专利名称：利用酶降解－溶剂萃取法制备叶黄素脂肪酸酯的方法
技术领域：
本发明涉及一种萃取万寿菊花中叶黄素脂肪酸酯的方法，专用于从万寿菊花中制备叶黄素脂肪酸酯。
二、技术背景近年来，随着人们生活水平的提高，人们对天然活性物质的需求越来越多，有关天然活性物质的提取和开发利用显得尤为重要。叶黄素是类胡萝卜素的一种，也是类胡萝卜素中最有效的增色添加剂之一，用于畜禽饲料可改善畜禽产品的外观色泽和内在品质；天然叶黄素还是一种性能优异的抗氧剂，具有淬灭单线态氮、清除自由基的作用，用作食品添加剂和保健食品，对防止人体因器官衰老引起的一系列疾病有良好的作用，如可预防老年性眼球视网膜黄斑退化引起的视力下降与失明。
万寿菊由于其叶黄素含量高、其他类胡萝卜素含量少且适于大面积推广种植而成为分离叶黄素的理想工业原料。在万寿菊花中，叶黄素主要以稳定的脂肪酸酯态存在，而非游离态。一般叶黄素脂肪酸酯的生产方法采用溶剂法，如我国青岛大学申报的专利02110437.9中的方法，该方法将采摘的万寿菊花经发酵(青贮)、压榨、干燥、制粒、粉碎后用6号溶剂油提取，提取液经真空浓缩，再充氮脱除残留溶剂得叶黄素脂肪酸酯成品。用这种方法提取叶黄素脂肪酸酯，鲜花采摘、青贮、压榨后要经过干燥、制粒、粉碎工艺，工艺过程较为复杂。试验研究表明干燥过程中将损失万寿菊花中20～40％的叶黄素，全反式叶黄素还有部分异构化或生成环氧化物。同时，叶黄素脂肪酸酯的传统生产方法能耗消耗较多、生产动力较高。
发明内容
技术问题本发明的目的在于提供一种叶黄素脂肪酸酯的新型生产方法，针对我国叶黄素脂肪酸酯目前生产现状，以万寿菊鲜花为原料，通过青贮过程中添加酶降解和溶剂萃取结合的方法，生产叶黄素脂肪酸酯，缩减工艺流程和动力消耗。
技术方案本发明包括在万寿菊鲜花青贮过程中添加纤维酸酶等有效降解植物细胞壁和直接以降解后万寿菊花为原料生产叶黄素脂肪酸酯的方法。
本发明的主要技术工艺包括万寿菊花青贮(添加酶)、萃取、浓缩等步骤。将万寿菊鲜花采摘后，用酶溶液喷洒(酶用量为万寿菊鲜花重量的0～1％，用少量水溶解后再喷洒)，混合均匀后、于20～35℃下避光青贮3～20天；按重量比例(非极性溶剂与降解万寿菊鲜花比例为3～4∶1)加入非极性溶剂在加热搅拌条件下反复进行萃取，合并萃取液减压浓缩，得油状产品充氮气脱除残留溶剂制得叶黄素脂肪酸酯。青贮过程中添加的酶为固态或液态纤维素酶或β-葡聚糖酶；萃取中可以直接用青贮后的万寿菊花为原料用非极性溶剂提取叶黄素脂肪酸酯；非极性溶剂是C6～C8环烷烃或醚类；其中提取时搅拌速度为200～700rpm，提取次数为3～4次，提取时间依次为3h～4h、3h～2h、2h～1h；其中提取时不加热(室温)或加热的方式(以酶最适作用温度为宜，30～65℃，最好为50℃)；减压浓缩时温度为25～45℃，真空度为0.08～0.09MPa。
有益效果本发明提供的方法具有如下优点(1)由于减少了传统叶黄素脂肪酸酯生产中的压榨、干燥、制粒、粉碎工艺步骤，本发明酶降解-溶剂萃取法工艺流程简单，生产方便；(2)本发明酶降解-溶剂萃取法中只有青贮、萃取、浓缩常见单元操作，工艺过程安全可靠，明显降低生产成本，缩短生产时间和生产周期，能耗低；(3)本发明酶降解-溶剂萃取法无干燥工序，在加工过程中不存在氧化问题，有效保证提取效果和产品质量；试验研究表明现有技术中万寿菊花干燥过程中将损失20～40％的叶黄素，同时，由于热氧化作用，全反式叶黄素还有部分异构化为顺式叶黄素和氧化生成环氧化物，降低叶黄素提取率和产品质量。
具体实施例方式
提取率为叶黄素油状样品重量(g)和降解的万寿菊鲜花重量(g)的比值。
叶黄素脂肪酸酯的含量测定方法参考中国专利02157804.4中方法。精密称取约0.1g的待测样品溶解于正己烷并制成100ml溶液。用正己烷稀释样品，使所得溶液的吸光度范围在0.3～0.7之间，并且用分光光度计测得上述稀释溶液的最大吸收波长在445nm附近。叶黄素脂肪酸酯的含量用下面的公式计算叶黄素脂肪酸酯百分含量＝((稀释度÷样品重量)×稀释度)÷1394×100注1394是波长445nm处的吸收系数实施实例1(无酶组)将万寿菊鲜花采摘后在30℃下避光青贮10天；取青贮万寿菊鲜花1000g，以正己烷为萃取剂，正己烷与降解鲜花按重量比例3∶1加入到萃取釜中，在50℃加热和搅拌速度为400rpm条件下反复进行萃取3次，提取时间依次为3h、2h、1h，合并萃取液，并将萃取液在40℃，真空度为0.085MPa减压浓缩。将浓缩液进行脱除残留溶剂，向反应釜通入氮气，连续搅拌，抽真空，使叶黄素脂肪酸酯中有机溶剂残留量小于100ppm。制得叶黄素脂肪酸酯呈深红色，提取率为1.75％，叶黄素脂肪酸酯含量为9.56％。该产品需贮存在低温、干燥、避光的环境中。
实施实例2(加β-葡聚糖酶组)取采摘后万寿菊鲜花1100g，将液态β-葡聚糖酶(酶用量为万寿菊鲜花重量的0.5％)5.5g溶解于50ml水中、混合均匀后喷洒于万寿菊鲜花上，将酶与鲜花搅拌充分混合均匀，在30℃下避光青贮10天；取降解万寿菊鲜花1000g，以正己烷为萃取剂，正己烷与降解鲜花按重量比例3∶1加入到萃取釜中，在50℃加热和搅拌速度为400rpm条件下反复进行萃取3次，提取时间依次为3h、2h、1h，合并萃取液，并将萃取液在40℃，真空度为0.085MPa减压浓缩。向反应釜浓缩液中充入氮气，连续搅拌，抽真空，使叶黄素脂肪酸酯中有机溶剂残留量小于100ppm。制得叶黄素脂肪酸酯呈深暗红色，提取率为1.82％，叶黄素脂肪酸酯含量为18.52％。该产品需贮存在低温、干燥、避光的环境中。
实施实例3(加纤维素酶组)取采摘后万寿菊鲜花1100g，将液态纤维素酶(酶用量为万寿菊鲜花重量的0.5％)5.5g溶解于50ml水中、混合均匀后喷洒于万寿菊鲜花上，将酶与鲜花搅拌充分混合均匀，在30℃下避光青贮10天；取降解万寿菊鲜花1000g，以正己烷为萃取剂，正己烷与降解鲜花按重量比例3∶1加入到萃取釜中，在50℃加热和搅拌速度为400rpm条件下反复进行萃取3次，提取时间依次为3h、2h、1h，合并萃取液，并将萃取液在40℃，真空度为0.085MPa减压浓缩。向反应釜浓缩液充入氮气，连续搅拌，抽真空，使叶黄素脂肪酸酯中有机溶剂残留量小于100ppm。制得叶黄素脂肪酸酯呈深暗红色，提取率为1.80％，叶黄素脂肪酸酯含量为18.38％。该产品需贮存在低温、干燥、避光的环境中。
实施实例4(加β-葡聚糖酶组)取采摘后万寿菊鲜花1100g，将液态β-葡聚糖酶(酶用量为万寿菊鲜花重量的0.5％)5.5g溶解于50ml水中、混合均匀后喷洒于万寿菊鲜花上，将酶与鲜花搅拌充分混合均匀，在30℃下避光青贮10天；取青贮万寿菊鲜花1000g，以石油醚(沸程30～60℃)为萃取剂，石油醚与降解鲜花按重量比例3∶1加入到萃取釜中，在50℃加热和搅拌速度为400rpm条件下反复进行萃取3次，提取时间依次为3h、2h、1h，合并萃取液，并将萃取液在20℃，真空度为0.085MPa减压浓缩。将浓缩液进行脱除残留溶剂，向反应釜通入氮气，连续搅拌，抽真空，使叶黄素脂肪酸酯中有机溶剂残留量小于100ppm。制得叶黄素脂肪酸酯呈深红色，提取率为1.88％，叶黄素脂肪酸酯含量为18.64％。该产品需贮存在低温、干燥、避光的环境中。
根据以上实施例，采用非极性溶剂C6～C8环烷烃或醚类代替上述正己烷或石油醚从青贮后万寿菊花中提取叶黄素脂肪酸酯，是本领域技术人员可以做到的。
权利要求
1.利用酶降解—溶剂萃取法制备叶黄素脂肪酸酯的方法，其特征在于它包括下列步骤(a)万寿菊鲜花采摘后喷洒酶溶液，酶溶液为固态或液态纤维素酶或β-葡聚糖酶，添加量为万寿菊鲜花重量的0～1％，用水溶解后再喷洒；混合均匀后，进行避光青贮；(b)采用非极性溶剂C6～C8环烷烃或醚类从青贮后万寿菊花中提取叶黄素脂肪酸酯，非极性溶剂与降解万寿菊花的比例重量比为3～4∶1；(c)真空浓缩回收非极性溶剂得叶黄素脂肪酸酯油状产品。
2.如权利要求1所述的方法，其中(a)青贮过程中温度为20～35℃，时间为3～20天。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中(b)提取时搅拌速度为200～700rpm，提取次数为3～4次，提取时间依次为3h～4h、3h～2h、2h～1h。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中(b)提取时室温或加热至30～65℃。
5.如权利要求3所述的方法，其中(b)提取时室温或加热至30～65℃。
6.如权利要求1或2所述的方法，其中(c)减压浓缩时温度为20～45℃，真空度为0.08～0.09MPa。
7.如权利要求3所述的方法，其中(c)减压浓缩时温度为20～45℃，真空度为0.08～0.09MPa。
8.如权利要求4所述的方法，其中(c)减压浓缩时温度为20～45℃，真空度为0.08～0.09MPa。
9.如权利要求5所述的方法，其中(c)减压浓缩时温度为20～45℃，真空度为0.08～0.09MPa。
10.如权利要求1或2所述的方法，其中(b)非极性溶剂C6～C8环烷烃或醚类指的是正己烷或石油醚。
全文摘要
本发明公开了利用酶降解－溶剂萃取法制备叶黄素脂肪酸酯的方法先将万寿菊花添加酶进行青贮，然后直接以万寿菊鲜花为原料，采用非极性溶剂于加热搅拌条件下提取叶黄素脂肪酸酯，真空浓缩后得叶黄素脂肪酸酯。不同于传统的利用万寿菊花生产叶黄素脂肪酸酯的方法，该方法将青贮过程中酶降解和溶剂萃取两部单元操作技术结合，省去压榨、干燥、造粒、粉碎工序，工艺操作简单、条件温和、叶黄素脂肪酸酯提取率高。由于无干燥工序，叶黄素在整个加工过程中几乎无损失，无氧化现象发生。由本发明所述方法生产的产品可广泛用作饲料增色添加剂、食品着色剂等。
文档编号C12P7/62GK1840686SQ20061003777
公开日2006年10月4日 申请日期2006年1月13日 优先权日2006年1月13日
发明者刘春泉, 李大婧, 白云峰, 罗克勇 申请人:江苏瑞迪生科技有限公司