专利名称：一种由万寿菊油树脂制备高纯度叶黄素晶体的方法
技术领域：
本发明专利涉及一种由万寿菊油树脂制备高纯度叶黄素晶体的方法。
背景技术：
叶黄素是一种类胡萝卜素，广泛存在于植物的花、叶、果实等组织细胞内 以及某些藻类生物中，尤其在万寿菊的花瓣中大量存在。近年来，有关叶黄素 的生物学功能研究越来越引起人们的关注。叶黄素具有较强的抗氧化作用，可 以清除人体内生理代谢过程中产生的有害物质"自由基"，此类"自由基"可 造成组织损伤、细胞衰老等病变，科学研究表明，人体衰老很大程度上与游离 基的破坏作用有关。迄今为止科学家尚未发明一种可完全清除掉体内自由基的 药物。而类胡萝卜素则具有对自由基较强的抑止作用，是一类优良、高效、安 全的抗氧化剂。据调査，添加有类胡萝卜素(如叶黄素、玉米黄质、番茄红素等) 的食品可以预防老年性视力退化、抗衰老、使人保持旺盛的精力以及预防癌症、 心血管疾病(如中风、心肌梗塞等)。
早在1995年，美国FDA即已批准叶黄素作为食品补充剂用于食品饮料。我 国最近新发布的"食品添加剂新品种及食品用香料名单(卫生部2007年第8号 公告)"公告中，叶黄素作为着色剂和营养补充剂可以应用于食品中。
由于叶黄素分子结构复杂，工业合成比较困难，而植物合成的叶黄素，具有 天然、无毒害等优点，且提取精制成本较低，易于大规模生产。目前叶黄素树 脂的生产已成规模，但所制取的叶黄素大多是油树脂形式，含有较高的杂质成 分，比较适合作为动物饲料，但作为着色剂和营养补充剂在人类食品中使用， 则缺乏安全性。
制备晶体叶黄素的方法，国内外已有部分专利报道，如美国KEMIN公司的 专利U. S. 5， 648, 564说明了一种从植物中分离提取叶黄素晶体的方法，该方法 中使用丙二醇溶解叶黄素树脂，在较高温度下，加入碱液进行皂化，加水过滤 结晶，洗涤干燥结晶，得到叶黄素晶体。此方法使用沸点较高的丙二醇，溶剂 回收困难；且最终产品纯度只有70%左右，得率只有60%左右，相对较低。 U. S. Pat6， 743， 953报道了一种从万寿菊油树脂中分离纯化叶黄素的方法，此方 法中使用5种有机溶剂，并且溶剂消耗量较大，叶黄素得率较低。 U. S. Pat6， 262， 284报道了一种从万寿菊花种直接提取，皂化类胡萝卜素的方法， 该方法周期长，溶剂使用和消耗量较低，生产成本较高。国内报道的部分制提 取方法采用皂化后，加水或醇结晶，过滤得到叶黄素粗品，然后再重结晶，此
类方法会造成大量的废水，而且延长了制取工艺，不利用叶黄素稳定。
发明内容
为了克服现有技术的缺点，本发明提供一种由万寿菊油树脂制备高纯度叶 黄素晶体的方法，它方法简单、高效，适于工业化规模生产，所得叶黄素晶体 纯度高。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是包括下列步骤1、醇溶液、
万寿菊油树脂和碱溶液的重量比为0.25-1:1: 0.4-0.6，将万寿菊油树脂按所述 的比例均匀分散到醇溶液中，加热至40-65'C,使其溶解分散均匀，搅拌的同时 缓慢滴加碱性醇溶液皂化反应并至反应完全；2、在压力为-0.07 -0.09Mpa、 温度为40-6(TC的条件下回收所述的醇溶液，得到固体皂化物；3、用弱极性有 机溶剂萃取固体皂化物中的游离叶黄素，萃取溶剂与固态皂化物的重量比为 15-30:1，萃取温度为66-70°C，分离去除不溶物；4、加入水、低级醇或二者混 合物，重量比例为萃取液的10-30%，去除水相杂质，四氢呋喃相降温至O-l(TC 结晶；5、分离结晶，并用无水乙醇洗涤结晶，真空或冷冻干燥，即得高纯度叶 黄素晶体。
所述步骤l中的醇溶液为乙醇、丙醇、异丙醇或正丁醇，或是其中2、 3或 4种混合物，优选粘度低、安全可靠的乙醇。所述的醇溶液、万寿菊油树脂和碱 溶液的重量比优选0. 5-1:1:0. 5-0. 6 。
所述步骤1中的碱性醇溶液为碱金属氢氧化物低级醇溶液，而低级醇最好 与所述醇溶液的种类相同。优选氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)乙醇溶液。 所述碱性醇溶液的浓度为10-30%，优选15-25%。
所述步骤l回收醇溶液中的皂化反应时间在2-IO小时，优选3-6小时；皂 解的同时给与适当的搅拌，搅拌速度控制在50-100转/分钟，以保证皂解完全。 皂解反应是否完全，可使用薄层层析，或高效液相色谱来监测。
所述步骤3中的弱极性有机溶剂为四氢呋喃。
所述步骤4中的低度醇溶液为10-20%的乙醇水溶液。
所述步骤5中的结晶温度为0-l(TC，其中优选0-4°C;降温结晶过程中控 制降温速度为每小时降低2-5°C;结晶过程可以低速搅动结晶液，控制转速低于 5转/分钟，以便加快结晶速度和提高产率。
所述步骤5中的干燥过程中充入高纯度氮气，以提高干燥速率，降低产品 中溶剂的残留量。
所述步骤5中分离结晶后的四氢呋喃溶液，可循环使用。各步操作环节中 使用的醇溶液，经提取后，可循环使用。
本发明具有下列优点方法简单、高效，适合工业规模化生产。所得叶黄
素晶体纯度高，纯度和收率分别可达90%和85%，由此，该叶黄素晶体可应用性 能更高，可作为着色剂及营养强化剂应用于食品中。
具体实施例方式
实施例1
称取50g总类胡萝卜素含量是15. 5%万寿菊油树脂与25ml无水乙醇混合， 加热至65°C，使其溶解分散均匀，搅拌同时缓慢滴加40m、 128%的氢氧化钾的 乙醇溶液，调节滴加速度，使碱液在30分钟内，匀速滴加完毕，继续保温搅拌， 皂解反应5小时。在-0.085Mpa, 6(TC旋转蒸发回收乙醇，得到固体皂化物。
使用1000ml四氢呋喃于7(TC下，回流萃取固态皂化物30分钟，萃取液降 温至室温后真空过滤除去不溶物，向滤液中加入250m、 10%的乙醇分离去除可溶 性杂质，四氢呋喃相缓慢降温至0"C，在此温度下结晶12小时，真空过滤分离 结晶。使用无水乙醇淋洗结晶，真空或冷冻干燥，得到7. 29克最终成品，经HPLC 检测，总类胡萝卜素含量达到91.9%，全反式叶黄素纯度为83.15%,产品得率 达到86. 44%。
此产品经检测分析，总有机溶剂残留低于20ppm，其中四氢呋喃残留低于 0. lppm，为安全产品，适合作为食品添加剂和营养补充剂使用。 实施例2
称取50Kg总类胡萝卜素含量是16. 1%万寿菊油树脂加入到200L反应斧中， 加入25L无水乙醇，搅拌并加热至65'C，使油树脂与乙醇溶解分散均匀，同时 缓慢滴加40Kg、 28%的氢氧化钾的乙醇溶液，调节滴加速度，使碱液在30分钟 内，匀速滴加完毕，继续保温搅拌，皂解反应5小时。在-0.085Mpa， 6CTC回收 乙醇，得到固体皂化物。
使用1000L四氢呋喃于70"C下，回流萃取固态皂化物40分钟，萃取液降温 至室温后离心过滤除去不溶物，向滤液中加入200L、 10%的乙醇分离去除可溶性 杂质，四氢呋喃相缓慢降温至0"C,在此温度下结晶12小时，真空过滤分离结 晶。使用无水乙醇淋洗结晶，真空或冷冻干燥，得到7.61Kg最终成品，经检测， 总类胡萝卜素含量达到90. 18%，产品得率达到85. 25%。
权利要求
1、一种由万寿菊油树脂制备高纯度叶黄素晶体的方法，其特征在于包括下列步骤1、醇溶液、万寿菊油树脂和碱溶液的重量比为0.25-1∶1∶0.4-0.6，将万寿菊油树脂按所述的比例均匀分散到醇溶液中，加热至40-65℃，使其溶解分散均匀，搅拌的同时缓慢滴加碱性醇溶液皂化反应并至反应完全；2、在压力为-0.07～-0.09Mpa、温度为40-60℃的条件下回收所述的醇溶液，得到固体皂化物；3、用弱极性有机溶剂萃取固体皂化物中的游离叶黄素，萃取溶剂与固态皂化物的重量比为15-30∶1，萃取温度为66-70℃，分离去除不溶物；4、加入水、低级醇或二者混合物，重量比例为萃取液的10-30％，降温至0-10℃结晶；5、分离结晶，并用无水乙醇洗涤结晶，真空或冷冻干燥，即得高纯度叶黄素晶体。
2、 根据权利要求1所述的制备高纯度叶黄素晶体的方法，其特征在于所 述步骤l中的醇溶液为乙醇、丙醇、异丙醇或正丁醇，或是其中2、 3或4种混 合物，所述的醇溶液、万寿菊油树脂和碱溶液的重量比优选0.5-1:1:0.5-0.6。
3、 根据权利要求2所述的制备高纯度叶黄素晶体的方法，其特征在于所 述步骤l中的醇溶液为乙醇。
4、 根据权利要求1所述的制备高纯度叶黄素晶体的方法，其特征在于所 述步骤1中的碱性醇溶液为碱金属氢氧化物低级醇溶液，而低级醇溶液与所述 醇溶液的种类相同；所述碱性醇溶液为氢氧化钾或氢氧化钠的乙醇溶液；所述 碱性醇溶液的浓度为10-30%。
5、 根据权利要求1所述的制备高纯度叶黄素晶体的方法，其特征在于所 述步骤1回收醇溶液中的皂化反应时间在2-10小时，皂解的同时给与适当的搅 拌，搅拌速度控制在50-100转/分钟。
6、 根据权利要求l所述的制备高纯度叶黄素晶体的方法，其特征在于所 述步骤3中的弱极性有机溶剂为四氢呋喃。
7、 根据权利要求1所述的制备高纯度叶黄素晶体的方法，其特征在于所 述步骤4中的低度醇溶液为10-20%的乙醇水溶液。
8、 根据权利要求1所述的制备高纯度叶黄素晶体的方法，其特征在于所 述步骤5中的结晶温度为0-10'C;降温结晶过程中控制降温速度为每小时降低 2-5°C;结晶过程低速搅动结晶液，控制转速低于5转/分钟。
9、 根据权利要求1所述的制备高纯度叶黄素晶体的方法，其特征在于所述步骤5中的干燥过程中充入高纯度氮气。
全文摘要
本发明涉及一种由万寿菊油树脂制备高纯度叶黄素晶体的方法。该方法首先将万寿菊油树脂均匀分散到醇溶液中，在碱性条件下进行皂解；减压回收醇溶液，得到固体皂化物；使用一种弱极性有机溶剂萃取游离叶黄素，加入低度醇液分离可溶性杂质，低温结晶；分离所得结晶，使用无水乙醇洗涤结晶，真空或冷冻干燥即得高纯度晶体叶黄素。本发明简单易行，终产品纯度和收率分别可达90％和85％，适合工业规模化生产。
文档编号C07C403/24GK101168522SQ20071018529
公开日2008年4月30日 申请日期2007年11月21日 优先权日2007年11月21日
发明者连运河, 齐立军 申请人:河北晨光天然色素有限公司