CN104177370A - 一种从芝麻粕中制备高含量芝麻素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种从芝麻粕中制备高含量芝麻素的方法，包括以下步骤：1】渗漉；2】浓缩渗漉液；3】树脂除色素、纯化；4】浓缩洗脱液：5】纯化；6】结晶：将步骤5】所得的芝麻素半成品溶解于10倍-30倍的纯度90％-95％乙醇中，并加入少量活性碳，在80℃-90℃下搅拌溶解1h，过滤，滤液降温，结晶，过滤，结晶干燥、粉碎，最终制得芝麻素。本发明解决了现有芝麻素的制备方法存在产品含量低、生产成本高、有机溶剂残留高等技术问题，本发明提取率高，明显降低了提取部分的成本。

Description

一种从芝麻粕中制备高含量芝麻素的方法

技术领域

本发明涉及一种从芝麻粕中制备高含量芝麻素的方法。

背景技术

芝麻素(英文名：sesamin)，为白色结晶状粉末，d-型，针状结晶(乙醇)，熔点122～123℃，旋光度[α]D20+64.5°(c＝1.75，氯仿)。dl-型，结晶(乙醇)，熔点125～126℃。易溶于氯仿、苯、乙酸、丙酮，微溶于乙醚、石油醚。几乎不溶于水、碱性溶液和盐酸。

分子结构式如下：

芝麻素早期主要用于除虫菊杀虫剂的辅助剂，因为它具有增效作用并可以降低生产成本，但随着科学技术的发展，对芝麻素研究的深入，高纯度的芝麻素逐渐应用在保健品和医药上。近几年在药理药效方面的研究发现了许多芝麻素的药理作用和生物活性，芝麻素对流感病毒，仙台病毒和结核杆菌有抑制作用，具有降低胆固醇、促进脂肪氧化的同时抑制脂肪的合成、抗高血压抗癌等功效。农业上用于除菊虫酯的增效剂，临床观察对气管炎有一定作用，因此在医药、保健品、化妆品原料和食品添加剂等方面有着广泛的用途。

由于芝麻素的药理作用和生物活性，目前有大量的科学文献和专利文献报道芝麻素的制备方法，但是现有公开的这些方法大部分都是通过有机溶剂提取之后浓缩结晶或水蒸气分子蒸馏。这些方法有些存在着非乙醇溶剂残留高或产品含量低，有些存在着转化生产的操作可行性问题，并且均没有写到芝麻素的色素去除问题。例如：

CN101190919中介绍的采用树脂法除油纯化芝麻素，甲醇洗脱，乙醚分散，将含量做到60％左右，并且没有提到乙醚残留问题。

CN101735234中介绍的采用正己烷提取原料，甲醇再提取，再用石油醚、甲醇和乙醇等反复结晶，最后一步结晶需在冰箱中低温养晶，使用有机溶剂多且冰箱低温结晶不利于工业化生产。

CN101190919中介绍的正己烷溶解芝麻油，上大孔吸附树脂吸附芝麻素，再用甲醇洗脱，有机溶剂脱油。此方法存在树脂吸附不完全有流失，最终产品含量不高的问题。

CN101602768中介绍的从芝麻油中分离得到不含脂肪类成分的木脂素类化合物，然后用乙醚分出芝麻素，石油醚分出芝麻林素。此方法对具体如何工业化说明不足，且从芝麻油中提取芝麻素本身成本就高，芝麻油是否能回收再食用还存在疑虑。

CN101092421中介绍的有机溶剂浸泡芝麻种子，浓缩制成芝麻素半成品，再用有机溶剂结晶产生精品。此方法选用芝麻种子本身原料成本过高，有机溶剂浸泡芝麻种子过程中提取出的黑色素和芝麻林素如何去除也未做描述。

CN101503411中描述从芝麻油中萃取芝麻素，再将萃取液于不高于-20℃的条件下放置至其中的甘油三酯化合物沉淀，后处理既得芝麻素。此方法生产时所需温度太低，不利于工业化，且生产出的产品含量也不高。

综上不难看出，目前公开的芝麻素制备方法存在产率低、有机溶剂残留高、含量低和工业操作性差的缺陷。

本发明产品原料芝麻粕是机榨法生产芝麻油过程中产生的大量下游产物，芝麻粕主要是碳水化合物和粗纤维组成，也含有一定量的芝麻素和芝麻林素等木酚素类化合物，生产厂家对于芝麻粕的处理没有任何经济价值，因此，我国每年芝麻油生产过程中产生的大量芝麻粕一般都作为废料或者动物饲料用，有些甚至直接作为垃圾处理掉，不仅直接污染了环境，而且造成了芝麻粕本身价值的浪费。我国是世界上主要的芝麻生产国，芝麻种植面积比较广泛，自古就有食用芝麻的习惯，2001年我国芝麻产量达到了81万吨，并且还有很大的发展潜力，我国芝麻的主要用途是压榨油脂和糕点生产用，因此在此过程中产生的大量芝麻粕有待利用。

发明内容

为了解决现有芝麻素的制备方法存在产品含量低、生产成本高、有机溶剂残留高等技术问题，本发明提供一种从芝麻粕中制备高含量芝麻素的方法，以解决现有技术所存在的问题。

本发明的技术解决方案：

一种从芝麻粕中制备高含量芝麻素的方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1】渗漉：在原料芝麻粕中加入有机溶剂进行渗漉提取，操作温度30℃-70℃，有机溶剂体积浓度为70％-90％，渗漉5-10小时，收集渗漉液；其中有机溶剂的倍量为芝麻粕重量的5倍-20倍；

2】浓缩渗漉液：浓缩渗漉液至有机溶剂浓度为40％-50％，浓缩温度40℃-80℃，过滤，滤饼干燥，滤液待使用；

3】树脂除色素、纯化：滤液用大孔吸附树脂吸附，用浓度40％-50％的有机溶剂冲洗掉黑色素，当流出液无色时改用浓度80％-95％的有机溶剂洗脱，收集洗脱液；

4】浓缩洗脱液：真空浓缩洗脱液并干燥，得到芝麻素干膏；

5】纯化：将步骤2】所得的滤饼和步骤4】所得的芝麻素干膏合并，合并后粉碎，粉碎后的粉末用乙醚常温搅拌浸提，乙醚倍量为粉末重量的5-10倍，静置一段时间，过滤，滤饼为白色粉末状固体，即为芝麻素半成品，滤液中为芝麻林素；

6】结晶：将步骤5】所得的芝麻素半成品溶解于10倍-30倍的纯度90％-95％乙醇中，并加入少量活性碳，在80℃-90℃下搅拌溶解1h，过滤，滤液降温，结晶，过滤，结晶干燥、粉碎，最终制得芝麻素。

上述步骤1】中所用有机溶剂为甲醇或乙醇。

上述步骤2】中所用有机溶剂为甲醇或乙醇。

上述步骤3】中所用有机溶剂为甲醇或乙醇。

上述步骤3】中所用大孔吸附树脂为AB-8、D-101、HPD-700、ADS-17、XAD-2或LSA-10。

上述步骤6】中所用乙醇为纯度80％以上的乙醇。

步骤1】渗漉的操作温度为60℃-70℃。

步骤5】纯化中乙醚倍量为粉末重量的5-7倍。

上述步骤6】中芝麻素半成品溶解于20倍-30倍的浓度为90％-95％的乙醇。

本发明相对现有技术有以下优点：

1、提取方法创新：传统的回流提取法，以有机溶剂为提取溶剂，在回流装置中进行加热提取，一般多采用反复提取，即一次回流一段时间后，滤除提取液，加入新鲜溶剂，重新加热回流提取，反复多次，合并提取液，减压回收溶剂。由于芝麻粕较轻，质地松散，这种提取方法用在芝麻粕提取中，提取倍量太大，且每次投料量不大，造成提取效率低下。经过大量实验，最终采用溶剂渗漉提取法，增加了投料量的同时，减少了提取倍量，并且提取率也有提高，明显降低了提取部分的成本。

2、纯化和除色素方面的创新：由于芝麻素在提取过程中会使色素也一同提取出来，尤其是黑芝麻粕尤其明显，研究发现芝麻黑色素为极性较大的色素，较易溶于水，易溶于低醇，所以我们将芝麻提取液浓缩至纯度为50％的浓缩液，放置常温后会有部分芝麻素沉淀下来，过滤，而滤液相则是黑色素和部分芝麻素，再将这部分滤液上大孔吸附树脂，50％的乙醇或甲醇洗杂，黑色素随着洗杂液流出，而芝麻素吸附在树脂上，待黑色素洗完后，换80％～95％的乙醇或甲醇洗脱，洗脱液浓缩干燥。

3、芝麻素和芝麻林素的分离：利用芝麻素微溶于乙醚，芝麻林素溶于乙醚的性质，采用乙醚常温浸提法，使芝麻素和芝麻林素分离，乙醚处理前的图谱如图3所示，保留时间为8.705的为芝麻素，保留时间为10.576的为芝麻林素，乙醚处理后的图谱如图4所示，保留时间为8.897的为芝麻素，保留时间为10.880的为芝麻林素。

4、结晶：采用活性炭脱色乙醇结晶，使最终产品颜色白，含量能达到95％以上。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为乙醚处理前芝麻素和芝麻林素的图谱；

图3为乙醚处理后芝麻素和芝麻林素的图谱。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做详细说明。

实施例1

芝麻粕原料1吨，20吨纯度为80％的乙醇渗漉提取，温度70℃，渗漉时间8h-10h，渗漉液60℃浓缩至纯度50％，过滤，滤饼干燥待用，滤液上大孔吸附树脂，50％的乙醇洗黑色素至流出液无色，80％～95％的乙醇洗脱，洗脱液浓缩干燥得干膏；将此干膏和上述干燥滤饼合并粉碎，5倍量乙醚常温浸提，过滤，滤饼干燥；将滤饼溶解于15倍纯度95％的乙醇中，少量活性炭脱色，脱色温度85℃，过滤，滤液降温结晶，过滤，滤饼粉碎，得到芝麻素5.3kg，经检测芝麻素含量为94.1％，并且颜色很白。

实施例2

芝麻粕原料1吨，20吨纯度为80％的甲醇渗漉提取，温度70℃，渗漉时间8h-10h，渗漉液60℃浓缩至醇度50％，过滤，滤饼干燥待用，滤液上大孔吸附树脂，50％的甲醇洗黑色素至流出液无色，80％-95％的甲醇洗脱，洗脱液浓缩干燥；将此半成品和上述干燥滤饼合并粉碎，5倍量乙醚常温浸提，过滤，滤饼干燥；将滤饼溶解于15倍纯度95％的乙醇中，少量活性炭脱色，脱色温度85℃，过滤，滤液降温结晶，过滤，滤饼粉碎，得到芝麻素5.7kg，经检测芝麻素含量为93.9％，并且颜色很白。

实施例3

芝麻粕原料1吨，20吨纯度为80％的乙醇渗漉提取，温度70℃，渗漉时间8h-10h，渗漉液60℃浓缩至纯度50％，过滤，滤饼干燥待用，滤液上大孔吸附树脂，50％的乙醇洗黑色素至流出液无色，80％-95％的乙醇洗脱，洗脱液浓缩干燥得干膏；将此干膏和上述干燥滤饼合并粉碎，5倍量乙醚常温浸提，过滤，滤饼干燥；将滤饼溶解于25倍纯度95％以上的乙醇中，少量活性炭脱色，脱色温度85℃，过滤，滤液降温结晶，过滤，滤饼粉碎，得到芝麻素5.5kg，经检测芝麻素含量为97.1％，并且颜色很白。

实施例4

芝麻粕原料1吨，20吨纯度为80％的乙醇渗漉提取，温度70℃，渗漉时间8h～10h，渗漉液60℃浓缩至纯度50％，过滤，滤饼干燥待用，滤液上大孔吸附树脂，50％的乙醇洗黑色素至流出液无色，80％-95％的乙醇洗脱，洗脱液浓缩干燥得干膏；将此干膏和上述干燥滤饼合并粉碎，10倍量乙醚常温浸提，过滤，滤饼干燥；将滤饼溶解于20倍纯度95％以上的乙醇中，少量活性炭脱色，脱色温度85℃，过滤，滤液降温结晶，过滤，滤饼粉碎，得到芝麻素5.05kg，经检测芝麻素含量为96.1％，并且颜色很白。

实施例5

芝麻粕原料1吨，16吨纯度为90％的乙醇渗漉提取，温度70℃，渗漉时间8h～10h，渗漉液60℃浓缩至纯度50％，过滤，滤饼干燥待用，滤液上大孔吸附树脂，50％的乙醇洗黑色素至流出液无色，80％-95％的乙醇洗脱，洗脱液浓缩干燥得干膏；将此干膏和上述干燥滤饼合并粉碎，10倍量乙醚常温浸提，过滤，滤饼干燥；将滤饼溶解于25倍纯度95％以上的乙醇中，少量活性炭脱色，脱色温度85℃，过滤，滤液降温结晶，过滤，滤饼粉碎，得到芝麻素5.70kg，经检测芝麻素含量为97.2％，并且颜色很白。

实施例6

芝麻粕原料1吨，10吨纯度为90％的乙醇渗漉提取，温度60℃，渗漉时间8h～10h，渗漉液60℃浓缩至纯度50％，过滤，滤饼干燥待用，滤液上大孔吸附树脂，50％的乙醇洗黑色素至流出液无色，80％-95％的乙醇洗脱，洗脱液浓缩干燥得干膏；将此干膏和上述干燥滤饼合并粉碎，10倍量乙醚常温浸提，过滤，滤饼干燥；将滤饼溶解于16倍纯度95％以上的乙醇中，少量活性炭脱色，脱色温度85℃，过滤，滤液降温结晶，过滤，滤饼粉碎，得到芝麻素5.29kg，经检测芝麻素含量为94.3％，并且颜色很白。

上述有机溶剂、乙醇、甲醇的浓度或纯度为体积浓度。

Claims (9)

1.一种从芝麻粕中制备高含量芝麻素的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1】渗漉：在原料芝麻粕中加入有机溶剂进行渗漉提取，操作温度30℃-70℃，有机溶剂体积浓度为70％-90％，渗漉5-10小时，收集渗漉液；其中有机溶剂的倍量为芝麻粕重量的5倍-20倍；

2】浓缩渗漉液：浓缩渗漉液至有机溶剂浓度为40％-50％，浓缩温度40℃-80℃，过滤，滤饼干燥，滤液待使用；

3】树脂除色素、纯化：滤液用大孔吸附树脂吸附，用浓度40％-50％的有机溶剂冲洗掉黑色素，当流出液无色时改用浓度80％-95％的有机溶剂洗脱，收集洗脱液；

4】浓缩洗脱液：真空浓缩洗脱液并干燥，得到芝麻素干膏；

5】纯化：将步骤2】所得的滤饼和步骤4】所得的芝麻素干膏合并，合并后粉碎，粉碎后的粉末用乙醚常温搅拌浸提，乙醚倍量为粉末重量的5-10倍，静置一段时间，过滤，滤饼为白色粉末状固体，即为芝麻素半成品，滤液中为芝麻林素；

6】结晶：将步骤5】所得的芝麻素半成品溶解于10倍-30倍的纯度90％-95％乙醇中，并加入少量活性碳，在80℃-90℃下搅拌溶解1h，过滤，滤液降温，结晶，过滤，结晶干燥、粉碎，最终制得芝麻素。

2.根据权利要求1所述的从芝麻粕中制备高含量芝麻素的方法，其特征在于：所述步骤1】中所用有机溶剂为甲醇或乙醇。

3.根据权利要求2所述的从芝麻粕中制备高含量芝麻素的方法，其特征在于：所述步骤2】中所用有机溶剂为甲醇或乙醇。

4.根据权利要求3所述的从芝麻粕中制备高含量芝麻素的方法，其特征在于：所述步骤3】中所用有机溶剂为甲醇或乙醇。

5.根据权利要求4所述的从芝麻粕中制备高含量芝麻素的方法，其特征在于：所述步骤3】中所用大孔吸附树脂为AB-8、D-101、HPD-700、ADS-17、XAD-2或LSA-10。

6.根据权利要求5所述的从芝麻粕中制备高含量芝麻素的方法，其特征在于：所述步骤6】中所用乙醇为纯度80％以上的乙醇。

7.根据权利要求1-6之任一所述的从芝麻粕中制备高含量芝麻素的方法，其特征在于：步骤1】渗漉的操作温度为60℃-70℃。

8.根据权利要求7所述的从芝麻粕中制备高含量芝麻素的方法，其特征在于：步骤5】纯化中乙醚倍量为粉末重量的5-7倍。

9.根据权利要求8所述的从芝麻粕中制备高含量芝麻素的方法，其特征在于：所述步骤6】中芝麻素半成品溶解于20倍-30倍的浓度为90％-95％的乙醇。