叶黄素的提取及制备进展

1、叶黄素的提取及制备进展化学工程师,综述文章编号:100211241zoo5)07003703叶黄素的提取及制备进展张德君,王谦,李洪江(1.黑龙江省建筑职业技术学院,黑龙江哈尔滨150316;2.黑龙江省石油化学研究院,黑龙江哈尔滨150040摘要:叶黄素是一种新型的食用功能型色素,可以从天然植物中提取含有叶黄素的酯类皂化制得.内的技术方向.关键词:叶黄素;万寿菊;食用色素中图分类号:TS202.3文献标识码:AExtrnetlonalldpreparationprogreofluleinZHANGDejun,WANGQian,LIHongji(1.HeilongjiangProvincial

2、ArchitecturalProfessionalTechnologyCollege,Harbin150316,China;2.HeilongjiangProvincialPetroleumChemistryInstitute.Harbin150040,China)AJtlact,Luleinisanewtypeediblefunctionalpigmentwhichearlbesaporlifiedbyeasterthatextractedfromnaturalplants.Ryreferringtotherelatedforeinliteraturesanddomesticpractica

3、lconditions,thispaperanalysedthedevelopmentofextractionandpreparation,andtechnologydirectionineountry.Keywords:luleintagetes;edibleplant叶黄素又称植物黄素体,是一种天然的类胡萝卜素,是一种广泛存在于蔬菜,花卉,水果与某些o2,结构如下:收稿日期:2OO504一Ol作者简介:张德君(1963一),男,副教授,1984年毕业于黑龙江大学化学系,现从事教学工作.学科带头人.HO它有3个不对称中心分别在C一3,C一3,C一6,叶黄素在食物和人体血浆中以及淋巴中绝大多数

4、以3R,3R,6R的结构存在,它的一种同分异构体称为叶黄素A,但在人体血浆和淋巴中还存在非常少量的另一种异构体3r,3S,6R一叶黄素称为叶黄Fe(OH)3/aFe2O3样品的制备与表征J.化工冶金.2OOO.4(21,:341345.进展J.现代机械.2003.(4):8082.Fe203J.功能材料与器件.1997.3(4):267270.1O邵梅珍.纳米氧化铁的制备与展望J.衡水师专.2001,3(4):5759.Fe203的制备研究J.应用科学,1997,15(4):494498.l2胡鸿飞,李大成,吉红兵.纳米氧化铁的制备方法及进展J.四川有色金属,2001,(1):l52o.13李

5、大成,周大利,刘恒,等.超微粉体的制备(二)J.四川有色金属,1993.(3):l115.14刘吉平,廖莉玲.无机纳米材料(第一版)M.北京:科学出版社,2OO3.42.Fe2O3超细粒子的研究J.物理化学.1994,10(8):750753.StructuralMaterialsJJ.ElsevierSci.PL山I,B.V.,1991:509.MatijevieE.Acc.1JJ.Chem.R.,1981,14:22.Fe2o3.的制备方法及应用概况J.江苏化1,2003,31(5):I2一I5.陈兴,邓兆祥.等.水热法制备超顺磁性铁氧体纳米微粒J.无机化学.2002.(5):46O一46

6、4.J.无机盐_J业,1999.31(1):911.Fe2O3的控制作用J.精细化工,2003,如(4):212220.C,edyeRN,SmithFE.lJJ.WestawayKC.J.Chem.1998,66:I7.Fe2O3纳米粒子J.无机材料.1999.14(4):669673.张永刚.闫裴.纳米氧化铝的制备及应用J.无机盐工业,20o1.33(3):1922.Fe2纳米粒子m_n张德君等:叶黄素的提取及制备进展2005年第7期【Jj.无机材料,2001,16(5):957960素B.叶黄素不溶于水,溶于某些有机溶剂,如氯仿,二氯甲烷,正己烷等.叶黄素在偏酸溶液,弱光和低温下比拟稳定,

7、在偏碱性条件下较不稳定,在弱酸性,弱碱性条件下,发生颜色可逆变化,在强碱,强光或高温条件下被破坏.叶黄素,在甘蓝,羽衣甘蓝,菠菜等深绿色叶菜及金盏花,万寿菊等花卉中含量最高,其次,南瓜,桃子,辣椒,芒果,柑橘中含有丰富的叶黄素酯.当食用了这些食物之后,叶黄素酯就会水解形成并被人体吸收.早在上世纪80年代中期,西方医学研究人员发现:植物中所含的天然叶黄素是一种优良的抗氧化剂,它通过一个自由基氧化反响的链终止,能够防止细胞被氧化.将叶黄素一定量的添加到食品中,可证实:叶黄素可预防老年性眼球视网膜黄斑退化引起的视力下降与失明,可以预防因肌体衰老而引发的心血管硬化和肿瘤疾病.在临床医学中发现,多食用富

8、含叶黄素的食物,可以大大减少癌症的发病率.另外,叶黄素还可以作为一种天然的色素添加到鸡饲料中,来提高蛋黄和鸡皮的颜色.美国凯明食品公司率先创造了生产叶黄素的新工艺,使叶黄素成为一种新型的保健食品添加剂.该公司从美国各地大量野生金盏花中提取出叶黄素形成结晶.万寿菊花是金盏花中的一类,它是一种非常好的叶黄素来源,这是因为万寿菊中的叶黄素含量较高,而且叶黄素的含量远远大于其它的类胡公司正在方案生产一种为人体补充叶黄素的功能食品,以猕猴桃为根底的所谓超视力饮料即将推出,该产品的效益和前景非常被看好.在国内,以饲料为主导产业的民营企业新希望集团从1996年引进种子种植技术,在四川凉山彝族地区大面积种植万

9、寿菊花,鲜花经粗加工以后出口,市场畅销不衰,价格稳定,效益良好.尽管绿色植物和一些水果中大量存在叶黄素,但是从这些原料中提取叶黄素并不是非常经济的,这个过程需要消耗大量的资金和时问,而且工艺相当复杂.因此,获得高纯度的叶黄素产品的最好的方法是从万寿菊,金盏花等花卉的花瓣中苹取,鬯化,别离和精制的方法.由于叶黄素在万寿菊中以酯的形式存在,因此,需要参加金属强碱使叶黄素直链脂肪酸酯皂化而形成叶黄素晶体.国内外主要技术路线利用正己烷作为溶剂萃取叶黄素脂肪酸酯?片状固体.用60cc正己烷浸泡1l1真空加热使溶剂挥发,重复操作8l0次,得到叶黄素酯.1.1.2皂化将叶黄素酯参加l,2一丙二醇中搅拌使其混

10、合均匀,加热到55,在30min内缓慢参加45%的KOH水溶液,反响自然升温至70C,保持此温度10h,连续缓慢搅拌.向混合液中参加70C蒸方法得到叶黄素固体结晶.1.1.3精制用85C蒸馏水大面积洗涤结晶以去除残留KOH和其它水溶性物质.真空下枯燥,20C保持48h,得到叶黄素产品.经紫外/【1丁几九光谱分析叶黄素纯度可达70%.此方法中皂化和萃取同时进行提取罐中,参加rHF乙醇,和KOH强力搅拌均匀,pH值保持12(自动|)H值监测仪),发引法进行2hrHF和乙醇得到固体局部.1.2.2精制将固体物质用THF洗涤浸泡,40减蒸发至1燥:室温下用1/1的水和乙醇混合系统浸泡洗涤10rain,

11、离心别离混合物,除去乙醇和水,室温下f燥后就得到叶黄素晶体,纯度约为70%1.2.3重结晶将晶体溶解于THF和水中,室温下搅拌混合10rain,降低温度使晶体析出,离心别离除去溶剂用乙醇洗涤两次,离心,避光真空枯燥得到叶黄素产品晶体,此产品经液相色谱分析纯度可达97%以上.1.3.1发酵采摘万海菊花,装人发酵池进行避光发酵,然后枯燥脱水之后进行粉碎.到提取液和残渣:到叶黄素脂肪酸酯,真空搅拌脱除臭味,加人乙醇和2005年第7期张德君等:叶黄素的提取及制备进展KOH进行皂化反响,别离之后得到叶黄素粗产品.此方法是利用工业上由万寿菊生产出来的叶黄素树脂为原料,进一步皂化和精制而得到叶黄素.1.4.

12、1皂化将原料与45%的KOH水溶液混合并搅拌,升温至6570,皂化反响进行35rain,直到98%以上的叶黄素从脂肪酸酯中游离出来,别离得到含叶黄素的固体物质1.4.2精制用2.3:l的水和乙醇混合溶液充分浸泡固体物质,降低温度为5l0,保持30rain得液接近无色且pH值接近7.用05乙醇连续冲光度法测得产品纯度为70%.1.4.3重结晶用含有l%三乙眩的二氯甲烷和乙烷混合系统溶解11t-黄素晶体,将温度降至一20一10C时开始析出结晶,在此温度范围内结晶过程会在23h内完成过滤后用乙烷洗涤,真空枯燥,50条件下保持3d.此方法生产出的叶黄素利用紫外/可见分光光度法测量其纯度可达90%或97

13、%以上;利用液相色谱法分析产品中含有94.79%的叶黄索,3.03%的同分异构体和2.18%的其它种类的类胡萝卜索杂质.利用核磁共振光谱分析产品中没有剩余的溶剂和其它非类胡萝卜素类物质存在.2技术路线的比照2.1原料的jn-r提取叶黄素油用原料多为植物性原料,提取之前必须进行处理,主要的处理方法就是发酵一+脱水一造粒,这样处理以后的原料比拟容易用溶剂处理萃取出其中的叶黄素含油树脂.以上各种技术路线的最大区别就在于这个环节上,采用不同的溶剂和工艺条件提取叶黄素含油树脂:从文献报道上看,各种技术路线在这一步的收率差异不大,但从溶剂与产品别离效果分析,正己烷作溶剂更合理一些.由于目的产物是食用色素,

14、所以在选用溶剂时更应慎重.选用不同的溶剂,其操作条件亦会有所不同,影响囚素主要是溶剂的物性,产品的品质等方面.该环节各技术路线根本一致,萃取产品脱除溶剂后用醇作溶剂,用KOH皂化,析出的结晶经别离提纯即可得到产品.3适合国内的技术路线结合我国的实际情况,用万寿菊花瓣作原料提取叶黄素油制备日t-黄素是比拟有前途的开展方向.将万寿菊花瓣经发酵一脱水一造粒一枯燥处理后得除溶剂后将产品溶于乙醇,然后用浓碱皂化,经离,C?别离出结晶产物,然后重结晶提纯产品.该路线采用的原料国内容易得到,工艺路线简该工艺路线的探索及熟化,尽快实现工业化,一定会带来十分可观的经济效益和社会效益.参考文献1JPhilipI1

15、onlas;Purificationofluteinfattyacidester$frompJaIlt0913.12JKh_hikFrederick;Plforisolation,purification,andreerystallizatit0fluteinfromsit.tiffedmarigoldoleomsinandusethereoP.U.S.:5,0ll7.3hlEdmundW;GuzmanGabfidJ;nmvSteveilC.;Methodofmakinga13011一porousvegetableproteinfiberproductPJ.U.S.:5.0801.14jKit

16、,mkaMotomitsu;TsubokuraAkira;KiyotaTakashi;Prforextraetionofcamtenoidsfrombaeterid,:ellslPJ.U.S.:5,591,343,l9970l一07.15JAm,i(-hRodney【.;SardeFsDavidJ.;Pll3cf_0rtheformation,ilatioiiandpurifieationofcomestiblexanthophyllcrystalsfromplantsPJ.U.S.:5,648,564,19970715.16jHeidlasJurgetl;CullyJan;WiesmullerJohann;VollbrechtHeinzRudiger;Pl-o(,qsfortheextractionofnaturalcarotenoiddyesP.U.S.:5,789,647,l9980804.17jKindJeffreyScott;MarentisRodgerTh,mms:Processforfluid/desegasextractionunderenhancedsolubilityc