一种利用超高交联树脂吸附分离叶黄素的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用超高交联树脂吸附分离叶黄素的方法，将经过预处理的叶黄素皂化液通过装有超高交联树脂的吸附柱，经吸附、解吸的过程得到叶黄素溶液；其中，所述的超高交联树脂是以聚苯乙烯-二乙烯基苯为骨架，通过Friedel-Crafts交联反应以及与乙酸酐反应制备得到，其平均粒径0.3-0.8mm，含水量20-50wt％，孔径1.5-5.5nm，孔隙率25-45％，湿密度1.05-1.18g/cm3，平均比表面积500-950m2/g，平均孔容0.542-0.985cm3/g，功能基团为羰基。本发明专利技术所选用的吸附介质具有对叶黄素吸附容量大、吸附选择性好、解吸条件温和、再生容易、使用周期长等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种利用超高交联树脂吸附分离叶黄素的方法
本专利技术属于生物
，具体涉及利用超高交联树脂从原料液中提取叶黄素的方法。
技术介绍
叶黄素(又名：植物黄体素)，英文名lutein，叶黄素是类胡萝卜素的一种，是存在于各种蔬菜、瓜果、花草植物以及藻类生物中的天然色素，因其具有色泽度高、着色力强、营养价值高等特点，现已广泛用于医学、食品保健、饲料添加剂等方面。在医学上的应用包括：1)抗氧化能力；2)保护视力；3)抗癌能力；4)预防心血管疾病；因此，叶黄素能够很好的保护皮肤免受阳光灼伤，减少人体所受来自于电脑屏幕、电视屏幕等辐射和超量紫外线照射的损害。同时，还可以防治因肌体衰老而引发的心血管硬化、冠心病等疾病的功效。目前，国内外对叶黄素的提取主要采用的方法有：酶处理法，其处理时间过长，在萃取前需要除去酶处理过程大量的水分，而且酶造价高，使得此法在实际应用中受到限制。超临界CO2萃取法(MaQ，XuX，GaoY，etal.Optimisationofsupercriticalcarbondioxideextractionofluteinestersfrommarigoldwithsoybeanoilasaco-solvent.)，其只能有效地萃取亲脂性物质，对极性较强的物质，在合理的温度与压力下几乎不能萃取；选择性不高，导致分离效果不好；溶质溶解度对温度、压力的变化不够敏感，使溶质从超临界流体中分离出来时耗费的能量增加。微波辅助提取法，利用微波辐射穿透萃取溶剂，进入到植物细胞内，其加热过程会使目标产物的活性组分受到破坏。目前，工业上一般采用溶剂萃取法分离叶黄素，也有部分采用大孔吸附树脂吸附叶黄素，但是溶剂萃取法生产出来的叶黄素不可避免有溶剂残留，而大部分大孔吸附树脂由于其对叶黄素不具有专一性，其吸附量很低，比如说HZ816树脂(黄梅，周海胜，大孔树脂对玉米蛋白粉中叶黄素的分离纯化，浙江大学学报，第3页)，其吸附量只有463.5μg/g。吸附量不高导致分离叶黄素的效率较低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种分离提取叶黄素的方法，以解决叶黄素分离难度大、收率低等难题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种利用超高交联树脂吸附分离叶黄素的方法，将经过预处理的叶黄素皂化液通过装有超高交联树脂的吸附柱，经吸附、解吸的过程得到叶黄素溶液；其中，所述的超高交联树脂是以聚苯乙烯-二乙烯基苯为骨架，通过Friedel-Crafts交联反应以及与乙酸酐反应制备得到，其平均粒径为0.3-0.8mm，最佳粒径为0.4-0.6mm，含水量为20-50wt％，最佳含水量为30-45wt％，孔径为1.5-5.5nm，最佳孔径为1.7-2.0nm，孔隙率25％-45％，最佳孔隙率30-35％，湿密度1.05-1.18g/cm3，平均比表面积500-950m2/g，最佳比表面积700-890m2/g，平均孔容0.542-0.985cm3/g，功能基团为羰基。其中，所述的皂化液是使用碱性醇溶液对万寿菊浸膏进行皂化得到的；所述的碱性醇溶液是指100-200g/L的氢氧化钠的乙醇溶液，优选100g/L的氢氧化钠的乙醇溶液。其中，所述的预处理包括叶黄素皂化液先经过溶剂萃取再利用旋转蒸发进行处理。其中，所述的溶剂萃取是指将叶黄素皂化液用水稀释，水的加入体积为叶黄素皂化液体积的50％-85％(优选80％)，搅拌15-30min(优选15min)置于分液漏斗中，用等体积的乙酸乙酯萃取三次得到含有叶黄素的乙酸乙酯层溶液。所述的旋转蒸发是将含有叶黄素的乙酸乙酯层溶液在-0.09MPa～-0.07MPa(优选-0.08MPa)和40℃-50℃(优选40℃)条件下将乙酸乙酯除去。其中，所述的超高交联树脂是按照如下方法制备得到：将氯甲基苯乙烯-二乙烯基苯树脂在二氯乙烷或硝基甲烷中充分溶胀，加入傅氏催化剂，并将温度上升至75～111℃，进行Friedel-Crafts反应，制得具有弱极性的超高交联树脂，用乙醇与水洗涤，抽滤后，利用固化剂甲醇浸泡固化，乙醇中保存备用。其中，所述的傅氏催化剂为AlCl3或FeCl3；傅氏催化剂的用量为氯甲基苯乙烯-二乙烯基苯树脂重量的3～5.8％；二氯乙烷或硝基甲烷与氯甲基苯乙烯-二乙烯基苯树脂体积重量比为6～11mL：1g。其中，加入傅氏催化剂后，进行机械搅拌混匀0.5-1.5h，然后再以0.5℃/min-2℃/min速率升温至75～111℃，待温度上升至70～111℃后，进行Friedel-Crafts反应2～9h，反应后，体系自行冷却至室温；待体系冷却至室温之后，将树脂取出抽滤用醇类物质与纯水轮流冲洗至滤液无色，在洗净之后的树脂中加入乙酸酐，乙酸酐与树脂的体积重量比为20～100mL：1g，在温度30℃-60℃下进行反应，制得具有弱极性的超高交联树脂；然后用乙醇与水洗涤，抽滤后，利用固化剂甲醇浸泡固化，乙醇中保存备用。其中，所述的吸附，条件为：吸附流速为1～5BV/h，采用固定床吸附，树脂柱高径比为8～16(优选10.5)；解吸条件为：解吸剂为乙醇，解吸流速为0.5～3.5BV/h。其中，经过吸附、解吸的过程的吸附柱可通过再生操作，然后重新进行吸附和解吸；再生条件为：以水为再生剂，再生剂流速为1～3BV/h，水消耗体积为1～3BV。本专利技术通过分析吸附质叶黄素分子的结构与理化性质、料液的组成和吸附剂的骨架结构、孔径、比表面积和极性等各方面的因素，筛选出一种性能优良的超高交联树脂，该树脂对料液中的叶黄素具有较高的吸附容量和吸附选择性，且较易解吸，叶黄素的收率可达95％以上，解吸后的树脂用水即可再生。有益效果：与现有技术相比，本专利技术提供了一种分离提取叶黄素的方法，其优点在于：1)采用吸附柱分离料液中的叶黄素，且所有操作均可在室温下进行，大大降低了分离过程的能耗。2)所选用的吸附介质具有对叶黄素吸附容量大、物化性质稳定性高、吸附选择性好、解吸条件温和、再生容易、使用周期长等优点。3)本专利技术的超高交联树脂，再生时只需要用少量水处理，可降低能耗减少废水排放量，避免环境污染问题，是一种清洁环保的生产工艺。同时不仅可用于叶黄素的提取过程，还可应用于其他醇类及有机酸等物质的分离过程。附图说明图1实施例1制得的超高交联树脂的扫描电镜图(SEM图)；图2实施例2制得的超高交联树脂的孔径分布图；图3本专利技术超高交联树脂的BET图；图4用Langmuir和Freundlich等温模型拟合叶黄素在超高交联树脂上的吸附等温线。从图中可知，温度越高，树脂对叶黄素的吸附容量越大，说明该吸附介质对叶黄素的吸附过程可能为吸热过程。在T＝313.15K时，其对叶黄素的最大吸附容量达658μg/g。图5是饱和吸附剂的解吸曲线。实验所用料液中叶黄素浓度均为85μg/mL，用乙醇溶液进行解吸，对叶黄素的收率均保持在95％以上。具体实施方式根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本专利技术。以下实施例中使用外标法对料液中的叶黄素浓度进行检测，色谱条件为：1)色谱柱：YMC-Caroteniod液相色谱柱(C30，3μm，4.6mL×150mm)；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用超高交联树脂吸附分离叶黄素的方法，其特征在于，将经过预处理的叶黄素皂化液通过装有超高交联树脂的吸附柱，经吸附、解吸的过程得到叶黄素溶液；其中，所述的超高交联树脂是以聚苯乙烯‑二乙烯基苯为骨架，通过Friedel‑Crafts交联反应以及与乙酸酐反应制备得到，其平均粒径为0.3‑0.8mm，含水量为20‑50wt％，孔径为1.5‑5.5nm，孔隙率25％‑45％，湿密度1.05‑1.18g/cm3，平均比表面积500‑950m2/g，平均孔容0.542‑0.985cm3/g，功能基团为羰基。

【技术特征摘要】
1.一种利用超高交联树脂吸附分离叶黄素的方法，其特征在于，将经过预处理的叶黄素皂化液通过装有超高交联树脂的吸附柱，经吸附、解吸的过程得到叶黄素溶液；其中，所述的超高交联树脂是以聚苯乙烯-二乙烯基苯为骨架，通过Friedel-Crafts交联反应以及与乙酸酐反应制备得到，其平均粒径为0.3-0.8mm，含水量为20-50wt%，孔径为1.5-5.5nm，孔隙率25%-45%，湿密度1.05-1.18g/cm3，平均比表面积500-950m2/g，平均孔容0.542-0.985cm3/g，功能基团为羰基。2.根据权利要求1所述的利用超高交联树脂吸附分离叶黄素的方法，其特征在于，所述的皂化液是使用碱性醇溶液对万寿菊浸膏进行皂化得到的；所述的碱性醇溶液是指100-200g/L的氢氧化钠的乙醇溶液。3.根据权利要求1所述的利用超高交联树脂吸附分离叶黄素的方法，其特征在于，所述的预处理包括叶黄素皂化液先经过溶剂萃取再利用旋转蒸发进行处理。4.根据权利要求3所述的利用超高交联树脂吸附分离叶黄素的方法，其特征在于，所述的溶剂萃取是指将叶黄素皂化液用水稀释，水的加入体积为叶黄素皂化液体积的50%-85%，搅拌15-30min置于分液漏斗中，用等体积的乙酸乙酯萃取三次得到含有叶黄素的乙酸乙酯层溶液。5.根据权利要求4所述的利用超高交联树脂吸附分离叶黄素的方法，其特征在于，所述的旋转蒸发是将含有叶黄素的乙酸乙酯层溶液在-0.09MPa~-0.07MPa和40℃-50℃条件下将乙酸乙酯除去。6.根据权利要求1所述的利用超高交联树脂吸附分...

【专利技术属性】
技术研发人员：应汉杰，王莹莹，吴菁岚，周精卫，潘维刚，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32