一種葉黃素的分離與純化工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種天然素提取技術，更具體地說，是一種葉黃素的分離與純化工藝。
【背景技術】
[0002]葉黃素又名“植物黃體素”，是廣泛存在于蔬菜、花卉、水果以及某些藻類生物中的天然抗氧化劑，具有良好的抵御游離基在人體內造成的細胞與器官損傷的能力，從而可以防止由于機體衰老引發的冠心病、心血管硬化和腫瘤等疾病。另外，葉黃素是眼睛中僅有的兩種類胡蘿卜素之一，預防老年性眼球視網膜黃斑區病變、白內障等眼部疾病是葉黃素的獨特功能，不僅如此，葉黃素著色能力強，又富有營養，是優良的食品著色劑和動物飼料添加劑。由于絕大多數動物都不能自身合成葉黃素，在飼料中添加葉黃素不僅可以給動物補充營養，還可以提高動物肉質和蛋的品質，所以，葉黃素被廣泛應用于醫藥、保健品、化妝品、食品、動物飼料等行業。在國際市場上，葉黃素的價格與黃金的價格相當，被稱為“植物黃金”。游離態的葉黃素才具有所需的生物活性功能，因此從含有葉黃素的生物中制備出的葉黃素浸膏需要皂化，生成游離的葉黃素單體。目前皂化方法主要是化學試劑法和酯酶解法，采用酯酶解法可以解決傳統化學試劑法皂化葉黃素酯殘留化學物質的問題，使產品更符合醫藥、食品工業的需要，但酶價太高，酶解不完全會造成產品質量降低的問題，所以生產上一般選用化學試劑法。皂化生成的游離態葉黃素純度較低，必須經過進一步的純化處理才能達到醫藥、食品等工業化應用要求。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種成本低，純度高，產品穩定的制備葉黃素單體的方法。
[0004]本發明提供的方法是以葉黃素浸膏為原料，以甲醇與異丙醇的混合體系為溶劑，加入氫氧化鉀，進行皂化反應生成游離的葉黃素(Lutein)，選用此混合體系為溶劑既可以提高浸膏在體系中的分散性，又可以增加氫氧化鉀在體系中的溶解度。為確保生成的游離的葉黃素穩定存在，加入了維生素C等抗氧化劑為保護劑(其他保護劑如抗壞血酸、B-環糊精等均可)，而且，要在皂化體系中通入惰性氣體。蒸餾溶劑后得到的物質主要是葉黃素類(xanthin)、脂肪酸鉀以及過量的堿，加水洗滌可以去除體系中的水溶性雜質，用二氯甲烷萃取葉黃素類，再用水多次洗滌二氯甲烷層，至濾液為無色透明且呈中性為止。在上述體系中，由于脂肪酸鉀具有表面活性，使得部分二氯甲烷相分散在水相中，為了提高萃取率，可以在每次分出的水相中加入氯化鈣等金屬鹽(其他金屬鹽類化合物如氯化鎂、氯化鋅、氯化銅等均可)對脂肪酸鉀進行沉淀、過濾，濾餅主要為脂肪酸鈣和少量葉黃素類物質，用二氯甲烷洗滌濾餅，濾液為葉黃素類的二氯甲烷溶液，將濾液與萃取所得二氯甲烷層混合蒸餾，得到葉黃素粗品。加入石油醚與乙酸乙酯的混合溶劑溶解、過濾、再用無水甲醇多次洗滌濾餅，得到高純度葉黃素晶體。其具體步驟包括:
(I)將葉黃素浸膏、氫氧化鉀、維生素C、溶劑同時加入反應器中，在20°C -70°C下，均勻攪拌，皂化3-12h，其中氫氧化鉀與葉黃素浸膏質量比為1:4-6，維生素C占葉黃素浸膏的質量百分數為5% -15%，浸膏與溶劑的質量與體積比為lg:5-15ml ；
(2)減壓或常壓蒸餾回收溶劑后，加入去離子水稀釋蒸餾所得的濃縮物，濃縮物與去離子水的質量與體積比為lg: 5-15ml，在室溫10?40°C下攪拌30_50min，按二氯甲烷與水一濃縮物體系的體積比為1:2-5，加入二氯甲烷萃取葉黃素；
(3)萃取葉黃素后形成二氯甲烷層和水層，將二氯甲烷層和水層分離得到二氯甲烷層，用水洗滌二氯甲烷層，洗滌至水相呈無色和中性得到不含水溶性雜質的二氯甲烷層和水相。在每次所得的水相中加入氯化鈣以分離脂肪酸皂，將分離所得的脂肪酸鈣皂層合并且過濾，用二氯甲烷洗滌濾餅，將濾液并入不含水溶性雜質的二氯甲烷層，進行減壓或常壓蒸餾，回收溶劑，得到葉黃素粗品，其中氯化鈣的加入量與氫氧化鉀的用量相同；
(4)用混合溶劑溶解葉黃素粗品后，減壓或常壓過濾，再用無水甲醇洗滌濾餅至濾液無色，混合溶劑的體積與粗品的質量比為2:1-4:1 ；
(5)將濾餅在40°C-80°C溫度下，真空干燥10-72h，得到高純度葉黃素晶體。如上所述的溶劑是按甲醇與異丙醇的體積比為3:1-2:7組成的混合物。
[0005]如上所述的混合溶劑是按石油醚與乙酸乙酯的體積比為3:1-9:2組成的混合物。
[0006]本發明的優點如下:
1.產品純度高，穩定性好，色澤純正。
[0007]2.工藝簡單，操作方便。
[0008]3.溶劑回收，可以重復利用，減少溶劑污染。
[0009]4.收率高，成本低。
【具體實施方式】
[0010]實施例1
稱量葉黃素浸膏12g、異丙醇100ml、甲醇14ml，加入皂化裝置中，稱取3.5g氫氧化鉀、維生素Clg加入混合體系中，充分攪拌混合，在75°C下皂化3h，皂化體系中通入氮氣(其他惰性氣體均可)，在40°C下減壓蒸餾，回收溶劑可用于再次皂化。在得到的濃縮物中加入10ml水，室溫下攪拌45min，轉入分液漏斗，加入10ml 二氯甲烷萃取葉黃素，形成二氯甲烷層和水層，將二氯甲烷層和水層分離得到二氯甲烷層，用水洗滌二氯甲烷層，洗滌至水相呈無色和中性得到不含水溶性雜質的二氯甲烷層和水相。在每次所得的水相中加入氯化鈣以分離脂肪酸皂，將分離所得的脂肪酸鈣皂層合并且過濾，用二氯甲烷洗滌濾餅，將濾液并入不含水溶性雜質的二氯甲烷層，進行減壓蒸餾，回收溶劑，得到葉黃素粗品，其中加入氯化鈣3.5g。在葉黃素粗品中加入由乙酸乙酯5ml與石油醚15ml組成的混合溶劑，室溫下攪拌40min，常壓過濾，再用無水甲醇洗滌濾餅至濾液無色。得到葉黃素晶體。在60°C下真空干燥5h得到葉黃素晶體0.6g，經高效液相色譜法分析，全反式葉黃素含量為91.3%。
[0011]實施例2
稱量葉黃素浸膏20g、異丙醇20ml、甲醇50ml，加入皂化裝置中，稱取50氫氧化鉀、維生素C 0.8g加入混合體系中，充分攪拌混合，在35°C下皂化12h，皂化體系中通入氮氣，常壓下蒸餾，回收溶劑可用于再次皂化。在得到的濃縮物中加入10ml水，室溫下攪拌30min，轉入分液漏斗，加入二氯甲烷250ml萃取葉黃素，形成二氯甲烷層和水層，將二氯甲烷層和水層分離得到二氯甲烷層，用水洗滌二氯甲烷層，洗滌至水相呈無色和中性得到不含水溶性雜質的二氯甲烷層和水相。在每次所得的水相中加入氯化鈣以分離脂肪酸皂，將分離所得的脂肪酸鈣皂層合并且過濾，用二氯甲烷洗滌濾餅，將濾液并入不含水溶性雜質的二氯甲烷層，進行常壓蒸餾，回收溶劑，得到葉黃素粗品，其中加入氯化鈣5g。在葉黃素粗品中加入由乙酸乙酯25ml與石油醚55ml組成的混合溶劑,室溫下攪拌40min,減壓過濾,再用無水甲醇洗滌濾餅至濾液無色。得到葉黃素晶體。在30°C下真空干燥32h后得到葉黃素晶體1.4g，經高效液相色譜法分析，全反式葉黃素含量為91.5%。
[0012]實施例3
稱量葉黃素浸膏Hg、異