包含甘露寡糖的个人护理组合物的制作方法

包含甘露寡糖的个人护理组合物
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年3月13日提交的美国临时专利申请号62/989,089和2020年6月4日提交的美国临时专利申请号63/034,457的权益，每个临时专利申请据此全文以引用方式并入本文。
技术领域
3.本发明涉及一种包含甘露寡糖的组合物以及制备该组合物的方法。本发明还涉及包含本发明的组合物的个人护理产品。本发明还涉及使用所公开的组合物治疗皮肤以防止老化或改善皮肤结构。


背景技术：

4.现在人们对可用于改善皮肤整体健康的化妆品成分存在需求。随着年龄的增长，众所周知，皮肤结构会随时间的推移发生变化。皮肤失去弹性、抗脱水性降低、肤色变化和皱纹增加都是我们随着年龄增长所经历的一些变化。
5.人们一直在努力了解这些常见变化对皮肤健康的影响。每年都会对有大量产品进行评估和商业化。但仍然需要识别具有成本效益的天然来源产品，来满足人们这种普遍存在的兴趣。
6.已知甘露寡糖组合物改善人们的整体健康，特别是肠道健康，但其对皮肤健康的影响尚不清楚。目前市场上现有的甘露寡糖(或mos)组合物都是提取物，如酵母提取物(主要是酵母细胞壁提取物)、绿咖啡豆提取物、魔芋提取物等。它们都具有缺点，即，不是高纯度组合物。相反，这些组合物具有不一致性，特别是酵母细胞壁提取物，所以其在动物中的作用不是可预测的，并且它们的效果会出现波动。另外，这些提取物在水中的溶解度通常较差或不稳定。因此，它们在食品和化妆品中的应用受到限制。


技术实现要素：

7.在第一方面，本发明涉及发明人观察到的令人惊讶的结果，其在于包含甘露寡糖的高度纯化的组合物在改变老化皮肤细胞的健康方面是有效的。这是一种完全新颖且出乎意料的效果。
8.本发明的附加方面是一种甘露寡糖组合物，其特征在于，所述组合物是高度纯化的。
9.本发明的附加方面是一种甘露寡糖组合物，其特征在于，所述组合物的dpn》50％，干物质含量》65％，加德纳色值小于3.0，和/或在50重量％水溶液中的电导率值《500μs/cm。
10.在另一方面，本发明涉及化妆品、个人护理产品或药物产品，其包含本发明的mos组合物。
11.在另一方面，本发明涉及将本发明的mos组合物用作化妆品活性成分，优选用作抗衰老化妆品活性成分来刺激i型胶原、iii型胶原和/或原纤维蛋白1的生成。
12.在另一方面，本发明涉及使用本发明的mos组合物来促进或辅助皮肤伤口的愈合。
13.在另一方面，本发明涉及一种用于制备包含甘露寡糖的高度纯化的组合物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
14.a)在存在酸化催化剂的条件下，在180℃至240℃，优选195℃至240℃的温度下，使甘露糖通过微反应器来进行缩聚，以生成含甘露寡糖的组合物，
15.b)中和来自步骤a)的含甘露寡糖的组合物，
16.c)使步骤b)的已中和的组合物脱色，
17.d)通过电渗析和/或离子交换处理对步骤c)的脱色的溶液进行除盐，
18.e)对从步骤d)获得的产物进行纯化，以及
19.f)收集mos。
附图说明
20.图1示出了本文所公开的组合物对上皮厚度的影响。
21.图2示出了本文所公开的组合物对i型胶原的影响。
22.图3示出了本文所公开的组合物对iii型胶原的影响。
23.图4示出了本文所公开的组合物对原纤维蛋白i的影响。
具体实施方式
24.使用“一种”描述本文的各种元件或组分仅仅是为了方便并且给出的是本发明的一般意义。本说明书应被理解为包含一种或至少一种，并且单数也包括复数意义，除非明显另有说明。
25.在本说明书中，术语甘露寡糖和mos可互换用于描述相同物质。甘露寡糖定义为dp为3或更高的甘露糖的低聚糖。dp是指聚合度，即低聚糖中存在的单体的数量。在甘露寡糖中，单体是甘露糖。本发明的甘露寡糖组合物包含dp为3或更高(也称为“dpn”)的甘露寡糖，其特征在于，所述甘露寡糖也是甘露糖二糖的来源，另外其可能包括甘露糖单糖。可进行hplc分析(iso 10504:1998-10)以确定存在于甘露寡糖组合物中的各种糖类的量和类型，如dp1、dp2、dp3和更高。
26.本发明的甘露寡糖组合物具有非常低的加德纳色值。在本发明的各方面中，加德纳色值小于5.0、小于3.0、介于1.0和5.0之间或介于1.0与3.0之间；并且可以被描述为浅黄色透明液体。通过比较，直接在步骤(b)后的甘露寡糖组合物的加德纳色值为12-15，并且可以被描述为浓缩咖啡色。
27.加德纳颜色是黄度的二维度量。通过将样品倒入试管并将其与预先确定的已知标准进行比较来确定透明液体的黄度。样品最接近的标准即为液体的色值。加德纳颜色评估程序在本领域是众所周知的，并且包括标准测试方法astm d1544透明液体颜色测定方法(加德纳色度)，请参见http://www.astm.org/standards/d1544.htm。
28.本发明的甘露寡糖组合物具有非常低的糠醛和羟甲基糠醛杂质水平。糠醛和羟甲基糠醛是已知存在于碳水化合物产品中的杂质，对于化妆品和个人护理产品而言尤其是一个问题。优选地，本发明的甘露寡糖组合物的糠醛或羟甲基糠醛含量小于1ppm。更优选地，糠醛和羟甲基糠醛的含量低于检测限。碳水化合物中存在这些杂质是众所周知的，可通过
该领域熟知的程序(包括hplc)来确定。例如，根据以下hplc条件：
29.色谱柱：例如aminex a-7，ca
2 -形式，0.8*30cm
30.流量：0.7ml/min
31.洗脱液：0.005m ca(no3)2*4h2o
32.温度：60℃
33.进样体积：20μl
34.检测：uv监测器
35.波长：284nm
36.hmf或糠醛的标准：应用程序0.02g/250ml
37.优选地，本发明的mos组合物的dpn含量》50％、》55％、》60％、》65％、》70％或》90％。这些值是基于干重的重量百分比值。本发明人还设想了这些值中的任一个之间的范围，例如50重量％至65重量％，优选55重量％至90重量％，优选60重量％至70重量％。dp2的含量可以为60重量％左右。
38.此外，mos组合物可含有甘露糖，其含量基于干重(db)为5重量％-20重量％，优选地15重量％-20重量％db。
39.mos组合物的干物质含量或固体含量程度可根据其应用的需要进行调整。干物质可为至少65重量％，优选地至少为70重量％，更优选地至少为80重量％，甚至更优选地至少为90重量％，且甚至更优选地至少为95重量％，例如95重量％-99重量％。mos组合物的干物质可以是介于65％和99％之间的任何范围；诸如介于70％和95％之间或介于80％和99％之间。mos组合物可在喷雾干燥后以粉末形式储存或以液体形式储存，具体取决于预期用途。以粉末形式，本发明的mos组合物是淡黄色至白色、自由流动的稳定粉末。
40.此外，mos组合物的特征可在于，甘露寡糖主要包含α-1,6键和β-1,6键以及α-1,3键。优选地至少50％，更优选地至少75％，甚至更优选地至少80％的键为α-1,6键和β-1,6键以及α-1,3键。用于测量可能存在于糖类中的各种类型的键的方法在该领域中是众所周知的，如具有脉冲安培检测功能的高性能阴离子交换色谱(hpae-pad)。
41.据发现，根据本发明的mos组合物对下述已知的皮肤老化标志物具有改善作用：i)表皮厚度，ii)i型胶原，iii)ii型胶原，iv)iii型胶原，以及v)原纤维蛋白i。具体地，本发明的高度纯化的mos组合物的特征在于，所述mos组合物的dp3 高于50重量％，对这些老化标志物具有改善作用。
42.本发明还涉及如本文所述的mos组合物的用途或使用方法，其用于治疗人类皮肤。
43.本发明还涉及如本文所述的mos组合物的用途或使用方法，其用于改善：i)表皮厚度，ii)i型胶原，iii)ii型胶原，iv)iii型胶原或v)原纤维蛋白i。
44.本发明还涉及mos组合物的用途或使用方法，其用于制备化妆品或个人护理组合物以用于治疗人类皮肤。
45.本发明还涉及mos组合物的用途或使用方法，其用于制备化妆品或个人护理组合物以用于促进或加速伤口愈合。
46.使用本发明的mos组合物的优点在于，其可以很容易地溶解，更好地处理和/或给药，因此非常适用于许多使用至少一种液体成分的应用，例如霜剂或洗剂。而且，mos组合物可以很容易地掺入干燥混合物中。
47.此外，本发明涉及一种化妆品，其包含本发明的mos组合物和另外的化妆品成分，特别是具有抗老化特性的产品。化妆品可以是霜剂、洗剂、唇膏、含颜料和其它保湿剂的彩妆等。优选地，基于化妆品的重量计，化妆品可包含下述含量的本发明的mos组合物：0.01重量％至30重量％，优选0.01重量％至20重量％，更优选1重量％至15重量％，甚至更优选5重量％至10重量％。本发明还涉及mos组合物在化妆品中的用途。具体地，本发明还涉及mos组合物在具有抗衰老特性或作用的化妆品中的用途。
48.在一个方面，本发明为包含如本文所述的甘露寡糖的局部用制剂。如本文所用，术语“局部用制剂”是指可直接施用于身体的一部分的制剂。根据本发明，术语“制剂”在本文中用于表示各种重量范围内的各种成分的组合物。此类组合物是本领域技术人员所熟知的。
49.用本文所述的甘露寡糖组合物制备的制剂适于在毛发、头皮、指/趾甲和皮肤上使用，以用于向皮肤或毛发递送化妆品或活性物质以提供清洁、调理、保湿作用，最大程度减少或治疗皮肤瑕疵，控油，为毛发或皮肤提供香味等。
[0050]“个人护理”是指并且包括任何卫生、洗漱和局部用护理产品，包括但不限于免洗型产品(即，施用后留在皮肤或角质基质上的产品)；洗去型产品(即，在施用期间或几分钟内从皮肤或角质基质上洗去或冲去的产品)；洗发剂；毛发卷曲和毛发拉直产品；发型保持和毛发调理产品；用于指甲、手、脚、面部、头皮和/或身体的洗剂和霜剂；毛发染料；面部和身体化妆品；指甲护理产品；收敛剂；除臭剂；止汗剂；抗痤疮剂；抗衰老剂；脱毛剂；古龙水和香水；皮肤保护霜剂和洗剂(诸如防晒剂)；皮肤和身体清洁剂；皮肤调理剂；皮肤调色剂；紧肤组合物；皮肤美黑和淡色组合物；液体皂；条皂；沐浴产品；剃刮产品；以及口腔卫生产品(诸如牙膏、口服混悬剂和口腔护理产品)。优选地，基于个人护理产品的重量计，该个人护理产品可包含下述含量的本发明的mos组合物：优选0.01重量％至30重量％，优选0.01重量％至20重量％，更优选1重量％至15重量％，甚至更优选5重量％至10重量％。本发明还涉及mos组合物在个人护理产品中的用途。具体地，本发明还涉及mos组合物在具有抗衰老特性的个人护理产品中的用途。
[0051]
此类个人护理制剂的质地不受限制，并且可为但不限于液体、凝胶、喷雾剂、乳液(诸如洗剂和霜剂)、洗发剂、润发油、泡沫、片剂、棒状物(诸如唇部护理产品)、化妆品、栓剂等，其中任何一种均可施用到皮肤或毛发或口中，并且通常被设计成保持与其接触直至移除，诸如通过用水冲洗或用洗发剂或皂清洗。其他形式可为柔软的、刚性的或可挤压的凝胶。喷雾剂可为由手动泵送的手指驱动的喷雾器递送的非加压气溶胶，或者可为其中使用化学推进剂或气体推进剂的加压气溶胶，诸如摩丝、喷雾剂或泡沫形成制剂。
[0052]
包含本文所公开的高度纯化的甘露寡糖的个人护理制剂可以是霜剂或洗剂，该霜剂或洗剂可任选地包括防嗮剂、保湿剂或其它活性成分。
[0053]
本发明还涉及一种制备甘露寡糖组合物的方法，所述方法包括以下步骤：
[0054]
a.在存在酸化催化剂的条件下，在180℃至240℃，优选195℃至240℃的温度下，使甘露糖通过微反应器来进行缩聚，以生成含甘露寡糖的组合物。
[0055]
b.中和来自步骤a的含甘露寡糖的组合物，
[0056]
c.使步骤b的已中和的组合物脱色，
[0057]
d.通过电渗析和/或离子交换处理对步骤c的脱色的溶液进行除盐，
[0058]
e.对步骤d的产物进行纯化，以及
[0059]
f.收集mos。
[0060]
在本文所述的方法中，可如本文列举的特定顺序执行动作。另选地，在本文所公开的任一实施方案中，在不脱离本公开原理的前提下，可以任何顺序执行具体动作，除非明确列举了时间或操作顺序。此外，除非有明确的声明语言陈述了指定的动作是分开执行的，否则它们可以同时执行。例如，可以在单个操作中同时进行要求保护的进行x的动作和要求保护的进行y的动作，并且所得过程将落在要求保护的过程的字面范围内。
[0061]
甘露糖可以是含甘露糖的组合物、单独的甘露糖、甘露糖溶液或这些物质的混合物。优选地，甘露糖是甘露糖水溶液。甘露糖水溶液中甘露糖的浓度并不重要，然而，甘露糖的浓度与粘度要求一致会比较有利。因此，有利的是，甘露糖水溶液含有下述含量的干物质：10重量％至90重量％，优选15重量％至80重量％，更优选40重量％至70重量％，甚至更优选50重量％至60重量％。最优选地，甘露糖水溶液含有75重量％-90重量％的干物质。
[0062]
酸化催化剂所用的量与甘露糖所用的量的重量比如下：优选100:0.005至100:20，更优选100:0.5至100:10，甚至更优选100:1至100:5。
[0063]
优选地，酸化催化剂是柠檬酸、硫酸和/或磷酸。
[0064]
步骤a)期间在微反应器中维持的温度将影响将发生的聚合量或聚合度。在一些实施方案中，步骤a)的温度为180℃至230℃，或195℃至230℃，或195℃至220℃，或195℃至210℃，或195℃至200℃。
[0065]
在步骤a)期间含甘露糖的组合物在微反应器中的停留时间也将影响将发生的聚合量或聚合度。在一些实施方案中，停留时间为5秒至25秒，或10秒至15秒。
[0066]
技术人员将理解，步骤a)中的聚合度可通过改变反应器中的停留时间以及修改反应温度的组合来控制或指导。可根据操作者的需要来实现更少或更多的聚合。
[0067]
在一些实施方案中，在步骤a)之前，在存在酸化催化剂的条件下，在比上述步骤a)的温度更低的温度下，甘露糖通过第一微反应器。所述低温可以是100℃至180℃，或120℃至175℃，或140℃至170℃，或150℃至165℃。在该步骤中，可能已经发生一些缩聚。在一些实施方案中，含甘露糖的组合物在第一微反应器中的停留时间相当短，如5秒或更短、或4秒或更短、或3秒或更短、或2秒或更短，如0.5秒至2秒或0.5秒至1秒。
[0068]
第一微反应器和步骤a)的微反应器能够具有相同的配置，它们可相似，并且例如，当分批执行该方法时，它们甚至能够是相同的微反应器。本发明的方法可分批、半连续、脉冲或连续方式运行，优选以连续方式运行。
[0069]
对来自步骤a)的甘露寡糖组合物进行处理以中和反应催化剂。可中和甘露寡糖组合物，直到组合物的ph值达到4-7为止。这对于增加产品的稳定性是有利的，例如随时间推移水解较少，因此产品的组成几乎没有变化。另外，优点是产品适合与对酸或酸性条件敏感的其它成分一起使用。可用任何合适的碱进行中和。在一些实施方案中，特别是当甘露寡糖组合物用在化妆品或个人护理产品中时，碱是苛性碱和/或氢氧化钾。可用4％氢氧化钠水溶液进行中和。在此阶段，将已中和的溶液进行稀释，直到干物质含量为40％-50％。
[0070]
然后使已中和的甘露寡糖组合物脱色。可采用本领域已知的标准程序进行脱色。在一些实施方案中，来自步骤b)的已中和的溶液可在存在碱的情况下，在90℃下用过氧化氢进行处理。可将苛性碱(4％)定期添加到脱色过程以将ph值维持在6以上。监测反应，将颜
色变化作为反应终点。通过添加活性碳以分解/去活剩余的过氧化氢，来完成脱色。在90℃下，将混合物与活性碳一起搅拌，直到通过测试条确定过氧化物水平低于0.5ppm。
[0071]
然后通过电渗析和/或离子交换色谱对脱色后的甘露寡糖组合物进行处理以去除盐分。例如，将脱色后的溶液在suez wt&s electromattm ed试验装置中循环运行。该电渗析设备在乳制品和水处理工业是众所周知的。在制造商推荐的该设备的标准条件下处理产物，直到电导率降低至250μs/cm以下。(即，微西门子每厘米)。在该程序期间可实现大约90％的盐分减少。
[0072]
然后，可进一步精制所得产物。可使产生的甘露寡糖组合物通过具有阴离子和/或阳离子树脂的单个色谱柱或多个色谱柱来对其进行精制。此类精制和树脂在碳水化合物领域是众所周知的。当甘露寡糖组合物用于化妆品应用中时，精制处理是特别有利的。在一些实施方案中，该溶液以每小时2个床体积的流量通过一系列具有阴离子和阳离子树脂的色谱柱。技术人员知道，脱盐步骤可采用任何数量的已知或标准方法并使用已知或标准树脂。目标是使最终产品的电导率值小于100μs/cm，或小于150μs/cm，或小于200μs/cm。
[0073]
然后，步骤e)的精制产物可通过活性炭柱来纯化。在一些实施方案中，来自步骤e)的溶液以每小时1个床体积的流量通过碳柱。
[0074]
然后可通过标准蒸发技术除去水分来分离本发明的mos组合物，以产生》65％，优选》70％，或介于70％和80％之间的ds。
[0075]
本发明还涉及能够通过本发明的方法获得的mos组合物。实际上，此类mos组合物具有如本文所讨论的改善效果。
[0076]
本发明通过以下非限制性实施例说明。
[0077]
实施例1a：mos组合物的制备
[0078]
将170l含90重量％ /-2％甘露糖(基于干重计)的71％ds甘露糖溶液(来自cargill的c*trusweet 016ko)以100:3的重量比(基于干重计)与固体柠檬酸混合。通过薄膜蒸发器将所得溶液蒸发至干物质含量至多为85％ /-1％。以15kg/hr的恒定流量将该溶液泵送通过微型热交换器(kreuzxtrom-reaktormodul 1694-x-19.0,kit,imvt)使其加热至194℃，其中总停留时间不超过1秒。然后在195℃的温度下在大约15秒的时段内将材料泵送通过第二微型热交换器(kreuzxtrom-reaktormodul 2155-a-4.0,kit,iwvt)，其中主要发生缩聚反应。
[0079]
将所得缩聚产物(甘露寡糖组合物)用碱水(4％溶液)稀释，以获得固体含量为50重量％和ph值为5 /-0.2的溶液。然后将该溶液冷却至50℃。实施例1以一式三份运行，结果示出在下表中。hplc分析(iso10504:1998-10)显示甘露寡糖，即dp3 ，含量为60重量％。
[0080]
然后在90℃下用30ml的30重量％过氧化氢和4ml的4％naoh溶液处理已中和的甘露寡糖组合物。允许运行脱色反应直到溶液基本上无色。可添加naoh以维持ph》6。
[0081]
将经过氧化物处理的甘露寡糖组合物在65℃下用100g活性碳/kg组合物(来自chemiviron的lf基于结煤的酸洗颗粒活性炭)进行处理。用来自mquant
tm
的测试条监测该反应的过氧化氢的还原。当确定过氧化物水平低于0.5ppm时，则认为该反应完成。将反应物进行过滤以产生脱色的甘露寡糖组合物。
[0082]
使脱色后的甘露寡糖组合物经历电渗析以降低盐的含量。根据制造商推荐的该设备的标准条件，将脱色后的溶液在suez wt&s electromattm ed试验装置中循环运行，直到
电导率降低至250μs/cm以下，以产生脱盐的甘露寡糖组合物。处理的持续时间为大约4小时。
[0083]
使脱盐后的甘露寡糖组合物在45℃下以每小时2个床体积的流量一次通过2个160l色谱柱。第一个色谱柱含有阳离子树脂(lewatit s2568)，第二个色谱柱含有阴离子树脂(lewatit s4468)。
[0084]
然后使所得脱盐的溶液在70℃下以每小时0.5个床体积的流量通过200l活性碳柱(来自chemiviron的lf基于结煤的酸洗颗粒活性炭)来进行纯化。
[0085]
最后，通过去除过量的水来分离高度纯化的甘露寡糖组合物，以产生》70％的干物质含量。该组合物具有下述特征：i)加德纳色值为2.9，ii)糠醛和羟甲基糠醛的ppm含量低于检测限且加德纳色值为2.8。
[0086]
表1.
[0087][0088]
在皮肤测定中评估mos
[0089]
通过第三方检测公司laboratoire bio-ec 1,chemin de saulxier 91160 longjumeau france在皮肤测定中进行评估。收集来自68岁白种人女性的皮肤样本，并将其置于保持在37℃、湿润、5％co2气氛中的bem培养基上。在第0天、第1天、第2天、第5天和第7天施用来自实施例1的mos产品和视黄酸对照品。在第9天通过显微镜评估细胞培养物，并且结果汇总在图1-图4中。
[0090]
测定结果证明，相对于阳性对照，表皮厚度、i型胶原、iii型胶原和原纤维蛋白i得到令人惊讶的显著改善。