专利名称：一步和两步法超临界流体萃取胡萝卜素浓缩物、维生素e浓缩物和其它微量成分浓缩物的制作方法
技术领域：
本发明涉及从包括棕榈油和其它植物油在内的天然油和脂肪中一步和两步法超临界流体萃取(在下文被称为“SFE”)胡萝卜素浓缩物、维生素E浓缩物和其它微量成分浓缩物如角鲨烯浓缩物和植物甾醇浓缩物。
背景技术：
胡萝卜素是一种天然色素，在植物和动物中其呈鲜艳的橘红色。胡萝卜素在如口、咽喉、肺和胃部的癌症的预防中起重要的作用。一些胡萝卜素，特别是β-胡萝卜素，已知具有前维生素A的活性。因此胡萝卜素被广泛应用于食品、制药和营养品。
维生素E如生育酚和生育三烯酚类是天然抗氧化剂，可以保护身体组织免于氧化作用的损害，同时还是一种有效的抗肿瘤剂。生育三烯酚类在棕榈油的粗提物中占到维生素E的70％到80％，与生育酚相比其在抑制肿瘤细胞的生长方面具有较高的生理活性。维生素E在红细胞的形成中是重要的。其广泛存在于小麦胚芽、谷物、坚果、种子、橄榄、菠菜、龙须菜和其它绿色叶类植物以及油类植物如棕榈、玉米、向日葵、大豆和棉籽。
棕榈油粗提物富含天然胡萝卜素，浓度为400-800ppm，按照维生素A当量计算，其是胡萝卜的15倍，是番茄的300倍。同时已知其也富含生育三烯酚类。因此棕榈油是一种萃取胡萝卜素和维生素E的很好的天然来源。
在从棕榈油中萃取胡萝卜素方面已经申请了一些专利，包括美国专利No.5,157,132和No.6,072,092，欧洲专利No.0,349,138和英国专利No.2,160,874。其中一些工艺在萃取过程中的一些步骤应用了吸附剂。然而，这些工艺步骤繁琐并且在萃取的一些步骤中使用了对于回收有害的溶剂。
发明概述本发明克服了现有技术的不足，提供了一种使用超临界流体萃取方法从包括棕榈油和其它植物油在内的天然油和脂肪中萃取胡萝卜素、维生素E和其它微量成分的方法，该方法简单、有效并且不需要使用有害的溶剂。本发明的超临界流体萃取方法没有溶剂残留，对环境无害。
因此，本发明提供了从天然油和脂肪中一步法超临界流体萃取胡萝卜素浓缩物、维生素E浓缩物和其它微量成分浓缩物如角鲨烯浓缩物和植物甾醇浓缩物，所述一步法超临界流体萃取包括如下的步骤(a)天然油或脂肪的醇酯化和酯交换，形成脂肪酸烷基酯和胡萝卜素浓缩物、维生素E和其它微量成分的混合物，和(b)在温度为28℃-120℃和压力为6MPa(60bar)-60MPa(600bar)的条件下，使用超临界流体如超临界二氧化碳、超临界丙烷或超临界乙烯或超临界1，1，1，2-四氟乙烷从步骤(a)得到的混合物中超临界流体萃取所述的微量成分，来生产胡萝卜素浓缩物、维生素E浓缩物和其它微量成分浓缩物。
进一步地，本发明同时提供了从天然油或脂肪中两步法超临界流体萃取胡萝卜素浓缩物、维生素E浓缩物和其它微量成分浓缩物如角鲨烯浓缩物和植物甾醇浓缩物，所述两步法超临界流体萃取包括如下的步骤(a)天然油或脂肪的醇酯化和酯交换，形成浓缩的脂肪酸烷基酯、胡萝卜素、维生素E和其它微量成分的混合物；(b)在温度为28℃-120℃和压力为6MPa(60bar)-60MPa(600bar)的条件下，使用超临界流体如超临界二氧化碳、超临界丙烷、超临界乙烯或超临界1，1，1，2-四氟乙烷从步骤(a)得到的混合物中进行第一个超临界流体萃取过程，萃取全部或部分微量成分，来生产胡萝卜素浓缩物、维生素E浓缩物和/或其它微量成分浓缩物；(c)在温度为28℃-120℃和压力为6MPa(60bar)-60MPa(600bar)的条件下，使用超临界流体从步骤(b)得到的级分中进行第二个超临界流体萃取过程，萃取全部或部分微量成分，从杂质和/或彼此中进一步分离所述的微量成分。
本发明由特定的新的特征和在下面的
中得到充分描述和说明的各特征的组合以及在所附权利要求中特别指出的特征组成，各种细节上的变化均不脱离本发明范围。
为了便于理解本发明，对附图及其优选实施方式进行了说明，结合下面的描述，本发明的构成和实施以及本发明的有益效果将得到很好的理解和领会。
图1是本发明优选的实施方式，表示一步法SFE。
图2是本发明优选的实施方式，表示二步法SFE。
优选实施方式的详细描述本发明涉及一步法和两步法SFE从包括棕榈油和其它植物油在内的天然油和脂肪中萃取胡萝卜素浓缩物、维生素E浓缩物和其它微量成分浓缩物如如角鲨烯浓缩物和植物甾醇浓缩物。在下文，将参照附图根据优选的实施方式描述SFE法萃取胡萝卜素浓缩物、维生素E浓缩物和所述微量成分浓缩物。然而，应当理解的是本发明结合附图对优选实施方式的阐述仅仅是为了便于对本发明的理解，本领域技术人员对此作出的任何改进均不脱离本发明权利要求范围。
本发明的一步和两步SFE法均有在SFE法之前制备微量成分浓缩物的步骤。制备浓缩物的一个优选的方法是天然油和脂肪的醇萃取和酯交换，形成脂肪酸烷基脂和胡萝卜素、维生素E和其它微量成分浓缩物的混合物。酯可以通过任何已知的化学或酶法进行酯化和酯交换过程来制备。酯可以是任一的烷基酯，如，甲基、乙基、异丙基和丁基。
在一步SFE法中，烷基酯和微量成分浓缩物的混合物然后进行超临界流体萃取，压力为6-60MPa(60-600bar)，温度为28℃-120℃，生成富含胡萝卜素、维生素E和其它微量成分的级分。
在两步SFE法中，在酯化和酯交换之后，烷基酯和微量成分浓缩物的混合物首先进行超临界流体萃取，压力为6-60MPa(60-600bar)，温度为28℃-120℃，生成富集部分或所有微量成分的级分。上述超临界流体萃取被称为第一步SFE。随后，富集部分或所有微量成分的级分进行另一个超临界萃取，压力为6-60MPa(60-600bar)，温度为28℃-120℃，生成更加富集的部分或所有微量成分的级分。上述流体萃取被称为第二步SFE，其使微量成分从杂质和/或彼此中得到进一步和更好的分离。
对于一步法和两步法SFE，包含烷基酯和微量成分浓缩物的混合物可以在SFE开始之前通过任何浓缩方法如真空蒸馏，优选但不限于分子蒸馏，在压力小于13Pa(100mTorr)和温度低于220℃的条件下，进行进一步的浓缩，以去除混合物中的酯。然后去除了大部分酯的浓缩物进行一步法SFE或两步法SFE超临界流体萃取微量成分。
去除了酯的混合物还可以进一步通过皂化作用进行浓缩，这导致了包含皂化的和不可皂化的物质的混合物。皂化的物质被去除，留下被进一步浓缩了的微量成分的混合物。被浓缩了的混合物然后进行一步法SFE，或进行两步法SFE的第一阶段，来萃取所要的微量成分。
微量成分的浓缩物也可以通过使天然油或脂肪进行皂化来制备(无需前面的酯化和酯交换)以去除可皂化的物质。所得到的浓缩了的包含微量成分的混合物然后进行一步法SFE，或进行两步法SFE的第一个阶段，来萃取所需要的微量成分。
在SFE方法中所使用的超临界流体优选但不限于超临界二氧化碳、超临界丙烷、超临界乙烯或超临界1，1，1，2-四氟乙烷。如果使用超临界二氧化碳，SFE方法可以在温度为28℃-120℃、压力为6MPa(60bar)-60MPa(600bar)的条件下进行。超临界二氧化碳与原料(起始原料)的重量比为25-3000之间。
胡萝卜素、微生物E和其它微量成分的产率可以通过如下方式得到提高，加入一种如沙和珠粒的基质，以提高天然油和脂肪中胡萝卜素浓缩物、维生素E浓缩物和其它微量成分浓缩物或植物营养成分浓缩物在超临界流体萃取中的分散作用。进一步，可以使用调节剂如丙酮，低级醇如乙醇、异丙醇和甲醇来提高产率。
用于萃取的天然油和脂肪包括粗提棕榈油(以下称为CPO)，粗提棕榈油酸甘油酯，粗提棕榈硬脂酸甘油酯，粗提棕榈油烷基酯，粗提棕榈油酸甘油酯烷基酯，粗提棕榈硬脂酸甘油酯烷基酯，棕榈胡萝卜素浓缩物，豆油，向日葵籽油，油菜籽油，椰子油，米糠油和其它植物油。
图1根据本发明优选实施方式描述了一步法SFE。在图中显示了从CPO、棕榈油成品和粗提棕榈油衍生物如粗提棕榈油烷基酯中萃取得到不同浓度如30％的植物营养浓缩物(以下称为PC)和不同浓度如10％的维生素E浓缩物的过程。冷却二氧化碳气体至-5℃。高效液相色谱泵以0.5ml/min-20.0ml/min的流速将液化的二氧化碳泵到高压萃取容器。盛有供给原料的容器置于柱形烤箱中，使得容器外的操作温度控制在120℃±0.1℃。使用回压调节器(BPR)使最大操作压力控制在60MPa(600bar)。在BPR的出口使用铝箔包裹保护的试管收集萃取物。
图2描述了两步法SFE。和图1中描述的一样，冷却二氧化碳气体至-5℃。高效液相色谱泵以0.5ml/min-20.0ml/min的流速将液化的二氧化碳泵到两个高压萃取容器中也就是萃取容器1和萃取容器2。原料放置在萃取容器1中，容器置于柱形烤箱中，使阶段1容器外的操作温度控制在120℃±0.1℃。使用BPR1使阶段1的最大压力控制在60MPa(600bar)。
根据使用的特定的条件(温度，压力等)，萃取容器1的萃取物可以通过BPR1的出口转移至第二个高压容器即萃取容器2进行第二阶段的萃取，不需要的杂质留在萃取容器1中。萃取容器2置于柱形烤箱2中，使阶段2容器外的操作温度控制在120℃±0.1℃。从萃取容器2得到的萃取物即最终产物，在BPR 2的出口由用铝箔包裹保护的试管进行收集。
在本发明的另一个实施方式中，两步法SFE中使用的条件使萃取容器1中部分微量成分得到萃取，剩余物从BPR1的出口转移至萃取容器2进行第二阶段的萃取。因此在这第二个两步法SFE的实施方式中，最终产物的一部分(以特定微量成分萃取物形式存在)是在BPR1的出口收集的，最终产物的其它部分(以另外的微量成分萃取物的形式存在)是在BPR2的出口收集的。
在本发明的两步法SFE中，无论是在整个两步法SFE过程中还是所述过程的起始阶段，在萃取器1和萃取器2中的超临界流体萃取可以同时进行。在后一种情况下，可以通过关闭超临界流体泵和萃取器1的阀门使阶段1的萃取停止，使得超临界流体二氧化物仅仅流入萃取器2。使超临界流体停止流入萃取器1是必要的，例如，在萃取器1从原料中已经萃取到所有的或几乎所有的微量成分并且残留在所述容器中的是不需要的杂质。
在上面段落已经提到的超临界流体条件下，在两个容器中同时萃取是本发明的两步法SFE优选实施方式之一。然而本发明的两步法SFE的阶段1和阶段2的萃取也可以是连续进行的而不是同时进行的。
本发明SFE法所得到的PC、维生素E浓缩物、植物甾醇类浓缩物和角鲨烯浓缩物的含量为1-99％。可应用于营养品、制药、食品和除食品以外的其他应用。
以下是本发明一步和两步法SFE的实施例，但应当理解的是其不仅仅限于这些实施例。
在所给出的一步法和两步法SFE的所有实施例中，所用到的原料为微量成分浓缩物的形式。浓缩物可以通过天然油或脂肪的酯化和酯交换，和/或天然油或脂肪的皂化得到。
实施例11g PC置于容积为50cm3的萃取器中，使用超临界二氧化碳萃取。SEE的设计流程显示在图1中。所应用的条件是温度为50℃，压力从16MPa(160bar)4小时，到20MPa(200bar)2小时和30MPa(300bar)3小时。超临界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的级分使用紫外分光光度计进行总胡萝卜素的测定，使用HPLC-荧光检测器进行维生素E的测定。列于表1中的结果显示胡萝卜素可被浓缩至含量超过30％，从含有60-70mg胡萝卜素的原料中回收了5.9％的胡萝卜素，同时维生素E可被浓缩至含量4％，从含有30-40mg维生素E的原料中回收了超过20％的维生素E。
实施例21g PC置于容积为50cm3的萃取器中，使用超临界二氧化碳萃取。SFE的设计流程显示在图1中。所应用的条件是温度为60℃，压力从16MPa(160bar)4小时，到20MPa(200bar)2小时和30MPa(300bar)3小时。超临界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的级分使用紫外分光光度计进行总胡萝卜素的测定，使用HPLC-荧光检测器进行维生素E的测定，和使用GC测定总甾醇。列于表2A中的结果显示胡萝卜素可被浓缩至含量超过30％，从含有60-70mg胡萝卜素的原料中回收了10％-18％的胡萝卜素，同时维生素E可被浓缩至含量5％，从含有30-40mg维生素E的原料中回收了超过20％的维生素E。列于在表2B中的结果显示使用与萃取胡萝卜素和维生素E相同的条件时所得到的三种类型的植物甾醇成分即菜油甾醇、豆甾醇和β-谷甾醇。
实施例31g PC置于容积为50cm3的萃取器中，使用超临界二氧化碳萃取。 SFE的设计流程显示在图1中。所应用的条件是温度为70℃，压力从16MPa(160bar)4小时，到20MPa(200bar)2小时和30MPa(300bar)3小时。超临界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的级分使用紫外分光光度计进行总胡萝卜素的测定，使用HPLC-荧光检测器进行维生素E的测定。结果显示胡萝卜素可被浓缩至含量超过30％，从含有60-70mg胡萝卜素的原料中回收了27％的胡萝卜素，同时维生素E可被浓缩至含量6％，从含有30-40mg维生素E的原料中回收了超过10％的维生素E。
实施例41g PC置于容积为50cm3的萃取器中，使用超临界二氧化碳萃取。SFE的设计流程显示在图1中。所应用的条件是温度为80℃，压力从16MPa(160bar)4小时，到20MPa(200bar)2小时和30MPa(300bar)3小时。超临界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的级分使用紫外分光光度计进行总胡萝卜素的测定，使用HPLC-荧光检测器进行维生素E的测定。结果显示胡萝卜素可被浓缩至含量超过20％，从含有60-70mg胡萝卜素的原料中回收了8％的胡萝卜素，同时维生素E可被浓缩至含量5％，从含有30-40mg维生素E的原料中回收了超过30％的维生素E。
实施例51g PC置于容积为50cm3的萃取器中，使用超临界二氧化碳萃取。SFE的设计流程显示在图1中。所应用的条件是温度为60℃，压力从22MPa(220bar)5小时，到30MPa(300bar)3小时。超临界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的级分使用紫外分光光度计进行总胡萝卜素的测定，使用HPLC-荧光检测器进行维生素E的测定。列于表5中的结果显示胡萝卜素可被浓缩至含量超过40％，从含有60-70mg胡萝卜素的原料中回收了3.8％的胡萝卜素，同时维生素E可被浓缩至含量3％，从含有30-40mg维生素E的原料中回收了超过80％的维生素E。
实施例61g PC置于容积为50cm3的萃取器中，使用超临界二氧化碳萃取。SFE的设计流程显示在图1中。所应用的条件是温度为40℃，压力从14MPa(140bar)6小时，到30MPa(300bar)3小时。超临界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的级分使用紫外分光光度计进行总胡萝卜素的测定，使用HPLC-荧光检测器进行维生素E的测定。结果显示胡萝卜素可被浓缩至含量超过10％，从含有60-70mg胡萝卜素的原料中回收了50％的胡萝卜素，同时维生素E可被浓缩至含量4％，从含有30-40mg维生素E的原料中回收了超过5.5％的维生素E。
实施例71g PC置于容积为50cm3的萃取器中，使用超临界二氧化碳萃取。SFE的设计流程显示在图1中。所应用的条件是温度为40℃，压力从14MPa(140bar)6小时，到30MPa(300bar)3小时和另一个60℃、30MPa(300bar)3小时。超临界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的级分使用紫外分光光度计进行总胡萝卜素的测定，使用HPLC-荧光检测器进行维生素E的测定。结果显示胡萝卜素可被浓缩至含量超过25％，从含有60-70mg胡萝卜素的原料中回收了13％的胡萝卜素，同时维生素E可被浓缩至含量4％，从含有30-40mg维生素E的原料中回收了超过26％的维生素E。
实施例81g PC置于容积为50cm3的萃取器中，使用超临界二氧化碳萃取。SFE的设计流程显示在图1中。所应用的条件是温度为40℃，压力从14MPa(140bar)6小时，到30MPa(300bar)3小时和另一个60℃、30MPa(300bar)3小时。超临界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的级分使用紫外分光光度计进行总胡萝卜素的测定，使用HPLC-荧光检测器进行维生素E的测定。结果显示胡萝卜素可被浓缩至含量超过15％，从含有60-70mg胡萝卜素的原料中回收了25％的胡萝卜素，同时维生素E可被浓缩至含量9％，从含有30-40mg维生素E的原料中回收了超过9％的维生素E。
实施例91g PC置于容积为50cm3的萃取器中，使用超临界二氧化碳萃取。SFE的设计流程显示在图1中。所应用的条件是温度为40℃，压力从13MPa(130bar)6小时，到18MPa(180bar)3小时和30MPa(300bar)4小时。超临界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的级分使用紫外分光光度计进行总胡萝卜素的测定，使用HPLC-荧光检测器进行维生素E的测定。结果显示胡萝卜素可被浓缩至含量超过20％，从含有60-70mg胡萝卜素的原料中回收了50％的胡萝卜素，同时维生素E可被浓缩至含量4％，从含有30-40mg维生素E的原料中回收了超过15％的维生素E。
实施例101g PC置于容积为50cm3的萃取器中，使用超临界二氧化碳萃取。SFE的设计流程显示在图1中。所应用的条件是温度为28℃-35℃，压力从8MPa(80bar)6小时，到14MPa(140bar)2小时和30MPa(300bar)2小时。然后，再在60℃、30MPa(300bar)的条件下萃取1小时。超临界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的级分使用紫外分光光度计进行总胡萝卜素的测定，使用HPLC-荧光检测器进行维生素E的测定。结果显示胡萝卜素可被浓缩至含量超过15％，从含有60-70mg胡萝卜素的原料中回收了50％的胡萝卜素，同时维生素E可被浓缩至含量4％，从含有30-40mg维生素E的原料中回收了超过30％的维生素E。
实施例1120g粗提棕榈油甲基酯(以下称为CPOME)置于容积为50cm3的萃取器中，使用超临界二氧化碳萃取。SFE的设计流程显示在图1中。所应用的条件是温度为40℃，压力固定在10MPa(100bar)。每隔1小时收集样品。超临界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的级分使用紫外分光光度计进行总胡萝卜素的测定，使用HPLC-荧光检测器进行维生素E的测定和使用GC进行角鲨烯和甾醇的测定。列于表11A的结果显示胡萝卜素可被浓缩至含量超过19％，从含有10-20mg胡萝卜素的原料中回收了19％的胡萝卜素，同时维生素E可被浓缩至含量8％-10％，从含有10-20mg维生素E的原料中回收了超过20％的维生素E。列于表11B的结果显示了使用与萃取胡萝卜素和维生素E相同条件时所得到的角鲨烯和植物甾醇(菜油甾醇、豆甾醇和β-谷甾醇)。
实施例1220g CPOME置于容积为50cm3的萃取器中，使用超临界二氧化碳萃取。SFE的设计流程显示在图1中。所应用的条件是温度为40℃，压力固定在9.5MPa(95bar)6小时，然后压力升至30MPa(300bar)2小时。每隔1小时收集样品。超临界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的级分使用紫外分光光度计进行总胡萝卜素的测定，使用HPLC-荧光检测器进行维生素E的测定。结果显示胡萝卜素可被浓缩至含量超过25％，从含有10-20mg胡萝卜素的原料中回收了28％的胡萝卜素，同时维生素E可被浓缩至含量9％，从含有10-20mg维生素E的原料中回收了超过20％的维生素E。
实施例13
20g CPOME置于容积为50cm3的萃取器中，使用超临界二氧化碳萃取。SFE的设计流程显示在图1中。所应用的条件是温度为60℃，压力固定在14MPa(140bar)6小时，然后压力升至30MPa(300bar)2小时。每隔1小时收集样品。超临界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的级分使用紫外分光光度计进行总胡萝卜素的测定，使用HPLC-荧光检测器进行维生素E的测定。结果显示胡萝卜素可被浓缩至含量超过50％，从含有10-20mg胡萝卜素的原料中回收了50％的胡萝卜素，同时维生素E可被浓缩至含量8.5％，从含有10-20mg维生素E的原料中回收了超过15％的维生素E。
实施例1420g CPOME置于容积为50cm3的萃取器中，使用超临界二氧化碳萃取。SFE的设计流程显示在图1中。所应用的条件是温度为50℃，压力从10MPa(100bar)-13MPa(130bar)7小时，至30MPa(300bar)2小时。每隔1小时收集样品。超临界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的级分使用紫外分光光度计进行总胡萝卜素的测定，使用HPLC-荧光检测器进行维生素E的测定。结果显示胡萝卜素可被浓缩至含量超过20％，从含有10-20mg胡萝卜素的原料中回收了40％的胡萝卜素，同时维生素E可被浓缩至含量4％，从含有10-20mg维生素E的原料中回收了超过7％的维生素E。
实施例151g PC置于容积为50cm3的萃取器1，使用超临界二氧化碳萃取。SFE的设计流程显示在图2中。所应用的条件是，萃取器1温度60℃压力30MPa(300bar)和萃取器2温度80℃压力18MPa(180bar)6小时。然后，绕开萃取器1再进行3小时的萃取。超临界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的级分使用紫外分光光度计进行总胡萝卜素的测定，使用HPLC-荧光检测器进行维生素E的测定。结果显示胡萝卜素可被浓缩至含量超过20％，从含有60-70mg胡萝卜素的原料中回收了超过25％的胡萝卜素，同时维生素E可被浓缩至含量7％，从含有30-40mg维生素E的原料中回收了超过20％的维生素E。
实施例16
1g PC置于容积为50cm3的萃取器1，使用超临界二氧化碳萃取。SFE的设计流程显示在图2中。所应用的条件是，萃取器1温度60℃压力30MPa(300bar)和萃取器2温度70℃压力18MPa(180bar)6小时。然后，萃取器2的压力升至20MPa(200bar)同时维持萃取器1中的条件不变再进行2小时。绕开萃取器1在温度70℃压力30MPa(300bar)的条件下再进行1小时的萃取。超临界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的级分使用紫外分光光度计进行总胡萝卜素的测定，使用HPLC-荧光检测器进行维生素E的测定。列于表16中的结果显示胡萝卜素可被浓缩至含量超过30％，从含有60-70mg胡萝卜素的原料中回收了8％的胡萝卜素，同时维生素E可被浓缩至含量4％，从含有30-40mg维生素E的原料中回收了超过70％的维生素E。
实施例171g PC置于容积为50cm3的萃取器1，使用超临界二氧化碳萃取。SFE的设计流程显示在图2中。所应用的条件是，萃取器1温度60℃压力30MPa(300bar)和萃取器2温度80℃压力20MPa(200bar)6小时。然后，萃取器2的压力升至22MPa(220bar)同时维持萃取器1中的条件不变再进行2小时。超临界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的级分使用紫外分光光度计进行总胡萝卜素的测定，使用HPLC-荧光检测器进行维生素E的测定。列于表17中的结果显示胡萝卜素可被浓缩至含量超过30％，从含有60-70mg胡萝卜素的原料中回收了15％的胡萝卜素，同时维生素E可被浓缩至含量3％-4％，从含有30-40mg维生素E的原料中回收了超过70％的维生素E。
实施例181g PC置于容积为50cm3的萃取器1，使用超临界二氧化碳萃取。SFE的设计流程显示在图2中。所应用的条件是，萃取器1温度60℃压力30MPa(300bar)和萃取器2温度70℃压力20MPa(200bar)6小时。然后，萃取器2的压力升至22MPa(220bar)同时维持萃取器1中的条件不变再进行3小时。超临界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的级分使用紫外分光光度计进行总胡萝卜素的测定，使用HPLC-荧光检测器进行维生素E的测定。结果显示胡萝卜素可被浓缩至含量超过30％，从含有60-70mg胡萝卜素的原料中回收了10％的胡萝卜素，同时维生素E可被浓缩至含量2％-3％，从含有30-40mg维生素E的原料中回收了超过60％的维生素E。
实施例191g PC置于容积为50cm3的萃取器中。原料与12g干净的沙均匀混合。使用超临界二氧化碳萃取混合物。SFE的设计流程显示在图1中。所应用的条件是温度为60℃，压力从16MPa(160bar)2小时到20MPa(200bar)1小时和30MPa(300bar)3小时。超临界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的级分使用紫外分光光度计进行总胡萝卜素的测定，使用HPLC-荧光检测器进行维生素E的测定。结果显示胡萝卜素可被浓缩至含量超过15％，从含有60-70mg胡萝卜素的原料中回收了40％的胡萝卜素，同时维生素E可被浓缩至含量3％-4％，从含有30-40mg维生素E的原料中回收了超过75％的维生素E。
实施例201g PC置于容积为50cm3的萃取器中。原料与20g干净的沙均匀混合。使用超临界二氧化碳萃取混合物。SFE的设计流程显示在图1中。所应用的条件是温度为60℃，压力从16MPa(160bar)2小时到20MPa(200bar)1小时和30MPa(300bar)3小时。超临界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的级分使用紫外分光光度计进行总胡萝卜素的测定，使用HPLC-荧光检测器进行维生素E的测定。结果显示胡萝卜素可被浓缩至含量超过30％，从含有60-70mg胡萝卜素的原料中回收了10％的胡萝卜素，同时维生素E可被浓缩至含量3％-4％，从含有30-40mg维生素E的原料中回收了超过80％的维生素E。
实施例211.14g PC置于容积为50cm3的萃取器中。使用超临界1，1，1，2-四氟乙烷萃取。SFE的设计流程显示在图1中。所应用的条件是温度为60℃，压力在整个试验中维持1MPa(10bar)。超临界流体以8ml/min的速度泵到萃取器。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的级分使用紫外分光光度计进行总胡萝卜素的测定，使用HPLC-荧光检测器进行维生素E的测定。结果显示胡萝卜素仅被浓缩至含量2％-3％，从含有60-70mg胡萝卜素的原料中回收了47％的胡萝卜素，同时维生素E被浓缩至含量1％-2％，从含有30-40mg维生素E的原料中回收了40％的维生素E。
实施例22使用600ml无水乙醇和100ml 50％氢氧化钾水溶液以20g连苯三酚作为抗氧化剂对100g CPO进行皂化，混合物回流1小时。植物营养用n-己烷∶水(90∶10，v/v)提取5次，然后用大量的水∶乙醇(90∶10，v/v)洗涤直至完全去除残留的碱。从植物营养浓缩物中去除溶剂。0.52g的植物营养浓缩物进行SFE。SFE的设计流程显示在图1中。所应用的条件是温度为60℃，压力从16MPa(160bar)2小时到20MPa(200bar)1小时和30MPa(300bar)4小时。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。列于表22中的结果显示胡萝卜素可被浓缩至含量超过30％，从含有25-35mg胡萝卜素的原料中回收了超过20％的胡萝卜素，同时维生素E被浓缩至含量超过10％，从含有20-30mg维生素E的原料中回收了超过55％的维生素E。
实施例23使用60ml无水乙醇和10ml 50％氢氧化钾水溶液以2g连苯三酚作为抗氧化剂对9.49g PC进行皂化，混合物回流1小时。植物营养用n-己烷∶水(90∶10，v/v)提取5次，然后用大量的水∶乙醇(90∶10，v/v)洗涤直至完全去除残留的碱。从植物营养浓缩物中去除溶剂。0.50g的植物营养浓缩物进行SFE。SFE的设计流程显示在图1中。所应用的条件是温度为60℃，压力从16MPa(160bar)3小时到20MPa(200bar)1小时和30MPa(300bar)6小时。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。列于表23中的结果显示胡萝卜素可被浓缩至含量30％-40％，从含有45-55mg胡萝卜素的原料中回收了超过35％的胡萝卜素，同时维生素E被浓缩至含量10-25％，从含有40-50mg维生素E的原料中回收了超过70％的维生素E。
实施例24使用60ml无水乙醇和10ml 50％氢氧化钾水溶液以2g连苯三酚作为抗氧化剂对9.49g PC进行皂化，混合物回流1小时。植物营养用n-己烷∶水(90∶10，v/v)提取5次，然后用大量的水∶乙醇(90∶10，v/v)洗涤直至完全去除残留的碱。从植物营养浓缩物中去除溶剂。0.50g的植物营养浓缩物进行SFE。SFE的设计流程显示在图1中。所应用的条件是温度为60℃，压力从16MPa(160bar)2小时到20MPa(200bar)1小时和30MPa(300bar)4小时。在回压调节器(BPR)的出口收集萃取物。列于表24中的结果显示胡萝卜素可被浓缩至含量超过30％，从含有45-55mg胡萝卜素的原料中回收了超过30％的胡萝卜素，同时维生素E被浓缩至含量10-25％，从含有40-50mg维生素E的原料中回收了超过50％的维生素E。
通过上面结合优选实施方式对本发明所作出的详细描述，和本发明用于例证目的的所公开的细节，本领域技术人员对本发明实施方式和细节所作出的增加或修改均不脱离本发明所要求保护的范围。
表1植物营养浓缩物的一步SFE法温度50℃
表2A植物营养浓缩物的一步SFE法(组分为胡萝卜素和维生素E)温度60℃
表2B植物营养浓缩物的一步SFE法(组分为植物甾醇)温度60℃
*注N.A.表示未分析表5植物营养浓缩物的一步SFE法温度60℃
表11A粗提棕榈油甲基酯的一步SFE法(组分为胡萝卜素和维生素E)温度40℃压力100bar
表11B粗提棕榈油甲基酯的一步SFE法(组分为角鲨烯和植物甾醇)温度40℃压力100bar
*注N.D.表示未检测出。
表16植物营养浓缩物的两步SFE法
*注1 60℃/300bar2 70℃/180bar3 70℃/200bar表17植物营养浓缩物的两步法SFE
*注 1 60℃/300bar2 80℃/200bar
3 80℃/220bar表22不可皂化的粗提棕榈油的一步SFE法温度60℃
*注N.D.表示未检测出表23不可皂化的植物营养浓缩物的一步SFE法温度60℃
*注N.D.表示未检测出线型酚醛树脂树脂分散液通过下面的方法制备将邻苯三酚/间苯二酚溶解于盛在带搅拌器、氮气入口、回流冷凝器的2000ml树脂炼聚锅(resin kettle)中的250g水中。加入磷酸，置于95℃下加热，并缓慢加入福尔马林溶液的75％。然后加入FBS，再加热15分钟，然后缓慢加入剩余的福尔马林。完成加料后继续在95℃加热30分钟，加入剩余的稀释用水，过滤，包装。
将下面的成分混合在一起，得到自沉积的水性保护涂料成分。
水性保护涂料成分
上面的涂料通过用稀释用水简单地搅拌所有的分散液制备。第二保护涂料按上面的方法制备，但在涂料中没有硝基胍。
权利要求
1.从天然油或脂肪中一步法超临界流体萃取胡萝卜素浓缩物、维生素E浓缩物和其它微量成分浓缩物如角鲨烯浓缩物和植物甾醇浓缩物，所述一步法超临界流体萃取包括如下的步骤(a)天然油或脂肪的醇酯化和酯交换，形成脂肪酸烷基酯、胡萝卜素、维生素E和其它微量成分的混合物，和(b)在温度为28℃-120℃和压力为6MPa(60bar)-60MPa(600bar)的条件下，使用超临界流体如超临界二氧化碳、超临界丙烷、超临界乙烯或超临界1，1，1，2-四氟乙烷从步骤(a)得到的混合物中超临界流体萃取微量成分，来生产胡萝卜素浓缩物、维生素E浓缩物和/或其它微量成分浓缩物。
2.权利要求1所述的一步法超临界流体萃取，其中步骤(a)中混合物是应用化学或酶法进行酯化和酯交换过程来制备的。
3.权利要求2所述的一步法超临界流体萃取，其中烷基酯是甲基、乙基、异丙基或丁基酯。
4.权利要求1所述的一步法超临界流体萃取，其中在步骤(b)的超临界流体萃取之前，步骤(a)中生成的混合物通过包括分子蒸馏的真空蒸馏方式去除酯，进一步被浓缩。
5.权利要求4所述的一步法超临界流体萃取，其中在去除酯后浓缩了的混合物通过皂化进一步被浓缩，所述皂化包括如下的步骤(i)存在于浓缩了的混合物中的任何可皂化物质的皂化，生成皂化的和不可皂化的物质的混合物；(ii)皂化的物质的去除，留下进一步浓缩了的微量成分的混合物，其中所述步骤是在对步骤(ii)中得到的进一步浓缩了的混合物进行超临界流体萃取之前进行。
6.权利要求1所述的一步法超临界流体萃取，其中在进行步骤(b)的超临界流体萃取之前，步骤(a)被天然油或脂肪的皂化并随后去除皂化的物质形成包含微量成分的浓缩混合物的过程所替代。
7.权利要求1所述的一步法超临界流体萃取，其中超临界流体是超临界二氧化碳。
8.权利要求4所述的一步法超临界流体萃取，其中使用超临界二氧化碳萃取，在温度为28℃-50℃和压力为8MPa(80bar)-22MPa(220bar)的条件下萃取维生素E，并且在温度为50℃-80℃和压力为22MPa(220bar)-30MPa(300bar)的条件下萃取胡萝卜素。
9.权利要求7所述的一步法超临界流体萃取，其中超临界二氧化碳对原料的重量比为25-3000。
10.权利要求1所述的一步法超临界流体萃取，其中通过导入基质如沙和/或珠粒来提高萃取产率。
11.权利要求1所述的一步法超临界流体萃取，其中通过导入调节剂如丙酮，低级醇如乙醇、异丙醇和甲醇，来提高萃取产率。
12.权利要求1所述的一步法超临界流体萃取，其中天然油和脂肪包括粗提棕榈油，粗提棕榈油酸甘油酯，粗提棕榈硬脂酸甘油酯，粗提棕榈油烷基酯，粗提棕榈油酸甘油酯烷基酯，粗提棕榈硬脂酸甘油酯烷基酯，棕榈胡萝卜素浓缩物，豆油，向日葵籽油，油菜籽油，椰子油，米糠油和任何其它植物油。
13.从天然油或脂肪中两步法超临界流体萃取胡萝卜素浓缩物、维生素E浓缩物和其它微量成分浓缩物如角鲨烯浓缩物和植物甾醇浓缩物，所述两步法超临界流体萃取包括如下的步骤(a)天然油或脂肪的醇酯化和酯交换，形成浓缩的脂肪酸烷基酯、胡萝卜素、维生素E和其它微量成分的混合物；(b)在温度为28℃-120℃和压力为6MPa(60bar)-60MPa(600bar)的条件下，使用超临界流体如超临界二氧化碳、超临界丙烷、超临界乙烯或超临界1，1，1，2-四氟乙烷从步骤(a)得到的混合物中进行第一个超临界流体萃取过程，萃取全部或部分微量成分，来生产胡萝卜素浓缩物、维生素E浓缩物和/或其它微量成分浓缩物；(c)在温度为28℃-120℃和压力为6MPa(60bar)-60MPa(600bar)的条件下，使用超临界流体从步骤(b)得到的级分中进行第二个超临界流体萃取过程，萃取全部或部分微量成分，从杂质和/或彼此中进一步分离所述的微量成分。
14.权利要求13所述的两步法超临界流体萃取，其中步骤(a)中混合物是应用化学或酶法进行酯化和酯交换过程来制备的。
15.权利要求14所述的两步法超临界流体萃取，其中烷基酯是甲基、乙基、异丙基或丁基酯。
16.权利要求13所述的两步法超临界流体萃取，其中在步骤(b)的超临界流体萃取之前，步骤(a)中生成的混合物通过包括分子蒸馏的真空蒸馏方式去除酯，进一步被浓缩。
17.权利要求16所述的两步法超临界流体萃取，其中在去除酯后浓缩了的混合物通过皂化进一步被浓缩，所述皂化包括如下的步骤(i)存在于浓缩了的混合物中的任何可皂化物质的皂化，生成皂化的和不可皂化的物质的混合物；(ii)皂化的物质的去除，留下进一步浓缩了的微量成分的混合物，其中所述步骤是在对步骤(ii)中得到的进一步浓缩了的混合物进行超临界流体萃取之前进行。
18.权利要13所述的两步法超临界流体萃取，其中在进行步骤(b)的第一阶段超临界流体萃取之前，步骤(a)被天然油或脂肪的皂化并随后去除皂化的物质形成包含微量成分的浓缩混合物的过程所替代。
19.权利要求13所述的两步法超临界流体萃取，其中超临界流体是超临界二氧化碳。
20.权利要求13所述的两步法超临界流体萃取，其中在两步法的每一步中使用超临界二氧化碳萃取，在温度为28℃-50℃和压力为8MPa(80bar)-22MPa(220bar)均条件下萃取维生素E，并且在温度为50℃-80℃和压力为22MPa(220bar)-30MPa(300bar)的条件下萃取胡萝卜素。
21.权利要求19所述的两步法超临界流体萃取，其中超临界二氧化碳对原料的重量比为25-3000。
22.权利要求13所述的两步法超临界流体萃取，其中通过导入基质如沙和/或珠粒来提高萃取产率。
23.权利要求13所述的两步法超临界流体萃取，其中在两步或其中一步中通过导入调节剂如丙酮，低级醇如乙醇、异丙醇和甲醇，来提高萃取产量。
24.权利要求13所述的两步法超临界流体萃取，其中天然油和脂肪包括粗提棕榈油，粗提棕榈油酸甘油酯，粗提棕榈硬脂酸甘油酯，粗提棕榈油烷基酯，粗提棕榈油酸甘油酯烷基酯，粗提棕榈硬脂酸甘油酯烷基酯，棕榈胡萝卜素浓缩物，豆油，向日葵籽油，油菜籽油，椰子油，米糠油和其它植物油。
全文摘要
本发明涉及从包括棕榈油和其它植物油在内的含有胡萝卜素和维生素E的天然油和脂肪中一步和两步法超临界流体萃取(SFE)胡萝卜素浓缩物、维生素E浓缩物和其它微量成分浓缩物如角鲨烯浓缩物和植物甾醇浓缩物。所述的SFE法具有许多优点。该过程仅涉及一个单一步骤的天然油和脂肪的酯化和一步或两步法的SFE。所使用的超临界流体之一，即超临界二氧化碳，是不易燃、无毒和无危险的。本发明的SFE法没有溶剂残留，对环境无害。
文档编号A23L1/30GK1651362SQ20041010058
公开日2005年8月10日 申请日期2004年8月27日 优先权日2003年8月27日
发明者朱云美, 潘秋薇, 刘利南, 马光明, 尤索夫·巴史伦 申请人:马来西亚棕油局