一种从植物油树脂中分离提纯叶黄素晶体的方法技术

本发明专利技术提供了一种从植物油树脂中分离、提纯食用高级高含量叶黄素晶体的方法，该方法除了使用食用级醇类以外，没有其它有机溶剂。本发明专利技术方法简便，皂解后的混合液用酸中和后，水溶性杂质和脂溶性油类分别可用热水和醇洗除，能提高产品纯度的，终产品含量和收率分别可达９０％和８０％。本发明专利技术方法宜于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于植物化学
具体涉及一种从植物油树脂中分离、提纯食用级高含量叶黄素晶体的方法。
技术介绍
类胡萝卜素是自然界中广泛存在的一类黄色到红色的物质。在不同的水果和蔬菜中，存在着不同种类的类胡萝卜素，如胡萝卜中β-胡萝卜素，万寿菊花中叶黄素，草莓中玉米黄质，番茄中番茄红素，辣椒类植物中辣椒红色素和辣椒色素的含量都较高。而在一些深色水果和蔬菜、蛋黄、一些鱼类甲壳、鸟类、海藻和细菌中存在较多的类胡萝卜素，其中叶黄素类的含量也较高。近年来的一些动物和人体试验表明了类胡萝卜素的有益功效。总体上类胡萝卜素可能分为两个亚类，即极性相对较强一点的叶黄素类或含氧类胡萝卜素类，如叶黄素、玉米黄质、虾青素等，以及非极性的碳氢类胡萝卜素类，比如β-胡萝卜素、番茄红素等。这两个亚类的类胡萝卜素中都包含着至少九个共轭双键，这些共轭双键不仅赋予了类胡萝卜素的颜色特征，也使其在疾病防治中具有较强的抗氧化功能，它们能阻止或预防像癌症、动脉硬化、白内障、色斑退化及其它类疾病。而且由于类胡萝卜素的清除高效活性氧自由基及防止自由基产生的能力，它们能限制自由基的氧化破坏作用。在类胡萝卜素中，由于其潜在的预防色斑退化疾病(ARMD)的能力，叶黄素和玉米黄质越来越引起科学家和公众的关注。叶黄素和玉米黄质是唯一存在于人类视网膜中斑点区域的类胡萝卜素，而此区域与人的视觉敏锐性密切相关(Bone etal.Invest.Ophthamal.Vis.Sci.342033-2040，1993).经常食用富含叶黄素和玉米黄质的水果和蔬菜能使患老年色斑退化疾病的风险减少43％(Seddon etal.J.Am.Med.Assoc.2721413-1420，1994)，而且，目前这些化合物在预防老年色斑退化疾病上的代谢途径也已经明了。美国食品和药品监督管理局对叶黄素和玉米黄质的评价是“一般认为安全”(GARS)。因此，这些类胡萝卜素类能单独或与其它物质一起作为营养补充剂和食品着色剂使用，也可应用于临床预防老年色斑退化和癌症等。由于化学合成叶黄素类涉及到多步反应，费时费力，成本很高。比较经济且易于大规模生产而得到大量叶黄素晶体的方法是从天然资源中提取、分离和纯化得到。许多蔬菜和水果，比如菠菜、椰菜、甘蓝和玉米等，含有较多的叶黄素，但万寿菊花和金盏花是叶黄素最丰富来源，当然，这些植物中还存在其它类类胡萝卜素。植物中的叶黄素类往往是与一些C12-C18长链脂肪酸如肉豆蔻酸、油酸、亚油酸和棕榈酸等酯化形成单酯或双酯的形式存在。一般使用有机溶剂从植物，优先从万寿菊花、金盏花和其它深绿色蔬菜中提取叶黄素酯，而且这些有机溶剂本身又比较容易分离出去。万寿菊花珠粒提取物(万寿菊油树酯)是一种很好的叶黄素酯来源，并且其中其它类类胡萝卜素的含量相对不高。在碱性条件下水解后，叶黄素晶体就游离出来，将皂解得到的脂肪酸盐洗掉后，叶黄素晶体可进一步得到纯化。目前有一些专利和文献报道了从万寿菊珠粒中大规模分离叶黄素晶体的方法。这些文献一般是得到较纯的叶黄素晶体形式，并采用多个分离步骤。U.S.Pat.No.5,382,714提出在较低的温度下通过水洗皂解后的万寿菊油树脂，并在混合溶剂中低温下结晶，从而分离和提纯叶黄素。但此纯化过程不仅费时，而且使用含氯有机溶剂，得到的产品不适于食品和药物上使用。U.S.Pat.No.5,648,564说明了一种分离叶黄素结晶的方法，先在万寿菊油树脂的丙二醇溶液中皂解叶黄素二酯，再重结晶。这个过程也有一些缺点首先，由于丙二醇的粘度较大，在皂化及随后的处理过程中要求温度较高，整个体系在70℃以上的温度要保持10小时左右，这对叶黄素的稳定性显然不利，叶黄素的顺反异构体也会发生变化，而且，随后的分离过程如离心或过滤也比较困难；其次，叶黄素的收率较低，只有59％左右，产品中叶黄素的含量也不高。U.S.Pat.No.6,262,284中描述了用四氢呋喃同时从万寿菊干花中提取和皂解类胡萝卜素，在此过程中要用大量的有机溶剂，这些溶剂对叶黄素的稳定性不利，有可能会导致产品由于过氧化而引起的降解。U.S.Pat.No.6.329,557揭示了一种从万寿菊油树脂中工业化规模提取叶黄素结晶的方法。这个过程的缺点是使用大量的有机溶剂正己烷、酮类等，这些溶剂不适于在食品中使用。U.S.Pat.No.6,380,442报道了一种从植物中分离类胡萝卜素的方法，该方法生产过程中要用大量的水(至少为原料量30倍以上)，而且操作比较困难，不宜工业生产。U.S.Pat.No.6,743,953使用几种有机溶剂从万寿菊油树脂中分离和纯化叶黄素类。此过程中用异丙醇、乙酸乙酯、正己烷、丙酮和甲醇等多种有机溶剂，操作繁杂，有机溶剂消耗大，收率低。因此此方法也不适于工业化生产。总之，以上这些专利描述的方法有以下几个缺点1)生产过程中使用到一些有机溶剂，这些溶剂比较困难或者不可能完全去除，导致产品叶黄素结晶不适于人类食用；2)由于使用到的有机溶剂粘度较大，分离和纯化过程中的操作比较困难，为了得到高含量的晶体，需要多次的结晶过程，不适于工业化生产；3)叶黄素的收率较低，由于过程中涉及到多个步骤，导致产品收率低，只有50％左右。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服上述不足之处，研究设计一种适于工业化规模生产高纯度叶黄素和玉米黄质的方法。本专利技术提供了一种从植物油树脂中分离、提纯食用级高含量叶黄素晶体的方法。本专利技术涉及到一种方便并易于工业化生产的从含叶黄素二酯的植物油树脂中提取叶黄素晶体的方法。本专利技术的方法先将植物油树脂中类胡萝卜素酯与食品级醇类形成均一溶液，在碱性环境下水解3-5小时，水解温度为40至85℃，皂化后的反应液再用酸水中和；通过离心或过滤方法得到生成的结晶；用去离子水和醇类的混合溶液多次洗去结晶中的杂质；将得到的结晶用无水乙醇重结晶后干燥得到了产品。本专利技术方法得到的产品可供人类食用，叶黄素含量在90％以上，其中全反式叶黄素至少占90％，其余的为玉米黄质、少量的顺式叶黄素和其它类胡萝卜素类。本专利技术方法涉及自然资源的原料，如万寿菊花、椰菜、甘蓝、菠菜和玉米。在这些原料中，万寿菊提取物中叶黄素类含量相对较高，是优先的原料。下面对本专利技术进行具体描述在本专利技术方法中，通过正己烷萃取到的食用级万寿菊油树脂作为分离全反式叶黄素含量较高的产品的起始原料。基于品种、种植条件、收割时期及提取方法的不同，此油树脂含5-30％的叶黄素脂和少量其它类胡萝卜素如全反式玉米黄质，α-和β-隐黄质以及β-胡萝卜素等。在本专利技术的方法中，一般在40到85℃范围内，食用级万寿菊油树脂溶解于食品级醇类中形成均一的溶液，一份重量的油树脂溶解于0.1-2.0倍体积的溶剂中。通过搅拌，叶黄素酯及其它物质如蜡、树脂、其它类胡萝卜素和色素等溶解或分散于此溶剂中形成一种均一的溶液。向上述均匀分散的油树脂溶液中缓慢滴加碱溶液(如NaOH或KOH)开始皂化，所需碱的量为油树脂中叶黄素酯质量的1.0-3.0倍，混合溶液在40-85℃下搅拌3-5小时直至反应完全，皂解是否完全可通过薄层色谱来监控。在皂解完成后，叶黄素、玉米黄质及其它类胡萝卜素类游离出来，同时油树脂中的脂肪酸如肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸等与钠或钾离子分别形成钠皂或钾皂。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从植物油树脂中分离，提纯食用级高含量叶黄素晶体的方法，其特征在于该方法包括下列步骤：（１）含叶黄素二酯的植物油树脂与０．１－２．０倍体积的醇溶剂混合形成溶液，在碱性条件下，４０－８５℃对该混合液进行皂解３－５小时；（２） 反应结束后，将反应液冷却至６０℃，用酸调节至ｐＨ为１．０－７．０在４０－８５℃反应１０－３０分钟；（３）以植物油树脂原料重量２－１０倍的去离子水和０．５－２倍的醇混合溶剂稀释步骤（２）的反应液，升温至５０－７５℃，缓慢搅拌０．５－２ ．０小时，析出叶黄素晶体；（４）过滤步骤３的结晶液，分离得到叶黄素晶体，用６０－８５℃热水漂洗结晶２－３次，直至洗出的母液近乎无色，再用无水乙醇淋洗，最后以真空干燥或冷冻干燥方法除去溶剂，使最终的干燥失重小于５％，得到高含量叶黄素结 晶。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许新德，邵斌，周迪，叶双明，王燕峰，陈伯秋，
申请(专利权)人：浙江医药股份有限公司新昌制药厂，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]