一种高纯度α-熊果苷及其制备方法和应用与流程

一种高纯度
α-熊果苷及其制备方法和应用
技术领域
1.本发明属于生物合成技术领域，具体涉及一种高纯度α-熊果苷及其制备方法和应用。


背景技术：

2.α-熊果苷化学名称为4-羟基苯-α-d-吡喃葡萄糖苷，其美白活性是β-熊果苷的十倍。研究发现熊果苷作为酪氨酸酶的抑制剂，能阻断多巴以及多巴醌的合成，从而有效地抑制黑色素生成，具有美白作用，且对皮肤无刺激性，毒副作用小。α-熊果苷显著抑制酪氨酸酶活性，是一种新兴的无刺激、无过敏和配伍性强的天然美白活性物质，化妆品中熊果苷推荐用量为1％～5％，具有很高的经济价值。然而，α-熊果苷对光照、温度和ph等环境因素有较强的敏感性，温度和ph过高都会导致其分解。
3.cn105671107a公开了一种利用生物酶反应和水结晶纯化制备环境友好α
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熊果苷的方法，该方法存在下述缺陷：(1)该方法需要进行7次重结晶，步骤繁琐、操作周期长，进而增加生产成本，不适宜工业化生产；(2)氢醌在世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单的3类致癌物清单中，该方法难以有效去除氢醌，纯化后氢醌含量仍高达20ppm，同时不符合《q/jsb 001-2016 化妆品用原料α-熊果苷质量标准》规定的10ppm标准，另外，当α-熊果苷应用于质量要求更高的食品级、医药级原料时，更难以达到标准，难以保障使用的安全性。
4.现有技术中存在α-熊果苷制备工艺繁琐复杂、周期长；产品质量差、不易干燥、易分解等问题，亟需提供一种工艺简单且能够获得纯度高、晶型好、质量高的α-熊果苷的制备方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种高纯度α-熊果苷的制备方法，包括下述步骤：将待精制的α-熊果苷溶解于水中，进行二次降温重结晶，分离，收集固体，干燥，即得。
6.本发明的优选技术方案中，所述二次降温重结晶在第一次降温重结晶后不进行分离，然后进行第二次降温重结晶。
7.本发明的优选技术方案中，待精制的α-熊果苷和水的重量体积比为 1:2.5-1:5；优选为1:2.8-1:4.5，更优选为1:3-1:4。
8.本发明的优选技术方案中，在进行二次降温重结晶之前，先将α-熊果苷水溶液真空浓缩至饱和状态。
9.本发明的优选技术方案中，真空浓缩时温度设置为40-85℃，优选为 45-80℃，更优选为50-75℃。
10.本发明的优选技术方案中，所述二次降温重结晶包括下述步骤：
11.(1)α-熊果苷水溶液或真空浓缩液进行首次降温，析晶；
12.(2)步骤(1)中结晶体系升温重新溶解；
13.(3)步骤(2)溶解后体系进行第二次降温，析晶。
14.本发明的优选技术方案中，析晶过程、溶解过程均在搅拌条件下进行。
15.本发明的优选技术方案中，搅拌速度为15-35r/min，优选为20-30r/min，更优选为22-28r/min。
16.本发明的优选技术方案中，步骤(1)中，降温至15-30℃，优选为20-25℃。
17.本发明的优选技术方案中，降温后维持0.5-3h，优选为1-2h。
18.本发明的优选技术方案中，步骤(2)中，升温温度为35-80℃，优选为 40-75℃，更优选为45-70℃。
19.本发明的优选技术方案中，步骤(3)中，所述第二次降温为梯度降温。
20.本发明的优选技术方案中，梯度降温至5-25℃，优选为10-15℃。
21.本发明的优选技术方案中，梯度降温的速率为每一小时降温5-10℃。
22.本发明的优选技术方案中，所述降温选自自然冷却降温、强制冷却降温的任一种或其组合。
23.本发明的优选技术方案中，所述强制冷却降温采用冷却介质对结晶体系实现强制降温。
24.本发明的优选技术方案中，所述冷却介质选自冷凝水、冰水、乙醇、乙二醇的任一种或其组合。
25.本发明的优选技术方案中，所述分离选自过滤、离心的任一种或其组合。
26.本发明的优选技术方案中，所述分离中洗涤所用溶剂为水。
27.本发明的优选技术方案中，所述干燥选自常压干燥、真空干燥或减压干燥的任一种或其组合。
28.本发明的优选技术方案中，干燥温度为25-80℃，优选为35-65℃，更优选为40-50℃。
29.本发明的优选技术方案中，所述α-熊果苷的纯度≥99.5％，优选≥99.6％，更优选≥99.7％，再优选≥99.8％，还优选≥99.9％。
30.本发明的优选技术方案中，所述α-熊果苷中氢醌含量＜10ppm，优选＜8ppm，更优选＜6ppm，再优选＜4ppm，还优选＜2ppm，最优选为未检出。
31.本发明的优选技术方案中，所述α-熊果苷分离后湿料水分含量≤15％，优选≤10％，更优选≤5％。
32.本发明的优选技术方案中，所述α-熊果苷干燥后水分含量≤0.5％，优选≤0.4％，更优选≤0.3％。
33.本发明的优选技术方案中，待精制的α-熊果苷由α-熊果苷转化液经粗提取制备获得。
34.本发明的优选技术方案中，粗提取包括下述步骤：α-熊果苷转化液经过滤、分离纯化、浓缩结晶、分离，即得。
35.本发明的优选技术方案中，所述过滤选自陶瓷膜、卷式膜的任一种或其组合。
36.本发明的优选技术方案中，所述分离纯化选自色谱分离纯化。
37.本发明的优选技术方案中，所述分离选自过滤、离心的任一种或其组合。
38.本发明的优选技术方案中，所述α-熊果苷转化液的制备包括下述步骤：二糖、对苯
二酚溶于水中，在酸性条件下，经生物酶催化反应制得。
39.本发明的优选技术方案中，所述二糖选自蔗糖、麦芽糖、乳糖中的任一种或其组合。
40.本发明的优选技术方案中，所述生物酶对应于所选择的二糖，选自蔗糖酶、麦芽糖酶、乳糖酶中的任一种或其组合。
41.本发明的优选技术方案中，所述酸性条件为ph3.5-6.5，优选为ph4.0-6.0。
42.本发明的另一目的还在于提供了一种高纯度的α-熊果苷，其中，所述α-熊果苷的纯度≥99.5％，优选≥99.6％，更优选≥99.7％，再优选≥99.8％，还优选≥99.9％。
43.本发明的优选技术方案中，所述α-熊果苷中氢醌含量＜10ppm，优选＜ 8ppm，更优选＜6ppm，再优选＜4ppm，还优选＜2ppm，最优选为未检出。
44.本发明的优选技术方案中，所述α-熊果苷干燥后水分含量≤0.5％，优选≤0.4％，更优选≤0.3％。
45.本发明的另一目的还在于提供了一种本发明高纯度α-熊果苷在制备化妆品中的应用。
46.本发明的优选技术方案中，所述化妆品包括美白护肤品、抗氧化抗衰老护肤品。
47.本发明的另一目的还在于提供了一种本发明高纯度α-熊果苷在制备消炎制剂中的应用。
48.本发明的优选技术方案中，所述消炎制剂包括外用制剂。
49.本发明的优选技术方案中，所述外用制剂选自洗剂、软膏、乳膏、凝胶剂、酊剂、擦剂、醑剂、粉剂、油剂、糊剂、硬膏剂、涂膜剂、气雾剂、霜、乳液的任一种或其组合。
50.除非另有说明，本发明涉及液体与液体之间的百分比时，所述的百分比为体积/体积百分比；本发明涉及液体与固体之间的百分比时，所述百分比为体积/ 重量百分比；本发明涉及固体与液体之间的百分比时，所述百分比为重量/体积百分比；其余为重量/重量百分比。
51.与现有技术相比，本发明具有下述有益技术效果：
52.1、本发明的制备方法通过控制二次降温重结晶，实现了对α-熊果苷晶型的良好控制，获得了晶型好、晶体均一、大颗粒针状的α-熊果苷晶体，离心后减少了母液残留，产品纯度高、收率高；另外，该晶体容易干燥，在较低温度下即可很好地控制产品残留水分，控制在0.5％以内，不仅提高了生产效率，且很好的控制了α-熊果苷的分解，有效的控制了氢醌的含量，提高了产品质量。此外，本发明获得的α-熊果苷产品亦利于包装、运输和储藏等，减少了生产的成本。
53.2、本发明的二次降温重结晶工艺，无需添加晶种，避免了晶种的制备过程，节约生产成本；且可通过控制α-熊果苷水溶液的浓缩过饱和状态实现较快析出晶体的效果，提高了生产效率；同时在第一次析晶后重新溶解时的控制少量晶体残留，进一步实现晶体较快析出，且晶体质量更好。该过程实现了生产效率的提高、产品质量的提高。
54.3、本发明提供了一种高纯度α-熊果苷，纯度在99.9％以上，甚至高达99.99％，且本发明α-熊果苷中未检测出氢醌，含水量在0.5％以下；产品质量可控，进而保障在化妆品、医药领域应用的安全性。
附图说明
55.图1a、图1b实施例1α-熊果苷精制品外观、晶体形态图；
56.图2a、图2b对比例1α-熊果苷精制品外观、晶体形态图；
57.图3a、图3b对比例2α-熊果苷精制品外观、晶体形态图；
58.图4a、图4b对比例3α-熊果苷精制品外观、晶体形态图；
59.图5a、图5b对比例4α-熊果苷精制品外观、晶体形态图。
具体实施方式
60.下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。以下实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下述实施例中所使用的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所用的试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
61.制备例1
62.(1)α-熊果苷的制备：
63.将4t蔗糖溶解在10m3纯水中，加入400kg对苯二酚，混合均匀，调节反应溶液的ph为5，加入50kg蔗糖生物酶，搅拌至反应完全，制的α-熊果苷转化液。
64.(2)α-熊果苷的粗提取：
65.将转化液依此经过陶瓷膜、过卷式膜(800-5000分子量)过滤，得到过膜清液。过膜清液经连续色谱分离纯化、浓缩结晶，离心，得到940kg(扣除水分) α-熊果苷待精制品，纯度：89％，氢醌含量：0.5g/l。
66.实施例1
67.将94kgα-熊果苷待精制品加入300l纯水，搅拌进行溶解。60℃真空浓缩至饱和状态，25r/min搅拌，降温至25℃，维持2h，有大量细晶析出；升温至 58℃，重新溶解，大量细晶溶解，少量晶体未溶解；梯度降温至10℃(每一个小时降温8℃)，搅拌5h。
68.将重结晶体系进行离心分离；在60℃，-0.095mpa真空下干燥6h；制得α
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熊果苷精制品77.2kg，收率82.1％。
69.实施例2
70.将94kgα-熊果苷待精制品加入300l纯水，搅拌进行溶解。65℃真空浓缩至饱和状态，20r/min搅拌，降温至20℃，维持1h，有大量细晶析出；升温至 60℃，重新溶解，大量细晶溶解，少量晶体未溶解；梯度降温至15℃(每一个小时降温10℃)，搅拌5h。
71.将重结晶体系进行离心分离；在65℃，-0.095mpa真空下干燥5h；制得α
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熊果苷精制品75.3kg，收率80.1％。
72.实施例3
73.将94kgα-熊果苷待精制品加入300l纯水，搅拌进行溶解。48℃真空浓缩至饱和状态，30r/min搅拌，降温至15℃，维持2h，有大量细晶析出；升温至 43℃，重新溶解，大量细晶溶解，少量晶体未溶解；梯度降温至8℃(每一个小时降温5℃)，搅拌5h。
74.将重结晶体系进行离心分离；在55℃，-0.095mpa真空下干燥8h；制得α
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熊果苷精制品77.9kg，收率82.9％。
75.实施例4
76.将94kgα-熊果苷待精制品加入300l纯水，搅拌进行溶解。60℃真空浓缩至饱和状
态，50r/min搅拌，降温至20-25℃，维持3h，细晶析出；升温至25-75℃，重新溶解，大量细晶溶解，少量晶体未溶解；梯度降温至5-15℃(每一个小时降5-10℃)，搅拌5h。晶体析晶速度慢，且晶体破碎。
77.对比例1
78.将9.4kgα-熊果苷待精制品加入30l纯水，搅拌进行溶解。60℃真空浓缩至饱和状态，缓慢加入8％熊果苷大颗粒针状晶种，30r/min搅拌2h，降温至10℃，析晶，搅拌5h。
79.将重结晶体系进行离心分离；在90℃，-0.095mpa真空下干燥23h；制得α-熊果苷精制品7.14kg，收率76.0％。
80.对比例2
81.将9.4kgα-熊果苷待精制品加入30l纯水，搅拌进行溶解。60℃真空浓缩至大量晶体析出，30r/min搅拌，降温至15℃，搅拌5h。
82.将重结晶体系进行离心分离；在90℃，-0.095mpa真空下干燥26h；制得α
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熊果苷精制品7.42kg，收率79％。
83.对比例3
84.将9.4kgα-熊果苷待精制品加入30l纯水，搅拌进行溶解。60℃真空浓缩至饱和状态，30r/min搅拌，缓慢加入8％熊果苷大颗粒针状晶种，继续浓缩至大量晶体析出；降温至10℃，析晶，搅拌5h。
85.将重结晶体系进行离心分离；在100℃，-0.095mpa真空下干燥20h；制得α-熊果苷精制品7.22kg，收率76.8％。
86.对比例4
87.将9.4kgα-熊果苷待精制品加入30l纯水，搅拌进行溶解。60℃真空浓缩至饱和状态，缓慢降温至10℃，析晶，搅拌5h。
88.将重结晶体系进行离心分离；在95℃，-0.095mpa真空下干燥23h；制得α
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熊果苷精制品7.61kg，收率80.9％。
89.试验例1
90.性能测试：
91.对上述实施例1-3及对比例1-4制备的α-熊果苷成品进行性能测试，相关性能测试方法如下：
92.晶体形态：通过显微镜观察晶体形状；
93.水分测试：通过快速水分测定仪进行水分测定；
94.α-熊果苷含量：通过高效液相色谱法(hplc)检测α-熊果苷精制品中α
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熊果苷含量；
95.氢醌含量：通过高效液相色谱法(hplc)检测α-熊果苷精制品中氢醌含量：
96.实施例1-3和对比例1-4制备的α-熊果苷精制品的检测结果如表1所示；
97.表1
[0098][0099]
未检出*：高效液相色谱法检测，氢醌含量＜1ppm，甚至为0。
[0100]
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。