CN102584662A - 一种制备水溶叶黄素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制备水溶叶黄素的方法，先将万寿菊油树脂投入皂化罐内，然后皂化罐内加入醇类化合物，并将皂化罐内的温度升高到80℃-95℃，再向皂化罐内连续滴加强碱溶液充分反应，得到纳米级叶黄素晶体；将上述纳米级叶黄素晶体用70℃-90℃的去离子水稀释1-10倍，然后用酸调节其pH值为4-7，得到稀释液；按照重量比为1∶1-1∶3的比例将有机溶剂加入到上述稀释液中，萃取2-5遍，得到纯净的叶黄素。本发明将万寿菊油树脂经过特殊的皂化工艺得到叶黄素晶体达到纳米级，提高了叶黄素的品质，提高了叶黄素的生产得率。

Description

一种制备水溶叶黄素的方法

技术领域

本发明涉及一种制备水溶叶黄素的方法。

背景技术

叶黄素属类胡萝卜素，是一种天然色素，其色泽鲜艳，着色力强，抗氧化性好，安全无毒害，具有丰富的营养价值。它是一种广泛存在于蔬菜、花卉、水果和某些藻类植物中的天然物质，被广泛应用于食品、保健品、化妆品、医药和动禽类饲料等多个领域。美国食品药品管理局早在1995年就已批准叶黄素作为食品补充剂用于食品中，中国卫生部已于2011年制定叶黄素国家标准，并批准作为食品着色剂应用于食品中。由于叶黄素应用广泛，在国际市场上1g叶黄素与1g黄金相当，故有“植物黄金”之美称。在20世纪80年代西方研究人员即发现作为类胡萝卜素的叶黄素，是优异的天然抗氧化剂和无毒害的天然黄色素，不仅具有极强的着色力，还能强化添加食品的营养价值，特别是叶黄素和玉米黄质是唯一存在于人眼中的两类胡萝卜素，它的存在水平与人眼健康水平息息相关。将一定量的叶黄素添加到食品和饮料中，不仅预防肌肉退化症效果良好，而且可以预防和治疗老年性眼球视网膜黄斑退化引起的视力下降与失明，还可以预防细胞衰老和机体衰老，提高免疫系统功能，防止因肌体衰老而引发的心血管硬化、冠心病和肿瘤等疾病。营养学家建议每日服用6mg叶黄素即可满足日常需要。叶黄素具有极优的抗氧化性，能够很好地保护皮肤免受阳光灼伤，通常加在营养补充剂或添加到各类护肤品中，减少人体受来自于电脑屏幕、电视屏幕的辐射和超量紫外线照射的损害，具有明显的防辐射，保护滋润皮肤和抗衰老作用。

目前商品叶黄素主要是从万寿菊油树脂中提取分离出的。但是，叶黄素对光、热、氧非常敏感，且不溶于水，在脂肪或油中的溶解度也很低，这些性质限制了其在食品中应用或单独直接应用，特别是对那些水基质食品如饮料、果冻和果酱类食品、冷冻食品及焙烤食品类。而且，作为类胡萝卜素中一种，与其它种类胡萝卜素一样，叶黄素晶体的生物利用率很低，这些特性决定了叶黄素晶体的应用受到很大的限制。因此，将叶黄素制成水溶性剂型，可以提高叶黄素的生物利用率，扩展其在食品中的应用范围。

目前国内主要采用先将万寿菊油树脂皂化提纯，得到高纯度叶黄素晶体粉末后，再利用有机溶剂溶解法将叶黄素晶体制成食品级水溶叶黄素粉末；或采用将叶黄素晶体直接熔融法生产食品级水溶叶黄素；

公开号为101177540的中国发明专利公开了“一种食品级叶黄素水溶性干粉的制备方法”，为防止生产过程中活性成分全反式异构体含量的降低，采用叶黄素晶体与低沸点、易挥发且对叶黄素晶体溶解度大的有机溶剂混合，在100℃以下温度加热溶解后，再加入水相物质，搅拌均匀后，高压均质、喷雾干燥得到成品，该方法采用大量有机溶剂容易造成溶剂残留，并且溶剂回收比较困难，影响叶黄素的品质。

公开号为1348483的中国发明专利公开了“一种叶黄素稳定的水分散体和稳定的水可分散体干燥粉末、及其制备和应用”，该方法采用蛋白水解物和凝胶明胶作为保护体，将沸点较高的溶剂异丙醇与叶黄素晶体混合，采用瞬时高温高压设备，过程高温可达240℃，导致终产品活性成分全反式异构体含量只有50％，影响到产品生物活性，降低叶黄素的品质。

由此可见，现有技术有待于更进一步的改进和发展。

发明内容

本发明为解决上述现有技术中的缺陷提供一种制备水溶叶黄素的方法，在保证叶黄素活性与水溶性的前提下，提高叶黄素的品质，提高叶黄素的生产得率。

为解决上述技术问题，本发明方案包括：

一种制备水溶叶黄素的方法，其包括以下步骤：

A、将万寿菊油树脂投入皂化罐内，然后皂化罐内加入醇类化合物，并将皂化罐内的温度升高到80℃-95℃，再向皂化罐内连续滴加强碱溶液充分反应，得到纳米级叶黄素晶体；其中万寿菊油树脂的重量比为85％-45％，醇类化合物的重量比为5％-15％，强碱溶液的重量比为10％-40％；

B、将上述纳米级叶黄素晶体用70℃-90℃的去离子水稀释1-10倍，然后用酸调节其pH值为4-7，得到稀释液；

C、按照重量比为1∶1-1∶3的比例将有机溶剂加入到上述稀释液中，萃取2-5遍，得到纯净的叶黄素。

所述的制备方法，其中，上述制备方法还包括步骤D：向步骤C得到的叶黄素中加入护色剂、乳化剂与壁材，并通过高剪切均质乳化机充分混匀得到均质液，然后将均质液通过喷雾干燥机喷雾干燥得到水溶叶黄素粉末；其中叶黄素的重量比为4％-57％，护色剂的重量比为1％-6％，乳化剂的重量比为2％-10％，壁材的重量比为40％-80％。

所述的制备方法，其中，上述醇类化合物为甘油、聚乙二醇、甘露醇、丙二醇或其混合物。

所述的制备方法，其中，上述强碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

所述的制备方法，其中，上述万寿菊油树脂为万寿菊花经过溶剂提取、分离、纯化而得到的一种含油树脂，其中所含叶黄素脂肪酸酯的重量比为20％-80％。

所述的制备方法，其中，上述护色剂为天然VE、异VC钠、迷迭香、茶多酚、抗坏血酸棕榈酸酯、特丁基对苯二酚、丁基羟基茴香醚或二丁基羟基甲苯。

所述的制备方法，其中，上述乳化剂为斯潘、吐温、蔗糖酯、卵磷脂或大豆磷脂。

所述的制备方法，其中，上述壁材为变性淀粉、葡萄糖、蔗糖、β-环糊精或麦芽糊精。

所述的制备方法，其中，将上述步骤C中的有机溶剂精馏回收；有机溶剂为正己烷、6#溶剂油、石油醚、正庚烷或四氯化碳。

本发明提供的一种制备水溶叶黄素的方法，将万寿菊油树脂作为制备水溶叶黄素的原料，经过特殊的皂化工艺使叶黄素晶体达到纳米级，保证了产品水溶性；且采用与水完全不互溶的溶剂萃取多余脂肪酸，不存在溶剂残留问题；微胶囊技术使产品的稳定性大大提高，扩大了产品的应用范围，尤其是本发明直接由万寿菊油树脂一次加工制得成品，避免了对产品二次再加工，且加工过程温度较低，避免了高温对活性物质的损害，提高了水溶叶黄素的制备得率，达到80％以上，尤其是本发明得到的产品活性成分全反式异构体含量90％以上，提高了叶黄素的品质。

附图说明

图1是本发明中制备水溶叶黄素方法的流程示意简图。

具体实施方式

本发明提供了一种制备水溶叶黄素的方法，为了使本发明的目的、技术方案以及优点更清楚、明确，以下将结合附图与实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明提供了一种制备水溶叶黄素的方法，在特定条件下通过皂化工艺得到纳米级叶黄素晶体，然后再对其进行特定的处理，获得活性成分全反式异构体含量90％以上的纯净叶黄素，在保证了叶黄素活性与水溶性的前提下，提高了叶黄素的品质，提高了叶黄素的生产得率。

其主要包括以下步骤：

步骤a：将万寿菊油树脂投入皂化罐内，然后向皂化罐内加入醇类化合物，并将皂化罐内的温度升高到80℃-95℃，同时在100rpm-300rpm的搅拌速度充分搅拌醇类化合物与万寿菊油树脂，再向皂化罐内连续滴加一定量的强碱溶液充分反应，一般应连续滴加强碱溶液1小时，皂化时间在3小时-5小时，得到纳米级叶黄素晶体；其中万寿菊油树脂的重量比为85％-45％，醇类化合物的重量比为5％-15％，强碱溶液的重量比为10％-40％；

步骤b：将上述纳米级叶黄素晶体用70℃-90℃的去离子水稀释1-10倍，然后用酸调节其pH值为4-7，得到稀释液；其中的酸可以采用硫酸、盐酸等常规酸性溶液；

步骤c：按照重量比为1∶1-1∶3的比例将有机溶剂加入到上述稀释液中，萃取2-5遍，得到纯净的叶黄素。

通过上述流程处理将万寿菊油树脂作为制备水溶叶黄素的原料，经过特殊的皂化工艺使叶黄素晶体达到纳米级，在保证了叶黄素活性与水溶性的前提下，提高了叶黄素的品质，提高了叶黄素的生产率。

为了更进一步的提高本发明的性能，上述制备方法还包括步骤d：向步骤c得到的叶黄素中加入护色剂、乳化剂与壁材，并通过高剪切均质乳化机充分混匀得到均质液，然后将均质液通过喷雾干燥机喷雾干燥得到水溶叶黄素粉末；其中叶黄素的重量比为4％-57％，护色剂的重量比为1％-6％，乳化剂的重量比为2％-10％，壁材的重量比为40％-80％。

更进一步的，醇类化合物为甘油、聚乙二醇、甘露醇、丙二醇或其混合物。

更进一步的，强碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

更进一步的，万寿菊油树脂为万寿菊花经过溶剂提取、分离、纯化而得到的一种含油树脂，其中所含叶黄素脂肪酸酯的重量比为20％-80％。

更进一步的，护色剂为天然VE、异VC钠、迷迭香、茶多酚、抗坏血酸棕榈酸酯、特丁基对苯二酚、丁基羟基茴香醚或二丁基羟基甲苯。

更进一步的，乳化剂为斯潘、吐温、蔗糖酯、卵磷脂或大豆磷脂。

更进一步的，壁材为变性淀粉、葡萄糖、蔗糖、β-环糊精或麦芽糊精。

更进一步的，将上述步骤c中的有机溶剂精馏回收；有机溶剂为正己烷、6#溶剂油、石油醚、正庚烷或四氯化碳。

显然的，上述醇类化合物、强碱溶液、护色剂、乳化剂与壁材也可以采用现有技术中已知的其他化合物。

为了更进一步的描述本发明，以下仅列举几个优化的实施例进行说明。

实施例1

取含量为130g/kg的万寿菊油树脂100g，投入皂化罐中，加入10g甘油，升高温度至80℃，搅拌转速在150rpm，连续滴加34ml浓度为10mol/L的KOH水溶液1小时，皂化时间4小时后，然后加入80℃的去离子水1000g，加入质量浓度10％的盐酸110g，使pH值为5.8，然后加入1100g正己烷萃取，萃取3次，将萃取后的稀释液，加入2g异VC钠和8g吐温-80；再将50g可溶性淀粉在300g去离子水中80℃溶解30分钟，再加入蔗糖30g溶解，冷却至45℃得到稀释液待用。将稀释液和壁材溶液在高剪切均质乳化机中混合2次，再通过喷雾干燥法去除水，最终得到含量为105.3g/kg，重量100.7g的水溶液叶黄素粉末，产品得率为81.5％，干粉水溶后透明，活性成分在水中粒径为89nm，活性成分全反式异构体含量为90.4％。

实施例2

取含量为145g/kg的万寿菊油树脂50g，投入皂化罐中，加入7.5g丙二醇，升高温度至85℃，搅拌转速在100rpm，连续滴加17ml浓度为10mol/L的NaOH水溶液1小时，皂化时间4小时后，加入85℃的去离子水300g，加入质量浓度10％的硫酸102g，使pH值为4.0，然后加入1040g的6#溶剂油萃取，萃取4次，将萃取后的稀释液，加入4.6g天然VE和5.7g司盘-80；将55g可溶性淀粉在350g去离子水中80℃溶解30分钟，再加入葡萄糖20g溶解，冷却至45℃得到稀释液待用。将稀释液和壁材溶液在高剪切均质乳化机中混合2次，再通过喷雾干燥法去除水，最终得到含量为53g/kg，重量115.2g的水溶液叶黄素粉末，产品得率为84.2％，干粉水溶后透明，活性成分在水中粒径63nm，活性成分全反式异构体含量为91.0％。

实施例3

取含量为100g/kg的万寿菊油树脂150g，投入皂化罐中，加入7.5g甘露醇，升高温度至95℃，搅拌转速在100rpm，连续滴加51ml浓度为10mol/L的NaOH水溶液1小时，皂化时间4小时后，加入95℃的去离子水150g，加入质量浓度10％的磷酸185g，使pH值为6.0，然后加入1200g石油醚萃取，萃取5次，将萃取后的稀释液，加入5.24g迷迭香和8.74g蔗糖酯；将30g可溶性淀粉在90g去离子水中80℃溶解30分钟，再加入β-环糊精18.5g溶解，冷却至45℃得到稀释液待用。将稀释液和壁材溶液在高剪切均质乳化机中混合2次，再通过喷雾干燥法去除水，最终得到含量为152g/kg，重量87.4g的水溶液叶黄素粉末，产品得率为88.6％，干粉水溶后透明，活性成分在水中粒径74nm，活性成分全反式异构体含量为91.7％。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种制备水溶叶黄素的方法，其包括以下步骤：

A、将万寿菊油树脂投入皂化罐内，然后皂化罐内加入醇类化合物，并将皂化罐内的温度升高到80℃-95℃，再向皂化罐内连续滴加强碱溶液充分反应，得到纳米级叶黄素晶体；其中万寿菊油树脂的重量比为85％-45％，醇类化合物的重量比为5％-15％，强碱溶液的重量比为10％-40％；

B、将上述纳米级叶黄素晶体用70℃-90℃的去离子水稀释1-10倍，然后用酸调节其pH值为4-7，得到稀释液；

C、按照重量比为1∶1-1∶3的比例将有机溶剂加入到上述稀释液中，萃取2-5遍，得到纯净的叶黄素。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：上述制备方法还包括步骤D：向步骤C得到的叶黄素中加入护色剂、乳化剂与壁材，并通过高剪切均质乳化机充分混匀得到均质液，然后将均质液通过喷雾干燥机喷雾干燥得到水溶叶黄素粉末；其中叶黄素的重量比为4％-57％，护色剂的重量比为1％-6％，乳化剂的重量比为2％-10％，壁材的重量比为40％-80％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：上述醇类化合物为甘油、聚乙二醇、甘露醇、丙二醇或其混合物。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：上述强碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：上述万寿菊油树脂为万寿菊花经过溶剂提取、分离、纯化而得到，其中所含叶黄素脂肪酸酯的重量比为20％-80％。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：上述护色剂为天然VE、异VC钠、迷迭香、茶多酚、抗坏血酸棕榈酸酯、特丁基对苯二酚、丁基羟基茴香醚或二丁基羟基甲苯。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：上述乳化剂为斯潘、吐温、蔗糖酯、卵磷脂或大豆磷脂。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：上述壁材为变性淀粉、葡萄糖、蔗糖、β-环糊精或麦芽糊精。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：将上述步骤C中的有机溶剂精馏回收；有机溶剂为正己烷、6#溶剂油、石油醚、正庚烷或四氯化碳。