способ получения стабильной лютеиновой пасты из эфирного масла

Классы МПК:C07C403/24 с боковыми цепями, замещенными шестичленными неароматическими кольцами, например бета-каротин
C07C35/21 полициклические, содержащие по меньшей мере одну оксигруппу, связанную с неконденсированным кольцом 
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):ИНДЭС БАЙОТЕК ПРАЙВЕТ ЛИМИТЕД (IN)
Приоритеты:
подача заявки:
2005-01-17
публикация патента:

Изобретение относится к получению стабильной лютеиновой пасты, которая может быть использована в пищевых продуктах и в пищевых добавках в качестве антиоксидантов, из эфирного масла. Способ включает следующие стадии: а) растворение очищенного эфирного масла в спирте с получением после фильтрации растворенных сложных эфиров ксантофиллов в виде прозрачного раствора; b) очистка растворенного эфирного масла, содержащего сложные эфиры ксантофиллов, на ионообменной смоле; с) гидролиз прозрачного раствора с помощью основания в присутствии катализатора переноса фаз в спиртовой среде; d) быстрое охлаждение гидролизованного раствора в воде при поддержании кислого рН с целью получения при фильтрации нерастворенного твердого материала; е) растворение твердого материала в сложном эфире с получением после фильтрации сложноэфирного слоя; f) высушивание сложноэфирного слоя с образованием полутвердого остатка; g) растирание полутвердого остатка в спирте, в результате чего получают кристаллы лютеина с содержанием основного вещества примерно 65% и спиртовой фракции; h) перегонка спиртовой фракции с получением водонерастворимых фракций, i) смешение кристаллов лютеина со стадии (g) с водонерастворимыми фракциями со стадии (h), в результате чего получают стабильную лютеиновую пасту. Способ позволяет получить стабильную лютеиновую пасту с приблизительно 95%-ным выходом. 19 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения

1. Способ получения стабильной лютеиновой пасты из эфирного масла, включающий стадии:

a) растворение очищенного эфирного масла в спирте с получением после фильтрации растворенных сложных эфиров ксантофиллов в виде прозрачного раствора,

b) очистка растворенного эфирного масла, содержащего сложные эфиры ксантофиллов, на ионообменной смоле,

с) гидролиз прозрачного раствора с помощью основания в присутствии катализатора переноса фаз в спиртовой среде,

d) быстрое охлаждение гидролизованного раствора в воде при поддержании кислого рН с целью получения при фильтрации нерастворенного твердого материала,

e) растворение твердого материала в сложном эфире с получением после фильтрации сложноэфирного слоя,

f) высушивание сложноэфирного слоя с образованием полутвердого остатка,

g) растирание полутвердого остатка в спирте, в результате чего получают кристаллы лютеина с содержанием основного вещества примерно 65% и спиртовой фракции,

h) перегонка спиртовой фракции с получением водонерастворимых фракций,

i) смешение кристаллов лютеина со стадии (g) с водонерастворимыми фракциями со стадии (h), в результате чего получают стабильную лютеиновую пасту.

2. Способ по п.1, в котором спирт выбирают из группы, включающей метанол, этанол, пропанол, бутанол и пентанол.

3. Способ по п.1, в котором спиртом является бутанол.

4. Способ по п.1, в котором используемой ионообменной смолой является сильноосновная анионная смола.

5. Способ по п.1, в котором основание имеет порошковую форму и выбирается из группы, включающей гидроксид натрия и гидроксид калия.

6. Способ по п.1, в котором катализатором переноса фаз является четвертичная соль.

7. Способ по п.6, в котором четвертичную соль выбирают из группы, включающей четвертичную фосфониевую соль и четвертичную аммониевую соль.

8. Способ по п.6, в котором четвертичными солями являются бромид тетрабутиламмония и однозамещенный сульфат тетрабутиламмония.

9. Способ по п.1, в котором сложный эфир выбирают из группы, включающей этилацетат, бутилацетат, амилацетат и 2-этилгексилацетат.

10. Способ по п.1, в котором сложным эфиром является этилацетат.

11. Способ по п.1, в котором реакционная масса подвергается быстрому охлаждению с применением мочевины.

12. Способ по п.1, в котором рН составляет от 3,2 до 4,3.

13. Способ по п.1, в котором рН поддерживают с помощью уксусной кислоты.

14. Способ по п.1, в котором фильтрацию растворов осуществляют с помощью фильтровальной бумаги.

15. Способ по п.1, в котором эфирным маслом является эфирное масло ноготков.

16. Способ по п.1, в котором спиртом для растирания является этиловый спирт.

17. Способ по п.1, в котором стабильный лютеин содержит приблизительно 35% основного вещества.

18. Способ по п.1, в котором стабилизирующим материалом являются водонерастворимые фракции реакционной смеси гидролиза, получаемые после отгонки спирта.

19. Способ по п.1, в котором стабилизированный лютеин стабилен в условиях окружающей среды в течение периода не менее 6 месяцев без какого-либо разрушения.

20. Способ по п.1, в котором лютеин со стадии (i) стабилен в нормальных условиях хранения и пригоден для коммерческого применения.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу получению стабилизированного лютеина с выходом приблизительно 95% из эфирного масла при комнатной температуре. Кристаллы лютеина смешивают с водонерастворимыми фракциями, получая стабильную лютеиновую пасту. Это представляет собой способ выделения, способ очистки и способ стабилизации без применения каких-либо добавок.

Предшествующий уровень техники

Каротиноиды представляют собой жирорастворимую группу природных растительных пигментов. Каротиноиды можно подразделить на две основные категории: каротины и ксантофиллы. Каротинами называют такие каротиноиды, которые содержат только атомы углерода и водорода, например бета-каротин, альфа-каротин и ликопен. Ксантофиллами называют соединения, которые дополнительно содержат гидроксильную группу, или кетогруппу, или и ту и другую, например лютеин, зеаксантин.

Ряд исследований показал, что употребление фруктов и овощей богатых каротиноидами может предоставить защиту против рака и сердечно-сосудистых и глазных заболеваний. Поскольку человек не может производить каротины, он зависит от пищи или пищевой добавки в качестве источника этих важных компонентов питания. Было обнаружено, что каротиноиды благодаря их способности реагировать с синглетным кислородом и свободными радикалами кислорода обладают потенциальной активностью мембранных антиоксидантов. Синглетный кислород присутствует в биологических системах и способен повреждать белки, липиды и ДНК. Противораковую активность каротиноидов приписывают антикислородной активности каротиноидов. Лютеин является важным соединением из группы каротиноидов. Научные исследования показывают, что лютеин играет значительную роль в:

1) предупреждении возрастной дегенерации желтого пятна сетчатки глаза и

2) предупреждении рака толстой кишки.

Свободные радикалы возникают в организме при нарушении метаболизма глаза (большей частью в случае диабета). Нежные ткани глаза содержат в основном полиненасыщенные жирные кислоты. Они очень чувствительны к повреждению свободными радикалами и окислительному стрессу. Присутствие лютеина обеспечивает противодействие этому повреждению. В разных опубликованных исследованиях выдвигается предположение, что употребление лютеина или каротиноидов может ослабить заболевания глаз.

Лютеин и зеаксантин присутствуют в желтом пятне сетчатки глаза в высоких концентрациях. Желтое пятно представляет собой небольшой участок сетчатки, ответственный за центральное зрение и высокую остроту зрения. Желтый пигмент желтого пятна, состоящий из лютеина и зеаксантина, защищает желтое пятно от повреждений при действии ультрафиолетового света. В организме человека лютеин метаболизирует с образованием зеаксантина. Прием лютеина повышает уровень лютеина и зеаксантина в сыворотке и повышает функцию ослабления УФ излучения и защиты от него. Таким образом, лютеин выступает как важный питательный компонент, улучшающий здоровье и предотвращающий заболевание. В среде стареющего населения во всем мире существует повышенный спрос на лютеиновые пищевые добавки.

Каротиноиды представляют собой растительные пигменты. Их очень легко получать из цветов (ноготков - Tagatea erecta), плодов (ягод, томатов) и корней (моркови, желтого картофеля). Гидроксильные каротиноиды существуют в виде сложных эфиров в комбинированной форме. Обычно они обнаруживаются в виде диэфиров лауриновой, миристиновой и пальмитиновой кислот. В этой форме они весьма стабильны. Однако сложные эфиры лютеина (такие как дипальмитат лютеина из ноготков) в сыворотке человека отсутствуют.

способ получения стабильной лютеиновой пасты из эфирного масла, патент № 2321582

R - пальмитиновая, миристиновая или лауриновая кислота.

Строение ксантофила

Итак, ксантофил является сложным эфиром лютеина в виде химической комбинации с пальмитиновой кислотой, как это указано с помощью R. При щелочном гидролизе R (пальмитиновая кислота) удаляется с образованием свободного лютеина (представляющего собой спирт), который изображен ниже:

способ получения стабильной лютеиновой пасты из эфирного масла, патент № 2321582

Они подвергаются частичному гидролизу и сывороткой поглощается только лютеин. Таким образом, в целях биодоступности важно обеспечить свободный лютеин в виде добавки к пище. Однако в своей свободной форме лютеин весьма склонен к разрушению под влиянием тепла и окисления. Лютеин не стабилен при хранении. В результате окисления кислородом воздуха он превращается в эпоксид. Отсюда реально существующей проблемой является стабилизация лютеина, чтобы продлить время его хранения и свести к минимуму его потери при реакции гидролиза. Весьма важной была бы стабилизация лютеина без использования химических реагентов. Существует серьезная необходимость создания способа получения свободного лютеина, который не подвергался бы воздействию температуры и длительной обработки и который мог бы быть стабилизирован природным стабилизирующим материалом без применения каких-либо химических добавок.

В настоящее время лютеин может быть приобретен в виде гранул с концентрацией чистого вещества 5 и 10% и в виде стабильных паст с концентрацией 10, 20 и 30%. Лютеин в концентрации 90% нестабилен. Он мгновенно окисляется с образованием эпоксида. Этот эпоксид не обладает каким-либо полезным биологическим свойством. Лютеин обычно стабилизируют химическими добавками и он производится в концентрациях от 5% до 30%. Его стабилизируют добавлением посторонних стабилизирующих соединений, таких как сорбиновая кислота, бензоат натрия, полисорбат, полиэтиленгликоль, гидроксипропилметилцеллюлоза (НРМС), токоферолы, экстракты розмарина и растительные масла. Даже в том случае, когда готовится чистый лютеин, он становится разбавленным при добавлении в процессе стабилизации консервантов и стабилизирующих агентов до указанных выше концентраций. Многие из этих стабилизирующих реагентов являются при этом очень дорогими. Имеющийся в продаже лютеин имеет чрезмерно высокую цену из-за проблем, связанных с его стабилизацией, громоздким способом получения и низкими выходами при производстве, обусловленными характерной для лютеина нестабильностью.

В патенте US 5382714 (Frederick Khaschik) был раскрыт способ выделения, очистки и перекристаллизации лютеина из омыленного эфирного масла ноготков, получаемого под торговым названием масло KEMIN YELLOW от фирмы KEMIN INDUSTRIES, inc, Moines Iowa. Этот патент имеет существенный недостаток, состоящий в том, что он не предлагает эффективного способа выделения лютеина из содержащихся в растении сложных эфиров. В нем предлагается способ выделения содержащегося в исходном материале свободного лютеина и при этом сохраняется неэффективность трансэстерификации, которая имеет место в исходном сырье. В этом патенте ничего не говорится относительно способа разложения сложного эфира. Помимо этого предлагаемый способ очистки включает множество растворителей и температуру -20°С. Такой способ не представляется коммерчески целесообразным.

В патенте US 5648564 (Ausich et al.) раскрывается способ омыления сложного эфира лютеина и очистка свободного лютеина. Этот способ имеет 3 главных недостатка:

1. Омыление проводится при высокой температуре: от 65 до 80°С. Эта температура достаточно высока для того, чтобы вызвать разрушение лютеина.

2. Время процесса омыления составляет, как правило, не менее 3 ч. Следовательно, реакция протекает в течение длительного времени. В сочетании с температурой это приводит к дополнительному разрушению лютеина.

3. Реакцию проводят в пропиленгликоле, этаноле и водной щелочи. Образующаяся реакционная смесь из-за присутствия в ней воды представляет собой очень вязкий мылкий материал. Очень хорошо известно, что в процессе реакции омыления эфирного масла ноготков водной фазой лютеин появляется в виде мелких кристаллов. Эти мелкие кристаллы диспергируются в вязкой смеси. Предлагаемый в патенте способ выделения не позволяет эффективно извлекать весь свободный лютеин.

Таким образом, названный способ не является эффективным и экономичным промышленным способом.

В патенте US 5876782 (Sas et al.) описывается способ превращения несвободной формы ксантофила в биомассе в свободный ксантофил. Этот способ пригоден в случае низкой степени образования лютеина в биомассе. Но и в этом случае недостатком способа также являются высокая температура (69°С) и длительность процесса (10 ч). Оба этих условия являются жесткими и приводят к разрушению лютеина. Такой материал пригоден лишь в качестве корма для скота и птицы. Как таковой для употребления человеком он не пригоден.

В патенте US 6262784 B1 (Khachik) описывается способ одновременной экстракции, омыления и выделения лютеина и зеаксантина в высокочистой форме из растения без применения вредных органических растворителей. Этот способ включает очень большие объемы растворителя для экстракции и омыления. Считается, что растворитель тетрагидрофуран разлагается и образует перекиси. Перекись может разрушать каротиноид. Содержание каротиноида в растении обычно является низким - от 1 до 2%. Низкая концентрация ксантофиллов и необходимость использования большого объема растворителя несколько снижают экономичность способа. Отношение исходного сырья к растворителю составляет 1:20, отношение всего экстрагируемого материала к растворителю 1:1000. Это заставляет усомниться в коммерческой целесообразности способа.

В патенте US 6380442 B1 (Madhavi et al.) описывается способ выделения и очистки смешанных каротиноидов с высокой концентрацией специфических соединений. Способ включает гидролиз эфирного масла ноготков с использованием изопропилового спирта, воды и щелочи при 60-65°С в течение 90 мин. Хотя этот способ безусловно лучше предыдущего в том, что касается температуры и продолжительности, в нем все же имеются следующие недостатки:

1. Температура гидролиза (65°С) является высокой и вызывает разрушение лютеина.

2. Время реакции (90 мин) является все еще большим и приводит к окислению при применяемой температуре.

3. Свободный лютеин, выделившийся при гидролизе водной фазой - это все такие же мелкие кристаллы, которые диспергируются в илистом мылком растворе. Присутствие водной щелочи придает реакционной смеси высокую вязкость. Такой способ не является коммерчески целесообразным способом для эффективного выделения свободного лютеина. При использовании предлагаемого способа очень трудно отделять выпавшие кристаллы лютеина от плотной, илистой и мылкой смеси.

В патенте US 6504067 B1 (Montoya et al.) раскрывается патент на очистку эфирного масла щелочью и кислотой. Очищенное эфирное масло подвергают водно-щелочному гидролизу при температуре 90°С в течение 8 ч в присутствии некоторых эмульгаторов, обеспечивающих эффективный контакт. Этот способ также имеет в качестве недостатка высокую температуру и длительность цикла, которые, наряду с указанными выше проблемами отделения, приводят к разрушению свободного лютеина.

В связи с повышенным спросом на коммерческий лютеин в виде 10, 20 и 30%-ного продуктов возникает потребность в устранении воды, комнатной температуре, способе кратковременного гидролиза для высвобождения свободного лютеина и отделения его от его сложных эфиров, что сделало бы лютеин стабильным при хранении без использования каких-либо химических добавок. Для повышения общего выхода мелкие кристаллы лютеина необходимо эффективно отделять от жирно-кислотного мыльного матрикса. Если принять во внимание названные выше особенности, можно разработать экономичный коммерчески целесообразный способ, который свел бы к минимуму обусловленное температурой и окислением разрушение лютеина и повысил бы выход за счет отделения свободного лютеина от минимальных количеств мыльной массы. Такой лютеин можно стабилизировать при использовании нового способа без введения каких-либо добавок. Такой лютеин можно производить в виде коммерческого лютеина в концентрациях 10, 20 и 30% по доступным ценам.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение относится к способу получения стабилизированного лютеина.

Другой целью настоящего изобретения является разработка способа получения лютеина с высоким выходом.

Еще одна цель настоящего изобретения связана с разработкой способа получения лютеина при комнатной температуре без расходов на тепловую энергию.

Еще одна цель настоящего изобретения связана с разработкой способа получения лютеина, в котором полученный лютеин стабилен и содержит примерно 35% основного вещества.

Еще одна цель настоящего изобретения связана с разработкой способа получения лютеина, который стабилен в условиях окружающей среды в течение, по меньшей мере, нескольких (6) месяцев без какого-либо разрушения.

Еще одна цель настоящего изобретения связана с разработкой способа получения лютеина, в котором лютеин выдерживает обычные условия хранения и пригоден для коммерческого применения.

Настоящее изобретение предлагает новый способ гидролиза ксантофила в лютеин без использования воды при низкой температуре и при минимальном времени реакции с использованием катализаторов фазового переноса. Заявленное изобретение предлагает очень эффективный способ отделения образующегося в процессе гидролиза мелкокристаллического лютеина, который распределен в матриксе мыла. Предлагаемый способ сводит к минимуму образование мыла.

Согласно некоторым воплощениям настоящего изобретения предлагается очень компактный и экономичный способ получения свободного и стабильного лютеина, преимущественно в виде коммерческих продуктов с уровнем чистоты 10, 20 и 30%. Изобретение предлагает способ, который сводит к минимуму разрушение нестабильного к температуре лютеина путем проведения операций при низкой температуре и за более короткие временные циклы, а также способ стабилизации этого лютеина без каких-либо добавок и вспомогательных средств с доведением лютеина до товарных сортов.

Подробное описание изобретения

Соответственным образом, изобретение относится к способу получения стабилизированного лютеина из эфирного масла с приблизительно 95%-ным выходом, который (способ) включает стадии: растворение очищенного эфирного масла в спирте с получением после фильтрации растворенных сложных эфиров ксантофиллов в виде прозрачного раствора; очистка растворенного эфирного масла, содержащего сложные эфиры ксантофиллов, на ионообменной смоле; гидролиз прозрачного раствора с помощью основания в присутствии катализатора переноса фаз в спиртовой среде; быстрое охлаждение гидролизованного раствора в воде при поддержании кислого рН с целью получения с помощью фильтрации нерастворенного твердого материала; растворение твердого материала в сложном эфире с получением после фильтрации сложноэфирного слоя; высушивание сложноэфирного слоя с образованием полутвердого остатка; растирание полутвердого остатка в спирте, в результате чего получают кристаллы лютеина с содержанием основного вещества примерно 65% и спиртовой фракции; перегонка спиртовой фракции с получением водонерастворимых фракций; и смешение кристаллов лютеина с водонерастворимыми фракциями, в результате чего получают стабильную лютеиновую пасту.

В одном из воплощений настоящего изобретения, в котором изобретение относится к способу получения стабилизированного лютеина из эфирного масла с выходом 95% при комнатной температуре, указанный способ включает стадии:

a) растворение очищенного эфирного масла в спирте с получением после фильтрации растворенных сложных эфиров ксантофиллов в виде прозрачного раствора,

b) очистка растворенного эфирного масла, содержащего сложные эфиры ксантофиллов, на ионообменной смоле,

c) гидролиз прозрачного раствора с помощью основания в присутствии катализатора переноса фаз в спиртовой среде,

d) быстрое охлаждение гидролизованного раствора в воде при поддержании кислого рН с целью получения с помощью фильтрации нерастворенного твердого материала,

e) растворение твердого материала в сложном эфире с получением после фильтрации сложноэфирного слоя,

f) высушивание сложноэфирного слоя с образованием полутвердого остатка,

g) растирание полутвердого остатка в спирте, в результате чего получают кристаллы лютеина с содержанием основного вещества примерно 65% и спиртовой фракции,

h) перегонка спиртовой фракции с получением водонерастворимых фракций,

i) смешение кристаллов лютеина со стадии (g) с водонерастворимыми фракциями со стадии (h), в результате чего получают стабильную лютеиновую пасту.

В другом воплощении настоящего изобретения спирт выбирают из группы, включающей метанол, этанол, пропанол, бутанол и пентанол.

В еще одном воплощении настоящего изобретения используемым в процессе спиртом является бутанол.

В еще одном воплощении настоящего изобретения используемой в процессе ионообменной смолой является сильноосновная анионная смола.

В еще одном воплощении настоящего изобретения основание находится в порошкообразной форме и его выбирают из группы, включающей гидроксид натрия и гидроксид калия.

В еще одном воплощении настоящего изобретения используемым в способе катализатором переноса фаз является четвертичная соль.

В еще одном воплощении настоящего изобретения используемую в процессе четвертичную соль выбирают из группы, включающей четвертичную фосфониевую соль и четвертичную аммониевую соль.

В еще одном воплощении настоящего изобретения четвертичными солями являются бромид тетрабутиламмония и однозамещенный сульфат тетрабутиламмония.

В еще одном воплощении настоящего изобретения сложный эфир выбирают из группы, включающей этилацетат, бутилацетат, амилацетат и 2-этилгексилацетат.

В еще одном воплощении настоящего изобретения используемым в процессе сложным эфиром является этилацетат.

В еще одном воплощении настоящего изобретения реакционная масса подвергается быстрому охлаждению с применением мочевины.

В еще одном воплощении настоящего изобретения рН составляет от 3,2 до 4,3.

В еще одном воплощении настоящего изобретения рН поддерживают с помощью уксусной кислоты.

В еще одном воплощении настоящего изобретения фильтрацию растворов осуществляют с помощью фильтровальной бумаги.

В еще одном воплощении настоящего изобретения используемым эфирным маслом является эфирное масло ноготков.

В еще одном воплощении настоящего изобретения используемым в процессе для растирания спиртом является этиловый спирт.

В еще одном воплощении настоящего изобретения используемый в процессе стабильный лютеин содержит приблизительно 35% основного вещества.

В еще одном воплощении настоящего изобретения стабилизирующим материалом являются водонерастворимые фракции реакционной смеси гидролиза, получаемые после отгонки спирта.

В еще одном воплощении настоящего изобретения лютеиновую фракцию смешивают с водонерастворимыми фракциями реакционной смеси гидролиза, получая стабильную лютеиновую пасту.

В еще одном воплощении настоящего изобретения стабилизированный лютеин стабилен в условиях окружающей среды в течение периода не менее 6 месяцев без какого-либо разрушения.

В еще одном воплощении настоящего изобретения лютеин стабилен в нормальных условиях хранения и пригоден для коммерческого применения.

В настоящем изобретении мы использовали в качестве растворителя н-бутанол, так как он полностью растворяет сложный эфир ксантофилла и соответствует названным выше критериям. Выбираемым основанием являются твердые порошки гидроксида натрия и гидроксида калия с концентрацией соответственно 98 и 85%. Катализатор переноса фаз был выбран из множества соединений, включающих четвертичные фосфониевые соли, четвертичные аммониевые соли и предпочтительно аммониевые соли благодаря их способности образовывать ионные пары. Условия реакции подобраны так, чтобы они соответствовали механизму гидролиза жирных сложных эфиров. В настоящем случае предпринимались меры, чтобы не повредить образующийся лютеин избытком тепла, поскольку названные выше соединения являются термолабильными. Температура реакции составляла от 40 до 50°С, предпочтительно 45°С. При соблюдении этого условия время реакции было уменьшено до 30 мин. При 48°С для завершения реакции требуется только 1/2 часа. При 40°С необходимое время составило 1 час - типичное условие для фазового переноса.

В качестве предварительной обработки для удаления всех свободных жирных кислот эфирного масла в целях контроля свободной кислотности и последующего образования в процессе гидролиза вязкого мыла была введена обработка на ионообменной смоле при температурах в пределах от 40 до 50°С. Используемой смолой был сильноосновный анионообменник либо в форме геля, либо в форме макропористой смолы. Этот способ способствует минимальному образованию мылкого вещества и лучшему отделению лютеина. Способ повышает выход лютеина.

Выделение производилось быстрым охлаждением реакционной массы в деминерализованной воде, содержащей мочевину в качестве комплексующего агента. За этим следует корректировка рН, фильтрация, экстракция сложноэфирным растворителем, в котором растворим лютеин. Все водорастворимые продукты реакции, такие как образующееся мылкое вещество, катализатор переноса фаз и т.д., остаются растворенными в водной фазе. Сложный эфир удаляет нерастворимые в воде продукты реакции, такие как лютеин, свободная жирная кислота и воск из исходной реакционной смеси. Упомянутыми растворителями являются этилацетат, бутилацетат, амилацетат и 2-этилгексилацетат, предпочтительно этилацетат, при температуре в пределах от 15 до 50°С, предпочтительно при 40°С. Растворитель упаривают при 45°С в вакууме.

Полученную в предыдущей операции пасту смешивают с 4-5 объемами спиртового растворителя из группы, включающей нормальные алифатические спирты, содержащие от одного до пяти атомов углерода. Смесь хорошо перемешивают. Предпочтительным спиртом является этанол, который совместим с питанием человека. Лютеин выпадает в виде твердого вещества. Его отфильтровывают и сушат в вакуумном сушильном шкафу, получая лютеин с чистотой от 55 до 60%. Спиртовую фракцию полностью удаляют в вакууме, получая при этом красный пастообразный материал. Этот материал состоит из водонерастворимой фракции реакции гидролиза, образуемой свободными жирными кислотами и воском. Он представляет собой остаточный материал из реакционной массы после выделения лютеина в виде кристаллов. Этот материал имеет красновато-оранжевый цвет, так как он все еще содержит немного неотделенного лютеина. Было неожиданным образом установлено, что, если очищенный лютеин смешивать с этой комбинацией жирной кислоты и воска, лютеин стабилизируется и остается в стабильной форме, не подвергаясь окислению. Таким образом, полученный лютеин смешивают с названным выше пастообразным материалом путем физического смешения в лабораторном ленточно-винтовом смесителе. Полученная паста содержит около 30% лютеина и сохраняет стабильность в течение более 6 месяцев при нормальных внешних условиях хранения. Свободный лютеин остается свободным. Он не вступает в химическое объединение с жирной кислотой или воском.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Изобретение далее отрабатывается с помощью следующих примеров, целью которых не является ограничение объема изобретения.

ПРИМЕР 1

50 г эфирного масла ноготков, содержащего 13,8% масс. сложного эфира лютеина (ксантофиллы - эфирное масло ноготков) растворяют в 500 мл н-бутилового спирта при 40°С и фильтруют через фильтровальную бумагу, получая прозрачный раствор. Этот раствор помещают в круглодонную трехгорлую колбу, оборудованную термометром и продувочной азотной линией и доводят температуру внутри колбы до 45°С. К раствору добавляют 3,0 г бромида тетрабутиламмония и перемешивают в течение 5 мин. К полученному раствору добавляют 5 г порошка гидроксида натрия и перемешивают. В результате экзотермической реакции температура в колбе повышается до 50°С. Охлаждают до 45°С. Через 1/2 часа проверяют реакционную массу на отсутствие исходного материала. Быстро охлаждают реакционную массу в 5 л воды, содержащей 250 г мочевины. С помощью 80 г уксусной кислоты доводят рН раствора до 3,5-4,0. Реакционную массу фильтруют через фильтровальную бумагу. Задержанный твердый материал растворяют в 250 мл этилацетата при 35°С и вновь фильтруют с целью удаления нерастворимых веществ. Этилацетатный слой высушивают с помощью безводного сульфата натрия и упаривают при температуре ниже 50°С, получая полутвердый остаток. Этот остаток растирают с 4-5 объемами этилового спирта в течение 4 ч и отфильтровывают под защитой азота. Собирают сухие кристаллы лютеина и сушат их в вакуумном сушильном шкафу при 50°С. После сушки вакуум заполняют азотом, и материал упаковывают в двухслойный пищевой контейнер черного цвета. Конечный вес 5 г и проба на лютеин УФ методом 52% при общем выходе лютеина 90%.

ПРИМЕР 2

50 г эфирного масла ноготков, содержащего 14,9% масс. сложного эфира лютеина (эфирное масло) растворяют в 500 мл н-бутилового спирта при 40°С и фильтруют через фильтровальную бумагу, получая прозрачный раствор. Этот раствор помещают в круглодонную трехгорлую колбу, оборудованную термометром и продувочной азотной линией и доводят температуру внутри колбы до 45°С. К раствору добавляют 3,0 г однозамещенного сульфата тетрабутиламмония и перемешивают в течение 5 мин. К полученному раствору добавляют 5 г порошка гидроксида натрия и перемешивают. В результате экзотермической реакции температура в колбе повышается до 50°С. Охлаждают до 45°С. Через 1/2 часа проверяют реакционную массу на отсутствие исходного материала. Быстро охлаждают реакционную массу в 5 л воды, содержащей 250 г мочевины. С помощью 80 г уксусной кислоты доводят рН раствора до 3,5-4,0. Реакционную массу фильтруют через фильтровальную бумагу. Задержанный твердый материал растворяют в 250 мл этилацетата при 35°С и вновь фильтруют с целью удаления нерастворимых веществ. Этилацетатный слой высушивают с помощью безводного сульфата натрия и упаривают при температуре ниже 60°С, получая полутвердый остаток. Этот остаток растирают с 4-5 объемами этилового спирта в течение 4 ч и отфильтровывают под защитой азота. Собирают сухие кристаллы лютеина и сушат их в вакуумном сушильном шкафу при 50°С. После сушки вакуум заполняют азотом, и материал упаковывают в двухслойный пищевой контейнер черного цвета. Конечный вес 5,8 г и проба на лютеин УФ методом 58% при общем выходе лютеина 91%.

ПРИМЕР 3

50 г эфирного масла ноготков, содержащего 13,3% масс. сложного эфира лютеина (эфирное масло) растворяют в 200 мл н-бутилового спирта при 40°С и фильтруют, получая прозрачный раствор. К этому раствору добавляют 50 мл свежерегенерированной сильноосновной анионообменной смолы (например, смолы INDION 860). Раствор перемешивают 2 часа при 50°С, охлаждают и отфильтровывают смолу. Промывают ее 200 мл бутилового спирта и объединяют промывную жидкость с фильтратом. К объединенному фильтрату добавляют 3 г бромида тетрабутиламмония и 5 г порошкообразного гидроксида натрия, после чего перемешивают 1 час при температуре ниже 50°С. Реакцию контролируют с помощью тонкослойной хроматографии и проводят обработку, как описано в примере 1. Конечный вес 6 г и проба на лютеин 52% при выходе 94%.

ПРИМЕР 4

Описанные выше примеры повторяют, используя вместо гидроксида натрия 5,3 г порошка гидроксида калия. Конечная обработка была как и в двух предыдущих примерах, в результате чего получено 5 г и 5,5 г лютеина, соответственно, и проба на лютеин УФ методом 60 и 58%.

ПРИМЕР 5

50 г эфирного масла ноготков, содержащего 14,8% масс. сложного эфира лютеина (эфирное масло) растворяют в 200 мл н-бутилового спирта и фильтруют, получая прозрачный раствор. К этому раствору добавляют 50 мл свежерегенерированной сильноосновной ионообменной смолы. Раствор перемешивают 2 часа при 50°С, охлаждают и отфильтровывают смолу. Промывают смолу 200 мл бутилового спирта и объединяют промывную жидкость с фильтратом. К объединенному фильтрату добавляют 3 г однозамещенного сульфата тетрабутиламмония и 5 г порошкообразного гидроксида натрия, после чего перемешивают 1 час при температуре ниже 50°С. Реакцию контролируют с помощью тонкослойной хроматографии и проводят обработку, как описано в примере 1. Конечный вес 6,1 г и проба на лютеин 54%.

ПРИМЕР 6

Два описанных выше примера повторяют, используя вместо твердого гидроксида натрия 5,3 г твердого гидроксида калия. Условия реакции и обработка такие же, как в описанных выше примерах. Вес лютеина 5,9 и 5,8 г, соответственно, и проба на лютеин 58,3 и 58%.

ПРИМЕР 7

50 г эфирного масла ноготков, содержащего 13,3% масс. сложного эфира лютеина (эфирное масло) растворяют в 200 мл н-бутилового спирта и фильтруют, получая прозрачный раствор при 40°С. К этому раствору добавляют при 40-45°С в атмосфере азота 3,0 г бромида тетрабутиламмония и перемешивают в течение 5 мин. К полученному раствору добавляют при перемешивании 5 г порошкообразного гидроксида натрия. В результате экзотермической реакции температура в колбе достигает в течение 10 мин 45°С и поддерживается в течение 1/2 часа. После контроля с помощью тонкослойной хроматографии и обработки в мочевине и уксусной кислоте, как описано в примере 1, получают пасту. Эту пасту растворяют в 250 мл этилацетата и удаляют воду осушкой слоя растворителя с помощью безводного сульфата натрия. Слой растворителя упаривают в вакууме при 40°С, получая 19 г пастообразного материала. Эту пасту смешивают со 100 мл чистого этилового спирта и выдерживают при комнатной температуре пока паста не растворится в этиловом спирте. После этого перемешивание останавливают, проводят отстаивание и фильтруют, получая в остатке лютеин: после сушки 5,8 г, содержание 52%. Спиртовую часть полностью отгоняют, получая 4,3 г пасты. Последняя представляет собой водонерастворимую фракцию продуктов реакции. Она состоит в основном из жирных кислот и воска из реакционной смеси. Этот материал используют в качестве стабилизирующего агента для стабилизации лютеина путем смешения свободного лютеина с этим материалом. Лютеин смешивают с этой пастой в лабораторном смесителе, получая 10,1 г лютеиновой пасты. Она представляет собой простую смесь лютеина с пастой, в которой не происходит никакой химической реакции. Материал анализируют на содержание свободного лютеина с помощью спектрометра, обнаружив 30,2% свободного лютеина. Этот материал оставляют для проверки на стабильность при хранении при 35-40°С в черном двухслойном пищевом контейнере. В условиях температуры и влажности окружающей среды (температура от 35 до 40°С и относительная влажность от 49 до 76%) получены следующие результаты:

ПродолжительностьНачало 1-й мес2-й мес 3-й мес4-й мес5-й мес 6-й мес
% лютеина 30,230,1 30,130,230,1 30,130,1

В приведенной таблице не обнаруживается разрушения лютеина при хранении в нормальных условиях окружающей среды (35-40°С). Содержание свободного лютеина по завершении 6 месяцев составляет 30,1%. Стабильная лютеиновая паста сопоставима с коммерческим лютеином с максимальным содержанием основного вещества. Эта паста может быть использована в пище и пищевых добавках. Эту пасту можно также превратить в 5- и 10%-ные бруски, что могут сделать любые специалисты в данной области.

Лютеин изначально присутствует в эфирном масле химически связанным с соседними молекулами. Гидролиз в настоящем изобретении облегчает выделение чистого лютеина. Однако чтобы стабилизировать выделенный чистый лютеин, его смешивают с водонерастворимой фракцией из того же источника лютеина. Взаимодействие является физическим и не включает образования каких-либо химических связей. Лютеин защищен, находясь в матрице, и может быть использован для разных желаемых целей.

Смешение лютеина с указанной выше фракцией обеспечивает стабилизацию в условиях отсутствия химического взаимодействия. Вместо обычных опасных химических реагентов в качестве стабилизирующего агента, как мы обнаружили, может быть использована часть природного продукта. В действительности, изобретатели сами были удивлены, обнаружив столь большую стабильность лютеина без каких-либо потерь активности.

Настоящее изобретение предлагает условия, включающие низкую температуру и малое время реакции. Эти условия уменьшают повреждение лютеина в процессе реакции. Кроме того, эти условия повышают выход.

Наряду с этим, благодаря неиспользованию воды в процессе выделения снижается пенообразование. Это также минимизирует потери лютеина.

Стабилизированный лютеин может быть надежно использован в пищевых продуктах и в пищевых добавках.

Настоящий способ устраняет необходимость стабилизации лютеина дорогостоящими химическими реагентами. Это также отличает наш способ от традиционных способов. Таким образом, настоящий способ является высокоэкономичным.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2321582

patent-2321582.pdf

Класс C07C403/24 с боковыми цепями, замещенными шестичленными неароматическими кольцами, например бета-каротин

способ выделения ксантофиллов из растительного сырья -  патент 2436771 (20.12.2011)
способ получения бета-каротина -  патент 2295874 (27.03.2007)
способ получения ксантофилла -  патент 2284992 (10.10.2006)
выделение каротиноидных кристаллов -  патент 2256651 (20.07.2005)
способ получения -каротина -  патент 2225394 (10.03.2004)
способ получения производных резорцина (варианты), производные резорцина -  патент 2213087 (27.09.2003)
способ получения кристаллического бета-каротина -  патент 2168913 (20.06.2001)
способ получения каротина, диспергируемого в воде -  патент 2168912 (20.06.2001)
способ получения вододисперсных препаратов жирорастворимых витаминов -  патент 2159765 (27.11.2000)
способ очистки технического -каротина -  патент 2152929 (20.07.2000)

Класс C07C35/21 полициклические, содержащие по меньшей мере одну оксигруппу, связанную с неконденсированным кольцом 

Наверх