CN110590629A - 一种由万寿菊油树脂分离纯化叶黄素的方法 - Google Patents
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Abstract
一种由万寿菊油树脂分离纯化叶黄素的方法，属于天然有效成分提取技术领域。其特征在于，制备步骤为：将万寿菊油树脂溶解于乙酸乙酯，然后利用正己烷‑乙酸乙酯混合液进行解析，解析得到叶黄素酯解析液进行浓缩得到叶黄素酯浸膏；将叶黄素酯浸膏与醇、碱液和抗氧化剂在通入二氧化碳的反应釜内进行水解反应；将叶黄素皂化物用乙醇稀释、静置、过滤得到粗品叶黄素晶体；润湿、研磨破碎、溶解、过滤、干燥后得到叶黄素晶体。本产品内部几乎不含有玉米黄质等其它类胡萝卜素，是纯天然产物，同时便于规模化生产。
Description
技术领域
一种由万寿菊油树脂分离纯化叶黄素的方法，属于天然有效成分提取技术领域。
背景技术
万寿菊油树脂是一种黄色或褐色的固体或粘稠液体，是用干燥的菊科植物万寿菊的花(通常避光)，经干燥、粉碎后，用有机溶剂（通常为正己烷）提取，然后挥发除去溶剂，所得提取物即万寿菊油树脂，万寿菊油树脂中包含类胡萝卜素酯。
叶黄素是类胡萝卜素，具有良好的抗氧化性，缓解视疲劳、预防老年性黄斑退化、保护皮肤、增强免疫和减少心血管疾病发病率等方面具有独特的功能。叶黄素具有保健及着色功能。叶黄素的一种制备来源就是从万寿菊花中提取得到。
申请人在研究中发现以下问题：第一，现有的叶黄素提取方法，所得叶黄素纯度低，叶黄素中含有一定比例的玉米黄质；现有的提取方法是直接将万寿菊油树脂进行皂化得到的叶黄素，叶黄素中会含有较多的玉米黄质，玉米黄质的比例在3%~9%，造成叶黄素的纯度不足及玉米黄质的浪费；玉米黄质是叶黄素的同分异构体，需要再加一道分离工序去除玉米黄质，而分离工序的增加又造成叶黄素损失。第二，现有的皂化所得叶黄素中含有较多的、难以去除的盐类杂质，这部分盐类杂志掺杂在叶黄素晶体中，难以去除、又影响纯度。第三，现有方法所得叶黄素收率低，造成原料的浪费和生产成本的提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种纯度高，同时便于规模化生产的由万寿菊油树脂分离纯化叶黄素的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该由万寿菊油树脂分离纯化叶黄素的方法，其特征在于，制备步骤为：
1）将万寿菊油树脂溶解于乙酸乙酯；然后转入到硅胶解析柱内，利用正己烷-乙酸乙酯混合液作为解析液进行解析，解析得到叶黄素酯解析液；
2）将叶黄素酯解析液进行浓缩得到叶黄素酯浸膏；叶黄素酯浸膏中残留挥发物控制在5%~10%质量百分比（简写为%w/w）；
3）将叶黄素酯浸膏与醇、碱液和抗氧化剂在通入二氧化碳的反应釜内进行水解反应，水解反应的温度为50℃~65℃，水解反应的时间为2h~8h，得到叶黄素皂化物；
4）将叶黄素皂化物加入酸调节pH至5~7，加入质量百分比浓度5%~25%的乙醇水溶液，所加乙醇水溶液的质量为叶黄素酯浸膏质量的1~10倍，静置6h~15h后过滤得到粗品叶黄素晶体；
5）粗品叶黄素晶体中加入去离子水润湿，在70℃~80℃用研磨机研磨破碎粗晶体，粗晶体溶解、过滤、干燥后得叶黄素晶体；
步骤1）中所述的正己烷-乙酸乙酯混合液中正己烷与乙酸乙酯的体积比为5~10：1；
步骤1）中所述的万寿菊油树脂与正己烷-乙酸乙酯混合液的质量比为1：2~8。
步骤1）中所述的万寿菊油树脂与乙酸乙酯的质量比（简写为w/w）为1：4~10。
步骤1）中所述的正己烷-乙酸乙酯混合液中正己烷与乙酸乙酯的体积比（简写为V/V）为6~7：1。该体积比能够加快叶黄素的解析速率，扩大单体间分离趋势，所得叶黄素的纯度更高。
步骤1）所述的硅胶型号为60Å型柱层层析硅胶。优选的，硅胶目数为100~600目。
步骤3）中所述的醇为丙二醇、丙三醇或丁醇。优选的醇的水解效果更好，各单体更容易解析分离。
步骤3）中所述的碱液为质量浓度30%~60%的氢氧化钾或/和氢氧化钠水溶液。优选的碱的添加方式下，物料能够更快速的混匀，水解效果更好。
步骤4）中所述的酸为盐酸、磷酸、草酸中的一种或两种以上的组合。
步骤3）中所述的抗氧剂为叔丁基对苯二酚或维生素E。
步骤4）中所述的叶黄素酯浸膏与醇、碱液和抗氧化剂按质量比1：0.1~1：0.3~1：0.001~0.7加入。
步骤5）中所述的粗品叶黄素晶体与所述的去离子水的质量比为1：2~5。优选的润湿效果下研磨效果更好，能有助于高级脂肪酸盐类杂质溶解。
优选的，步骤1）中所述的万寿菊油树脂与乙酸乙酯的质量比为1：6~8。步骤1）中所述的万寿菊油树脂与正己烷-乙酸乙酯混合液的质量比为1：4~6。优选的万寿菊油树脂与乙酸乙酯的质量比下能保证万寿菊油树脂快速的溶解，然后以溶液的形式加入硅胶解析柱后，再按质量比加入正己烷-乙酸乙酯解析液，而特定体积比的正己烷-乙酸乙酯解析液能有助于快速的完成界限明确的解析、有效的将叶黄素与其他类胡萝卜素分离，保证得到的叶黄素酯解析液、玉米黄质酯解析液各自的纯度较高，从而产品的纯度更高。
步骤1）的具体操作为：将万寿菊油树脂溶解于乙酸乙酯；然后转入到硅胶解析柱内，吸附流速1.5~2.5BV/h，温度50℃；吸附完毕，用去离子水冲洗至无色；加入乙酸乙酯-乙醇解析液进行解析，解析流速0.5~1.5BV/h，利用正己烷-乙酸乙酯混合液作为解析液进行解析，解析得到叶黄素酯解析液。
优选的，步骤2）中所述的将叶黄素酯解析液进行浓缩时其中的溶剂进行冷凝回收，返回步骤1）再次按体积比配制后使用，能降低生产成本。
步骤5）的研磨步骤有助于促进粗晶体中的高级脂肪酸盐溶解，然后过滤除去溶解与水中的高级脂肪酸盐，从而提高叶黄素的纯度。优选的研磨条件为：70℃~80℃研磨10~20分钟。步骤5）中所述的研磨所用设备为研磨机；优选的，研磨机为胶体磨、高剪切破碎机或棒硝式研磨机。步骤5）所述过滤采用金属棒微孔过滤器过滤。步骤5）中所述的研磨机为胶体磨、高剪切破碎机或棒硝式研磨机。
与现有技术相比，本发明的一种由万寿菊油树脂分离纯化叶黄素的方法所具有的有益效果是：
1、本方法所得叶黄素纯度高，纯度能达到95%以上，最高能达到96.69%。本方法先对万寿菊油树脂内各类胡萝卜素酯进行分离，直接由硅胶将万寿菊油树脂内部的叶黄素酯、玉米黄质酯等成分进行吸附、解析分离步骤，分别得叶黄素酯和玉米黄质酯，叶黄素酯进行水解、结晶、纳米研磨、醇洗等步骤，得到高纯度叶黄素。正己烷-乙酸乙酯混合液中正己烷与乙酸乙酯的体积比（简写为V/V）5~10：1，该体积比能够加快玉米黄质和叶黄素的解析速率，扩大单体间分离趋势，所得产品的纯度更高。
2、本方法能除去高级脂肪酸盐类杂质，从而提高叶黄素纯度。申请人在研究中发现，所得叶黄素晶体中掺杂有部分高级脂肪酸盐类杂质，该杂质掺杂在晶体中难以去除；为了解决该问题，申请人设计了步骤5）中对粗晶体进行加去离子水润湿，再进行研磨，从而促进高级脂肪酸盐类杂质溶解，然后经过滤去除。
3、本方法所得叶黄素收率高，能达到77.9~80.5%，便于规模化生产。本方法所得叶黄素中几乎不含有玉米黄质等其它类胡萝卜素，是纯天然产物，同时便于规模化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，其中实施例1为最佳实施方式。
实施例和对比例所用万寿菊油树脂生产厂家:山东天音生物科技有限公司，总叶黄素含量18%，其中叶黄素占比80%，玉米黄质占比15%，其它类胡萝卜素占比5%。
步骤1）硅胶：青岛邦凯高新技术材料有限公司，柱层层析硅胶60Å（工业级）。
实施例1
1）将万寿菊油树脂溶解于乙酸乙酯（万寿菊油树脂：乙酸乙酯w/w，1：7）；然后转入到装填有6公斤400目硅胶的解析柱内，吸附流速2BV/h，温度50℃；吸附完毕，用去离子水冲洗至无色；加入乙酸乙酯-乙醇解析液（V/V，6.5：1）进行解析（万寿菊油树脂：乙酸乙酯-乙醇解析液w/w，1：5），解析流速1.5BV/h，利用正己烷-乙酸乙酯混合液作为解析液进行解析，解析得到叶黄素酯解析液；
2）将叶黄素酯解析液进行减压浓缩并回收溶剂，得到叶黄素酯浸膏；叶黄素酯浸膏中残留挥发物控制在7%w/w；
3）将叶黄素酯浸膏与丙二醇、氢氧化钾水溶液和维生素E在通入二氧化碳的反应釜内进行水解反应，水解反应的温度为60℃，水解反应的时间为2h，氢氧化钾水溶液的质量浓度为50%，叶黄素酯浸膏与丙二醇、氢氧化钾水溶液、维生素E的质量比为1：0.5：0.7：0.1，得到叶黄素皂化物；
4）将叶黄素皂化物加入盐酸调节pH至6.5，加入质量百分比浓度20%的乙醇水溶液，所加乙醇水溶液的质量为叶黄素酯浸膏质量的5倍，静置6h后过滤得到粗品叶黄素晶体；
5）粗品叶黄素晶体中加入去离子水润湿，粗品叶黄素晶体与去离子水的质量比为1：3.5；在75℃用高剪切破碎粗晶体，溶解，然后利用装填有金属钛棒填料的过滤器中过滤，滤饼再用95%乙醇洗涤、真空干燥得到叶黄素晶体。
实施例2
1）将万寿菊油树脂溶解于乙酸乙酯（万寿菊油树脂：乙酸乙酯w/w，1：6）；然后转入到装填有16公斤200目硅胶的解析柱内，吸附流速1.5BV/h，温度50℃；吸附完毕，用去离子水冲洗至无色；加入乙酸乙酯-乙醇解析液（V/V，7：1）进行解析（万寿菊油树脂：乙酸乙酯-乙醇解析液w/w，1：4），解析流速1.5BV/h，利用正己烷-乙酸乙酯混合液作为解析液进行解析，解析得到叶黄素酯解析液；
2）将叶黄素酯解析液进行浓缩并回收溶剂得到叶黄素酯浸膏；叶黄素酯浸膏中残留挥发物控制在8%w/w；
3）将叶黄素酯浸膏与丙三醇、氢氧化钠水溶液和维生素E在通入二氧化碳的反应釜内进行水解反应，水解反应的温度为55℃，水解反应的时间为3h，氢氧化钠水溶液的质量浓度为45%，叶黄素酯浸膏与丙三醇、氢氧化钠水溶液、维生素E的质量比为1：0.7：0.5：0.2，得到叶黄素皂化物；
4）将叶黄素皂化物加入盐酸调节pH至5.5，加入质量百分比浓度25%的乙醇水溶液，所加乙醇水溶液的质量为叶黄素酯浸膏质量的3倍，静置7h后过滤得到粗品叶黄素晶体；
5）粗品叶黄素晶体中加入去离子水润湿，粗品叶黄素晶体与去离子水的质量比为1：2.5；在77℃用胶体磨研磨得到破碎粗晶体，溶解，然后利用装填有金属钛棒填料的过滤器中过滤，滤饼再用95%乙醇洗涤、真空干燥得到叶黄素晶体。
实施例3
1）将万寿菊油树脂溶解于乙酸乙酯（万寿菊油树脂：乙酸乙酯w/w，1：8）；然后转入到装填有60公斤100目硅胶的解析柱内，吸附流速1.5BV/h，温度50℃；吸附完毕，用去离子水冲洗至无色；加入乙酸乙酯-乙醇解析液（V/V，6：1）进行解析（万寿菊油树脂：乙酸乙酯-乙醇解析液w/w，1：6），解析流速0.5BV/h，利用正己烷-乙酸乙酯混合液作为解析液进行解析，解析得到叶黄素酯解析液；
2）将叶黄素酯解析液进行浓缩并回收溶剂得到叶黄素酯浸膏；叶黄素酯浸膏中残留挥发物控制在6% w/w；
3）将叶黄素酯浸膏与丁醇、氢氧化钾水溶液和维生素E在通入二氧化碳的反应釜内进行水解反应，水解反应的温度为50℃~70℃，水解反应的时间为2h~8h，氢氧化钾水溶液的质量浓度为55%，叶黄素酯浸膏与丁醇、氢氧化钾水溶液、维生素E的质量比为1：0.2：0.9：0.03，得到叶黄素皂化物；
4）将叶黄素皂化物加入盐酸调节pH至6.5，加入质量百分比浓度15%的乙醇水溶液，所加乙醇水溶液的质量为叶黄素酯浸膏质量的8倍，静置6.5h后过滤得到粗品叶黄素晶体；
5）粗品叶黄素晶体中加入去离子水润湿，粗品叶黄素晶体与去离子水的质量比为1：2；在73℃用棒硝式研磨机研磨得到破碎粗晶体，溶解，然后利用装填有金属钛棒填料的过滤器中过滤，滤饼再用95%乙醇洗涤、真空干燥得到叶黄素晶体。
实施例4
1）将万寿菊油树脂溶解于乙酸乙酯（万寿菊油树脂：乙酸乙酯w/w，1：4）；然后转入到装填有6公斤200目硅胶的解析柱内，吸附流速2.5BV/h，温度50℃；吸附完毕，用去离子水冲洗至无色；加入乙酸乙酯-乙醇解析液（V/V，10：1）进行解析（万寿菊油树脂：乙酸乙酯-乙醇解析液w/w，1：6），解析流速1BV/h，利用正己烷-乙酸乙酯混合液作为解析液进行解析，解析得到叶黄素酯解析液；
2）将叶黄素酯解析液进行浓缩并回收溶剂得到叶黄素酯浸膏；叶黄素酯浸膏中残留挥发物控制在5% w/w；
3）将叶黄素酯浸膏与丙二醇、氢氧化钾水溶液和维生素E在通入二氧化碳的反应釜内进行水解反应，水解反应的温度为70℃，水解反应的时间为7.5h，氢氧化钾水溶液的质量浓度为30%，叶黄素酯浸膏与丙二醇、氢氧化钾水溶液、维生素E的质量比为1：0.1：1：0.7，得到叶黄素皂化物；
4）将叶黄素皂化物加入磷酸调节pH至5，加入质量百分比浓度5%的乙醇水溶液，所加乙醇水溶液的质量为叶黄素酯浸膏质量的1倍，静置15h后过滤得到粗品叶黄素晶体；
5）粗品叶黄素晶体中加入去离子水润湿，粗品叶黄素晶体与去离子水的质量比为1：5；在70℃用高剪切破碎机破碎粗晶体，溶解，然后利用装填有金属钛棒填料的过滤器中过滤，滤饼再用95%乙醇洗涤、真空干燥得到叶黄素晶体。
实施例5
1）将万寿菊油树脂溶解于乙酸乙酯（万寿菊油树脂：乙酸乙酯w/w，1：10）；然后转入到装填有6公斤600目硅胶的解析柱内，吸附流速1.5BV/h，温度50℃；吸附完毕，用去离子水冲洗至无色；加入乙酸乙酯-乙醇解析液（V/V，5：1）进行解析（万寿菊油树脂：乙酸乙酯-乙醇解析液w/w，1：2），解析流速1BV/h，利用正己烷-乙酸乙酯混合液作为解析液进行解析，解析得到叶黄素酯解析液；
2）将叶黄素酯解析液进行浓缩并回收溶剂得到叶黄素酯浸膏；叶黄素酯浸膏中残留挥发物控制在10% w/w；
3）将叶黄素酯浸膏与丙三醇、氢氧化钠水溶液和叔丁基对苯二酚在通入二氧化碳的反应釜内进行水解反应，水解反应的温度为50℃，水解反应的时间为8h，醇与叶黄素酯浸膏的质量比为0.1~1：1，氢氧化钠水溶液的质量浓度为60%，碱液与叶黄素酯浸膏的质量比为0.3~1：1，叶黄素酯浸膏与醇、氢氧化钠水溶液、叔丁基对苯二酚的质量比为1：1：0.3：0.01，得到叶黄素皂化物；
4）将叶黄素皂化物加入草酸调节pH至7，加入质量百分比浓度10%的乙醇水溶液，所加乙醇水溶液的质量为叶黄素酯浸膏质量的10倍，静置12h后过滤得到粗品叶黄素晶体；
5）粗品叶黄素晶体中加入去离子水润湿，粗品叶黄素晶体与去离子水的质量比为1：2；在80℃用胶体磨破碎粗晶体，溶解，然后利用装填有金属钛棒填料的过滤器中过滤，滤饼再用95%乙醇洗涤、真空干燥得到叶黄素晶体。
对比例1
步骤1）-5）操作同实施例1，区别在于，该对比例步骤1）作为解析液的正己烷-乙酸乙酯混合液中，正己烷与乙酸乙酯的体积比为12：1。该对比例正己烷用量大于与实施例1中正己烷用量。
对比例2
步骤1）-5）操作同实施例1，区别在于，该对比例步骤1）作为解析液的正己烷-乙酸乙酯混合液中，正己烷与乙酸乙酯的体积比为4：1。该对比例正己烷用量小于与实施例1中正己烷用量。
对比例3
步骤1）-5）操作同实施例1，区别在于，解析液成分不同，该对比例步骤1）仅用乙酸乙酯作为解析液进行解析。
对比例4
步骤1）-5）操作同实施例1，区别在于，解析液成分不同，该对比例步骤1）仅用正己烷作为解析液进行解析。
性能测试
紫外可见分光光度计，型号：UV-1900，制造商为岛津仪器（苏州）有限公司。
高效液相色谱仪：型号LC-20AT，制造商为日本岛津制作所。
一、使用紫外可见分光光度计检测所得叶黄素晶体中总类胡萝卜素含量，标准GB26405-2011
二、使用高效液相色谱仪检测叶黄素晶体各成分比例，检测方法GB26405-2011
三、叶黄素收率计算公式：叶黄素收率%=晶体中叶黄素总含量/万寿菊油树脂中叶黄素总含量×100%。
表1实施例1-5的纯度和收率
。
表2对比例1-4的纯度和收率
。
通过表1~2可以看出，实施例1~5所得叶黄素纯度和收率明显高于对比例1~2，证明本发明所用正己烷-乙酸乙酯混合液的配比并非随意选择的。对比例3~4仅用单一成分作为解析液，所得叶黄素纯度和收率明显低于本发明实施例1~5，证明采用正己烷-乙酸乙酯混合液作为解析液，确实能促进叶黄素和其他类胡萝卜素分离，提高叶黄素纯度和收率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种由万寿菊油树脂分离纯化叶黄素的方法，其特征在于，制备步骤为：
1）将万寿菊油树脂溶解于乙酸乙酯；然后转入到硅胶解析柱内，利用正己烷-乙酸乙酯混合液作为解析液进行解析，解析得到叶黄素酯解析液；
2）将叶黄素酯解析液进行浓缩得到叶黄素酯浸膏；叶黄素酯浸膏中残留挥发物控制在5%~10%质量百分比；
3）将叶黄素酯浸膏与醇、碱液和抗氧化剂在通入二氧化碳的反应釜内进行水解反应，水解反应的温度为50℃~65℃，水解反应的时间为2h~8h，得到叶黄素皂化物；
4）将叶黄素皂化物加入酸调节pH至5~7，加入质量百分比浓度5%~25%的乙醇水溶液，所加乙醇水溶液的质量为叶黄素酯浸膏质量的1~10倍，静置6h~15h后过滤得到粗品叶黄素晶体；
5）粗品叶黄素晶体中加入去离子水润湿，在70℃~80℃用研磨机研磨破碎粗晶体，粗晶体溶解、过滤、干燥后得叶黄素晶体；
步骤1）中所述的正己烷-乙酸乙酯混合液中正己烷与乙酸乙酯的体积比为5~10：1；
步骤1）中所述的万寿菊油树脂与正己烷-乙酸乙酯混合液的质量比为1：2~8。
2.根据权利要求1所述的一种由万寿菊油树脂分离纯化叶黄素的方法，其特征在于：步骤1）中所述的万寿菊油树脂与乙酸乙酯的质量比为1：4~10。
3.根据权利要求1所述的一种由万寿菊油树脂分离纯化叶黄素的方法，其特征在于：步骤1）中所述的正己烷-乙酸乙酯混合液中正己烷与乙酸乙酯的体积比为6~7：1。
4.根据权利要求1所述的一种由万寿菊油树脂分离纯化叶黄素的方法，其特征在于：步骤1）所述的硅胶型号为60Å型柱层层析硅胶。
5.根据权利要求1所述的一种由万寿菊油树脂分离纯化叶黄素的方法，其特征在于：步骤3）中所述的醇为丙二醇、丙三醇或丁醇。
6.根据权利要求1所述的一种由万寿菊油树脂分离纯化叶黄素的方法，其特征在于：步骤3）中所述的碱液为质量浓度30%~60%的氢氧化钾或/和氢氧化钠水溶液。
7.根据权利要求1所述的一种由万寿菊油树脂分离纯化叶黄素的方法，其特征在于：步骤4）中所述的酸为盐酸、磷酸、草酸中的一种或两种以上的组合。
8.根据权利要求1所述的一种由万寿菊油树脂分离纯化叶黄素的方法，其特征在于：步骤3）中所述的抗氧剂为叔丁基对苯二酚或维生素E。
9.根据权利要求1所述的一种由万寿菊油树脂分离纯化叶黄素的方法，其特征在于：步骤4）中所述的叶黄素酯浸膏与醇、碱液和抗氧化剂按质量比1：0.1~1：0.3~1：0.001~0.7加入。
10.根据权利要求1所述的一种由万寿菊油树脂分离纯化叶黄素的方法，其特征在于：步骤5）中所述的粗品叶黄素晶体与所述的去离子水的质量比为1：2~5。
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Denomination of invention: A method for separating and purifying lutein from marigold oil resin Granted publication date: 20210713 Pledgee: Bank of Beijing Co.,Ltd. Jinan Branch Pledgor: SHANDONG TIANYIN BIOTECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2024980029986 |
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