專(zhuān)利名稱(chēng)：合成與分離植物甾醇飽和脂肪酸酯和不飽和脂肪酸酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于留族化合物一般的制備工藝過(guò)程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種植物留醇和混合脂肪酸合成植物留醇酯的方法，特別涉及植物留醇飽和脂肪酸酯與不飽和脂肪酸酯的分離方法。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高和飲食結(jié)構(gòu)的變化，“三高”的發(fā)病率越來(lái)越高，而且有年輕化趨勢(shì)。大量研究表明血液中的膽固醇濃度過(guò)高，尤其是低密度脂蛋白膽固醇濃度過(guò)高，是引發(fā)多種心腦血管疾病的主要因素，因此，降低血液中膽固醇濃度可以明顯的降低心腦血管疾病的發(fā)病率。由于直接用藥物治療可能會(huì)產(chǎn)生一定的藥物依賴(lài)等副作用，越來(lái)越多的人希望通過(guò)從日常的食物攝取來(lái)降低血清中的膽固醇含量。植物留醇有明顯降低血液LDL-膽固醇含量的作用，有著良好的抗氧化性和較強(qiáng)的抗炎作用，但植物留醇無(wú)法在體內(nèi)合成，只能從膳食或藥物中攝取，由于其在水和油脂中的低溶解性限制了它的實(shí)際使用范圍。研究表明，植物甾醇脂肪酸酯具有比游離植物甾醇更好的脂溶性和更高效的降膽固醇效果，是一種理想的降低血清膽固醇、預(yù)防和治療冠狀動(dòng)脈粥樣硬化類(lèi)的心臟病的功能性食品基料。2000年9月，美國(guó)食品與醫(yī)藥管理局(FDA) 批準(zhǔn)添加了植物甾醇和植物甾醇酯的食品可以使用“有益健康”的標(biāo)簽，因此，植物甾醇脂肪酸酯是安全的。因合成植物留醇脂肪酸酯時(shí)所用的脂肪酸不同，可將其分為植物留醇不飽和脂肪酸酯和植物留醇飽和脂肪酸酯兩大類(lèi)。膳食中飽和脂肪酸多存在于動(dòng)物脂肪及乳脂中，進(jìn)食大量飽和脂肪酸后肝臟的3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A (HMG-CoA)還原酶的活性增高， 使膽固醇合成增加，所以以飽和脂肪酸為原料生產(chǎn)的植物留醇飽和脂肪酸酯在人體內(nèi)無(wú)生理作用，但其相較于植物留醇不飽和脂肪酸有較低的粘度，良好的鋪展性，在皮膚上形成一層膜，保持皮膚表面水份，促進(jìn)皮膚新陳代謝、抑制皮膚炎癥，多用于化妝品膏霜的生產(chǎn)。不飽和脂肪酸本身具有良好的抗氧化性、降低血中膽固醇和甘油三酯降低血液粘稠度、改善血液微循環(huán)、提高腦細(xì)胞的活性、增強(qiáng)記憶力和思維能力等生理功能，以其合成的植物甾醇不飽和脂肪酸酯在降膽固醇，預(yù)防心血管疾病及抗氧化性等方面都有良好的效果，所以多作為藥物和功能性食品的基料廣泛使用。在人工合成植物甾醇酯方面，研究人員已經(jīng)做了大量嘗試。CN101235067B公開(kāi)了以脂肪酸、植物留醇直接酯化合成植物留醇酯的方法，其所述催化劑為氧化鈣、氧化鎂、氧化鑭等，其中氧化鈣、氧化鎂等顯堿性，易與脂肪酸發(fā)生皂化反應(yīng)，形成皂，影響反應(yīng)進(jìn)行和分離純化。CNl01985460A公開(kāi)了以脂肪酸、植物留醇直接酯化合成植物留醇酯的方法，但該方法中沒(méi)有具體可行的分離純化方法。CN102190700A公開(kāi)了以脂肪酸、植物留醇直接酯化合成植物留醇酯的方法，其所述的催化劑分子篩和硅膠適用于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)時(shí)存在局限性；其次，其所述的分離純化分子蒸餾回收游離脂肪酸，收集重相即得產(chǎn)品，這種方法得到的植物留醇酯并不能除去一些分子量大于植物留醇酯的脂溶性雜質(zhì)，影響產(chǎn)品的色澤和純度。上述植物留醇酯的合成方法均未根據(jù)植物留醇飽和脂肪酸酯和不飽和脂肪酸酯的功能區(qū)別，對(duì)他們進(jìn)行分離和純化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述方法存在的缺點(diǎn)，提供一種操作簡(jiǎn)單、 原料轉(zhuǎn)化率高、產(chǎn)品純度高的合成與分離植物留醇不飽和脂肪酸酯和飽和脂肪酸酯的分離的方法。解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是將植物留醇和脂肪酸溶解于甲苯或二甲苯中，加入硫酸氫鉀或硫酸氫鈉，植物留醇與脂肪酸、硫酸氫鉀或硫酸氫鈉的摩爾比為 I O. 5 O. 83 O. 015 O. 04，甲苯或二甲苯與脂肪酸的體積比為I : 1，135 165°C 反應(yīng)6 9小時(shí)，過(guò)濾除去催化劑，減壓蒸餾蒸除溶劑，用70 80°C體積分?jǐn)?shù)為95%以上的乙醇水溶液洗滌除掉未反應(yīng)的植物留醇和脂肪酸，用-10 10°C體積分?jǐn)?shù)為80%以上的甲醇水溶液洗滌，過(guò)濾，濾餅用-10 10°C體積分?jǐn)?shù)為80%以上的甲醇水溶液洗滌，得到純度為90%以上的植物留醇飽和脂酸酯，濾液先減壓蒸餾除去甲醇和蒸餾水，薄膜蒸發(fā)除蒸餾水和脂肪酸，然后分子蒸餾，得到純度為90%以上的植物留醇不飽和脂肪酸酯。上述的脂肪酸是飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸按任意比例的混合物，所述的飽和脂肪酸是硬脂酸、辛酸、己酸、月桂酸、棕櫚酸中的任意一種或一種以上任意比例的混合物，不飽和脂肪酸是油酸、亞油酸、共軛亞油酸、α-亞麻酸、Y-亞麻酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸中的任意一種或一種以上任意比例的混合物。本發(fā)明的植物甾醇為菜籽甾醇、菜油甾醇、豆甾醇、谷甾醇中的任意一種或一種以上任意比例的混合物。本發(fā)明的優(yōu)選條件為將植物留醇和脂肪酸溶于甲苯或二甲苯中，加入硫酸氫鉀或硫酸氫鈉，植物留醇與脂肪酸、硫酸氫鉀或硫酸氫鈉的摩爾比為I : 0.66 : O. 02，甲苯或二甲苯與脂肪酸的體積比為I : 1，145°C反應(yīng)7小時(shí)，過(guò)濾，減壓蒸餾，用70 80°C體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇水溶液洗滌，用-10 10°C體積分?jǐn)?shù)為90%的甲醇水溶液洗滌，過(guò)濾，濾餅用-10 10°C體積分?jǐn)?shù)為90%的甲醇水溶液洗滌，得到純度為90%以上的植物留醇飽和脂肪酸酯，濾液先減壓蒸餾，然后薄膜蒸發(fā)，最后分子蒸餾，得到純度為90%以上的植物甾醇不飽和脂肪酸酯。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，并且基于功能及應(yīng)用領(lǐng)域的不同實(shí)現(xiàn)了植物留醇不飽和脂肪酸酯與飽和脂肪酸酯的分離，所得產(chǎn)品純度高，可根據(jù)各自生理功能分別應(yīng)用于醫(yī)藥、食品或化妝品等領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例I將植物甾醇136.5g(含菜籽甾醇2. 17 %、菜油甾醇25. 65 %、豆甾醇21. 03 %、 β -谷甾醇46. 50 %的混合甾醇，混合甾醇的純度為95. 35 % )、脂肪酸65mL(含硬脂酸 7. 25%、油酸80. 57%、亞油酸10. 98% )加入盛有65mL甲苯的500mL帶回流分水裝置的三口燒瓶中，待植物留醇和脂肪酸全部溶解后，加入O. 88g硫酸氫鈉，植物留醇與脂肪酸、硫酸氫鈉的摩爾比為I : 0.66 : O. 02，加熱至145°C，恒溫回流反應(yīng)7小時(shí)，測(cè)得脂肪酸的轉(zhuǎn)化率為93. 5%，反應(yīng)完后過(guò)濾除去催化劑硫酸氫鈉，在真空度為-O. 09MPa、溫度為120 150°C條件下減壓蒸餾回收甲苯，直至無(wú)冷凝液生成為止，加入體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇水溶液180mL，80°C攪拌10分鐘，靜置分層除去乙醇相，反復(fù)進(jìn)行四次，以除去未反應(yīng)完的脂肪酸和植物甾醇，然后加入體積分?jǐn)?shù)為90%的甲醇水溶液400mL，10°C攪拌30分鐘，過(guò)濾，濾餅用10°C體積分?jǐn)?shù)為90%的甲醇水溶液洗滌三次，得到純度為93. 8%的植物留醇硬脂酸酯9g，濾液先在真空度為-O. 09MPa、溫度為45 90°C條件下減壓蒸餾回收甲醇并蒸除蒸餾水，然后在真空度為30Pa、溫度為170 180°C條件下薄膜蒸發(fā)除蒸餾水和脂肪酸，最后在真空度為I 3Pa、溫度為260 270°C條件下分子蒸餾，得到純度為95. I %的植物甾醇油酸(亞油酸)酯110g。實(shí)施例2將β -谷甾醇138. 0g(純度為90% )、脂肪酸63mL(所用為棕櫚油脂肪酸，其中含硬脂酸50. 20%、油酸38. 13%、亞油酸10. 57% )加入盛有63mL甲苯的500mL帶回流分水裝置的三口燒瓶中，待谷留醇和脂肪酸全部溶解后，加入O. 83g硫酸氫鈉，β-谷甾醇與脂肪酸、硫酸氫鈉的摩爾比為I : 0.66 : O. 02，其他步驟與實(shí)施例I相同，測(cè)得脂肪酸的轉(zhuǎn)化率為93. I %，得到純度為94. 3%的β-谷留醇硬脂酸酯71g、純度為96. 6%的β-谷甾醇油酸(亞油酸)酯60g。實(shí)施例3將植物甾醇170g (含菜籽甾醇O. 82 %、菜油甾醇25. 17 %、豆甾醇14. 31 %、β -谷甾醇54. 13% )、脂肪酸95mL(含棕櫚酸46. 27%、油酸50. 35% )加入盛有95mL 二甲苯的 500mL帶回流分水裝置的三口燒瓶中，待植物留醇和脂肪酸全部溶解后，加入I. 33g硫酸氫鉀，植物甾醇與脂肪酸、硫酸氫鉀的摩爾比為I : 0.77 0.025，加熱至1401，恒溫回流反應(yīng)8小時(shí)，測(cè)得脂肪酸的轉(zhuǎn)化率為90. 5%，反應(yīng)完后過(guò)濾除去催化劑硫酸氫鉀，在真空度為-O. 09MPa、溫度為120 150°C條件下減壓蒸餾回收二甲苯，直至無(wú)冷凝液生成為止， 加入體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇水溶液200mL，80°C攪拌10分鐘，靜置分層除去乙醇相，反復(fù)進(jìn)行三次，以除去未反應(yīng)完的脂肪酸和植物留醇，然后加入體積分?jǐn)?shù)為90%的甲醇水溶液 450mL, 10°C攪拌30分鐘，過(guò)濾，濾餅用10°C體積分?jǐn)?shù)為90%的甲醇水溶液洗滌三次，得到純度為95. 0%的植物甾醇棕櫚酸酯75g，濾液先在真空度為-O. 09MPa、溫度為45 90°C條件下減壓蒸餾回收甲醇并蒸除蒸餾水，然后在真空度為30Pa、溫度為170 180°C條件下薄膜蒸發(fā)除蒸餾水和脂肪酸，最后在真空度為I 3Pa、溫度為260 270°C條件下分子蒸餾， 得到純度為96. 2%的植物甾醇油酸酯84g。實(shí)施例4將植物甾醇180g (含菜籽甾醇5. 29 %、菜油甾醇24. 49 %、豆甾醇12. 49 %、β -谷甾醇51. 94% )、脂肪酸62mL(含月桂酸47. 25%、油酸9. 92%、亞油酸40. 98% )加入盛有62mL 二甲苯的500mL帶回流分水裝置的三口燒瓶中，待植物留醇和脂肪酸全部溶解后， 加入O. 90g硫酸氫鉀，植物留醇與脂肪酸、硫酸氫鉀的摩爾比為I : 0.5 0.015，加熱至 135°C，恒溫回流反應(yīng)9小時(shí)，反應(yīng)完后過(guò)濾除去催化劑硫酸氫鉀，在真空度為-O. 09MPa、 溫度為120 150°C條件下減壓蒸餾回收二甲苯，直至無(wú)冷凝液生成為止，加入體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇水溶液200mL，80°C攪拌10分鐘，靜置分層除去乙醇相，反復(fù)進(jìn)行三次，以除去未反應(yīng)完的脂肪酸和植物甾醇，然后加入甲醇450mL，10°C攪拌30分鐘，過(guò)濾，濾餅用10°C甲醇洗滌三次，得到純度為90%以上的植物留醇月桂酸酯58g，濾液先在真空度為-O. 09MPa、溫度為45 90°C條件下減壓蒸餾回收甲醇并蒸除蒸餾水，然后在真空度為 30Pa、溫度為170 180°C條件下薄膜蒸發(fā)除蒸餾水和脂肪酸，最后在真空度為I 3Pa、溫度為260 270°C條件下分子蒸餾，得到純度為90%以上的植物留醇(亞)油酸酯70g。實(shí)施例5將植物甾醇158g (含菜籽甾醇O. 90 %、菜油甾醇24. 97 %、豆甾醇24. 28 %、β -谷甾醇43. 86% )、脂肪酸94mL(含硬脂酸36. 00 %、棕櫚酸8. 05 %、亞麻酸54. 70% )加入盛有94mL甲苯的500mL帶回流分水裝置的三口燒瓶中，待植物甾醇和脂肪酸全部溶解后， 加入I. 96g硫酸氫鉀，植物留醇與脂肪酸、硫酸氫鉀的摩爾比為I : 0.83 O. 04，加熱至 165°C，恒溫回流反應(yīng)6小時(shí)，反應(yīng)完后過(guò)濾除去催化劑硫酸氫鉀，在真空度為-O. 09MPa、溫度為120 150°C條件下減壓蒸餾回收甲苯，直至無(wú)冷凝液生成為止，加入乙醇200mL，80°C 攪拌10分鐘，靜置分層除去乙醇相，反復(fù)進(jìn)行三次，以除去未反應(yīng)完的脂肪酸和植物甾醇， 然后加入體積分?jǐn)?shù)為80%的甲醇水溶液450mL，10°C攪拌30分鐘，過(guò)濾，濾餅用10°C體積分?jǐn)?shù)為80%的甲醇水溶液洗滌三次，得到純度為90%以上的植物留醇硬脂酸酯和植物甾醇棕櫚酸酯86g，濾液先在真空度為-O. 09MPa、溫度為45 90°C條件下減壓蒸餾回收甲醇并蒸除蒸餾水，然后在真空度為30Pa、溫度為170 180°C條件下薄膜蒸發(fā)除蒸餾水和脂肪酸，最后在真空度為I 3Pa、溫度為260 270°C條件下分子蒸餾，得到純度為90%以上的植物留醇亞麻酸酯106g。
權(quán)利要求
1.一種合成與分離植物留醇飽和脂肪酸酯和不飽和脂肪酸酯的方法，其特征在于將植物留醇和脂肪酸溶解于甲苯或二甲苯中，加入硫酸氫鉀或硫酸氫鈉，植物留醇與脂肪酸、 硫酸氫鉀或硫酸氫鈉的摩爾比為I : O. 5 O. 83 O. 015 0.04，甲苯或二甲苯與脂肪酸的體積比為I : 1，135 1651反應(yīng)6 9小時(shí)，過(guò)濾，減壓蒸餾，用70 801體積分?jǐn)?shù)為95%以上的乙醇水溶液洗滌，用-10 10°C體積分?jǐn)?shù)為80%以上的甲醇水溶液洗滌，過(guò)濾，濾餅用-10 10°C體積分?jǐn)?shù)為80%以上的甲醇水溶液洗滌，得到純度為90%以上的植物甾醇飽和脂酸酯，濾液先減壓蒸餾，然后薄膜蒸發(fā)、分子蒸餾，得到純度為90%以上的植物甾醇不飽和脂肪酸酯；上述的脂肪酸是飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸按任意比例的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的合成與分離植物留醇飽和脂肪酸酯和不飽和脂肪酸酯的方法，其特征在于所述的植物留醇為菜籽留醇、菜油留醇、豆留醇、谷留醇中的任意一種或一種以上以任意比例的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的合成與分離植物留醇飽和脂肪酸酯和不飽和脂肪酸酯的方法，其特征在于所述的飽和脂肪酸是硬脂酸、辛酸、己酸、月桂酸、棕櫚酸中的任意一種或一種以上以任意比例的混合物；不飽和脂肪酸是油酸、亞油酸、共軛亞油酸、α-亞麻酸、 Y -亞麻酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸中的任意一種或一種以上任意比例的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3任意一項(xiàng)所述的合成與分離植物留醇飽和脂肪酸酯和不飽和脂肪酸酯的方法，其特征在于將植物留醇和脂肪酸溶于甲苯或二甲苯中，加入硫酸氫鉀或硫酸氫鈉，植物留醇與脂肪酸、硫酸氫鉀或硫酸氫鈉的摩爾比為I : 0.66 : O. 02，甲苯或二甲苯與脂肪酸的體積比為I : 1，145°C反應(yīng)7小時(shí)，過(guò)濾，減壓蒸餾，用70 80°C體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇水溶液洗滌，用-10 10°C體積分?jǐn)?shù)為90%的甲醇水溶液洗滌，過(guò)濾，濾餅用-10 10°C體積分?jǐn)?shù)為90%的甲醇水溶液洗滌，得到純度為90%以上的植物留醇飽和脂肪酸酯，濾液先減壓蒸餾，然后薄膜蒸發(fā)、分子蒸餾，得到純度為90%以上的植物留醇不飽和脂肪酸酯。
全文摘要
一種合成與分離植物甾醇飽和脂肪酸酯和不飽和脂肪酸酯的方法，將植物甾醇與飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸的混合物反應(yīng)，所得產(chǎn)物依次用70～80℃體積分?jǐn)?shù)為95％以上的乙醇水溶液、-10～10℃體積分?jǐn)?shù)為80％以上的甲醇水溶液洗滌，過(guò)濾，濾餅用-10～10℃體積分?jǐn)?shù)為80％以上的甲醇水溶液洗滌，得到純度90％以上的植物甾醇飽和脂酸酯，濾液先減壓蒸餾，然后薄膜蒸發(fā)、分子蒸餾，得到純度90％以上的植物甾醇不飽和脂肪酸酯。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、原料轉(zhuǎn)化率高，所得產(chǎn)品純度高、色澤好，植物甾醇飽和脂肪酸可抗菌消炎，應(yīng)用于化妝品領(lǐng)域；植物甾醇不飽和脂肪酸可以起到抗氧化和降低膽固醇的作用，應(yīng)用于醫(yī)藥、食品領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C07J9/00GK102603845SQ20121001998
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月21日
發(fā)明者孟利軍, 孟永宏, 牛永潔, 陳衛(wèi)鋒 申請(qǐng)人:西安海斯夫生物科技有限公司