叶黄素的制备

背景及概述^[1][2]

叶黄素是一种含氧的类胡萝卜素，泛存在于香蕉、猕猴桃、玉米和万寿菊中，具有多种生理功能，抗氧化、消除自由基、抗癌、减少心血管病的发病率和视觉保护等，尤其是在预防老年性白内障和老年黄斑变性等方面，受到广泛的关注.但叶黄素易在自然条件下发生氧化，使其应用受到一定的限制。

理化性质及结构^[1]

叶黄素属类胡萝卜素的一大类，是广泛存在于疏菜、花卉、水果与某些藻类生物中的天然色素，早在80年代西方研究人员即发现植物中所含的天然叶黄素是一种优异的抗氧剂，将一定量的叶黄素加入到食品中，可防止人体因器官衰老引起的一系列疾病，国外研究证实，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和失明，可防止因机体衰老引发的心血管硬化、冠心病和肿瘤疾病。美国“食品与药品管理局”早在1995年已批准叶黄素作为食品补充剂用于食品饮料。我国近年来在食品、医药行业也已开始应用。由于天然叶黄素是与棕榈酸、肉豆蔻酸、硬脂酸等高级脂肪酸结合成脂的形式存在。若以该形态直接添加到食品、药品中，不仅具有一种异臭的异味，且人体吸收率低，仅为30％，影响了使用效果。

叶黄素

应用^[3]

叶黄素是绿叶蔬菜和其他多种植物中的一种主要类胡萝卜素，植物体内叶黄素有两种存在形式，游离态叶黄素和叶黄素酯；游离叶黄素可被人体直接吸收利用，而叶黄素酯则必须在体内水解成游离叶黄素后才能被吸收，但是人体对叶黄素酯的生物利用率远远高于游离叶黄素，两种形态叶黄素的重要性都不可小觑，都在食品、生物医药等领域有着广泛的应用，因此，分离制备高纯度的游离态叶黄素与高纯度叶黄素酯已成为世界各国研究的热点。。

制备^[2]

制备叶黄素晶体的方法，在国内外已有少量的专利申请公布，如CN1436774A公开一种从万寿菊花制备叶黄素结晶的方法，该方法首先用非极性溶剂在加热条件下，从万寿菊中提取叶黄素树脂，然后在搅拌和加热条件下，用碱溶液对叶黄素浓溶液进行皂化，再用无离子水稀释皂化反应产物后分离、洗涤、真空干燥。此后将所得叶黄素结晶用四氢呋喃/无离子水/正己烷或石油醚的混合溶剂重结晶得到叶黄素纯品，得率低，所用溶液回收率低安全性差。另一专利申请CN1603308A公开一种由万寿菊浸膏制备叶黄素晶体的方法，该方法首先在搅拌和加热的条件下，采用极性有机溶剂混合液及碱溶液对万寿菊浸膏进行皂化，反应产物经去离子水稀释、离心分离、真空干燥得到叶黄素晶体粗品，再用四氢呋喃/无离子水重结晶，经洗涤、真空干燥得到产品，纯度达到95％以上，但最终得率仍在70％以下，且反应中采用粘度高的丙二醇做溶剂存在分离难度大，废液中丙二醇极难回收利用，易对环境造成污染。上述两种制备方法最终得到叶黄素晶体由于纯度过高，均存在稳定性差，不宜在常规空间如含氧气及光照条件下存储运输等缺陷，限制了这一具有重要营养保健价值产品的规模化生产和推广应用。

方法一：

一种从叶黄素浸膏中制备叶黄素结晶体的方法，其工艺步骤为：①将叶黄素浸膏与皂化液以1∶1重量比加入一带有搅拌、加温功能的皂化罐中，②开启搅拌机同时加温，将叶黄素浸膏与皂化液的混合物在一定温度下皂化一定时间，③将上述皂化物移到另一带有真空、空压、外加温套、进出料口的不锈钢罐中，再加入一定量的软化水，④搅拌一定时间后，⑤再静止一定时间，⑥将皂化混合液经离心机分离，得到叶黄素结晶体，⑦将叶黄素结晶体在一定温度、真空度下干燥一定时间即得叶黄素结晶体成品。

方法二：

称取600g叶黄素浸膏和6％的维生素C水溶液10g，加入5000ml的圆底烧瓶中，将138g分析级KOH在600g95％的酒精中溶解，然后在搅拌的情况下将KOH的乙醇液加入到圆底烧瓶中，60℃皂化反应3h后，加入60℃的蒸馏水600g进行稀释，然后在压力为-0.08Mpa、温度为60℃的真空环境中回收酒精，得到91％(体积比)的酒精389g，最后加入60℃的0.2mol/l的盐酸水溶液3000ml，搅拌60min，保温静置2h，离心分离叶黄素晶体，再用蒸馏水洗涤晶体，在-0.095Mpa、干燥温度为30℃的条件下，真空干燥晶体24h。得含量为885g/kg的叶黄素晶体72.2g。取以上叶黄素晶体72.2g和环状糊精155g混合，研磨粉碎得到叶黄素粉末成品。上述离心分离出的滤液再经过4mol/l盐酸中和酸化处理至PH值为6-6.5，静止分层，收集含量为18g/Kg的上层油状物(叶黄素树脂)612g，总出成率达到99.4％。

主要参考资料

[1] 孟祥河, 毛忠贵, & 潘秋月. (2003). 叶黄素的保健功能. 中国食品添加剂(1), 17-20.

[2] 尤新. (2003). 叶黄素(lutein)及其护眼功能. 中国食品添加剂(5), 1-3.

[3] 许秀兰, 赵国华, 阚建全, & 陈宗道. (2004). 叶黄素研究进展. 粮食与油脂, 000(010), 3-7.