專(zhuān)利名稱(chēng)：葉黃素的分離與純化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種葉黃素的分離與純化方法。
技術(shù)背景葉黃素又名"植物黃體素"，是廣泛存在于蔬菜、花卉、水果以及 某些藻類(lèi)生物中的天然抗氧化劑，具有良好的抵御游離基在人體內(nèi)造 成的細(xì)胞與器官損傷的能力，從而可以防止由于機(jī)體衰老引發(fā)的冠心 病、心血管硬化和腫瘤等疾病。另外，葉黃素是眼睛中僅有的兩種類(lèi) 胡蘿卜素之一，預(yù)防老年性眼球視網(wǎng)膜黃斑區(qū)病變、白內(nèi)障等眼部疾 病是葉黃素的獨(dú)特功能，不僅如此，葉黃素著色能力強(qiáng)，又富有營(yíng)養(yǎng)， 是優(yōu)良的食品著色劑和動(dòng)物飼料添加劑。由于絕大多數(shù)動(dòng)物都不能自 身合成葉黃素，在飼料中添加葉黃素不僅可以給動(dòng)物補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，還可 以提高動(dòng)物肉質(zhì)和蛋的品質(zhì)，所以，葉黃素被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、保健 品、化妝品、食品、動(dòng)物飼料等行業(yè)。在國(guó)際市場(chǎng)上，葉黃素的價(jià)格 與黃金的價(jià)格相當(dāng)，被稱(chēng)為"植物黃金"。游離態(tài)的葉黃素才具有所需的生物活性功能，因此從含有葉黃素 的生物中制備出的葉黃素浸膏需要皂化，生成游離的葉黃素單體。目 前皂化方法主要是化學(xué)試劑法和酯酶解法，采用酯酶解法可以解決傳 統(tǒng)化學(xué)試劑法皂化葉黃素酯殘留化學(xué)物質(zhì)的問(wèn)題，使產(chǎn)品更符合醫(yī) 藥、食品工業(yè)的需要，但酶價(jià)太高，酶解不完全會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量降低 的問(wèn)題，所以生產(chǎn)上一般選用化學(xué)試劑法。皂化生成的游離態(tài)葉黃素純度較低，必須經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的純化處理 才能達(dá)到醫(yī)藥、食品等工業(yè)化應(yīng)用要求。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種成本低，純度高，產(chǎn)品穩(wěn)定的制備葉黃 素單體的方法。本發(fā)明提供的方法是以葉黃素浸膏為原料，以甲醇與異丙醇的混 合體系為溶劑，加入氫氧化鉀，進(jìn)行皂化反應(yīng)生成游離的葉黃素(Lutein)，選用此混合體系為溶劑既可以提高浸膏在體系中的分散 性，又可以增加氫氧化鉀在體系中的溶解度。為確保生成的游離的葉黃素穩(wěn)定存在，加入了維生素C等抗氧化劑為保護(hù)劑(其他保護(hù)劑如 抗壞血酸、3-環(huán)糊精等均可)，而且，要在皂化體系中通入惰性氣體。蒸餾溶劑后得到的物質(zhì)主要是葉黃素類(lèi)(xanthin)、脂肪酸鉀以及過(guò) 量的堿，加水洗滌可以去除體系中的水溶性雜質(zhì)，用二氯甲垸萃取葉 黃素類(lèi)，再用水多次洗滌二氯甲垸層，至濾液為無(wú)色透明且呈中性為 止。在上述體系中，由于脂肪酸鉀具有表面活性，使得部分二氯甲烷 相分散在水相中，為了提高萃取率，可以在每次分出的水相中加入氯 化鈣等金屬鹽(其他金屬鹽類(lèi)化合物如氯化鎂、氯化鋅、氯化銅等均 可)對(duì)脂肪酸鉀進(jìn)行沉淀、過(guò)濾，濾餅主要為脂肪酸鈣和少量葉黃素 類(lèi)物質(zhì)，用二氯甲烷洗滌濾餅，濾液為葉黃素類(lèi)的二氯甲烷溶液，將 濾液與萃取所得二氯甲烷層混合蒸餾，得到葉黃素粗品。加入石油醚 與乙酸乙酯的混合溶劑溶解、過(guò)濾、再用無(wú)水甲醇多次洗滌濾餅，得 到高純度葉黃素晶體。其具體步驟包括(1)將葉黃素浸膏、氫氧化鉀、維生素c、溶劑同時(shí)加入反應(yīng)器中，在3(TC—8(TC下，均勻攪拌，皂化2 — 10h，其中氫氧化鉀與 葉黃素浸膏質(zhì)量比為l:3 — 5，維生素C占葉黃素浸膏的質(zhì)量百分?jǐn)?shù) 為3%—10%，浸膏與溶劑的質(zhì)量與體積比為lg:3 — 12ml;(2)減壓或常壓蒸餾回收溶劑后，加入去離子水稀釋蒸餾所得的濃 縮物，濃縮物與去離子水的質(zhì)量與體積比為lg:4—12ml，在室溫 50。C下攪拌20—40min，按二氯甲烷與水-濃縮物體系的體積比為1:1 一3，加入二氯甲垸萃取葉黃素；(3) 萃取葉黃素后形成二氯甲垸層和水層，將二氯甲烷層和水層分離得到二氯甲垸層，用水洗滌二氯甲垸層，洗滌至水相呈無(wú)色和中性 得到不含水溶性雜質(zhì)的二氯甲烷層和水相。在每次所得的水相中加入氯化鈣以分離脂肪酸皂，將分離所得的脂肪酸鈣皂層合并且過(guò)濾，用 二氯甲烷洗滌濾餅，將濾液并入不含水溶性雜質(zhì)的二氯甲烷層，進(jìn)行 減壓或常壓蒸餾，回收溶劑，得到葉黃素粗品，其中氯化鈣的加入量 與氫氧化鉀的用量相同；(4) 用混合溶劑溶解葉黃素粗品后，減壓或常壓過(guò)濾，再用無(wú)水甲 醇洗滌濾餅至濾液無(wú)色，混合溶劑的體積與粗品的質(zhì)量比為2:1 — 4:1;(5)將濾餅在3(TC—6(TC溫度下，真空干燥5 — 72h，得到高純度 葉黃素晶體。如上所述的溶劑是按甲醇與異丙醇的體積比為2:1 — 1:9組成的 混合物。如上所述的混合溶劑是按石油醚與乙酸乙酯的體積比為4:1 —7:3 組成的混合物。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下1. 產(chǎn)品純度高，穩(wěn)定性好，色澤純正。2. 工藝簡(jiǎn)單，操作方便。3. 溶劑回收，可以重復(fù)利用，減少溶劑污染。4. 收率高，成本低。 具體實(shí)施實(shí)例實(shí)施例1稱(chēng)量葉黃素浸膏10g、異丙醇108ml、甲醇12ml，加入皂化裝置 中，稱(chēng)取3.4g氫氧化鉀、維生素Clg加入混合體系中，充分?jǐn)嚢杌?合，在8(TC下皂化2h，皂化體系中通入氮?dú)?其他惰性氣體均可)， 在45。C下減壓蒸餾，回收溶劑可用于再次皂化。在得到的濃縮物中 加入100ml水，室溫下攪拌40min，轉(zhuǎn)入分液漏斗，加入110ml 二氯 甲烷萃取葉黃素，形成二氯甲垸層和水層，將二氯甲垸層和水層分離 得到二氯甲烷層，用水洗滌二氯甲烷層，洗滌至水相呈無(wú)色和中性得 到不含水溶性雜質(zhì)的二氯甲烷層和水相。在每次所得的水相中加入氯 化鈣以分離脂肪酸皂，將分離所得的脂肪酸鈣皂層合并且過(guò)濾，用二 氯甲垸洗滌濾餅，將濾液并入不含水溶性雜質(zhì)的二氯甲烷層，進(jìn)行減 壓蒸餾，回收溶劑，得到葉黃素粗品，其中加入氯化鈣3.4g。在葉 黃素粗品中加入由乙酸乙酯4ml與石油醚16ml組成的混合溶劑，室 溫下攪拌30min，常壓過(guò)濾，再用無(wú)水甲醇洗滌濾餅至濾液無(wú)色。得 到葉黃素晶體。在6(TC下真空干燥5h得到葉黃素晶體0.5731g，經(jīng) 高效液相色譜法分析，全反式葉黃素含量為91. 43%。、稱(chēng)量葉黃素浸膏20g、異丙醇20ml、甲醇40ml，加入皂化裝置中， 稱(chēng)取4g氫氧化鉀、維生素C 0.7g加入混合體系中，充分?jǐn)嚢杌旌希?(TC下皂化10h，皂化體系中通入氮?dú)?，常壓下蒸餾，回收溶劑可用于再次皂化。在得到的濃縮物中加入80ml水，室溫下攪拌 20min，轉(zhuǎn)入分液漏斗，加入二氯甲烷240ml萃取葉黃素，形成二氯 甲垸層和水層，將二氯甲烷層和水層分離得到二氯甲垸層，用水洗滌 二氯甲垸層，洗滌至水相呈無(wú)色和中性得到不含水溶性雜質(zhì)的二氯甲 垸層和水相。在每次所得的水相中加入氯化鈣以分離脂肪酸皂，將分 離所得的脂肪酸鈣皂層合并且過(guò)濾，用二氯甲烷洗滌濾餅，將濾液并 入不含水溶性雜質(zhì)的二氯甲垸層，進(jìn)行常壓蒸餾，回收溶劑，得到葉 黃素粗品，其中加入氯化鈣4g。在葉黃素粗品中加入由乙酸乙酯24ml 與石油醚56ml組成的混合溶劑，室溫下攪拌30min，減壓過(guò)濾，再 用無(wú)水甲醇洗漆濾餅至濾液無(wú)色。得到葉黃素晶體。在3(TC下真空 干燥36h后得到葉黃素晶體1.3015g，經(jīng)高效液相色譜法分析，全反 式葉黃素含量為92.32%。稱(chēng)量葉黃素浸膏15g、異丙醇60ml、甲醇12ml，加入皂化裝置 中，稱(chēng)取4g氫氧化鉀、維生素C0.8g加入混合體系中，充分?jǐn)嚢杌?合，在65。C下皂化4h，皂化體系中通入氮?dú)?，減壓蒸餾。在得到的 濃縮物中加入75ml水，室溫下攪拌30min，轉(zhuǎn)入分液漏斗，加入100ml 二氯甲烷萃取葉黃素，形成二氯甲垸層和水層，將二氯甲烷層和水層 分離得到二氯甲垸層，用水洗滌二氯甲垸層，洗滌至水相呈無(wú)色和中 性得到不含水溶性雜質(zhì)的二氯甲垸層和水相。在每次所得的水相中加 入氯化鈣以分離脂肪酸皂，將分離所得的脂肪酸鈣皂層合并且過(guò)濾， 用二氯甲烷洗滌濾餅，將濾液并入不含水溶性雜質(zhì)的二氯甲垸層，進(jìn) 行減壓蒸餾，回收溶劑，得到葉黃素粗品，其中加入氯化鈣4g。在 葉黃素粗品中加入由6ml乙酸乙酯與石油醚24ml組成的混合溶劑， 室溫下攪拌30min，減壓過(guò)濾，再用無(wú)水甲醇洗滌濾餅至濾液無(wú)色。 得到葉黃素晶體。在5CTC下真空干燥12h得到葉黃素晶體0. 8824g， 經(jīng)高效液相色譜法分析，全反式葉黃素含量為94. 65% 。 實(shí)施例4稱(chēng)量葉黃素浸膏15g、異丙醇60ml、甲醇60ml，加入皂化裝置 中，稱(chēng)取3g氫氧化鉀、維生素C0.5g加入混合體系中，充分?jǐn)嚢杌旌希?(TC下皂化4h，皂化體系中通入氮?dú)猓瑴p壓蒸餾。在得到的濃縮物中加入100ml水，室溫下攪拌30min，轉(zhuǎn)入分液漏斗，加入150ml 二氯甲烷萃取葉黃素，形成二氯甲烷層和水層，將二氯甲烷層和水層 分離得到二氯甲烷層，用水洗滌二氯甲垸層，洗滌至水相呈無(wú)色和中 性得到不含水溶性雜質(zhì)的二氯甲垸層和水相。在每次所得的水相中加 入氯化鈣以分離脂肪酸皂，將分離所得的脂肪酸鈣皂層合并且過(guò)濾， 用二氯甲烷洗滌濾餅，將濾液并入不含水溶性雜質(zhì)的二氯甲烷層，進(jìn) 行減壓蒸餾，回收溶劑，得到葉黃素粗品，其中加入氯化鈣3g。在 葉黃素粗品中加入由乙酸乙酯12ml與石油醚48ml組成的混合溶劑， 室溫下攪拌30min，減壓過(guò)濾，再用無(wú)水甲醇洗滌濾餅至濾液無(wú)色。 得到葉黃素晶體。在6CTC下真空干燥8h得到葉黃素晶體0. 8974g， 經(jīng)高效液相色譜法分析，全反式葉黃素含量為91. 29%。 實(shí)施例5稱(chēng)量葉黃素浸膏50g、異丙醇180ml、甲醇70ml，加入皂化裝置 中，稱(chēng)取12g氫氧化鉀、維生素C 2.5g加入混合體系中，充分?jǐn)嚢?混合，在6(TC下皂化5h，皂化體系中通入氮?dú)猓瑴p壓蒸餾。在得到 的濃縮物中加入160ml水，室溫下攪拌30min，轉(zhuǎn)入分液漏斗，加入 180ml二氯甲烷萃取葉黃素，形成二氯甲垸層和水層，將二氯甲烷層 和水層分離得到二氯甲烷層，用水洗滌二氯甲垸層，洗滌至水相呈無(wú) 色和中性得到不含水溶性雜質(zhì)的二氯甲垸層和水相。在每次所得的水 相中加入氯化鈣以分離脂肪酸皂，將分離所得的脂肪酸鈣皂層合并且 過(guò)濾，用二氯甲垸洗滌濾餅，將濾液并入不含水溶性雜質(zhì)的二氯甲垸 層，進(jìn)行減壓蒸餾，回收溶劑，得到葉黃素粗品，其中加入氯化鈣 12g。在葉黃素粗品中加入由乙酸乙酯30ml與石油醚70ml組成的混 合溶劑，室溫下攪拌30min，減壓過(guò)濾，再用無(wú)水甲醇洗潘濾餅至濾 液無(wú)色。得到葉黃素晶體。在5(TC下真空千燥72h得到葉黃素晶體 3.2986g，經(jīng)高效液相色譜法分析，全反式葉黃素含量為93.47。％。 實(shí)施例6稱(chēng)量葉黃素浸膏30g、異丙醇108ml、甲醇12ml，加入皂化裝置 中，稱(chēng)取8g氫氧化鉀、維生素C1.2g加入混合體系中，充分?jǐn)嚢杌?合，在4(TC下皂化7h，皂化體系中通入氮?dú)?，減壓蒸餾，回收溶劑可用于再次皂化。在得到的濃縮物中加入150ml水，室溫下攪拌30min，轉(zhuǎn)入分液漏斗，加入180ml 二氯甲烷萃取葉黃素，形成二氯 甲烷層和水層，將二氯甲烷層和水層分離得到二氯甲烷層，用水洗滌 二氯甲烷層，洗滌至水相呈無(wú)色和中性得到不含水溶性雜質(zhì)的二氯甲 垸層和水相。在每次所得的水相中加入氯化鈣以分離脂肪酸皂，將分 離所得的脂肪酸鈣皂層合并且過(guò)濾，用二氯甲烷洗滌濾餅，將濾液并 入不含水溶性雜質(zhì)的二氯甲烷層，進(jìn)行減壓蒸餾，回收溶劑，得到葉 黃素粗品，其中加入氯化鈣8g。在葉黃素粗品中加入由乙酸乙酯18ml 與石油醚72ml組成的混合溶劑，室溫下攪袢30min，減壓過(guò)濾，再 用無(wú)水甲醇洗滌濾餅至濾液無(wú)色。得到葉黃素晶體。在6(TC下真空 干燥48h得到葉黃素晶體2.0325g，經(jīng)高效液相色譜法分析，全反式 葉黃素含量為92.63%。 實(shí)施例7稱(chēng)量葉黃素浸膏60g、異丙醇120ml、甲醇60ml，加入皂化裝置 中，稱(chēng)取14g氫氧化鉀、維生素C 6g加入混合體系中，充分?jǐn)嚢杌?合，在70。C下皂化6h，皂化體系中通入氮?dú)?，減壓蒸餾。在得到的 濃縮物中加入250ml水，室溫下攪拌40min，轉(zhuǎn)入分液漏斗，加入280ml 二氯甲烷萃取葉黃素，形成二氯甲烷層和水層，將二氯甲垸層和水層 分離得到二氯甲垸層，用水洗滌二氯甲垸層，洗滌至水相呈無(wú)色和中 性得到不含水溶性雜質(zhì)的二氯甲烷層和水相。在每次所得的水相中加 入氯化鈣以分離脂肪酸皂，將分離所得的脂肪酸鈣皂層合并且過(guò)濾， 用二氯甲烷洗滌濾餅，將濾液并入不含水溶性雜質(zhì)的二氯甲垸層，進(jìn) 行減壓蒸餾，回收溶劑，得到葉黃素粗品，其中加入氯化鈣14g。在 葉黃素粗品中加入由乙酸乙酯24ml與石油醚96ml組成的混合溶劑， 室溫下攪拌30min，減壓過(guò)濾，再用無(wú)水甲醇洗滌濾餅至濾液無(wú)色。 得到葉黃素晶體。在5(TC下真空干燥72h得到葉黃素晶體4. 0131g， 經(jīng)高效液相色譜法分析，全反式葉黃素含量為92. 71%。
權(quán)利要求
1、一種葉黃素的分離與純化方法，其特征在于包括如下步驟(1)將葉黃素浸膏、氫氧化鉀、維生素C、溶劑同時(shí)加入反應(yīng)器中，在30℃-80℃下，均勻攪拌，皂化2-10h，其中氫氧化鉀與葉黃素浸膏質(zhì)量比為1∶3-5，維生素C占葉黃素浸膏的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3％-10％，浸膏與溶劑的質(zhì)量與體積比為1g∶3-12ml；(2)減壓或常壓蒸餾回收溶劑后，加入去離子水稀釋蒸餾所得的濃縮物，濃縮物與去離子水的質(zhì)量與體積比為1g∶4-12ml，在室溫～50℃下攪拌20-40min，按二氯甲烷與水-濃縮物體系的體積比為1∶1-3，加入二氯甲烷萃取葉黃素；(3)萃取葉黃素后形成二氯甲烷層和水層，將二氯甲烷層和水層分離得到二氯甲烷層，用水洗滌二氯甲烷層，洗滌至水相呈無(wú)色和中性得到不含水溶性雜質(zhì)的二氯甲烷層和水相。在每次所得的水相中加入氯化鈣以分離脂肪酸皂，將分離所得的脂肪酸鈣皂層合并且過(guò)濾，用二氯甲烷洗滌濾餅，將濾液并入不含水溶性雜質(zhì)的二氯甲烷層，進(jìn)行減壓或常壓蒸餾，回收溶劑，得到葉黃素粗品，其中氯化鈣的加入量與氫氧化鉀的用量相同；(4)用混合溶劑溶解葉黃素粗品后，減壓或常壓過(guò)濾，再用無(wú)水甲醇洗滌濾餅至濾液無(wú)色，混合溶劑的體積與粗品的質(zhì)量比為2∶1-4∶1；(5)將濾餅在30℃-60℃溫度下，真空干燥5-72h，得到高純度葉黃素晶體。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種葉黃素的分離與純化方法，其特征在于 所述的溶劑是按甲醇與異丙醇的體積比為2:1 — 1:9組成的混合物。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種葉黃素的分離與純化方法，其特征在于 所述的混合溶劑是按石油醚與乙酸乙酯的體積比為4:1一7:3組成的 混合物。
全文摘要
一種葉黃素的分離與純化方法是將葉黃素浸膏在氫氧化鉀的甲醇與異丙醇的溶液中皂化反應(yīng)生成游離的葉黃素，加入維生素C為保護(hù)劑，蒸餾溶劑得到含葉黃素的濃縮物，加水洗滌濃縮物去除其中的水溶性雜質(zhì)，用二氯甲烷萃取葉黃素類(lèi)，再用水洗滌二氯甲烷層，在每次所得的水相中加入氯化鈣以分離脂肪酸皂，將分離所得的脂肪酸鈣皂層合并且過(guò)濾，用二氯甲烷洗滌濾餅，將濾液并入不含水溶性雜質(zhì)的二氯甲烷層，進(jìn)行蒸餾，回收溶劑，得到葉黃素粗品中加入石油醚與乙酸乙酯的混合溶劑溶解、過(guò)濾、再用無(wú)水甲醇洗滌濾餅，得到高純度葉黃素晶體。本發(fā)明具有成本低，純度高，產(chǎn)品穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C07C403/24GK101260071SQ200810054840
公開(kāi)日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月15日
發(fā)明者鵬 宋, 李高峰, 杜志平, 王萬(wàn)緒, 王佩維, 聶永亮 申請(qǐng)人:中國(guó)日用化學(xué)工業(yè)研究院