CN107141331A - 一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法 - Google Patents

一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法 Download PDF

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CN107141331A CN201710549331.4A CN201710549331A CN107141331A CN 107141331 A CN107141331 A CN 107141331A CN 201710549331 A CN201710549331 A CN 201710549331A CN 107141331 A CN107141331 A CN 107141331A
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周为文
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Abstract

本发明公开了一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法，其包括皂化、成钙盐、渗滤、浓缩结晶、溶解结晶、重结晶、干燥等步骤。本发明成钙盐步骤中将皂化后的海洋生物副产品加入氯化钙，将非胆固醇类杂质与钙盐进行络合去除，从而提高胆固醇的纯度；本发明采用酮类试剂与超声波联用进行连续渗滤，可以显著提高胆固醇的溶出率，从而提高胆固醇的收得率。本发明提取方法得到的胆固醇收得率在15‑20%以上，纯度在98%以上，且工艺稳定，易于工业化。

Description

一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法
技术领域
本发明涉及一种胆固醇的提取方法，具体涉及一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法。
背景技术
胆固醇也称胆甾醇，是动物组织细胞不可缺少的重要物质，也是具有工业用途的天然物质，有广泛的市场需求，工业上主要用于化妆品、乳化剂、医药等。也是人工牛黄、维生素D3和合成激素的原料，胆固醇具有液晶性质，溶液具有流动性，其分子能在一定条件下非常有规则地像那样排列起来，胆固醇与不同的脂肪酸制成的胆固醇酯是具有显著温度效应的液晶材料。
目前，胆固醇主要是以动物的大脑和羊毛脂提取为主，采用丙酮冷浸渍的方法进行提取，该方法在动物脑干粉中加入20倍量丙酮溶液，浸渍耗时长（多达72小时），萃取胆固醇收率低（＜6%），纯度低（≤90%），且残留有毒有机溶剂，所萃取物质只能用于饲料添加剂，致使动物脑资源白白浪费。而羊毛脂提取胆固醇采用更加繁琐的生产工艺，所用的有机试剂种类多，用量大，纯度低且残留有毒有机溶剂。
而从海洋生物副产品中提取胆固醇未见报道，提高了海洋生物副产品的综合利用价值。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术不足，提供一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法，该方法得到的胆固醇收得率在15-20%，纯度在98%以上，且工艺稳定，易于工业化。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法，它是按以下步骤制备:（1）皂化: 称取海洋生物副产品，然后加入相当于海洋生物副产品质量0.2-0.4倍的氢氧化钠，0.6-0.8倍的纯化水和5-10%的低级醇，加热升温至回流开始计时，皂化1.5-2h，降温至20-30℃；
（2）成钙盐：向步骤（1）制得的皂化液中加入相当于皂化液质量0.2-0.4倍的氯化钙，边加边搅拌，反应30-60min结束，去除水分，得含胆固醇的钙盐；
（3）渗滤：称取胆固醇钙盐，加6-8倍量的丙酮，浸泡30-60min， 超声处理，静置2-4h，放出渗滤液，重复上述步骤3-5次，合并渗滤液；
（4）浓缩结晶：将步骤（3）合并的渗滤液减压浓缩至干，加入相当于上述浓缩产物质量6-8倍的体积分数为90-95%的乙醇溶液，加热60-70℃，搅拌至浓缩产物完全溶解后用稀硫酸调pH至1-3，再加热回流30-60min，趁热过滤，收集滤液，降温冷却结晶，过滤收集晶体；
（5）溶解结晶：向步骤（4）制得的晶体中加入相当于晶体质量6-8倍的体积分数为95-97%的乙醇溶液，用稀硫酸调pH至4-6后，加相当于溶液质量0.5-1%的双氧水，搅拌反应30-60min后，加热回流1-2h，过滤，收集滤液，降温冷却结晶8-10h，过滤即得粗品胆固醇；
（6）重结晶：向粗品胆固醇中加入相当于粗品胆固醇质量8-10倍的体积分数为97-100%的乙醇溶液，并调pH至9-10，加热回流1-2h，降温冷却结晶，过滤即得精品胆固醇；
（7）干燥：将精品胆固醇放入干燥箱内进行干燥，设定干燥温度为50-60℃，干燥1-2h，再设定干燥温度为70-90℃，干燥2-3h，即得精品胆固醇成品。
所述的一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法，其特征在于：步骤（1）所述的低级醇为甲醇、乙醇中的一种或者二者混合。
所述的一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法，其特征在于：步骤（3）所述的酮类试剂为丙酮、丁酮、环己酮中的一种或者二种混合。
所述的一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法，其特征在于：步骤（3）所述的超声频率为30～50KHz，温度调节控制在25～35℃，超声时间为5-10min。
所述的一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法，其特征在于：步骤（4）和步骤（5）中所述的稀硫酸的浓度为10-20%。
本发明的有益效果:
本发明成钙盐步骤中将皂化后的海洋生物副产品加入氯化钙，将非胆固醇类杂质与钙盐进行络合去除，从而提高胆固醇的纯度；本发明采用酮类试剂与超声波联用进行连续渗滤，可以显著提高胆固醇的溶出率，从而提高胆固醇的收得率。本发明提取方法得到的胆固醇收得率在15-20%以上，纯度在98%以上，且工艺稳定，易于工业化。
具体实施方式
实施例1
一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法，它是按以下步骤制备：
（1）皂化: 称取海洋生物副产品100g，然后加入20g的氢氧化钠，60g的纯化水和5g的甲醇，加热升温至回流开始计时，皂化1.5h，降温至20℃；
（2）成钙盐：向步骤（1）制得的皂化液中加入37g氯化钙，边加边搅拌，反应30min结束，去除水分，得含胆固醇的钙盐；
（3）渗滤：称取胆固醇钙盐130g，加780g的丙酮，浸泡30min， 设定超声频率为30KHz，温度调节控制在25℃，超声5min后，静置2h，放出渗滤液，重复上述步骤3次，合并渗滤液；
（4）浓缩结晶：将步骤（3）合并的渗滤液减压浓缩至干得膏状物42g，加入252g的90%的乙醇溶液，加热60℃，搅拌至浓缩产物完全溶解后用10%稀硫酸调pH至1，再加热回流30min，趁热过滤，收集滤液，降温冷却结晶，过滤收集晶体35g；
（5）溶解结晶：向步骤（4）制得的晶体，加入210g的95%的乙醇溶液，用10%稀硫酸调pH至4后，加1.05g的双氧水，搅拌反应30min后，加热回流1h，过滤，收集滤液，降温冷却结晶8h，过滤即得粗品胆固醇28g；
（6）重结晶：向粗品胆固醇中加入224g的97%的乙醇溶液，并调pH至9，加热回流1h，降温冷却结晶，过滤即得精品胆固醇20g；
（7）干燥：将精品胆固醇放入干燥箱内进行干燥，设定干燥温度为50℃，干燥2h，再设定干燥温度为70℃，干燥3h，即得精品胆固醇成品16.5g。计算胆固醇的收得率为16.5%，纯度为98.2%。
实施例2
一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法，它是按以下步骤制备：
（1）皂化: 称取海洋生物副产品1kg，然后加入300g氢氧化钠，700g的纯化水和80g的甲醇，加热升温至回流开始计时，皂化2h，降温至25℃；
（2）成钙盐：向步骤（1）制得的皂化液中加入600g氯化钙，边加边搅拌，反应50min结束，去除水分，得含胆固醇的钙盐；
（3）渗滤：称取胆固醇钙盐1.3kg，加9.1kg的丁酮，浸泡50min，设定超声频率为40KHz，温度调节控制在30℃，超声7min后，静置3h，放出渗滤液，重复上述步骤4次，合并渗滤液；
（4）浓缩结晶：将步骤（3）合并的渗滤液减压浓缩至干得膏状物450g，加入3.15kg的93%的乙醇溶液，加热65℃，搅拌至浓缩产物完全溶解后用15%稀硫酸调pH至2，再加热回流45min，趁热过滤，收集滤液，降温冷却结晶，过滤收集晶体370g；
（5）溶解结晶：向步骤（4）制得的晶体中加入2.59kg的96%的乙醇溶液，用15%稀硫酸调pH至5后，加18.1g的双氧水，搅拌反应40min后，加热回流1.5h，过滤，收集滤液，降温冷却结晶9h，过滤即得粗品胆固醇345g；
（6）重结晶：向粗品胆固醇中加入3.1kg的98%的乙醇溶液，并调pH至9.5，加热回流1.5h，降温冷却结晶，过滤即得精品胆固醇225g；
（7）干燥：将精品胆固醇放入干燥箱内进行干燥，设定干燥温度为55℃，干燥1.5h，再设定干燥温度为85℃，干燥2h，即得精品胆固醇成品178g。计算胆固醇的收得率为17.8%，纯度为98.3%。
实施例3
一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法，它是按以下步骤制备：
（1）皂化: 称取海洋生物副产品100kg，然后加入40kg的氢氧化钠，80kg的纯化水和10kg的甲醇，加热升温至回流开始计时，皂化2h，降温至30℃；
（2）成钙盐：向步骤（1）制得的皂化液中加入80kg氯化钙，边加边搅拌，反应60min结束，去除水分，得含胆固醇的钙盐；
（3）渗滤：称取胆固醇钙盐160kg，加1280kg的环己酮，浸泡60min， 设定超声频率为50KHz，温度调节控制在35℃，超声10min后，静置4h，放出渗滤液，重复上述步骤5次，合并渗滤液；
（4）浓缩结晶：将步骤（3）合并的渗滤液减压浓缩至干的膏状物50kg，加入400kg的95%的乙醇溶液，加热70℃，搅拌至浓缩产物完全溶解后用20%稀硫酸调pH至3，再加热回流60min，趁热过滤，收集滤液，降温冷却结晶，过滤收集晶体40kg；
（5）溶解结晶：向步骤（4）制得的晶体中加入320kg的97%的乙醇溶液，用20%稀硫酸调pH至6后，加3.2kg的双氧水，搅拌反应60min后，加热回流2h，过滤，收集滤液，降温冷却结晶10h，过滤即得粗品胆固醇33kg；
（6）重结晶：向粗品胆固醇中加入330kg的100%的乙醇，并调pH至10，加热回流2h，降温冷却结晶，过滤即得精品胆固醇26.4kg；
（7）干燥：将精品胆固醇放入干燥箱内进行干燥，设定干燥温度为60℃，干燥2h，再设定干燥温度为90℃，干燥2h，即得精品胆固醇成品20.5kg。计算胆固醇的收得率为20.5%，纯度为99.7%。
实施例4
一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法，它是按以下步骤制备：
（1）皂化: 称取海洋生物副产品100g，然后加入20g的氢氧化钠，60g的纯化水和5g的乙醇，加热升温至回流开始计时，皂化1.5h，降温至20℃；
（2）成钙盐：向步骤（1）制得的皂化液中加入37g氯化钙，边加边搅拌，反应30min结束，去除水分，得含胆固醇的钙盐；
（3）渗滤：称取胆固醇钙盐135g，加820g的丙酮，浸泡30min， 设定超声频率为30KHz，温度调节控制在25℃，超声5min后，静置2h，放出渗滤液，重复上述步骤3次，合并渗滤液；
（4）浓缩结晶：将步骤（3）合并的渗滤液减压浓缩至干得膏状物45g，加入280g的90%的乙醇溶液，加热60℃，搅拌至浓缩产物完全溶解后用10%稀硫酸调pH至1，再加热回流30min，趁热过滤，收集滤液，降温冷却结晶，过滤收集晶体37g；
（5）溶解结晶：向步骤（4）制得的晶体，加入222g的95%的乙醇溶液，用10%稀硫酸调pH至4后，加1.15g的双氧水，搅拌反应30min后，加热回流1h，过滤，收集滤液，降温冷却结晶8h，过滤即得粗品胆固醇30g；
（6）重结晶：向粗品胆固醇中加入240g的97%的乙醇溶液，并调pH至9，加热回流1h，降温冷却结晶，过滤即得精品胆固醇24g；
（7）干燥：将精品胆固醇放入干燥箱内进行干燥，设定干燥温度为50℃，干燥2h，再设定干燥温度为70℃，干燥3h，即得精品胆固醇成品17.5g。计算胆固醇的收得率为17.5%，纯度为98.1%。
实施例5
一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法，它是按以下步骤制备：
（1）皂化: 称取海洋生物副产品1kg，然后加入300g氢氧化钠，700g的纯化水和80g的乙醇，加热升温至回流开始计时，皂化2h，降温至25℃；
（2）成钙盐：向步骤（1）制得的皂化液中加入600g氯化钙，边加边搅拌，反应50min结束，去除水分，得含胆固醇的钙盐；
（3）渗滤：称取胆固醇钙盐1.4kg，加9.8kg的丁酮，浸泡50min，设定超声频率为40KHz，温度调节控制在30℃，超声7min后，静置3h，放出渗滤液，重复上述步骤4次，合并渗滤液；
（4）浓缩结晶：将步骤（3）合并的渗滤液减压浓缩至干得膏状物470g，加入3.29kg的93%的乙醇溶液，加热65℃，搅拌至浓缩产物完全溶解后用15%稀硫酸调pH至2，再加热回流45min，趁热过滤，收集滤液，降温冷却结晶，过滤收集晶体390g；
（5）溶解结晶：向步骤（4）制得的晶体中加入2.73kg的96%的乙醇溶液，用15%稀硫酸调pH至5后，加20.5g的双氧水，搅拌反应40min后，加热回流1.5h，过滤，收集滤液，降温冷却结晶9h，过滤即得粗品胆固醇345g；
（6）重结晶：向粗品胆固醇中加入3.1kg的98%的乙醇溶液，并调pH至9.5，加热回流1.5h，降温冷却结晶，过滤即得精品胆固醇225g；
（7）干燥：将精品胆固醇放入干燥箱内进行干燥，设定干燥温度为55℃，干燥1.5h，再设定干燥温度为85℃，干燥2h，即得精品胆固醇成品178g。计算胆固醇的收得率为17.8%，纯度为98.8%。
实施例6
一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法，它是按以下步骤制备：
（1）皂化: 称取海洋生物副产品100kg，然后加入40kg的氢氧化钠，80kg的纯化水和10kg的乙醇，加热升温至回流开始计时，皂化2h，降温至30℃；
（2）成钙盐：向步骤（1）制得的皂化液中加入80kg氯化钙，边加边搅拌，反应60min结束，去除水分，得含胆固醇的钙盐；
（3）渗滤：称取胆固醇钙盐150kg，加1200kg的环己酮，浸泡60min， 设定超声频率为50KHz，温度调节控制在35℃，超声10min后，静置4h，放出渗滤液，重复上述步骤5次，合并渗滤液；
（4）浓缩结晶：将步骤（3）合并的渗滤液减压浓缩至干的膏状物52kg，加入400kg的95%的乙醇溶液，加热70℃，搅拌至浓缩产物完全溶解后用20%稀硫酸调pH至3，再加热回流60min，趁热过滤，收集滤液，降温冷却结晶，过滤收集晶体40kg；
（5）溶解结晶：向步骤（4）制得的晶体中加入320kg的97%的乙醇溶液，用20%稀硫酸调pH至6后，加3.2kg的双氧水，搅拌反应60min后，加热回流2h，过滤，收集滤液，降温冷却结晶10h，过滤即得粗品胆固醇33kg；
（6）重结晶：向粗品胆固醇中加入330kg的100%的乙醇，并调pH至10，加热回流2h，降温冷却结晶，过滤即得精品胆固醇26.4kg；
（7）干燥：将精品胆固醇放入干燥箱内进行干燥，设定干燥温度为60℃，干燥2h，再设定干燥温度为90℃，干燥2h，即得精品胆固醇成品20.5kg。计算胆固醇的收得率为20.5%，纯度为99.3%。
实施例7
一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法，它是按以下步骤制备：
（1）皂化: 称取海洋生物副产品100g，然后加入20g的氢氧化钠，60g的纯化水、2.5g的甲醇和2.5的乙醇，加热升温至回流开始计时，皂化1.5h，降温至20℃；
（2）成钙盐：向步骤（1）制得的皂化液中加入37g氯化钙，边加边搅拌，反应30min结束，去除水分，得含胆固醇的钙盐；
（3）渗滤：称取胆固醇钙盐120g，加720g的丙酮，浸泡30min， 设定超声频率为30KHz，温度调节控制在25℃，超声5min后，静置2h，放出渗滤液，重复上述步骤3次，合并渗滤液；
（4）浓缩结晶：将步骤（3）合并的渗滤液减压浓缩至干得膏状物40g，加入240g的90%的乙醇溶液，加热60℃，搅拌至浓缩产物完全溶解后用10%稀硫酸调pH至1，再加热回流30min，趁热过滤，收集滤液，降温冷却结晶，过滤收集晶体33g；
（5）溶解结晶：向步骤（4）制得的晶体，加入200g的95%的乙醇溶液，用10%稀硫酸调pH至4后，加1g的双氧水，搅拌反应30min后，加热回流1h，过滤，收集滤液，降温冷却结晶8h，过滤即得粗品胆固醇26g；
（6）重结晶：向粗品胆固醇中加入208g的97%的乙醇溶液，并调pH至9，加热回流1h，降温冷却结晶，过滤即得精品胆固醇18g；
（7）干燥：将精品胆固醇放入干燥箱内进行干燥，设定干燥温度为50℃，干燥2h，再设定干燥温度为70℃，干燥3h，即得精品胆固醇成品15.5g。计算胆固醇的收得率为15.5%，纯度为98.7%。
实施例8
一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法，它是按以下步骤制备：
（1）皂化: 称取海洋生物副产品1kg，然后加入300g氢氧化钠，700g的纯化水，40g甲醇和40g乙醇，加热升温至回流开始计时，皂化2h，降温至25℃；
（2）成钙盐：向步骤（1）制得的皂化液中加入600g氯化钙，边加边搅拌，反应50min结束，去除水分，得含胆固醇的钙盐；
（3）渗滤：称取胆固醇钙盐1.3kg，加9.1kg的丁酮，浸泡50min，设定超声频率为40KHz，温度调节控制在30℃，超声7min后，静置3h，放出渗滤液，重复上述步骤4次，合并渗滤液；
（4）浓缩结晶：将步骤（3）合并的渗滤液减压浓缩至干得膏状物455g，加入3.15kg的93%的乙醇溶液，加热65℃，搅拌至浓缩产物完全溶解后用15%稀硫酸调pH至2，再加热回流45min，趁热过滤，收集滤液，降温冷却结晶，过滤收集晶体360g；
（5）溶解结晶：向步骤（4）制得的晶体中加入2.52kg的96%的乙醇溶液，用15%稀硫酸调pH至5后，加18.1g的双氧水，搅拌反应40min后，加热回流1.5h，过滤，收集滤液，降温冷却结晶9h，过滤即得粗品胆固醇340g；
（6）重结晶：向粗品胆固醇中加入3.1kg的98%的乙醇溶液，并调pH至9.5，加热回流1.5h，降温冷却结晶，过滤即得精品胆固醇220g；
（7）干燥：将精品胆固醇放入干燥箱内进行干燥，设定干燥温度为55℃，干燥1.5h，再设定干燥温度为85℃，干燥2h，即得精品胆固醇成品170g。计算胆固醇的收得率为17.0%，纯度为98.5%。
实施例9
一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法，它是按以下步骤制备：
（1）皂化: 称取海洋生物副产品100kg，然后加入40kg的氢氧化钠，80kg的纯化水、5kg的甲醇和5kg的乙醇，加热升温至回流开始计时，皂化2h，降温至30℃；
（2）成钙盐：向步骤（1）制得的皂化液中加入80kg氯化钙，边加边搅拌，反应60min结束，去除水分，得含胆固醇的钙盐；
（3）渗滤：称取胆固醇钙盐160kg，加1280kg的环己酮，浸泡60min， 设定超声频率为50KHz，温度调节控制在35℃，超声10min后，静置4h，放出渗滤液，重复上述步骤5次，合并渗滤液；
（4）浓缩结晶：将步骤（3）合并的渗滤液减压浓缩至干的膏状物46kg，加入368kg的95%的乙醇溶液，加热70℃，搅拌至浓缩产物完全溶解后用20%稀硫酸调pH至3，再加热回流60min，趁热过滤，收集滤液，降温冷却结晶，过滤收集晶体38kg；
（5）溶解结晶：向步骤（4）制得的晶体中加入304kg的97%的乙醇溶液，用20%稀硫酸调pH至6后，加3.0kg的双氧水，搅拌反应60min后，加热回流2h，过滤，收集滤液，降温冷却结晶10h，过滤即得粗品胆固醇35kg；
（6）重结晶：向粗品胆固醇中加入350kg的100%的乙醇，并调pH至10，加热回流2h，降温冷却结晶，过滤即得精品胆固醇25.4kg；
（7）干燥：将精品胆固醇放入干燥箱内进行干燥，设定干燥温度为60℃，干燥2h，再设定干燥温度为90℃，干燥2h，即得精品胆固醇成品20.5kg。计算胆固醇的收得率为18.8%，纯度为99.5%。

Claims (5)

1.一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法，其特征在于：它是按以下步骤制备：（1）皂化: 称取海洋生物副产品，然后加入相当于海洋生物副产品质量0.2-0.4倍的氢氧化钠，0.6-0.8倍的纯化水和5-10%的低级醇，加热升温至回流开始计时，皂化1.5-2h，降温至20-30℃；
（2）成钙盐：向步骤（1）制得的皂化液中加入相当于皂化液质量0.2-0.4倍的氯化钙，边加边搅拌，反应30-60min结束，去除水分，得含胆固醇的钙盐；
（3）渗滤：称取胆固醇钙盐，加6-8倍量的酮类试剂，浸泡30-60min， 超声处理，静置2-4h，放出渗滤液，重复上述步骤3-5次，合并渗滤液；
（4）浓缩结晶：将步骤（3）合并的渗滤液减压浓缩至干，加入相当于上述浓缩产物质量6-8倍的体积分数为90-95%的乙醇溶液，加热60-70℃，搅拌至浓缩产物完全溶解后用稀硫酸调pH至1-3，再加热回流30-60min，趁热过滤，收集滤液，降温冷却结晶，过滤收集晶体；
（5）溶解结晶：向步骤（4）制得的晶体中加入相当于晶体质量6-8倍的体积分数为95-97%的乙醇溶液，用稀硫酸调pH至4-6后，加相当于溶液质量0.5-1%的双氧水，搅拌反应30-60min后，加热回流1-2h，过滤，收集滤液，降温冷却结晶8-10h，过滤即得粗品胆固醇；
（6）重结晶：向粗品胆固醇中加入相当于粗品胆固醇质量8-10倍的体积分数为97-100%的乙醇溶液，并调pH至9-10，加热回流1-2h，降温冷却结晶，过滤即得精品胆固醇；
（7）干燥：将精品胆固醇放入干燥箱内进行干燥，设定干燥温度为50-60℃，干燥1-2h，再设定干燥温度为70-90℃，干燥2-3h，即得精品胆固醇成品。
2.根据权利要求1所述的一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法，其特征在于：步骤（1）所述的低级醇为甲醇、乙醇中的一种或者二者混合。
3.根据权利要求1所述的一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法，其特征在于：步骤（3）所述的酮类试剂为丙酮、丁酮、环己酮中的一种或者二种混合。
4.根据权利要求1所述的一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法，其特征在于：步骤（3）所述的超声频率为30～50KHz，温度调节控制在25～35℃，超声时间为5-10min。
5.根据权利要求1所述的一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法，其特征在于：步骤（4）和步骤（5）中所述的稀硫酸的浓度为10-20%。
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