CN112920101B - 一种纯化分离万寿菊中叶黄素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种纯化分离万寿菊中叶黄素的方法,以皂化后的万寿菊浸膏为原料,使用色谱分离纯化手段,采用使用极性或非极性基团修饰的硅胶填料,用有机溶剂或有机溶剂和水的混合液为洗脱剂,实现对原料中叶黄素的纯化,得到含量>90%的高纯叶黄素。该方法具有溶剂消耗少、稳定性好、载样量大、回收率高,工艺流程简单,操作简便可控等特点,适用于生产化的分离和纯化。
Description
技术领域
本发明属于色素制备与精制技术领域,具体涉及一种用色谱分离手段高效纯化分离万寿菊中叶黄素的方法。
背景技术
叶黄素,别名类胡萝卜素、胡萝卜醇、植物黄体素、核黄体、万寿菊花素及植物叶黄素等,又名“植物黄体素”,是一种亲油性的物质,通常不溶于水。也是一种重要的抗氧化剂。
在自然界中与玉米黄素共同存在。广泛存在于蔬菜、花卉、水果等植物中的天然物质,属于“类胡萝卜类”族物质,已知在自然界中存在着600多种类胡萝卜素,其中只有约20种存在于人的血液和组织中。在人体中发现的类胡萝卜素主要包括α一胡萝卜素,β一胡萝卜类,隐黄素、叶黄素、番茄红素和正未黄素。
医学实验证明植物中所含的天然叶黄素是一种性能优异的抗氧化剂,在食品中加入一定量的叶黄素可预防细胞衰老和机体器官衰老,同时还可预防老年性眼球视网膜黄斑退化引起的视力下降与失明,通过一系列的医学研究,类胡萝卜素已被建议用作癌症预防剂,生命延长剂,溃疡抵制剂,心脏病发作与冠状动脉疾病的抵制剂。同时,叶黄素还可作为饲料添加剂用于家禽肉蛋的着色,同时也已在食品工业中用作着色与营养保健剂。
叶黄素酯可以在人体自然水解为游离态叶黄素,叶黄素属于类胡萝卜素,是构成蔬菜、水果、花卉等植物色素的主要组分,也是人眼视网膜、黄斑区域的主要组成物质,能防止眼睛的生理结构和功能变异;通过大量的实验证实,叶黄素对视网膜色素变性、黄斑病变和白内障有明显的预防和改善效果;叶黄素的血管扩张功能和强抗氧化性能,可以改善眼部微循环,改善眼部营养供应,防止自由基对眼部的氧化损伤。由于叶黄素不能由人体自身合成,只能通过膳食和营养补充剂摄入。
叶黄素主要来源于万寿菊鲜花的深加工,市场上产品规格:5%、10%、20%、30%、50%、60%、80%、90%(市场上认可度最高规格是10%、20%和90%)。国家卫生部公告2008年第12号文件:国家卫生部批准叶黄素酯为新资源食品,可以广泛用于与食品及医药领域,每天用量为小于12mg。
叶黄素无毒安全,具有优异的生理功效,符合食品添加剂“天然”,“营养”,“多功能”的发展方向,与其它有益互补营养元素一起添加剂食品中,可有效的食品营养保健作用,随着提取工艺和食品工业化水平完善的提高,叶黄素在保健食品等领域的前景将越来越广阔。
鉴于以上技术背景及发展前景,提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纯化分离万寿菊中叶黄素的方法,该方法的原理是依靠固定相表面吸附作用,混合物中的组分在固定相中、随着流动相移动的迁移速度不同,从而按一定的次序由固定相中流出,根据色谱图接取目标馏分即可得到含量>90%的产品。
为了实现上述发明目的,本发明采用了以下技术方案:
一种纯化分离万寿菊中叶黄素的方法,采用色谱的分离机理,使用有机溶剂或有机溶剂和水的混合溶液洗脱,收集目标解析液。
皂化后万寿菊浸膏的制备:
1)提取过程:将万寿菊花粉碎,用石油醚提取叶黄素、将提取液进行减压浓缩;
2)皂化过程:选用乙醇/甲醇/异丙醇等有机溶剂中的一种或几种,选用氢氧化钠或氢氧化钾进行皂化反应,温度:50~60℃,时间:1~4h,再用纯化水洗涤去除多余的皂化物质和水溶性杂质,5%乙醇去除脂溶性杂质;
3)干燥过程:真空冷冻干燥,真空度15~50Pa,温度-40℃,干燥时间20~24小时即得皂化后万寿菊浸膏。
皂化后的万寿菊浸膏用有机溶剂溶解,样品浓度为1~80mg/mL,有机溶剂为甲醇,乙醇,乙腈,丙酮,异丙醇,二氯甲烷,正庚烷,正己烷、石油醚、四氢呋喃,乙酸乙酯等常用溶剂中的一种或多种。
色谱分离模式所用的填料为极性或非极性基团修饰的硅胶,其中极性基团为:通过C1~C30正链烷基与硅胶连接氯原子、溴原子、氰基、磺酸基、羟基、二醇基、羧基、氨基、二氨基、酰胺基、苯基极性基团中的一种或多种,每个C1~C30正链烷基连接链上极性基团的个数为1个以上,极性基团的键合量为0.5~8.0μmol/m2;非极性基团为:C1~C30的正链烷烃、芳烃中的一种或多种,非极性基团的键合量为0.5~8.0μmol/m2。以上键合基团的种类和键合数量均可以调控。其粒径为5μm~100μm(优选10μm~60μm),孔径为(优选),形状为不规则形或球形。
所用流动相为有机溶剂或有机溶剂和水溶液混合溶液,其中有机溶剂为甲醇,乙醇,乙腈,丙酮,异丙醇,二氯甲烷,正庚烷,正己烷、石油醚、四氢呋喃,乙酸乙酯等常用溶剂中的一种或多种。
上柱吸附的载样量是上样样品质量与填料质量之比,载样量可达0.1%~20%。
依据检测仪监控峰形曲线收集目标解析液,获得高纯叶黄素产品为含量大于90%。
本发明所述纯化分离万寿菊中叶黄素的纯化方法,具体步骤如下:
1)皂化后万寿菊浸膏的制备:
将万寿菊花粉碎,用石油醚提取叶黄素、将提取液进行减压浓缩,选用乙醇/甲醇/异丙醇等有机溶剂中的一种或几种,选用氢氧化钠或氢氧化钾进行皂化反应,温度:50~60℃,时间:1~4h,再用纯化水洗涤去除多余的皂化物质和水溶性杂质,5%乙醇去除脂溶性杂质,真空冷冻干燥,真空度15~50Pa,温度-40℃,干燥时间20~24小时即得皂化后万寿菊浸膏,称取适量皂化后的万寿菊浸膏样品,用洗脱液配制成浓度为1~80mg/mL的溶液,超声助溶,作为上样溶液;
2)采用柱系统分离,色谱柱内径4.6~1000mm;采用色谱分离纯化体系,所用填料是极性与非极性基团修饰的硅胶。其粒径为5~100μm(优选10~60μm),孔径为(优选比表面积50~800m2/g,形状为不规则形或球形;其中有机溶剂为甲醇,乙醇,乙腈,丙酮,异丙醇,二氯甲烷,正庚烷,正己烷、石油醚、四氢呋喃,乙酸乙酯等常用溶剂中的一种或多种;流速为0.01~1.0倍柱体积/min;上样量为0.1~20%。依据检测谱图的峰形曲线收集目标解析液,该方法可以得到含量>90%的产品。
本发明具有如下优点:
1、高选择性:本发明提出对皂化后的万寿菊浸膏,使用色谱法进行分离纯化,该方法分离选择性好、分离效率高,适合于得到高纯叶黄素产品。
2、载样量大,回收率高,易于实现工业化生产。
3、工艺溶剂消耗量少,流程简单,重复性好,操作简单可控,易实现自动化,过程稳定。
附图说明
图1实施例1叶黄素纯化制备谱图。
图2实施例1叶黄素纯化后产品分析图,液相纯度94.55%,含量大于90%。
具体实施方式
现结合实例,对本发明做进一步说明。实例仅限于说明本发明,本发明不仅限于此。
皂化后万寿菊浸膏的制备:
1)提取过程:将万寿菊花粉碎,用石油醚提取叶黄素、将提取液进行减压浓缩得流浸膏;
2)皂化过程:选用乙醇溶剂和氢氧化钠进行皂化反应,温度:50℃,时间:4h,再用纯化水洗涤去除多余的皂化物质和水溶性杂质,5%乙醇去除脂溶性杂质;
3)干燥过程:真空冷冻干燥,真空度30Pa,温度-40℃,干燥时间24小时即得皂化后万寿菊浸膏。
实施例1
称取皂化后万寿菊浸膏3g,溶于二氯甲烷/丙酮(体积比90/10),配制成浓度15mg/mL的上样液,上样量为填料质量的1%。使用硅胶表面键合了C8连接羟基修饰填料(键合量为3.6μmol/m2)装填的色谱柱(柱规格50×250mm,粒径100μm,孔径填料质量300g)。用二氯甲烷/丙酮(体积比90/10)等度洗脱,流速60mL/min,出目标峰后根据峰形曲线收集叶黄素馏份(16~25min),目标解析液浓缩、干燥得叶黄素。经HPLC检测进行外标定量,成品外标含量94.55%,收率95.6%。
实施例2
称取皂化后万寿菊浸膏3g,溶于乙酸乙酯/丙酮(体积比70/30),配制成浓度15mg/mL的上样液,上样量为填料质量的1%。使用硅胶表面键合了C3连接二醇基修饰填料(键合量为3.2μmol/m2)装填的色谱柱(柱规格50×250mm,粒径100μm,孔径填料质量300g)。用乙酸乙酯/丙酮(体积比70/30)等度洗脱,流速70mL/min,出目标峰后根据峰形曲线收集叶黄素馏份(15~20min),目标解析液浓缩、干燥得叶黄素。经HPLC检测进行外标定量,成品外标含量91.56%,收率94.1%。
实施例3
称取皂化后万寿菊浸膏30g,溶于二氯甲烷/乙醇(体积比85/15),配制成浓度15mg/mL的上样液,上样量为填料质量的10%。使用硅胶表面键合了C30连接羧基修饰填料(键合量为3.9μmol/m2)装填的色谱柱(柱规格50×250mm,粒径100μm,孔径填料质量300g)。用二氯甲烷/乙醇(体积比85/15)等度洗脱,流速70mL/min,出目标峰后根据峰形曲线收集叶黄素馏份(20~50min),目标解析液浓缩、干燥得叶黄素。经HPLC检测进行外标定量,成品外标含量90.47%,收率92.1%。
实施例4
称取皂化后万寿菊浸膏30g,溶于二氯甲烷/乙醇(体积比82/18),配制成浓度15mg/mL的上样液,上样量为填料质量的10%。使用硅胶表面键合了C8连接氯原子修饰填料(键合量为3.0μmol/m2)装填的色谱柱(柱规格50×250mm,粒径100μm,孔径填料质量300g)。用二氯甲烷/乙醇(体积比82/18)等度洗脱,流速70mL/min,出目标峰后根据峰形曲线收集叶黄素馏份(15~40min),目标解析液浓缩、干燥得叶黄素。经HPLC检测进行外标定量,成品外标含量93.82%,收率90.38%。
实施例5
称取皂化后万寿菊浸膏30g,溶于二氯甲烷/丙酮(体积比78/22),配制成浓度15mg/mL的上样液,上样量为填料质量的10%。使用硅胶表面键合了C18连接酰胺基修饰填料(键合量为4.5μmol/m2)装填的色谱柱(柱规格50×250mm,粒径100μm,孔径填料质量300g)。用二氯甲烷/乙醇(体积比78/22)等度洗脱,流速70mL/min,出目标峰后根据峰形曲线收集叶黄素馏份(18~48min),目标解析液浓缩、干燥得叶黄素。经HPLC检测进行外标定量,成品外标含量93.98%,收率96.08%。
对比例1
与实施例1不同之处在于,以非键合基团修饰的硅胶(100~200目)为分离材料,其它条件同实施例1,皂化后万寿菊浸膏经硅胶纯化后叶黄素外标含量73.3%,收率58.3%。
对比例2
与实施例1不同之处在于,以大孔树脂为分离材料,其它条件同实施例1,皂化后万寿菊浸膏经树脂纯化后叶黄素外标含量48.2%,收率65.9%。
Claims (7)
1.一种纯化分离万寿菊中叶黄素的方法,其特征在于:将经过皂化反应的万寿菊浸膏溶解后,应用色谱分离模式,以有机溶剂、或有机溶剂和水的混合体系为流动相洗脱,收集目标解析液,获得叶黄素产品;
所述色谱分离模式所用的填料为极性基团修饰的硅胶,其中极性基团为:通过C1~C30正链烷基与硅胶连接的氯原子、溴原子、氰基、磺酸基、羟基、羧基、氨基、酰胺基中的一种或多种,每个C1~C30正链烷基连接链上极性基团的个数为1个以上,极性基团的键合量为0.5~8.0μmol/m2。
2.按照权利要求1所述一种纯化分离万寿菊中叶黄素的方法,其特征在于:皂化后的万寿菊浸膏用有机溶剂溶解,样品浓度为1~80 mg/mL,有机溶剂为甲醇,乙醇,乙腈,丙酮,异丙醇,二氯甲烷,正庚烷,正己烷,石油醚,四氢呋喃,乙酸乙酯中的一种或多种。
3.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:所用色谱填料粒径为5~100μm,孔径为50~300 Å,形状为不规则形或球形。
4.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:所用流动相为有机溶剂、或有机溶剂和水的混合体系,其中有机溶剂为甲醇,乙醇,乙腈,丙酮,异丙醇,二氯甲烷,正庚烷,正己烷,石油醚,四氢呋喃,乙酸乙酯中的一种或多种。
5.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:流动相流速为0.01~1.0倍柱体积/min。
6.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:上柱吸附的载样量是指上样样品质量与填料质量之比,载样量为0.1%~20%。
7.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:依据色谱图收集目标解析液,获得含量大于90%的叶黄素产品。
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