CN103254227A

CN103254227A - 一种采用酚类萃取剂萃取分离磷脂酰胆碱的方法

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Publication number: CN103254227A
Application number: CN2013101708357A
Authority: CN
Inventors: 张治国; 苏宝根; 任其龙; 邢华斌; 杨启炜; 鲍宗必; 闻光东; 陈丽芬; 苏云
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2013-05-08
Filing date: 2013-05-08
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2033-05-08
Also published as: CN103254227B

Abstract

本发明公开了一种采用酚类萃取剂萃取分离磷脂酰胆碱的方法，用于从混合磷脂中分离纯化磷脂酰胆碱，该方法以大豆磷脂或蛋黄磷脂或其它来源的磷脂为原料，以非极性溶剂为溶剂，以酚类化合物与极性溶剂组成的二元混合溶剂为萃取剂，采用萃取法高效地从混合磷脂中分离磷脂酰胆碱。本发明的萃取剂的分配系数高、分离选择性高，分离效果好，处理过程简单且过程连续可控，得到的产品纯度高。

Description

一种采用酚类萃取剂萃取分离磷脂酰胆碱的方法

技术领域

本发明涉及磷脂酰胆碱的分离方法，属于化学工程技术领域，具体涉及一种采用酚类萃取剂萃取分离磷脂酰胆碱的方法。

背景技术

磷脂酰胆碱是磷脂中重要的组成成分之一，磷脂酰胆碱由于其良好的理化特性和生理活性，在医药、食品、化工、农业、日化等领域均有广泛应用。

在医药领域，由于磷脂酰胆碱乳化性能卓越，可以用作脂肪注射液的乳化剂。此外，磷脂酰胆碱由于其脂质体的特征，可作为抗癌药物和缓释药物的载体，与其它药物载体相比具有低毒高效的优点。另外磷脂酰胆碱也是许多药品理想的合成原料。在食品领域，磷脂酰胆碱主要作为乳化剂、抗氧化剂等，在油脂、淀粉类食物中得到应用，可提高食品的分散性、保水性。另外，磷脂酰胆碱作为保健食品亦备受人们关注。磷脂酰胆碱不但可以预防脂肪肝，还能促进肝细胞再生。磷脂酰胆碱对心脏健康也有积极的作用，这是因为它能调节胆固醇在人体内的含量、有效降低胆固醇、高血脂及冠心病的发病率。

目前从混合磷脂中提取磷脂酰胆碱的方法主要包括浸取和萃取、超临界流体萃取、吸附、膜分离和溶剂萃取等方法：

（1）浸取和萃取：例如中国专利ZL02144835.3公开了一种以浓缩大豆磷脂为原料，乙醇、丙酮为浸取剂，结合沉淀、离心等工艺制备磷脂酰胆碱的方法，磷脂酰胆碱的含量只有50%。中国专利ZL200510026994.5公开了一种以乙醇为溶剂高剪切浸取制备磷脂酰胆碱的工艺，磷脂酰胆碱含量仅为55%，同时单釜萃取的操作方式磷脂酰胆碱收率很低。美国专利US4714571A4、US5084215A和US4814111A公开了采用乙腈为溶剂萃取磷脂酰胆碱的方法，获得较高纯度的磷脂酰胆碱，但萃取溶剂乙腈高温下易产生剧毒的杂质。中国专利ZL02121550.2和ZL02149601.3公开了一种采用乙腈和甲醇、乙醇等一元低碳醇的混合溶剂对大豆粉末磷脂进行多级逆流浸取制备磷脂酰胆碱的方法，磷脂酰胆碱的含量为80%左右。国内外尚有其他大量关于有机溶剂萃取的方法报道，萃取剂通常为乙腈或一元醇，但这些萃取剂的分配系数相对较低，一般在1-2之间。

（2）超临界流体萃取：中国专利ZL200310123488.9公开了一种采用超临界CO₂提取磷脂酰胆碱的方法，其纯度为90％左右。中国专利ZL200710067279.5公开了一种将乙醇提取和超临界CO₂萃取结合的方法，制得脱除中性脂肪的磷脂酰胆碱，纯度仅为70%。欧洲专利EP0259836A2采用含有夹带剂的超临界流体萃取技术从磷脂混合物中分离磷脂酰胆碱。超临界流体萃取方法普遍存在收率低、操作成本高的问题。

（3）吸附：中国专利ZL02147754.X和ZL201110054014.8公开了吸附法制备大豆卵磷脂的方法，可得到含量为80%的大豆磷脂酰胆碱产品，收率达85%。中国专利ZL200710052284.9公开了一种乙醇浸取和柱层析相结合的磷脂酰胆碱纯化方法，纯度可达90%以上。美国专利US4425276A采用硅胶为固定相，低级醇的水溶液为流动相，实现磷脂酰胆碱与磷脂酰乙醇胺和中性油脂等杂质的分离，产品中磷脂酰胆碱的纯度可达92%，收率可达70～90%。上述方法普遍存在处理量小、溶剂消耗量大、能耗高、吸附剂再生困难等问题，不适于高纯度磷脂酰胆碱产品的大规模生产。日本专利JP05132490A将磷脂混合物溶解于由饱和烃、醇、水组成的混合溶剂，然后通过模拟移动床色谱分离得到磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇等磷脂成分。模拟移动床技术的设备投资较大，操作复杂，同样不易实现大规模应用。

（4）膜分离：中国专利ZL201010105688.1公开了一种膜分离与柱层析相结合分离磷脂酰胆碱的方法，得到纯度为95%以上的磷脂酰胆碱产品。中国专利ZL200510086600.5公开了一种利用无机陶瓷膜分离制备食品级大豆卵磷脂的方法。膜分离法存在膜易污染、不易再生、重复性差、成本昂贵、处理量小等不足，并且分离选择性低，不能完全分离分子量相近的磷脂组分，因此相关研究仅限于实验室规模。

发明内容

本发明提供了一种采用酚类萃取剂萃取分离磷脂酰胆碱的方法，萃取剂的分配系数高，分离效果好，处理过程简单，得到的产品纯度高。

一种采用酚类萃取剂萃取分离磷脂酰胆碱的方法，包括如下步骤：

（1）将混合磷脂与非极性溶剂配成原料液，以酚类化合物与极性溶剂组成的二元混合溶剂为萃取剂，以所述非极性溶剂为洗涤剂进行萃取分离，得到萃取液；所述酚类化合物为一元酚或二元酚；

（2）将所述萃取液经所述非极性溶剂反萃得到反萃液，所述反萃液经真空浓缩、干燥后得到磷脂酰胆碱产品。

液-液萃取是一种操作方便、装置简单、易于工业化的分离技术，其关键问题在于萃取剂的选择。良好的萃取剂不仅应具有较高的分离选择性，同时要具备较大的分配系数，较大的分配系数有助于提高萃取剂的萃取容量，降低溶剂的用量。酚类化合物分子结构上不仅具有氢键给体的酚羟基，对磷脂酰胆碱具有较好的分离选择性，同时具有疏水性的芳香环，对磷脂酰胆碱具有良好的亲和性，因此具备较大的分配系数，其分配系数在8-15之间，是现有乙腈、一元醇分配系数的3-10倍以上。因此，这些酚类萃取剂与传统萃取剂相比，不仅具有良好的萃取分离选择性，同时具有很高的萃取容量，萃取分离效果突出。

所述酚类化合物为一元酚或二元酚；其中酚指的是苯环上具有一个或多个羟基取代的化合物，常见的一元酚包括苯酚、含各种取代基的一元酚（如甲酚、二甲酚），二酚包括邻苯二酚、间苯二酚、含各种取代基的二元酚。

作为优选，所述非极性溶剂为碳原子数为6～14的烷烃、沸程为60～90℃的石油醚或沸程为90～120℃的石油醚。

作为优选，所述极性溶剂为碳原子数为1～4的醇、甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜或环丁砜。

作为优选，所述萃取分离的萃取操作方式可采用多种萃取方法，包括逆流萃取和分馏萃取。其中分馏萃取分为萃取段和洗涤段，萃取剂从萃取段第一级进入分馏萃取体系，原料液从萃取段的最后一级进入分馏萃取体系，洗涤剂从洗涤段的第一级进入分馏萃取体系，在洗涤段最后一级合并原料液一起进入萃取段，萃取相和洗涤相进行多级逆流萃取，从洗涤段的第一级流出富含磷脂酰胆碱的萃取液，从萃取段的第一级流出富集除磷脂酰胆碱外的其它磷脂成分的萃余液，收集萃取液。

作为优选，所述混合磷脂中磷脂酰胆碱的重量百分含量为15%～75%。可以是大豆磷脂或蛋黄磷脂或其它来源的磷脂。

作为优选，所述原料液中混合磷脂的总浓度为50～400克/升。进一步优选为150～350克/升。提高原料液中的磷脂浓度，可提高萃取过程的处理量，降低生产成本，但浓度过高，则会降低分离选择性，本发明所优选选的浓度范围具有适宜的选择性，且处理量较大。

作为优选，所述萃取剂中酚类化合物的摩尔分数为5%～60%。进一步优选为20%～45%。由于酚类化合物为固体，所以必须溶解在极性溶剂中构成液液两相体系。在本发明所优选的酚类化合物浓度范围内，该萃取剂的分离选择性和萃取容量均可以达到较好的技术水平。

作为优选，所述萃取分离时的温度为10℃～60℃。进一步优选为15℃～40℃。温度过高，不仅会导致非极性溶剂的挥发，同时会提高两相互溶度，降低分离选择性，但温度过低时，能耗增加，且传质阻力增加，在所优选温度范围内，分离效果最佳。

本发明中优选一元酚或二元酚为萃取剂，并结合优选的酚类化合物的摩尔分数、优选的萃取分离温度和优选的原料液浓度，使磷脂酰胆碱的萃取分离效果达到最好，纯化得到的产品中磷脂酰胆碱纯度在65-92%之间，萃取收率大于90%。当再结合分馏萃取的操作方式时，磷脂酰胆碱的最高纯度可达91%以上，收率高于92%。

与现有的分离方法相比，本发明的优点在于：

（1）本发明采用酚类化合物和极性溶剂组成的混合溶剂为萃取剂，不仅具有很高的分离选择性，同时具有很高的萃取分配系数。

（2）本发明方法采用优化的条件，磷脂酰胆碱纯度在65-92%之间，萃取收率大于90%。当采用分馏萃取的操作方式时，磷脂酰胆碱的最高纯度可达91%以上，收率高于92%。

具体实施方式

以下实施例中采用高效液相色谱法（HPLC）对磷脂酰胆碱的浓度进行定量分析，HPLC具体分析条件为：Waters SunFire硅胶柱（3.9×150mm，粒径5μm），柱温30℃，流动相为正己烷:异丙醇:水=53:42:5（v/v/v），流速0.5mL/min，检测器为紫外检测器，波长为205nm。

本发明中收率和纯度的计算方法如下：

收率=产物中磷脂酰胆碱的质量/原料中磷脂酰胆碱的质量×100%；

纯度=产物中磷脂酰胆碱的质量/（产物的总质量-水的质量）×100%。

以下实施例中分馏萃取的过程为：

分馏萃取分为萃取段和洗涤段，萃取剂从萃取段第一级进入分馏萃取体系，原料液从萃取段的最后一级进入分馏萃取体系，洗涤剂从洗涤段的第一级进入分馏萃取体系，在洗涤段最后一级合并原料液一起进入萃取段，萃取相和洗涤相进行多级逆流萃取，从洗涤段的第一级流出富含磷脂酰胆碱的萃取液，从萃取段的第一级流出富集除磷脂酰胆碱外的其它磷脂成分的萃余液，收集萃取液。

实施例1

将市售大豆磷脂混合物（磷脂酰胆碱的重量百分含量：25%）与正己烷配成磷脂混合物浓度为300克/升的原料液，以苯酚和二甲基甲酰胺混合溶剂（苯酚摩尔分数为40%）为萃取剂，以正己烷为洗涤剂，30℃下，磷脂酰胆碱分配系数高达10.2，进行分馏萃取，收集萃取液。萃取液经正己烷反萃取，反萃取液经真空浓缩除去有机溶剂、干燥得到磷脂酰胆碱产品。经HPLC分析，磷脂酰胆碱的纯度为79.2%，收率为95.8%。

实施例2

按实施例1的萃取体系，将萃取操作方式从分馏萃取改为逆流萃取。具体条件如下：将市售大豆磷脂混合物（磷脂酰胆碱的重量百分含量：25%）与正己烷配成磷脂混合物浓度为150克/升的原料液，以苯酚和二甲基甲酰胺混合溶剂（苯酚摩尔分数为40%）为萃取剂，以正己烷为洗涤剂，30℃下，磷脂酰胆碱分配系数高达10.2，进行逆流萃取，收集萃取液。萃取液经正己烷反萃取、真空浓缩除去有机溶剂、干燥得到磷脂酰胆碱产品。经HPLC分析，磷脂酰胆碱的纯度为65.1%，收率为85.0%。

实施例3

将市售蛋黄磷脂混合物（磷脂酰胆碱的重量百分含量：55%）与沸程为60-90的石油醚配成磷脂混合物浓度为320克/升的原料液，邻二苯酚和1,2丙二醇混合溶剂（邻二苯酚摩尔分数为20%）为萃取剂，以沸程为60-90的石油醚为洗涤剂，15℃下，在分馏萃取装置中进行分馏萃取，分配系数高达8.4，收集萃取液。萃取液经沸程为60-90的石油醚反萃取，真空浓缩除去有机溶剂、干燥得到磷脂酰胆碱产品。经HPLC分析，磷脂酰胆碱的绝对纯度为91.0%，收率为92.1%。

实施例4

将市售大豆磷脂混合物（磷脂酰胆碱的重量百分含量：45%）与正庚烷配成磷脂混合物浓度为250克/升的原料液，甲酚和异丙醇混合溶剂（甲酚摩尔分数为45%）为萃取剂，以正庚烷为洗涤剂，40℃下，在分馏萃取装置中进行分馏萃取，收集萃取液。萃取液经正庚烷反萃取、真空浓缩除去有机溶剂、干燥得到磷脂酰胆碱产品。经HPLC分析，磷脂酰胆碱的绝对纯度为86.9%，收率为93.2%。

Claims

1.一种采用酚类萃取剂萃取分离磷脂酰胆碱的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的采用酚类萃取剂萃取分离磷脂酰胆碱的方法，其特征在于，所述非极性溶剂为碳原子数为6～14的烷烃、沸程为60～90℃的石油醚或沸程为90～120℃的石油醚。

3.根据权利要求1所述的采用酚类萃取剂萃取分离磷脂酰胆碱的方法，其特征在于，所述极性溶剂为碳原子数为1～4的醇、甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜或环丁砜。

4.根据权利要求1所述的采用酚类萃取剂萃取分离磷脂酰胆碱的方法，其特征在于，所述萃取分离的方法为逆流萃取或分馏萃取。

5.根据权利要求1所述的采用酚类萃取剂萃取分离磷脂酰胆碱的方法，其特征在于，所述混合磷脂中磷脂酰胆碱的重量百分含量为15%～75%。

6.根据权利要求1所述的采用酚类萃取剂萃取分离磷脂酰胆碱的方法，其特征在于，所述原料液中混合磷脂的总浓度为50～400克/升。

7.根据权利要求1所述的采用酚类萃取剂萃取分离磷脂酰胆碱的方法，其特征在于，所述萃取剂中酚类化合物的摩尔分数为5%～60%。

8.根据权利要求1所述的采用酚类萃取剂萃取分离磷脂酰胆碱的方法，其特征在于，所述萃取分离时的温度为10℃～60℃。