一种利用生物酶反应和水结晶纯化制备环境友好α-熊果苷的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化妆品原料技术领域，涉及糖苷的制备，特指一种利用生物酶反应和水结晶纯化制备环境友好α-熊果苷的方法。
【背景技术】
[0002]α-熊果苷存在于熊果、越橘等植物中，能有效抑制皮肤中酪氨酸酶的活性，减少酪氨酸酶在皮肤中的沉积，是一种无刺激、无过敏和配伍性强的天然美白活性物质，对皮肤有漂白、防色变和祛斑的功效。
[0003]在α-熊果苷的生产过程中，制备方法和分离纯化技术对产品的最终质量起着至关重要的作用。目前，有关α-熊果苷的制备方法有很多，比较高效和绿色的生产工艺有发酵法(CN1635139)、胞内粗酶法(CN102978265A)和脂肪酶法(CN10251736A)，它们都是通过生物的方法得到了相对高产率的α-熊果苷产品。不过，它们在生产过程中引入的是外来酶，容易产生副产物和不可预测的危害。
[0004]而对于α-熊果苷的分离纯化过程也有很多相关报道，专利CN104911238A公开了纳滤法对α-熊果苷发酵液的提纯，对发酵法选择较好，但对双糖酶反应合成的α-熊果苷来说，难于除去其里面的糖分。专利CN 103773827Α公开了用大孔树脂吸附法提纯α-熊果苷发酵液，但因其涉及吸附、洗杂、洗脱及再生等工序，使整个流程较为复杂，耗时较长，且效率不高。在化学合成的α-熊果苷方法中，也有一些通过加入有机溶剂使产品结晶析出的方法进行提纯，但其很难保证有机溶剂被完全除去，生产过程的安全隐患较大。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种利用生物酶反应和水结晶纯化制备环境友好α-熊果苷的方法。该制备和纯化方法工艺简单、安全、成本低，适合于大批量生产;得到的α-熊果苷产品环境友好、纯度高、稳定性好和致敏性低。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种利用生物酶反应和水结晶纯化制备环境友好α-熊果苷的方法，包括生物酶合成α-熊果苷和水结晶分离纯化α-熊果苷，所述生物酶合成α-熊果苷酶的反应底液的组份按重量百分比为双糖5.0%?15.0%、1,4-对苯二酚0.5%?5.0%、氢氧化钠0.02%?0.08%、辅助剂0.1%?2.0%和余量的纯化水;在上述反应底液中加入5-50 g/L的α-熊果苷酶，并在30?50 °C下反应得到α-熊果苷初产品溶液;将α-熊果苷初产品溶液通过3?7次水结晶分离纯化得到环境友好的α-熊果苷结晶产品。
[0007]所述生物酶合成α-熊果苷过程可细化为以下方法:
首先，称取5.0%?15.0%的双糖和1%?2%的辅助剂，加入75?90%的纯化水进行搅拌溶解；然后，加入氢氧化钠调pH值至5.5-7.5；再加入0.5%?5.0%的I，4-对苯二酚，搅拌溶解，得到酶反应底液;最后加入5-50 g/L的α-熊果苷酶在30?50 °C下反应，得到α-熊果苷初产品溶液。 所述的双糖可以为麦芽糖、乳糖和蔗糖中的一种或几种。
[0008]所述的辅助剂为偏亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和硫脲中的一种或几种。
[0009]所述水结晶分离纯化α-熊果苷包括以下步骤:
(1)将α-熊果苷初产品溶液浓缩，进行低温搅拌结晶，离心得到晶体；
(2)将步骤(I)中得到的晶体加水加热搅拌溶解，得到二次结晶料液，进行低温结晶，离心得到晶体和母液，母液返回步骤(I)中重复利用；
(3)将步骤(2)中得到的晶体加水加热搅拌溶解，得到三次结晶料液，进行低温结晶，离心得到晶体和母液，母液返回步骤(I)中重复利用；
(4)将步骤(3)中得到的晶体加水加热搅拌溶解，得到四次结晶料液，进行低温结晶，离心得到晶体和母液，母液用于步骤(3)中溶解步骤(2)中得到的晶体；
(5)将步骤(4)中得到的晶体加水加热搅拌溶解，得到五次结晶料液，进行低温结晶，离心得到晶体和母液，母液用于步骤(4)中溶解步骤(3)中得到的晶体；
(6)将步骤(5)中得到的晶体加水加热搅拌溶解，得到六次结晶料液，进行低温结晶，离心得到晶体和母液，母液用于步骤(5)中溶解步骤(4)中得到的晶体；
(7)将步骤(6)中得到的晶体加水加热搅拌溶解，得到七次结晶料液，进行低温结晶，离心得到晶体和母液，母液用于步骤(6)中溶解步骤(5)中得到的最终产品的晶体。
[0010]所得到的α-熊果苷成品的纯度299.5%O
[0011]所述水结晶纯化结晶料液的成分是蔗糖、果糖、α-熊果苷、对苯二酚和葡萄糖中几种的随意混合物。
[0012]所述α-熊果苷最终产品的晶体是根据步骤(3)、(4)、(5)、(6)和(7)中任一步骤得到的晶体进行质量分析，合格后进行干燥、粉碎得到最终产品的晶体。
[0013]步骤(I)所述的浓缩是指在40?90°(:和真空度< -0.1 MPa条件下，浓缩至料液比重为1.0?2.0。
[0014]步骤(2)所述的低温结晶是指冷却至室温后，用O?20°(:冷却水进行冷却循环结晶O
[0015]步骤(4)所述的加水加热搅拌溶解是指按晶体湿重加入0.5-5.0倍重量的纯化水，加热到75?100 °(:搅拌溶解，搅拌是指在带搅拌机的溶解罐上以1000?5000转/分钟的速度搅拌。
[0016]所述的干燥是指在80?160°C烘箱中干燥I?10小时。
[0017]本发明的有益效果是:制备工艺简单、安全;原料可以重复利用，成本低，适合于大批量生产;得到的α-熊果苷产品环境友好、纯度高、稳定性好和致敏性低，可用于各类美白
τ?: 口广PR ο
[0018]
本发明创新点:
(I)a-熊果苷酶是合成α-熊果苷选择性和催化性最好的一种酶，因此可以实现高效、没有副产物，是α_熊果苷生产最理想的一种生物酶。
[0019](2)本发明技术制备的α-熊果苷酶的纯度可以2 99.5%。
[0020](3)水结晶纯化是最绿色环保的纯化技术，而且其成本低、纯化工艺简单、安全。
[0021](4)使用的原料对苯二酚和双糖与α-熊果苷在水中的溶解度，容易通过简单的重结晶将它们分离，得到高纯度的α-熊果苷。
[0022](5)在α-熊果苷的水结晶纯化过程中，结晶液可以重复使用，既绿色环保又可以降低成本。
[0023]
【附图说明】
[0024]图1为实施例1制备的环境友好α-熊果苷的数码照片图。
[0025]图2为实施例2制备的环境友好α-熊果苷纯度分析的液相色谱图。
[0026]图3为实施例3制备的环境友好α-熊果苷中对苯二酚检测的液相色谱图。
[0027]
【具体实施方式】
[0028]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行详细的说明。但此发明并不仅限于下述具体实施例。
[0029]
实施例1
一种利用生物酶反应和水结晶纯化制备环境友好α-熊果苷的方法包括生物酶合成α-熊果苷和水结晶分离纯化α-熊果苷;生物酶合成α-熊果苷的酶反应底液组份(总重量百分数计)为双糖5.0%?15.0%，I，4-对苯二酚0.5%?5.0%，氢氧化钠0.02%-0.08%，辅助剂0.1%?2.0%和余量的纯化水;此酶反应底液加入5-50 g/L的α-熊果苷酶，并在30?50 °(:下反应得到α-熊果苷初产品溶液。
[0030]所述生物酶合成α-熊果苷通过以下方法制备:
(I)称取10.0%的双糖和1.5%的辅助剂，加入纯化水进行搅拌溶解；
(2 )加入氢氧化钠调pH值至6.5，再加入1.0%的I，4-对苯二酚，搅拌溶解，得到酶反应底液；
(3)加入30 g/L α-熊果苷酶，并在35 °C下反应，得到α