CN105265922A - 一种天然色素组合物 - Google Patents

Abstract

一种叶黄素组合物，其含有包含反式叶黄素和玉米黄素异构体，即玉米黄素和玉米黄素的黄斑色素，来源于含有叶黄素/叶黄素酯、人食用安全、可用于营养保健的植物提取物/油性树脂。该组合物具有至少80％的总叶黄素，该总叶黄素中的反式叶黄素与玉米黄素异构体的比例为约4∶1-6∶1，玉米黄素的异构体的比例为约80-20∶20-80。

Description

一种天然色素组合物

技术领域

本发明涉及含有黄斑色素的叶黄素组合物，其中黄斑色素由反式叶黄素和玉米黄素异构体组成。

背景技术

黄斑位于眼睛内晶状体正后方的视网膜中央。它是一块很微小的黄色区域，由像叶黄素、玉米黄素和玉米黄素这样的叶黄素组成，该叶黄素因此称为黄斑叶黄素。这些色素起抗氧化剂作用，保护视网膜不受氧化降解，并帮助维持视力敏锐，确保清晰地阅读、书写、驾驶及看物。一生当中黄斑会受到缓慢、持续的损害，这可导致老年性黄斑变性和白内障。饮食或补充剂中所含的黄斑叶黄素能帮助维持眼睛健康。叶黄素和玉米黄素可来源于水果和蔬菜，而玉米黄素来自海鲜食品或膳食添加剂，或者来自体内叶黄素的生物转化。各类色素当中，类胡萝卜素是自然界分布最广的色素之一，具有红色、黄色和橙色，有各种功能，例如在地球上的植物内起到捕光和抵御破坏性光氧化的作用。

在人饮食中通常摄入的40-50种类胡萝卜素中，叶黄素和玉米黄素沉积在视网膜黄斑区的量要比沉积在***视网膜上的量高达5倍之多。玉米黄素最先聚集在中央凹区，而叶黄素则富集在凹部周边的区域。

关于叶黄素在细胞水平的位置，据报道称，它与被称作叶黄素结合蛋白的特异性蛋白结合在一起。研究暗示，参与了从血流中吸收叶黄素和玉米黄素以及保持视网膜内叶黄素和玉米黄素稳定的过程。利用飞秒瞬态吸收光谱对叶黄素进行的研究显示，与玉米黄素相比富集玉米黄素更稳定，而叶黄素和玉米黄素的光学物理特性通常都是一样的。有可能内消旋型玉米黄素更适于与XBP配合，其中该蛋白质保护该叶黄素免受自由基的降解。所以，该复合物可能是比游离叶黄素更优的抗氧化物，有助于增强对眼组织的保护，使其不受氧化损害等。

因此，对工业和营养产品配方设计师来说，需要有这样一种有实用价值的叶黄素浓缩剂，它含有从商业化规模的生产工艺中获取的和用那些与市场上已经认可的叶黄素、玉米黄素和玉米黄素制备原料一样的天然原材料生产的所有黄斑叶黄素。所制备的产品中，叶黄素与玉米黄素的比例为5∶1，与常规饮食和血浆中的一样。如此制备的产品还应该采用用于生产适于人食用的膳食补充剂的安全溶剂制造，溶剂残留量最低，叶黄素和玉米异构体的规格应考虑视觉功能和市场需求。

发明内容

本发明提供了一种含有黄斑色素的叶黄素组合物，该黄斑色素由反式叶黄素和玉米黄素异构体组成，其来源于含有叶黄素/叶黄素酯、人食用安全、可用于营养保健的植物提取物/油性树脂，该组合物中至少80％是总叶黄素，该总叶黄素中反式叶黄素与玉米黄素异构体的比例为4∶1-6∶1，玉米黄素的异构体比例为80-20∶20-80。

根据本发明的另一实施例，其提供了一种叶黄素组合物，其中，该组合物含有至少85％的总叶黄素，总叶黄素中反式叶黄素的含量占至少85％，反式叶黄素与玉米黄素异构体的比例为4∶1-6∶1，玉米黄素的异构体比例为80-20∶20-80。

根据本发明的再一实施例，其提供了一种叶黄素组合物，其中，该组合物含有至少85％的总叶黄素，总叶黄素中至少80％是反式叶黄素，至少6％是玉米黄素。

根据本发明的另一实施例，其提供了一种叶黄素组合物，其中，该组合物含有至少85％的反式叶黄素，至少4％-％的玉米黄素。

根据本发明的再一实施例，其提供了一种叶黄素组合物，其中，该组合物含有至少85％的总叶黄素，总叶黄素中至少80％是反式叶黄素，其余15％是玉米黄素异构体。

根据本发明进一步的实施例，其提供了一种含有黄斑色素的叶黄素组合物的制备方法，该黄斑色素由反式叶黄素和玉米黄素异构体，其来源于含有叶黄素/叶黄素酯、人食用安全、可用于营养保健的植物提取物/油性树脂。该方法包括：

(a)将含有叶黄素酯的植物提取物/油性树脂与1-丙醇碱性溶液混合，使其中的叶黄素酯同时发生皂化和部分异构化反应，其中，碱与1-丙醇的重量/体积比为1∶0.5-1∶1，在70-100℃，优选95℃，加热所得物质，1-5小时，得到皂化/异构化浓缩粗品。

(b)将步骤(a)中获得的皂化/异构化浓缩粗品与水按1∶2-1∶3的体积/体积比混合，得到稀释的油性混合物。

(c)用醋酸乙酯对步骤(b)中得到的稀释的油性混合物进行萃取，所用的稀释的油性混合物与醋酸乙酯的体积/体积比为1∶1.5-1∶2，萃取后得到含有叶黄素组合物的萃取液。

(d)将步骤(c)中得到的组合物蒸发，除去醋酸乙酯。

(e)将步骤(d)中所得组合物进行纯化，即先用非极性溶剂再用极性溶剂先后洗涤，然后过滤；

(f)在40-45℃将所得组合物真空干燥48-72小时；

(g)如果需要的话，用传统方法回收步骤(c)中使用的醋酸乙酯，必要的话重复利用；以及(h)将所得组合物在-20℃储存在惰性气氛中。

通过调节步骤(a)中的温度、时间和碱量，步骤(b)和(c)中的比例，可以获得本发明所需的组合物。

应注意，本发明想到使用叶类和绿色蔬菜、玉米、水果和万寿菊作为叶黄素油性树脂来源。但是，考虑到叶黄素与游离型玉米黄素以及大量叶绿素和其它非所需的类胡萝卜素一并存在于大多数水果中，虽然根据本发明，使用叶类和绿色蔬菜、玉米和水果并非不可能，但考虑到上述材料中低浓度的叶黄素(lutein)和玉米黄素而且需要精细的纯化步骤，不经济，所以优选万寿菊作为原材料用于制备本发明的组合物。

具体来说，用己烷萃取法制得的商用食品级万寿菊油性树脂可用作原材料来制备含有反式叶黄素和玉米黄素异构体的叶黄素组合物。万寿菊花(万寿菊种)被认为是最有可能提取反式叶黄素的商业来源，因为它含有作为主要的类胡萝卜素成分的叶黄素单酯和叶黄素二酯。从万寿菊干花碎末中制取的万寿菊提取物/油性树脂含有约20-40％的叶黄素酯，具体含量依培育的品种和提取工艺而定。除叶黄素外，万寿菊还含有5％玉米黄素和痕量α-和β-隐黄素和β-胡萝卜素。

步骤(a)中使用的碱可选自氢氧化钠或氢氧化钾。

步骤(d)中使用的非极性溶剂可以是烃类溶剂，可选自戊烷、己烷和庚烷等，优选为己烷。

步骤(e)中使用的极性溶剂可选自低级脂肪醇。储存制得的组合物所用的惰性气氛可以是持续的惰性的气体，如氮气。

生产工艺的详细说明

本发明中，将含有叶黄素酯的提取物与1-丙醇混合，其中碱已经溶解在1-丙醇中。碱与1-丙醇和植物提取物的比例分别为0.5-10.5-1.0和0.5-1∶1.0。将混合物加热到90℃，维持1-5小时，持续搅拌。利用分光光度分析法确定反应混合物中的总叶黄素，同时对该样品进行HPLC分析，确定反式叶黄素和玉米黄素的百分比含量等。

提取物/油性树脂的皂化反应，导致释放出游离的叶黄素以及脂肪酸的碱式盐。异构化反应将万寿菊中部分叶黄素转化成玉米黄素。采用以下步骤对反应混合物中的叶黄素组合物进行分析：用己烷∶丙酮∶乙醇∶甲苯(10∶7∶6∶7，v/v)萃取，然后加入己烷和10％硫酸钠溶液，对上层进行HPLC分析。

得到想要的异构化程度以及反式叶黄素含量一般约85％的叶黄素组合物后，将反应混合物用水稀释，室温搅拌均匀，得到黄色油层，其中含有游离的叶黄素以及脂肪酸、肥皂和杂质。

将该油层转到分液漏斗内，然后加入醋酸乙酯和萃取叶黄素。用等体积的去离子水洗涤醋酸乙酯层两次。这样就将脂肪酸和肥皂物质转移到水中然后废弃。用减压蒸馏去

除溶剂的方法对醋酸乙酯萃取液进行浓缩，回收醋酸乙酯，得到叶黄素的浓缩粗品。

接下来对该叶黄素的浓缩组合物进行纯化，即室温下用己烷搅动，1小时后过滤。

进一步用乙醇洗涤叶黄素块，所得橙色结晶在室温真空干燥72小时。

经分光光度分析，纯化后的叶黄素产物组合物显示由约80-90重量％的总叶黄素组成，经HPLC分析，该叶黄素类胡萝卜素的组合物由80-85％的反式叶黄素和一般约15-20％的玉米黄素异构体组成。

本发明的组合物含有至少80重量％的叶黄素(lutein)，其来源于含有叶黄素/叶黄素酯的植物提取物/油性树脂，其安全性已得到确认。剩余的组合物由玉米黄素组成，它同叶黄素一起经萃取获得，在上述研究中其安全性与叶黄素一并得到确认。该组合物的其余组分由玉米黄素的异构体组成，它也由叶黄素形成。进一步，制备本发明的组合物的生产工艺在GMP条件下完成。按照ISO22000指南实施该工艺，其食品安全性通过如下所述的HACCP(危害分析和临界控制点)加以监控。

所以，本发明的组合物符合所有安全性要求，可以认为人食用该组合物是安全的。如前面段落所解释的，玉米黄素的(R，S)-异构体存在于黄斑内，由体内酶对叶黄素作用后形成。

因此，人食用由叶黄素、玉米黄素和玉米黄素组成的本发明组合物是安全的。

具体实施方式

实施例1

将含有135.40g/kg叶黄素(经分光光度法确定)的万寿菊油性树脂与溶解在50ml1-丙醇中的50g氢氧化钾混合。加热反应混合物并维持在95℃，2小时。反应期间，取样进行HPLC，分析反式叶黄素和玉米黄素的含量。室温下往反应块中加入500ml蒸馏水搅拌，将反应混合物置于分液漏斗内，用等体积的醋酸乙酯萃取。这个步骤进行5次。收集醋酸乙酯层，用蒸馏水洗涤，除去多余的碱、肥皂物质和其他水溶性杂质。对醋酸乙酯层进行减压蒸馏，得到72.10g皂化后的萃取粗品。

室温下往上述得到的萃取粗品(72g)中加入360ml己烷，搅拌1小时提纯后过滤。得到湿重26.20g的沉淀，再在室温用262ml乙醇洗涤1小时后，过滤。所得橙色结晶在室温真空干燥72小时后，氮气中储存。

该叶黄素组合物的产量为10.40g，其含有93.29重量％的叶黄素(经UV/Vis分光光度法确定)。经HPLC分析，该产物的组合物中含反式叶黄素80.80％和玉米黄素异构体19.2％。手性HPLC分析(SumichiralOA-2000色谱柱；溶剂为正己烷∶氯仿(48∶8))显示含(R，R)-玉米黄素46.3％和(R，S)-玉米黄素53.7％。

实施例2

将含有124.10g/kg叶黄素(经分光光度法确定)的万寿菊油性树脂(50g)与溶解在25ml1-丙醇中的25g氢氧化钾混合。加热反应混合物并维持在95℃，1小时。反应期间，取样进行HPLC，分析反式叶黄素和玉米黄素的含量。室温下加入250ml蒸馏水搅拌反应块，将混合物置于分液漏斗内，用等体积的醋酸乙酯萃取。这个操作进行5次。收集醋酸乙酯层，用蒸馏水洗涤，除去多余的碱、肥皂物质和其他水溶性杂质。对醋酸乙酯层进行减压蒸馏，得到30g皂化的萃取粗品。

室温下往上述得到的萃取粗品(30g)加入150ml己烷，搅拌1小时提纯后过滤。得到9g沉淀，再在室温用90ml乙醇洗涤1小时后，过滤。所得橙色结晶室温真空干燥72小时后，氮气中储存。

该叶黄素组合物的产量为4.30g，其含有82.59重量％的叶黄素(经UV/Vis分光光度法确定)。经HPLC分析，该产物的组合物中含反式叶黄素83.32％和玉米黄素异构体15.32％。

实施例3

将含有160.07g/kg叶黄素(经分光光度法确定)的万寿菊油性树脂(50g)与溶解在25ml1-丙醇中的25g氢氧化钾混合。加热反应混合物并维持在95℃，2小时。反应期间，取样进行HPLC，分析反式叶黄素和玉米黄素的含量。室温下加入250ml蒸馏水搅拌反应块。将混合物置于分液漏斗内，用等体积的醋酸乙酯萃取。这个操作进行5次。收集醋酸乙酯层，用蒸馏水洗涤，除去多余的碱、肥皂物质和其他水溶性杂质。对醋酸乙酯层进行减压蒸馏，得到36g皂化的萃取粗品。

对所得萃取粗品(36.90g)进行纯化，即室温下加入185ml己烷，搅拌1小时后过滤。得到10.33g沉淀，再在室温用103ml乙醇洗涤1小时后，过滤。所得橙色结晶室温真空干燥72小时后，氮气中储存。

该叶黄素组合物的产量为7.02g，其含有85.59重量％的叶黄素(经UV/Vis分光光度法确定)。经HPLC分析，该产物的组合物中含86.50％的反式叶黄素和13.2％的玉米黄素异构体。

Claims (5)

1.一种叶黄素组合物，其含有包含反式叶黄素和玉米黄素异构体，即玉米黄素和玉米黄素的黄斑色素，其来源于含有叶黄素/叶黄素酯、人食用安全、可用于营养保健的植物提取物/油性树脂，该组合物包含至少80％的总叶黄素，该总叶黄素中的反式叶黄素与玉米黄素异构体的比例为约4∶1-6∶1，玉米黄素的异构体的比例为80-20∶20-80。

2.如权利要求1所述的叶黄素组合物，其中所述组合物含有至少85％的总叶黄素，该总叶黄素中的反式叶黄素的含量为至少85％。

3.如权利要求1或2所述的叶黄素组合物，其中所述组合物含有至少85％的总叶黄素，该总叶黄素中至少80％是反式叶黄素、至少6％是玉米黄素，至少6％是玉米黄素。

4.如权利要求1-3之任一项所述的叶黄素组合物，其中所述组合物含有至少85％的反式叶黄素、至少4％的玉米黄素和至少5重量％的玉米黄素。

5.如权利要求1-4之任一项所述的叶黄素组合物，其中所述组合物含有至少85％的总叶黄素，该总叶黄素中至少80％是反式叶黄素，其余15％是玉米黄素异构体，即玉米黄素和玉米黄素。