專(zhuān)利名稱(chēng)：從萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂中制備高純度葉黃素晶體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于食品加工及醫(yī)藥工業(yè)領(lǐng)域，涉及一種高純度葉黃素晶體的制備方法，特別 地，涉及一種采用皂化和重結(jié)晶工藝將葉黃素酯水解制備高純度葉黃素晶體的方法。
背景技術(shù)：
葉黃素(Lutein)是一種含氧類(lèi)胡蘿卜素，它的分子式為C4()H5602，中文系統(tǒng)命名為
3,3'-二羥基-p，oc-胡蘿卜素。葉黃素具有顯著的生物學(xué)功能，在動(dòng)物體內(nèi)可影響動(dòng)物的色
澤；同時(shí)它也具有保健功能，可有效地預(yù)防或治療老年性的眼部黃斑衰退癥(AMD),對(duì)多 種眼疾(如青少年弱視、電腦或電視顯示器射線對(duì)入眼的損傷等)有明顯的治療或預(yù)防 作用，還被證明可有效地防止紫外線對(duì)動(dòng)物和人皮膚的損傷，有利于動(dòng)物和人體中樞神經(jīng) 系統(tǒng)的健康等。在自然界，葉黃素普遍存在于蛋黃、果蔬、菊花，特別是萬(wàn)壽菊和孔雀草 等植物中。人體自身不能夠合成葉黃素，需要依靠膳食來(lái)源中的果蔬或葉黃素補(bǔ)充劑進(jìn)行 補(bǔ)充，因此葉黃素開(kāi)發(fā)、應(yīng)用前景廣闊。
由于葉黃素有8種對(duì)應(yīng)異構(gòu)體，因此采用化學(xué)法合成葉黃素步驟很繁瑣，且很不經(jīng) 濟(jì)。目前葉黃素的生產(chǎn)主要以萬(wàn)壽菊花瓣為原料經(jīng)過(guò)有機(jī)溶劑浸提法制備得到，市場(chǎng)上主 要的產(chǎn)品是萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂，國(guó)內(nèi)外從萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂中制備天然葉黃素晶體的技術(shù)都還不是 很成熟。申請(qǐng)?zhí)枮?382714的美國(guó)專(zhuān)利中采用45% KOH水溶液作為強(qiáng)堿進(jìn)行皂化和在體 積比為1:1的二氯甲垸和正己垸的體系中進(jìn)行重結(jié)晶的工藝，制備了純度大于90 %的葉 黃素晶體，但重結(jié)晶工藝中用到的二氯甲烷屬于有毒有害試劑，對(duì)皮膚、眼睛和呼吸器官 有刺激性，并且如果吸入、食入會(huì)對(duì)人體人體造成損害，如果在工業(yè)生產(chǎn)中使用這樣的有 毒有害試劑會(huì)對(duì)產(chǎn)品，尤其對(duì)食品和藥品級(jí)的產(chǎn)品的安全性和環(huán)境帶來(lái)明顯的負(fù)面影響； 申請(qǐng)?zhí)枮?648564的美國(guó)專(zhuān)利采用了在丙二醇和45 % KOH水溶液中進(jìn)行皂化、然后水 洗滌和干燥的工藝，制備得到了葉黃素含量大于85 %的晶體，但是該工藝中的皂化反應(yīng)
步驟中需要在70 °C的高溫中持續(xù)進(jìn)行10小時(shí)，因此熱敏性的葉黃素會(huì)發(fā)生降解，產(chǎn)生
許多副產(chǎn)物，不利于工業(yè)化生產(chǎn)；而名為"一種從萬(wàn)壽菊花制備葉黃素結(jié)晶的方法"(申 請(qǐng)?zhí)枮?2110806. 4)的中國(guó)專(zhuān)利中，重結(jié)晶使用了四氫呋喃/無(wú)離子水/正己烷或石油醚三 組合溶劑，同樣存在由于四氫呋喃的使用將會(huì)對(duì)人體皮膚、眼睛和呼吸器官產(chǎn)生刺激性的問(wèn)題，且三組合溶劑的使用將會(huì)對(duì)試劑回收造成很大的困難，從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本過(guò)高，不 利于工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明采用堿性醇溶液皂化和在無(wú)水乙醇和正己垸等二元溶劑結(jié)晶體系中重結(jié)晶的 方法，制備得到了純度大于卯％的葉黃素晶體，同時(shí)又避免了重結(jié)晶過(guò)程中二氯甲烷等 有毒有害試劑的使用，該法工藝簡(jiǎn)單，與現(xiàn)行國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)過(guò)程中的中間產(chǎn)品——油樹(shù)脂相 比，純度高、體積小，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種從萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂中制備高純度葉黃素晶體的方法，本發(fā)明 方法操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)物純度高、體積小，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明一種從萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂中制備高純度葉黃素晶體的方法，按照如下步驟進(jìn)fiS
(1) 在30-50 'C的條件下，將含有5%以上葉黃素脂肪酸酯的萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂溶解于 10-40倍其體積的醚溶液中；
(2) 向步驟(1)的醚溶液中加入10-30倍萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂體積的、含堿量為5 % -15
e/。(w/v)的堿性醇溶液，攪拌均勻；
(3) 在25-45 。C的條件下，避光，密封，使之發(fā)生皂化反應(yīng)1-12小時(shí)；
(4) 在O-IO 'C的條件下，將步驟(3)皂化反應(yīng)液用水醇體積比為1-3:1的混合液洗 滌2-8次，收集得到的葉黃素沉淀；
(5) 將步驟(4)中的葉黃素沉淀用蒸餾水洗滌至濾液無(wú)色后，在0-8 -C條件下再依 次用醇溶液和正己垸分別洗滌2-6次，獲得洗滌液；
(6) 將步驟(5)洗滌液置于二元溶劑結(jié)晶體系中，0-5 'C條件下靜置1-6h， -20-0 'C 條件下重結(jié)晶l-6h后真空干燥，得到高純度葉黃素晶體。
上述制備方法步驟(1)中所述萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂，是將菊科萬(wàn)壽菊屬植物萬(wàn)壽菊(Tc^etes erectaU的干花經(jīng)正己垸溶劑萃取后，除去溶劑得到的橙黃色至紅褐色塊狀固體或糊狀 黏稠液態(tài)物質(zhì)；，其主要功能成分為葉黃素的脂肪酸酯。
上述制備方法步驟(1)中所述醚溶液可以是C2-C4醚，包括乙醚、正丙醚和正丁醚， 優(yōu)選乙醚。
上述制備方法步驟(2)中所述堿性醇溶液中的堿為氫氧化鉀或氫氧化鈉中的一種或多 種，醇為無(wú)水乙醇溶液。
上述制備方法步驟(5)中所述醇溶液為C2-C5醇，優(yōu)選95 %乙醇或無(wú)水乙醇。上述制備方法步驟(6)中所述二元溶劑結(jié)晶體系是C2-C4醇溶液和正己垸組成的體系， 其體積比為1-5:1，所述醇溶液為無(wú)水乙醇、丙醇或正丁醇中的一種或多種。
上述制備方法步驟(6)中所述洗滌液與二元溶劑結(jié)晶體系的體積比為1_6:1。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)采用了堿性醇溶液皂化和在無(wú)水乙醇和正己烷等二元溶劑結(jié)晶體系中重 結(jié)晶的方法，制備得到了純度大于90%的葉黃素晶體，同時(shí)又避免了重結(jié)晶過(guò)程中二氯 甲垸等有毒有害試劑的使用，該法工藝簡(jiǎn)單，與現(xiàn)行國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)過(guò)程中的中間產(chǎn)品——油 樹(shù)脂相比，純度高、體積小，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
取10.0 g含重量百分比為15.0%的葉黃素脂肪酸酯的萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂與200 ml無(wú)水 乙醚，在40。C條件下攪拌使其溶解均勻，加入15.0%(w/v)氫氧化鉀的乙醇溶液200ml， 充入氮?dú)?，密封，避光，?0 'C條件下，靜置反應(yīng)2小時(shí)后，在4 'C條件下用體積比 為2.5:1的水乙醇混合液洗滌皂化液3次，收集得到的橙黃色葉黃素沉淀，用蒸餾水洗滌8 次后濾液無(wú)色，然后在4 X:條件下依次用95 %無(wú)水乙醇溶液和正己烷溶液洗滌3次； 最后將洗滌液置于30ml的2:l (v/v)無(wú)水乙醇和正己烷的二元溶劑結(jié)晶體系中，0-5 °〇條 件下靜置2h后，在-18 °C的條件下重結(jié)晶4h。將析出的晶體真空干燥后，經(jīng)分光光度 法檢測(cè)，所得黃色葉黃素晶體的純度達(dá)到91.7%。
實(shí)施例2
取含葉黃素脂肪酸酯為15.3 %的萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂，按照實(shí)施例一中的方法，唯一不同 的是皂化時(shí)加入的堿性醇溶液為10.0%(w/V)氫氧化鉀的乙醇溶液，最終得到的葉黃素晶 體的純度是90.1 %。
實(shí)施例3
取15.0 g含重量百分比為19.8%的葉黃素脂肪酸酯的萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂與3 00ml無(wú)水 乙醚，在3 0 'C條件下攪拌使其溶解均勻，加入10.0 % (w/v)氫氧化鉀的乙醇溶液3 00 ml， 充入氮?dú)?，密封避光后?5 'C條件下，靜置反應(yīng)6小時(shí)，然后在l 'C條件下用體積比 為1:1的水乙醇混合液洗滌皂化液4次，收集得到的橙黃色葉黃素沉淀，用蒸餾水洗滌6 次后濾液變無(wú)色，然后在2 t:下依次用95%乙醇溶液和正己烷溶液洗滌4次；最后將 洗滌液置于45 ml的2:1 (v/v)甲醇和正己烷的二元溶劑結(jié)晶體系中，0 。C條件下靜置1 h 后，在-2 'C的條件下重結(jié)晶6h。將析出的晶體真空干燥后，經(jīng)分光光度法檢測(cè)，所得黃色葉黃素晶體的純度達(dá)到90.4%。 實(shí)施例4
取10.0g含重量百分比為19.8%的葉黃素脂肪酸酯的萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂與2 00ml正丁 醚，在5 0 'C條件下攪拌使其溶解均勻，加入15.0 % (w/v)氫氧化鉀的乙醇溶液2 00 ml， 充入氮?dú)?，密封避光后?0 'C條件下靜置反應(yīng)IO小時(shí)，接著在O 'C條件下用體積比 為2:1的水乙醇混合液洗滌皂化液8次，收集得到的淺黃色葉黃素沉淀，用蒸餾水洗滌5 次后濾液幾乎無(wú)色，然后在2 'C下依次用95%乙醇溶液和正己垸溶液洗滌4次；最后 將洗滌液置于30 ml的4:1 (v/v)無(wú)水乙醇和正己垸的二元溶劑結(jié)晶體系中，2 。C條件下靜 置3h后，在-4i:的條件下重結(jié)晶5h。將析出的晶體經(jīng)過(guò)真空干燥后，采用分光光度法 進(jìn)行檢測(cè)，所得黃色葉黃素晶體的純度達(dá)到了 90.3%。
實(shí)施例5
取10.0 g含重量百分比為15.3%的葉黃素脂肪酸酯的萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂與200ml無(wú)水 丙醚，在40 'C條件下充分?jǐn)嚢枋蛊淙芙饩鶆?，加?0.0 % (w/v)氫氧化鈉的乙醇溶液 200.0 ml，充氮、密封、避光后在35 'C條件下，靜置反應(yīng)8小時(shí)，然后在6 'C條件下 用體積比為3:2的水和乙醇的混合液洗滌皂化液8次，收集得到的橙黃色葉黃素^:淀，用 蒸餾水洗滌6次后，濾液變得幾乎無(wú)色，接下來(lái)在6 'C條件下依次用無(wú)水乙醇溶液和正己 烷溶液洗滌6次；最后將洗滌液置于30 ml的3:1 (v/v)乙醇和正已烷的二元溶劑結(jié)晶體系 中，4'C條件下靜置5h后，在-18'C的條件下重結(jié)晶lh。將析出的晶體真空干燥后， 經(jīng)分光光度法檢測(cè)可知，所得黃色葉黃素晶體的純度達(dá)到91.1%。
實(shí)施例6
取2 0.0g含重量百分比為14.7%的葉黃素脂肪酸酯的萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂與4 00ml無(wú)水 丙醚，在40 'C條件下攪拌使其充分溶解后加人5.0。/。(w/v)氫氧化鈉的乙醇溶液4 00ml， 在充氮、密封、避光和45 'C的條件下靜置反應(yīng)1 2小時(shí)后，在4 'C條件下用體積比為1:1 的水和乙醇混合溶液洗滌皂化液6次，收集得到的黃色葉黃素沉淀，用蒸餾水洗滌9次后 濾液變得無(wú)色，然后在4 'C下依次用95%乙醇溶液和正己烷溶液洗滌4次；最后將洗' 滌液置于60ml的5:l(v/v)正丁醇和正己垸的二元溶劑結(jié)晶體系中，5 °C條件下靜置4h 后，在-18'C的條件下重結(jié)晶3h。將析出的晶體真空干燥后，采用分光光度法檢測(cè)的結(jié) 果表明，最終所得黃色葉黃素晶體的純度達(dá)到了 92.9%。
實(shí)施例7取5 .0 g含重量百分比為5.2 %的葉黃素脂肪酸酯的萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂與1 00 ml無(wú)水乙 醚，在5 0。C條件下攪拌使其充分溶解均勻后，加入5.0%0/力氫氧化鉀的乙醇溶液IOO ml，然后充入氮?dú)猓芊?，避光，?0 'C條件下靜置反應(yīng)1小時(shí)后，在IO 'C條件下 用體積比為1:1的水乙醇混合液洗滌皂化液2次，收集得到的淡黃色葉黃素沉淀，用蒸餾 水洗滌5次后濾液變無(wú)色，接下來(lái)在8 'C下依次用無(wú)水乙醇溶液和正己垸溶液洗滌2次； 最后將洗滌液置于15 ml的1:1 (v/v)正丙醇和正己烷的二元溶劑結(jié)晶體系中，3 'C條件下 靜置6h后，在-20'C的條件下重結(jié)晶2h。最后將析出的晶體真空干燥，并采用分光光 度法檢測(cè)，所得黃色葉黃素晶體的純度達(dá)到90.8%。
權(quán)利要求
1. 一種從萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂中制備高純度葉黃素晶體的方法，其特征在于按照如下步驟進(jìn)行(1)在30-50℃的條件下，將含有5％以上葉黃素脂肪酸酯的萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂溶解于10-40倍其體積的醚溶液中；(2)向步驟(1)的醚溶液中加入10-30倍萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂體積的堿性醇溶液，攪拌均勻，其中堿性醇溶液的含堿量為5％-15％(w/v)；(3)在25-45℃的條件下，避光，密封，使之發(fā)生皂化反應(yīng)1-12小時(shí)；(4)在0-10℃的條件下，將步驟(3)皂化反應(yīng)液用水醇體積比為1-3∶1的混合液洗滌2-8次，收集得到的葉黃素沉淀；(5)將步驟(4)得到的葉黃素沉淀用蒸餾水洗滌至濾液無(wú)色后在0-8℃條件下再依次用醇溶液和正己烷分別洗滌2-6次，獲得洗滌液；(6)將步驟(5)洗滌液置于二元溶劑結(jié)晶體系中，0-5℃靜置1-6h，-20-0℃條件下重結(jié)晶1-6h后真空干燥，得到高純度葉黃素晶體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂中制備高純度葉黃素晶體的方法，其特征在于 所述步驟(1)中的醚溶液為C2-C4醚。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的從萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂中制備高純度葉黃素晶體的方法，其特征在于 所述醚溶液為乙醚、正丙醚或正丁醚中的一種或多種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的從萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂中制備高純度葉黃素晶體的方法，其特 征在于所述步驟(2)中堿性醇溶液中的堿為氫氧化鉀或氫氧化鈉中的一種或多種，醇 為無(wú)水乙醇溶液。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的從萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂中制備高純度葉黃素晶體的方法，其特征在于 所述步驟(5)中的醇溶液為C2-C5醇。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的從萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂中制備高純度葉黃素晶體的方法，其特征在于 所述的醇溶液為95%乙醇或無(wú)水乙醇中的一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3、 5或6所述的從萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂中制備高純度葉黃素晶體的方法， 其特征在于所述步驟(6)中的二元溶劑結(jié)晶體系是C2-C4醇溶液和正己烷組成的體系， 其體積比為1-5:1。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的從萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂中制備高純度葉黃素晶體的方法，其特征在于所述醇溶液為無(wú)水乙醇、丙醇或正丁醇中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂中制備高純度葉黃素晶體的方法，其特征在于-所述步驟(6)中的洗滌液與二元溶劑結(jié)晶體系的體積比為1-6:1。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種從萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂中制備高純度葉黃素晶體的方法，屬于食品加工及醫(yī)藥工業(yè)領(lǐng)域。本發(fā)明主要是將萬(wàn)壽菊油樹(shù)脂溶解于醚溶液中，加入堿性醇溶液，攪拌均勻，在一定溫度下，密封，避光，使之發(fā)生皂化反應(yīng)；將上述皂化反應(yīng)液在低溫下用一定比例的水醇混合液洗滌，收集葉黃素沉淀；用蒸餾水洗滌沉淀至濾液無(wú)色后再依次用醇溶液和正己烷洗滌，獲得的洗滌液在無(wú)水乙醇和正己烷組成的二元溶劑結(jié)晶體系中重結(jié)晶，最終得到高純度葉黃素晶體。本方法操作簡(jiǎn)單，與現(xiàn)行國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)過(guò)程中的中間產(chǎn)品——油樹(shù)脂相比，純度高、體積小，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C07C403/00GK101429147SQ200810226860
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者李全宏, 黃景榮 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)