CN105367370A

CN105367370A - 一种从提取天然维生素e后的脚料中提取角鲨烯的方法

Info

Publication number: CN105367370A
Application number: CN201410427299.9A
Authority: CN
Inventors: 代志凯; 许新德; 邵斌
Original assignee: Zhejiang Medicine Co Ltd Xinchang Pharmaceutical Factory
Current assignee: Zhejiang Medicine Co Ltd Xinchang Pharmaceutical Factory
Priority date: 2014-08-27
Filing date: 2014-08-27
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2034-08-27
Also published as: CN105367370B

Abstract

本发明公开了一种从提取维生素E的脚料中提取角鲨烯的方法。以提取天然维生素E后的脚料为原料，利用皂化、精馏及硅胶柱色谱相结合的工艺，制备高含量的角鲨烯。具体步骤是首先将脚料进行皂化反应，然后萃取得到的不皂化物通过2级精馏塔分离，以第2级精馏的馏出物为原料上硅胶柱色谱分离，用3种不同极性的有机溶剂进行洗脱，分段收集得到植物烃组分、角鲨烯组分、天然维生素E组分和甾醇组分，其中角鲨烯组分中角鲨烯含量＞95％。本发明利用提取天然维生素E后的脚料为提取角鲨烯的原料，工艺简便，分离效率高，易于工业化生产，得到的角鲨烯含量高、而且还能得到维生素E及甾醇粗品，实现了脚料中有效成分的综合利用。

Description

一种从提取天然维生素E后的脚料中提取角鲨烯的方法

技术领域

本发明涉及一种植物角鲨烯的制备，具体地说是从提取天然维生素E后的脚料中制备高含量的角鲨烯的方法。

背景技术

角鲨烯化学名称为2，6，10，15，19，23-六甲基-2，6，10，14，18，22-二十四碳六烯，作为一种脂质不皂化物，广泛分布在绝大多数动植物体内，角鲨烯有良好的生物活性，可作为抗肿瘤、抗癌、抗感染及治疗心脑血管疾病的有效药物，也广泛地应用在美容药物与化妆品中，此外还可作为抗菌剂、润滑油等。

目前大多采用深海鲨鱼肝油来提取角鲨烯，但如此大量生产角鲨烯，会导致深海鲨鱼的生态失衡，近几年，欧洲已开始通过严格的配额来降低深海物种的捕捞，因此需要寻找其它可再生的资源来替代来源于鲨鱼的角鲨烯。近年来的植物提取角鲨烯的研究进展迅速，角鲨烯已经在多种植物组成成分中发现，尤其是油料植物，特别在橄榄油中含量较高。目前已有从橄榄油脱臭馏出物中提取角鲨烯的报道，但是橄榄油的产量有限且其价格也较高，并不是主要的大宗油料，不足以完全替代来至鲨鱼的角鲨烯。因此有必要开发由其它植物油料的脱臭馏出物来提取角鲨烯的方法。

但是单独从植物油脱臭馏出物中提取角鲨烯在经济上又是不合理的，这是因为脱臭馏出物角鲨烯含量较低且主要用来提取附加值更高的天然维生素E。目前国内外厂家处理植物油脱臭馏出物时，一般先将其酯化醇解，然后压滤提取植物甾醇，再经分子蒸馏或者精馏富集含量30-70％的天然维生素E粗品。在提取天然维生素E的过程中，角鲨烯一部分富集在被蒸馏出的脂肪酸甲酯中，另外一部分残留在提取的天然维生素E中，尤其是低含量的天然维生素E(30-50％)，高含量的天然维生素E(70％)基本已不含角鲨烯，全部被蒸馏出而富集于脂肪酸甲酯中。目前对该部分脂肪酸甲酯的价值还未引起足够的重视，这部分甲酯一般作为生物柴油而廉价的利用，为了实现资源的有效利用，并获得高附加值的角鲨烯，并回收天然维生素E及植物甾醇，有必要对上述提取天然维生素E后的脚料中提取植物角鲨烯。

目前有从植物油脂中提取角鲨烯的相关研究，但目前工艺路线存在较多弊端，(1)原料来源不合理且含量较低，在提取角鲨烯的同时未涉及到回收其内的其它有用成分，因此生产成本过高，经济上不划算；(2)分离纯化手段单一，在未结合其他高效分离工艺的情况下，分离效率低且含量不高；(3)目前大多研究只在实验室规模进行了初步探索，其方法无法实现真正工业化生产。

发明内容

针对现有技术从脱臭馏出物中分离提取角鲨烯方法的局限性，本发明提供一种天然维生素E脚料中角鲨烯的分离提取方法。所述的提取天然维生素E后的脚料来自于以下过程：以植物油脱臭馏出物为原料，经酯化醇解，压滤甾醇后，经分子蒸馏提取天然维生素E(其中VE含量20-30％)，然后经过甲基化转型，有机溶剂萃取甲基化转型之后的中间体，提取中间体后所得的剩余物即为提取天然维生素E后的脚料，此脚料中含有未发生甲基化转型的d-α-生育酚、角鲨烯及植物甾醇。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

(1)不皂化物的制备：(1)脚料不皂化物的制备：脚料油(脚料油为新昌制药厂目前生产天然维生素E过程中的脚料油，其主要组成如下：角鲨烯7.5％，天然维生素E6.7％。但原料不局限于此，其它天然维生素E厂家采用类似工艺产生的脚料油也可以利用，如江苏玺鑫等)与5～20wt％碱的低级醇溶液在氮气的保护下70～80℃温度进行皂化反应，停止反应后加60-70℃蒸馏水水洗，以有机溶剂分次萃取不皂化物后，加稀硫酸酸化，10％的食盐水洗涤有机溶剂相至中性，蒸发去除有机溶剂后，得到脚料不皂化物；所述碱为氢氧化钾或者氢氧化钠；

(2)将步骤(1)中获得的所述脚料不皂化物进行分步精馏，得到富集角鲨烯与植物烃的浓缩物；

(3)将步骤(2)中获得的所述富集角鲨烯与植物烃的浓缩物上硅胶柱色谱，以提纯角鲨烯。

其中，步骤(1)中，所述碱为氢氧化钾或者氢氧化钠，所述低级醇为乙醇或者甲醇，所述有机溶剂为正己烷、正庚烷或石油醚中的一种或几种。

步骤(2)的分步精馏优选通过如下步骤实现：

(2.1)第1级精馏，用于分离一部分低沸点的植物烃及低碳链的醇、醛及酮杂质，其中：在10-100Pa真空度，加热温度为200-220℃，塔顶温度为140-180℃下，进行第1级精馏；

(2.2)第2级精馏，用于提取角鲨烯及残余的植物烃，残留挥发性低的甾醇和维生素E，其中：在10-100Pa真空度，加热温度为220-260℃，塔顶温度为180-220℃下，进行第2级精馏，得到角鲨烯浓缩物。

优选地，步骤(2.1)中，在20-40Pa真空度，加热温度为200-220℃，塔顶温度为160-180℃下进行第1级精馏；步骤(2.2)中，在10-20Pa真空度，加热温度为220-260℃，塔顶温度为200-220℃下，进行第2级精馏。

步骤(3)的硅胶柱色谱优选通过如下步骤实现：

(3.1)上样：将上述(2.2)步骤所得的角鲨烯浓缩物与非极性有机溶剂混合后上硅胶柱色谱分离；其中：采用1-10倍的非极性有机溶剂平衡柱子，所述硅胶的粒径为60-100目、100-200目、200-300目、300-400目中的一种，层析柱径高比为1∶3-1∶20之间，优选1∶10，所述非极性有机溶剂为正己烷、正庚烷、正辛烷、环己烷、环戊烷、石油醚中的一种，优选环己烷；

(3.2)梯度洗脱：上样后继续用上样用的非极性有机溶剂洗脱，洗脱剂用量为柱容量的1-20倍，分段收集洗脱液I、II；再用混合溶剂洗脱，混合溶剂由上样用的所述非极性有机溶剂和极性相对较强的有机溶剂组成，所述极性相对较强的有机溶剂为乙醚、氯仿、丙酮、四氢呋喃、乙酸乙酯、异丙醇、甲醇、甲苯中的任一种或两种以上的混合液，收集洗脱液III；洗脱剂用量为柱容量的1-15倍；

(3.3)层析柱再生：再用所述极性相对较强的有机溶剂继续洗脱层析柱，收集洗脱液IV。

其中，步骤(3.1)中，上样用的所述极性有机溶剂的体积百分含量为1-30，上硅胶柱分离时，上样量的重量为硅胶介质的重量的0.01-1.0倍，其中，上样量为步骤(2.2)所得的角鲨烯浓缩物。步骤(3.1)中，上样用的所述极性有机溶剂的体积百分含量为1-15，上硅胶柱分离时，上样量的重量为硅胶介质的重量的0.05-0.1倍，其中，上样量为步骤(2.2)所得的角鲨烯浓缩物。

真空浓缩收集步骤c)中有机溶剂，此溶剂可套用，不同阶段的洗脱液得到不同的组分，洗脱液I中主要是植物烃类及少量角鲨烯类，II中主要得到的是高含量的角鲨烯，洗脱液III中主要是天然维生素E，洗脱液IV中主要是植物甾醇。

本申请人在长期天然维生素E的生产及研发过程中发现，角鲨烯在天然维生素E提取浓缩的过程也得到进一步富集，如原料大豆脱臭馏出物中角鲨烯含量为1-2％、25％天然维生素E产品中含量大约15-20％，50％维生素E产品中达到8-10％，而90％的天然维生素E中已几乎没有角鲨烯，但在生产90％天然维生素E的脚料中角鲨烯高达20-30％。我国每年有大量天然维生素E的生产，而生产天然维生素E过程中产生的脚料将是提取角鲨烯的很好原料来源。所以针对这一特殊的资源，本申请人寻找到合适的分离纯化角鲨烯的方法及条件。本发明的高纯度角鲨烯的提取方法，是综合应用皂化、精馏和硅胶柱色谱法等多种分离手，发挥各自的优点，从而制备出高含量的角鲨烯精品，并回收其中的天然维生素E及植物甾醇。该工艺流程简单，分离效率及回收率较高，实现了脱臭馏出物中资源的有效成分的综合利用。优点如下：

1本发明以植物油脱臭馏出物中提取天然维生素E后的脚料为原料提取角鲨烯，原料里的角鲨烯随着天然维生素E的提取已得到多次富集，角鲨烯含量较高，进而减少了后续处理的负荷，大大降低了分离纯化难度及成本。

2本发明提供的制备角鲨烯的方法，步骤简单，易于操作，降低了分离成本，易于工业化，进一步延伸天然维生素E工业的产业链，可明显增加脱臭馏出物的附加值，具有重要的经济效应。

3本发明在获得角鲨烯的同时也分离得到了脱臭馏出物中的其他有用成分，包括：天然维生素E、植物甾醇及少量脂肪酸，从而达到了资源的综合利用。

具体实施方式

以下为本发明的具体实施方式，所述实施方式是为进一步描述本发明，而不是限制本发明。

从天然维生素E提取的脚料中提取角鲨烯、并回收天然维生素E及植物甾醇。

实施例1原料不皂化物的制备步骤1)

取500g脚料油(该实施例中所用的脚料油为新昌制药厂目前生产天然维生素E过程中的脚料油，其主要组成如下：角鲨烯7.5％，天然维生素E6.7％。加入500mL20％KOH的甲醇溶液在70℃充氮，回流的条件下皂化反应1h，然后加入500mL60-70℃的蒸馏水终止反应。之后再用300mL正己烷分3次萃取不皂化物，加稀硫酸酸化，10％的食盐水水洗正己烷相，最终水洗至中性，真空脱除溶剂后得不皂化物183g。其中角鲨烯33.3g(18.2％)，天然维生素E31.8g(17.3％)。

实施例2原料不皂化物的制备步骤1)

取500g脚料油(该实施例中所用的脚料油为新昌制药厂目前生产天然维生素E过程中的脚料油，，其主要组成如下：角鲨烯7.5％，天然维生素E6.7％。加入1000mL20％的KOH的乙醇溶液于70-80℃充氮，回流的条件下皂化反应1h，然后加入500mL70-80℃的蒸馏水终止反应。之后再用300mL石油醚分3次萃取不皂化物，加稀硫酸酸化，10％的食盐水水洗正己烷相，最终水洗至中性，真空脱除溶剂后得不皂化物168g。其中角鲨烯34.9g(20.8％)，天然维生素E31.8g(18.9％)。

实施例3原料不皂化物的制备步骤1)

取1000g脚料油(该实施例中所用的脚料油为新昌制药厂目前生产天然维生素E过程中的脚料油，其主要组成如下：角鲨烯7.5％，天然维生素E6.7％。加入1000mL10％NaOH的甲醇溶液于70℃充氮，回流的条件下皂化反应2h，然后加入1000mL70-80℃的蒸馏水终止反应。之后再用500mL正庚烷分3次萃取不皂化物，加稀盐酸酸化，10％的食盐水水洗石油醚相，最终水洗至中性，真空脱除溶剂后得不皂化物383g。其中角鲨烯67.8g(17.7％)，天然维生素E60.5g(15.8％)。

实施例4不皂化物的第1级精馏步骤2.1)

在1L的三角瓶中加入上述提取的不皂化物500g，其中角鲨烯含量18.7％，天然维生素E17.2％。利用内径2.6mm，高700mm的玻璃精馏塔，塔内装填鲍尔环，如此配置精馏系统相当于十五块塔板。塔外带镀银夹套并利用电加热套保温，变压器控制加热套加热功率，在20-40Pa的真空度下进行精馏。釜温200℃，顶温160℃，调节合适的回流比，蒸馏出210g轻组分，残余287g重组分，损失3g。轻组分中角鲨烯5.88g(2.8％)，天然维生素E0.5g(0.24％)；重组分中角鲨烯84.7g(29.5％)，天然维生素E85.1g(29.7％)。

实施例5不皂化物的第2级精馏步骤2.2)

将第1级精馏后的残余物(280g)连续的引入第2级精馏塔中，其中塔内经2.6mm，塔高350mm的精馏塔中，如此配置精馏系统相当于十块板。在10-20Pa的真空条件下，釜温240℃，顶温210℃，蒸馏出绝大部分角鲨烯。蒸馏出118g轻组份，残余160g重组份。轻组分中角鲨烯77.3g(65.5％)，天然维生素E10.1g(8.6％)；重组分中角鲨烯2.8g(8.8％)，天然维生素E72.4g(45.3％)。

实施例6角鲨烯浓缩物硅胶柱色谱分离步骤3)

取200-300目粗孔硅胶250g加入层析柱(4.0*60cm)，加入少量环己烷，填装入层析柱，用3倍于层析柱体积的环己烷洗脱压实平衡硅胶柱，将25g实施例5中得到的角鲨烯浓缩物与25mL环己烷溶解上样，上样后继续用1000mL环己烷洗脱，分段收集洗脱液I和II；再用环己烷与乙酸乙酯的混合液洗脱(90∶10，v/v)混合溶剂用量为750mL，收集洗脱液II、III；最后用500mL乙酸乙酯洗脱得洗脱液IV。

合并洗脱液II并减压回收I、II、III及IV中的有机溶剂后，分别得到植物烃、角鲨烯、天然维生素E、植物甾醇等组份。其中角鲨烯组分质量14.5g，含量96.5％，收率85.5％；植物烃组分质量2.8g，天然维生素E组分质量4.1g，植物甾醇组分质量3.6g。

实施例7角鲨烯浓缩物硅胶柱色谱分离步骤3)

取200-300目粗孔硅胶250g加入层析柱(4.0*60cm)，加入少量正庚烷，填装入层析柱，用3倍于层析柱体积的正庚烷洗脱压实平衡硅胶柱，将25g实施例5中得到的角鲨烯浓缩物与50mL正庚烷溶解上样，上样后继续用1000mL正庚烷洗脱，收集洗脱液I和II；再用正庚烷与乙醚的混合液洗脱(85∶15，v/v)混合溶剂用量为750mL，收集洗脱液II、III；最后用500mL乙醚洗脱得洗脱液IV。

合并洗脱液II并减压回收I、II、III和IV中的有机溶剂后，植物烃、角鲨烯、天然维生素E、植物甾醇等组份。其中角鲨烯组分质量为13.9g，含量为97.3％，收率82.6％；植物烃组分质量3.2g，天然维生素E组分质量4.1g，植物甾醇组分3.8g。

实施例8角鲨烯浓缩物硅胶柱色谱分离步骤3)

取200-300目粗孔硅胶250g加入层析柱(4.0*60cm)，加入少量石油醚，填装入层析柱，用3倍于层析柱体积的石油醚洗脱压实平衡硅胶柱，将25g实施例5中得到的角鲨烯浓缩物与25mL石油醚溶解上样，上样后继续用1000mL石油醚洗脱，收集洗脱液I和II；再用石油醚与甲苯的混合液洗脱(85∶15，v/v)混合溶剂用量为750mL，收集洗脱液II、III；最后用500mL甲苯洗脱得洗脱液IV。

合并洗脱液II并减压回收I、II、III和IV中的有机溶剂后，植物烃、角鲨烯、天然维生素E、植物甾醇等组份，其中角鲨烯质量为12.2g，含量为98.7％，收率73.5％；植物烃组分质量4.1g，天然维生素E组分质量4.6g，植物甾醇组分4.1g。

实施例9角鲨烯浓缩物硅胶柱色谱分离步骤3)

取200-300目粗孔硅胶500g加入层析柱(6.0*100cm)，加入少量石油醚，填装入层析柱，用3倍于层析柱体积的石油醚洗脱压实平衡硅胶柱，将50g实施例5中得到的角鲨烯浓缩物与100mL石油醚溶解上样，上样后继续用2000mL石油醚洗脱，收集洗脱液I和II；再用石油醚与异丙醇的混合液洗脱(90∶10，v/v)混合溶剂用量为1500mL，收集洗脱液II、III；最后用1000mL异丙醇洗脱得洗脱液IV。

合并洗脱液II并减压回收I、II、III和IV中的有机溶剂后，植物烃、角鲨烯、天然维生素E、植物甾醇等组份，其中角鲨烯组分质量为25.8g，含量为97.7％，收率77.0％；植物烃组分质量6.5g，天然维生素E组分质量9.2g，植物甾醇组分8.5g。

实施例10角鲨烯浓缩物硅胶柱色谱分离步骤3)

取200-300目粗孔硅胶500g加入层析柱(6.0*100cm)，加入少量环己烷，填装入层析柱，用3倍于层析柱体积的环己烷洗脱压实平衡硅胶柱，将50g实施例5中得到的角鲨烯浓缩物与100mL环己烷溶解上样，上样后继续用2000mL环己烷洗脱，收集洗脱液I和II；再用环己烷与丙酮的混合液洗脱(95∶5，v/v)混合溶剂用量为1500mL，收集洗脱液II、III；最后用1000mL丙酮洗脱得洗脱液IV。

合并洗脱液II并减压回收I、II、III和IV中的有机溶剂后，植物烃、角鲨烯、天然维生素E、植物甾醇等组份，其中角鲨烯组分质量为28.9g，含量为95.3％，收率84.1％；植物烃组分质量4.1g，天然维生素E组分质量9.6g，植物甾醇组分7.4g。

实施例11角鲨烯浓缩物硅胶柱色谱分离步骤3)

取200-300目粗孔硅胶500g加入层析柱(6.0*100cm)，加入少量正己烷，填装入层析柱，用3倍于层析柱体积的正己烷洗脱压实平衡硅胶柱，将50g实施例5中得到的角鲨烯浓缩物与50mL正己烷溶解上样，上样后继续用2000mL正己烷洗脱，收集洗脱液I和II；再用正己烷与四氢呋喃的混合液洗脱(95∶5，v/v)混合溶剂用量为1500mL，收集洗脱液II、III；最后用1000mL四氢呋喃洗脱得洗脱液IV。

合并洗脱液II并减压回收I、II、III和IV中的有机溶剂后，植物烃、角鲨烯、天然维生素E、植物甾醇等组份，其中角鲨烯组分质量为29.7g，含量为96.1％，收率87.4％；植物烃组分质量2.9g，天然维生素E组分质量10.2g，植物甾醇组分7.2g。

实施例12角鲨烯浓缩物硅胶柱色谱分离步骤3)

取200-300目粗孔硅胶500g加入层析柱(6.0*100cm)，加入少量正己烷，填装入层析柱，用3倍于层析柱体积的正己烷洗脱压实平衡硅胶柱，将50g实施例5中得到的角鲨烯浓缩物与100mL正己烷溶解上样，上样后继续用2000mL正己烷洗脱，收集洗脱液I和II；再用氯仿与甲苯的混合液洗脱(50∶50，v/v)混合溶剂用量为1500mL，收集洗脱液II、III；最后用1000mL甲醇洗脱得洗脱液IV。

合并洗脱液II并减压回收I、II、III和IV中的有机溶剂后，植物烃、角鲨烯、天然维生素E、植物甾醇等组份，其中角鲨烯组分质量为25.7g，含量为91.1％，收率71.5％；植物烃组分质量3.2g，天然维生素E组分质量15.9g，植物甾醇组分5.2g。

实施例6-12中得到的富含天然维生素E的组分可以根据已知技术进行纯化，尤其是在溶解于乙醇后通过强碱性阴离子交换树脂而进一步得到提纯，甾醇组分可通过冷冻结晶或溶剂结晶而得到提纯。

本发明通过上面的实施例进行举例说明，但是，应当理解，本发明并不限于这里所描述的特殊实例和实施方案。在这里包含这些特殊实例和实施方案的目的在于帮助本领域中的技术人员实践本发明。任何本领域中的技术人员很容易在不脱离本发明精神和范围的情况下进行进一步的改进和完善，因此本发明只受到本发明权利要求的内容和范围的限制，其意图涵盖所有包括在由附录权利要求所限定的本发明精神和范围内的备选方案和等同方案。

Claims

1.一种从提取天然维生素E的脚料中提取角鲨烯的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)脚料不皂化物的制备：脚料油与5～20wt％碱的低级醇溶液在氮气的保护下70～80℃温度进行皂化反应，停止反应后加60-70℃蒸馏水水洗，以有机溶剂分次萃取不皂化物后，加稀硫酸酸化，10％的食盐水洗涤有机溶剂相至中性，蒸发去除有机溶剂后，得到脚料不皂化物；所述碱为氢氧化钾或者氢氧化钠；

2.如权利要求1所述的角鲨烯的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述碱为氢氧化钾或者氢氧化钠，所述低级醇为乙醇或者甲醇，所述有机溶剂为正己烷、正庚烷或石油醚中的一种或几种。

3.如权利要求1所述的角鲨烯的制备方法，其特征在于，步骤(2)中精馏通过如下所述实现：

4.如权利要求3所述的角鲨烯的制备方法，其特征在于，步骤(2.1)中，在20-40Pa真空度，加热温度为200-220℃，塔顶温度为160-180℃下进行第1级精馏；步骤(2.2)中，在10-20Pa真空度，加热温度为220-260℃，塔顶温度为200-220℃下，进行第2级精馏。

5.如权利要求3所述的角鲨烯的制备方法，其特征在于，步骤(3)通过以下方式实现：

(3.1)上样：将上述(2.2)步骤所得的角鲨烯浓缩物与非极性有机溶剂混合后上硅胶柱色谱分离；其中：采用1-10倍的非极性有机溶剂平衡柱子，所述硅胶的粒径为60-100目、100-200目、200-300目、300-400目中的一种，层析柱径高比为1∶3-1∶20之间，所述非极性有机溶剂为正己烷、正庚烷、正辛烷、环己烷、环戊烷、石油醚中的一种；

6.根据权利要求5所述的角鲨烯制备方法，步骤(3.1)中，上样用的所述极性有机溶剂的体积百分含量为1-30，上硅胶柱分离时，上样量的重量为硅胶介质的重量的0.01-1.0倍，其中，上样量为步骤(2.2)所得的角鲨烯浓缩物。

7.根据权利要求5所述角鲨烯的制备方法，步骤(3.1)中，上样用的所述极性有机溶剂的体积百分含量为1-15，上硅胶柱分离时，上样量的重量为硅胶介质的重量的0.05-0.1倍，其中，上样量为步骤(2.2)所得的角鲨烯浓缩物。