CN113200900A - 从万寿菊油树脂制备叶黄素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从万寿菊油树脂制备叶黄素的方法，包括如下步骤：a.将万寿菊油树脂放入醇液，并向醇液中加入乳化剂，混合均匀后形成混合液x，每1ml的醇液放入万寿菊油树脂的质量是1～5g，每1ml的醇液放入乳化剂的量为0.02‑0.05ml；b.向混合液x中匀速的加入浓度为30%～50%碱液进行皂化反应；c.皂化反应结束后，得到皂化物，然后分三次用不同浓度的醇类水溶液洗涤皂化物，最后得到晶体y；d.将得到的晶体y放入超临界二氧化碳设备进行精制，夹带剂为醇类物质，精制后得到晶体z;e.将晶体z低温粉碎，然后放到20～40℃的真空中进行干燥。解决现有技术制备出的叶黄素晶体纯度低、制备过程使用的溶剂有毒害以及制备工艺复杂的问题。
Description
技术领域
本发明涉及叶黄素提取领域，具体涉及一种从万寿菊油树脂制备叶黄素的方法。
背景技术
叶黄素是类胡萝卜素的一种，它不仅可以用于禽类饲料来改善禽类产品的外观色泽和内在品质，还可以用于食品着色，最关键还可以预防老年性眼球视网膜黄斑退化引起的视力下降与白内障。1995年，美国FDA已经批准叶黄素作为食品补充剂用于食品饮料，而我国卫生部于2007年发布的“食品添加剂新品种及食品用香料名单”也明确的规定叶黄素作为着色剂和营养补充剂可以应用于食品中。
叶黄素在羽衣甘蓝和菠菜等绿色叶菜以及万寿菊等花卉中均具有很高含量，因此万寿菊是提取叶黄素的主要原料。现在国内外也存在一些制备和提取叶黄素晶体的方法，如美国KEMIN公司的一种从植物中分离提取叶黄素晶体的方法，是使用丙二醇溶解叶黄素油膏，并在较高温度下，加入碱液进行皂化，加水过滤结晶，洗涤干燥结晶，最后得到叶黄素晶体，由于此方法使用沸点较高的丙二醇作为溶剂，因此溶剂回收较为困难，并且产品纯度只能达到70%左右。还有一种方法重结晶使用的是有毒的二氯甲烷/甲醇组合体系，并且皂化时有机溶剂用量大，叶黄素分离难度大，产品含量低，不利于产品在食品和药品中的应用，因此用现有技术制备叶黄素晶体存在制备出的叶黄素晶体纯度低、制备过程工艺复杂和制备过程中使用的溶剂有毒害等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从万寿菊油树脂制备叶黄素的方法，解决现有技术制备出的叶黄素晶体纯度低、制备过程使用的溶剂有毒害以及制备工艺复杂的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种从万寿菊油树脂制备叶黄素的方法，包括如下步骤：a.将万寿菊油树脂放入醇液，并向醇液中加入乳化剂，混合均匀后形成混合液x，每1ml的醇液放入万寿菊油树脂的质量是1～5g，每1ml的醇液放入乳化剂的量为0.02-0.05ml；b.向混合液x中匀速的加入浓度为30%～50%碱液进行皂化反应；c.皂化反应结束后，得到皂化物，然后分三次用不同浓度的醇类水溶液洗涤皂化物，最后得到晶体y；d.将得到的晶体y放入超临界二氧化碳设备进行精制，夹带剂为醇类物质，精制后得到晶体z;e.将晶体z低温粉碎，然后放到20～40℃的真空中进行干燥。
步骤a中的醇液是指浓度在90%以上的醇类水溶液和液态醇中的任意一种，如果醇液选择的是浓度在90%以上的醇类水溶液，则浓度越高越好，因为浓度越高万寿菊油树脂与醇液混合的越充分，能为提高皂化反应程度做好铺垫，每1ml的醇液放入万寿菊油树脂的质量是1～5g，这里控制醇液的量少于万寿菊油树脂的量，主要考虑的因素是让皂化反应快速反应完，醇液的作用有两个，第一是提高万寿菊油树脂的流动性，第二个是作为介质，让碱液和万寿菊油树脂充分反应，从而得到叶黄素，如果醇液添加量过多或过少，都会阻碍皂化反应的进行，步骤b中向混合液x中加入碱液进行皂化反应，用薄层色谱法来检测皂化反应是否结束，加入碱液能将混合液x中的叶黄素酯转化为叶黄素，加入碱液的过程必须匀速、缓慢，因为皂化反应的过程中会释放热量，如果加入的速度过快，会在短时间内释放大量的热量，导致局部温度过高，会对生成的叶黄素造成破坏，而选择浓度为30%～50%的碱液，是因为浓度低了会延长皂化反应的时间，浓度高了又会破坏叶黄素，降低叶黄素收率，步骤c中分三次依次用不同浓度的醇类水溶液洗涤皂化物是为了更彻底的除掉皂化物中的杂质，步骤d中进行的超临界萃取能进一步提高叶黄素的纯度，步骤e中将晶体z低温粉碎后放到20～40℃的真空中进行干燥，能除去晶体z表面残留的溶剂，温度为20～40℃是因为温度低于20℃，残留在晶体y表面的溶剂和水分无法挥发，而如果温度高于40℃，叶黄素有可能被破坏。
作为本发明的进一步优选，上述步骤a中醇液中的醇为C1-C4的低级醇，步骤a中将万寿菊油树脂放入醇液混合的过程中，温度保持在45～85℃。选择含1-4个碳的低级醇，主要考虑到C1-C4的低级醇易得，而且环保、低毒。
作为本发明的进一步优选，上述步骤b中加入碱液的量是根据步骤a中加入的万寿菊油树脂的量来决定的，每加入1g万寿菊油树脂，就加入0.2～0.8ml的碱液，所述的碱液为碱金属氢氧化物的水溶液，皂化反应过程中的温度控制在45～85℃，用薄层板检测皂化反应是否结束。
每加入1g的万寿菊油树脂加入0.2～0.8g的碱液，这是根据万寿菊油树脂中叶黄素酯的量来确定碱液添加量的，添加过少，则会延长皂化时间，添加过多，会带来不必要的浪费，选择碱金属氢氧化物是因为碱金属氢氧化物易得，而且价格便宜，将温度控制在45～85℃是因为如果温度低于45℃，皂化反应过程会很慢，而温度高于85℃虽然可以提高皂化反应速度，但是又会破坏叶黄素晶体。
作为本发明的进一步优选，上述步骤c中分三次依次用不同浓度的醇类水溶液洗涤皂化物，第一次洗涤皂化物时用浓度为20%的醇类水溶液，洗涤至流出的醇类水溶液为黄色为止，第二次洗涤皂化物时用浓度为50%的醇类水溶液，洗涤至流出的醇类水溶液为黄色为止，第三次洗涤皂化物时用浓度为85%的醇类水溶液，洗涤至流出的醇类水溶液为黄色为止。
第一次用浓度为20%的醇类水溶液洗涤，可以除去低极性或水溶性的脂肪酸和盐等杂质；第二次用浓度为50%的醇类水溶液洗涤，主要除去中等极性的脂肪酸盐杂质，第三次用浓度为85%的醇类水溶液洗涤，主要是除去大极性的脂肪酸盐等杂质，这样的有梯度的洗涤，可以提高叶黄素的含量，和只用一种浓度的醇类水溶液清洗相比，使用该方法杂质除去的更为彻底，而且低浓度的醇类水溶液不会溶解叶黄素晶体，能提高叶黄素收率。
作为本发明的进一步优选，上述步骤c中醇类水溶液中的醇为C1-C4的低级醇，洗涤时的温度保持在45～85℃。选择含1-4个碳的低级醇，主要考虑到C1-C4的低级醇易得，而且环保、低毒。
作为本发明的进一步优选，上述步骤d中的夹带剂和二氧化碳比例为1:10-1:20。
作为本发明的进一步优选，上述步骤d中精制时的压力控制在20-40Mpa范围内，温度控制在15-45℃范围内，时间控制在1-5小时范围内。
在对晶体y进行精制时如果温度、压力和时间超过了上述范围，那么会影响其纯度，而且在该步骤进行超临界萃取时每萃取1小时就要休息10分钟，也就是需要分阶段进行萃取，最少萃取时长为2小时，最长不超过5小时。
作为本发明的进一步优选，所述步骤e中低温粉碎的温度控制在15-40℃范围内，粉碎后进行筛选时筛网目数控制在60-100目。
作为本发明的进一步优选，上述步骤e中真空干燥的时间为1～3天。干燥时间过短，晶体y表面的溶剂和水分没有除干净，干燥时间过长，则浪费资源。
与现有技术相比，本发明至少能达到以下有益效果中的一项：
1.有效的提高了产品的各项指标，最后得到的叶黄素晶体中反式叶黄素的含量能达到92～95%，叶黄素的收率为85～88%。
2.整个叶黄素晶体的制备过程中只用无毒无害的溶剂，精制过程所需设备简单，成本低，基本上无废气、废水排放，对环境无不利影响。
3. 工艺简单易于操作，能进行大规模的工业化生产。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
具体实施例1：
一种从万寿菊油树脂制备叶黄素的方法，包括如下步骤：a.将万寿菊油树脂放入醇液，并向醇液中加入乳化剂，混合均匀后形成混合液x，每1ml的醇液放入万寿菊油树脂的质量是1～5g，每1ml的醇液放入乳化剂的量为0.02-0.05ml；b.向混合液x中匀速的加入浓度为30%～50%碱液进行皂化反应；c.皂化反应结束后，得到皂化物，然后分三次用不同浓度的醇类水溶液洗涤皂化物，最后得到晶体y；d.将得到的晶体y放入超临界二氧化碳设备进行精制，夹带剂为醇类物质，精制后得到晶体z;e.将晶体z低温粉碎，然后放到20～40℃的真空中进行干燥。
步骤a中的醇液是指浓度在90%以上的醇类水溶液和液态醇中的任意一种，如果醇液选择的是浓度在90%以上的醇类水溶液，则浓度越高越好，因为浓度越高万寿菊油树脂与醇液混合的越充分，能为提高皂化反应程度做好铺垫，每1ml的醇液放入万寿菊油树脂的质量是1～5g，这里控制醇液的量少于万寿菊油树脂的量，主要考虑的因素是让皂化反应快速反应完，醇液的作用有两个，第一是提高万寿菊油树脂的流动性，第二个是作为介质，让碱液和万寿菊油树脂充分反应，从而得到叶黄素，如果醇液添加量过多或过少，都会阻碍皂化反应的进行，步骤b中向混合液x中加入碱液进行皂化反应，用薄层色谱法来检测皂化反应是否结束，加入碱液能将混合液x中的叶黄素酯转化为叶黄素，加入碱液的过程必须匀速、缓慢，因为皂化反应的过程中会释放热量，如果加入的速度过快，会在短时间内释放大量的热量，导致局部温度过高，会对生成的叶黄素造成破坏，而选择浓度为30%～50%的碱液，是因为浓度低了会延长皂化反应的时间，浓度高了又会破坏叶黄素，降低叶黄素收率，步骤c中分三次依次用不同浓度的醇类水溶液洗涤皂化物是为了更彻底的除掉皂化物中的杂质，步骤d中进行的超临界萃取能进一步提高叶黄素的纯度，步骤e中将晶体z低温粉碎后放到20～40℃的真空中进行干燥，能除去晶体z表面残留的溶剂，温度为20～40℃是因为温度低于20℃，残留在晶体y表面的溶剂和水分无法挥发，而如果温度高于40℃，叶黄素有可能被破坏。
具体实施例2：
本实施例是在具体实施例1的基础上对步骤a进行了进一步的说明，上述步骤a中醇液中的醇为C1-C4的低级醇，步骤a中将万寿菊油树脂放入醇液混合的过程中，温度保持在45～85℃。选择含1-4个碳的低级醇，主要考虑到C1-C4的低级醇易得，而且环保、低毒。
具体实施例3：
本实施例是在具体实施例1的基础上对步骤b中的碱液进行了进一步的说明，上述步骤b中加入碱液的量是根据步骤a中加入的万寿菊油树脂的量来决定的，每加入1g万寿菊油树脂，就加入0.2～0.8ml的碱液，所述的碱液为碱金属氢氧化物的水溶液，皂化反应过程中的温度控制在45～85℃，用薄层板检测皂化反应是否结束。
每加入1g的万寿菊油树脂加入0.2～0.8g的碱液，这是根据万寿菊油树脂中叶黄素酯的量来确定碱液添加量的，添加过少，则会延长皂化时间，添加过多，会带来不必要的浪费，选择碱金属氢氧化物是因为碱金属氢氧化物易得，而且价格便宜，将温度控制在45～85℃是因为如果温度低于45℃，皂化反应过程会很慢，而温度高于85℃虽然可以提高皂化反应速度，但是又会破坏叶黄素晶体。
具体实施例4：
本实施例是在具体实施例1的基础上对步骤c进行了详细的说明，上述步骤c中分三次依次用不同浓度的醇类水溶液洗涤皂化物，第一次洗涤皂化物时用浓度为20%的醇类水溶液，洗涤至流出的醇类水溶液为黄色为止，第二次洗涤皂化物时用浓度为50%的醇类水溶液，洗涤至流出的醇类水溶液为黄色为止，第三次洗涤皂化物时用浓度为85%的醇类水溶液，洗涤至流出的醇类水溶液为黄色为止。
第一次用浓度为20%的醇类水溶液洗涤，可以除去低极性或水溶性的脂肪酸和盐等杂质；第二次用浓度为50%的醇类水溶液洗涤，主要除去中等极性的脂肪酸盐杂质，第三次用浓度为85%的醇类水溶液洗涤，主要是除去大极性的脂肪酸盐等杂质，这样的有梯度的洗涤，可以提高叶黄素的含量，和只用一种浓度的醇类水溶液清洗相比，使用该方法杂质除去的更为彻底，而且低浓度的醇类水溶液不会溶解叶黄素晶体，能提高叶黄素收率。
具体实施例5：
本实施例是在具体实施例1的基础上对步骤c进行了进一步的说明，上述步骤c中醇类水溶液中的醇为C1-C4的低级醇，洗涤时的温度保持在45～85℃。选择含1-4个碳的低级醇，主要考虑到C1-C4的低级醇易得，而且环保、低毒。
具体实施例6：
本实施例是在具体实施例1的基础上对步骤d进行了进一步的说明，上述步骤d中的夹带剂和二氧化碳比例为1:10-1:20。
具体实施例7：
本实施例是在具体实施例6的基础上对步骤e进行了进一步的说明，上述步骤d中精制时的压力控制在20-40Mpa范围内，温度控制在15-45℃范围内，时间控制在1-5小时范围内。
在对晶体y进行精制时如果温度、压力和时间超过了上述范围，那么会影响其纯度，而且在该步骤进行超临界萃取时每萃取1小时就要休息10分钟，也就是需要分阶段进行萃取，最少萃取时长为2小时，最长不超过5小时，现有技术基本都是在皂化反应前直接萃取，是因为如果用皂化反应后得到的晶体，容易对叶黄素晶体造成影响，而每萃取1小时就要休息10分钟就能最大程度降低这种影响。
具体实施例8：
本实施例是在具体实施例1的基础上对步骤e进行了进一步的说明，上述步骤e中低温粉碎的温度控制在15-40℃范围内，粉碎后进行筛选时筛网目数控制在60-100目。
具体实施例9：
本实施例是在具体实施例1的基础上对步骤e的干燥时间进行了进一步的说明，上述步骤e中真空干燥的时间为1～3天。干燥时间过短，晶体y表面的溶剂和水分没有除干净，干燥时间过长，则浪费资源。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
Claims (9)
1.一种从万寿菊油树脂制备叶黄素的方法，其特征在于：包括如下步骤：a.将万寿菊油树脂放入醇液，并向醇液中加入乳化剂，混合均匀后形成混合液x，每1ml的醇液放入万寿菊油树脂的质量是1～5g，每1ml的醇液放入乳化剂的量为0.02-0.05ml；b.向混合液x中匀速的加入浓度为30%～50%碱液进行皂化反应；c.皂化反应结束后，得到皂化物，然后分三次用不同浓度的醇类水溶液洗涤皂化物，最后得到晶体y；d.将得到的晶体y放入超临界二氧化碳设备进行精制，夹带剂为醇类物质，精制后得到晶体z;e.将晶体z低温粉碎，然后放到20～40℃的真空中进行干燥。
2.根据权利要求1所述的从万寿菊油树脂制备叶黄素的方法，其特征在于：所述步骤a中醇液中的醇为C1-C4的低级醇，步骤a中将万寿菊油树脂放入醇液混合的过程中，温度保持在50～85℃。
3.根据权利要求1所述的从万寿菊油树脂制备叶黄素的方法，其特征在于：所述步骤b中加入碱液的量是根据步骤a中加入的万寿菊油树脂的量来决定的，每加入1g万寿菊油树脂，就加入0.2～0.8ml的碱液，所述的碱液为碱金属氢氧化物的水溶液，皂化反应过程中的温度控制在45～85℃，用薄层板检测皂化反应是否结束。
4.根据权利要求1所述的从万寿菊油树脂制备叶黄素的方法，其特征在于：所述步骤c中分三次依次用不同浓度的醇类水溶液洗涤皂化物，第一次洗涤皂化物时用浓度为20%的醇类水溶液，洗涤至流出的醇类水溶液为黄色为止，第二次洗涤皂化物时用浓度为50%的醇类水溶液，洗涤至流出的醇类水溶液为黄色为止，第三次洗涤皂化物时用浓度为85%的醇类水溶液，洗涤至流出的醇类水溶液为黄色为止。
5.根据权利要求1所述的从万寿菊油树脂制备叶黄素的方法，其特征在于：所述步骤c中醇类水溶液中的醇为C1-C4的低级醇，洗涤时的温度保持在45～85℃。
6.根据权利要求1所述的从万寿菊油树脂制备叶黄素的方法，其特征在于：所述步骤d中的夹带剂和二氧化碳比例为1:10-1:20。
7.根据权利要求6所述的从万寿菊油树脂制备叶黄素的方法，其特征在于：所述步骤d中精制时的压力控制在20-40Mpa范围内，温度控制在15-45℃范围内，时间控制在1-5小时范围内。
8.根据权利要求1所述的从万寿菊油树脂制备叶黄素的方法，其特征在于：所述步骤e中低温粉碎的温度控制在15-40℃范围内，粉碎后进行筛选时筛网目数控制在60-100目。
9.根据权利要求1所述的从万寿菊油树脂制备叶黄素的方法，其特征在于：所述步骤e中真空干燥的时间为1～3天。
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| CN102010357A (zh) * | 2010-10-25 | 2011-04-13 | 青岛赛特香料有限公司 | 一种超临界萃取精制叶黄素的方法 |
| CN106588733A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-04-26 | 云南瑞宝生物科技股份有限公司 | 从万寿菊提取物制备叶黄素的方法 |
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