一种植物甾醇及甾醇酯的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种植物甾醇及甾醇酯的制备方法，其步骤为：以植物油脱臭馏出物为原料加热、过滤除去杂质；反应物料与低碳一元醇充分混合，加热，通过阳离子树脂柱；减压脱去低碳一元醇和水分；进行结晶，过滤分离得到固相植物粗甾醇和液相；液相通过分子蒸馏分离得到脂肪酸甲酯；将得到的固相植物粗甾醇与二元醇混合，加热溶解充分；进行二次结晶，过滤分离得到固相植物精甾醇；将得到的固相植物精甾醇烘干，得到植物甾醇；植物甾醇和脂肪酸甲酯混合，加热至85℃溶解充分；投入催化剂甲醇钠，升温至135‑150℃减压反应；反应液降温至80℃水洗至中性；水洗后反应液进入分子蒸馏得到植物甾醇酯。本发明专利技术具有生产成本低、工艺指标稳定、产物收率高的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于食品工程
，涉及一种植物甾醇及甾醇酯的制备方法，特别涉及一种从植物油脱臭馏出物中提取植物甾醇的方法及植物甾醇酯的制备方法。
技术介绍
我国是世界第一产粮大国，北方作为重要的粮食产区给国家提供着大量优质的粮油产品。随着油脂工业的发展和人民生活水平的提高，目前人们已经普遍接受食用经过精炼的植物油。植物油脱臭馏出物是玉米、大豆、葵花籽等植物种子在精炼过程中所得到的各馏分的混合物，含大量的脂肪酸、植物甾醇、生育酚和甘油酯等宝贵资源，油脂精炼规模在进一步的扩大，从而精炼过程中产生的植物油脱臭馏出物的产量也会随之增加，因此对植物油脱臭馏出物加工综合利用具有十分重要的经济和社会意义。植物甾醇是一种脂溶性白色粉末，具有营养价值高、生物活性强等特点，可广泛应用在食品、医药、化妆品、动物生长剂及纸张加工、印刷、纺织等领域。2000年，植物甾醇被美国食品及药物管理局(FDA)认可为“降低血脂、预防动脉硬化”的天然保健食品新原料，被誉为“生命的钥匙”。2010年3月9日，植物甾醇和植物甾醇酯被我国食品药品监督管理局(SFDA)列为新资源食品并提出产品标准要求。由于植物甾醇环戊烷全氢菲结构，它在水中和油脂中都难溶，导致在人体内吸收率很低，生物可利用性差，这正是阻碍植物甾醇高效利用的最重要原因。有效的改进方法是把植物甾醇转化为植物甾醇酯，添加于保健食品，精炼油中，以改善植物甾醇在油脂中的溶解性，提高生物利用率，还可以改善产品的外观和口感。上世纪80年代，我国就致力于从精炼食用油产生的脱臭馏出物中提取植物甾醇的研究，主要方法为溶剂结晶法、络合法和干式皂化法，能获得植物甾醇的同时，均具有不足之处，具体为：(1)溶剂结晶法是利用物质在有机溶剂中的溶解度差异的原理来提取植物甾醇的，是试验研究植物甾醇分离提纯的主要方法，脱臭馏出物经皂化或酯化后，运用大量的有机溶剂多次萃取分离得到甾醇。此方法可用于直接分离，操作较为简单，但该法操作步骤多，所用溶剂过多，回收困难，而且甾醇比例不高，难以工业化生产。(2)络合法是利用植物甾醇和其他物质络合生成络合物，并根据络合物的溶解度差异来提取植物甾醇。该工艺是将脱臭馏出物进行皂化、酸分解、萃取、络合反应、分离络合物和络合物分解制的植物甾醇粗品。获得甾醇精制品还需要脱色、结晶等步骤。此方法得到的植物甾醇纯度较高，回收率也较高；但步骤繁琐，回收溶剂量大，生产成本较高。(3)干式皂化法是利用脱臭馏出物中的可皂化物质在碱性条件下的皂化性来提出植物甾醇的。主要流程是将脱臭馏出物用熟石灰或生石灰在60～90℃条件下皂化，然后用机器粉碎膏状物，再经过溶剂萃取、浓缩得到粗甾醇，再经过洗涤去杂，脱水得到精制的植物甾醇。此方法安全无毒，节省了有机溶剂的用量；缺点是原料的利用率低，产品的纯度和回收率较低。而植物甾醇酯由植物甾醇和脂肪酸或脂肪酸酯通过化学法合成或生物酶催化法合成而得。目前，化学合成法制备植物甾醇酯多使用了二甲苯，甲苯，吡啶等毒性大的有机溶剂，且很多在高温高压下进行，产品颜色较深。生物酶催化合成法虽反应条件温和、副反应较少，易于纯化分离，产品质量相对较高，但反应时间长，生产效率低，产品成本很高，不适合大规模工业化生产。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种从植物油脱臭馏出物中提取植物甾醇，并且与副产物脂肪酸甲酯进行酯交换制备植物甾醇酯的新方法。本专利技术中一种从植物油脱臭馏出物中提取植物甾醇的方法，包括以下步骤：1)以植物油脱臭馏出物为原料加热、过滤除去杂质；2)将经过步骤1)处理的物料与低碳一元醇充分混合，加热，通过阳离子树脂柱；3)步骤2)所得反应液减压脱去低碳一元醇和水分；4)步骤3)所得反应液进行结晶，过滤分离得到固相植物粗甾醇和液相；液相通过分子蒸馏分离得到脂肪酸甲酯；5)将经过步骤4)得到的固相植物粗甾醇与二元醇混合，加热溶解充分；6)将步骤5)溶解充分的物料进行二次结晶，过滤分离得到固相植物精甾醇；7)将经过步骤6)得到的固相植物精甾醇烘干，得到符合行业标准的95％植物甾醇。进一步地，本专利技术所述的步骤1)中，植物油脱臭馏出物加热至60-90℃，优选为75-85℃；通过300目以上筛网过滤除去杂质。进一步地，本专利技术所述的步骤1)中，该植物油脱臭馏出物可选用玉米油脱臭馏出物、大豆油脱臭馏出物、葵花籽油脱臭馏出物、菜籽油脱臭馏出物等，优选为玉米油脱臭馏出物。进一步地，本专利技术所述的步骤2)中，预处理的植物油脱臭馏出物与低碳一元醇按体积比1:1～5充分混合，体积比优选为1:2；低碳一元醇选为甲醇，含量大于99％。进一步地，本专利技术所述的步骤2)中，预处理的植物油脱臭馏出物与低碳一元醇充分混合后加热至65℃，按每小时0.5～1倍树脂体积量进入阳离子树脂柱，进料量优选为每小时0.5倍树脂体积量；树脂选用NKC-9型阳离子树脂。进一步地，本专利技术所述的步骤3)中，反应液在-0.06Mpa以上，预热温度100℃以下，减压闪蒸脱去反应剩余过量的低碳一元醇(甲醇)和产生的水分。进一步地，本专利技术所述的步骤4)中,减压闪蒸后的反应液降温至25℃以下进行结晶，优选为15-20℃；过滤分离得到固相植物粗甾醇和液相。进一步地，本专利技术所述的步骤4)中,液相进入多级分子蒸馏分离反应液中的脂肪酸甲酯成份，优选为连续性3级分子蒸馏系统。进一步地，本专利技术所述的步骤4)中,该连续性3级分子蒸馏系统进料量控制在5-15L/min，优选为8-10L/min。进一步地，本专利技术所述的步骤4)中，一级蒸馏器调节温度130-150℃，真空度100-1000Pa，优选为温度135℃，真空度200Pa；二级蒸馏器调节温度140-150℃，真空度40-100Pa，优选为温度140℃，真空度40Pa。三级蒸馏器调节温度170-200℃，真空度1-5Pa，优选为温度185℃，真空度1Pa。进一步地，本专利技术所述的步骤4)中，二级轻组分物质经汽提冷却后得到脂肪酸甲酯，纯度大于95％。进一步地，本专利技术所述的步骤5)中，将经过步骤4)得到的固相植物粗甾醇与二元醇按质量比1:5～15(M:M)混合，质量比优选为1:10；该二元醇选为乙醇，含量大于95％；加热至80℃溶解充分。进一步地，本专利技术所述的步骤6)中，溶解充分的物料降温至15℃以下进行二次结晶，优选为10℃以下，过滤分离得到固相植物精甾醇。进一步地，本专利技术所述的步骤7)中，将经过步骤6)得到的固相植物精甾醇在60-90℃烘干，优选为70-80℃，经过10h干燥后得到符合行业标准的95％植物甾醇。本专利技术中一种基于上述方法得到的植物甾醇和脂肪酸甲酯进行酯交换的植物甾醇酯的制备方法，包括如下步骤：A植物甾醇和脂肪酸甲酯混合，加热至85℃溶解充分；B投入催化剂甲醇钠，升温至135-150℃减压反应；C将步骤B得到的反应液降温至80℃水洗至中性。D水洗后的反应液进入分子蒸馏得到植物甾醇酯产品。进一步地，本专利技术所述的步骤A中，植物甾醇和脂肪酸甲酯按质量比1:2-6混合，质量比优选为1:4；加热至85℃溶解充分。进一步地，本专利技术所述的步骤B中，催化剂选用甲醇钠固体，含量99％，添加量为底物质量的2-5％，优选为2.5％；升温至135-150℃，反应液在-0.08Mpa以上减压反应1-8h，优选为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从植物油脱臭馏出物中提取植物甾醇的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)以植物油脱臭馏出物为原料加热至60‑90℃、通过300目以上筛网过滤除去杂质；2)将经过步骤1)预处理的物料与低碳一元醇按体积比1:1～5充分混合，加热至65℃，按每小时0.5～1倍树脂体积量进入阳离子树脂柱；3)将步骤2)反应液在‑0.06Mpa以上，预热温度100℃以下，减压闪蒸脱去反应剩余过量的低碳一元醇和产生的水分；4)将步骤3)闪蒸后的反应液降温至25℃以下进行结晶，过滤分离得到固相植物粗甾醇和液相，液相通过多级分子蒸馏分离得到脂肪酸甲酯；5)将经过步骤4)得到的固相植物粗甾醇与二元醇按质量比1:5～15(M:M)混合，加热溶解充分；6)将步骤5)溶解充分的物料降温至15℃以下进行二次结晶，过滤分离得到固相植物精甾醇；7)将经过步骤6)得到的固相植物精甾醇在60‑90℃烘干，干燥后得到符合行业标准的95％植物甾醇。

【技术特征摘要】
1.一种从植物油脱臭馏出物中提取植物甾醇的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)以植物油脱臭馏出物为原料加热至60-90℃、通过300目以上筛网过滤除去杂质；2)将经过步骤1)预处理的物料与低碳一元醇按体积比1:1～5充分混合，加热至65℃，按每小时0.5～1倍树脂体积量进入阳离子树脂柱；3)将步骤2)反应液在-0.06Mpa以上，预热温度100℃以下，减压闪蒸脱去反应剩余过量的低碳一元醇和产生的水分；4)将步骤3)闪蒸后的反应液降温至25℃以下进行结晶，过滤分离得到固相植物粗甾醇和液相，液相通过多级分子蒸馏分离得到脂肪酸甲酯；5)将经过步骤4)得到的固相植物粗甾醇与二元醇按质量比1:5～15(M:M)混合，加热溶解充分；6)将步骤5)溶解充分的物料降温至15℃以下进行二次结晶，过滤分离得到固相植物精甾醇；7)将经过步骤6)得到的固相植物精甾醇在60-90℃烘干，干燥后得到符合行业标准的95％植物甾醇。2.根据权利要求1所述的一种从植物油脱臭馏出物中提取植物甾醇的方法，其特征在于，所述的步骤1)中，该植物油脱臭馏出物可选用玉米油脱臭馏出物、大豆油脱臭馏出物、葵花籽油脱臭馏出物、菜籽油脱臭馏出物等，优选为玉米油脱臭馏出物；植物油脱臭馏出物加热温度优选为75-85℃。3.根据权利要求1所述的一种从植物油脱臭馏出物中提取植物甾醇的方法，其特征在于，所述的步骤2)中，预处理的植物油脱臭馏出物与低碳一元醇充分混合体积比优选为1:2；低碳一元醇选为甲醇，含量大于99％；进入阳离子树脂柱进料量优选为每小时0.5倍树脂体积量；树脂选用NKC-9型阳离子树脂。4.根据权利要求1所述的一种从植物油脱臭馏出物中提取植物甾醇的方法，其特征在于，所述的步骤4)中,减压闪蒸后的反应液进行结晶温度优选为15-20℃；过滤分离得到固相植物粗甾醇和液相；液相优选为连续性3级分子蒸馏系统，该连续性3级分子蒸馏系统进料量控制在5-15L/min，优选为8-10L/min；该连续性3级蒸馏系统中，一级蒸馏器调节温度130-150℃，真空度100-1000Pa，优选为温度135℃，真空度200Pa；二级蒸馏器调节温度140-150℃，真空度40-100Pa，优选为温度140℃，真空度40Pa；三级蒸馏器调节温度170-200℃，真空度1-5Pa，优选为...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜英强，马里，杨德，
申请(专利权)人：西安国邦实业有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61