天然β-胡蘿蔔素順、反異構體的分離方法

2023-05-26 11:15:36 2

專利名稱：天然β-胡蘿蔔素順、反異構體的分離方法
技術領域：
本發明是關於天然β-胡蘿蔔素順、反異構體的分離方法，也適用於合成β-胡蘿蔔素中順、反異構體的分離。
最新流行病學與腫瘤病學研究結果指出了人體維持正常或大於正常水平的β-胡蘿蔔素的含量，有助於防止腫瘤的發生。已知存在於生物材料中的天然β-胡蘿蔔素為全一反式和幾種別的立體異構體(主要是順式-β-胡蘿蔔素異構體)的混合物，而合成的β-胡蘿蔔素99%以上是全一反式-β-胡蘿蔔素。最新營養學研究結果表明，β-胡蘿蔔素的順、反異構體的混合物比合成的全一反式-β-胡蘿蔔素顯著地優先積累於動物組織肝臟，開拓了具防癌保健功能的天然β-胡蘿蔔素立體異構體混合物的新市場。
在本發明實現以前，用作保健或食品添加劑的天然β-胡蘿蔔素產品主要含全一反式-β-胡蘿蔔素，大量的順式-β-胡蘿蔔素在提取過程中丟失。有的產品雖混有一定量的β-胡蘿蔔素的立體異構體、但其含量與比例變動範圍很大，且受生物材料生長環境因素的影響，不利於防癌保健的需要。
本發明的目的在於提供一種從生物材料中大量地提取、拆分分離全一反式-β-胡蘿蔔素和順式-β-胡蘿蔔素立體異構體的技術。由此獲得的全一反式-β-胡蘿蔔素與順式-β-胡蘿蔔素產品，可根據防癌保健或其它用途需要，按一定比例混合，製成成分恆定的β-胡蘿蔔素立體異構體的混合物。也可將天然順式-β-胡蘿蔔素與合成的全一反式-β-胡蘿蔔素相混合，使合成的β-胡蘿蔔素具有天然β-胡蘿蔔素易被機體吸收的功能。
本發明所涉及的從天然生物材料中大規模地分離β-胡蘿蔔素順、反異構體混合物的方法是向天然生物材料中按11-10(生物材料有機萃取劑)比例加入有機萃取劑，室溫或20-70℃加熱提取10-120分鐘。然後在萃取罐中進行固液分離，也可用靜置沉降或離心方法進行固液分離。將含β-胡蘿蔔素的萃取液在蒸發器內蒸發濃縮至一半以下體積後，採用逐級降低溫度的方式、或逐級增加低級醇或酮濃度的方式、或逐級增加β-胡蘿蔔素析出時間的方式、或將上述三種方法混合使用的方式，使全一反式-β-胡蘿蔔素首先結晶析出，再從結晶母液中析出順式-β-胡蘿蔔油。所得全一反式-β-胡蘿蔔素晶體與順式-β-胡蘿蔔素油，可用水、低級醇或酮等洗滌數次，然後乾燥除去揮發性有機溶劑或水。也可根據需要將全一反式-β-胡蘿蔔素晶體或順式-β-胡蘿蔔素油分別用少量萃取劑重新溶解，按上述方法重結晶，可獲得純度更高的全一反式-β-胡蘿蔔素晶體或順式-β-胡蘿蔔素油。按本發明生產的全一反式-β-胡蘿蔔素晶體中全一反式-β-胡蘿蔔素含量為70-95%，順式-β-胡蘿蔔素含量小於10%;順式-β-胡蘿蔔素油中順式-β-胡蘿蔔素含量為30-90%，所述的順式-β-胡蘿蔔素可以是9-順式-β-胡蘿蔔素，或9.9-順式-β-胡蘿蔔素，或9.13-順式-β胡蘿蔔素，或15-順式-β-胡蘿蔔素，或15.15-順式-β胡蘿蔔素，或13-順式-β胡蘿蔔素，或13.13-順式-β-胡蘿蔔素，也可以是它們的混合物。其含量、各組分之間比例和得率隨生物材料及生物材料的生長環境與方法的選用不同而有所變化。
本發明所使用的生物材料，可以是藍綠藻(Blue grean algae)、鹽藻(Halotolerant Alga Dunaliella)，酵母菌(yeast)、胡蘿蔔(Carrot)或其它含大量β-胡蘿蔔素的生物材料;也可以是經過適當處理後得到的富含β-胡蘿蔔素的類囊體膜或細胞內膜製劑。也適用於合成β-胡蘿蔔素中順、反異構體的分離。
本發明所用的有機萃取劑可以是乙醚，石油醚、環己烷、正己烷、丙酮、二硫化碳、乙酸乙酯等，也可以是上述有機萃取劑的混合溶液。所加萃取劑的量並無具體規定，以能將β-胡蘿蔔素有效萃取為宜，通常按1∶1-10(生物材料有機萃取劑)的比例加入比較合適。
本發明在分級從濃縮萃取液中析出全一反式-β-胡蘿蔔素、順式-β-胡蘿蔔素時，可採用以下三種方式(1)逐級降低溫度的方式，先將濃縮萃取液置0℃以上溫度使全一反式-β-胡蘿蔔素結晶析出，再將固液分離後的結晶母液置5℃以下溫度使順式β-胡蘿蔔素油析出;(2)逐級增加低級醇或酮濃度的方式，先向濃縮萃取液加入1/2-5倍體積量的低級醇或酮將全一反式-β-胡蘿蔔素結晶析出，再向固液分離後的結晶母液中加1倍以上的低級醇或酮，使順式-β-胡蘿蔔素油析出;(3)逐級增加β-胡蘿蔔素析出時間的方式，先將濃縮萃取液靜置1-5天使全一反式-β-胡蘿蔔素結晶析出，然後將固液分離後的結晶母液繼續靜置1-15天使順式-β-胡蘿蔔素油析出，也可以將上述幾種方法混合使用，先將全一反式-β-胡蘿蔔素結晶析出，再將固液分離後的順式-β-胡蘿蔔素油析出。
本發明所使用的低級醇是甲醇、乙醇，低級酮是丙酮。
實施例1，向5kg溼鹽藻中加入50kg丙酮攪拌萃取1小時後，離心進行固液分離，將萃取液在市售蒸發器中濃縮至約5l，室溫靜置約1天，析出全一反式-β-胡蘿蔔素晶體，其含量大於80%，固液分離後的結晶母液置0-5℃冰箱中5天後析出順式-β-胡蘿蔔素油，其含量大於40%。
實施例2，向10kg胡蘿蔔中加入50kg環己烷，勻漿提取10分鐘後，在萃取罐中分離出環己烷層，濃縮至約2l體積，加入2l體積乙醇，4℃下靜置48小時後析出全一反式-β-胡蘿蔔素結晶體，再將濾除晶體後的母液與2l乙醇混合，4℃下再靜置48小時後，順式-β-胡蘿蔔素油析出。
實施例3，向1kg藍綠藻中加入2kg石油醚，攪拌萃取60min後，分出石油醚層，萃取液加熱濃縮至0.5l後，置5℃條件下2天後析出全一反式-β-胡蘿蔔素晶體，然後向去除晶體後的結晶母液加入1l甲醇，-20℃下靜置兩天後析出順式-β-胡蘿蔔素油。
權利要求
1.一種天然β-胡蘿蔔素順、反異構體的分離方法。所述的方法。其特徵是將有機萃取劑加入到生物材料中萃取10-120分鐘，所得萃取液在蒸發器內蒸發濃縮至一半以下體積後，採用逐級降低溫度的方式，或逐級增加低級醇或酮濃度的方式，或逐級增加β-胡蘿蔔素析出時間的方式、或將上述三種方法混合使用的方式，使全-反式-β-胡蘿蔔素首先結晶析出，再從固液分離後的結晶母液中析出順式-β-胡蘿蔔素油，所得全一反式-β-胡蘿蔔素晶體與順式-β-胡蘿蔔素油可分別用水、低級醇或酮等洗滌數次，然後乾燥除去揮發性有機溶劑或水。也可按上述方法重結晶，進一步分別純化全一反式-β-胡蘿蔔素晶體或順式-β-胡蘿蔔素油。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的生物材料可以是藍綠藻、鹽藻，酵母菌、胡蘿蔔素或其它含有-β-胡蘿蔔素的動植物體，也可以是上述生物材料經過適當處理後得到的富含β-胡蘿蔔素的類囊體膜或細胞內膜製劑。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的有機萃取劑可以是乙醚、石油醚、環己烷，正己烷、丙酮，二硫化碳、乙酸乙酯等，也可以是上述有機萃取劑的混合溶液，所需萃取劑的量並無具體規定，但以11-10(生物材料有機萃取劑)的比例為宜。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的逐級降低溫度的方式是指先將濃縮萃取液置0℃以上溫度使全-反式-β-胡蘿蔔素結晶析出，再將固液分離後結晶母液置5℃以下溫度使順式-β-胡蘿蔔素油析出。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的逐級增加低級醇或酮濃度的方法是指向濃縮萃取液加入1/2-5倍體積量的低級醇或酮將全-反式-β-胡蘿蔔素結晶析出，再向固液分離後的結晶母液中加入1倍以上體積的低級醇或酮，使順式-β-胡蘿蔔素油析出。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的逐級增加β胡蘿蔔素析出時間的方式是指先將濃縮萃取液靜置1-5天使全一反式-β-胡蘿蔔素結晶析出，然後將固液分離後的結晶母液繼續靜置1-15天，使順式-β-胡蘿蔔素油析出。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的重結晶方法是指將全一反式-β-胡蘿蔔素晶體或順式-β-胡蘿蔔素油分別溶於前述的有機萃取劑中，再使用權利要求4-6所述的任一種方法或混合使用這幾種方法使全一反式-β-胡蘿蔔素晶體或順式-β-胡蘿蔔素油重新析出。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵是所述的低級醇是甲醇或乙醇，所述的低級酮是丙酮。
9.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的全一反式-β-胡蘿蔔素晶體中全一反式-β-胡蘿蔔素含量為70-95%，順式-β-胡蘿蔔素含量小於10%;所述的順式-β-胡蘿蔔素油中順式-β-胡蘿蔔素含量為30-90%，所述的順式-β-胡蘿蔔素可以是9-順式-β-胡蘿蔔素，或9.9-順式-β-胡蘿蔔素，或9.13-順式-β-胡蘿蔔素、或15-順式-β-胡蘿蔔素，或15.15-順式-β-胡蘿蔔素，或13-順式-β-胡蘿蔔素，或13.13-順式-β-胡蘿蔔素，也可以是它們的混合物，其含量、各組分之間的有無或比例以及得率隨生物材料、生長環境與分離方法的選用不同而有所變化。
10.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於它還可以適用於合成β-胡蘿蔔素中的順、反異構體的分離。
全文摘要
一種天然β-胡蘿蔔素順、反異構體的分離方法。所述的方法是將有機萃取劑加入到生物材料中萃取10—120分鐘，所得萃取液濃縮至一半以下體積後，採用逐級降低半溫度、或逐級增加低級醇或酮濃度，或逐級增加析出時間、或混合採用上述三種方式，使全-反式-β-胡蘿蔔素晶體和順式-β-胡蘿蔔素油先後析出。所述晶體含70—95％的反式-β-胡蘿蔔素，所述油含30—90％的順式-β-胡蘿蔔素。可供防癌保健需要。
文檔編號C07C403/24GK1077190SQ9210776
公開日1993年10月13日 申請日期1992年9月22日 優先權日1992年9月22日
發明者袁生, 秦懷蘭, 虞光華 申請人:南京師範大學