一种化妆品用苹果酸的提取方法与流程

本发明属于涉及微生物发酵，具体涉及一种化妆品用苹果酸的提取方法。

背景技术：

1、l-苹果酸，又称2-羟基丁二酸，它是一种具有增强肝脏功能，缓解代谢性酸中毒的四碳二羧酸，同时苹果酸具有类似于苹果的口感，是一种安全无毒的可饮用的有机酸，广泛存在于植物、动物及微生物细胞中。l-苹果酸作为天然的润肤成分，能够很容易地溶解粘结在干燥鳞片状的死细胞之间的“胶粘物”，从而可以清除皮肤表面皱纹，使皮肤变得嫩白、光洁而有弹性，因此在化妆品中备受青睐，此外，l-苹果酸可以配制多种香精、香料，广泛应用于多种日用化工产品，如牙膏、洗发香波等。

2、目前，l-苹果酸可以通过直接提取法、化学合成法、酶转化法、细胞转化法和微生物发酵法合成。微生物发酵法合成l-苹果酸是利用微生物的三羧酸循环中，l-苹果酸作为重要的代谢中间体之一，在一定条件下能够大量积累，从而得到产物l-苹果酸。近年来，随着大家对环保、绿色、纯天然的逐渐重视，发酵法日益盛行。

3、目前的苹果酸发酵生产研究可分为：一步发酵法，即通过霉菌或酵母菌自身复杂的多酶反应把糖质原料直接转变成苹果酸；混合发酵法，即先将原料变成延胡索酸，然后细菌等将其进一步转化为苹果酸。微生物发酵法生产l-苹果酸具有底物来源广、绿色环保等优点，但在微生物发酵过程中，随着l-苹果酸产品的积累，发酵液ph会不断下降(通常低于3.0)，在生产过程中添加大量中和剂(如碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钠或氨水等)，这一操作不仅增加了下游分离纯化工艺的难度，提高了生产成本，还会造成严重的环境污染。提取方法工艺包括多步酸解、过滤、精制、结晶等多个步骤，工艺复杂、提取纯度低、收率低的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种化妆品用苹果酸提取方法，本方法在苹果酸发酵过程中加入壳聚糖，利用苹果酸和壳聚糖反应生成苹果酸壳聚糖复合盐，避免了发酵过程中苹果酸的积累，从而提高了的苹果酸的发酵产率；再通过水解、分离、纯化可以得到高纯度的苹果酸。

2、具体地，本发明提供一种苹果酸的提取方法，包括如下步骤：

3、s1米曲霉菌种活化：将米曲霉菌种转接到米曲霉种子培养基上进行活化，32-36℃培养24-36小时；

4、s2米曲霉菌种液体培养：将活化的米曲霉菌种接种米曲霉液体培养基，32-36℃培养24-36小时，得到米曲霉种子液；

5、s3米曲霉发酵：按照种子液∶发酵罐培养基为1∶8-10的体积比例转入发酵罐中培养，温度32-36℃，培养36-48h，再加入壳聚糖，控制温度为34-38℃，继续发酵36-48h，保温保压发酵12-16h，停止发酵，得到苹果酸壳聚糖复合盐发酵液；

6、s4离心发酵液：将苹果酸壳聚糖复合盐发酵液离心，去除沉淀，得到发酵粗滤液；

7、s5发酵粗滤液过滤：陶瓷膜过滤发酵滤液，得到发酵精滤液；

8、s6水解：发酵精滤液经超滤膜过滤，截留分子量为不超过1000da，截留液加入酸进行水解，得到苹果酸壳聚糖复合盐水解液；

9、s7超滤:苹果酸壳聚糖复合盐水解液经超滤膜过滤，截留分子量为不超过1000da，滤出液即为l-苹果酸溶液；

10、s8减压蒸馏：将l-苹果酸溶液进行减压蒸馏，真空干燥，得到l-苹果酸。

11、上述方法，s1所述的米曲霉种子培养基，按照质量百分比包括：0.3％硝酸钠，0.1％磷酸氢二钾，0.05％硫酸镁，0.05％氯化钾，七水硫酸亚铁0.001％，3％蔗糖，2％琼脂，余量为水，ph6.2；

12、优选的，s1培养温度为34℃，培养时间为24h。

13、上述方法，s2所述的米曲霉液体培养基，按照质量百分比包括：0.3％硝酸钠，0.1％磷酸氢二钾，0.05％硫酸镁，0.05％氯化钾，七水硫酸亚铁0.001％，3％蔗糖，2％琼脂，余量为水，ph6.2；

14、优选的，s2培养温度为34℃，培养时间为24h。

15、上述方法，s3所述的米曲霉发酵罐培养基，按照质量百分比包括：0.3％硝酸钠，0.1％磷酸氢二钾，0.05％硫酸镁，0.05％氯化钾，七水硫酸亚铁0.001％，3％蔗糖，2％琼脂，2％壳聚糖，1-2％的甘蔗渣，0.01-0.02％的纤维素水解酶，余量为水，ph6.2；

16、优选的，种子液∶发酵罐培养基的体积比为1∶8；

17、优选的，米曲霉发酵温度为34℃，培养时间为48h，继续发酵时间为36h，保温保压发酵时间为12h；

18、上述方法，s3所述的壳聚糖的分子量为1kda-10kda；

19、优选的壳聚糖的分子量为8000da；

20、上述方法，s3所述的壳聚糖在米曲霉发酵罐培养基中的最终加入量为80-100g/l；

21、优选的壳聚糖在米曲霉发酵罐培养基中的最终加入量为100g/l。

22、上述方法，s5所述的陶瓷膜的过滤孔径为1000-1500nm。

23、优选的，s5所述的陶瓷膜的过滤孔径为1000nm。

24、上述方法，s6所述的酸为盐酸，水解ph值为1.0-4.5，水解时间为1-2h。

25、上述方法，s6所述的水解温度为50-80℃；

26、优选的，s6所述的水解ph为2，温度为70℃，水解时间为1h；

27、上述方法，s8所述的减压蒸馏温度为60-80℃。

28、优选的，s8所述的减压蒸馏温度为60℃。

29、本发明有如下有益效果：

30、1、本发明通过在米曲霉发酵过程中加入甘蔗渣及纤维素水解酶，提高了米曲霉发酵苹果酸的产率。

31、2、本发明通过在米曲霉苹果酸发酵液中加入壳聚糖，形成苹果酸壳聚糖复合盐，避免了发酵过程中苹果酸的积累，对米曲霉活性及苹果酸产量的影响。

32、3、本发明通过在米曲霉苹果酸发酵液中加入壳聚糖，避免了大量化学中和剂的使用，对环境友好，为提取发酵苹果酸提供了新的思路。

33、4、本发明采用多层次分离技术，利用特定分子量的壳聚糖对苹果酸进行改性，再采用超滤的分离方式，截留苹果酸壳聚糖复合盐，最后通过水解的方式得到苹果酸，大大提高的了苹果酸的纯度，得到的苹果酸可应用于日用化妆品行业。

技术特征：

1.一种化妆品用苹果酸的提取方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的苹果酸的提取方法，其特征在于，s3所述的壳聚糖的分子量为1kda-10kda。

3.根据权利要求1所述的苹果酸的提取方法，其特征在于，s3所述的壳聚糖在米曲霉发酵罐培养基中的最终加入量为80-100g/l，所述的发酵罐培养基包含10-20g/l的甘蔗渣及0.1-0.2g/l的纤维素水解酶。

4.根据权利要求1所述的苹果酸的提取方法，其特征在于，s5所述的陶瓷膜的过滤孔径为1000-1500nm。

5.根据权利要求1所述的苹果酸的提取方法，其特征在于，s6所述的酸为盐酸。

6.根据权利要求1所述的苹果酸的提取方法，其特征在于，s6所述的水解ph值为1.0-4.5。

7.根据权利要求1所述的苹果酸的提取方法，其特征在于，s6所述的水解时间为1-2h。

8.根据权利要求1所述的苹果酸的提取方法，其特征在于，s6所述的水解温度为50-80℃。

9.根据权利要求1所述的苹果酸的提取方法，其特征在于，s8所述减压蒸馏温度为60-80℃。

10.根据权利要求1-9任一所述的化妆用苹果酸的提取方法，其特征在于，所述提取方法得到的苹果酸的纯度高于90％。

技术总结本发明属于涉及微生物发酵技术领域，具体涉及一种化妆品用苹果酸的提取方法。所述方法包括如下步骤：米曲霉活化、培养、发酵；发酵液固液分离；发酵滤液水解；苹果酸壳聚糖复合盐；苹果酸的分离、纯化、结晶。本发明利用甘蔗渣及纤维素水解酶，提高米曲霉发酵苹果酸，同时还在发酵过程中加入10KDa‑30KDa分子量的壳聚糖，形成苹果酸壳聚糖复合盐，再通过水解、分离、纯化得到苹果酸，提高了苹果酸的发酵产率及苹果酸的纯度。技术研发人员：李一民受保护的技术使用者：广州市阳光美域日用品有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/26