CN101838229B - 一种全反式叶黄素粉末的分离纯化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种从万寿菊油树脂中分离、提纯高含量全反式叶黄素粉末的方法，其方法包括如下步骤：万寿菊油树脂加热条件下溶于非极性溶剂，加入相转移催化剂，在碱性加热条件下进行皂化，采用极性溶剂或其水溶液进行分散，经过滤、真空干燥，得到总类胡萝卜素含量大于98％，全反式叶黄素比例大于92％的叶黄素粉末。产品符合美国药典标准，且其堆积密度大于叶黄素晶体，便于储存、运输和应用，该方法简便，产品纯度高，适宜于工业化生产。

Description

一种全反式叶黄素粉末的分离纯化方法

技术领域

本发明属于植物化学技术领域，具体涉及到一种从万寿菊油树脂中分离提纯高含量全反式叶黄素粉末的方法。

背景技术

叶黄素属于类胡萝卜素之一，主要存在于万寿菊、甘蓝、菠菜等植物中。类胡萝卜素的主要功能是单线态氧的有效淬灭剂，能消除羟自由基。另一方面，类胡萝卜素是脂类过氧化反应的断链抗氧剂。在细胞和细胞膜中，类胡萝卜素和脂类结合而有效抑制脂质的氧化。叶黄素除了具有类胡萝卜素的生理活性外，还具有独特的护眼功能，可用于预防老年性眼球视网膜黄斑退化引起的视力下降和失明。并可以防止机体衰老引发的心血管硬化、冠心病和肿瘤。1995年，美国FDA已批准叶黄素作为食品补充剂使用。在食品和保健药品中得到越来越广泛的应用。

另外，与合成色素(柠檬黄、日落黄等)相比，从天然植物中提取的叶黄素有很多优点：它对人体使用安全、无毒、无害，属于绿色环保产品，且具有很好的生物活性和生物利用度。

叶黄素具有3个手性中心，8种立体异构体，其中全反式叶黄素活性最高，它占万寿菊中全部叶黄素比例的80％(重量比)左右(《保健食品原料手册》第二版，605～608页，北京，2007.5)，全反式叶黄素的结构如下：

目前，已有的全反式叶黄素分离工艺具有产物纯度低、收率低等诸多缺点。例如，美国专利US5648564公开的叶黄素纯化方法，皂化反应需在70℃下持续10小时，易产生叶黄素高聚体，并易导致叶黄素异构化，终产品中叶黄素的含量只能达到75％，收率约59％。US5648564公开的叶黄素纯化方法需要进行重结晶，操作复杂，且使用毒性较大的二氯甲烷，制备得到的叶黄素不适合在食品中应用。US6743953公开了从万寿菊油树脂中分离叶黄素的方法，其使用的溶剂种类多(5种)，消耗大，回收困难，且操作步骤繁琐。

发明内容

为了克服已有技术的不足，本发明提供了一种操作简便，所用溶剂毒性低、用量少且易于回收，适于工业化生产高纯度全反式叶黄素粉末的方法。

本发明所得产品可供食品或药品使用，总类胡萝卜素含量可达98％以上，其中全反式叶黄素比例大于92％，玉米黄质比例约6％，其余为少量其他类胡萝卜素，符合美国药典规定。

具体地，本发明涉及一种全反式叶黄素粉末的分离方法，包括下述步骤：

1)在30℃～55℃下，将万寿菊油树脂与非极性溶剂混合，得混合溶液，加入相转移催化剂，在碱性条件下，在40～65℃下对该混合液搅拌皂化2～5小时得皂化液，其中，万寿菊油树脂与非极性溶剂的质量比为1∶0.1～6，相转移催化剂与所述混合溶液的质量比为1∶10000～5∶1000；

2)将皂化液冷却至40℃～50℃，按照万寿菊油树脂质量的1～6倍加入分散溶剂，升温至45℃～60℃，搅拌10～90分钟，过滤；

3)滤饼用40～65℃水洗涤至洗出液的pH值达到6.8～7.5，干燥，即得全反式叶黄素粉末。

其中，步骤1)中的非极性溶剂为烷烃、醚类，优选正己烷、环己烷或异丙醚。相转移催化剂为季铵盐或季膦盐，优选四丁基溴化铵或四丁基氯化铵。碱性条件为加入质量百分比浓度为40％-50％的碱溶液，其用量为万寿菊油树脂质量的0.2～1.5倍，其中所述的碱优选为氢氧化钠、氢氧化钾或有机碱，添加方式可以为一次性加入，优选缓慢滴加。皂化率达到99％以上为反应完全，皂化过程可以通过薄层色谱或高效液相色谱来监控。

步骤2)中的分散溶剂为水溶性的醇类、酮类，其质量百分比浓度为5％～100％，所述的醇类优选为乙醇。过滤采用离心、压滤等传统的分离方式，叶黄素等类胡萝卜素位于滤饼中，脂肪酸、盐、皂、水溶性叶绿素等杂质位于母液中。

步骤3)所述的干燥方式为真空干燥或冷冻干燥，使最后水分小于1％。

本发明有如下优点：1.工艺简单，直接经皂化、分散、过滤、洗涤等步骤，即可得到高含量叶黄素，减少了重结晶工序。2.加入了相转移催化剂有利于脂溶性叶黄素酯与碱液充分接触，使皂化更为完全。3.制备工艺中叶黄素反应温度较低，时间较短，减少了高聚体和异构体的产生。4.溶剂使用种类较少，精馏分离即可回收套用。5.工艺所得叶黄素为粉末状，较叶黄素晶体具有更高的堆积密度，便于运输、储存和应用。6.适用于工业规模化生产，且最终得到的叶黄素符合美国药典要求。

具体实施方式

下述实施例仅用于阐述实现本发明的方法，不应理解为对本发明的限制。

万寿菊油树脂：购自邯郸市中进天然色素有限公司。其它试剂均为市售。

紫外-可见光分光光度计：ULTRASPEC 2000，安玛西亚公司。

高效液相色谱仪：996型检测器，515泵，Waters公司。

实施例1

在30℃下，将1000g万寿菊油树脂(总类胡萝卜素——叶黄素、玉米黄质以及其他类胡萝卜素及它们的脂肪酸酯的含量总和为15.5％，均以皂化后的游离态计)与1000g正己烷混合，搅拌直至形成一种均一流动的溶液，向混合液中加入10g四丁基溴化铵，边搅拌边缓慢滴加550g质量百分比浓度40％的氢氧化钾溶液，滴加时间为30分钟，升温至55℃，在此温度下皂化反应4小时。反应液降温至40℃，加入2000g质量百分比浓度50％的乙醇，升温至45℃，搅拌60分钟。离心分离得到滤饼，用50℃去离子水洗涤，直至洗出液体pH值为7.2(消耗去离子水171mL)。将滤饼在45℃下真空干燥，直至水分小于1％。

最后得到126g叶黄素粉末，含98.6％总类胡萝卜素(用紫外-可见光分光光度计测定，美国药典31版)，其中93.2％为全反式叶黄素，6.4％为全反式玉米黄质(用高效液相色谱测定，美国药典31版)，其余为微量其他类胡萝卜素。总类胡萝卜素收率为80％。

实施例2

在35℃下，将1000g万寿菊油树脂(总类胡萝卜素以游离态计为15.5％)与1000g环己烷混合，搅拌直至形成一种均一流动的溶液，向混合液中加入2.5g四丁基溴化铵，边搅拌边缓慢滴加800g质量百分比浓度45％的氢氧化钠溶液，滴加时间为60分钟，升温至60℃，在此温度下皂化反应5小时。反应液降温至50℃，加入4000g质量百分比浓度25％乙醇，搅拌60分钟。离心分离得到滤饼，用50℃去离子水洗涤，直至洗出液体pH值为7.2(消耗去离子水180mL)。将滤饼在45℃下真空干燥，直至水分小于1％。

最后得到132g成品，含98.1％总类胡萝卜素(用紫外-可见光分光光度计测定)，其中93.1％为全反式叶黄素，6.4％为全反式玉米黄质(用高效液相色谱测定)，其余为微量其他类胡萝卜素。总类胡萝卜素收率为83.5％。

实施例3

在45℃下，将1000g万寿菊油树脂(总类胡萝卜素以游离态计为14.8％)与1500g异丙醚混合，搅拌直至形成一种均一流动的溶液，向混合液中加入3g四丁基氯化铵，边搅拌边缓慢滴加1000g质量百分比浓度45％的氢氧化钾溶液，滴加时间为60分钟，升温至65℃，在此温度下皂化反应2小时。反应液降温至40℃，加入2000g质量百分比浓度60％乙醇，升温至45℃，搅拌60分钟。离心分离得到滤饼，用50℃去离子水洗涤，至洗出液体pH值为7.1(消耗去离子水169mL)。在45℃下真空干燥，直至水分小于1％。

最后得到123g成品，含98.5％总类胡萝卜素(用紫外-可见光分光光度计测定)，其中93.3％为全反式叶黄素，6.2％为全反式玉米黄质(用高效液相色谱测定)，其余为微量其他类胡萝卜素。总类胡萝卜素收率为78％。

Claims (8)

1.一种全反式叶黄素粉末的分离方法，包括下述步骤：

1)在30℃～55℃下，将万寿菊油树脂与非极性溶剂混合，得混合溶液，加入相转移催化剂，在碱性条件下，在40～65℃下对该混合液搅拌皂化2～5小时得皂化液，其中，万寿菊油树脂与非极性溶剂的质量比为1：0.1～6，相转移催化剂与所述混合溶液的质量比为1：10000～5：1000；

2)将皂化液冷却至40℃～50℃，按照万寿菊油树脂质量的1～6倍加入分散溶剂，升温至45℃～60℃，搅拌10～90分钟，过滤；

3)滤饼用40～65℃水洗涤至洗出液的pH值达到6.8～7.5，干燥，即得全反式叶黄素粉末；

其中，分散溶剂为乙醇，其质量百分比浓度为5％～100％。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤1)中的非极性溶剂为烷烃或醚类。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述的烷烃或醚类选自正己烷、环己烷或异丙醚。

4.根据权利要求1所述的方法，其中步骤1)中的相转移催化剂为季铵盐或季膦盐。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述的相转移催化剂为四丁基溴化铵或四丁基氯化铵。

6.根据权利要求1所述的方法，其中步骤1)中的碱性条件为加入碱的质量百分比浓度为40％～50％，其用量为万寿菊油树脂质量的0.2～1.5倍。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾或有机碱。

8.根据权利要求1所述的方法，其中步骤3)所述的水为去离子水。