專利名稱：一種從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制備工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種芝麻素的制備工藝，尤其是一種從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素
的制備工藝。
背景技術：
芝麻素(sesamin)作為一種具有生物活性的天然物質正日益受到人們的重視， 其在保健品、食品工業以及醫藥衛生等領域的應用越來越廣泛。芝麻素是芝麻(sesamum indicum)中重要的生物活性成份之一，是木酚素類化合物的一種，木酚素在芝麻中含量為 0.5% 1%，此類化合物中芝麻素占50%以上。芝麻作為重要的油料作物已種植了很多 世紀，特別在亞洲和非洲的發展中國家廣泛種植，我國芝麻的可種植地區比較廣泛，自1997 年來產量逐漸上升，2001年達到81萬噸，并且還有很大的發展潛力。隨著日本等國家對芝 麻素的研究深入，人們對芝麻素的功效和開發應用也取得了很大進展。許多研究表明，芝麻 素具有抗衰老、抗氧化、抗炎、降低膽固醇、保護肝臟、抗高血壓、抗癌以及免疫激活等生理 作用。人體衰老自由基理論認為人體在生命活動的代謝過程中產生自由基，在正常情況 下，人體的自由基的產生和消除處于平衡狀態，但當自由基過多失去平衡時，就會引發多種 疾病和機體衰老。日本學者實驗證明，芝麻素在機體內具有很強的抗氧化活性，可有效消除 自由基、過氧化物及羥自由基。學者們研究了芝麻素在大鼠肝臟組織清除羥自由基的作用， 結果顯示，攝食芝麻素組的肝臟組織4-羥基_2，2，6，6-甲基哌啶-1-氧基消失速度顯著加 快。另外，他們還檢測了芝麻素在膽汁中代謝物的抗氧化活性，表明芝麻素的代謝物有很強 的清除超氧陰離子和羥自由基的活性。芝麻素比維生素E具有更強的抗氧化作用，可以阻 止體內產生過氧化脂質，從而有效地保護組織細胞的生物膜，改善周圍血管血液循環，提高 血流量，增加組織器官的血液營養作用，增強機體免疫功能，抵御有害物質對人體組織細胞 的危害。而且芝麻素能夠有效清除自由基，延緩細胞的衰老。另外，芝麻素可抑制小膠質細 胞的活化，保護神經元免受興奮性毒性的損害，而且，芝麻素還可通過抑制p38 MAPK信號轉 導通路和NF-k B的活化而減少脂多糖誘導的細胞因子生成，從而對神經細胞起到保護作 用。 芝麻素最早由日本學者從芝麻油精制過程中獲得。芝麻素的分離提取方法主要 有兩大類一類是使用有機溶劑如甲醇、乙醚等從芝麻油中直接提取芝麻素，然后再結晶純 化。如早在1949年，Allen就用甲醇從芝麻油中提取出芝麻素，當時其產品被用于殺蟲劑。 劉元法等利用芝麻油提取芝麻素時，用乙醇處理獲得粗制品后，再用丙酮-異丙醇作溶劑 進行純化，可獲得O. 24X的芝麻素，其純度經HPLC分析可達相對含量94X。李教社等使用 不同溶劑2次結晶法，得到純品芝麻素，收率達0. 15%。但總的來看，這類方法回收率低，同 時也因不能完全除去芝麻油中殘留的有機溶劑，對芝麻油的再利用形成潛在的危險因素。 二是采用低壓蒸餾芝麻油，然后對其餾出物進行分子蒸餾、樹脂吸附等處理。如Tatsuhiko Ozaki和Masato Sugiura等先后提出了減壓蒸汽蒸餾提取芝麻素的方法，但其產品是芝麻 木酚素類(包括芝麻素、表芝麻素、芝麻酚和芝麻酚林)的混合物，這類方法提取成本高，工業化生產上有一定的困難。因此，尋求一種更加有效、廉價的芝麻素制備方法已是勢在必 行。 目前，國內基本上采用機榨法和水代法制取芝麻油。機榨法制取芝麻油后的固形 物即為芝麻餅粕，油廠對芝麻餅粕的處理基本上是丟棄或作為肥料，利用價值很低。目前 國內一個大型的芝麻油廠每年可生產芝麻油1400噸至1500噸，需要消耗4000噸的芝麻， 其中產生的芝麻餅粕就有2000多噸，如果對其進行深加工加以開發應用，不僅可以實現廢 料的綜合利用，而且還能使農產品的附加值呈十倍、幾十倍的增加，產生非常可觀的經濟效
.
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于提供一種從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制
備工藝。所述芝麻餅粕為固形干燥物，目前利用價值很低；所述高純度芝麻素是指純度達
95%以上的芝麻素，實現芝麻餅粕中高純度芝麻素的分離提取，可大大提高芝麻餅粕的利
用價值，實現廢料的循環再利用，提高農產品的附加值。 為解決上述技術問題，本發明的技術方案是 —種從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制備工藝，具體步驟為 (1)以固形物芝麻餅粕為原料通過正己烷進行提取；(2)除去正己烷得到油狀提取物(芝麻油)，按料液比(油狀提取物有機溶劑，
g/ml)1 : l-5.5加入用于溶解芝麻素的有機溶劑，在25-8(TC下攪拌4-7h; (3)靜置5-7h，待分層后，取上層液進行旋轉蒸發去掉有機溶劑； (4)加入石油醚，45-55t:靜置0. 5-2h，過濾得到沉淀的芝麻素粗品； (5)將步驟(4)中芝麻素粗品加入用于溶解芝麻素的有機溶劑中，水浴加熱促進
溶解后，置于2-5t:冰箱中進行養晶4-7h，然后過濾，得到芝麻素純化晶體。 優選的，上述從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制備工藝，所述有機溶劑為無水
甲醇、無水乙醇或乙酸乙酯。 優選的，上述從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制備工藝，所述步驟(2)中投料 比為1 : 3. 2-3. 5，提取溫度為25-45°C。 優選的，上述從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制備工藝，所述步驟(2)中投料 比為1 : 4. 5。 優選的，上述從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制備工藝，所述步驟(4)中靜置 溫度為45-50。C。 優選的，上述從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制備工藝，所述步驟(5)中溶解 后的芝麻素置于4t:冰箱中進行養晶，重復2次后得到芝麻素純化晶體。
本發明的有益效果 上述從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制備工藝，所使用的原料是壓榨法制取芝 麻油后的固形物廢棄料芝麻餅粕，且分離提取的芝麻素具有較高的提取率，達到了近90% ; 所得到的芝麻素純度高，經HPLC檢測達到了 95.6%，為芝麻素的進一步功能開發和應用奠 定了良好的基礎；實現了廢料的綜合利用，使農產品的附加值極大增加，具有非常可觀的經 濟效益，適合規模化工業生產的需要。
圖1為HPLC檢測提取芝麻素結晶的含量圖。
具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發明所述技術方案作進一步的說明。
實施例1 (1)以固形物芝麻餅粕為原料，將芝麻餅粕用粉碎機粉碎，過120目篩，準確稱取 500g，加入2000ml正己烷，45t:水浴2h，中間不斷攪拌進行提取； (2)過濾，濾液用旋轉蒸發儀進行蒸發除去正己烷得到油狀提取物(芝麻油)，按
料液比(油狀提取物無水甲醇，g/ml) 1 : 4. 5加入無水甲醇，在4(TC下攪拌6h ; (3)靜置7h，待分層后，取上層液進行旋轉蒸發去掉甲醇； (4)加入石油醚20ml， 45t:靜置，密閉混合0. 5h，過濾得到沉淀的芝麻素粗品； (5)將步驟(4)中芝麻素粗品加入無水甲醇，水浴加熱促進溶解后，置于4t:冰箱
中進行養晶7h，然后過濾，再加無水甲醇溶解并4t:冰箱養晶7h，重復2次后得到芝麻素純
化晶體。 正交試驗 考察不同料液比、提取時間和溫度對芝麻素提取效果的影響，采用單因素三水平 進行LJ34)正交試驗設計。料液比分為3水平1 : 1.5、1 : 3、1 : 4.5;提取時間分為3水 平2h、4h、6h ;溫度分為3水平4(TC、5(TC、6(rC。每次試驗各因素及水平分配見表1L9(34) 正交試驗水平因素表，共進行9次試驗。通過分析正交試驗數據與結果，見表2正交試驗數 據與結果，在所選因素水平下其最佳組合為料液比1 : 4.5，溫度4(TC，浸提時間6h。按此 優化條件進行驗證試驗，準確稱取一定量的芝麻餅粕，以正己烷進行萃取，然后加入4. 5倍 的無水甲醇，在4(TC下攪拌6h，靜置分層后，取上層液進行旋轉蒸發去掉甲醇。加石油醚 20ml，45t:密閉混合0. 5h，得到芝麻素粗品，其提取率達到了 88. 3%。
表1. L9 (34)正交試驗水平因素表
水平料液比(g/ml)時間(h)溫度rc)
11:1.5240
21:3.0450
31:4.5660 表2.正交試驗數據與結果
5
試驗號料液比(g/ml)時間(h)溫度rc)提取率(％ )
111i82.3
212283.7
313379.1
421282.1
22378.6
623187.5
731386.2
832186.9
933288.2
Kl245.1250.6256.7
K2248.2249.2254
K3261.3254.8253.5
Max261.3254.8256.7 芝麻素含量的測定
(1)比色f去 標準曲線的繪制將5mg芝麻素標準品溶解于10ml無水甲醇中，得到500 y g/ml芝麻素溶液。然后以無水甲醇稀釋成10、20、40、80、 100 ii g/ml芝麻素標準溶液。以甲醇為空白對照，測定各濃度標準液在290nm處的吸光度，然后計算得到芝麻素濃度與吸光度的回歸方程，Y = 95. 51X+2. 9119，相關系數y = 0. 9985，提示芝麻素濃度在10-100 y g/mL范圍內線性良好。 將芝麻素粗品和芝麻素純化結晶用無水甲醇溶解后，在290nm處測定吸光度，然后根據標準曲線獲得芝麻素的含量。經測定，粗制芝麻素和芝麻素純化結晶的含量分別為70 %和95%。
(2) HPLC法 樣品前處理準確稱取5mg芝麻素樣品于25mL棕色容量瓶中，加入甲醇溶解樣品，最后用甲醇定容至25mL。用注射器從容量瓶中抽取樣品，用0. 45 m過濾器過濾后，注入到進樣品瓶，作為試樣測定液，供HPLC分析。 標準曲線的繪制將5mg芝麻素標樣用甲醇溶于25mL容量瓶中，配制成200 y g/
mL的標準溶液，移取標準溶液，用甲醇稀釋，制備成5、20、40、80、100、200ii g/mL的標準溶
液。用微量注射器依次取不同濃度的標準溶液20 p L注入液相色譜儀，以峰面積為縱坐標，
濃度為橫坐標，繪制標準曲線。Y = 26138X+22514，相關系數y = 0.9999。 將芝麻素樣品用微量注射器注入液相色譜儀，測定結果見圖l，根據標準曲線得出
芝麻素純化結晶的純度為95. 6%。 實施例2 —種從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制備工藝，具體步驟為 (1)以固形物芝麻餅粕為原料，將芝麻餅粕用粉碎機粉碎，過80目篩，準確稱取
500g，加入3000ml正己烷，45t:水浴2h，中間不斷攪拌進行提取； (2)過濾，濾液用旋轉蒸發儀進行蒸發除去正己烷得到油狀提取物(芝麻油)，按料液比(油狀提取物無水甲醇，g/ml) 1 : 3. 5加入無水甲醇，在43t:下攪拌5h ;
(3)靜置7h，待分層后，取上層液進行旋轉蒸發去掉甲醇； (4)加入石油醚30ml， 5(TC靜置2h，過濾得到沉淀的芝麻素粗品； (5)將步驟(4)中芝麻素粗品加入無水乙醇中，水浴加熱促進溶解后，置于fC冰
箱中進行養晶6h，然后過濾，再加無水乙醇溶解并4t:冰箱養晶6h，重復2次后得到芝麻素
純化晶體。 經檢測，芝麻素粗品提取率88.0% ;芝麻素純化結晶的純度經HPLC檢測達到 95. 1%。 實施例3 —種從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制備工藝，具體步驟為 (1)以固形物芝麻餅粕為原料，將芝麻餅粕用粉碎機粉碎，過100目篩，準確稱取
500g，加入1800ml正己烷，4(TC水浴3h，中間不斷攪拌進行提取； (2)過濾，濾液用旋轉蒸發儀進行蒸發除去正己烷得到油狀提取物(芝麻油)，按
料液比(油狀提取物乙酸乙酯，g/ml) 1 : 3. 2加入乙酸乙酯，在25"下攪拌7h ; (3)靜置5h，待分層后，取上層液進行旋轉蒸發去掉乙酸乙酯； (4)加入石油醚30ml， 55t:靜置lh，過濾得到沉淀的芝麻素粗品； (5)將步驟(4)中芝麻素粗品加入無水乙醇中，水浴加熱促進溶解后，置于5t:冰
箱中進行養晶7h，然后過濾，再加無水乙醇溶解并5t:冰箱養晶7h，重復2次后得到芝麻素
純化晶體。 經檢測，芝麻素粗品提取率87.0% ;芝麻素純化結晶的純度經HPLC檢測達到
94. 6%。 實施例4 —種從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制備工藝，具體步驟為 (1)以固形物芝麻餅粕為原料，將芝麻餅粕用粉碎機粉碎，過IOO目篩，準確稱取
500g，加入2100ml正己烷，55t:水浴2h，中間不斷攪拌進行提取； (2)過濾，濾液用旋轉蒸發儀進行蒸發除去正己烷得到油狀提取物(芝麻油)，按
料液比(油狀提取物無水乙醇，g/ml) 1 : 3. 5加入無水乙醇，在45t:下攪拌5h ; (3)靜置5-7h，待分層后，取上層液進行旋轉蒸發去掉乙醇； (4)加入石油醚25ml， 5(TC靜置1. 5h，過濾得到沉淀的芝麻素粗品； (5)將步驟(4)中芝麻素粗品加入無水乙醇中，水浴加熱促進溶解后，置于2t:冰
箱中進行養晶4h，然后過濾，再加無水乙醇溶解并2t:冰箱養晶4h，重復2次后得到芝麻素
純化晶體。 經檢測，芝麻素粗品提取率87.8% ;芝麻素純化結晶的純度經HPLC檢測達到
95. 0%。 實施例5 —種從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制備工藝，具體步驟為 (1)以固形物芝麻餅粕為原料，將芝麻餅粕用粉碎機粉碎，過60目篩，準確稱取
400g，加入2000ml正己烷，5(TC水浴2h，中間不斷攪拌進行提取； (2)過濾，濾液用旋轉蒸發儀進行蒸發除去正己烷得到油狀提取物(芝麻油)，按 料液比(油狀提取物無水甲醇，g/ml) 1 : 3. 3加入無水甲醇，在3(TC下攪拌5h ;
(3)靜置6h，待分層后，取上層液進行旋轉蒸發去掉甲醇； (4)加入石油醚25ml， 55t:靜置2h，過濾得到沉淀的芝麻素粗品； (5)將步驟(4)中芝麻素粗品加入無水甲醇中，水浴加熱促進溶解后，置于3t:冰
箱中進行養晶5h，然后過濾，再加無水甲醇溶解并3t:冰箱養晶5h，重復2次后得到芝麻素
純化晶體。 經檢測，芝麻素粗品提取率87.6% ;芝麻素純化結晶的純度經HPLC檢測達到94. 5%。 實施例6 —種從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制備工藝，具體步驟為 (1)以固形物芝麻餅粕為原料，將芝麻餅粕用粉碎機粉碎，過120目篩，準確稱取
500g，加入2000ml正己烷，45t:水浴2h，中間不斷攪拌進行提取； (2)過濾，濾液用旋轉蒸發儀進行蒸發除去正己烷得到油狀提取物(芝麻油)，按
料液比(油狀提取物無水甲醇，g/ml) 1 : 5. 5加入無水甲醇，在8(TC下攪拌4h ; (3)靜置5h，待分層后，取上層液進行旋轉蒸發去掉甲醇； (4)加入石油醚25ml，48t:靜置2h，過濾得到沉淀的芝麻素粗品； (5)將步驟(4)中芝麻素粗品加入無水乙醇中，水浴加熱促進溶解后，置于fC冰
箱中進行養晶5h，然后過濾，再加無水乙醇溶解并4t:冰箱養晶5h，重復2次后得到芝麻素
純化晶體。 經檢測，芝麻素粗品提取率88.2% ;芝麻素純化結晶的純度經HPLC檢測達到94. 8%。 實施例7 —種從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制備工藝，具體步驟為 (1)以固形物芝麻餅粕為原料，將芝麻餅粕用粉碎機粉碎，過60目篩，準確稱取
500g，加入2500ml正己烷，47t:水浴2h，中間不斷攪拌進行提取； (2)過濾，濾液用旋轉蒸發儀進行蒸發除去正己烷得到油狀提取物(芝麻油)，按
料液比(油狀提取物無水甲醇，g/ml) 1 : 1. 5加入無水甲醇，在65t:下攪拌4h ; (3)靜置5h，待分層后，取上層液進行旋轉蒸發去掉甲醇； (4)加入石油醚30ml， 55t:靜置0. 5h，過濾得到沉淀的芝麻素粗品； (5)將步驟(4)中芝麻素粗品加入無水甲醇中，水浴加熱促進溶解后，置于3t:冰
箱中進行養晶5h，然后過濾，再加無水甲醇溶解并3t:冰箱養晶5h，重復2次后得到芝麻素
純化晶體。 經檢測，芝麻素粗品提取率87.3% ;芝麻素純化結晶的純度經HPLC檢測達到94. 4%。 實施例8 —種從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制備工藝，具體步驟為 (1)以固形物芝麻餅粕為原料，將芝麻餅粕用粉碎機粉碎，過IOO目篩，準確稱取
500g，加入2000ml正己烷，45t:水浴2h，中間不斷攪拌進行提取； (2)過濾，濾液用旋轉蒸發儀進行蒸發除去正己烷得到油狀提取物(芝麻油)，按料液比(油狀提取物無水甲醇，g/ml) 1 : 2加入無水甲醇，在7(TC下攪拌6h ;
(3)靜置7h，待分層后，取上層液進行旋轉蒸發去掉甲醇； (4)加入石油醚25ml， 53t:靜置1. 5h，過濾得到沉淀的芝麻素粗品； (5)將步驟(4)中芝麻素粗品加入無水乙醇中，水浴加熱促進溶解后，置于fC冰
箱中進行養晶7h，然后過濾，再加無水乙醇溶解并4t:冰箱養晶7h，重復2次后得到芝麻素
純化晶體。 經檢測，芝麻素粗品提取率87.9% ;芝麻素純化結晶的純度經HPLC檢測達到 95. 2%。 上述參照實施例對該一種從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制備工藝進行的詳 細描述，是說明性的而不是限定性的，可按照所限定范圍列舉出若干個實施例，因此在不脫 離本發明總體構思下的變化和修改，應屬本發明的保護范圍之內。
9
權利要求
一種從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制備工藝，其特征在于具體步驟為(1)以固形物芝麻餅粕為原料通過正己烷進行提取；(2)除去正己烷得到油狀提取物，按料液比1∶1-5.5加入用于溶解芝麻素的有機溶劑，在25-80℃下攪拌4-7h；(3)靜置5-7h，待分層后，取上層液進行旋轉蒸發去掉有機溶劑；(4)加入石油醚，45-55℃靜置0.5-2h，過濾得到沉淀的芝麻素粗品；(5)將步驟(4)中芝麻素粗品加入用于溶解芝麻素的有機溶劑中，水浴加熱促進溶解后，置于2-5℃冰箱中進行養晶4-7h，然后過濾，得到芝麻素純化晶體。
2. 根據權利要求1所述的從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制備工藝，其特征在于 所述有機溶劑為無水甲醇、無水乙醇或乙酸乙酯。
3. 根據權利要求1或2所述的從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制備工藝，其特征在 于所述步驟(2)中投料比為1 : 3. 2-3. 5，提取溫度為25-45°C。
4. 根據權利要求1或2所述的從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制備工藝，其特征在 于所述步驟(2)中投料比為1 : 4. 5。
5. 根據權利要求1所述的從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制備工藝，其特征在于 所述步驟(4)中靜置溫度為45-5(TC。
6. 根據權利要求1所述的從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制備工藝，其特征在于 所述步驟(5)中溶解后的芝麻素置于4t:冰箱中進行養晶，重復2次后得到芝麻素純化晶 體。
全文摘要
本發明提供了一種從芝麻餅粕中得到高純度芝麻素的制備工藝，將芝麻餅粕通過正己烷等有機溶劑在特定條件下進行一系列提取純化，最終得到高純度的芝麻素；所述制備工藝所使用的原料是壓榨法制取芝麻油后的固形物廢棄料芝麻餅粕，且分離提取的芝麻素具有較高的提取率，達到了近90％；所得到的芝麻素純度高，經HPLC檢測達到了95.6％，為芝麻素的進一步功能開發和應用奠定了良好的基礎；實現了廢料的綜合利用，使農產品的附加值極大增加，具有非常可觀的經濟效益，適合規模化工業生產的需要。
文檔編號C07D493/04GK101735234SQ20091024501
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月22日 優先權日2009年12月22日
發明者徐廷麗, 李樹田, 李紅梅, 潘秀萍, 王冬蘭, 程義勇, 趙小玲, 鄧斌, 陳偉強 申請人:中國人民解放軍軍事醫學科學院衛生學環境醫學研究所;中糧北海糧油工業(天津)有限公司