一種美白祛斑化妝品用曲酸生產工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于微生物發酵新技術領域，特別涉及一種用米曲霉制取美白祛斑化妝品用的曲酸的生產工藝方法。
【背景技術】
[0002]曲酸(5-輕基-2-輕甲基-1，4-卩比喃酮)，分子式為C6H604，相對分子質量142.1，化學結構式見圖1。曲酸呈棱柱形，白色或無色針狀晶體，熔點151Γ-154Γ。易溶于水、甲醇、乙醇、丙酮，略溶于醚、乙酸乙酷氯仿和吡啶，難溶于苯及其它大部分溶劑。
[0003]曲酸(Koiicacid)又名曲菌酸或鞠酸，是由曲霉屬、青霉屬等多種真菌好氧發酵產生的具有殺菌作用的弱酸性化合物。隨后一系列研究證明曲酸是皮膚細胞合成黑色素(Melanin)關鍵酶一酪氨酸氧化酶的專特性抑制劑，能夠抑制黑色素的合成，確定了曲酸具有祛斑、阻滯色素沉著、使皮膚美白的獨特功效。
[0004]其實，自古以來曲酸便存在于醬油、豆瓣醬、酒類的釀造之中，在食品發酵行業多以曲霉發酵的發酵產品中均可檢測到曲酸的存在。經過長時間的研究實踐證明，曲酸對人畜安全無害。曲酸的應用，加速了美白祛斑化妝品的更新換代。在國外，各種品牌的含曲酸高檔化妝品相繼投放市場。同時曲酸正廣泛應用于食品、日化和醫藥工業，其應用范圍仍在繼續拓寬。
[0005]20世紀70年代起，許多學者對曲酸的發酵生產進行了研究，如日本的北田牧夫、富舍原孝、川手昭平，巴西的M.T.Lin等。目前日本是世界上的主要曲酸生產國，也是曲酸消費國。國內從20世紀80年代開始研究開發，目前已有多家單位取得了顯著的研究成果，并有個別研究單位進人產業化，進行規模化生產。
[0006]申請號01135102的專利提供了一種曲酸生產工藝，屬于含氧有機化合物的制備領域。包括淀粉糖化、接種發酵、精制曲酸，其特征在于淀粉直接投入發酵罐液化和糖化，糖液經消毒后接種發酵培養曲酸，曲酸清液的多次濃縮結晶產物經過溶解、脫色后，降溫結晶提純得到成品的曲酸晶體。其中淀粉直接投入發酵罐，加入量為5?15 μ/g淀粉的α-淀粉酶，升溫至70?100°C液化和糖化。糖液的消毒溫度為110?130°C，消毒時間為30?40分鐘，接種發酵的溫度為32?36°C。溶解、脫色時多次濃縮結晶產物的溶解液的濃度為9?12BW，脫色劑是0.1?5%重量的活性炭。產酸酸度> 6%，所得到的曲酸的純度在98 %以上，而且晶體均勾。
[0007]申請號201120279865的專利公開了一種曲酸發酵設備，其包括發酵罐，發酵罐內設有攪拌器和恒溫加熱管，特征在于:所述發酵設備還包括補料罐和分離裝置，所述補料罐用于盛裝發酵補液，補料罐與發酵罐上的補料口相連。所述分離裝置用于在發酵過程中分離曲酸，分離裝置)包括冷卻器、錐形體和收集器，冷卻器的進液口經出液閥與發酵罐的分離出液口相連，冷卻器的出液口與錐形體上端的小口相連，錐形體下端的大口連接收集器，收集器側壁上部設有出液口，收集器的出液口經回液閥與發酵罐的分離回液口相連。本發明通過流加發酵補料來控制發酵液濃度，通過不斷分離產物來控制產物濃度，從而可以改善發酵環境，大幅提高曲酸發酵產量，提高設備利用率，降低能耗。
[0008]申請號201310375463的專利公開了一種曲酸發酵液的分離純化工藝，采用陽離子交換樹脂去除雜質陽離子后濃縮結晶，硅藻土吸附脫色后進行重結晶，得到了高純度的曲酸晶體。本發明克服了傳統曲酸提取工藝純化困難、步驟繁多、污染嚴重、成本較高等不足，采用直接濃縮結晶法解決了傳統工藝生產的產品顏色較深的缺點，獲得了白色針狀曲酸晶體，透光率為90%?96%，純度達到99.0%以上，整個工藝提取純化收率達到60%以上。
[0009]然而目前還沒有一套完整的研究如何提供一種高產量、操作簡單的曲酸發酵生產工藝，現有技術提供的工藝流程難度復雜，成本較高，原材料選取不便，造成曲酸產量并不如意等情況。
【發明內容】
[0010]本發明目的是針對現有技術存在的缺陷提供一種高產量、操作簡單的美白祛斑化妝品用曲酸發酵生產工藝，從而克服目前曲酸轉化率較低，質量不佳的缺陷。
[0011]本發明為實現上述目的，采用如下技術方案:
[0012]—種本發明的使用米曲霉發酵制取曲酸的技術工藝包括如下步驟:
[0013]步驟S101，使用的發酵出發菌株為米曲霉2336或米曲霉KA2308 ；
[0014]步驟S102，采取斜面培養；
[0015]步驟S103，采用種子培養；
[0016]步驟S104，采用發酵培養；
[0017]步驟S105中，獲得含有曲酸的發酵液，完成第一階段的制作工藝；
[0018]在步驟S106，將含有曲酸的發酵液置于水溫條件為70°C -80°C的旋轉蒸發儀中旋轉蒸發至有少量晶體產生，
[0019]在步驟S107中，緊接著將其置于溫度為2°C條件下冷凍，待得到結晶后將其置于冷凍干燥箱中干燥，由此采用直接濃縮結晶法獲得紫紅色粗制曲酸結晶；
[0020]在步驟S108中，采用活性炭進行脫色處理，具體采用活性炭用量3%、脫色pH值為3.5、脫色溫度為80°C條件下保溫脫色45min，通過三次平行實驗，在此工藝條件下得到至少77%的脫色率和至少98%的曲酸收率；
[0021]在步驟S109中，用強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂去除雜質，具體是將粗制曲酸溶液適當濃縮后用玻璃棒引流到陽離子交換柱內，當交換帶接近離子交換柱底部時，停止加入待脫色液，接著用蒸餾水洗出柱內殘留曲酸，洗至洗脫液與FeCl3-HCl顯色劑不顯色為止;
[0022]在步驟SllO中，將經陽離子交換樹脂去除部分雜質的曲酸溶液通過旋轉蒸發儀進行二次旋轉蒸發從而濃縮至100g/L，向溶液中加入曲酸含量3-4倍的無水乙醇，充分震蕩40-50min，靜置1min后用濾紙過濾，以除去蛋白質沉淀；
[0023]在步驟Slll中，將濾液液置于2°C冰箱中結晶，待得到晶體后將其置于冷凍干燥機中二次冷凍干燥，最終獲得曲酸收率至少79%，產品純度至少為98%的曲酸結晶。
[0024]其中，斜面培養步驟中使用的固體斜面培養基包括:馬鈴薯(去皮)180_200g，葡萄糖18-20g，瓊脂18-20g，去氧膽酸鈉1.8-2g，碳酸鈣2_5g，總量lOOOmL，pH值自然，然后在130°C高溫下滅菌30min ；
[0025]其中，步驟中的種子培養基包括:馬鈴薯(去皮)180_200g，葡萄糖18_20g，去氧膽酸鈉1.8-2g，甘油3-5g，棉籽餅粉2-5g，(NH4) 2S04l_4g，總量lOOOmL，pH值自然，然后在130°C高溫下滅菌30min ；
[0026]其中，發酵培養步驟中的發酵培養基包括:可溶性淀粉100g/L，蛋白胨0.5g/L、酵母膏 0.5g/L、牛肉膏 0.5g/L、硝酸鈉 0.5g/L 和硫酸銨 0.5g/L，黃豆粉 lg/L，(NH4) 2S04l_4g/L，MgSO4.7H20 0.5g/L，KH2PO4L 0g/L，KCl 0.4g/L，FeSO40.01g/L，pH 值 5.0-5.5，然后在130°C高溫下滅菌20min，培養溫度30°C，搖床轉速200r/min，裝液量50mL/250mL，接種量10%，連續培養6d-10d。
[0027]實踐證明，本發明的工藝流程具有原料易購，價格低廉，培養基制配方便，發酵工藝簡便，曲酸產量相比現有技術較高，適合工業化生產等優勢，同時使用該方法制取的曲酸應用到美白祛斑化妝品上效果更佳。
【附圖說明】
[0028]圖1顯示出本發明的使用米曲霉發酵制取曲酸的技術工藝。
【具體實施方式】
[0029]如圖1所示，本發明的使用米曲霉發酵制取曲酸的技術工藝主要包括如下步驟:
[0030]步驟S101，使用的發酵出發菌株為米曲霉2336或米曲霉KA2308，其中米曲霉是一類產復合酶的菌株，除產蛋白酶外，還可產淀粉酶、糖化酶、纖維素酶、植酸酶等。在淀粉酶的作用下，將原料中的直鏈、支鏈淀粉降解為糊精及各種低分子糖類，如麥芽糖、葡萄糖等；在蛋白酶的作用下，將不易消化的大分子蛋白質降解為蛋白胨、多肽及各種氨基酸，而且可以使輔料中粗纖維、植酸等難吸收的物質降解，提高營養價值、保健功效和消化率，廣泛應用于食品、飼料、生產曲酸、釀酒等發酵工業；
[0031]在步驟S102至步驟S104，菌株經過斜面培養(S102)、種子培養(S103)以及發酵培養(S104)三個步驟，
[0032]在步驟S102