专利名称：从迷迭香植物中提取抗氧化剂的方法
技术领域：
本发明涉及一种从植物中提取抗氧化剂的方法，特别是从迷迭香(Rosmarinus of ficinalis Linn.)提取抗氧化剂的方法。
抗氧化剂能够阻止和延迟食物，特别是油脂或含油食物的氧化，是食物，特别是油脂或含油食物良好的抗氧化添加剂，可以提高食物，特别是油脂或含油食物的稳定性，延长其储存期。
目前广泛用于食品中的抗氧化添加剂大多是人工合成即化学合成的抗氧化剂。人工合成的抗氧化剂虽能有效的抑制食物的氧化，但有较多的副作用。即使是低活性取代酚在抗氧化过程中也伴随着副反应的发生，例BHA(丁基羟基茴香醚)，BHT(二丁基羟基甲苯)，对人体肺和肝的酶都有不利的影响，高摄入量易引起肺癌及肝肿大，而这种人工合成抗氧化剂在高温油炸时易逸失，起不到应有的抗氧化效果。从二十世纪七十年代开始，不少发达国家先后取消或限制人工合成抗氧化剂使用，而致力于从天然植物中提取天然抗氧化剂研究和应用，在众多的植物中，唇形科植物，尤其是迷迭香植物含有高效抗氧化成份，其有效成份为迷迭香酚(Rosmanol)，鼠尾草酚(carnosol)和迷迭香双醛(Rosmadial)，开发应用前景极佳。
1976年美国3950266号专利公开一种从迷迭香植物中提取抗氧化剂的方法是述迭香植物→粉碎→溶剂提取→蒸去溶剂→不同极性溶剂和活性炭处理—加入食油—真空蒸馏→得到含抗氧化剂的食用油产品。
该方法缺点在于1、迷迭香植物中含有得率为0.19-1.7％的精油，有很高的实用价值，可广泛用于皂类、化妆品、洗涤剂、除臭剂的加香中，而美国3950266号专利提供的方法却没能使其精油被制取，造成了浪费。同时，精油的存在又是抗氧化剂异味的最主要原因，用各种溶剂都不可能排除，因为精油不溶于水，而溶于任何一种溶剂，活性炭只可以吸咐叶绿素色泽。
2、方法中采用真空蒸馏，其目的是利用精油沸点较低，可以在减压情况下较低的温度下分离出去，但真空蒸馏设备复杂，技术要求高，操作难度大，能源消耗也大，且处理温度高(常压下加热温度在400℃以上)不仅成本高，而且抗氧化剂的有效成份在此条件下会受损害，影响其抗氧化效果。
3、所得产品为含抗氧化剂的食用油，而不是纯净抗氧化剂，这意味着，每个食用油加工厂均需要具备实施该方法所必需的设备，尤其是真空蒸馏设备，增加了食用油成本，同时也不利于抗氧化剂应用的广泛推广。
1977年美国4012531号专利提供的制备抗氧化剂的方法是植物原料→粉碎—在通N2气情况下碱液提取(PH8.6)→离心分离(弃渣)→40℃下干燥→研细→产品。
其特点是1、所得产品杂质太多，精油未去除，有气味，由于叶绿素大量存在，加之碱液处理植物，增加了许多碱化纤维素，和其它植物成份碱化后增加色泽，所以色泽不好。
2、有效成份含量低，精油未被提取，造成浪费。
本发明目的在于克服上述从植物中制备抗氧化剂的方法中存在的诸多缺点，提供一种在溶剂提取抗氧化成份之前，先用水蒸汽蒸馏法或超临界二氧化碳萃取的方法把植物中的精油提取出来之后，再提取抗氧化成份的方法。该方法一方面将植物中所含精油提取出来，充分提高了植物原料的利用率，同时也去掉了抗氧化成份的异味杂质，且该方法成本低，易操作。
本发明提供的从含抗氧化成份的迷迭香植物中提取抗氧化剂的制备方法为在用溶剂提取抗氧化成份之前先用水蒸汽蒸馏法或超临界二氧化碳萃取的方法将迷迭香植物中所含的精油提取出来之后，再使用溶剂提取其中的抗氧化成份。
其具体工艺步骤如下1、将含抗氧化成份的迷迭香植物的叶、嫩枝阴干、粉碎，有利于精油被除去和抗氧化成份被提取。
2、将经粉碎的植物原料用水蒸汽蒸馏法或超临界二氧化碳萃取的方法提取出精油，精油含量一般在0.19—1.7％左右，提取的精油可作为香料利用，对抗氧化剂而言，精油的被提取去除了异味，两全其美。
3、将去掉精油的植物原料凉干，干燥后用5-10倍量的低沸点溶剂，沸腾状态下提取。低沸点溶剂是指沸点＜100℃的溶剂，可以是乙醚、丙酮、二氯甲烷、石油醚(30-60℃)、石油醚(60-90℃)、三氯甲烷、乙酸乙酯、不同含水浓度的乙醇、苯、甲醇等。
4、合并提取液，在减压情况下回收溶剂(回收的溶剂备以后提取再使用)浓缩得到浸膏，用热水(70—90℃)洗涤多次，以去除剩余少量异味。
5、经洗涤的浸膏在60℃下烘干、研碎、过筛得到抗氧化剂产品，也可以将经洗涤后的浸膏或浓缩液用喷粉干燥法进一步脱尽溶剂而得到抗氧化剂干粉。
本发明提供的从含抗氧化成份迷迭香植物中提取抗氧化剂的上述方法在第3工艺步骤之后，进行溶剂回收，溶液浓缩成浸膏之前可加入“脱色工艺”即合并溶液提取液，加入提取液量0.5—20％的经活化处理的活性炭，硅藻土或白陶土，在60℃温度下搅拌15—30分钟，趁热过滤或离心分离去除脱色吸咐剂。通过此工艺可使溶液色泽大大降低，达到脱色目的。
另外在提取精油后，根据迷迭香植物所含抗氧化有效成份为酚酸性成份，而酚酸性成份可以用碱性水溶液从脂溶性溶剂中萃取出来的原理，采用下述工艺步骤可以使其制得的抗氧化成份更纯净。即本发明提供的上述方法的第3步，若用非水溶性溶剂，如乙醚、二氯甲烷、三氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯、苯等提取时，第4步以及以后各步应为4、合并提取液，回收1/2—1/3体积的溶剂。
5、用PH8-12的碱性水溶液(NaHCO3、Na2CO3、NaOH或它们的钾盐水溶液)进行3—4次液-液萃取，搅拌或振荡，静置分层，分离两相溶液，每次碱水溶液的用量等于被萃取溶液体体积。
6、分出非水溶液部分回收溶剂，溶剂备下次用，所得膏状物弃去。
7、分出碱水部分，加HCl或H2SO4，酸化至PH3—4。
8、酸化后的溶液用同体积脂性溶剂萃取3—4次。
9、合并脂溶性溶液用1/2体积净水萃取三次以去除少量残存的无机盐类，弃去被脂溶性溶剂萃取过的酸化水液和洗涤水液。
10、洗涤后的脂溶性溶液部分回收溶剂，得到浓液可用喷粉干燥法，得到干粉，即产品，或完全回收溶剂，得到浸膏，在60℃下烘干，研磨成粉，过筛成产品。
上述方法，若第3步是用水溶性溶剂，如丙酮，不同浓度的乙醇、甲醇提取时，其第4步应为合并提取液，全部回收溶剂，浓缩成浸膏后，再用相当原合并溶液体积1/3-1/2的前非水溶性溶剂再溶解浸膏。第5—10步骤同上。
采用上述方法，用500g迷迭香植物蒸取精油后，植物原料风干，粉碎用正己烷、二氯甲烷、乙醇回流提取，得总浸膏113.7g。
浸膏溶解在乙醚中用饱和NaHCO3水溶液萃取得到3.5g弱酸性部分。弱酸性部分用硅胶柱层析分离(2.5cm×50cm层析分离柱)，制品和硅胶比为1∶40，用石油醚∶乙醚(从9∶1到1∶9)的不同比例混合溶液梯度洗涤。9mg。
在石油醚∶乙醚为5∶5时，得到鼠尾草酚(Carnosol)245mg。
在石油醚∶乙醚为4∶6时，得到迷迭香酚(Rosmanol)49mg、经抗氧化试验证明这三个成份为抗氧化有效成份。
其结构鉴定通过熔点测定(mp)，1H-核磁共振(1H-NMR)和质谱(MS)波谱测定，得到以下数据(一)迷迭香双醛的鉴定mp.225.0-226.4℃。分子式为C20H24O51H-NMR(400MH2)δMe4Si(CD3OD)PPN1.26(6H，d)，1.50(6H，S)，1.55-3.31(8H，m)4.12(1H，S)，7.53(1H，S)，9.62(1H，S)，9.73(1H，S)MSm/e(％)344(M，20)，316(11)，287(100)，273(19)，231(19)与文献报导核对，鉴定为迷迭香双醛(Rosmadial)结构式为
(二)鼠尾草酚的鉴定mp.230.2-232.0℃分子式C20H26O41H-NMR(400MH2)δMe4Si(CD3OD)PPM0.88(6H，S)，1.19(6H，q)，1.47(2H，M).
2.08(2H，M)，2.54(2H，M)，2.83(1H，d)3.14(2H，m)，3.32(2H，d)，5.44(1H，M)6.76(1H，S)MS m/e(％)330(M，17)，286(100)，284(20)，271(16)。215(50)。
与文献报导核对，鉴定为鼠尾草酚(Carnosol)结构式为 (三)迷迭香酚的鉴定mp.240.2-242.0℃分子式C20H28O51H-NMR(400MHz)δMe4Si(CD3OD)PPM0.93(6H，S)，1.18(6H，q)，1.32(2H，M)，1.99(2H，M)2.30(1H，S)，3.25(7H，M)，3.50(1H，M)，6.11(1H，S)MS m/e(％)346(M.48)，300(28)，287(23)，284(12)，215(37)，41(100)
与文献报导核对，鉴定为迷迭香酚(Rosmanol)，结构式为 本发明的优点及效果本发明提供的方法在用溶剂提取抗氧化成份之前，先用水蒸汽蒸馏法或超临界二氧化碳萃取法将植物中所含的得率为0.19-1.7％的精油先提取出来后，再使用溶剂提取其中的抗氧化成份。提取的精油可作为香料利用。对抗氧化剂而言，精油被提取，去除了异味，两全其美。该方法去掉已有技术中的真空蒸馏，而简单易行。所用设备简单易操作，适应于工业化生产，还由于所得产品成本低且为纯抗氧化剂，更便于食品工业添加抗氧化剂的广泛应用。
实施例11、取100g经阴干的迷迭香植物叶，嫩枝，粉碎后装入蒸馏瓶中，用水蒸汽馏3-4个小时，水蒸汽冷却后，用油水分离器，收集精油，其精油为黄色油状液体，具有芳香气味，收集脱水，为迷迭香精油产品。
2、将去掉精油的植物原料取出阴干，放入提取器中，第一次加入700ml乙醚(或石油醚，乙酸乙酯，乙醇等溶剂)。在沸腾状态下，回流提取2-3个小时，倾出提取液后，再每次注入500ml乙醚(或石油醚，乙酸乙酯，乙醇等溶剂)回流提取三次。
3、合并提取液，回收乙醚(或石油醚，乙酸乙酯，乙醇等溶剂)，得到浸膏。
4、用100ml热水(70—90℃)洗涤浸膏三次，以进一步排除剩余异味。
5、洗涤后的浸膏在60℃温度下烘干研碎，过筛制得迷迭香抗氧化剂制品。
实施例21、100g经阴干粉碎的迷迭香植物粉末用水蒸汽蒸馏法蒸馏3-4个小时，得到精油产品。
2、蒸后的植物原料取出阴干，第一次加入700ml乙酸乙酯(或其它溶剂)在沸腾状态下，回流提取2-3小时，倾出提取液，再每次加500ml乙酸乙酯重复提取三次。
3、合并提取液，以每2000ml约加入20g活化的活性炭(或硅藻土，白陶土)，于60℃保持15—30分钟。
4、趁热过滤，滤除吸附剂，滤液在减压条件下，于40℃回收乙酸乙酯，备下次使用，得到浸膏在60℃烘干下，研碎过筛，得产品。
实施例31、100g经阴干粉碎的迷迭香植物原料，用超临界二氧化碳萃取的方法，萃取3-4个小时。得到精油产品。
2、萃取后的植物原料取出阴干，由乙醇回流提取3-4次，第一次加700ml乙醇，回流2-3小时后，倾出提取液，以后每次加入500ml乙醇，重复提取3-4次。
3、合并提取液约2000ml，因为乙醇是一种水溶性溶剂，不可能用碱水溶液来萃取抗氧化有效成份，所以要在减压条件下40℃把乙醇全部回收排除，如果提取用的是石油醚等非水溶性溶剂，则不必全部回收排除，只要回收出1/2—2/3的体积即1000ml或1200ml溶剂，使提取液浓度增加，便可加碱水溶液进一步萃取。
4、回收乙醇得到的浸膏，用乙酸乙酯600ml，分几次溶解，(可在50-60℃水浴中加热)或用石油醚等其它非水溶性溶剂溶解浸膏。
5、用NaHCO3(或Na2CO3.K2CO3，NaOH KOH)配成PH9的水溶液，每次用500ml萃取乙醇乙酯溶液共三次。
6、合并碱水萃取液，用HCl.H2SO4缓慢酸化至PH3-4。
7、用乙酸乙酯萃取己酸化的碱溶液三次，每次500ml。
8、合并乙酸乙酯萃取液，用净水萃取三次，以洗去可能存在乙酸乙酯中的无机盐类，并弃去水洗涤液。
9、回收乙酸乙酯，成浓液，在喷粉机上的成粉状，全部排除乙酸乙酯得到产品。
权利要求
1.一种从迷迭香植物中提取抗氧化剂的方法，其特征在于用溶剂提取抗氧化成份之前，先用水蒸汽蒸馏或超临界二氧化碳萃取的方法将迷迭香植物中所含的精油提取出来后，再使用溶剂提取其中的抗氧化成份。
2.按权利要求1所述的从迷迭香植物中提取抗氧化剂的制备方法，其特征在于，其具体工艺步骤如下(1)将含抗氧化成份的迷迭香植物的叶、嫩枝阴干，粉碎；(2)将粉碎后的植物原料用水蒸汽蒸馏法或超临界二氧化碳萃取法提取出植物中所含的精油成份；(3)将去掉精油的植物原料凉干，干燥后，用5-10倍量的低沸点溶剂，在沸腾态下提取；(4)合并提取液，在减压情况下回收溶剂(以备再使用)，浓缩得到浸膏，再用热水(70-90℃)洗涤多次，以去除少量剩余异味；(5)经洗涤的浸膏在60℃烘干下、研碎、过筛制得抗氧化剂产品。
3.按权利要求1所述的从迷迭香植物中提取抗氧化剂的方法，其特征在于所述的工艺步骤(3)之后(4)之前，可以增加“脱色处理”工序合并溶剂提取液，加入提取液量0.5-20％的经活化处理的活性炭、硅藻土、或白陶土，在60℃下，搅拌15-30分钟，趁热过滤或离心分离去除所用脱色吸附剂。
4.按权利要求1所述的从迷迭香植物中提取抗氧化剂的方法，其特征在于所述的工艺步骤(3)中的低沸点溶剂是沸点＜100℃的低沸点溶剂，包括乙醚、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、石油醚(30-60℃)、石油醚(60-90℃)、乙酸乙酯，不同含水浓度的乙醇、苯、甲醇等。
5.按权利要求1所述的从迷迭香植物中提取抗氧化剂的制备方法，其特征在于所述的工艺步骤(5)可以是将经洗涤后的浸膏或浓缩液用喷粉干燥法进一步脱尽溶剂而得到抗氧化剂干粉。
6.按权利要求1所述的从迷迭香植物中提取抗氧化剂的方法，其特征在于所述的第(3)步骤若用非水溶性溶剂，如用乙醚、二氯甲烷、三氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯、苯等提取时，第(4)步以及以后的各步应为(4)合并提取液，回收1/2-1/3体积的溶剂；(5)用PH8-12的碱水溶液(NaHCO3、Na2CO3、NaOH或它们的钾盐水溶液)，进行3-4次液-液萃取，搅拌或振荡，静置分层，每次碱水溶液的用量和被萃取的溶液等体积；(6)分出非水溶性溶液部分，回收溶剂(以备以后再用)，所得膏状物弃去；(7)分出碱水部分，加HCl或H2SO4酸化至PH3-4；(8)酸化后的溶液用同体积脂溶性溶剂萃取3-4次；(9)合并脂溶性溶液，用1/2体积净水萃取三次，以去除少量残存的无机盐类，弃去被脂溶性溶剂萃取过的酸化水液和洗涤水液；(10)回收洗涤后的脂溶性溶液部分，得到浓液，用喷粉干燥法得到抗氧化剂干粉，或完全回收溶剂得到浸膏，在60℃下烘干、研磨成粉，过筛得到抗氧剂产品。
7.按权利要求6所述的从迷迭香植物中提取抗氧化剂的方法，其特征在于所述的第(3)步若是用水溶性溶剂，如用丙酮、不同的浓度的乙醇、甲醇等提取时，第(4)步以及以后各步应为(4)合并提取液，全部回收溶剂，浓缩成浸膏后，再加入原合并液体积1/3—1/2的前非水溶性溶剂溶解其浸膏；第(5)-(10)步同权利要求5中的第(5)-(10)。
全文摘要
本发明涉及从迷迭香植物中提取抗氧化剂的方法，特征是在用溶剂提取抗氧化成分之前，先用水蒸汽蒸馏或超临界二氧化碳萃取法将植物中所含的精油提取出来后，再使用溶剂提取其中的抗氧化成分，提取的精油可用于香料工业，对抗氧化剂而言，精油被提取，去除了异味，两全其美，植物原料得以充分利用，该方法去掉已有技术中的真空蒸馏，而简单易行，设备简化易操作，适用于工业化生产，还由于所得产品成本低且为纯抗氧化剂，更便于食品工业添加抗氧化剂的广泛应用。
文档编号C09K15/34GK1144835SQ9510883
公开日1997年3月12日 申请日期1995年9月5日 优先权日1995年9月5日
发明者王文中, 文光裕, 商力坚, 白红彤, 何伟, 孙金洲, 孙尚贤, 费砚良 申请人:中国科学院植物研究所