CN102796034B - 由万寿菊花颗粒制备晶体叶黄素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种由万寿菊花颗粒制备晶体叶黄素的方法，其在万寿菊花颗粒中加入碱性水溶液，进行皂化；然后加入盐水，搅拌均匀后过滤，得到滤饼；用烷烃类溶剂萃取所述的滤饼，过滤得到去脂滤饼；所述的去脂滤饼用四氢呋喃萃取，得到萃取液；所述的萃取液用水洗涤后重结晶，再分离结晶、干燥，即得得到叶黄素晶体。本方法采用碱性水溶液直接皂化万寿菊颗粒，有利于提高生产效率；皂化后利用盐水将生成的皂类物质除去，避免了传统工艺过程中去除皂类物质时浪费大量晶体叶黄素的现象发生；利用晶体叶黄素在烷烃类溶剂中溶解度很小的特性，避免了常规工艺中纯化晶体叶黄素时带走大量的目标物质，从而有效地提高提取率。

Description

由万寿菊花颗粒制备晶体叶黄素的方法

技术领域

本发明涉及一种叶黄素的制备方法，尤其是一种由万寿菊花颗粒制备晶体叶黄素的方法。

背景技术

叶黄素属于类胡萝卜素类的四萜类化合物，广泛存在于植物的花、叶、果实以及某些藻类生物中，尤其在万寿菊的花瓣中大量存在，其在植物中的存在形式为叶黄素酯，行业内一般采用碱性皂化的方法得到叶黄素。叶黄素为橘红色至橘黄色粉末，有弱的甘草气味，易溶于四氢呋喃、氯仿、环己酮等有机溶剂，在正己烷中溶解度非常小。近年来，有关叶黄素的生物学功能越来越引起人们的关注。叶黄素具有较强的抗氧化作用，可以清除人体内生理代谢过程中产生的有害物质“自由基”，此类“自由基”可造成组织损伤、细胞衰老等病变。

由于叶黄素分子结构复杂，工业合成比较困难，而植物合成的叶黄素，具有天然、无毒害等优点，且提取精制成本较低，易于大规模生产。目前叶黄素树脂的生产己成规模，但所制取的叶黄素大多是油树脂形式，含有较高的杂质成分，比较适合作为动物饲料，但作为着色剂和营养补充剂在人类食品中使用，则缺乏安全性。

中国专利CN101429146A公开了一种由万寿菊花瓣制备得到叶黄素晶体及其生产方法，其采用烷烃作为溶剂提取万寿菊花瓣中叶黄素二酯，提取液经过减压浓缩后再在乙醇、NaOH组成的体系中进行皂化反应，加水得叶黄素粗结晶，晶体粗品用卤代烷烃重结晶，加乙醇高真空蒸馏去除卤代烷烃，过滤，减压干燥后，得到叶黄素晶体。该方法存在耗时长，溶剂消耗量大、成本高等问题。

中国专利CN1436774A公开了一种从万寿菊花制备叶黄素结晶的方法，该方法首先用非极性溶剂于加热条件下从万寿菊花中提取叶黄素酯，然后在搅拌和加热条件下，用碱溶液对叶黄素酯浓溶液进行皂化，再用无离子水稀释皂化反应产物后分离、洗涤、真空干燥；此后将所得叶黄素结晶在缓慢搅拌下于四氢呋喃／无离子水／正己烷或石油醚三组合溶剂中重结晶，再抽滤，洗涤，真空干燥。该方法存在提取得率低、皂化反应时间长、工艺复杂、成本高、溶剂不易回收的特点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、提取率高的由万寿菊花颗粒制备晶体叶黄素的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其在万寿菊花颗粒中加入碱性水溶液，进行皂化；然后加入盐水，搅拌均匀后过滤，得到滤饼；用烷烃类溶剂萃取所述的滤饼，过滤得到去脂滤饼；所述的去脂滤饼用四氢呋喃萃取，得到萃取液；所述的萃取液用水洗涤后重结晶，再分离结晶、干燥，即得得到叶黄素晶体。

本发明所述碱性水溶液的质量百分浓度为40～50%，碱性水溶液与万寿菊颗粒的质量比为3～10:1；所述皂化温度为75～85℃，皂化时间为4～6h。

本发明所述加入盐水后，在75～85℃搅拌均匀。所述的盐水为质量百分浓度为2%～5%的氯化钠水溶液，所述盐水与万寿菊花颗粒的质量比为3～10:1。

本发明所述的烷烃类溶剂在30～40℃萃取滤饼。所述的烷烃类溶剂为正己烷、正戊烷、正庚烷中的一种或几种混合，烷烃类溶剂与滤饼的比为3～6:1（ml/g）。

本发明所述四氢呋喃与去脂残渣的比为4～6:1（ml/g），萃取温度45～60℃。

本发明所述的重结晶为：所述的萃取液用水洗涤后重结晶为：所述的萃取液加入其体积0.5～1倍的去离子水，在35～55℃搅拌均匀后静置分层，保留上层的溶剂层；将上述的溶剂层浓缩、冷藏，使叶黄素晶体析出。所述的溶剂层浓缩至叶黄素重量占总重量的41～44%。所述的冷藏温度为0～10℃，冷藏时间为6～12h；冷藏前降温过程中，控制降温速度为每小时降低5℃，搅拌速度低于6转/分钟。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明采用碱性水溶液直接皂化万寿菊颗粒，皂化过程中不加入有机试剂，避免了传统方法中先从万寿菊颗粒中提取叶黄素油树脂（溶于有机试剂）后再皂化步骤，有利于提高生产效率。本发明皂化后利用盐水将生成的皂类物质除去，因皂化过程中没有使用有机试剂，此时的晶体叶黄素还保存在植物体中，避免了传统工艺过程中去除皂类物质时浪费大量晶体叶黄素的现象发生。本发明利用晶体叶黄素在烷烃类溶剂中溶解度很小的特性，在提取叶黄素之前将原料滤饼中残留的其他脂溶性物质去除从而起到纯化的作用，与常规工艺相比，避免了常规工艺中纯化晶体叶黄素时带走大量的目标物质，从而有效地提高提取率。本发明采用四氢呋喃提取叶黄素，与常规工艺利用去离子水稀释获得晶体的方式相比，具有更高的得率；将提取液浓缩至一定程度后结晶，采用一步即可得到高纯度晶体叶黄素，与常规工艺纯化晶体步骤相比更简单。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：由万寿菊花颗粒制备晶体叶黄素的方法的工艺步骤如下所述。

称取50g总类胡萝卜素含量1.83wt%的万寿菊颗粒，向其中加入150g、40wt%的氢氧化钾水溶液，80℃保温搅拌，皂化反应进行5小时。皂化完成后向其中加入300g、2wt%的氯化钠水溶液，加热至80℃搅拌均匀后过滤，得到滤饼。向滤饼中加入正己烷溶剂在40℃条件下萃取其中的脂溶性成分，每克滤饼加入正己烷溶剂5ml，过滤得到去脂滤饼。向去脂滤饼中加入四氢呋喃溶剂，50℃条件下萃取2遍，每克去脂滤饼共加入四氢呋喃溶剂5ml，得到含有叶黄素的四氢呋喃萃取液；向萃取液中加入其体积0.75倍的去离子水，在35℃搅拌均匀后静置分层，收集上层四氢呋喃层；然后浓缩四氢呋喃溶剂层至叶黄素重量占总重的42%，在温度为5℃的条件下静置10小时，冷藏前降温过程中，控制降温速度为每小时降低5℃，搅拌速度低于6转/分钟，过滤得到叶黄素晶体；将叶黄素晶体真空干燥，得到0.84克晶体叶黄素。经HPLC检测，所得的晶体叶黄素中总类胡萝卜素含量达到88.2wt%，全反式叶黄素纯度为80.88%，产品得率为80.97%。

实施例2：由万寿菊花颗粒制备晶体叶黄素的方法的工艺步骤如下所述。

称取50g总类胡萝卜素含量1.94wt%的万寿菊颗粒，向其中加入300g、45wt%的氢氧化钾的水溶液，85℃保温搅拌，皂化反应进行4.5小时。皂化完成后向其中加入350g、5wt%的氯化钠溶液，加热至80℃搅拌均匀后过滤，得到滤饼。向滤饼中加入正戊烷溶剂在35℃条件下萃取其中的脂溶性成分，每克滤饼加入正戊烷溶剂4ml，过滤得到去脂滤饼。向去脂滤饼中加入的四氢呋喃溶剂，55℃条件下萃取2遍，每克去脂滤饼共加入四氢呋喃溶剂4ml，得到含有叶黄素的四氢呋喃萃取液；向萃取液中加入其1倍体积的去离子水，在45℃搅拌均匀后静置分层，收集上层四氢呋喃层；然后浓缩四氢呋喃溶剂层至叶黄素重量占总重量的44%，在温度为8℃的条件下静置12小时，冷藏前降温过程中，控制降温速度为每小时降低5℃，搅拌速度低于6转/分钟，过滤得到叶黄素晶体，将晶体真空干燥，得到0.873克晶体叶黄素。经HPLC检测，所得的晶体叶黄素中总类胡萝卜素含量达到90.3wt%，全反式叶黄素纯度为83.07%，产品得率为81.27%。

实施例3：由万寿菊花颗粒制备晶体叶黄素的方法的工艺步骤如下所述。

称取100g总类胡萝卜素含量1.90wt%的万寿菊颗粒，向其中加入800g、50wt%的氢氧化钾水溶液，75℃保温搅拌，皂化反应进行6小时。皂化完成后向其中加入300g、4wt%的氯化钠水溶液，加热至85℃搅拌均匀后过滤，得到滤饼。向滤饼中加入正庚烷溶剂在30℃条件下萃取其中的脂溶性成分，每克滤饼加入正己烷溶剂6ml，过滤得到去脂滤饼。向去脂滤饼中加入四氢呋喃溶剂，60℃条件下萃取，每克去脂滤饼共加入四氢呋喃溶剂6ml，得到含有叶黄素的四氢呋喃萃取液；向萃取液中加入其体积0.5倍的去离子水，在55℃搅拌均匀后静置分层，收集上层四氢呋喃层；然后浓缩四氢呋喃溶剂层至叶黄素重量占总重的43%，在温度为0℃的条件下静置6小时，过滤得到叶黄素晶体；将叶黄素晶体真空干燥，得到1.7克晶体叶黄素。经HPLC检测，所得的晶体叶黄素中总类胡萝卜素含量达到89.7wt%，全反式叶黄素纯度为81.34%，产品得率为80.26%。

实施例4：由万寿菊花颗粒制备晶体叶黄素的方法的工艺步骤如下所述。

称取50g总类胡萝卜素含量1.87wt%的万寿菊颗粒，向其中加入500g、45wt%的氢氧化钠水溶液，77℃保温搅拌，皂化反应进行4小时。皂化完成后向其中加入200g、3wt%的氯化钠水溶液，加热至75℃搅拌均匀后过滤，得到滤饼。向滤饼中加入正己烷和正戊烷混合溶剂（正己烷和正戊烷的体积比为1:1）在32℃条件下萃取其中的脂溶性成分，每克滤饼加入混合溶剂3ml，过滤得到去脂滤饼。向去脂滤饼中加入四氢呋喃溶剂，45℃条件下萃取2遍，每克去脂滤饼共加入四氢呋喃溶剂4.5ml，得到含有叶黄素的四氢呋喃萃取液；向萃取液中加入其体积0.8倍的去离子水，在40℃搅拌均匀后静置分层，收集上层四氢呋喃层；然后浓缩四氢呋喃溶剂层至叶黄素重量占总重的41%，在温度为10℃的条件下静置8小时，过滤得到叶黄素晶体；将叶黄素晶体真空干燥，得到0.86克晶体叶黄素。经HPLC检测，所得的晶体叶黄素中总类胡萝卜素含量达到88.9wt%，全反式叶黄素纯度为82.48%，产品得率为81.77%。

实施例5：由万寿菊花颗粒制备晶体叶黄素的方法的工艺步骤如下所述。

称取50g总类胡萝卜素含量1.92wt%的万寿菊颗粒，向其中加入250g、45wt%的氢氧化钠水溶液，82℃保温搅拌，皂化反应进行5.5小时。皂化完成后向其中加入500g、3.5wt%的氯化钠水溶液，加热至80℃搅拌均匀后过滤，得到滤饼。向滤饼中加入正己烷和正庚烷混合溶剂在38℃条件下萃取其中的脂溶性成分，每克滤饼加入混合溶剂4.5ml，过滤得到去脂滤饼。向去脂滤饼中加入四氢呋喃溶剂，50℃条件下萃取，每克去脂滤饼共加入四氢呋喃溶剂5.5ml，得到含有叶黄素的四氢呋喃萃取液；向萃取液中加入其体积0.6倍的去离子水，在50℃搅拌均匀后静置分层，收集上层四氢呋喃层；然后浓缩四氢呋喃溶剂层至叶黄素重量占总重的42.5%，在温度为3℃的条件下静置9小时，冷藏前降温过程中，控制降温速度为每小时降低5℃，搅拌速度低于6转/分钟，过滤得到叶黄素晶体；将叶黄素晶体真空干燥，得到0.85克晶体叶黄素。经HPLC检测，所得的晶体叶黄素中总类胡萝卜素含量达到90.1wt%，全反式叶黄素纯度为81.03%，产品得率为79.77%。

Claims (8)

1.一种由万寿菊花颗粒制备晶体叶黄素的方法，其特征在于：其在万寿菊花颗粒中加入NaOH水溶液或KOH水溶液，进行皂化；然后加入盐水，搅拌均匀后过滤，得到滤饼；用正己烷、正戊烷或正庚烷萃取所述的滤饼，过滤得到去脂滤饼；所述的去脂滤饼用四氢呋喃萃取，得到萃取液；所述的萃取液用水洗涤后重结晶，再分离结晶、干燥，即得到叶黄素晶体;

 所述的萃取液用水洗涤后重结晶为：所述的萃取液加入其体积0.5～1倍的去离子水，在35～55℃搅拌均匀后静置分层，保留上层的溶剂层；将上述的溶剂层浓缩、冷藏，使叶黄素晶体析出;

所述的溶剂层浓缩至叶黄素重量占总重量的41～44%。

2.根据权利要求１所述的由万寿菊花颗粒制备晶体叶黄素的方法，其特征在于：所述NaOH水溶液或KOH水溶液的质量百分浓度为40～50%，NaOH水溶液或KOH水溶液与万寿菊颗粒的质量比为3～10:1；所述皂化温度为75～85℃，皂化时间为4～6h。

3.根据权利要求１所述的由万寿菊花颗粒制备晶体叶黄素的方法，其特征在于：所述加入盐水后，在75～85℃搅拌均匀。

4.根据权利要求3所述的由万寿菊花颗粒制备晶体叶黄素的方法，其特征在于：所述的盐水为质量百分浓度为2%～5%的氯化钠水溶液，所述盐水与万寿菊花颗粒的质量比为3～10:1。

5.根据权利要求１所述的由万寿菊花颗粒制备晶体叶黄素的方法，其特征在于：所述的正己烷、正戊烷或正庚烷在30～40℃萃取滤饼。

6.根据权利要求5所述的由万寿菊花颗粒制备晶体叶黄素的方法，其特征在于：所述的正己烷、正戊烷或正庚烷为正己烷、正戊烷、正庚烷中的一种或几种混合，正己烷、正戊烷或正庚烷与滤饼的比为3～6:1，按ml/g比计。

7.根据权利要求１所述的由万寿菊花颗粒制备晶体叶黄素的方法，其特征在于：所述四氢呋喃与去脂残渣的比为4～6:1，按ml/g比计，萃取温度45～60℃。

8.根据权利要求1所述的一种由万寿菊花颗粒制备晶体叶黄素的方法，其特征在于：所述的冷藏温度为0～10℃，冷藏时间为6～12h；冷藏前降温过程中，控制降温速度为每小时降低5℃，搅拌速度低于6转/分钟。