专利名称：一种从芝麻油脚中提取芝麻素的方法
技术领域：
一种从芝麻油脚中提取芝麻素的方法，涉及芝麻素的提取方法。
背景技术：
芝麻(sesame)可能是迄今所知被人类用作食品资源的最古老的油籽，也是最早使用的调味品，在亚洲和非洲的发展中国家广泛种植。我国是世界上最大的芝麻生产国，2001年产量达81万吨，约为世界总产量的40％。芝麻的化学组成主要为脂质、蛋白质、碳水化合物、矿物质、维生素等。芝麻含有丰富的油脂和蛋白质，具有较高的食用价值。芝麻的含油率一般为50％左右。芝麻油约含有80％的不饱和脂肪酸，油酸和亚油酸是主要的不饱和脂肪酸；饱和脂肪酸主要由棕榈酸和硬脂酸组成，含量低于总脂肪酸的20％。芝麻油中的不皂化物主要为甾醇、生育酚、芝麻素、芝麻酚、芝麻酚林、芝麻素酚等。未精炼的芝麻油与其他植物油相比之所以具有更好的稳定性和独特的生理活性功能就是因为其含有木脂素类脂溶性苯酚类抗氧化剂芝麻素、芝麻酚林、芝麻酚和芝麻素酚。
芝麻用途十分广泛，可以用于糖果点心业、也可以作为小甜饼、饼干等的配料；但是最主要的还是作为油料，用于制取芝麻油。目前，芝麻油的制取方法主要有三种机榨法、水代法、溶剂浸出法。由于我国消费者喜欢食用直接制取的芝麻油，因此国内比较大的芝麻油厂(如日清芝麻油厂、恒顺芝麻油厂)基本上采用机榨法。机榨法有一个主要的副产物就是芝麻油脚。国内芝麻油厂对芝麻油脚的处理基本上是丢弃或送给农家作为肥料。
芝麻素属于木脂素类化合物，两个亚甲基二氧基苯基基团与中央的四氢康基呋喃核相连，分子式为C20H18O6，具体结构如下。它的英文系统命名为Sesamin(tetrahydro-1，4-bis(3，4-(methylenedioxy)pHenyl)-1H，3H-furo(3，4-c)furan)，中文命名根据纯粹及应用化学会的规定，采用无特定名称的杂环命名为2，6-二(3，4-二次甲氧基苯基)-3，7-二氧杂双环(3，3，0)辛烷。
芝麻中还有其他木脂素类物质，如芝麻酚林(sesamolin)、芝麻素酚(sesaminol)、芝麻酚(sesamol)及芝麻酚林酚(sesamolinol)，具体结构如下
芝麻素(sesamin) 芝麻酚(sesamol) 芝麻酚林(sesamolin) 芝麻素酚(sesaminol) 芝麻酚林酚(sesamolinol)芝麻素通常为片状或粉末状白色固体，经有机溶剂结晶处理的芝麻素一般为白色针状晶体，分子量为354.36，熔点120-121℃，具有旋光性，[a]D20＝-56°(CHCL3)。芝麻素为脂溶性物质，不溶于水、酸和碱，溶于甲醇等有机溶剂。
芝麻素(sesamin)是木脂素(lignan也叫木酚素)类化合物中的一种，具有很强的生理活性。木脂素和异黄酮都属于植物雌激素，研究表明芝麻中芝麻素等木脂素类物质具有降低胆固醇、抗氧化、保护肝脏等生理活性功能。
芝麻素由于其特有的物理化学性质和生理功能，在农业、食品行业和医药行业有着很大的应用前景，高纯度的芝麻素逐渐应用在保健和医药上，高纯度的芝麻素的价格非常昂贵，这主要是由于芝麻素在生物体内呈现较强的抗氧化作用，具有多样的生理活性功能。目前日本市场上已出现了添加芝麻素的保健产品。
目前国外制备芝麻素基本上以芝麻油的脱臭物为原料，并对芝麻素的生理活性进行深入的研究。国内对芝麻素的研究也正逐步展开，对芝麻素的应用作了初步研究，但很少有研究者对芝麻素的制备工艺方面进行研究。
发明内容
本发明的目的是提供一种从芝麻油脚中提取芝麻素的方法。我国一年丢弃的芝麻油脚总量约为3000-4000吨，这些废弃的油脚不仅使厂家蒙受了大量的经济损失，而且给周边环境造成了一定的污染。对芝麻油脚进行废物利用，从中提取芝麻素等高附加值的生理活性物质，不仅可以减少废弃芝麻油脚造成的环境污染，还可以产生良好的经济效益。
本发明的技术方案以芝麻油厂废弃物-芝麻油脚为原料，先用正己烷从芝麻油脚中提取出回收的芝麻油，以此回收的芝麻油为原料，用甲醇或乙醇提取芝麻素粗提品，再用乙醇对芝麻素粗提品进行结晶纯化，得到芝麻素产品。用正己烷从芝麻油脚中提取出回收的芝麻油的工艺量取一定体积的芝麻油脚，加入4倍体积的正己烷，在45℃下搅拌2小时，混合液离心分离，上清液旋转蒸发得到回收芝麻油，沉淀物再次用正己烷重复提取，操作条件同上，将两次提取得到的回收芝麻油合并收集。以回收芝麻油为原料，提取芝麻素粗提品的工艺采用甲醇或乙醇作为萃取溶剂，料液比回收芝麻油∶甲醇或乙醇为1∶2.5-3，提取温度55-62℃，搅拌提取时间2.5-3小时，提取后静置分离时间3-4小时。芝麻素粗提品进行结晶纯化的工艺采用湿法结晶的方法，在溶液中以降温结晶法精制芝麻素，选择乙醇作为纯化溶剂，料液比g/mL芝麻素粗提品乙醇为1∶30-40，自然降温结晶，缓慢摇动，养晶温度25℃，养晶时间2-3小时，在此条件下经过四次结晶得芝麻素产品。
本发明的有益效果采用甲醇或乙醇从芝麻油脚中提取芝麻素，建立合理的生产工艺，确定最佳提取工艺条件；并对粗制芝麻素产品进行纯化。经分析，芝麻油脚中芝麻油的质量分数为68.9％，固形物质量分数为31.0％，芝麻素质量分数为0.251％；从芝麻油脚中提取的回收芝麻油中芝麻素的质量分数为0.365％，过氧化值3.7meq/kg。我国一年丢弃的芝麻油脚总量约为3000-4000吨，这些废弃的油脚不仅使厂家蒙受了大量的经济损失，而且给周边环境造成了一定的污染。对芝麻油脚进行废物利用，从中提取芝麻素等高附加值的生理活性物质，不仅可以减少废弃芝麻油脚造成的环境污染，还可以产生良好的经济效益。可以带动我国芝麻的深加工研究，推动我国特色油料作物-芝麻的种植，促进农业结构调整，增加农民的收入。
高效液相色谱法测定芝麻油中芝麻素的含量采用氧化铝层析柱对芝麻油进行预处理，然后用HPLC法对芝麻素定性、定量。经过检验，加样回收率为95.6％，变异系数CV为1.19％，因此建立了一种准确测定芝麻油中芝麻素含量的方法。
芝麻油中芝麻素的百分含量＝0.5C×V×X/m式中C-预处理液中芝麻素的浓度V-有较大吸光度的洗脱液的总体积X-上清液定容时稀释的倍数m-用氧化铝柱预处理的油的质量具体实施方式
实施例1.从芝麻油脚中回收芝麻油准确称取一定体积v的芝麻油脚并称量m1，加入4倍的正己烷(V∶V)，在45℃下搅拌2h；混合液离心分离，上清液旋转蒸发得到芝麻油；沉淀物再次萃取，最后将两次得到的芝麻油收集在一起称量m3，沉淀物烘干后称量m2芝麻油脚密度ρ1＝m1/v油脚中固形物含量ρ2＝m2/m1油脚中芝麻油的含量ρ3＝m3/m1实施例2.从回收芝麻油中提取芝麻素粗提品量取200mL(175.5g)芝麻油，按料液比1∶3加入甲醇，在60℃下搅拌2.5h，然后静止分液3小时，取上层液旋转蒸发蒸去甲醇。加入适量石油迷，45℃，密闭搅拌0.5h，抽滤后滤液自然析出沉淀，过滤，干燥，称重。
最终得到沉淀物0.795g按毛提取率＝沉淀物的质量/油中芝麻素的含量，200mL芝麻油含有175.5×0.365％＝0.641g毛提取率＝0.795/0.641×100％＝124％对沉淀物中芝麻素高效液相色谱法分析，纯度为67.5％，含有0.795×0.675＝0.537g，因此，实际提取率＝0.537/0.641＝83.7％实施例3.从回收芝麻油中提取芝麻素粗提品量取200mL(175.5g)芝麻油，按料液比1∶2.5加入乙醇，在55℃下搅拌3h，然后静止分液4小时，取上层液旋转蒸发蒸去乙醇。加入适量石油迷，45℃，密闭搅拌0.5h，抽滤后滤液自然析出沉淀，过滤，干燥，称重。
最终得到沉淀物0.718g按毛提取率＝沉淀物的质量/油中芝麻素的含量，200mL芝麻油含有175.5×0.365％＝0.641g毛提取率＝0.718/0.641×100％＝112％对沉淀物中芝麻素高效液相色谱法分析，纯度为68.9％，含有0.718×0.689＝0.494g，因此，实际提取率＝0.494/0.641＝77.2％实施例4.对芝麻素粗提品结晶纯化采用乙醇对芝麻素粗提产品进行结晶纯化。芝麻素粗提品/乙醇料液比(g/mL)1∶40、空气中自然降温、人工缓慢的摇动搅拌，养晶温度25℃、养晶时间2h。
在上述结晶条件下，结晶产品纯度为78.1％，得率为57.6％。经过四次结晶，最终产品的纯度为91.2％。
实施例5.对芝麻素粗提品结晶纯化采用乙醇对芝麻素粗提产品进行结晶纯化。芝麻素粗提品/乙醇料液比(g/mL)1∶30、空气中自然降温、人工缓慢的摇动搅拌，养晶温度25℃、养晶时间3h。
在上述结晶条件下，结晶产品纯度为75.4％，得率为68.1％。
权利要求
1.一种芝麻素的提取方法，其特征是以芝麻油厂废弃物—芝麻油脚为原料，先用正己烷从芝麻油脚中提取出回收的芝麻油，以此回收的芝麻油为原料，用甲醇或乙醇提取芝麻素粗提品，再用乙醇对芝麻素粗提品进行结晶纯化，得到芝麻素产品。
2.根据权利要求1所述的芝麻素的提取方法，其中的用正己烷从芝麻油脚中提取出回收的芝麻油的工艺量取一定体积的芝麻油脚，加入4倍体积的正己烷，在45℃下搅拌2小时，混合液离心分离，上清液旋转蒸发得到回收芝麻油，沉淀物再次用正己烷以相同操作条件重复提取，将两次提取得到的回收芝麻油合并收集。
3.根据权利要求1所述的芝麻素的提取方法，其中的以回收芝麻油为原料，提取芝麻素粗提品的工艺采用甲醇或乙醇作为萃取溶剂，料液比回收芝麻油甲醇或乙醇为1∶2.5-3，提取温度55-62℃，搅拌提取时间2.5-3小时，提取后静置分离时间3-4小时。
4.根据权利要求1所述的芝麻素的提取方法，其中的芝麻素粗提品进行结晶纯化的工艺采用湿法结晶的方法，在溶液中以降温结晶法精制芝麻素，选择乙醇作为纯化溶剂，料液比g/mL芝麻素粗提品乙醇为1∶30-40，自然降温结晶，缓慢摇动，养晶温度25℃，养晶时间2-3小时，在此条件下经过四次结晶得芝麻素产品。
全文摘要
一种从芝麻油脚中提取芝麻素的方法，涉及芝麻素的提取方法。本发明以芝麻油厂的废弃物—芝麻油脚为原料，先用正己烷从芝麻油脚中提取出回收的芝麻油，以此回收的芝麻油为原料，用甲醇或乙醇提取芝麻素粗提品，确定了提取的工艺条件，再用乙醇对芝麻素粗提品进行结晶纯化，又确定了最佳结晶纯化条件，得到芝麻素产品。芝麻素粗提品纯度为67.5％，提取率为83.7％，最终产品纯度为90％以上。用本发明方法对芝麻油脚进行废物利用，从中提取出芝麻中的微量组分芝麻素，不仅可以减少废弃芝麻油脚造成的环境污染，还可产生良好的经济效益，芝麻素具有多种生理活性功能，具有很好的应用前景。
文档编号C07D317/48GK1594310SQ20041004118
公开日2005年3月16日 申请日期2004年7月1日 优先权日2004年7月1日
发明者王兴国, 刘元法, 金青哲 申请人:江南大学