天然β-胡萝卜素顺、反异构体的分离方法

专利名称：天然β-胡萝卜素顺、反异构体的分离方法技术领域：本发明是关于天然β-胡萝卜素顺、反异构体的分离方法，也适用于合成β-胡萝卜素中顺、反异构体的分离。最新流行病学与肿瘤病学研究结果指出了人体维持正常或大于正常水平的β-胡萝卜素的含量，有助于防止肿瘤的发生。已知存在于生物材料中的天然β-胡萝卜素为全一反式和几种别的立体异构体(主要是顺式-β-胡萝卜素异构体)的混合物，而合成的β-胡萝卜素99%以上是全一反式-β-胡萝卜素。最新营养学研究结果表明，β-胡萝卜素的顺、反异构体的混合物比合成的全一反式-β-胡萝卜素显著地优先积累于动物组织肝脏，开拓了具防癌保健功能的天然β-胡萝卜素立体异构体混合物的新市场。在本发明实现以前，用作保健或食品添加剂的天然β-胡萝卜素产品主要含全一反式-β-胡萝卜素，大量的顺式-β-胡萝卜素在提取过程中丢失。有的产品虽混有一定量的β-胡萝卜素的立体异构体、但其含量与比例变动范围很大，且受生物材料生长环境因素的影响，不利于防癌保健的需要。本发明的目的在于提供一种从生物材料中大量地提取、拆分分离全一反式-β-胡萝卜素和顺式-β-胡萝卜素立体异构体的技术。由此获得的全一反式-β-胡萝卜素与顺式-β-胡萝卜素产品，可根据防癌保健或其它用途需要，按一定比例混合，制成成分恒定的β-胡萝卜素立体异构体的混合物。也可将天然顺式-β-胡萝卜素与合成的全一反式-β-胡萝卜素相混合，使合成的β-胡萝卜素具有天然β-胡萝卜素易被机体吸收的功能。本发明所涉及的从天然生物材料中大规模地分离β-胡萝卜素顺、反异构体混合物的方法是向天然生物材料中按11-10(生物材料有机萃取剂)比例加入有机萃取剂，室温或20-70℃加热提取10-120分钟。然后在萃取罐中进行固液分离，也可用静置沉降或离心方法进行固液分离。将含β-胡萝卜素的萃取液在蒸发器内蒸发浓缩至一半以下体积后，采用逐级降低温度的方式、或逐级增加低级醇或酮浓度的方式、或逐级增加β-胡萝卜素析出时间的方式、或将上述三种方法混合使用的方式，使全一反式-β-胡萝卜素首先结晶析出，再从结晶母液中析出顺式-β-胡萝卜油。所得全一反式-β-胡萝卜素晶体与顺式-β-胡萝卜素油，可用水、低级醇或酮等洗涤数次，然后干燥除去挥发性有机溶剂或水。也可根据需要将全一反式-β-胡萝卜素晶体或顺式-β-胡萝卜素油分别用少量萃取剂重新溶解，按上述方法重结晶，可获得纯度更高的全一反式-β-胡萝卜素晶体或顺式-β-胡萝卜素油。按本发明生产的全一反式-β-胡萝卜素晶体中全一反式-β-胡萝卜素含量为70-95%，顺式-β-胡萝卜素含量小于10%;顺式-β-胡萝卜素油中顺式-β-胡萝卜素含量为30-90%，所述的顺式-β-胡萝卜素可以是9-顺式-β-胡萝卜素，或9.9-顺式-β-胡萝卜素，或9.13-顺式-β胡萝卜素，或15-顺式-β-胡萝卜素，或15.15-顺式-β胡萝卜素，或13-顺式-β胡萝卜素，或13.13-顺式-β-胡萝卜素，也可以是它们的混合物。其含量、各组分之间比例和得率随生物材料及生物材料的生长环境与方法的选用不同而有所变化。本发明所使用的生物材料，可以是蓝绿藻(Blue grean algae)、盐藻(Halotolerant Alga Dunaliella)，酵母菌(yeast)、胡萝卜(Carrot)或其它含大量β-胡萝卜素的生物材料;也可以是经过适当处理后得到的富含β-胡萝卜素的类囊体膜或细胞内膜制剂。也适用于合成β-胡萝卜素中顺、反异构体的分离。本发明所用的有机萃取剂可以是乙醚，石油醚、环己烷、正己烷、丙酮、二硫化碳、乙酸乙酯等，也可以是上述有机萃取剂的混合溶液。所加萃取剂的量并无具体规定，以能将β-胡萝卜素有效萃取为宜，通常按1∶1-10(生物材料有机萃取剂)的比例加入比较合适。本发明在分级从浓缩萃取液中析出全一反式-β-胡萝卜素、顺式-β-胡萝卜素时，可采用以下三种方式(1)逐级降低温度的方式，先将浓缩萃取液置0℃以上温度使全一反式-β-胡萝卜素结晶析出，再将固液分离后的结晶母液置5℃以下温度使顺式β-胡萝卜素油析出;(2)逐级增加低级醇或酮浓度的方式，先向浓缩萃取液加入1/2-5倍体积量的低级醇或酮将全一反式-β-胡萝卜素结晶析出，再向固液分离后的结晶母液中加1倍以上的低级醇或酮，使顺式-β-胡萝卜素油析出;(3)逐级增加β-胡萝卜素析出时间的方式，先将浓缩萃取液静置1-5天使全一反式-β-胡萝卜素结晶析出，然后将固液分离后的结晶母液继续静置1-15天使顺式-β-胡萝卜素油析出，也可以将上述几种方法混合使用，先将全一反式-β-胡萝卜素结晶析出，再将固液分离后的顺式-β-胡萝卜素油析出。本发明所使用的低级醇是甲醇、乙醇，低级酮是丙酮。实施例1，向5kg湿盐藻中加入50kg丙酮搅拌萃取1小时后，离心进行固液分离，将萃取液在市售蒸发器中浓缩至约5l，室温静置约1天，析出全一反式-β-胡萝卜素晶体，其含量大于80%，固液分离后的结晶母液置0-5℃冰箱中5天后析出顺式-β-胡萝卜素油，其含量大于40%。实施例2，向10kg胡萝卜中加入50kg环己烷，匀浆提取10分钟后，在萃取罐中分离出环己烷层，浓缩至约2l体积，加入2l体积乙醇，4℃下静置48小时后析出全一反式-β-胡萝卜素结晶体，再将滤除晶体后的母液与2l乙醇混合，4℃下再静置48小时后，顺式-β-胡萝卜素油析出。实施例3，向1kg蓝绿藻中加入2kg石油醚，搅拌萃取60min后，分出石油醚层，萃取液加热浓缩至0.5l后，置5℃条件下2天后析出全一反式-β-胡萝卜素晶体，然后向去除晶体后的结晶母液加入1l甲醇，-20℃下静置两天后析出顺式-β-胡萝卜素油。权利要求1.一种天然β-胡萝卜素顺、反异构体的分离方法。所述的方法。其特征是将有机萃取剂加入到生物材料中萃取10-120分钟，所得萃取液在蒸发器内蒸发浓缩至一半以下体积后，采用逐级降低温度的方式，或逐级增加低级醇或酮浓度的方式，或逐级增加β-胡萝卜素析出时间的方式、或将上述三种方法混合使用的方式，使全-反式-β-胡萝卜素首先结晶析出，再从固液分离后的结晶母液中析出顺式-β-胡萝卜素油，所得全一反式-β-胡萝卜素晶体与顺式-β-胡萝卜素油可分别用水、低级醇或酮等洗涤数次，然后干燥除去挥发性有机溶剂或水。也可按上述方法重结晶，进一步分别纯化全一反式-β-胡萝卜素晶体或顺式-β-胡萝卜素油。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的生物材料可以是蓝绿藻、盐藻，酵母菌、胡萝卜素或其它含有-β-胡萝卜素的动植物体，也可以是上述生物材料经过适当处理后得到的富含β-胡萝卜素的类囊体膜或细胞内膜制剂。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的有机萃取剂可以是乙醚、石油醚、环己烷，正己烷、丙酮，二硫化碳、乙酸乙酯等，也可以是上述有机萃取剂的混合溶液，所需萃取剂的量并无具体规定，但以11-10(生物材料有机萃取剂)的比例为宜。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的逐级降低温度的方式是指先将浓缩萃取液置0℃以上温度使全-反式-β-胡萝卜素结晶析出，再将固液分离后结晶母液置5℃以下温度使顺式-β-胡萝卜素油析出。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的逐级增加低级醇或酮浓度的方法是指向浓缩萃取液加入1/2-5倍体积量的低级醇或酮将全-反式-β-胡萝卜素结晶析出，再向固液分离后的结晶母液中加入1倍以上体积的低级醇或酮，使顺式-β-胡萝卜素油析出。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的逐级增加β胡萝卜素析出时间的方式是指先将浓缩萃取液静置1-5天使全一反式-β-胡萝卜素结晶析出，然后将固液分离后的结晶母液继续静置1-15天，使顺式-β-胡萝卜素油析出。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的重结晶方法是指将全一反式-β-胡萝卜素晶体或顺式-β-胡萝卜素油分别溶于前述的有机萃取剂中，再使用权利要求4-6所述的任一种方法或混合使用这几种方法使全一反式-β-胡萝卜素晶体或顺式-β-胡萝卜素油重新析出。8.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的低级醇是甲醇或乙醇，所述的低级酮是丙酮。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的全一反式-β-胡萝卜素晶体中全一反式-β-胡萝卜素含量为70-95%，顺式-β-胡萝卜素含量小于10%;所述的顺式-β-胡萝卜素油中顺式-β-胡萝卜素含量为30-90%，所述的顺式-β-胡萝卜素可以是9-顺式-β-胡萝卜素，或9.9-顺式-β-胡萝卜素，或9.13-顺式-β-胡萝卜素、或15-顺式-β-胡萝卜素，或15.15-顺式-β-胡萝卜素，或13-顺式-β-胡萝卜素，或13.13-顺式-β-胡萝卜素，也可以是它们的混合物，其含量、各组分之间的有无或比例以及得率随生物材料、生长环境与分离方法的选用不同而有所变化。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于它还可以适用于合成β-胡萝卜素中的顺、反异构体的分离。全文摘要一种天然β-胡萝卜素顺、反异构体的分离方法。所述的方法是将有机萃取剂加入到生物材料中萃取10—120分钟，所得萃取液浓缩至一半以下体积后，采用逐级降低半温度、或逐级增加低级醇或酮浓度，或逐级增加析出时间、或混合采用上述三种方式，使全-反式-β-胡萝卜素晶体和顺式-β-胡萝卜素油先后析出。所述晶体含70—95％的反式-β-胡萝卜素，所述油含30—90％的顺式-β-胡萝卜素。可供防癌保健需要。文档编号C07C403/24GK1077190SQ9210776公开日1993年10月13日 申请日期1992年9月22日 优先权日1992年9月22日发明者袁生, 秦怀兰, 虞光华 申请人:南京师范大学