CN101429113B - 从苦瓜中提取制备α-桐酸及其盐和酯的方法 - Google Patents

Abstract

从苦瓜中提取制备α-桐酸及其酯和盐的方法。将苦瓜籽和苦瓜果实低于60摄氏度条件下干燥；经溶剂萃取、超临界萃取或直接冷压压榨得到α-桐酸甘油三酯粗提物；粗提物经脱胶、脱酸、脱色、脱臭、脱腊后得α-桐酸甘油三酯；将α-桐酸甘油三酯经皂化、酸化后得到α-桐酸；α-桐酸经酯化得到α-桐酸酯，或由α-桐酸甘油三酯直接酯化得到α-桐酸酯；α-桐酸和α-桐酸酯溶解在有机溶剂后，在零下20℃到70℃冷冻结晶分离沉淀得到纯度为90-95％的α-桐酸和α-桐酸酯；再皂化，得到纯度为90-95％的α-桐酸盐。本发明提供了一种从原料丰富的苦瓜籽和苦瓜果实中提取和制备90-95％高纯度α-桐酸的方法，并涉及其中间产品或系列产品α-桐酸酯和α-桐酸盐的制备方法。

Description

从苦瓜中提取制备α-桐酸及其盐和酯的方法

技术领域

本发明属于应用化学技术领域，涉及从植物果实和种子中提取制备高纯度α-桐酸及其系列产品的方法，具体为从苦瓜(Momordica charantia)籽和苦瓜果实中提取制备高纯度α-桐酸及其酯和盐的方法。

背景技术

共轭脂肪酸是对具有共轭双键体系的多不饱和脂肪酸位置和立体异构体的通称。两个双键间如果有一个甲基，我们可以称之为甲基隔开的双键，如果有多个甲基，我们称之为多甲基隔开的双键，如果两个双键共轭结合在一起，我们称之为共轭脂肪酸。共轭脂肪酸可以是双烯、三烯或四烯的形式，最普通的共轭脂肪酸是十八碳二烯酸和十八碳三烯酸，也就是共轭亚油酸(conjugated linoleic acid，CLA)和共轭亚麻酸(conjugated linolenic acid，CLNA)。共轭亚麻酸由于双键位置和构型不同而具有多种异构体，α-桐酸(α-eleostearic acid)为天然存在于苦瓜种子和果肉的一种重要共轭亚麻酸，α-桐酸为9，11，13位双键共轭，9位双键构型为顺式，11位和13位双键构型为反式的共轭亚麻酸(cis9，trans11，trans13-CLNA)。α-桐酸与cis9，trans11-CLA(9，11位双键共轭)的相似之处在于他们的脂肪酸链第9位和第11位都是不饱和的双键，且立体构型相同。α-桐酸能在动物和人体内代谢转变为cis9，trans11-CLA，可以作为cis9，trans11-CLA重要的天然饮食来源(Tsuzuki等，2006)。cis9，trans11-CLA和trans10，cis12-CLA为CLA最主要的两种异构体，也是目前在欧美国家应用最为广泛的CLA的活性形式。研究发现CLA天然存在于反刍动物食物制品如牛肉、羊肉及其奶制品中，而天然存在的CLA主要为cis9，trans11-CLA，占CLA90％以上。

共轭脂肪酸具有与常规的多不饱和脂肪酸不同的特殊生理功能。据报道，CLA具有很多有利的生理功能，如抗癌，抗高血压的抗动脉粥样硬化、改善血脂、提高免疫力、降低体脂含量、提高瘦体质和提高胰岛素抵抗等作用。CLA已经在全世界，特别是欧美国家作为减肥、降血脂等功能食品和保健品得到广泛应用。CLA主要存在奶脂类、奶酪和反刍动物肉中。然而，CLA在这些食物中含量只有约1％(Sehat等，1998)，这使它不可能用自然资源存在的CLA来作含CLA的促进健康的食品或药品。商业上应用的CLA是通过把富含亚油酸的油脂进一步异构化而得到的，这种异构化产物通常包含等摩尔的cis9，trans11-CLA和trans10，cis12-CLA(Pariza等，2001)以及其他异构体。消费者对工业化制备的CLA存在安全等方面的考虑，CLA工业化生产价格成本较高，且工业化制备的CLA有多种异构体形式，而并不是每种异构体都具有对人体有益的功能，其中cis9，trans11-CLA为安全性较高的活性异构体。

α-桐酸与cis9，trans11-CLA的重要不同之处在于α-桐酸的第三个不饱和的双键，α-桐酸在脂肪酸链的第13位有一个反式的双键。所以，α-桐酸又具有“多不饱和脂肪酸”的特征。多不饱和脂肪酸具有重要的营养价值，对人和动物体内甘油三酯和胆固醇具有有益的作用，能降低心脑血管疾病的危险，促进生长和发育。目前，多不饱和脂肪酸广泛用于添加到婴儿食品中来促进婴儿的生长发育和智力的发展。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中缺乏天然CLA产品的状况，提出开发和利用α-桐酸及其盐和酯作为一种新型的多不饱和脂肪酸应用于人类，为此提供一种从原料丰富的苦瓜籽和苦瓜果实中提取和制备高纯度α-桐酸的方法，并涉及其中间产品或系列产品α-桐酸酯和α-桐酸盐的制备方法。

本发明为达到以上目的，是通过这样的技术方案来实现的：

(1)将苦瓜籽和苦瓜果实清洗、沥干，低于60摄氏度条件下干燥；

(2)干燥后的原料粉碎后经溶剂萃取、超临界萃取或直接冷压压榨得到α-桐酸甘油三酯粗提物即毛油；

(3)毛油经脱胶、脱酸、脱色、脱臭、脱腊后精炼制得α-桐酸甘油三酯；

(4)将α-桐酸甘油三酯经皂化、酸化后得到α-桐酸；

(5)α-桐酸经酯化得到α-桐酸酯，或由步骤(2)得到的α-桐酸甘油三酯直接酯化得到α-桐酸酯；

(6)上述步骤(4)、(5)得到的α-桐酸和α-桐酸酯，溶解在有机溶剂后，在低温下冷冻结晶分离沉淀得到纯度为90-95％的α-桐酸和α-桐酸酯；

(7)将纯度为90-95％的α-桐酸和α-桐酸酯皂化，得到纯度为90-95％的α-桐酸盐。

上述步骤(6)溶解α-桐酸和α-桐酸酯的有机溶剂是丙酮、甲醇、乙醇、庚烷、石油醚、正己烷、乙醚、环己烷其中之一，也可以采用其中任两种或多种混合溶剂。

上述步骤(6)所述冷冻结晶分离所采取的温度为零下20℃到零下70℃的任一温度。

上述步骤(2)所述溶剂萃取采用正己烷、石油醚、乙醚、乙醇、甲醇、氯仿、正丁醇、丙酮、环己烷其中之一，也可以采用其中任两种或多种混合溶剂。

可以将所述的α-桐酸及其酯和盐产品制备成固体、半固体和液体的形式。

以上技术方案按制备工艺分为5个流程：

1.α-桐酸甘油三酯的制备：从苦瓜中收集籽粒和果实，经过预处理、精炼、精制分级后制得；

2.α-桐酸酯的制备：由α-桐酸甘油三酯直接进行酯化，精制分级后制得；

3.α-桐酸的制备：由上述步骤1所得的α-桐酸甘油三酯经皂化、酸化、精制分级后制得；本发明步骤2所得的α-桐酸酯可以步骤3所得的终产品α-桐酸经过酯化，精制分级后制取得到。

4.高纯度α-桐酸及其酯的制备：由上述步骤1-4所得的α-桐酸及其酯进一步在低温条件下冷冻结晶分离后得到。

5.高纯度α-桐酸盐的制备：由高纯度α-桐酸及其酯进行皂化，精制分级后制得。

本发明所述的α-桐酸及其酯和盐经气相色谱分析，其α-桐酸含量达到90％-95％。

以下通过较为具体的工艺步骤进一步叙述本发明的α-桐酸及其酯，盐的制备方法：

2.预处理：收集苦瓜籽和苦瓜果实，清洗、沥干、干燥；干燥温度低于60摄氏度；干燥方法包括自然风干，低温烘干，真空干燥，冷冻干燥等。

3.提取：干燥后的籽粒粉碎后经溶剂萃取、超临界萃取或籽粒直接冷压压榨得到α-桐酸甘油三酯粗提物(毛油)，溶剂萃取可以采用正己烷、石油醚、乙醚、乙醇、甲醇、氯仿、正丁醇、丙酮、环己烷等有机溶剂之一，也可以采用其中任两种或多种混合溶剂；毛油经脱胶、脱酸、脱色、脱臭、脱腊后精炼制得α-桐酸甘油三酯；

4.皂化、酸化：上述得到的α-桐酸甘油三酯经皂化、酸化后得到α-桐酸；

5.酯化：上述得到的α-桐酸经酯化可得到α-桐酸酯，也可由上述步骤(2)得到的α-桐酸甘油三酯酯化得到α-桐酸酯；

6.纯化：上述得到的α-桐酸和α-桐酸酯，溶解在溶剂后，在低温下冷冻结晶分离沉淀得到高纯度(90-95％)的α-桐酸和α-桐酸酯，进一步由高纯度的α-桐酸和α-桐酸酯皂化得到高纯度的α-桐酸盐(90-95％)。溶解α-桐酸和α-桐酸酯的溶剂可以是丙酮、甲醇、乙醇、庚烷、石油醚、正己烷、乙醚、环己烷等有机溶剂之一，也可以采用其中任两种或多种混合溶剂，冷冻结晶分离所采取的温度可以为零下20℃到零下70℃的任一温度。

本发明所述的高纯度α-桐酸及其酯和盐系列产品，可以是固体、半固体和液体的形式，可以经口服、肠道外或注射等方式使用，可以按常规工艺制成各种剂型，包括口服液、酏剂、胶囊剂、小胶囊、微胶囊、片剂、颗粒剂、粉剂、冲剂、糖浆剂、混悬剂、滴丸、微丸、饮料和注射剂型，各种剂型可以包含一种或多种调味剂或者着色剂。

本发明所述的高纯度α-桐酸及其酯和盐可以单独或者与其他活性成分结合使用，其他活性成分包括：各种维生素、矿物质、氨基酸、多肽、其他的多不饱和脂肪酸、共轭亚油酸、共轭亚麻酸。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

(1)本方法的原料——苦瓜籽和苦瓜果实自然资源丰富；(2)本发明制备的α-桐酸及其酯和盐为以天然食用原料制备的产物，食用安全性高；(3)本发明制备的α-桐酸纯度高，达90-95％；(4)采用低温冷冻结晶法分离制备α-桐酸及其酯和盐，其原理是利用不同饱和度的脂肪酸在不同温度条件下特异性的冷冻结晶，其中在零下20℃到零下70℃的温度条件下α-桐酸及其酯和盐特异性的结晶而制备高纯度的α-桐酸及其酯，其回收率和纯度较高，是大规模提纯的有效方法；(5)本发明α-桐酸及其酯和盐的制备生产设备和工艺简单，成本较低，投资少，有较为广阔的应用前景。

具体实施方式

实施例1、α-桐酸制备：

收集苦瓜籽粒，太阳光下自然风干后粉碎得粒径0.4-0.5mm的干粉1000g，在30MPa、40℃条件下采用超临界CO2萃取(江苏南通市华安超临界萃取装置生产的HA221-50-06型超临界萃取装置)2h，在分离压力15MPa、分离温度50℃下得到绿色的甘油三酯粗提物(毛油)，出油率为25％；毛油经脱胶、脱酸、脱色、脱臭、脱腊后精炼制得甘油三酯。取甘油三酯粗提物50mL加入2M 90％的氢氧化钾乙醇溶液200mL于氮气保护下60℃下皂化2h，加入50mL水后再加入50mL石油醚三次抽提除去不皂化合物，再加入6M盐酸100mL中和酸化后用石油醚抽提去上层得到石油醚溶液，再经过真空旋转蒸发后得到α-桐酸粗提物。α-桐酸粗提物溶解在丙酮中，在零下45℃下冷冻结晶分离得到高纯度的α-桐酸。

采用上述工艺制得的α-桐酸含量达95％。

实施例2、α-桐酸的制备：

收集苦瓜籽粒，在40℃烘箱烘干后粉碎得干粉500g，以5倍体积的正己烷在低于60℃下回流提取6h后得到绿色的甘油三酯粗提物，出油率为23％。取甘油三酯粗提物50mL加入2M 90％的氢氧化钾乙醇溶液200mL于氮气保护下60℃下皂化2h，加入50mL水后再加入50mL石油醚三次抽提除去不皂化合物，再加入6M盐酸100mL中和酸化后用石油醚抽提去上层得到石油醚溶液，再经过真空旋转蒸发后得到α-桐酸粗提物。α-桐酸粗提物溶解在乙醇中，在零下20℃下冷冻结晶分离得到高纯度的α-桐酸。

采用上述工艺制得的α-桐酸含量达92％。

实施例3、α-桐酸甲酯的制备：

收集苦瓜籽粒，太阳光下自然风干后粉碎得干粉400g，以5倍体积的石油醚在低于80℃下回流提取6h后得到α-桐酸甘油三酯粗提物，出油率为21％。取得到的α-桐酸甘油三酯粗提物50mL，加入0.5M的硫酸甲醇溶液500mL于50℃水浴保温下反应30min，然后加入300mL石油醚萃取，无水硫酸钠干燥后得到的α-桐酸甲酯。α-桐酸甲酯粗提物溶解在庚烷中，在零下65℃下冷冻结晶分离得到高纯度的α-桐酸甲酯。

采用上述工艺制得α-桐酸甲酯含量达90％。

实施例4、α-桐酸钠的制备：

收集苦瓜籽粒，在40℃烘箱烘干后粉碎得干粉1000g，以5倍体积的氯仿和甲醇混合溶液(体积比为1∶1)在室温下浸提24h后得到绿色的α-桐酸甘油三酯粗提物，出油率为22％。取甘油三酯粗提物100mL加入2M 90％的氢氧化钠乙醇溶液400mL于氮气保护下60℃下皂化2h，加入1000mL水后再加入100mL石油醚三次抽提除去不皂化合物，再加入6M盐酸200mL中和酸化后用石油醚抽提去上层得到石油醚溶液，α-桐酸粗提物在零下40℃下冷冻结晶分离得到高纯度的α-桐酸，α-桐酸进一步以2M 90％的氢氧化钠乙醇溶液400mL于氮气保护下60℃下皂化2h而得到高纯度α-桐酸钠。

采用上述工艺制得的α-桐酸钠含量达90％。

Claims (3)

1.从苦瓜中提取制备α-桐酸及其酯和盐的方法，其特征在于以下步骤：

(1)将苦瓜籽和苦瓜果实清洗、沥干，低于60摄氏度条件下干燥；

(2)干燥后的原料粉碎后经溶剂萃取、超临界萃取或直接冷压压榨得到α-桐酸甘油三酯粗提物即毛油；

(3)毛油经脱胶、脱酸、脱色、脱臭、脱腊后精炼制得α-桐酸甘油三酯；

(4)将α-桐酸甘油三酯经皂化、酸化后得到α-桐酸；

(5)α-桐酸经酯化得到α-桐酸酯，或由步骤(2)得到的α-桐酸甘油三酯直接酯化得到α-桐酸酯；

(6)上述步骤(4)得到的α-桐酸溶解在丙酮中于-45℃冷冻结晶，或者溶解在乙醇中于-20℃冷冻结晶；分离沉淀得到纯度为90-95％的α-桐酸；

或者将上述步骤(5)得到的α-桐酸酯溶解在庚烷中于-65℃冷冻结晶，分离沉淀得到纯度为90-95％的α-桐酸酯；

(7)将纯度为90-95％的α-桐酸和α-桐酸酯皂化，得到纯度为90-95％的α-桐酸盐。

2.如权利要求1所述从苦瓜中提取制备α-桐酸及其酯和盐的方法，其特征在于：步骤(2)所述溶剂萃取采用正己烷、石油醚、乙醚、乙醇、甲醇、氯仿、正丁醇、丙酮、环己烷其中之一，也可以采用其中任两种或多种混合溶剂。

3.如权利要求1所述从苦瓜中提取制备α-桐酸及其酯和盐的方法，其特征在于：将所述的α-桐酸及其酯和盐产品制备成固体、半固体和液体的形式。