進一步的,步驟a1中,所述2,3-環氧丙基三甲基氯化銨水溶液和殼聚糖醋酸溶液的體積比為1:3,所述2,3-環氧丙基三甲基氯化銨水溶液的濃度為8-10wt%,殼聚糖醋酸溶液的濃度為2-6wt%,所述后處理包括:反應結束后,向燒瓶中加入乙醇,真空干燥,得到改性殼聚糖。
16、進一步的,步驟a2中,pva05-88、環氧氯丙烷、四丁基溴化銨和氫氧化鈉的用量比為30g:20g:0.1g:0.5g,所述后處理包括:反應完成之后,燒瓶溫度保溫65-75℃,減壓整除低沸物,向燒瓶中加入乙酸乙酯,燒瓶溫度降低至室溫,抽濾,濾液轉移到水浴溫度為55℃的旋轉蒸發儀中,減壓整除溶劑,得到環氧pva05-88。
17、進一步的,步驟a3中,環氧pva05-88和改性殼聚糖的質量比為1:3,所述后處理包括:反應完成之后,將復合物靜置脫泡后轉移到真空干燥箱中干燥,得到改性pva05-88。
18、進一步的,所述pva05-88為聚合度為500-600,醇解度為88%的聚乙烯醇;pva17-88為聚合度為1700-1800,醇解度為88%的聚乙烯醇;pva124為聚合度為2400-2500,醇解度為98%-99%的聚乙烯醇。
19、進一步的,所述成膜劑復合物的制備方法為:將聚乙烯醇復合物、甘油和維生素c加入到燒瓶中攪拌,燒瓶溫度加熱至60-70℃,超聲分散50-80min,得到成膜劑復合物。
20、本發明還提出具有良好成膜性的薄荷素油的制備方法,包括以下步驟:
21、s1、將l-薄荷醇、d-薄荷醇、乙酸薄荷酯和薄荷酮依次加入到燒瓶中,燒瓶溫度升高至50-60℃,攪拌30min,得到香料混合物;
22、s2、向裝有香料混合物的燒瓶中加入胡薄荷酮、β-石竹烯,繼續攪拌15min,形成透明油相混合物;
23、s3、向裝有透明油相混合物的燒瓶中加入膜劑復合物,在50-55℃條件下乳化分散20-30min,得到具有良好成膜性的薄荷素油。
24、本發明具備下述有益效果:
25、1、本發明中,通過引入殼聚糖季銨鹽、環氧pva05-88、pva17-88、pva124及辛醇-3的組合,能夠實現多維度性能的協同優化。殼聚糖季銨鹽的季銨基團能顯著增強抗菌活性,其優化的水溶性和疏水性基團不僅提升了成膜均勻性,還提升了膜的柔韌性和機械強度,同時又保留了天然殼聚糖的生物相容性;環氧pva05-88、pva17-88和pva124通過分子量梯度設計平衡了膜的柔韌性與剛性同時縮短了成膜時間,其中,低分子量的pva05-88促進快速成膜并增強延展性,而高分子量的pva17-88和pva124則通過分子鏈纏結大幅提升拉伸強度,并且高分子量的pva17-88和pva124藥物釋放速度較慢,顯著提升了薄荷素油的清涼時間;環氧基團的引入進一步通過交聯反應增強殼聚糖季銨鹽與pva05-88的界面結合力,減少相分離并提高膜的致密性和耐水性;辛醇-3作為輔助功能劑,通過其非離子表面活性特性降低體系表面張力,促進薄荷素油與高分子組分的均勻分散。
26、2、本發明中,加入甘油能夠通過多維度協同作用顯著改善膜材料的綜合性能。作為高效增塑劑,甘油通過降低高分子鏈間,殼聚糖季銨鹽和不同分子量的pva的剛性作用力,提升膜的延展性和柔韌性,使成膜更易貼合皮膚或黏膜表面,同時調節彈性模量以避免材料脆性斷裂,維持膜結構的機械完整性;此外,甘油的強親水性使其通過氫鍵作用鎖住體系水分,有效緩解薄荷素油揮發導致的膜干燥開裂問題,長期維持膜的柔軟性和延展性;在復合體系中,甘油作為界面潤滑劑能夠促進殼聚糖季銨鹽、pva及辛醇-3等組分的均勻分散,減少成膜過程中的相分離現象,提升膜表面光滑度,同時與辛醇-3協同降低體系黏度以提高成膜效率并抑制氣泡生成;甘油作為無毒、生物相容性成分符合醫療敷料和食品包裝的環保要求,而助乳化特性則輔助薄荷素油與水性高分子形成穩定乳狀液,在保留薄荷素油清涼感及抗菌活性的基礎上,還提升了拉伸強度和斷裂伸長率。
27、3、本發明中,維生素c通過多重協同機制顯著提升膜材料的綜合性能。其強效抗氧化特性可抑制薄荷素油中薄荷醇、薄荷酮等成分的氧化降解,保持成膜時間和清涼時間,同時保障藥效穩定性和膜的均一透明度;維生素c與薄荷素油的抗菌成分協同破壞細菌細胞膜,抑制致病菌增殖及生物膜形成;其水溶性和促膠原蛋白合成能力可增強膜材料的親水性及與生物組織的親和力,優化表面濕潤性并加速皮膚修復。此外,維生素c通過氫鍵作用與甘油協同調控高分子鏈的柔韌性及pva交聯度,平衡機械強度與延展性,避免膜軟化問題,而其無毒、可代謝的特性與薄荷素油的清涼感和抗菌功能兼容,延長薄荷素油的清涼時間。