[发明专利]用于分离类胡萝卜素的方法

说明书

技术领域

本公开大体上涉及用于分离类胡萝卜素的材料和方法。

背景技术

类胡萝卜素是促成活生物体中观察到的许多鲜艳的黄色、橙色和红色的天然色素。类胡萝卜素广泛分布于自然界中并且执行许多重要的生物功能，例如充当光合作用中的捕光色素以及保护生物体免于光氧化损伤。

在人类中，类胡萝卜素提供强大的抗氧化作用，保护机体抵抗可由于正常代谢以及暴露于污染和其它环境危害而产生的自由基。类胡萝卜素还在食品和化妆品中用作天然色素，在营养制剂/制药产业中作为维生素A的膳食前体。

到2015年，预计类胡萝卜素的全球市场高达$12亿美元。目前，市场上接近90％的类胡萝卜素是通过化学合成生产的。然而，研发用于从天然来源分离类胡萝卜素的方法的兴趣正在增长。众所周知，某些植物含有大量的类胡萝卜素。

棕榈油是已知最丰富的天然植物类胡萝卜素来源之一。取决于其来源，棕榈油可具有500mg/kg到7,000mg/kg的类胡萝卜素。

已知许多用于从棕榈油回收类胡萝卜素或浓缩类胡萝卜素的方法。这些方法包括油的化学修饰和蒸馏、液-液萃取以及色谱术。

在一种已知方法中，对棕榈油进行酯交换，然后通过萃取和蒸馏来浓缩。在这种方法中，首先使棕榈油与醇系溶剂(例如形成脂肪酸酯的甲醇和甘油)进行酯交换。一旦使反应混合物分离，就用醇与水的混合物洗涤由具有溶解的类胡萝卜素的脂肪酸酯组成的上相，然后单独用水洗涤。通过蒸馏完全或部分去除脂肪酸酯，留下类胡萝卜素浓缩物。在真空中在最高达150℃的温度进行蒸馏步骤，所述蒸馏步骤可耗时约5小时。在这种方法中，棕榈油必定被转化成非食用酯以帮助分离棕榈油的组分。因此，被处理的棕榈油材料不能用于制备食品。另外，类胡萝卜素在蒸馏温度下容易分解，这降低了留在类胡萝卜素浓缩物中的类胡萝卜素的分离产率和纯度。

还已经使用超临界CO₂从棕榈油分离类胡萝卜素。在这种方法中，将棕榈油添加到高压萃取容器中并且使超临界二氧化碳通过所述容器，在所述方法中萃取所述材料中的类胡萝卜素。收集萃取物，然后使二氧化碳从类胡萝卜素萃取物蒸发。虽然这种方法以良好的纯度产生了类胡萝卜素萃取物，但其缺点在于所述方法的高成本、高操作压力和类胡萝卜素在超临界二氧化碳中的极低溶解度。

鉴于现有分离方法的上述限制，因此需要研发用于从例如棕榈油的液体分离类胡萝卜素的高效的且有成本效益的方法，所述方法不将所述油修饰成非食用化合物。另外，还需要研发用于分离类胡萝卜素的材料。本公开满足了这些需要并且具有相关优点。

发明内容

根据第一方面，提供用于可逆地结合类胡萝卜素的材料，所述材料包含：

使得能够与所述类胡萝卜素可逆结合的量的偶合到银离子的支持物，并且其中，除银离子之外，所述支持物基本上不含过渡金属。

有利地，由于支持物基本上不含过渡金属，因此发生在类胡萝卜素与所述支持物之间的可逆结合的程度相较于相同的反应条件下含有过渡金属的支持物更大。在一个实施方案中，所述支持物是基本上不含过渡金属且偶合到或掺杂有银离子的合成粘土。

在实施方案中，所述支持物相对于天然粘土具有更大的表面积，这导致类胡萝卜素与所述支持物的更大结合。所述支持物可占约400m²/g到约700m²/g的表面积。在实施方案中，所述表面积可选自由以下组成的组：400m²/g、425m²/g、450m²/g、475m²/g、500m²/g、525m²/g、550m²/g、575m²/g、600m²/g、625m²/g、650m²/g、675m²/g和700m²/g。

根据第二方面，提供用于可逆地结合类胡萝卜素的方法，所述方法包括以下步骤：提供使得能够与所述类胡萝卜素可逆结合的量的偶合到银离子的支持物，并且其中，除银离子之外，所述支持物基本上不含过渡金属；使所述支持物与所述类胡萝卜素在结合条件下接触以使所述类胡萝卜素结合所述支持物；使所述类胡萝卜素在解离条件下解离以释放所述类胡萝卜素。