專利名稱：一種水溶性黃酮-殼聚糖衍生物的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制備日化用功能添加劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種黃酮類抗紫外線活性物的制備方法。
背景技術(shù)：
紫外線可分為短波段(190 ^Onm)、中波段Q80 320nm)和長波段(320 400nm)，對皮膚造成傷害的主要是中波和長波段紫外線。紫外線長時間直射皮膚，引起急性紅斑效應(yīng)，導(dǎo)致皮膚潮紅、黑色素大量積累，嚴(yán)重者還會伴有惡心、水腫、脫皮、發(fā)燒等。此外，過度暴露在紫外線下的皮膚還可能導(dǎo)致皮膚癌。因而，研發(fā)減輕紫外線傷害的皮膚用功能性日化原料，具有重要的應(yīng)用價值和廣闊的市場前景。許多物質(zhì)有抵抗紫外線的能力，它們吸收高能量的紫外線，通過分子能級跳躍使之向低能量轉(zhuǎn)化，變成低能量的熱能或波長較短的電磁波。黃酮化合物是從植物中提取的生物分子，種類達(dá)到2000種以上，具有2-苯基色原酮的基本結(jié)構(gòu)，基態(tài)的黃酮分子吸收紫外線，變成激發(fā)態(tài)，然后，通過分子內(nèi)的連續(xù)共軛雙鍵體系使吸收的能量逐漸釋放，重新變成基態(tài)分子，從而淬滅了紫外線的危害。因而，許多含黃酮化合物被用于防曬日化用品中。 由于黃酮化合物的水溶性不高，在水性化妝品中易沉淀，只能用于乳液狀化妝品，但是，乳液狀化妝品不透明，又阻擋了黃酮化合物吸收紫外線；此外，黃酮化合物對皮膚的親和力低，既不利于接近皮膚表面，也容易流失。所以，開發(fā)水溶性好、與皮膚親和的黃酮化合物衍生物可有效提高其抗紫外線效果?，F(xiàn)有黃酮類抗紫外線活性物的制備方法，如申請?zhí)枮?00910117427. 9的“鐮形棘豆總黃酮在制備防曬用品中的應(yīng)用”專利，公開的鐮形棘豆總黃酮的制備工藝是以鐮形棘豆為原料，經(jīng)干燥、粉碎、蒸餾水煎煮提取、大孔樹脂吸附、洗脫干燥而得產(chǎn)品。該工藝的主要缺點(diǎn)是產(chǎn)品純度低，含有氨基酸、糖類等雜質(zhì)；原料利用率低，制得的產(chǎn)品水溶性差，加入到化妝品中易出現(xiàn)沉淀；制得的產(chǎn)品保濕性和殺菌能力較差，易褐變及受微生物污染；蒸餾水提取在煎煮條件下進(jìn)行，反應(yīng)溫度較高，生產(chǎn)耗能高，不利于節(jié)約能源；生產(chǎn)過程產(chǎn)生廢液，廢渣，既不利于保護(hù)環(huán)境又增加了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有黃酮類抗紫外線活性物制備方法的不足，提供一種水溶性黃酮-殼聚糖衍生物的生產(chǎn)方法，該法具有耗能低、無"三廢"排放，無副產(chǎn)物、產(chǎn)品純度高、生產(chǎn)成本低，易于推廣等特點(diǎn)。本發(fā)明的原理是殼聚糖具有抗菌、抗癌、保濕等性質(zhì)。分子量小于5000Da的殼聚糖可溶于水，由于殼聚糖游離氨基帶正電荷，可與皮膚膠原蛋白的負(fù)電荷羧基形成靜電相互作用，有效附著于皮膚表面；該氨基也可與微生物的負(fù)電荷基團(tuán)作用，抑制其生長或殺菌；殼聚糖的游離羥基可通過與水分子形成氫鍵而束縛水分子，發(fā)揮保濕作用；所以小分子殼聚糖及其衍生物廣泛應(yīng)用于日化用品中。
殼聚糖和黃酮化合物均有游離羥基，在堿性條件下可與環(huán)氧基團(tuán)發(fā)生醚化反應(yīng)， 生成以糖苷鍵連接的水溶性黃酮-殼聚糖衍生物。本發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種水溶性黃酮-殼聚糖衍生物的生產(chǎn)方法，以殼聚糖和黃酮化合物為原料，經(jīng)制備小分子殼聚糖溶液、合成水溶性黃酮-殼聚糖衍生物、濃縮等工藝，就制得水溶性黃酮-殼聚糖衍生物產(chǎn)品。其具體方法步驟如下(1)制備小分子殼聚糖溶液以市售的平均分子量為45000Da 55000Da的殼聚糖為原料，按照殼聚糖原料的質(zhì)量(g)質(zhì)量濃度為0. 2% 0. 5%鹽酸溶液的體積(mL)比為1 60 120的比例，在攪拌下將殼聚糖原料加入鹽酸溶液中，攪拌混合均勻后，再用稀氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)其PH為 5. 5 6. 0，接著再加入殼聚糖酶，在50 60°C的溫度下，反應(yīng)1 池。加入的殼聚糖酶 殼聚糖原料的質(zhì)量比為1 50 100。反應(yīng)完成后升溫至80 100°C，并保持10 20 分鐘后泵入離心機(jī)進(jìn)行離心分離，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為6000轉(zhuǎn)/分 10000轉(zhuǎn)/分，離心時間為 10 20分鐘，分別收集離心清液和沉淀。對于沉淀，因含有失活的殼聚糖酶，用蛋白酶水解后用于制備日化用水解蛋白；對于離心清液，用截留分子量為2000Da 4000Da的鈉濾器， 在0. 8 1. SMpa壓力下進(jìn)行納濾分離，分別收集納濾濾過液和截留液。對于納濾截留液， 濃縮后用作保濕劑和抗菌劑；對于納濾濾過液，即為制備出的小分子殼聚糖溶液，用于合成水溶性黃酮-殼聚糖衍生物。 (2)制備黃酮-殼聚糖衍生物溶液第(1)步完成后，以黃酮化合物(如橙皮苷或銀杏黃酮或蕎麥黃酮等)原料為，按照黃酮化合物的質(zhì)量(g)水的體積(mL)比為1 30 60的比例，將黃酮化合物加入水中，先攪拌混合均勻后，再用稀氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)其的PH為9 11，并攪拌處理30 50分鐘，就制備出黃酮化合物溶液。然后按照黃酮化合物溶液乙二醇二縮水甘油醚第(1) 步制備出的小分子殼聚糖溶液的質(zhì)量比為1 1 3 3 6的比例，將黃酮化合物溶液加入到第(1)步制備出的小分子殼聚糖溶液中，攪拌均勻后用稀氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH為10 11. 5，并升溫至80 95°C時，再加入乙二醇二縮水甘油醚，攪拌均勻后反應(yīng)1 池，最后用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH為4 6，就制備出黃酮-殼聚糖衍生物溶液。(3)制備黃酮-殼聚糖衍生物濃縮液第( 步完成后，將第( 步制備出的黃酮-殼聚糖衍生物溶液，通過截留分子量為IOOOODa 30000Da的超濾膜，在壓力為0. 08 0. 2Mpa下進(jìn)行超濾，直至超濾截留液體積的為原體積的10% 30%時止。分別收集超濾濾過液和截留液。對于超濾截留液，按照超濾截留液丙三醇百霉殺防腐劑的體積比為1 0.10 0.20 0.01 0.05的比例， 在超濾截留液中，加入丙三醇和白霉殺防腐劑，攪拌混合均勻，就制備出可溶性固形物濃度為35 40%的黃酮-殼聚糖衍生物濃縮液；對于超濾濾過液，即為黃酮化合物溶液，與下一批含小分子殼聚糖及乙二醇二縮水甘油醚混合溶液混合，濃縮后再次用于制備黃酮-殼聚糖衍生物溶液。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，主要有以下效果(1)本發(fā)明以黃酮化合物和殼聚糖為原料，通過乙二醇二縮水甘油醚制備一種水溶性黃酮-殼聚糖衍生物，制得的產(chǎn)品易溶解于水中，保濕效果好。(2)生產(chǎn)工藝采用酶水解制備小分子殼聚糖的工藝，水解條件溫和，水解物分子量均勻；采用乙二醇二縮水甘油醚交聯(lián)黃酮化合物和小分子殼聚糖，反應(yīng)條件溫和，交聯(lián)效果好，節(jié)約能源。(3)資源利用充分。在本發(fā)明生產(chǎn)過程中的物料均采用循環(huán)處理，無"三廢"排放，充分利用物質(zhì)資源，降低了成本，而且有利于環(huán)境保護(hù)，是一種低生產(chǎn)成本的綠色生產(chǎn)技術(shù)。(4)本發(fā)明方法簡單，操作簡便，所用的生產(chǎn)設(shè)備簡單，生產(chǎn)成本低，便于推廣應(yīng)用。采用本發(fā)明方法制備出的產(chǎn)品，可廣泛應(yīng)用于護(hù)膚化妝品及治療皮膚病的藥物等領(lǐng)域中。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步說明本發(fā)明。實(shí)施例1一種水溶性黃酮-殼聚糖衍生物的生產(chǎn)方法，其具體步驟如下。(1)制備小分子殼聚糖溶液以市售的平均分子量為45000Da的殼聚糖為原料，按照殼聚糖的原料質(zhì)量(g) 質(zhì)量濃度為0.2%鹽酸溶液的體積(mL)比為1 60的比例，在攪拌下將殼聚糖原料加入鹽酸溶液中，攪拌混合均勻后，再用稀氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)其PH為5. 5，接著再加入殼聚糖酶， 在50°C的溫度下，反應(yīng)lh。加入的殼聚糖酶殼聚糖原料的質(zhì)量為1 50。反應(yīng)完成后升溫至80°C，并保持10分鐘后泵入離心機(jī)進(jìn)行離心分離，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為6000轉(zhuǎn)/分，離心時間為10分鐘，分別收集離心清液和沉淀。對于沉淀，因含有失活的殼聚糖酶，用蛋白酶水解后用于制備日化用水解蛋白；對于離心清液，用截留分子量為2000Da的鈉濾器，在0. SMpa 壓力下進(jìn)行納濾分離，分別收集納濾截留液和濾過液。對于納濾截留液，濃縮后用作保濕劑和抗菌劑；對于納濾濾過液，即為制備出的小分子殼聚糖溶液，用于合成水溶性黃酮-殼聚糖衍生物。(2)制備黃酮-殼聚糖衍生物溶液第(1)步完成后，以黃酮化合物(即橙皮苷)為原料，按照橙皮苷黃酮化合物的質(zhì)量(g)水的體積(mL)比為1 30的比例，將橙皮苷黃酮化合物原料加入水中，先經(jīng)攪拌混合均勻后，再用稀氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)其PH為9，并攪拌處理30分鐘，就制備出黃酮化合物溶液。然后按照橙皮苷黃酮化合物溶液乙二醇二縮水甘油醚第(1)步制備出的小分子殼聚糖溶液的質(zhì)量比為1 1 3的比例，將橙皮苷黃酮化合物溶液加入到第(1)步制備出的小分子殼聚糖溶液中，攪拌均勻后用稀氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH為10，并升溫至80°C時，再加入乙二醇二縮水甘油醚，攪拌均勻后反應(yīng)lh，最后用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH為4，就制備出橙皮苷黃酮-殼聚糖衍生物溶液。(3)制備黃酮-殼聚糖衍生物濃縮液第( 步完成后，將第( 步制備出的黃酮-殼聚糖衍生物溶液，其通過截留分子量為IOOOODa的超濾膜，在壓力為0. OSMpa下進(jìn)行超濾，直至超濾截留液體積的為原體積的 10%時止。分別收集超濾濾過液和截留液。對于超濾截留液，按照超濾截留液丙三醇 百霉殺防腐劑的體積比為1 0. 10 0.01的比例，在超濾截留液中，加入丙三醇和白霉殺防腐劑，攪拌混合均勻，就制備出可溶性固形物濃度為35%的黃酮-殼聚糖衍生物濃縮液； 對于超濾濾過液，為黃酮化合物溶液，與下一批含小分子殼聚糖及乙二醇二縮水甘油醚混合溶液混合，濃縮后用于再次用于制備黃酮-殼聚糖衍生物溶液。實(shí)施例2一種水溶性黃酮-殼聚糖衍生物的生產(chǎn)方法，同實(shí)施例1，其中第(1)步中，殼聚糖原料的平均分子量為50000Da，鹽酸濃度為0.3%，殼聚糖原料的質(zhì)量(g)鹽酸溶液體積(HiL)比為1 100，pH為5. 8，反應(yīng)溫度55°C，反應(yīng)時間1. 5h， 殼聚糖酶與殼聚糖質(zhì)量比1 80，升溫至90°C，保持時間15分鐘。離心機(jī)轉(zhuǎn)速為8000轉(zhuǎn) /分，離心時間為15分鐘，鈉濾器截留分子量為3000Da，壓力為1. 2Mpa。第( 步中，黃酮化合物(即銀杏黃酮)為原料，銀杏黃酮化合物的質(zhì)量(g)水的體積(HiL)比為1 50，PH為10，攪拌處理時間40分鐘，銀杏黃酮化合物溶液乙二醇二縮水甘油醚小分子殼聚糖溶液的質(zhì)量比為1 2 5，pH為11，升溫至90°C，反應(yīng)時間 2h，調(diào)解pH為5。第(3)步中，超濾壓力為0. 14Mpa，超濾膜的截留分子量為20000Da，超濾至超濾截留液體積為原體積的20%為止，超濾截留液丙三醇百霉殺防腐劑的體積比為 1 0. 15 0.03，黃酮-殼聚糖衍生物濃縮液中的可溶性固形物濃度為38%。實(shí)施例3一種水溶性黃酮-殼聚糖衍生物的生產(chǎn)方法，同實(shí)施例1，其中第(1)步中，殼聚糖原料的平均分子量為55000Da，鹽酸濃度為0.5%，殼聚糖原料的質(zhì)量(g)鹽酸溶液體積(HiL)比為1 120，？!1為6.0，反應(yīng)溫度601，反應(yīng)時間211，殼聚糖酶殼聚糖質(zhì)量比1 100，升溫至100°C，保持時間20分鐘，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為10000轉(zhuǎn) /分，離心時間為20分鐘，鈉濾器截留分子量為4000Da。壓力為1. SMpa0第(2)步中，黃酮化合物(即蕎麥黃酮)為原料，蕎麥黃酮化合物的質(zhì)量(g)水的體積(HiL)比為1 60，PH為11，攪拌處理時間50分鐘，蕎麥黃酮化合物溶液乙二醇二縮水甘油醚第(1)步制備出的小分子殼聚糖溶液的質(zhì)量比為1:3:6，pH為11.5， 升溫至95°C，反應(yīng)時間池，調(diào)解pH為6。第(3)步中，超濾壓力為0.2Mpa，超濾膜的截留分子量為30000Da，超濾至超濾截留液體積為原體積的30%為止，超濾截留液丙三醇百霉殺防腐劑的體積比為 1 0.20 0.05，黃酮-殼聚糖衍生物中的可溶性固形物濃度為40%。
權(quán)利要求
1.一種水溶性黃酮-殼聚糖衍生物的生產(chǎn)方法，其特征在于具體方法步驟如下(1)制備小分子殼聚糖溶液以市售的平均分子量為45000Da 55000Da的殼聚糖為原料，按照殼聚糖原料的質(zhì)量質(zhì)量濃度為0. 2% 0. 5%鹽酸溶液的體積比為Ig 60 120mL的比例，在攪拌下將殼聚糖原料加入鹽酸溶液中，攪拌混合均勻后，再用稀氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)其PH為5. 5 6. 0，接著再加入殼聚糖酶，在50 60°C的溫度下，反應(yīng)1 2h，加入的殼聚糖酶殼聚糖原料的質(zhì)量比為1 50 100，反應(yīng)完成后升溫至80 100°C，并保持10 20分鐘后泵入離心機(jī)進(jìn)行離心分離，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為6000轉(zhuǎn)/分 10000轉(zhuǎn)/分，離心時間為10 20 分鐘，分別收集離心清液和沉淀，對于離心清液，用截留分子量為2000Da 4000Da的鈉濾器，在0. 8 1. SMpa壓力下進(jìn)行納濾分離，分別收集納濾截留液和濾過液，即為制備出的小分子殼聚糖溶液；(2)制備黃酮-殼聚糖衍生物溶液第(1)步完成后，以黃酮化合物即橙皮苷或銀杏黃酮或蕎麥黃酮為原料，按照黃酮化合物的質(zhì)量水的體積比為Ig 30 60mL的比例，將黃酮化合物加入水中，先攪拌混合均勻后，再用稀氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)其PH為9 11，并攪拌處理30 50分鐘，然后按照黃酮化合物溶液乙二醇二縮水甘油醚第(1)步制備出的小分子殼聚糖溶液的質(zhì)量比為 1 1 3 3 6的比例，將黃酮化合物溶液加入到第(1)步制備出的小分子殼聚糖溶液中，攪拌均勻后用稀氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為10 11. 5，并升溫至80 95°C時，再加入乙二醇二縮水甘油醚，攪拌均勻后反應(yīng)1 池，最后用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH為4 6 ；(3)制備黃酮-殼聚糖衍生物濃縮液第( 步完成后，將第( 步制備出的黃酮-殼聚糖衍生物溶液，通過截留分子量為 IOOOODa 30000Da的超濾膜，在壓力為0. 08 0. 2Mpa下進(jìn)行超濾，直至超濾截留液的體積為原體積的10% 30%時止，分別收集超濾濾過液和截留液，對于超濾截留液，按照超濾截留液丙三醇百霉殺防腐劑的體積比為1 0. 10 0. 20 0. 01 0. 05的比例， 在超濾截留液中，加入丙三醇和白霉殺防腐劑，攪拌混合均勻，就制備出可溶性固形物濃度為35 40%的黃酮-殼聚糖衍生物濃縮液。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種水溶性黃酮-殼聚糖衍生物的生產(chǎn)方法，其特征在于第(1)步中，殼聚糖原料的平均分子量為45000Da，鹽酸濃度為0.2%，殼聚糖原料的質(zhì)量鹽酸溶液體積比為Ig 60mL, pH為5. 5，反應(yīng)溫度50°C，反應(yīng)時間lh，殼聚糖酶殼聚糖質(zhì)量比1 50，升溫至80°C，保持時間10分鐘，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為6000轉(zhuǎn)/分，離心時間為10分鐘，鈉濾器截留分子量為2000Da，壓力為0. SMpa ；第( 步中，黃酮化合物的原料為橙皮苷，橙皮苷黃酮化合物的質(zhì)量水的體積比為 Ig 30mL, pH為9，攪拌處理時間30分鐘，銀杏黃酮化合物溶液乙二醇二縮水甘油醚 第(1)步制備出的小分子殼聚糖溶液的質(zhì)量比為1 1 3，pH為10，升溫至80°C，反應(yīng)時間讓，調(diào)解？!1為4;第⑶步中，超濾膜的截留分子量為lOOOODa，超濾壓力為O.OSMpa，超濾至超濾截留液體積為原體積的10%為止，超濾截留液丙三醇百霉殺防腐劑的體積比為 1 0. 10 0.01，黃酮-殼聚糖衍生物濃縮液中的可溶性固形物濃度為35%。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種水溶性黃酮-殼聚糖衍生物的生產(chǎn)方法，其特征在于第(1)步中，殼聚糖原料的平均分子量為50000Da，鹽酸濃度為0.3%，殼聚糖原料的質(zhì)量鹽酸溶液體積比為Ig 100mL，pH為5.8，反應(yīng)溫度551，反應(yīng)時間1.5h，殼聚糖酶與殼聚糖質(zhì)量比1 80，升溫至90°C，保持時間15分鐘，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為8000轉(zhuǎn)/分，離心時間為15分鐘，鈉濾器截留分子量為3000Da，壓力為1. 2Mpa ；第( 步中，黃酮化合物的原料為銀杏黃酮，銀杏黃酮化合物的質(zhì)量水的體積比為 Ig 50mL，pH為10，攪拌處理時間40分鐘，銀杏黃酮化合物溶液乙二醇二縮水甘油醚 第⑴步制備出的小分子殼聚糖溶液的質(zhì)量比為1 2 5，pH為11，升溫至90°C，反應(yīng)時間2h，調(diào)解pH為5 ；第⑶步中，超濾壓力為0. 14Mpa，超濾膜的截留分子量為20000Da，超濾至超濾截留液體積為原體積的20%為止，超濾截留液丙三醇百霉殺防腐劑的體積比為 1 0. 15 0.03，黃酮-殼聚糖衍生物濃縮液中的可溶性固形物濃度為38%。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種水溶性黃酮-殼聚糖衍生物的生產(chǎn)方法，其特征在于 第(1)步中，殼聚糖原料的平均分子量為^OOODa，鹽酸濃度為0.5%，殼聚糖原料的質(zhì)量鹽酸溶液體積比為Ig 120mL,pH為6. 0，反應(yīng)溫度60°C，反應(yīng)時間池，殼聚糖酶殼聚糖質(zhì)量比1 100，升溫至100°C，保持時間20分鐘，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為10000轉(zhuǎn)/分，離心時間為20分鐘，鈉濾器截留分子量為4000Da，壓力為1. SMpa ；第( 步中，黃酮化合物的原料為蕎麥黃酮，蕎麥黃酮化合物的質(zhì)量水的體積比為 Ig 60mL，pH為11，攪拌處理時間50分鐘，蕎麥黃酮化合物溶液乙二醇二縮水甘油醚 第(1)步制備出的小分子殼聚糖溶液的質(zhì)量比為1 3 6，pH為11.5，升溫至951，反應(yīng)時間3h，調(diào)解pH為6 ；第⑶步中，超濾壓力為0.2Mpa，超濾膜的截留分子量為30000Da，超濾至超濾截留液體積為原體積的30%為止，超濾截留液丙三醇百霉殺防腐劑的體積比為 1 0. 20 0.05，黃酮-殼聚糖衍生物濃縮液中的可溶性固形物濃度為40%。
全文摘要
一種水溶性黃酮-殼聚糖衍生物的生產(chǎn)方法，涉及黃酮類抗紫外線活性物的制備方法。本發(fā)明以殼聚糖和黃酮化合物為原料，經(jīng)制備小分子殼聚糖溶液、合成水溶性黃酮-殼聚糖衍生物、濃縮等工藝，制得產(chǎn)品。本發(fā)明具有方法簡單，操作簡便；設(shè)備簡單，反應(yīng)條件溫和，節(jié)約能源；在生產(chǎn)過程中充分利用物質(zhì)資源，無“三廢”排放，有利于環(huán)保；生產(chǎn)成本低，便于推廣應(yīng)用；生產(chǎn)出的產(chǎn)品易溶解于水，保濕效果好等特點(diǎn)。采用本發(fā)明制備出的產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于護(hù)膚化妝品及治療皮膚病的藥物中。
文檔編號A61K8/73GK102174123SQ20111004550
公開日2011年9月7日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者馮濤, 周興, 周小華, 康宏寬, 徐溢, 李曉輝, 趙紅波 申請人:重慶大學(xué)