叶黄素的酯化制造技术

万寿菊花中的主要类胡萝卜素：黄体素和玉米黄素，以及红辣椒中的主要类胡萝卜素：辣椒红和辣椒玉红素，主要和Ｃ－１８脂肪酸酯化。在催化剂试剂存在的条件下，使用在Ｃ－１到Ｃ－１２范围内的羧酸和它们相对应的金属盐，在不将色素从自然皂化提取物中分离的情况下，对色素进行再酯化。获得单酯和二酯形式。预期的是，带有含有１２或更少碳原子的脂肪酸的色素酯，将比在其自然形态下的叶黄素酯具有更好的可消化性，而且比水解的叶黄素具有更好的稳定性。这将导致类胡萝卜素对于家禽和水产业的更好的色素形成能力。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
叶黄素的酯化                        专利技术背景
本专利技术涉及酯化叶黄素(xanthophylls)的化学方法，其中叶黄素从不同的源(sources)获得，包括万寿菊花(marigold flowers)和红辣椒(redpeppers)。
技术介绍
在近几十年里，由于它们在人类和动物消费(consumption)中的应用，叶黄素受到持续不断的研究。在家禽产业中，蛋黄(egg yolk)的颜色，和肉鸡皮肤(broilers skin)的颜色，是与质量及消费者偏爱相关的一个重要因素。正是因为这个缘故，一直在努力提出家禽配方饲料(poultry formulations)，包括更好的着色试剂(pigmenting agents)，其中它们的物理和化学特性允许更好的吸收，并由此提供最理想的色素形成(pigmentation)，同时成本更低。万寿菊(marigold)中的叶黄素主要是和软脂酸、硬脂酸和肉豆蔻酸(myristic acid)以及其它次要的酸酯化的(Alam et al.(1968)Lipids 3(2)：183-184)。比起游离黄体素(free lutein)的结晶形态，产蛋母鸡(egg layinghens)能更好地利用黄体素酯(lutein esters)(Philip et al.(1976)J.Food Sci.41：23-25)，表明，这可能是因为酯(esters)在脂类(lipids)中的更好的溶解性。在来源于红辣椒的辣椒红(capsanthin)的吸收中，也报道有相似的结果(Hamilton et al.(1990)，Poult.Sci 69：462-470)。业已发现，与酯的形式相比，游离黄体素可以更好地被肉鸡(broilers)吸收(Fletcher etal.(1986)Poult.Sci.65：1708-1714)。Tyczkowski和Hamilton(1986)证明，在肉鸡血清(blood serum)中，黄体素(lutein)被发现是游离态(free)的，经过酶的转化作用后，它以酯的形式被沉积在皮肤中。在玉米黄素(zeaxanthin)的酯化形态(esterified form)和游离形态(free form)之间产生的极性相互作用，以及它们的流变学后果(rheological consequences)-->中，观察到了区别(Zsako，et al.(1987)Rev.Roum.Chim.32：739-748)。形成类胡萝卜素酯(carotenoid ester)的脂肪酸的碳链越短，空间位阻就越小而极性越大。考虑到一些类胡萝卜素(carotenoids)的相对极性，烯丙基羟基比乙酰基高出多达50％的极性，因此使得玉米黄素比黄体素有更大的极性，黄体素也比玉米黄素或者黄体素的乙酰化衍生物(acetylatedderivatives)有更大的极性(Krinsky(1963)An.BioChem.6：293-302)。脂肪酸在肉鸡和产蛋鸡(layers)中的消化性(digestibility)，是和其碳链的长度成反比的(Yoshida，et al.(1970)Agr.Biol.Chem.34(11)：1668-1675)。那些具有较高的生物利用率(bioavailability)的脂肪酸拥有5到12个碳，而那些具有较低生物利用率的脂肪酸拥有少于5个碳(除了乙酸之外)或者多于12个碳。一个相似的关系也适用于酯，这表示：上述脂肪酸的甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基的衍生物，可以被肉鸡和产蛋鸡更好地吸收。Tyczkowski和Hamilton的研究表明：家禽饮食中包含的脂类的碳链长度、饱和度和浓度显著地影响黄体素吸收(luteinabsorption)。当脂肪酸是短链和/或不饱和的时候，可以观察到更好的摄入(uptake)。上述解释是基于基于消化的分子团学说(micellar theory of digestion)和氧化类胡萝卜素(oxycarotenoids)的极性。已经证明，在肉鸡中，相较于它们的自然酯(natural esters)，例如软脂酸酯、硬脂酸酯、肉豆蔻酸酯等，黄体素、玉米黄素和其他类胡萝卜素，在它们的游离形态可以被更好地吸收，这在皮肤的色素形成(skin pigmentation)中有明确的作用。在肉鸡中，来自万寿菊的黄体素在肠吸收之前被水解，并且以这种形式被运输到不同的组织，但是在皮肤中沉积以前，色素(pigment)被再次酯化(Martin Garmendia et al.(1981)Comp.BioChem.Physiol.70a：619-621)。必须要提及的是，与它们相应的水解形式(hydrolyzed form)相比，酯化叶黄素(esterified xanthophylls)，针对于一些不利的物理和化学因素，具有更好的稳定性。Breivik，et al.(WO 03/003848A1)描述，使用虾青素(astaxanthin)的一种二酯来提高养殖鱼(farmed fish)的生长，此二酯是用ω-3脂肪酸和/或短链羧酸制备的。传统上，进行万寿菊的类胡萝卜素(marigold carotenoids)的酯化是-->为了分析目的，它是这样实现的：在吡啶存在的情况下，用类胡萝卜素和乙酸酐反应，来得到其乙酰化衍生物或者部分乙酰化衍生物(Eugster(1995)Carotenoids：Vol.1A，G.Britton，ed.Page 74，Birkhauser；Molnar(2002)Helv.Chim.Acta 85：2349)。Bernhard，et al.(U.S.4,883,887)开发了一些中间体，用于合成相同的类胡萝卜素，其中，提到它们的单和二乙酰化衍生物，用于在非常低的温度下使用在该乙酸酐方法中。Torres Cardona et al.(U.S.5,523,494)描述了一种方法，用于万寿菊叶黄素(marigold xanthophylls)的酯化，其中使用乙酸酐或者丙酸酐，获得类胡萝卜素相应的乙酸酯或者丙酸酯。反应介质中水的出现会导致反应难于控制，原因是由于酸酐的剧烈反应。这种情况会促使色素强烈降解(intensive degradation)，积累(accumulation)乙酸或者丙酸和它们各自的盐。其他人也公开了用于类胡萝卜素酯化的方法，其中使用需要被结合到链上的脂肪酸的氯化物。没有公开过基于商业目的的方法，其中，乙酸酐或者酸的氯化物还没有被以某种或者另外的方式用于万寿菊叶黄素的酯化方法中。专利技术概述在一个实施方案中，公开了一个用于叶黄素酯化的方法，它包括以下步骤：在催化剂存在的情况下，用一种包含叶黄素的提取物和一种羧酸反应，其中羧酸的碳链长度在1到12之间；和连续移除反应中产生的水，以促进向叶黄素酯(xanthophyll esters)的转变；和收集叶黄素酯产物。在一个优选实施方案中，在酯化前，提取物中的叶黄素被皂化或是被异构化。在一些实施方案中，提取物中的叶黄素在先前的步骤中被皂化并异构化。在一个优选实施方案中，提取物是用从下面组中选择的原料(substrate)来制备的，包括：万寿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种酯化叶黄素的方法，包括：在催化剂存在的条件下，用一种含有叶黄素的提取物和一种羧酸反应，羧酸的碳链长度在１到１２之间；和连续地移除反应中产生的水，来推动到叶黄素酯的转变；和收集叶黄素酯产物。

【技术特征摘要】
US 2002-3-26 60/368,1901.一种酯化叶黄素的方法，包括：在催化剂存在的条件下，用一种含有叶黄素的提取物和一种羧酸反应，羧酸的碳链长度在1到12之间；和连续地移除反应中产生的水，来推动到叶黄素酯的转变；和收集叶黄素酯产物。2.权利要求1所述的方法，其中所述提取物是从选自以下组中的原料制备的：万寿菊花、红辣椒、苜蓿、黄玉米、玉米麸质、海藻和它们精炼的色素。3.权利要求1所述的方法，其中所述叶黄素和一种羧酸反应，所述羧酸具有5到12的碳链长度。4.权利要求2所述的方法，其中所述原料是万寿菊花。5.权利要求4所述的方法，其中所述叶黄素主要由黄体素、玉米黄素和β-隐黄素组成。6.权利要求2所述的方法，其中所述原料是红辣椒。7.权利要求6所述的方法，其中所述叶黄素主要由辣椒红、辣椒玉红素、玉米黄素和黄体素组成。8.权利要求1所述的方法，其中所述1到12个碳原子的碳链中的至少一个是饱和的。9.权利要求1所述的方法，其中所述1到12个碳原子的碳链中的至少一个是不饱和的。10.权利要求1所述的方法，其中所述羧酸是合成来源。11.权利要求1所述的方法，其中所述羧酸是自然来源。12.权利要求1所述的方法，其中所述催化剂是无机酸，选自由下列物质组成的组：硫酸、磷酸、盐酸、氢溴酸、硝酸和它们的混合物。13.权利要求1中所述的方法，其中所述催化剂是有机酸，选自由下列物质组成的组：对甲苯磺酸、乙基(代)硫酸、乙基(代)二硫酸、苯基(代)硫酸、十二烷硫酸、氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、三氟化硼和吡啶盐。14.权利要求1所述的方法，其中所述催化剂是金属氯化物，选自由下列物质组成的组：氯化锌、氯化亚锡、氯化铝及其混合物。15.权利要求1所述方法，其中所述催化剂的使用量，按重量计算，是相对于所述总反应混合物的0....

【专利技术属性】
技术研发人员：MDT科尔多纳，G罗德里格斯，
申请(专利权)人：DSM知识产权资产公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]