葉黃素的酯化的製作方法

2023-09-13 11:35:50 1

專利名稱：葉黃素的酯化的製作方法
發明
背景技術：
領域本發明涉及酯化葉黃素(xanthophylls)的化學方法，其中葉黃素從不同的源(sources)獲得，包括萬壽菊花(marigold flowers)和紅辣椒(redpeppers)。
背景技術：
在近幾十年裡，由於它們在人類和動物消費(consumption)中的應用，葉黃素受到持續不斷的研究。在家禽產業中，蛋黃(egg yolk)的顏色，和肉雞皮膚(broilers skin)的顏色，是與質量及消費者偏愛相關的一個重要因素。正是因為這個緣故，一直在努力提出家禽配方飼料(poultry formulations)，包括更好的著色試劑(pigmenting agents)，其中它們的物理和化學特性允許更好的吸收，並由此提供最理想的色素形成(pigmentation)，同時成本更低。
萬壽菊(marigold)中的葉黃素主要是和軟脂酸、硬脂酸和肉豆蔻酸(myristic acid)以及其它次要的酸酯化的(Alam et al.(1968)Lipids 3(2)183-184)。比起游離黃體素(free lutein)的結晶形態，產蛋母雞(egg layinghens)能更好地利用黃體素酯(lutein esters)(Philip et al.(1976)J.Food Sci.4123-25)，表明，這可能是因為酯(esters)在脂類(lipids)中的更好的溶解性。在來源於紅辣椒的辣椒紅(capsanthin)的吸收中，也報導有相似的結果(Hamilton et al.(1990)，Poult.Sci 69462-470)。業已發現，與酯的形式相比，游離黃體素可以更好地被肉雞(broilers)吸收(Fletcher etal.(1986)Poult.Sci.651708-1714)。Tyczkowski和Hamilton(1986)證明，在肉雞血清(blood serum)中，黃體素(lutein)被發現是游離態(free)的，經過酶的轉化作用後，它以酯的形式被沉積在皮膚中。在玉米黃素(zeaxanthin)的酯化形態(esterified form)和游離形態(free form)之間產生的極性相互作用，以及它們的流變學後果(rheological consequences)中，觀察到了區別(Zsako，et al.(1987)Rev.Roum.Chim.32739-748)。形成類胡蘿蔔素酯(carotenoid ester)的脂肪酸的碳鏈越短，空間位阻就越小而極性越大。考慮到一些類胡蘿蔔素(carotenoids)的相對極性，烯丙基羥基比乙醯基高出多達50％的極性，因此使得玉米黃素比黃體素有更大的極性，黃體素也比玉米黃素或者黃體素的乙醯化衍生物(acetylatedderivatives)有更大的極性(Krinsky(1963)An.BioChem.6293-302)。脂肪酸在肉雞和產蛋雞(layers)中的消化性(digestibility)，是和其碳鏈的長度成反比的(Yoshida，et al.(1970)Agr.Biol.Chem.34(11)1668-1675)。那些具有較高的生物利用率(bioavailability)的脂肪酸擁有5到12個碳，而那些具有較低生物利用率的脂肪酸擁有少於5個碳(除了乙酸之外)或者多於12個碳。一個相似的關係也適用於酯，這表示上述脂肪酸的甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基的衍生物，可以被肉雞和產蛋雞更好地吸收。Tyczkowski和Hamilton的研究表明家禽飲食中包含的脂類的碳鏈長度、飽和度和濃度顯著地影響黃體素吸收(luteinabsorption)。當脂肪酸是短鏈和/或不飽和的時候，可以觀察到更好的攝入(uptake)。
上述解釋是基於基於消化的分子團學說(micellar theory of digestion)和氧化類胡蘿蔔素(oxycarotenoids)的極性。已經證明，在肉雞中，相較於它們的自然酯(natural esters)，例如軟脂酸酯、硬脂酸酯、肉豆蔻酸酯等，黃體素、玉米黃素和其他類胡蘿蔔素，在它們的游離形態可以被更好地吸收，這在皮膚的色素形成(skin pigmentation)中有明確的作用。在肉雞中，來自萬壽菊的黃體素在腸吸收之前被水解，並且以這種形式被運輸到不同的組織，但是在皮膚中沉積以前，色素(pigment)被再次酯化(Martin Garmendia et al.(1981)Comp.BioChem.Physiol.70a619-621)。必須要提及的是，與它們相應的水解形式(hydrolyzed form)相比，酯化葉黃素(esterified xanthophylls)，針對於一些不利的物理和化學因素，具有更好的穩定性。Breivik，et al.(WO 03/003848A1)描述，使用蝦青素(astaxanthin)的一種二酯來提高養殖魚(farmed fish)的生長，此二酯是用ω-3脂肪酸和/或短鏈羧酸製備的。
傳統上，進行萬壽菊的類胡蘿蔔素(marigold carotenoids)的酯化是為了分析目的，它是這樣實現的在吡啶存在的情況下，用類胡蘿蔔素和乙酸酐反應，來得到其乙醯化衍生物或者部分乙醯化衍生物(Eugster(1995)CarotenoidsVol.1A，G.Britton，ed.Page 74，Birkhauser；Molnar(2002)Helv.Chim.Acta 852349)。
Bernhard，et al.(U.S.4,883,887)開發了一些中間體，用於合成相同的類胡蘿蔔素，其中，提到它們的單和二乙醯化衍生物，用於在非常低的溫度下使用在該乙酸酐方法中。
Torres Cardona et al.(U.S.5,523,494)描述了一種方法，用於萬壽菊葉黃素(marigold xanthophylls)的酯化，其中使用乙酸酐或者丙酸酐，獲得類胡蘿蔔素相應的乙酸酯或者丙酸酯。反應介質中水的出現會導致反應難於控制，原因是由於酸酐的劇烈反應。這種情況會促使色素強烈降解(intensive degradation)，積累(accumulation)乙酸或者丙酸和它們各自的鹽。
其他人也公開了用於類胡蘿蔔素酯化的方法，其中使用需要被結合到鏈上的脂肪酸的氯化物。沒有公開過基於商業目的的方法，其中，乙酸酐或者酸的氯化物還沒有被以某種或者另外的方式用於萬壽菊葉黃素的酯化方法中。
發明概述在一個實施方案中，公開了一個用於葉黃素酯化的方法，它包括以下步驟在催化劑存在的情況下，用一種包含葉黃素的提取物和一種羧酸反應，其中羧酸的碳鏈長度在1到12之間；和連續移除反應中產生的水，以促進向葉黃素酯(xanthophyll esters)的轉變；和收集葉黃素酯產物。
在一個優選實施方案中，在酯化前，提取物中的葉黃素被皂化或是被異構化。在一些實施方案中，提取物中的葉黃素在先前的步驟中被皂化並異構化。在一個優選實施方案中，提取物是用從下面組中選擇的原料(substrate)來製備的，包括萬壽菊花、紅辣椒、苜蓿(alfalfa)、黃玉米(yellow corn)、玉米麩質(corn gluten)、海藻(algae)和它們所提煉的色素。在一個實施方案中，葉黃素包括羥基類胡蘿蔔素(hydroxycarotenoids)。
在本發明的一個優選實施方案中，原料是萬壽菊花，類胡蘿蔔素包括黃體素、玉米黃素和β-隱黃素(beta-cryptoxanthin)。在本發明的另外一個優選實施方案中，原料是紅辣椒，類胡蘿蔔素包括辣椒紅、辣椒玉紅素(capsorubin)、玉米黃素和黃體素。
1到12的碳鏈是飽和的或者不飽和的。羧酸是屬於合成來源(synthetic origin)或者自然來源(natural origin)的。「合成來源」意思是來自一個人工源(artificial source)，例如化學合成。「自然來源」意思是有一個自然源(natural source)，例如植物或者動物源。屬於自然來源的羧酸，包括但是不限於那些從植物脂肪(fats)和油(oils)中發現的。在一個更加優選的實施方案中，碳鏈長度在5到12之間。
在一個實施方案中，催化劑是無機酸(mineral acid)，例如硫酸、磷酸、鹽酸、氫溴酸、硝酸、類似的酸及其混合物。在一個可替換的實施方案中，催化劑是有機酸，例如對甲苯磺酸、乙基(代)硫酸、乙基(代)二硫酸、苯基(代)硫酸、十二烷磺酸、氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、三氟化硼和吡啶鹽。在另外一個實施方案中，催化劑是金屬氯化物，包括但是不限於氯化鋅、氯化亞錫、氯化鋁、類似的金屬鹽及其混合物。在一個優選實施方案中，催化劑的使用量是按重量計算，相對於總反應混合物的0.001到0.1份。
在本發明的一個實施方案中，使用了少量的極性溶劑，按重量計算，在相對於原料的0.001到0.1份的範圍內。在一個優選實施方案中，極性溶劑是從下面的組中選擇的，包括酮、氯化烴、胺、二甲亞碸、二氧雜環己烷和四氫呋喃。然而，在酯化過程中能提高質量傳遞(masstransference)，並且因此加速反應的任何溶劑都可以採用。
在本發明的一個實施方案中，按重量計算，對於每份類胡蘿蔔素，羧酸的使用量是按0.1到5份的比率。在本發明的一個更加優選的實施方案中，按重量計算，對於每份類胡蘿蔔素，羧酸的使用量是按0.3到2份的比率。在一個優選實施方案中，反應發生的溫度在大約25℃和140℃之間。在一個更加優選的實施方案中，反應發生的溫度在大約50℃和110℃之間。在本發明的一個實施方案中，反應發生在大氣壓下。在一個替換的實施方案中，反應發生在1到25英寸Hg的真空下。在一個實施方案中，反應可以發生在惰性氣體的蒸汽下。在一個優選實施方案中，惰性氣體是從下面組中選擇的，包括氮氣、二氧化碳或它們的混合物。在一個優選實施方案中，反應時間在大約30分鐘(min)到18小時(hr)之間。在一個更加優選的實施方案中，反應時間在大約2到12小時(hrs)之間。
在本發明的一個實施方案中，酯化葉黃素包括單酯化衍生物、二酯化衍生物及其混合物。通過和羧酸的反應，可以獲得任何比例的這些衍生物，羧酸可以是飽和的或者不飽和的，具有1到12個碳原子的碳鏈。在一個優選實施方案中，酯化和所採用的羧酸選擇性地(selectively)相關，而且被反應條件所控制。換言之，葉黃素酯產物的生物利用率與所採用的羧酸選擇性地相關。在一個優選實施方案中，反應產生的水被不斷地而且選擇性地從反應進程中移除。在一個優選實施方案中，取得了大於90％的單酯化葉黃素的轉化率。在一個可替換的優選實施方案中，取得了大於90％的二酯化葉黃素的轉化率。
更進一步地，從下面對優選實施方案的具體描寫中，本發明的特徵和優勢將會變得明顯。
具體實施例方式
本發明描述了一種方法，它用於葉黃素的酯化，所述葉黃素是在萬壽菊花(Tagetes erecta L)和紅辣椒(Capsicum annum L)的皂化和/或異構化提取物中存在的。術語「葉黃素」包括，在植物葉子、蛋黃和人類血漿中發現的、若干黃色輔助色素(yellow accessory pigment)的任何一種。這些色素是類胡蘿蔔素的氧衍生物(oxygen derivatives)。更概括的術語「類胡蘿蔔素」指的是，典型地在植物和一些真菌中發現的、作為輔助色素的、一組紅色、橙色、紫色或者黃色色素。在本申請中，術語「葉黃素」和「類胡蘿蔔素」，在某種程度上，是可互換地使用的。所公開的方法採用C-1到C-12系的羧酸和它們各自的金屬鹽，同時存在過量的同種酸，這種酸也作為溶劑發揮作用。還包括催化劑，它可以是無機酸，例如硫酸、鹽酸，或者有機酸，例如對甲苯磺酸、三氟化硼和吡啶鹽，或者任何金屬氯化物，例如氯化鋅、氯化錫、氯化鋁或其他，而且也可以是上述催化劑的混合物。
採用這種方式酯化的類胡蘿蔔素，對肉雞皮膚和蛋黃的色素形成是有用的，而且也可以被用於其它動物飼料或者用於人類消費。它們也可以作為水產業中的免疫促進劑(immunostimulants)和著色試劑，主要用於一些甲殼動物(crustaceans)和鮭科魚(salmonoids)。它們也有營養學應用(nutra ceutical application)，在人體中作為抗氧化劑，以及在預防和治療與年齡相關的黃斑變性(macular degeneration)、一些癌症以及血管和心臟的問題。這些類胡蘿蔔也可能是中間體化合物(intermediarycompounds)，用於其他類胡蘿蔔素的化學合成。
任何含有葉黃素的物質都可以被用在所公開的方法中。然而，在一個優選實施方案中，實施這個方法的原料是，皂化的萬壽菊和紅辣椒提取物，來自相同源的游離黃體素或者玉米黃素，以及，帶有中或高含量(level)玉米黃素的、皂化並異構化的提取物，它是依據Rodríguez(U.S.5,973,211)、Torres-Cardona et al.(U.S.5,523,494)、Sanroma et al.(U.S.5,998,678)、Bernhard et al.(U.S.4,883,887)所描述的方法製備的，或者上述物質的混合物。
萬壽菊和紅辣椒的皂化提取物(saponified extracts)通常是在高鹼性狀態下的，帶有過量的氫氧化鈉或者氫氧化鉀。使用這些材料，製備了每公斤含有從5到20克的葉黃素的含水混合物(aqueous mixtures)。隨後，在25到90℃之間的溫度下，使用5到25％的乙酸溶液，或者是將要用於酯化反應的酸的稀釋溶液，把混合物中和到pH值在2到5之間。把含油殘留物(oily residue)從水相中分離，而且這種含酸的水可以在再次的反應中循環使用。剩下的含油殘留物主要包含來自提取物的天然脂肪酸和所關心的葉黃素。隨後，此部分被送入一個蒸發步驟中，使用真空來移除水分。殘留物仍然滲透著羧酸及其鈉或鉀鹽。然後，每份提取物加入在0.1到5份的羧酸，而且相對於總混合物加入0.001到0.1份的催化劑。可選擇地，也可使用極性或者微極性(slightly polar)溶劑，例如酮、胺、滷代烴、二甲亞碸、二氧雜環己環、或其它溶劑，反應物可以溶解在這種溶劑中，並且不和它反應，每總體積中加入0.001到0.1份溶劑。這些溶劑的目的是造成一個最小化交界面(minimal interface)，在其中的質量傳遞(mass transfers)的效率更高，反應時間被縮短。
反應發生在25到150℃之間，而且優選地是在50到100℃之間，並帶有適度攪拌(moderate agitation)，以及連續地蒸餾出反應進行中所產生的水。反應可以發生在大氣壓力下，但是優選地是在輕微減壓的條件下，使用在1到25英寸汞柱(Hg)的真空。取決於所選擇的操作條件，反應時間可以在30分鐘(min)到18小時之間波動，但是優選地是在2到12小時之間。
只有當反應平衡向右移動的時候，所描述的酯化過程才是可能的。這可以通過連續移除反應產物之一予以促進，它們是酯或者水；或者通過保持反應物之一過量予以促進，它們是類胡蘿蔔素或者羧酸。羧酸的鏈越短，位阻越小，而因此可以提高其和醇的反應速度(Groggins(1958)Unit Processes in Organic Synthesis，p.698，McGaw-Hill Publishers)。這樣，由於其在所描述的反應條件下的反應性很低，來自殘留在提取物中的色素中的C-18脂肪酸，就保持在它們的游離形態。下面是反應順序胡蘿蔔醇(Carotenols)的酯化
R』-OH胡蘿蔔醇R-COOH羧酸H+酸性催化劑在反應中，通過蒸餾出作為酯化反應產物之一而形成的水，反應條件被保持在連續移除水的條件下。此操作使氧化類胡蘿蔔素到酯的轉化成為可能。申請人所使用的是一種典型的酯化反應，它被選擇性地修改用以酯化葉黃素，採用一個交界面，它在質量傳遞上產生了顯著的提高，並且因而提供一個可以接受的反應速度，以便保存類胡蘿蔔素的完全性(integrity)。
反應的過程是這樣被監控的採用官方分析化學家協會(Associationof Official Analytical Chemists，AOAC)的用於葉黃素分析的官方方法，利用高效液相色譜法(HPLC)和紅外光譜法進行檢測。當酯化完成的時候，從反應混合物中移除剩餘的酸，然後合成的油類(oil)就可以被配製，根據它將被用於諸如水產業、家禽消費或人類消消費進行配製。
應該被理解的是，在不背離本發明的精神的前提下，本領域中的技術人員可以進行許多不同的變更。因此，應該清楚地理解的是，本發明的各種類型僅僅是說明性的，而不是想要限制本發明的範圍。
實施例實施例1100克皂化的萬壽菊提取物(marigold extract)，在適度攪拌下被加熱到90℃，其中每千克提取物中含有55克葉黃素，其中，色素的85％是黃體素，6％是玉米黃素。然後，加入12％的乙酸水溶液，使得混合物的最終pH值在3到4之間。經過大於15分鐘的混合，停止攪拌器，然後得到一個兩相分層(two phase separation)。水相被潷析(decanted)。剩餘的油相被保持在90℃，在9英寸汞柱(Hg)的真空下移除過量的水，直到獲得小於3％的溼度(moisture)。在這個脫水步驟中，加入0.1％的乙氧基喹作為抗氧化劑。乾燥之後，在反應中加入50克乙酸和4克對甲苯磺酸，然後反應繼續8個小時，並伴有連續的水蒸餾。在反應結束時，通過官方分析化學家協會(AOAC)的方法學(methodology)檢測，得到93％的二乙酸酯(diacetates)、4％單乙酸酯(monoacetates)和2％二羥基色素(dihydroxypigments)。
實施例2150克皂化的紅辣椒含油樹脂(red peper oleoresin)和226克水被混合到均勻分布，並保持溫度在70℃到75℃之間，紅辣椒含油樹脂含有的總類胡蘿蔔素(total carotenoids)是37.6克/公斤，在其中，37％是辣椒紅、1％是辣椒玉紅素，以及12％其它紅色色素(red pigments)，和大約50％的黃色色素(yellow pigments)，在其中，6％是玉米黃素，20％是不可皂化的(unsaponifiable)胡蘿蔔素(carotenes)。然後加入50克乙酸。達到pH值為4.5，並且形成了一個兩相體系。底部的水層被潷析，然後再加入另外75克乙酸。在70到75℃下，用真空蒸餾(20英寸Hg)移除殘留的水，直到達到小於4％的溼度。然後，在100℃下，加入溶解在7克乙酸中的10克對甲苯磺酸進行反應。
使用低度真空(slight vacuum)(0到2英寸Hg)，蒸餾出反應中產生的水。在這種條件下10小時之後，反應物被冷卻到45℃，然後用150ml水清洗兩次，來移除過量的酸和催化劑。在最終產物中的色素含有70％二乙酸酯和10％單乙酸酯。
實施例3300克萬壽菊提取物，它是使用Rodriquez報導的方法(美國5,973,211號專利，此專利被完全引用在此作為參考)皂化並異構化的，而且其中總葉黃素(total xanthophylls)的含量是每公斤提取物含有45克。它被用作起始材料。在葉黃素含量中，65％是玉米黃素，25％是黃體素。伴隨適度攪拌，提取物被分散在300克的25％乙酸溶液中，溫度被調整到80℃。然後在反應中加入另外300克25％的乙酸溶液，然後達到pH值大約為4。混合物被允許放置5分鐘，此時間足夠分離出水相。然後，在剩餘的油類中加入0.1％乙氧基喹，在80℃以及25英寸Hg的真空下乾燥，直到達到97％的固體。此操作之後，在反應中加入100克乙酸和10克氯化鋅，然後反應繼續12個小時，同時在大氣壓下蒸餾所產生的水。所得的產物含有91％的二乙酸酯、6％的單乙酸酯和3％的二羥基類胡蘿蔔素(dihydroxycarotenoids)。
實施例4使用Rodríguez所描述的方法(U.S.5,973,211)皂化和異構化萬壽菊提取物，此萬壽菊提取物重量為300克，其中含有的總葉黃素為每公斤47克。45％是玉米黃素、40％是黃體素並且10％是β-隱黃素。通過適度攪拌，把上述物質和200克水混合，而且溫度被調整到80℃。然後，使用20％的甲酸水溶液，把混合物的pH值調整到3和4之間。通過潷析(decantation)，分離出所出現的水相。合成的油類含有所關心的色素和殘留的甲酸及水分。油類隨後進入一個真空乾燥過程，直到得到96％的總固體量(total solids)。然後回到大氣條件下，加入80克甲酸，在90℃繼續反應。在為期6小時的反應過程中，另外加入50克甲酸，並且反應產生的水和甲酸一起共沸地蒸餾。通過共沸蒸餾回收酸，以供再利用。在反應結束的時候，通過水洗把殘留的酸完全移除。所製造的產物含有如下色素分布85％二甲酸酯(diformates)、11％單甲酸酯(monoformates)和4％二羥基類胡蘿蔔素。
實施例550克皂化的萬壽菊提取物被分散在50克水中，溫度被調節到75℃，萬壽菊提取物中含有高含量(high level)的葉綠素衍生物(chlorophyllderivatives)，而且每公斤的總葉黃素含量為60克，其中86％是黃體素，6％是玉米黃素。然後使用25％的丙酸水溶液，把混合物的pH值調節到4。靜置此物質(mass)，直到發生兩相分層，並從中潷析出水相。然後，向含油提取物(oily extract)中加入0.15％乙氧基喹，並在90℃和25英寸Hg的真空下乾燥，直到獲得多於95％的固體。在反應中加入50克丙酸和5克磺酸。反應進行中，把溫度設定在90℃，並且控制壓力以便於蒸餾出反應過程中產生的水。在8小時的反應時間內，加入另外50克丙酸。在反應結束的時候，用總量為150克的水洗掉剩餘的酸，並且通過共沸蒸餾回收丙酸以供以後使用。所得的產物由以下組成92％二丙酸酯(dipropionates)、4％單丙酸酯(monopropionates)和4％二羥基色素。
實施例6在溫度被設定為80℃的時候，通過適度攪拌，把300克萬壽菊的提取物和300克水混合，其中萬壽菊提取物是使用Rodríguez所描述的方法(U.S.5,973,211)皂化和異構化的。每公斤的這種提取物含有45克的總葉黃素，其中92％是玉米黃素，5％是β-隱黃素。隨後，使用10％的丁酸水溶液，把pH值調節至3到4之間。停止攪拌後，混合物被允許分層成兩相，然後潷析水相。使用減壓蒸餾把油相干燥到多於95％的固體。然後在反應中加入150克丁酸、10克對甲苯磺酸和10克氯化亞錫，而且溫度被設定到90℃，同時施加足夠的真空，來持續地移除反應中產生的水。在這些條件下的反應時間是8小時，在最終產物中，有91％二丁酸酯(dibutyrates)、6％單丁酸酯(monobutyrates)和3％二羥基類胡蘿蔔素。
實施例7
伴隨著輕輕攪拌，100克皂化的萬壽菊提取物被分散在100克水中，萬壽菊提取物中的總葉黃素為60克，在其中，86％是黃體素，6％是玉米黃素。溫度被升高到80℃。然後，使用20％乙酸水溶液調節pH值到4和5之間。然後形成了一個雙層體系，其中較低部分的水溶液被分離並被除去。剩餘的油類被真空乾燥(vacuum dried)，直到獲得大於96％的總固體量。然後在反應中加入75克乙酸、7克對甲苯磺酸和3克二甲亞碸。溫度被固定在100℃，然後可以自由地蒸餾出反應中產生的水。6小時之後，反應混合物被冷卻到45℃，然後用水清洗殘餘酸、催化劑和溶劑。獲得的產物有92％二乙酸酯、4％單乙酸酯和4％二羥基類胡蘿蔔素。
實施例8將實施例3中獲得的產物合併到一個預混合物中，以便製成一種粉末，其中每公斤粉末中有10克總葉黃素。在預混合中，包括矽石(silica)和麩皮(wheat bran)作為主要載體，以及乙氧喹(ethoxyquin)和丁基化羥基苯甲醚(butylated hydroxyanisole)作為抗氧化劑。
在一個實驗農場中，選擇100隻Dekalb種(Dekalb breed)的產蛋母雞(egg-laying hens)並稱之為「實驗組(Experimental Group)」。另外一組的100隻母雞被稱為「對照組(Control Group)」。所有母雞都是50周的年齡，而且同等處理，包括同樣的飼料配方(formulation)，只有色素源(pigmentsource)不同。對於「實驗組」，在日常飲食中包括12ppm、根據實施例3的描述所製備的色素。對於「對照組」，使用一種典型的著色配方飼料(pigmenting formulation)，具有以下組成8.4ppm的皂化萬壽菊葉黃素(saponified marigold xanthophylls)加上4.2ppm皂化紅辣椒葉黃素(saponified red pepper xanthophylls)。在六個連續的星期中，使用MinoltaCR-300反射度比色計(reflectance colorimeter)，每周測量兩組中的蛋黃色素形成作用。測量中採用實驗室規模(Lab scale)的比色計。採用CIELAB方法(K.McLaren in Developments in Food Colours-1，JohnWalford，ed.Applied Science Publishers LTD，London)對表面顏色進行定量測定。在「對照組」中，L*值高出多達10％。與對照組比較起來，在「實驗組」中，b*值高出大約10％，而且正如所料，在「實驗組」中，a*值的結果也高出3到4倍。通過蛋黃萃取和分光光度測定法(spectrophotometricdetermination)對總葉黃素進行測量，在「對照組」中檢測到15到20ppm，而在「實驗組」中檢測到40到50ppm。
實施例9使用從實施例6中獲得的產物，重複實施例8中描述的現場試驗(fieldtest)。對於「對照組」和「實驗組」中的蛋黃內的色素沉積而言，總葉黃素的測定量顯示出相似的結果。無論是L*還是b*值，在「實驗組」中都高出大約10％，而檢測的a*值高出1到2倍。實施例8和9的結果顯示，對比一種包含皂化葉黃素的典型著色組合物(pigmentingcomposition)，本發明的酯化葉黃素可以被更好地消化和吸收。
權利要求
1.一種酯化葉黃素的方法，包括在催化劑存在的條件下，用一種含有葉黃素的提取物和一種羧酸反應，羧酸的碳鏈長度在1到12之間；和連續地移除反應中產生的水，來推動到葉黃素酯的轉變；和收集葉黃素酯產物。
2.權利要求1所述的方法，其中所述提取物是從選自以下組中的原料製備的萬壽菊花、紅辣椒、苜蓿、黃玉米、玉米麩質、海藻和它們精煉的色素。
3.權利要求1所述的方法，其中所述葉黃素和一種羧酸反應，所述羧酸具有5到12的碳鏈長度。
4.權利要求2所述的方法，其中所述原料是萬壽菊花。
5.權利要求4所述的方法，其中所述葉黃素主要由黃體素、玉米黃素和β-隱黃素組成。
6.權利要求2所述的方法，其中所述原料是紅辣椒。
7.權利要求6所述的方法，其中所述葉黃素主要由辣椒紅、辣椒玉紅素、玉米黃素和黃體素組成。
8.權利要求1所述的方法，其中所述1到12個碳原子的碳鏈中的至少一個是飽和的。
9.權利要求1所述的方法，其中所述1到12個碳原子的碳鏈中的至少一個是不飽和的。
10.權利要求1所述的方法，其中所述羧酸是合成來源。
11.權利要求1所述的方法，其中所述羧酸是自然來源。
12.權利要求1所述的方法，其中所述催化劑是無機酸，選自由下列物質組成的組硫酸、磷酸、鹽酸、氫溴酸、硝酸和它們的混合物。
13.權利要求1中所述的方法，其中所述催化劑是有機酸，選自由下列物質組成的組對甲苯磺酸、乙基(代)硫酸、乙基(代)二硫酸、苯基(代)硫酸、十二烷硫酸、氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、三氟化硼和吡啶鹽。
14.權利要求1所述的方法，其中所述催化劑是金屬氯化物，選自由下列物質組成的組氯化鋅、氯化亞錫、氯化鋁及其混合物。
15.權利要求1所述方法，其中所述催化劑的使用量，按重量計算，是相對於所述總反應混合物的0.001到0.1份。
16.權利要求1所述的方法，其中使用少量極性溶劑，相對於所述原料，按重量計算，在0.001到0.1份範圍內。
17.權利要求16所述的方法，其中所述極性溶劑選自由下列物質組成的組酮、氯化烴、胺、二甲亞碸、二氧雜環己烷和四氫呋喃。
18.權利要求1所述的方法，其中所述葉黃素包括羥基胡蘿蔔素。
19.權利要求1所述的方法，其中所述羧酸的使用量，按重量計算，是每份類胡蘿蔔素的0.1到5份的比率。
20.權利要求19所述的方法，其中所述羧酸的使用量，按重量計算，是每份類胡蘿蔔素的0.3到2份的比率。
21.權利要求1所述的方法，其中所述反應發生在25℃到140℃之間的溫度。
22.權利要求21所述的方法，其中所述反應發生在50℃到110℃之間的溫度。
23.權利要求1所述的方法，其中所述反應發生在大氣壓下。
24.權利要求1所述的方法，其中所述反應發生在1到25英寸Hg的真空下。
25.權利要求1所述的方法，其中所述反應能發生在惰性氣體的蒸汽下，所述惰性氣體選自由下列物質組成的組氮氣、二氧化碳或者它們的混合物。
26.權利要求1所述的方法，其中所述的酯化葉黃素包括單酯化衍生物、二酯化衍生物及其混合物。
27.權利要求1所述的方法，其中所述反應時間在30分鐘到18小時之間。
28.權利要求27所述的方法，其中所述反應時間在2到12小時之間。
29.權利要求1所述的方法，其中所述反應中產生的所述水被連續地而且選擇性地從反應進程中移除。
30.權利要求1所述的方法，其中所述葉黃素酯產物的生物利用率選擇性地和所用的羧酸相關。
31.權利要求1所述的方法，其中多於90％的所述葉黃素酯是單酯化葉黃素。
32.權利要求1所述的方法，其中多於90％的所述葉黃素酯是二酯化葉黃素。
33.權利要求1所述的方法，其中所述萃取物中的所述葉黃素在一個先前的步驟中被異構化和/或皂化。
全文摘要
萬壽菊花中的主要類胡蘿蔔素黃體素和玉米黃素，以及紅辣椒中的主要類胡蘿蔔素辣椒紅和辣椒玉紅素，主要和C－18脂肪酸酯化。在催化劑試劑存在的條件下，使用在C－1到C－12範圍內的羧酸和它們相對應的金屬鹽，在不將色素從自然皂化提取物中分離的情況下，對色素進行再酯化。獲得單酯和二酯形式。預期的是，帶有含有12或更少碳原子的脂肪酸的色素酯，將比在其自然形態下的葉黃素酯具有更好的可消化性，而且比水解的葉黃素具有更好的穩定性。這將導致類胡蘿蔔素對於家禽和水產業的更好的色素形成能力。
文檔編號C07C67/02GK1639287SQ03805645
公開日2005年7月13日 申請日期2003年3月26日 優先權日2002年3月26日
發明者M·D·T·科爾多納, G·羅德裡格斯 申請人:普羅德麥克斯公司