CN104262076B - 一种利用硝酸银硅胶色谱法提纯植物来源角鲨烯的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用硝酸银硅胶色谱法提纯植物来源角鲨烯的方法，该方法凭借硝酸银对烯烃的吸附特异性，再结合优良的溶剂系统，可有效地将角鲨烯从植物原料中分离出来，不仅角鲨烯产品含量可达到90％以上，而且原料上样量可达到硅胶质量的30％，是一种有工业化应用前景的色谱分离方法。

Description

一种利用硝酸银硅胶色谱法提纯植物来源角鲨烯的方法

技术领域

本发明属于化学工程领域，具体涉及一种有工业化价值的，有效提取植物来源角鲨烯的色谱方法。

背景技术

角鲨烯常温下为无色油状液体，是一种高度不饱和的脂肪族烃类化合物。其最初是从鲨鱼的肝油中发现的，1914年被命名为Squalene，其化学名称为2,6,10,15,19,23-六甲基-2,6,10,14,18,22-二十四碳六烯，属于开链三萜，也称鲨烯。角鲨烯不仅具有促进新陈代谢、活化细胞、强化内脏的作用，还具有强烈的抗氧化作用，能有效防止细胞的老化和癌变，抗癌、防癌，提高机体免疫力。目前，角鲨烯主要来自于深海鲨鱼肝油，同时也少量存在于油脂不皂化物中，尤其在橄榄油、棕榈油及其脱臭馏出物种含量较多，菜籽油、大豆油、米糠油、棉籽油等植物油也含有一定量的角鲨烯。

深海鲨鱼生长周期长、繁殖率低，来源困难，因此从植物资源中中寻找角鲨烯具有重大现实意义。然而，植物来源的角鲨烯面临一个重大缺陷，角鲨烯在植物中的含量极低，大约以重量计算占比为0.1％到0.7％。因此，角鲨烯的纯化技术是植物来源角鲨烯工业化的至关重要的一环。

植物来源角鲨烯的提取方法，据检阅目前可查的文献，大致可以归纳为以下几种：一种是利用原料中角鲨烯与杂质的沸点差来进行精馏或分子蒸馏(CN102089263A、US20130209510A1)；一种是利用萃取的方法(CN101830770A、CN102146014A)；一种是利用普通硅胶柱进行层析，得到高含量的角鲨烯(CN167005A、CN102161611A)。以上这些方法，都存在一定的局限，不适合工业化放大。

第一种方法的代表为索菲姆公司申请的CN102089263A专利，公布了一种“植物油的脱臭馏出物和/或物理精炼冷凝物中所含的角鲨烯、甾醇和维生素E的提取方法”，本方法是采用三次相继的精馏，通过沸点差，来分离纯化角鲨烯，可现实问题在于，此方法提及的原料中角鲨烯的含量很低，大约在5％左右，而且角鲨烯的沸点与维生素E相差无几，所以这种通过三次精馏的方法，分离得到的角鲨烯不仅能耗高，而且含量也只能达到此专利中所提到的23％左右，无明显的工业化价值。

第二种方法的代表是天津大学所申请的CN101830770A专利——从植物油脱臭馏出物中提取角鲨烯的方法，则公开了一种利用分子蒸馏与萃取、结晶相结合的工艺方法，具体步骤是先将原料进行皂化反应，将萃取得到的不皂化物经过两次分子蒸馏后，以第二次蒸馏的馏出物为原料进行冷析结晶获得植物甾醇，滤液中回收角鲨烯及混合生育酚，再经多级溶剂萃取在两相中分别富集角鲨烯及维生素E。此专利提及的实施例3表明，纯化4.9g的角鲨烯粗品(含量为36.5％)，需要用到甲醇/正己烷(V正己烷：V甲醇＝1：1)50ml，接下来的三次萃取，用到75ml的正己烷和75ml的甲醇，整个萃取过程共耗用200ml的溶剂，得到2.37g角鲨烯产品(含量为68.7％)，即相当于每1g角鲨烯产品(含量为68.7％)，耗用84ml的溶剂，如此大的溶剂消耗量，基本上没有工业化价值。

第三种方法是利用硅胶柱的极性选择特性来进行角鲨烯的分离纯化，如公开号为CN167005A的中国专利——植物角鲨烯及其制备方法：具体是一种罗汉果角鲨烯的制备，先从罗汉果的种仁或种籽中提取得到角鲨烯粗品，然后通过硅胶柱层析法制得纯度达95％的罗汉果角鲨烯。中国烟草总公司广东省公司和华南农业大学共同申请的CN102161611A专利——一种以烟草为原料制备角鲨烯的方法，则是通过先用有机溶剂从烟草原料中浸取出角鲨烯粗品，然后将粗品过硅胶层析柱，洗脱液出去有机溶剂后，即得角鲨烯精品，含量为95％左右。此种方法的优点在于，所得角鲨烯产品纯度较高、溶剂可精馏后循环套用，硅胶可重复使用，但其缺陷也很明显，由于植物来源的角鲨烯原料中还有大量的油脂类物质、蜡质，其极性与角鲨烯非常接近，因此要得到高含量的角鲨烯，则上样量必然很小，而对于工业化生产来说，没有客观的上样量，就没有实际应用价值。

自1930s’Lucas和Nichols等人报道银离子可以与烯烃类(π电子)形成络合物后，研究银离子色谱分离方法的热潮历久不衰，用这种方法，可以非常方便而有效地对烯烃进行分离纯化。不过，这种方法还是主要作为一种分析手段来应用，主要原因在于以下几点：1、银离子对光非常敏感，银离子色谱法的工业化应用受到限制；2、银离子属于重金属离子，在工业化生产中有可能泄露到产品中去。所以，到目前为止，还没有见过真正使用银离子色谱作为角鲨烯工业化分离的报道。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种利用硝酸银硅胶色谱法提纯植物来源角鲨烯的方法，其核心是用银化改性硅胶替换普通硅胶，由于吸附在硅胶上的银离子可以与烯键的π电子之间发生电子迁移形成络合物，从而改变了各饱和度不同的角鲨烯(角鲨烯为6个双键)及脂肪酸(一般为1-4个双键)在银化硅胶上的分配系数，至于其他不含双键的杂质，其分配系数更低，因此，选用合适的解析系统，将能很好的将角鲨烯从其植物原料中有效地分离开来，同时，因为银化硅胶对含双键物质有特异性吸附，所以上样量非常可观，甚至可达到30％(原料质量与硅胶质量之比)，因此本发明非常适合于工业化生产。

本发明采用的技术方案具体如下：

一种利用硝酸银硅胶色谱法提纯植物来源角鲨烯的方法，包括如下步骤：

(1)硝酸银色谱硅胶的制备：采用湿法或干法制备；

(2)避光色谱柱的制备：整个层析柱采用避光措施，用锡箔纸或者黑色涂料等材料附着于层析柱表面，以尽量减少光线进入层析柱内部，即制得避光的色谱柱；

(3)湿法装柱：将银离子螯合剂用石油醚溶解后湿法装填于步骤(2)制得的色谱柱底部，再取步骤(1)制得的硝酸银色谱硅胶，用石油醚湿法装填，然后用3-5个柱体积的石油醚走柱，以压实硅胶，即完成湿法装柱；

(4)取步骤(3)装好的色谱柱，以角鲨烯原料为上样原料，采用梯度洗脱的方式，先以纯烃类溶剂洗去部分杂质，再用1％～10％的烃类与酯类的混合溶剂洗去部分杂质，然后用5％～20％的烃类与酯类的混合溶剂解析出角鲨烯产品溶液，接下来用纯的酯类溶剂再生色谱柱，其中上述百分比以酯类溶剂占混合溶剂的总体积的比例计；最后用烃类溶剂置换出色谱柱内的酯类溶剂，完成一次色谱分离循环；

(5)将解析出来的角鲨烯溶液，脱去溶剂后，即得角鲨烯产品，其他洗脱出来的杂质溶液，也分别脱去溶剂，将所有的回收得到的溶剂进行精馏分离，以进行下一次的套用。

优选的，硝酸银银化硅胶采用干法制备。

优选的，湿法制备硝酸银银化硅胶，就是将硝酸银溶解于10倍质量的水中后，再与相应质量的硅胶浸透，混合均匀后，在沸水浴中加热20-30min，间歇搅拌，冷却至室温后，抽滤，然后再120℃的真空干燥箱内活化20h，即制得硝酸银色谱硅胶。

优选的，干法制备硝酸银银化硅胶，就是将硝酸银用研钵研磨后，过100目筛，然后与相应质量的普通硅胶手工袋混3min，即制得硝酸银色谱硅胶。

优选的，硝酸银和硅胶的质量比例为1:5～1:20，优选为1:10。

优选的，所述角鲨烯原料是指植物油精炼过程中产生的副产物，所述角鲨烯原料中角鲨烯的含量要求为10％～90％。更优选为所述角鲨烯原料为植物油的脱臭馏出物，所述角鲨烯原料中角鲨烯的含量要求为20％～50％。

优选的，在层析柱下端装填银离子螯合剂，以保证银离子不会泄露到产品中去，所述银离子螯合剂的质量与层析柱中硝酸银质量等同。银离子螯合剂可以选自现有技术中适用的羧酸类或是有机多元膦酸金属离子螯合剂均可。

优选的，烃类溶剂包括石油醚、正己烷或正庚烷，酯类溶剂包括乙酸乙酯、乙酸丙酯或乙酸异丁酯。

相对于现有技术，本发明具有如下的优点：

1、本发明所涉及的硝酸银银化硅胶色谱法具有非常高的工业化价值，其原料上样量可达到硅胶质量的30％左右、分离纯度高，角鲨烯产品纯度可达到96％以上，色谱柱可重复使用；

2、本发明很好的解决了以往银化硅胶色谱柱的缺陷，一是采用了简洁的避光方式，二是硅胶底部装填有专用的银离子螯合剂，可有效避免银离子的泄露，从而为银化硅胶色谱方法的工业化应用铺平了道路。

具体实施方式

为了更好地理解本发明的内容，下面结合具体实施例作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于对本发明进一步说明，而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明所述的内容后，该领域的技术人员对本发明作出一些非本质的改动或调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1

湿法制备硝酸银色谱硅胶：

称100g普通硅胶(100目-200目，粗孔)，加入含有10g硝酸银的水溶液200ml(使其完全浸没硅胶)，在沸水浴中加热20-30min(间歇搅拌)。冷却至室温后，抽滤，然后再120℃的真空干燥箱内活化20h，即制得硝酸银色谱硅胶。

实施例2

干法制备硝酸银色谱硅胶：

固体硝酸银，用研钵研磨后，过100目筛，然后称取10g硝酸银粉末，将其与100g普通硅胶，装于自封袋中，上下震摇混合3min，即制得硝酸银色谱硅胶。

实施例3

避光色谱柱的制备方法一：

取＝30mm，H＝400mm的玻璃柱1根，用锡箔纸将柱壁包裹严实，上部进液口的塞子也用锡箔纸包裹严实，只露出下进液口和出液口，即制得避光的色谱柱。

实施例4

避光色谱柱的制备方法二：

取＝40mm，H＝400mm的玻璃柱1根，用黑色涂料将柱子出进液口和出液口外的所有部分涂抹完全，以达到避光的效果，即制得避光的色谱柱。

实施例5

取实施例3的色谱柱1根，称取银离子螯合剂(型号为535RV的硅藻土)5g，用石油醚拌好后，湿法装填于色谱柱底部，然后再取实施例1的硝酸银色谱硅胶，用石油醚湿法装填，然后用3个柱体积的石油醚走柱，以压实硅胶，即完成湿法装柱。

实施例6

取实施例4的色谱柱1根，称取银离子螯合剂(型号为535RV的硅藻土)5g，用石油醚拌好后，湿法装填于色谱柱底部，然后再取实施例2的硝酸银色谱硅胶，用石油醚湿法装填，然后用3个柱体积的石油醚走柱，以压实硅胶，即完成湿法装柱。

实施例7

取实施例5装好的色谱柱，以大豆油脱臭馏出物为上样原料(角鲨烯含量为30.2％)，上样量为30g，洗脱剂A为石油醚，洗脱剂B为乙酸丙酯，先用200ml的洗脱剂A洗去杂质1，再用200ml的95％A+5％B混合溶剂洗去杂质2，接着用400ml的88％A+12％B混合溶剂解析出角鲨烯溶液，然后用200ml的洗脱剂B再生柱子，最后用200ml洗脱剂A置换柱内溶剂系统，完成一个柱分离周期。

将解析出来的角鲨烯溶液，脱去溶剂后，即得角鲨烯产品，检测其纯度为96.2％，角鲨烯收率为88.7％，产品中银离子检测符合油脂产品的国标要求；产品中有机溶剂残留检测也符合油脂产品的国标要求。其他洗脱出来的杂质溶液，也分别脱去溶剂，将所有的回收得到的溶剂进行精馏，分离出石油醚和乙酸丙酯，以进行下一次的套用。

实施例8

取实施例6装好的色谱柱，以玉米油脱臭馏出物为上样原料，上样量为25g(角鲨烯含量为28.6％)，洗脱剂C为正己烷，洗脱剂D为乙酸丙酯，先用250ml的洗脱剂C洗去前杂1，再用250ml的95％C+5％D混合溶剂洗去脂肪酸酯类杂质，接着用500ml的88％A+12％B混合溶剂解析出角鲨烯溶液，然后用250ml的洗脱剂D再生柱子，最后用250ml洗脱剂C置换柱内溶剂系统，完成一个柱分离周期。

将解析出来的角鲨烯溶液，脱去溶剂后，即得角鲨烯产品，检测其纯度为97.1％，角鲨烯收率为91.3％，产品中银离子检测符合油脂产品的国标要求；产品中有机溶剂残留检测也符合油脂产品的国标要求。其他洗脱出来的杂质溶液，也分别脱去溶剂，将所有的回收得到的溶剂进行精馏，分离出石油醚和乙酸丙酯，以进行下一次的套用。

如上所述，便可以较好地实现本发明。

Claims (8)

1.一种利用硝酸银硅胶色谱法提纯植物来源角鲨烯的方法，包括如下步骤：

(1)硝酸银色谱硅胶的制备：采用湿法或干法制备；硝酸银和硅胶的质量比例为1:5～1:20；

(2)避光色谱柱的制备：整个层析柱采用避光措施，用锡箔纸或者黑色涂料材料附着于层析柱表面，以尽量减少光线进入层析柱内部，即制得避光的色谱柱；

(3)湿法装柱：将银离子螯合剂用石油醚溶解后湿法装填于步骤(2)制得的色谱柱底部，再取步骤(1)制得的硝酸银色谱硅胶，用石油醚湿法装填，然后用3-5个柱体积的石油醚走柱，以压实硅胶，即完成湿法装柱；

(4)取步骤(3)装好的色谱柱，以角鲨烯原料为上样原料，采用梯度洗脱的方式，先以纯烃类溶剂洗去部分杂质，再用1％～10％的烃类与酯类的混合溶剂洗去部分杂质，然后用5％～20％的烃类与酯类的混合溶剂解析出角鲨烯产品溶液，接下来用纯的酯类溶剂再生色谱柱，其中上述百分比以酯类溶剂占混合溶剂的总体积的比例计；最后用烃类溶剂置换出色谱柱内的酯类溶剂，完成一次色谱分离循环；

(5)将解析出来的角鲨烯溶液，脱去溶剂后，即得角鲨烯产品，其他洗脱出来的杂质溶液，也分别脱去溶剂，将所有的回收得到的溶剂进行精馏分离，以进行下一次的套用；

所述角鲨烯原料为植物油精炼过程中产生的副产物，所述角鲨烯原料中角鲨烯的含量要求为10％～90％。

2.根据权利要求1所述的一种利用硝酸银硅胶色谱法提纯植物来源角鲨烯的方法，其特征在于，硝酸银色谱硅胶采用干法制备。

3.根据权利要求1所述的一种利用硝酸银硅胶色谱法提纯植物来源角鲨烯的方法，其特征在于，湿法制备硝酸银色谱硅胶，就是将硝酸银溶解于10倍质量的水中后，再与相应质量的硅胶浸透，混合均匀后，在沸水浴中加热20-30min，间歇搅拌，冷却至室温后，抽滤，然后再120℃的真空干燥箱内活化20h，即制得硝酸银色谱硅胶。

4.根据权利要求1所述的一种利用硝酸银硅胶色谱法提纯植物来源角鲨烯的方法，其特征在于，干法制备硝酸银色谱硅胶，就是将硝酸银用研钵研磨后，过100目筛，然后与相应质量的普通硅胶手工袋混3min，即制得硝酸银色谱硅胶。

5.根据权利要求1所述的一种利用硝酸银硅胶色谱法提纯植物来源角鲨烯的方法，其特征在于，硝酸银和硅胶的质量比例为1:10。

6.根据权利要求1所述的一种利用硝酸银硅胶色谱法提纯植物来源角鲨烯的方法，其特征在于，所述角鲨烯原料为植物油的脱臭馏出物，所述角鲨烯原料中角鲨烯的含量要求为20％～50％。

7.根据权利要求1所述的一种利用硝酸银硅胶色谱法提纯植物来源角鲨烯的方法，其特征在于，在层析柱下端装填银离子螯合剂，以保证银离子不会泄露到产品中去，所述银离子螯合剂的质量与层析柱中硝酸银质量等同。

8.根据权利要求1所述的一种利用硝酸银硅胶色谱法提纯植物来源角鲨烯的方法，其特征在于，烃类溶剂包括石油醚、正己烷或正庚烷，酯类溶剂包括乙酸乙酯、乙酸丙酯或乙酸异丁酯。