CN112645860A - 叶黄素制备虾青素的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及虾青素制备技术领域，尤其涉及叶黄素制备虾青素的方法，包括以下步骤：S1、称取100～500g叶黄素，置于高压反应釜中，加入50～120mL的1,2‑丙二醇和10～15mL的乳化剂，搅拌混合均匀，随后，向反应釜中加入10～50g的反应催化剂和10～40g的相转移催化剂，于100℃～120℃下反应50～70小时，得玉米黄素；S2、各称取40～60g的虎杖和决明，将其研磨成粉，加入浓度为60%～90%的乙醇溶剂100mL，对其回流提取过滤，得白藜芦醇。本发明不仅能够提高虾青素对紫外线的吸收效果，而且还能有效地提高虾青素的抗氧化能力。

Description

叶黄素制备虾青素的方法
技术领域
本发明涉及虾青素制备技术领域，尤其涉及叶黄素制备虾青素的方法。
背景技术
虾青素是一种酮式类胡萝卜素，化学名为4,4′-二羟基-4,4′-二酮基-β,β′-胡萝卜素，其为红色固体粉末，具脂溶性，不溶于水，可溶于有机溶剂。它广泛存在于生物界中，特别是水生动物如虾、蟹、鱼和鸟类的羽毛中，起显色的作用。
虾青素是一种断链抗氧化剂。具有极强的抗氧化能力，可以清除二氧化氮、硫化物、二硫化物等，也可降低脂质过氧化作用，有效的抑制自由基引起的脂质过氧化作用。但是虾青素本身稳定性不高，易氧化、见光易分解，而且紫外光对连续照射后，虾青素就会被破坏，并且铁离子和亚铁离子对虾青素也会存在一定的破坏影响。
因此，我们提出了叶黄素制备虾青素的方法用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的叶黄素制备虾青素的方法。
叶黄素制备虾青素的方法，包括以下步骤：
S1、称取100～500g叶黄素，置于高压反应釜中，加入50～120mL的1,2-丙二醇和10～15mL的乳化剂，搅拌混合均匀，随后，向反应釜中加入10～50g的反应催化剂和10～40g的相转移催化剂，于100℃～120℃下反应50～70小时，得玉米黄素；
S2、各称取40～60g的虎杖和决明，将其研磨成粉，加入浓度为60%～90%的乙醇溶剂100mL，对其回流提取过滤，得白藜芦醇；
S3、各称取25～45g的原儿茶酸和没食子酸，将其混合在一起，并向其中加入15～20g的柠檬酸和10～14g的α-葡庚糖酸钠，加水混匀后并水浴加热，得复合抗氧化剂；
S4、将S1制得的玉米黄素置于反应器中，加入10～20g氯仿，搅拌均匀，冰浴下加入0.15～0.25g氧化剂水溶液，并加入碳酸氢钠溶液调节pH至7～10，随后在氮气保护下，继续反应25～45分钟；
S5、称取0.1～0.5g卤化剂，并用5～10g氯仿溶解，缓慢加入到S4的反应器中，反应5～12小时，经三次水洗去除碱和盐后，得初液；
S6、将S2制得的白藜芦醇和S3中制得的复合抗氧化剂加入到初液中，并向其中添加硅烷偶联剂，混合均匀后，经水浴加热后，过滤即得虾青素。
优选的，所述S1中乳化剂选用吐温-80和Span-80中的任意一种。
优选的，所述S1中反应催化剂选用氢氧化钾，相转移催化剂选用PEG600。
优选的，所述S4中氧化剂选用溴酸钠，S5中卤化剂选用NBS。
优选的，所述S1中搅拌速度为500～600rpm，搅拌时间为20～25分钟。
优选的，所述S4中搅拌速度为500～600rpm，搅拌时间为12～15分钟。
优选的，所述S2中回流提取时间为1～2小时，过滤温度为40～50℃。
优选的，所述S4中水浴温度为50～60℃，水浴时间为10～20分钟。
优选的，所述S6中水浴温度为70～80℃，水浴时间为15～25分钟。
相比于现有技术，本发明的有益效果是：
1、本发明通过对虎杖和决明采用回流提取法进行提取白藜芦醇，并将其添加至制备工艺中，能够有效地提高对紫外线的吸收效果，降低对虾青素的影响。
2、本发明通过将原儿茶酸和没食子酸混合制备成复合抗氧化剂，并在其中添加α-葡庚糖酸钠，可以使其在与金属离子接触后，将该金属离子包合到自身内部，阻止金属离子对虾青素造成影响。
综上所述，本发明不仅能够提高虾青素对紫外线的吸收效果，而且还能有效地提高虾青素的抗氧化能力。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
叶黄素制备虾青素的方法，包括以下步骤：
S1、称取400g叶黄素，置于高压反应釜中，加入75mL的1,2-丙二醇和10mL的乳化剂，以550rpm速率搅拌20分钟，至混合均匀，随后，向反应釜中加入40g的氢氧化钾和20g的PEG600，于100℃下反应50小时，得玉米黄素；
S2、各称取45g的虎杖和决明，将其研磨成粉，加入浓度为75%的乙醇溶剂100mL，对其回流提取2小时，并与45℃下过滤，得白藜芦醇；
S3、各称取40g的原儿茶酸和没食子酸，将其混合在一起，并向其中加入15g的柠檬酸和12g的α-葡庚糖酸钠，加水混匀后于55℃的温度下水浴加热15分钟后，得复合抗氧化剂；
S4、将S1制得的玉米黄素置于反应器中，加入15g氯仿，以550rpm速率搅拌15分钟至搅拌均匀，冰浴下加入0.2g溴酸钠水溶液，并加入碳酸氢钠溶液调节pH至7～10，随后在氮气保护下，继续反应40分钟；
S5、称取0.4g NBS，并用8g氯仿溶解，缓慢加入到S4的反应器中，反应8小时，经三次水洗去除碱和盐后，得初液；
S6、将S2制得的白藜芦醇和S3中制得的复合抗氧化剂加入到初液中，并向其中添加硅烷偶联剂，混合均匀后，于75℃的温度下进行水浴加热20分钟后，过滤即得虾青素。
其中，S1中乳化剂选用吐温-80和Span-80中的任意一种，优选Span-80。
实施例：
S1、称取400g叶黄素，置于高压反应釜中，加入75mL的1,2-丙二醇和10mL的Span-80，以550rpm速率搅拌20分钟，至混合均匀，随后，向反应釜中加入40g的氢氧化钾和20g的PEG600，于100℃下反应50小时，得玉米黄素；
S2、各称取45g的虎杖和决明，将其研磨成粉，加入浓度为75%的乙醇溶剂100mL，对其回流提取2小时，并与45℃下过滤，得白藜芦醇；
S3、各称取40g的原儿茶酸和没食子酸，将其混合在一起，并向其中加入15g的柠檬酸和12g的α-葡庚糖酸钠，加水混匀后于55℃的温度下水浴加热15分钟后，得复合抗氧化剂；
S4、将S1制得的玉米黄素置于反应器中，加入15g氯仿，以550rpm速率搅拌15分钟至搅拌均匀，冰浴下加入0.2g溴酸钠水溶液，并加入碳酸氢钠溶液调节pH至7～10，随后在氮气保护下，继续反应40分钟；
S5、称取0.4g NBS，并用8g氯仿溶解，缓慢加入到S4的反应器中，反应8小时，经三次水洗去除碱和盐后，得初液；
S6、将S2制得的白藜芦醇和S3中制得的复合抗氧化剂加入到初液中，并向其中添加硅烷偶联剂，混合均匀后，于75℃的温度下进行水浴加热20分钟后，过滤即得虾青素。
试验一：对虾青素的紫外线吸收效果的测定
对比例一：
S1、称取400g叶黄素，置于高压反应釜中，加入75mL的1,2-丙二醇和10mL的乳化剂，以550rpm速率搅拌20分钟，至混合均匀，随后，向反应釜中加入40g的氢氧化钾和20g的PEG600，于100℃下反应50小时，得玉米黄素；
S2、各称取40g的原儿茶酸和没食子酸，将其混合在一起，并向其中加入15g的柠檬酸和12g的α-葡庚糖酸钠，加水混匀后于55℃的温度下水浴加热15分钟后，得复合抗氧化剂；
S3、将S1制得的玉米黄素置于反应器中，加入15g氯仿，以550rpm速率搅拌15分钟至搅拌均匀，冰浴下加入0.2g溴酸钠水溶液，并加入碳酸氢钠溶液调节pH至7～10，随后在氮气保护下，继续反应40分钟；
S4、称取0.4g NBS，并用8g氯仿溶解，缓慢加入到S4的反应器中，反应8小时，经三次水洗去除碱和盐后，得初液；
S5、将S2制得的复合抗氧化剂加入到初液中，并向其中添加硅烷偶联剂，混合均匀后，于75℃的温度下进行水浴加热20分钟后，过滤即得虾青素。
各取实施例和对比例一中的虾青素10mL，置于25mL的烧杯中，并将其置于60W的紫外灯正下方，同时将其悬空架放，开启紫外灯，5分钟后在其正下方0.4m处各放置一张指示卡（即紫外线强度照射指示卡），有图案的一面朝上，在持续照射4小时后，每隔一小时观察指示卡色块的颜色，并将其与标准色块比较，读出照射强度，并记录于下表（观察记录5次）：
指示卡原理：指示卡经紫外线照射后，图案正中间的光敏色块由乳白色变成不同 程度的淡紫色
照射强度 4小时 4小时 5小时 6小时 7小时
实施例 15W/cm<sup>2</sup> 15W/cm<sup>2</sup> 15W/cm<sup>2</sup> 15W/cm<sup>2</sup> 17W/cm<sup>2</sup>
对比例一 45W/cm<sup>2</sup> 42W/cm<sup>2</sup> 47W/cm<sup>2</sup> 51W/cm<sup>2</sup> 57W/cm<sup>2</sup>
由上表数据可知，实施例中制得的虾青素在长时间接收紫外线照射后，其对紫外线的吸收能力保持稳定，而对比例一中制得的虾青素在短时间内接收紫外线照射后，其对紫外线也是存在一定的吸收作用，而随着照射时间的延长，其对紫外线的吸收能力逐渐降低，尤其是在照射4小时之后，其对紫外线的吸收效果开始大幅度减弱，由此可见，加入适量的白藜芦醇可以有效地提高该虾青素对紫外线的抵抗吸收效果。
试验二：对虾青素的抗氧化能力测定
对比例二：
S1、称取400g叶黄素，置于高压反应釜中，加入75mL的1,2-丙二醇和10mL的Span-80，以550rpm速率搅拌20分钟，至混合均匀，随后，向反应釜中加入40g的氢氧化钾和20g的PEG600，于100℃下反应50小时，得玉米黄素；
S2、各称取45g的虎杖和决明，将其研磨成粉，加入浓度为75%的乙醇溶剂100mL，对其回流提取2小时，并与45℃下过滤，得白藜芦醇；
S3、将S1制得的玉米黄素置于反应器中，加入15g氯仿，以550rpm速率搅拌15分钟至搅拌均匀，冰浴下加入0.2g溴酸钠水溶液，并加入碳酸氢钠溶液调节pH至7～10，随后在氮气保护下，继续反应40分钟；
S4、称取0.4g NBS，并用8g氯仿溶解，缓慢加入到S4的反应器中，反应8小时，经三次水洗去除碱和盐后，得初液；
S5、将S2制得的白藜芦醇加入到初液中，并向其中添加硅烷偶联剂，混合均匀后，于75℃的温度下进行水浴加热20分钟后，过滤即得虾青素。
参照例：
S1、称取400g叶黄素，置于高压反应釜中，加入75mL的1,2-丙二醇和10mL的Span-80，以550rpm速率搅拌20分钟，至混合均匀，随后，向反应釜中加入40g的氢氧化钾和20g的PEG600，于100℃下反应50小时，得玉米黄素；
S2、各称取45g的虎杖和决明，将其研磨成粉，加入浓度为75%的乙醇溶剂100mL，对其回流提取2小时，并与45℃下过滤，得白藜芦醇；
S3、各称取40g的原儿茶酸和没食子酸，将其混合在一起，并向其中加入15g的柠檬酸，加水混匀后于55℃的温度下水浴加热15分钟后，得复合抗氧化剂；
S4、将S1制得的玉米黄素置于反应器中，加入15g氯仿，以550rpm速率搅拌15分钟至搅拌均匀，冰浴下加入0.2g溴酸钠水溶液，并加入碳酸氢钠溶液调节pH至7～10，随后在氮气保护下，继续反应40分钟；
S5、称取0.4g NBS，并用8g氯仿溶解，缓慢加入到S4的反应器中，反应8小时，经三次水洗去除碱和盐后，得初液；
S6、将S2制得的白藜芦醇和S3中制得的复合抗氧化剂加入到初液中，并向其中添加硅烷偶联剂，混合均匀后，于75℃的温度下进行水浴加热20分钟后，过滤即得虾青素。
取实施例、对比例二和参照例中的虾青素，采用ORAC法测定其抗氧化能力，过程如下：
①磷酸盐缓冲液的制备：量取适量的磷酸，以高纯水稀释得到75mmol/L磷酸溶液，称取8.56g磷酸氢二钾以高纯水500mL溶解，以磷酸溶液调pH至7.4，即得75mmol/L pH为7.4的磷酸盐缓冲液；
②FL溶液的制备：称取FL 40mg，以磷酸盐缓冲液溶解，制成4125mmol/L的FL溶液，记为FL母液A；吸取FL母液A 50μL置50mL的量瓶中，以上述缓冲液定容至刻度，记为FL母液B；实验时，吸取FL母液B 500μL置25mL的量瓶中，以上述缓冲液定容至刻度，即得8×10- 5mmol/L的FL稀释液；
③样品溶液的制备，称取虾青素适量，以甲醇溶解，配制成1mg/mL的母液，再以缓冲液稀释制成100μg/mL的样品溶液；
④吸取FL稀释液100μL于96孔荧光板中，随后加入样品溶液50μL震荡5min，47℃温 育10min后迅速加入AAPH液50μL，启动反应，以激发波长485nm，发射波长545nm进行测定并 记录荧光值，期间每隔2min测定一次荧光值（Fn，单位：μmol TE/g），并记录于下表：
第一次 第二次 第三次 第四次 第五次
实施例 241 244 244 244 244
对比例二 45 45 46 46 47
参照例 89 90 90 91 91
另外设置一组实验，按上述实验方法制备同样的FL稀释液和样品溶液，吸取FL稀释液100μL于96孔荧光板中，随后加入样品溶液50μL和铁离子物质（选取氢氧化亚铁粉末和氯化铁粉末）震荡5min，47℃温育10min后迅速加入AAPH液50μL，启动反应，以激发波长485nm，发射波长545nm进行测定并记录荧光值，期间每隔2min测定一次荧光值（Fn，单位：μmol TE/g），并记录于下表：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
由上述两表数据可知，实施例中制得的虾青素的抗氧化能力最强，其次为参照例中制得的虾青素，最弱的是对比例中制得的虾青素，由此可见，将原儿茶酸和没食子酸复配成混合抗氧化剂，可以起到一定的抗氧化效果，然而，向其中另外添加α-葡庚糖酸钠，可以提高虾青素对铁离子影响的抵抗效果，从而进一步地提高此虾青素的抗氧化能力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.叶黄素制备虾青素的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、称取100～500g叶黄素，置于高压反应釜中，加入50～120mL的1,2-丙二醇和10～15mL的乳化剂，搅拌混合均匀，随后，向反应釜中加入10～50g的反应催化剂和10～40g的相转移催化剂，于100℃～120℃下反应50～70小时，得玉米黄素；
S2、各称取40～60g的虎杖和决明，将其研磨成粉，加入浓度为60%～90%的乙醇溶剂100mL，对其回流提取过滤，得白藜芦醇；
S3、各称取25～45g的原儿茶酸和没食子酸，将其混合在一起，并向其中加入15～20g的柠檬酸和10～14g的α-葡庚糖酸钠，加水混匀后并水浴加热，得复合抗氧化剂；
S4、将S1制得的玉米黄素置于反应器中，加入10～20g氯仿，搅拌均匀，冰浴下加入0.15～0.25g氧化剂水溶液，并加入碳酸氢钠溶液调节pH至7～10，随后在氮气保护下，继续反应25～45分钟；
S5、称取0.1～0.5g卤化剂，并用5～10g氯仿溶解，缓慢加入到S4的反应器中，反应5～12小时，经三次水洗去除碱和盐后，得初液；
S6、将S2制得的白藜芦醇和S3中制得的复合抗氧化剂加入到初液中，并向其中添加硅烷偶联剂，混合均匀后，经水浴加热后，过滤即得虾青素。
2.根据权利要求1所述的叶黄素制备虾青素的方法，其特征在于，所述S1中乳化剂选用吐温-80和Span-80中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的叶黄素制备虾青素的方法，其特征在于，所述S1中反应催化剂选用氢氧化钾，相转移催化剂选用PEG600。
4.根据权利要求1所述的叶黄素制备虾青素的方法，其特征在于，所述S4中氧化剂选用溴酸钠，S5中卤化剂选用NBS。
5.根据权利要求1所述的叶黄素制备虾青素的方法，其特征在于，所述S1中搅拌速度为500～600rpm，搅拌时间为20～25分钟。
6.根据权利要求1所述的叶黄素制备虾青素的方法，其特征在于，所述S4中搅拌速度为500～600rpm，搅拌时间为12～15分钟。
7.根据权利要求1所述的叶黄素制备虾青素的方法，其特征在于，所述S2中回流提取时间为1～2小时，过滤温度为40～50℃。
8.根据权利要求1所述的叶黄素制备虾青素的方法，其特征在于，所述S4中水浴温度为50～60℃，水浴时间为10～20分钟。
9.根据权利要求1所述的叶黄素制备虾青素的方法，其特征在于，所述S6中水浴温度为70～80℃，水浴时间为15～25分钟。
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