專利名稱:植物油脫臭餾出物中維生素e、甾醇及甾醇酯分離新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及植物油脫臭餾出物有效成分的分離處理方法，具體地說涉及植物油脫臭餾出物中脂肪酸甲酯，甾醇，甾醇酯和維生素E的分離工藝方法。
背景技術(shù)：
植物油脫臭餾出物是植物油在脫臭過程中所得到的各餾分的混合物。其中主要含有大量脂肪酸、生育酚、甾醇及甾醇酯、甘油酯、維生素E及其他組分等。
天然維生素E具有抗自由基，抗衰老，提高人體及動(dòng)物的體能免疫功能等許多重要的生理功能，對(duì)人體無毒副作用，其長期使用的安全性遠(yuǎn)高于合成維生素E，因此，在食品，營養(yǎng)保健品行業(yè)，天然維生素E受到廣泛青睞。甾醇酯和甾醇是一類具有生理活性的物質(zhì)，具有明顯的降膽固醇、消炎、退熱等療效，廣泛地運(yùn)用于醫(yī)藥、食品、化妝品等行業(yè)。而甾醇酯比甾醇具有更大的脂溶性，大大拓展了植物甾醇的使用范圍。生物柴油是用動(dòng)植物油脂或長鏈脂肪酸與甲醇等低碳醇合成的脂肪酸酯，是一種替代能源，這種改性后的油脂有著與柴油十分相似的理化性質(zhì)，而且燃燒完全，無污染排放。
目前植物油脫臭餾出物的利用主要集中于天然維生素E和植物甾醇的分離?；诰S生素E，甾醇和脂肪酸單酯易于分離的特點(diǎn)，一般都是將脫臭餾出物中的自由脂肪酸和中性油脂轉(zhuǎn)化為脂肪酸單酯，從而實(shí)現(xiàn)維生素E和甾醇的分離，其分子蒸餾工藝路線通常是以植物油脫臭餾出物為原料，采用2％-6％濃硫酸催化劑，加入一定量的甲醇，在40-60℃溫度下進(jìn)行甲酯化，結(jié)晶分離甾醇，水洗干燥，通過高真空蒸餾技術(shù)可以制備純度30％的維生素E，回收率較低。如公開號(hào)為CN1074217的中國發(fā)明專利公開書中的方法，采用濃硫酸酯化，醇解，水洗，干燥等工藝，再進(jìn)行高真空蒸餾獲得7-35％的維生素E。公開號(hào)為CN1563399的發(fā)明專利書中盡管運(yùn)用了酶酯化技術(shù)和常規(guī)蒸餾技術(shù)，卻沒有涉及脫臭餾出物中的活性成分分離，而且存在分離組分單一。
目前植物油脫臭餾出物的利用主要集中于運(yùn)用強(qiáng)酸強(qiáng)堿催化酯化，運(yùn)用高真空蒸餾或超臨界萃取技術(shù)分離維生素E和甾醇，該工藝存在相對(duì)成熟，對(duì)設(shè)備要求簡單等特點(diǎn)，但整個(gè)過程單元操作較多，勞動(dòng)強(qiáng)度大，環(huán)境污染嚴(yán)重。而且產(chǎn)品純度較低，產(chǎn)品單一化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種以脂肪(Candida Rugosa)為催化劑、采用逐級(jí)分離工藝，可分別獲得甾醇，甾醇酯、脂肪酸甲酯和維生素E的植物油脫臭餾出物中維生素E、甾醇及甾醇酯分離新工藝。
實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的具體工藝方法如下1、植物油脫臭餾出物中維生素E、甾醇及甾醇酯分離新工藝，其特征在于包括下述四道工序A、將植物油脫臭餾出物溶解于丙酮-甲醇混合溶劑中，動(dòng)態(tài)結(jié)晶，去除甾醇；B、將去除甾醇的溶液進(jìn)行分子蒸餾，分別獲得輕組分和重組分；C、將重組分進(jìn)行脂肪酶水解，獲得甾醇酯；D、將輕組分進(jìn)行脂肪酶轉(zhuǎn)酯化和分子蒸餾，獲得維生素E和脂肪酸甲酯。
2、根據(jù)上述1所述的植物油脫臭餾出物中維生素E、甾醇及甾醇酯分離新工藝，其特征在于A、取200g左右的植物油脫臭餾出物溶解于500-600ml丙酮-甲醇混合溶劑中，自45-50℃溫度開始，緩慢降溫結(jié)晶至-5℃左右，結(jié)晶時(shí)間20小時(shí)，取出抽濾分離粗甾醇，再次重復(fù)如上結(jié)晶操作4小時(shí)；將過濾液蒸去溶劑后，溶劑進(jìn)行循環(huán)利用；B、將蒸去溶劑后的溶液進(jìn)行分子蒸餾，蒸餾溫度220-240℃，操作壓力0.01-0.02torr，進(jìn)料溫度80-90℃，轉(zhuǎn)速140-180r/min條件下獲得輕重組分，重組分主要含有甾醇酯，甘三酯和部分甘二酯；輕組分主要含有脂肪酸，維生素E，單甘酯，部分甘二酯和少量甾醇；C、取20g左右重組分，20-24ml水，400u/g的脂肪酶，在33℃-37℃下水解，加20ml-35ml的0.5mol/1的氫氧化鈉洗滌，去除脂肪酸，蒸餾水洗，-55℃低溫冷凍干燥，分離得到甾醇酯。
D、取20g左右輕組分，3ml-5ml水，300-500u/g脂肪酶，在33℃-37℃下水解反應(yīng)12-16小時(shí)；加入2ml甲醇，300-500u脂肪酶轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)18-24小時(shí)，總共反應(yīng)時(shí)間30-40小時(shí)。將反應(yīng)物分層去水，-55℃低溫冷凍干燥，進(jìn)行分子蒸餾，蒸餾溫度100-130℃，進(jìn)料溫度60-80℃，操作壓力0.03-0.04torr，蒸餾出的輕組分即為脂肪酸甲酯，殘余液依上述轉(zhuǎn)酯化條件反復(fù)進(jìn)行，通過分子蒸餾可得50％的維生素E和90％的脂肪酸甲酯。
3、根據(jù)上述2所述的植物油脫臭餾出物中維生素E、甾醇及甾醇酯分離新工藝，其特征在于所述丙酮-甲醇混合溶劑的體積混合比為4∶1v/v。
4、根據(jù)上述2所述的植物油脫臭餾出物中維生素E、甾醇及甾醇酯分離新工藝，其特征在于所述脂肪酶為假絲酵母脂肪酶(Candida rugosa lipase)。
雖然脂肪酶的來源廣泛，但不同來源的脂肪酶其催化特性和應(yīng)用范圍是不同的。假絲酵母脂肪酶(Candida rugosa)在水相和有機(jī)系統(tǒng)中都可以保持較好的活力。目前對(duì)于假絲酵母脂肪酶(Candida rugosa)應(yīng)用相關(guān)報(bào)道在國內(nèi)還比較少見。該種脂肪酶作用最佳PH值7.0；最佳溫度37℃，酶活760U/mg(一個(gè)酶活力單位定義為在37℃左右，PH7.2時(shí)，在1小時(shí)內(nèi)水解橄欖油中1微摩爾脂肪酸的量)。我們使用的是美國sigma公司商品酶type VII粗酶。
5、根據(jù)上述2所述的植物油脫臭餾出物中維生素E、甾醇及甾醇酯分離新工藝，其特征在于將得到的粗甾醇利用丙酮溶液動(dòng)態(tài)結(jié)晶，即自50℃左右緩慢降到-5℃，重復(fù)結(jié)晶操作，可以得到純度95％的甾醇。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在下述方面1、本發(fā)明利用脂肪酶代替常規(guī)的強(qiáng)酸強(qiáng)堿，運(yùn)用脂肪酶技術(shù)將油脂中的脂肪酸和中性油脂轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯，使得反應(yīng)在溫和的環(huán)境下進(jìn)行，有利于維生素E的回收和利用，大大簡化了反應(yīng)步驟，維生素E損失小，沒有環(huán)境污染，并且對(duì)于后續(xù)的分離也較方便。而且作為催化劑的脂肪酶易于從反應(yīng)體系中分離，可以多次循環(huán)使用。
2、本發(fā)明將分子蒸餾和脂肪酶技術(shù)相結(jié)合，將油脂中的脂肪酸和中性油脂轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯，根據(jù)該工藝條件甾醇酯純度達(dá)到80％，拓展了甾醇的使用范圍。蒸餾的輕組分-生物柴油(脂肪酸甲酯)，通過GC-MS分析，純度達(dá)到90％以上，部分性質(zhì)與我國的0柴油相似，可以作為我國生物柴油的來源之一。蒸餾的維生素E純度可以達(dá)到50％以上，回收率在80％以上。
3、本發(fā)明方法適用于菜籽油、大豆油、小麥胚芽油和玉米油等植物油的脫臭餾出物有效成分的分離處理。



圖1為本發(fā)明工藝路線圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地說明實(shí)施例參見圖1，以菜籽油脫臭餾出物為原料，通過動(dòng)態(tài)結(jié)晶法直接分離甾醇，然后常溫常壓下采用脂肪酶技術(shù)代替強(qiáng)酸強(qiáng)堿催化，以分子蒸餾技術(shù)為分離方法分離甾醇酯粗品，將蒸餾餾出液中的脂肪酸和中性油脂轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯，然后再利用分子蒸餾獲得生物柴油，維生素E，實(shí)現(xiàn)油脂副產(chǎn)品的綠色分離，綜合利用。
具體工藝步驟如下第一步、取200g左右的菜籽油脫臭餾出物溶解于的500-600ml丙酮-甲醇混合溶劑(4∶1，v/v)中，在45-50℃溫度開始，緩慢降溫結(jié)晶至-5℃左右，結(jié)晶時(shí)間20小時(shí)，取出抽濾分離粗甾醇，再次重復(fù)如上結(jié)晶操作4小時(shí)以盡可能分離完全。將過濾液蒸去溶劑后，溶劑進(jìn)行循環(huán)利用。得到的粗甾醇利用丙酮溶液動(dòng)態(tài)結(jié)晶，溫度條件為自50℃左右緩慢降到-5℃，重復(fù)結(jié)晶操作，可以得到高純度的甾醇。
第二步、將蒸去溶劑后的溶液進(jìn)行分子蒸餾，蒸餾溫度220-240℃，操作壓力0.01-0.02torr，進(jìn)料溫度80-90℃，轉(zhuǎn)速140-180r/min條件下獲得輕重組分，重組分主要含有甾醇酯，甘三酯和部分甘二酯。輕組分主要含有脂肪酸，維生素E，單甘酯，部分甘二酯和少量甾醇。
第三步、重組分運(yùn)用脂肪酶技術(shù)分離甾醇酯，取20g左右重組分，20-24ml水，300-400u/g的脂肪酶(一個(gè)酶活力單位定義為在37℃左右，PH7.2時(shí)，在1小時(shí)內(nèi)水解橄欖油中1微摩爾脂肪酸的量)，在33℃-37℃下水解，加20ml-35ml的0.5mol/l的氫氧化鈉去除脂肪酸，蒸餾水洗，-55℃低溫冷凍干燥，分離得到甾醇酯。
第四步、輕組分運(yùn)用脂肪酶技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化作用，取20g左右輕組分，3ml-5ml水，300-500u/g脂肪酶，在33℃-37℃下水解反應(yīng)12-16小時(shí)；而后加入2ml甲醇，300-500u脂肪酶轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)18-24小時(shí)，總共反應(yīng)時(shí)間30-40小時(shí)。將反應(yīng)物分層去水，-55℃低溫冷凍干燥，進(jìn)行分子蒸餾，蒸餾溫度100-130℃，進(jìn)料溫度60-80℃，操作壓力0.03-0.04torr，蒸餾出的輕組分即為脂肪酸甲酯，殘余液依上述轉(zhuǎn)酯化條件反復(fù)進(jìn)行，通過分子蒸餾可得50％左右的維生素E和90％的脂肪酸甲酯。
權(quán)利要求
1.植物油脫臭餾出物中維生素E、甾醇及甾醇酯分離新工藝，其特征在于包括下述四道工序A、將植物油脫臭餾出物溶解于丙酮-甲醇混合溶劑中，動(dòng)態(tài)結(jié)晶，去除甾醇；B、將去除甾醇的溶液進(jìn)行分子蒸餾，分別獲得輕組分和重組分；C、將重組分進(jìn)行脂肪酶水解，獲得甾醇酯；D、將輕組分進(jìn)行脂肪酶轉(zhuǎn)酯化和分子蒸餾，獲得維生素E和脂肪酸甲酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的植物油脫臭餾出物中維生素E、甾醇及甾醇酯分離新工藝，其特征在于A、取200g左右的植物油脫臭餾出物溶解于500-600ml丙酮-甲醇混合溶劑中，自45-50℃溫度開始，緩慢降溫結(jié)晶至-5℃左右，結(jié)晶時(shí)間20小時(shí)，取出抽濾分離粗甾醇，再次重復(fù)如上結(jié)晶操作4小時(shí)；將過濾液蒸去溶劑后，溶劑進(jìn)行循環(huán)利用；B、將蒸去溶劑后的溶液進(jìn)行分子蒸餾，蒸餾溫度220-240℃，操作壓力0.01-0.02torr，進(jìn)料溫度80-90℃，轉(zhuǎn)速140-180r/min條件下獲得輕重組分，重組分主要含有甾醇酯，甘三酯和部分甘二酯；輕組分主要含有脂肪酸，維生素E，單甘酯，部分甘二酯和少量甾醇；C、取20g左右重組分，20-24ml水，400u/g的脂肪酶，在33℃-37℃下水解，加20ml-35ml的0.5mol/l的氫氧化鈉洗滌，去除脂肪酸，蒸餾水洗，-55℃低溫冷凍干燥，分離得到甾醇酯。D、取20g左右輕組分，3ml-5ml水，300-500u/g脂肪酶，在33℃-37℃下水解反應(yīng)12-16小時(shí)；加入2ml甲醇，300-500u脂肪酶轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)18-24小時(shí)，總共反應(yīng)時(shí)間30-40小時(shí)。將反應(yīng)物分層去水，-55℃低溫冷凍干燥，進(jìn)行分子蒸餾，蒸餾溫度100-130℃，進(jìn)料溫度60-80℃，操作壓力0.03-0.04torr，蒸餾出的輕組分即為脂肪酸甲酯，殘余液依上述轉(zhuǎn)酯化條件反復(fù)進(jìn)行，通過分子蒸餾可得50％的維生素E和90％的脂肪酸甲酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的植物油脫臭餾出物中維生素E、甾醇及甾醇酯分離新工藝，其特征在于所述丙酮-甲醇混合溶劑的體積混合比為4∶1v/v。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的植物油脫臭餾出物中維生素E、甾醇及甾醇酯分離新工藝，其特征在于所述脂肪酶為假絲酵母脂肪酶。
5.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的植物油脫臭餾出物中維生素E、甾醇及甾醇酯分離新工藝，其特征在于將得到的粗甾醇利用丙酮溶液動(dòng)態(tài)結(jié)晶，即自50℃左右緩慢降到-5℃，重復(fù)結(jié)晶操作，可以得到純度95％的甾醇。
專利摘要
本發(fā)明涉及植物油脫臭餾出物中維生素E、甾醇及甾醇酯分離新工藝。該方法采用動(dòng)態(tài)直接結(jié)晶分離脫臭餾出物中的甾醇；運(yùn)用脂肪酶技術(shù)將油脂中的脂肪酸和中性油脂轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯，使得反應(yīng)在溫和的環(huán)境下進(jìn)行，有利于維生素E的回收和利用，大大簡化了反應(yīng)步驟，脂肪酶可以再次循環(huán)利用；通過分子蒸餾技術(shù)可以分離得到高純度的脂肪酸甲酯和維生素E。
文檔編號(hào)C12P17/02GKCN1693472SQ200510038588
公開日2005年11月9日 申請(qǐng)日期2005年3月24日
發(fā)明者姜紹通, 邵平, 潘麗軍, 羅水忠, 趙妍嫣, 李巖 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan