CN106565575A - 一种高含量叶黄素晶体的工业化生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高含量叶黄素晶体的工业化生产方法，具体方法为：将叶黄素酯溶解于有机溶剂中，得到叶黄素酯溶液，在搅拌状态下，将碱性乙醇溶液缓慢添加至叶黄素酯溶液中，皂化得到皂化叶黄素粗品；对皂化液进行过滤，得到沉淀物；分别用水、高度醇洗涤沉淀物，然后进行真空干燥得到叶黄素晶体。本发明以叶黄素酯粉末为原料，通过使用混合溶剂进行皂化得到叶黄素晶体，使用该方法制备的叶黄素晶体纯度高，得率高，皂化时间短，皂化温度低，叶黄素晶体纯化工艺简单，适合工业化连续生产，经济效益显著。
Description
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种高含量叶黄素晶体的工业化生产方法。
背景技术
叶黄素，别名植物黄体素，是类胡萝卜素中的一种，广泛存在于蔬菜、水果中，尤其在万寿菊的花瓣中大量存在。叶黄素具有较强的抗氧化作用，可以清除人体内生理代谢过程中产生的自由基，减少组织损伤、细胞衰老等功能。由于叶黄素分子结构复杂，工业合成比较困难，而植物合成的叶黄素，具有天然、无毒害等优点，且提取精制成本较低，易于大规模生产。
目前市场上的叶黄素主要从万寿菊花瓣中提取，但是植物中天然存在的叶黄素主要以叶黄素酯的形式存在，要制备叶黄素晶体需要通过皂化将叶黄素酯中的脂肪酸去掉，目前叶黄素皂化的原料主要以菊花粒或叶黄素浸膏为原料制备。由于浸膏和菊花粒中含有大量的杂质，造成皂化时间较长、得到的叶黄素晶体纯度较低，还需要经过复杂的纯化工艺才能够得到高含量的叶黄素晶体。例如专利CN200510022402.2中，直接采用菊花粒为原料，皂化制备叶黄素晶体，而叶黄素的提取率仅能够达到70%，虽然最终得到的叶黄素晶体含量能够达到90%，但是纯化工艺较为复杂。专利号CN101693681A中，以叶黄素浸膏为原料制备叶黄素晶体，虽然叶黄素晶体得率较高，但是叶黄素纯化需要耗费大量的水，而且从生产工艺可以推测叶黄素晶体的含量比较低，只用水清洗晶体会造成浸膏中大量的脂溶性杂质仍留在浸膏中，造成晶体含量会偏低。专利号为CN103402956B的专利中，为了改善叶黄素浸膏制备晶体杂质较低的现象，将叶黄素浸膏纯化以后再皂化制备叶黄素晶体，但是由于其纯化以后，皂化前又加入了植物油，皂化时植物油同时也需要进行皂化，会造成皂化时间延长，而且添加植物油也会重新引入杂质。
发明内容
为了改善现有叶黄素晶体以叶黄素浸膏为原料，杂质较多，纯化工艺繁琐的现象，本发明直接以高含量叶黄素酯为原料皂化制备叶黄素晶体，得到的叶黄素晶体得率高，纯度高。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下一种高含量叶黄素晶体的工业化生产方法，包括以下步骤：
（1）将乙醇与碱水混合配制得到碱性乙醇溶液；
（2）在加热条件下，将叶黄素酯溶解于有机溶剂中，得到叶黄素酯溶液；
（3）在搅拌状态下，将碱性乙醇溶液缓慢添加至叶黄素酯溶液中；添加完毕后继续搅拌，使溶液达到均一状态；
（4）碱性乙醇添加完毕后，搅拌皂化得到皂化叶黄素粗品；
（5）直接对皂化液进行过滤，得到沉淀物；
（6）分别用水、高度醇洗涤沉淀物，得到叶黄素晶体粗品；
（7）叶黄素晶体粗品进行真空干燥得到叶黄素晶体。
本发明所述步骤（1）中的碱水为氢氧化钾或氢氧化钠水溶液，浓度为30～50wt%，所述乙醇体积分数≥80%，乙醇与碱水的质量比为1～3:1。
本发明所述步骤（2）中的叶黄素酯为高含量叶黄素酯粉末，叶黄素含量为30～50%。
本发明所述步骤（2）中的有机溶剂为正己烷、丙酮或乙酸乙酯的一种，叶黄素酯与溶剂的质量比为1:1～3。
本发明所述步骤（2）中的加热温度为40～60℃。
本发明所述步骤（3）中的搅拌速度为50～200 r/min，碱性乙醇添加量为叶黄素酯原料质量的1～3倍，添加时间为30～60min；添加完毕后继续搅拌20～40min。
本发明所述步骤（4）中的皂化条件为：皂化温度45～60℃，皂化时间2～3h。
本发明所述步骤（6）中的水为去离子水，洗涤次数3～5次，单次洗涤用水为沉淀物质量的1～2倍，直至洗涤水pH在6～7时，停止清洗。
本发明所述步骤（6）中的高度醇为体积分数在80%以上的乙醇，每次清洗醇用量为沉淀物质量的1～2倍，清洗次数为1～2次。
本发明所述步骤（7）中的干燥方式为真空干燥，干燥温度为30～50℃，干燥时间为10～20h。
本发明叶黄素晶体中总类胡萝卜素含量测定方法如下：
准确称取约0.0300g测试样品溶解于四氢呋喃溶液中并制成100ml溶液。用乙醇稀释样品，使所得溶液的吸光度范围在0.3～0.7之间，并用分光光度计测得上述稀释溶液在446nm附近最大吸收波长的吸光度。
总类胡萝卜素含量按以下公式计算：
总类胡萝卜素含量（%）=（A×f×100）/（2550×m）
注：A吸光度，f为稀释系数，m为称样质量，2550为446nm附近最大吸收波长的吸收系数。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：（1）以高含量叶黄素酯粉末为原料制备叶黄素晶体，能够缩短皂化时间，降低皂化温度，得到的叶黄素晶体杂质较少，含量较高。（2）由于叶黄素酯粉末醇溶性较差，皂化时使用混合溶剂皂化叶黄素酯粉末，避免引入食用油等杂质，造成后期叶黄素晶体含量低的现象。（3）本发明得到的叶黄素晶体总类胡萝卜素含量达到98%以上，含量得率达到95%以上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
（1）将85%乙醇与30wt%氢氧化钾水溶液按照质量比2：1混合配制得到碱性乙醇溶液；
（2）在加热40℃条件下，将叶黄素酯（叶黄素含量为30%）溶解于2倍质量的正己烷中，搅拌溶解20min，得到叶黄素酯溶液；
（3）在200 r/min搅拌状态下，将碱性乙醇溶液缓慢添加至叶黄素酯溶液中，碱性乙醇添加量为叶黄素酯原料质量的1倍，添加时间为30min；添加完毕后继续搅拌20min，使溶液达到均一状态；
（4）继续搅拌状态下，50℃皂化2h，得到皂化叶黄素粗品；
（5）皂化完毕后，直接对皂化液进行热过滤，得到沉淀物；
（6）去离子水洗涤沉淀物3次，单次洗涤用水为沉淀物质量的1倍，检测洗涤水pH为6.5后停止水洗；再用90%乙醇洗涤沉淀物，每次清洗醇用量为沉淀物质量的1倍，清洗次数为2次，得到叶黄素晶体粗品；
（7）叶黄素晶体粗品进行真空干燥得到叶黄素晶体，干燥温度为45℃，干燥时间为20h。
经过检测，叶黄素晶体总类胡萝卜素含量为98.13%。叶黄素含量得率为95%。
实施例2
（1）将90%乙醇与30 wt %氢氧化钾水溶液按照质量比3：1混合配制得到碱性乙醇溶液；
（2）在加热45℃条件下，将叶黄素酯（叶黄素含量为40%）溶解于1.75倍质量的丙酮中，搅拌溶解25min，得到叶黄素酯溶液；
（3）在80 r/min搅拌状态下，将碱性乙醇溶液缓慢添加至叶黄素酯溶液中，碱性乙醇添加量为叶黄素酯原料质量的1.5倍，添加时间为40min；添加完毕后继续搅拌30min，使溶液达到均一状态；
（4）继续搅拌状态下，60℃皂化2.5h，得到皂化叶黄素粗品；
（5）皂化完毕后，直接对皂化液进行热过滤，得到沉淀物；
（6）去离子水洗涤沉淀物3次，单次洗涤用水为沉淀物质量的1.25倍，检测洗涤水pH为7.0后停止水洗；再用90%乙醇洗涤沉淀物，每次清洗醇用量为沉淀物质量的1.125倍，清洗次数为2次，得到叶黄素晶体粗品；
（7）叶黄素晶体粗品进行真空干燥得到叶黄素晶体，干燥温度为50℃，干燥时间为20h。
经过检测，叶黄素晶体总类胡萝卜素含量为99.03%。叶黄素含量得率为97.26%。
实施例3
（1）将83%乙醇与45 wt %氢氧化钾水溶液按照质量比2：1混合配制得到碱性乙醇溶液；
（2）在加热40℃条件下，将叶黄素酯（叶黄素含量为45%）溶解于3倍质量的乙酸乙酯中，搅拌溶解20min，得到叶黄素酯溶液；
（3）在100 r/min搅拌状态下，将碱性乙醇溶液缓慢添加至叶黄素酯溶液中，碱性乙醇添加量为叶黄素酯原料质量的2倍，添加时间为45min；添加完毕后继续搅拌30min，使溶液达到均一状态；
（4）继续搅拌状态下，55℃皂化3h，得到皂化叶黄素粗品；
（5）皂化完毕后，直接对皂化液进行热过滤，得到沉淀物；
（6）去离子水洗涤沉淀物5次，单次洗涤用水为沉淀物质量的1.33倍，检测洗涤水pH为6.0后停止水洗；再用95%乙醇洗涤沉淀物，每次清洗醇用量为沉淀物质量的1.33倍，清洗次数为2次，得到叶黄素晶体粗品；
（7）叶黄素晶体粗品进行真空干燥得到叶黄素晶体，干燥温度为45℃，干燥时间为18h。
经过检测，叶黄素晶体总类胡萝卜素含量为98.82%。叶黄素含量得率为96.94%。
实施例4
（1）将93%乙醇与50 wt %氢氧化钾水溶液按照质量比1：1混合配制得到碱性乙醇溶液；
（2）在加热60℃条件下，将叶黄素酯（叶黄素含量为50%）溶解于1倍质量的正己烷中，搅拌溶解20min，得到叶黄素酯溶液；
（3）在50 r/min搅拌状态下，将碱性乙醇溶液缓慢添加至叶黄素酯溶液中，碱性乙醇添加量为叶黄素酯原料质量的3倍，添加时间为60min；添加完毕后继续搅拌40min，使溶液达到均一状态；
（4）继续搅拌状态下，45℃皂化3h，得到皂化叶黄素粗品；
（5）皂化完毕后，直接对皂化液进行热过滤，得到沉淀物；
（6）去离子水洗涤沉淀物4次，单次洗涤用水为沉淀物质量的2倍，检测洗涤水pH为6.8后停止水洗；再用80%乙醇洗涤沉淀物，每次清洗醇用量为沉淀物质量的2倍，清洗次数为1次，得到叶黄素晶体粗品；
（7）叶黄素晶体粗品进行真空干燥得到叶黄素晶体，干燥温度为30℃，干燥时间为10h。
经过检测，叶黄素晶体总类胡萝卜素含量为98.50%。叶黄素含量得率为98.37%。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种高含量叶黄素晶体的工业化生产方法，其特征在于：所述生产方法包括以下步骤：
（1）将乙醇与碱水混合配制得到碱性乙醇溶液；
（2）在加热条件下，将叶黄素酯溶解于有机溶剂中，得到叶黄素酯溶液；
（3）在搅拌状态下，将碱性乙醇溶液缓慢添加至叶黄素酯溶液中；添加完毕后继续搅拌，使溶液达到均一状态；
（4）碱性乙醇添加完毕后，搅拌皂化得到皂化叶黄素粗品；
（5）直接对皂化液进行过滤，得到沉淀物；
（6）分别用水、高度醇洗涤沉淀物，得到叶黄素晶体粗品；
（7）叶黄素晶体粗品进行真空干燥得到叶黄素晶体。
2.根据权利要求1所述的一种高含量叶黄素晶体的工业化生产方法，其特征在于：所述步骤（1）中的碱水为氢氧化钾或氢氧化钠水溶液，浓度为30～50wt%，所述乙醇体积分数≥80%，乙醇与碱水的质量比为1～3:1。
3.根据权利要求1所述的一种高含量叶黄素晶体的工业化生产方法，其特征在于：所述步骤（2）中的叶黄素酯为高含量叶黄素酯粉末，叶黄素含量为30～50%。
4.根据权利要求1所述的一种高含量叶黄素晶体的工业化生产方法，其特征在于：所述步骤（2）中的有机溶剂为正己烷、丙酮或乙酸乙酯的一种，叶黄素酯与溶剂的质量比为1:1～3。
5.根据权利要求1所述的一种高含量叶黄素晶体的工业化生产方法，其特征在于：所述步骤（2）中的加热温度为40～60℃。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种高含量叶黄素晶体的工业化生产方法，其特征在于：所述步骤（3）中的搅拌速度为50～200 r/min，碱性乙醇添加量为叶黄素酯原料质量的1～3倍，添加时间为30～60min；添加完毕后继续搅拌20～40min。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种高含量叶黄素晶体的工业化生产方法，其特征在于：所述步骤（4）中的皂化条件为：皂化温度45～60℃，皂化时间2～3h。
8.根据权利要求1-5任意一项所述的一种高含量叶黄素晶体的工业化生产方法，其特征在于：所述步骤（6）中的水为去离子水，洗涤次数3～5次，单次洗涤用水为沉淀物质量的1～2倍，直至洗涤水pH在6～7时，停止清洗。
9.根据权利要求1-5任意一项所述的一种高含量叶黄素晶体的工业化生产方法，其特征在于：所述步骤（6）中的高度醇为体积分数在80%以上的乙醇，每次清洗醇用量为沉淀物质量的1～2倍，清洗次数为1～2次。
10.根据权利要求1-5任意一项所述的一种高含量叶黄素晶体的工业化生产方法，其特征在于：所述步骤（7）中的干燥方式为真空干燥，干燥温度为30～50℃，干燥时间为10～20h。
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