CN101323607A - 高含量混合生育酚的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从低生育酚含量的原料中提取高含量混合生育酚的方法。现有方法中，有的使用到的溶剂量太大，有的对设备的要求过高，有的则收率偏低，不适于工业化生产。本发明先将脂肪酸油脱臭馏出物进行酯化醇解，冷冻结晶析出植物甾醇，接着通过短程蒸馏回收滤液中的脂肪酸酯后，得生育酚浓缩液，所述的生育酚浓缩液上硅胶层析柱分离，用三种极性不同的有机溶剂进行洗脱，分别得到脂肪酸酯、高含量混合生育酚和植物甾醇粗品。本发明对原料的要求低，易于大规模工业化生产，得到的混合生育酚含量高，且还可以得到高质量的脂肪酸甲酯和植物甾醇。

Description

高含量混合生育酚的制备方法

技术领域

本发明涉及生育酚的制备，具体地说是一种从低生育酚含量的原料中提取高含量混合生育酚的工业化方法。

背景技术

天然维生素E(Vitamin E)，是最重要的脂溶性维生素，它只能在植物体内合成，是人类和动物非常重要的膳食补充剂，有时也用作药物。天然维生素E根据其侧键基团上双键的有无可分为生育酚和生育三烯酚，生育酚一般存在于普通植物油脂中(如大豆油、葵花籽油、玉米胚芽油和菜籽油等)，生育三烯酚则在谷物种子(如燕麦、大麦、黑麦和米糠)中含量较高，在棕榈油中其含量最高。生育酚和生育三烯酚都是一种混合物，其内含有α、β、γ、δ四种活性异构体。由于植物油中天然维生素E的含量仅为0.04-0.1％，以此为原料直接提取生育酚尚无工业应用价值。

维生素E是脂溶性的，其在油料取油过程中它随油一起被提取出来。脱臭是油脂精炼过程中一道重要的工序，它是利用水蒸气蒸馏的原理，在高温、高真空状态下进行的汽提过程。脱臭的主要目的是脱除油脂中影响油品质量的臭味组分，以生产风味清淡的高品质油，馏出物是脱臭工序的副产品。维生素E是低分子组分，在脱臭过程中会随脱臭馏出物一块被蒸馏出来而得到浓缩。因此，富含维生素E的植物油脱臭馏出物一直是提取维生素E的重要原料而倍受关注。

脱臭馏出物中生育酚的含量可达8％，除了生育酚外，脱臭馏出物中还含有游离脂肪酸、中性油、植物甾醇、色素及其它杂质等。为了从脱臭馏出物中分离出维生素E，有各种各样的方法，如溶剂萃取法、分子蒸馏法、真空蒸馏法、吸附法、离子交换法、超临界萃取法及超临界色谱法等。而20世纪80年代以来，随着生育酚用途的扩展，人们研究生育酚的积极性大为提高，有关从脱臭馏出物中分离高含量生育酚的报道及专利很多，这些方法各有其有利的一方面，但也存在着许多缺陷，有的使用到的溶剂量太大，有的对设备的要求过高，有的则收率偏低，不适于工业化生产。

CN1,401,644A公开了一种通过固定床酯化、吸附分离、冷冻分离、溶剂萃取等步骤得到天然混合生育酚的方法。该方法中操作步骤较为繁琐，使用到多种有机溶剂，而且对原料的要求高，固定床酯化效果也不是太好。

CN1,234,703C公开的方法则为经多次酯化反应去除游离脂肪酸后，再皂化后经两次冷冻结晶去除甾醇，最后经吸附法得到混合生育酚，该方法步骤多，溶剂量大，而且得到的产品收率低。

US3,122,565、US5,487,817和US3,402,182都用到强碱性阴离子交换树脂来提高混合生育酚的含量，但用阴离子交换树脂的一个明显缺点就是：要使用到大量的有机溶剂，有一个酸洗脱和碱再生的过程，树脂的负载量低，使用寿命短，这样就限制了其工业化应用。

US4,550,183和EP0,171,009则考虑用溶剂萃取法精炼混合生育酚，在这种方法中要用到大量的有机溶剂，必然会带来一定的环境污染，而且产品的收率也不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种操作简便、易于工业化生产的从脱臭馏出物中分离出高含量混合生育酚的方法。

为此，本发明采用如下的技术方案：1)将低生育酚含量的脂肪酸油脱臭馏出物与甲醇混合溶解，升温至60-70℃，滴加甲醇钠的甲醇溶液进行酯化醇解反应，滴加完成后反应0.5-1.5小时，使其中的游离脂肪酸变为脂肪酸甲酯，中性油变为脂肪酸甲酯和甘油；2)向1)步得到的反应液中加入去离子水，静置分层，回收水层中甲醇，将油层在-5～-10℃冷冻结晶，分离得到植物甾醇粗结晶，再用短程蒸馏回收滤液中脂肪酸甲酯后，得生育酚浓缩液，其中生育酚的含量约为40％；3)将所述的生育酚浓缩液与非极性有机溶剂混合后上硅胶层析柱分离，分别用上样用的非极性有机溶剂、上样用的非极性有机溶剂与极性相对较强的有机溶剂的混合溶剂、极性相对较强的有机溶剂进行洗脱，收集相应的洗脱液；4)真空回收洗脱液中的有机溶剂，分别得到脂肪酸甲酯、高含量混合生育酚、植物甾醇粗品。本发明对原料中生育酚含量的要求低，得到的混合生育酚含量高，生产过程中同时得到高质量的脂肪酸甲酯和植物甾醇，产品的收率高，易于工业化生产。

生育酚浓缩液上硅胶层析柱分离的具体步骤如下：将上述生育酚与非极性有机溶剂的混合液上层析柱分离，此层析柱内装填层析用硅胶，柱的径高比为1∶3-1∶15之间，硅胶装填完成上样之前，用柱容量1-5倍体积的上样用的非极性有机溶剂平衡，上样用的非极性有机溶剂为正己烷、正庚烷、正辛烷、环己烷、环戊烷、***、石油醚中的任一种。上样量为硅胶介质的0.01-1.5倍，上样量跟选用的洗脱剂及分离物质本身有关。上样后用上样用的非极性有机溶剂继续洗脱，洗脱剂用量为柱容量的1-12倍，收集洗脱液I；再用混合溶剂洗脱，混合溶剂由上样用非极性溶剂和极性相对较强的有机溶剂组成，极性较强的有机溶剂为丁酮、丙酮、异丙醇、异丁醇中的任一种或两种以上的混合液，收集洗脱液II，洗脱剂用量为柱容量的1-12倍；最后用极性相对较强的有机溶剂继续洗脱层析柱，此有机溶剂为丁酮、丙酮、异丙醇、异丁醇中的任一种或两种以上的混合液，收集洗脱液III。

真空浓缩收集洗脱液中的有机溶剂，此有机溶剂可套用，不同阶段的洗脱液得到不同的组分，洗脱液I中主要得到的是脂肪酸甲酯，洗脱液II中主要得到的是高含量混合生育酚，洗脱液III中主要得到的是植物甾醇。将洗脱液III中的有机溶剂蒸发完全后就得植物甾醇，此植物甾醇经无水乙醇简单精制后可到得到类白色结晶，其中植物甾醇含量可达90％以上。

依据本发明的工艺，其中硅胶层析柱的柱载容量高，不需要另外的再生过程，层析介质的套用次数多达五十至百次以上。

所述的高含量混合生育酚的制备方法，混合溶剂中上样用的非极性有机溶剂的质量百分含量为1-65％，根据不同的溶剂来调整两种溶剂的比例，得到不同含量的混合生育酚，产品的纯度依需要可分别达70％-90％或90％以上，最高可达95％以上，旋光度能够达+24°以上，而且产品色泽透明，流动性好，完全能满足食品或药品质量标准。

所述的高含量混合生育酚的制备方法，甲醇钠的用量为脱臭馏出物质量的0.05-0.2倍，甲醇的用量为脱臭馏出物质量的6-10倍。

本发明具有以下有益效果：工艺中用到最低限度的有机溶剂，步骤简单，易于操作；对原料的要求低，原料中生育酚含量只要大于1％，都能应用于生产，得到的混合生育酚含量高，且生产过程中还可以得到高质量的脂肪酸甲酯和植物甾醇，原料得到充分地综合利用；生产过程中有机溶剂能得到有效的回收和套用，减少环境污染的同时大大降低了生产成本。这些都赋与了本发明是一种很经济、易于大规模工业化生产的方法。

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明并不局限于这些实施例。

具体实施方式

实施例1

将脂肪酸油脱臭馏出物3000g(其中生育酚含量为5.30％)与9000ml甲醇在62℃下充分搅拌混合后，滴加37％甲醇钠的甲醇溶液255g，在此温度下反应1.0hr，加入3000ml的去离子水，轻微搅拌后静置20min后分层，去掉下层水层，减压回收其中的甲醇。将上层油相在-6℃下冷冻结晶6hr后抽滤，得粗甾醇滤饼176.7g，此粗甾醇经8倍量的无水乙醇溶解冷冻结晶后得甾醇结晶106.5g，甾醇含量为89.4％；将抽滤粗甾醇滤饼后的母液用短程蒸馏回收脂肪酸甲酯后得生育酚浓缩液413.9g，其中混合生育酚的含量为36.54％。

实施例2

取实施例1中得到的生育酚浓缩液135.0g，与200ml环己烷充分混合溶解，进硅胶层析柱(玻璃柱：3cm＊27cm)分离，柱装好后要用360ml左右的环己烷平衡以赶走其中的气泡，上样后继续用400ml的环己烷洗脱，收集洗脱液I；再用环己烷与丁酮(20∶80，w/w)的混合溶剂洗脱，混合溶剂的用量为600ml，收集洗脱液II；最后用600ml的丁酮洗脱得洗脱液III。

通过减压回收洗脱液I、II、III中的有机溶剂后，分别得到脂肪酸甲酯、混合生育酚、植物甾醇粗品，其中混合生育酚的含量为75.4％，质量为60.4g，而且色泽透明，流动性好；植物甾醇粗品48.5g，经8倍量的无水乙醇冷冻结晶精制后得精品32.1g，植物甾醇含量为92.1％。

实施例3-5

实施例3-5为分别取实施例1中的生育酚浓缩液通过硅胶层析柱分离混合生育酚，其结果及实施例2实验结果见下表1：

表1实施例2-5实验结果

项目	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
					上样量(层析介质的质量倍数)	0.68	0.52	1.00	1.20
上样溶剂	环己烷	石油醚	正庚烷	环戊烷
					洗脱时的混合溶剂及配比	环己烷∶丁酮＝20∶80	石油醚∶异丙醇＝70∶30	正庚烷∶异丁醇＝35∶65	环戊烷∶丙酮＝25∶75
洗脱时的混合溶剂数量(床层体积倍数)	3倍	3倍	4倍	3.5倍
					洗脱甾醇时的有机溶剂种类及数量(床层体积倍数)	丁酮3倍	异丙醇4倍	异丁醇2.5倍	丙酮4.2倍
混合生育酚质量及含量	60.4g(75.4％)	47.7g(96.8％)	49.4g(94.3％)	48.3g(95.3％)
					甾醇精品质量及含量	32.1(92.1％)	36.0(90.5％)	30.4g(93.2％)	34.5g(91.7％)
混合生育酚收率	91.3％	92.6％	93.5％	92.8％

Claims (7)

1、高含量混合生育酚的制备方法，先将脂肪酸油脱臭馏出物进行酯化醇解，冷冻结晶析出植物甾醇，接着通过短程蒸馏回收滤液中的脂肪酸酯后，得生育酚浓缩液，所述的生育酚浓缩液上硅胶层析柱分离，用三种极性不同的有机溶剂进行洗脱，分别得到脂肪酸酯、高含量混合生育酚和植物甾醇粗品。

2、根据权利要求1所述的高含量混合生育酚的制备方法，其具体步骤如下：1)将低生育酚含量的脂肪酸油脱臭馏出物与甲醇混合溶解，滴加甲醇钠的甲醇溶液进行酯化醇解反应；2)向1)步得到的反应液中加入去离子水，静置分层，回收水层中甲醇，将油层冷冻结晶，分离得到植物甾醇粗结晶，再用短程蒸馏回收滤液中脂肪酸甲酯后，得生育酚浓缩液；3)将所述的生育酚浓缩液与非极性有机溶剂混合后上硅胶层析柱分离，分别用上样用的非极性有机溶剂、上样用的非极性有机溶剂与极性相对较强的有机溶剂的混合溶剂、极性相对较强的有机溶剂进行洗脱，收集相应的洗脱液；4)真空回收洗脱液中的有机溶剂，分别得到脂肪酸甲酯、高含量混合生育酚、植物甾醇粗品。

3、根据权利要求2所述的高含量混合生育酚的制备方法，混合溶剂中上样用的非极性有机溶剂的质量百分含量为1-65％，调整混合溶剂中两种溶剂的比例，得到不同含量的混合生育酚。

4、根据权利要求2或3所述的高含量混合生育酚的制备方法，甲醇钠的用量为脱臭馏出物质量的0.05-0.2倍，甲醇的用量为脱臭馏出物质量的6-10倍。

5、根据权利要求2或3所述的高含量混合生育酚的制备方法，上硅胶层析柱分离时，上样量为硅胶介质的0.01-1.5倍。

6、根据权利要求2或3所述的高含量混合生育酚的制备方法，上样用的非极性有机溶剂为正己烷、正庚烷、正辛烷、环己烷、环戊烷、***、石油醚中的任一种。

7、根据权利要求2或3所述的高含量混合生育酚的制备方法，极性相对较强的有机溶剂为丁酮、丙酮、异丙醇、异丁醇中的任一种或两种以上的混合液。