一种全反式叶黄素粉末的分离纯化方法

专利名称：一种全反式叶黄素粉末的分离纯化方法技术领域：本发明属于植物化学技术领域，具体涉及到一种从万寿菊油树脂中分离提纯高含 量全反式叶黄素粉末的方法。背景技术：叶黄素属于类胡萝卜素之一，主要存在于万寿菊、甘蓝、菠菜等植物中。类胡萝卜 素的主要功能是单线态氧的有效淬灭剂，能消除羟自由基。另一方面，类胡萝卜素是脂类过 氧化反应的断链抗氧剂。在细胞和细胞膜中，类胡萝卜素和脂类结合而有效抑制脂质的氧 化。叶黄素除了具有类胡萝卜素的生理活性外，还具有独特的护眼功能，可用于预防老年性 眼球视网膜黄斑退化引起的视力下降和失明。并可以防止机体衰老引发的心血管硬化、冠 心病和肿瘤。1995年，美国FDA已批准叶黄素作为食品补充剂使用。在食品和保健药品中 得到越来越广泛的应用。另外，与合成色素(柠檬黄、日落黄等)相比，从天然植物中提取的叶黄素有很多 优点它对人体使用安全、无毒、无害，属于绿色环保产品，且具有很好的生物活性和生物利 用度。叶黄素具有3个手性中心，8种立体异构体，其中全反式叶黄素活性最高，它占万 寿菊中全部叶黄素比例的80% (重量比)左右(《保健食品原料手册》第二版，605 608 页，北京，2007. 5)，全反式叶黄素的结构如下\ .力--、λ 0 HV 丄 丫丫H 0 人-ζ、目前，已有的全反式叶黄素分离工艺具有产物纯度低、收率低等诸多缺点。例如， 美国专利US5648564公开的叶黄素纯化方法，皂化反应需在70°C下持续10小时，易产生叶 黄素高聚体，并易导致叶黄素异构化，终产品中叶黄素的含量只能达到75%，收率约59%。 US5648564公开的叶黄素纯化方法需要进行重结晶，操作复杂，且使用毒性较大的二氯甲 烷，制备得到的叶黄素不适合在食品中应用。US6743953公开了从万寿菊油树脂中分离叶黄 素的方法，其使用的溶剂种类多(5种)，消耗大，回收困难，且操作步骤繁琐。发明内容为了克服已有技术的不足，本发明提供了一种操作简便，所用溶剂毒性低、用量少 且易于回收，适于工业化生产高纯度全反式叶黄素粉末的方法。本发明所得产品可供食品或药品使用，总类胡萝卜素含量可达98%以上，其中全 反式叶黄素比例大于92%，玉米黄质比例约6%，其余为少量其他类胡萝卜素，符合美国药 典规定。具体地，本发明涉及一种全反式叶黄素粉末的分离方法，包括下述步骤1)在30°C 55°C下，将万寿菊油树脂与非极性溶剂混合，得混合溶液，加入相转 移催化剂，在碱性条件下，在40 65°C下对该混合液搅拌皂化2 5小时得皂化液，其中， 万寿菊油树脂与非极性溶剂的质量比为1 0.1 6，相转移催化剂与所述混合溶液的质量 比为 1 10000 5 1000 ；2)将皂化液冷却至40°C 50°C，按照万寿菊油树脂质量的1 6倍加入分散溶 剂，升温至45V 60°C，搅拌10 90分钟，过滤；3)滤饼用40 65°C水洗涤至洗出液的pH值达到6.8 7.5，干燥，即得全反式叶 黄素粉末。其中，步骤1)中的非极性溶剂为烷烃、醚类，优选正己烷、环己烷或异丙醚。相转 移催化剂为季铵盐或季膦盐，优选四丁基溴化铵或四丁基氯化铵。碱性条件为加入质量百 分比浓度为40% -50%的碱溶液，其用量为万寿菊油树脂质量的0. 2 1. 5倍，其中所述的 碱优选为氢氧化钠、氢氧化钾或有机碱，添加方式可以为一次性加入，优选缓慢滴加。皂化 率达到99%以上为反应完全，皂化过程可以通过薄层色谱或高效液相色谱来监控。步骤2)中的分散溶剂为水溶性的醇类、酮类，其质量百分比浓度为5% 100%， 所述的醇类优选为乙醇。过滤采用离心、压滤等传统的分离方式，叶黄素等类胡萝卜素位于 滤饼中，脂肪酸、盐、皂、水溶性叶绿素等杂质位于母液中。步骤3)所述的干燥方式为真空干燥或冷冻干燥，使最后水分小于1%。本发明有如下优点1.工艺简单，直接经皂化、分散、过滤、洗涤等步骤，即可得到 高含量叶黄素，减少了重结晶工序。2.加入了相转移催化剂有利于脂溶性叶黄素酯与碱液 充分接触，使皂化更为完全。3.制备工艺中叶黄素反应温度较低，时间较短，减少了高聚体 和异构体的产生。4.溶剂使用种类较少，精馏分离即可回收套用。5.工艺所得叶黄素为粉 末状，较叶黄素晶体具有更高的堆积密度，便于运输、储存和应用。6.适用于工业规模化生 产，且最终得到的叶黄素符合美国药典要求。具体实施例方式下述实施例仅用于阐述实现本发明的方法，不应理解为对本发明的限制。万寿菊油树脂购自邯郸市中进天然色素有限公司。其它试剂均为市售。紫外-可见光分光光度计ULTRASPEC 2000，安玛西亚公司。高效液相色谱仪996型检测器，515泵，Waters公司。实施例1 在30°C下，将IOOOg万寿菊油树脂(总类胡萝卜素——叶黄素、玉米黄质以及其他 类胡萝卜素及它们的脂肪酸酯的含量总和为15.5%，均以皂化后的游离态计)与IOOOg正 己烷混合，搅拌直至形成一种均一流动的溶液，向混合液中加入IOg四丁基溴化铵，边搅拌 边缓慢滴加550g质量百分比浓度40%的氢氧化钾溶液，滴加时间为30分钟，升温至55°C， 在此温度下皂化反应4小时。反应液降温至40°C，加入2000g质量百分比浓度50%的乙醇， 升温至45°C，搅拌60分钟。离心分离得到滤饼，用50°C去离子水洗涤，直至洗出液体pH值 为7. 2 (消耗去离子水171mL)。将滤饼在45°C下真空干燥，直至水分小于1%。最后得到126g叶黄素粉末，含98. 6%总类胡萝卜素(用紫外-可见光分光光度计测定，美国药典31版)，其中93. 2%为全反式叶黄素，6. 4%为全反式玉米黄质(用高效液 相色谱测定，美国药典31版)，其余为微量其他类胡萝卜素。总类胡萝卜素收率为80%。实施例2在35°C下，将IOOOg万寿菊油树脂(总类胡萝卜素以游离态计为15.5% )与IOOOg 环己烷混合，搅拌直至形成一种均一流动的溶液，向混合液中加入2. 5g四丁基溴化铵，边 搅拌边缓慢滴加800g质量百分比浓度45%的氢氧化钠溶液，滴加时间为60分钟，升温至 600C，在此温度下皂化反应5小时。反应液降温至50°C，加入4000g质量百分比浓度25%乙 醇，搅拌60分钟。离心分离得到滤饼，用50°C去离子水洗涤，直至洗出液体pH值为7. 2 (消 耗去离子水180mL)。将滤饼在45°C下真空干燥，直至水分小于1%。最后得到132g成品，含98. 总类胡萝卜素(用紫外-可见光分光光度计测定)， 其中93. 为全反式叶黄素，6. 4%为全反式玉米黄质(用高效液相色谱测定)，其余为微 量其他类胡萝卜素。总类胡萝卜素收率为83.5%。实施例3在45°C下，将IOOOg万寿菊油树脂(总类胡萝卜素以游离态计为14. 8% )与1500g 异丙醚混合，搅拌直至形成一种均一流动的溶液，向混合液中加入3g四丁基氯化铵，边搅 拌边缓慢滴加IOOOg质量百分比浓度45%的氢氧化钾溶液，滴加时间为60分钟，升温至 65°C，在此温度下皂化反应2小时。反应液降温至40°C，加入2000g质量百分比浓度60% 乙醇，升温至45°C，搅拌60分钟。离心分离得到滤饼，用50°C去离子水洗涤，至洗出液体pH 值为7. 1 (消耗去离子水169mL)。在45°C下真空干燥，直至水分小于1%。最后得到123g成品，含98. 5%总类胡萝卜素(用紫外-可见光分光光度计测定)， 其中93. 3%为全反式叶黄素，6. 2%为全反式玉米黄质(用高效液相色谱测定)，其余为微 量其他类胡萝卜素。总类胡萝卜素收率为78%。权利要求一种全反式叶黄素粉末的分离方法，包括下述步骤1)在30℃～55℃下，将万寿菊油树脂与非极性溶剂混合，得混合溶液，加入相转移催化剂，在碱性条件下，在40～65℃下对该混合液搅拌皂化2～5小时得皂化液，其中，万寿菊油树脂与非极性溶剂的质量比为1∶0.1～6，相转移催化剂与所述混合溶液的质量比为1∶10000～5∶1000；2)将皂化液冷却至40℃～50℃，按照万寿菊油树脂质量的1～6倍加入分散溶剂，升温至45℃～60℃，搅拌10～90分钟，过滤；3)滤饼用40～65℃水洗涤至洗出液的pH值达到6.8～7.5，干燥，即得全反式叶黄素粉末。2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤1)中的非极性溶剂为烷烃或醚类。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述的烷烃或醚类选自正己烷、环己烷或异丙醚。4.根据权利要求1所述的方法，其中步骤1)中的相转移催化剂为季铵盐或季膦盐。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述的相转移催化剂为四丁基溴化铵或四丁基氯化铵。6.根据权利要求1所述的方法，其中步骤1)中的碱性条件为加入碱的质量百分比浓度 为40% 50%，其用量为万寿菊油树脂质量的0. 2 1. 5倍。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾或有机碱。8.根据权利要求1所述的方法，步骤2)中的分散溶剂为水溶性的醇类或酮类，其质量 百分比浓度为5% 100%。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述的醇类为乙醇。10.根据权利要求1所述的方法，其中步骤3)所述的水为去离子水。全文摘要本发明提供了一种从万寿菊油树脂中分离、提纯高含量全反式叶黄素粉末的方法，其方法包括如下步骤万寿菊油树脂加热条件下溶于非极性溶剂，加入相转移催化剂，在碱性加热条件下进行皂化，采用极性溶剂或其水溶液进行分散，经过滤、真空干燥，得到总类胡萝卜素含量大于98％，全反式叶黄素比例大于92％的叶黄素粉末。产品符合美国药典标准，且其堆积密度大于叶黄素晶体，便于储存、运输和应用，该方法简便，产品纯度高，适宜于工业化生产。文档编号C07C403/24GK101838229SQ20091007395公开日2010年9月22日 申请日期2009年3月19日 优先权日2009年3月19日发明者任风芝, 刘刚叁, 宋霏, 张雪霞, 李宁, 李晓露, 林旸, 王健, 王海燕, 贺建功, 高月麒 申请人:华北制药集团新药研究开发有限责任公司